當前,降低功耗不僅成為節(jié)電的必由之路,并且被賦予了環(huán)保的神圣使命。因此所有的設計者都十分關心功耗問題。不過,在設計時還要謹防過度設計(overdesign)現象,使各個部分協調一致,達到整個功耗的降低。
應用是個很復雜的問題,其中有許多要素。你需要針對問題提供整體化的解決方案。在深刻理解最終應用的情況下,你會發(fā)現是否出現了過度設計;有時候,出于市場等方面的考慮,會出現過度設計的做法,這最終會導致功耗過高。
系統(tǒng)設計與SoC設計的相對比例問題,軟、硬件比例問題,IC的驅動電壓是否越低就越好?制造技術節(jié)點是否越小越好?都是值得考慮的因素。
在近日舊金山舉行的Electronic Summit2008上,ON Semi(原AMI Semiconductor,2007年12月被收購)高級Hearing/Audio Solutions總監(jiān)Michel De Mey以DSP設計為例,說明了功耗更加取決于整體架構的合理。例如音頻用低功耗DSP,如耳機,藍牙耳機等等靠極小的電池供電的微型應用,在這些應用中,電池的供電時間很關鍵。一個應用就是濾波,你可以在時域或者頻域進行濾波。例如,如果你能在頻域實現濾波,就可以將功耗降低10倍。這可不像從哪里擠出20%來,而是從體系架構上進行創(chuàng)新,從而達到如此之高的比例。如果你將它們與,例如雙Quad(dual-Quad)架構,結合起來,實現負載的均衡化。從硬件實現出發(fā),如果實現了兩個Quad的負載平衡,則對這兩個石英的頻率的要求就較為寬松,你就可以在其它性能實現方面花費更多的時間,如時序的閉合,嘗試不同的頻率、大大降低電源電壓等等。采用這種技術(恰當的負載平衡、SoC技術)后,我們還能再擠出2~3倍的改進余地。
例如,On Semi的第二代DSP產品與前代產品比較,即Bolosigno 300和Bolosigno250比較。兩種產品的硬件都執(zhí)行同樣的功能,區(qū)別在于,它們分屬不同的技術節(jié)點(制程),采用了不同的DSP架構。On Semi更換了內存技術,降低了內存的電壓,而且讓存儲變得更為分布化一些。采用了更新的模擬和數字IP、新的設計方法學、以及新的EDA工具,其功能也取決于你的算法。如果你采用了運算密集的算法,使得內核達到了50%~60%的負載,可以讓性能提高3倍;如果你對內核進行20%的加載,則性能也可以提高2倍。
圖:Bolosigno 300和Bolosigno250的功耗比較
那么低功耗是否意味著低電壓?Michel認為功耗不僅取決于你是否用1.0V還是1.2V,更取決于算法的速度。
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