Portable Products為低功耗設計選擇理想的處理器

價格

在評估價格這一標準時，工程師不應僅僅著眼于芯片的價格。芯片本身的價格正在不斷下降，以至于現(xiàn)在大多數(shù)低功耗處理器的成本都不足15美元。依據(jù)器件的具體特性，價格可降低至4美元。對消費類應用來說，每個部件的成本都很關鍵。但對于通信基礎設施或商業(yè)應用來說，單個部件的成本并不太重要，擁有成本與效率才是更應關注的問題。

工程師更應關注整體的系統(tǒng)成本問題。還以存儲器為例，如果產(chǎn)品的所有算法運行都采用片上存儲器，那么僅通過減少不必要的外部存儲器芯片就能節(jié)約1～2美元。如果集成了SATA、以太網(wǎng)、存儲器、USB 2.0以及ARM9等，就能顯著節(jié)約系統(tǒng)成本(可高達9美元)。

除了芯片的價格之外，工程師還應評估開發(fā)的簡易性，這包括軟硬件開發(fā)工具、技術支持、培訓、第三方支持、文檔、工程設計時間／開銷以及NRE開發(fā)費用等。加速開發(fā)進程有助于實現(xiàn)更高質(zhì)量的終端產(chǎn)品，因為寶貴的時間與金錢可用于實現(xiàn)產(chǎn)品的差異化，而不是花費在構(gòu)建設計基礎設施上。

因此，工程師不光要考慮開發(fā)電路板與仿真器的價格，還要考慮其質(zhì)量，以及能多快地提高開發(fā)速度。高質(zhì)量的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)與編譯器使設計人員能夠更全面地了解設計情況，并加速產(chǎn)品上市進程。工程師應關注哪些芯片廠商能提供免專利費的操作系統(tǒng)，哪些第三方合作伙伴能提供經(jīng)過驗證的、可直接投入使用的代碼，如在基于DSP的設計中用到的編解碼器等。此外，還應注意可以幫助設計人員快速上手設計工作的技術框架。

此外，電路板布局與制造方面的成本也不容忽視。重要的不僅在于器件數(shù)量，還包括器件的工藝間距。小間距器件的系統(tǒng)級板面布局與制造更加昂貴。

表1顯示出，價格通常與內(nèi)核數(shù)據(jù)以及片上外設成反比。集成的部件越多，器件的價格顯然也就越貴，設計工作的強度也越大，這些產(chǎn)品通常適用于最復雜的便攜式系統(tǒng)。舉例來說，同時集成了DSP、ARM以及協(xié)處理器的高性能應用處理器是唯一被評為中的架構(gòu)。

低功耗應用

即便擁有表1的幫助，工程師也很難為既定應用選出最適合的器件，總免不了要做出一定的設計折衷平衡。不過，通過對應用要求的簡單探討，或許可以提供一些指導。

要求低功耗特性的應用種類越來越多，這些應用可被分為以下幾個大類：

采用插入式電源或USB供電的產(chǎn)品，如車載免提套件、GPSdongle、觸摸屏或喇叭擴音器等；

消費者希望電池能工作至少一整天的應用，如無線麥克風、樂器、降噪耳機、無線打印機，以及多參數(shù)便攜式醫(yī)療儀器等；

電池可工作長達兩個星期的應用，如錄音機、電子書、門禁指紋驗證，或單參數(shù)便攜式醫(yī)療儀器等。

還有一種應用分類方法是根據(jù)功能性進行區(qū)分。便攜式設備會考慮到高精度問題，比如，樂器或音頻產(chǎn)品會需要較寬的動態(tài)范圍。這種精度與動態(tài)范圍通常需要采用TI TMS320C674x DSP這樣的浮點處理器，其功耗可低至15mW。

還有一些依賴于多功能GUI的應用。這類應用應當選擇一款支持ARM處理功能的器件。例如OMAP-L1x產(chǎn)品，它集成了ARM和DSP功能，具備強大的處理能力，可以在運行GUI的同時完成復雜的處理任務。

消費者會要求某些產(chǎn)品具備超長的電池使用壽命，如便攜式錄音機／播放器、電子書閱讀器、便攜式麥克風，以及家用腕表式醫(yī)療儀器等。支持低功耗待機模式的C550x等處理器能高效利用深度休眠模式(功耗低至6.8μW)與待機模式(功耗低至0.5mW)，因而可實現(xiàn)數(shù)周的電池使用時間。

結(jié)語

如本文所述，選擇低功耗處理器時需考慮的所有標準都是密切相關的。通常說來，性能越高，功耗就越大，不過現(xiàn)在，產(chǎn)品功耗已經(jīng)普遍降低，因此無論您有何種應用需求，幾乎都能找到一款適用的低功耗處理器。