發布日期:2022-04-18 點擊率:69
據ARM估計,32位的Cortex-M3處理器內核以0.19mW/MHz(0.18微米)極低的功耗在特殊應用中占據優勢。32位Cortex-M3設備執行任務的速度比8位設備快許多倍,所以活動模式中所用的時間更短,平均功率相應降低。其功耗如表2所示。表2 Cortex-M3能量消耗
高端ARM處理器還支持功能更強大的電源管理功能,通過電壓調節與頻率調節相結合,極大地降低功耗,提高能量效率。動態電壓調節(DVS)是通過對系統的負載預測,在一個開環電壓控制系統中用多組能耗級別的頻率、電壓對來實現。自適應電壓調節(AVS)用一個閉環電壓控制系統來實現,它無需配對的頻率、電壓,能提供更優的節能效果。
例如以TI的 OMAP1610(ARM926E核)處理器為例,內部可以調節參數包括:CPU電壓,DPLL頻率控制,CPU頻率控制,交通控制器(TC),外部設備控制器,DSP運行頻率,DSP MMU頻率,LCD刷新頻率。通過定義操作點(Operation Points,OP)數據結構來抽象表示頻率、電壓等能耗級別,如表3所示。表3 OMAP1610操作點參數
其中,192MHz-1.5V操作點參數1500表示OMAP3.2核心電壓1500mV;16表示DPLL頻率控制12MHz晶振輸入倍頻16倍;1表示分頻為1;1表示OMAP3.2核心分頻為1(所以它運行在192MHz);2表示TC(交通控制器)分頻為2(所以它運行在96MHz);如果使用TI的DSP代碼,則后四個參數為不可控,均使用默認值
更先進電源管理功能的嵌入式微處理器還有90nm工藝的Marvel PAX300系列,提供更細顆粒的電源管理技術(稱為MSPM),API和驅動程序;飛思卡爾iMX31支持DVFS(動態的電壓和頻率調節)和DPTC(動態的處理器溫度補償)等技術,它配合飛思卡爾MC13783和MC34704 IC管理器件,Linux驅動和策略管理代碼,用戶可以方便地構建一個具備優秀電源管理能力的嵌入式系統
ARM 與國家半導體(NS)開發出了先進的能量管理解決方案,智能能量管理器(IEM)預測軟件決定了處理器可以運行的最低性能級別,同時,通過智能能量控制器(IEC)的幫助、通過自適應功率控制器(APC)與外部能量管理單元(EMU)一起工作,使處理器運行在能保證應用軟件正確運行的最低電壓和頻率下。
典型嵌入式系統能耗組
典型嵌入式系統,例如移動終端,其能耗主要部件包括嵌入式微處理器(CPU)、內存、LCD及背光,電源轉換部件,其他部件還可能包括基帶處理器、DSP、外設控制器等。據統計,CPU占20%~25%,LCD以及背光占用了20%,內存占15%,電源轉換占5%~10%,其他的組成占用剩余的30%~40%。典型嵌入式系統的能耗組成如圖2所示。
在這些元件中,有些元件性能指標和能耗固定;有些元件可在不同時間工作,并有多種可控的耗能狀態。后者的有效使用成為系統節能的關鍵所在。
下一篇: PLC、DCS、FCS三大控
上一篇: 索爾維全系列Solef?PV