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DSP电源管理技术加快设计进度

时间:2014-12-28  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

编写代码时还应减少指令存取的数量,工字电感并优化缓存和内部指令缓冲。上述措施都有助于节约DSP的工作模式时间,并最大化闲置时间,以此来降低频率和电压。
我们还能用其他技术来实现系统级控制,包括:
认真选择组件
尽可能减少组件数电感器厂家量
首先采用内部存储器来最小化芯片间的功率损耗
对于启动或低速运算以及偶尔用到的功能采用外部存储器
启动后给启动存储器断电
新一代电源控制技术
通常说来,半导体厂商在芯片中内置的节电功能会自动工作,举例来说,芯片进入闲置状态后电压和频率就会自动降低。
不过,我们现在有了更尖端的技术,系统设计人员现在能对 DSP BIOS 进行工作,从而进一步加强电源管理。
自动的电压或频率缩放是一种有用的特性。不过 DSP 的内核电压快速变动往往会对外设造成意料不到的影响。操作系统的时基可能会因频率变动而受到影响,有些外设驱动程序可能需要了解频率和电源状态的变化,这样才能继续有效工作。
操作系统调度程序的有效性也会因为频率缩放而受影响。通常说来,系统应进行协调,以确保安全的电压和频率控制,适当地进入塑封电感器闲置状态。
半导体厂商通过创建DSP BIOS功率调整程序库,可实现更高级的功耗控制,同时还能确保避免因电压和频率缩放而发生问题。通过GPIO引脚向外设发送消息,我们还能将上述控制技术从芯片延伸到外设。

图2显示了功率调整例程的实例(如下图中的 PSL),设计人员通过代码编写,可从程序库中直接调用。
我们不妨假设 DSP 正在运行非常复杂的算法。通常说来,内核电压为 1.6V,频率为 200 MHz,如图 2 中左侧蓝线所示。不过,当未运行算法时,我们电感生产厂家可用功率调整程序库将频率降至 72 MHz。
一般来说,内核电压会保持为1.6V。不过我们也可用功率调整程序库安全地将电压降至1.2V,从而在算法不运行期间使功耗进一步降低 30 mW。
TI 率先在其TMS320VC5509A DSP中采用功率调整程序库,这就是本例所用的DSP。

图2. 功率调整程序库功能实现功耗微调。
新一代功耗估算技术
除了上述各种功耗工具的帮助之外,设计人员还需要想办法估算整个系统的功率。解决这一问题的最新方法需要将半导体公司提供的软件与虚拟仪表厂商(如美国国家仪器公司National Instruments)提供的硬件进行集成。
在采用这种方法时,开发人员可利用美国国家仪器公司提供的 LabView 来监控实际应用一体成型电感器过程中芯片的执行情况交流电感器。TI 在数据表中提供了有关 TMS320VC5509 的丰富功率测试数据。
采用 LabView 和 C55 电源优化 DSK (C55 Power Optimization DSP Starter Kit),设计小组能尝试采用不同的实施方案,并用类似于图 3 所示的 GUI 工具对功耗加以调节。

图3. 调节DSP 内核、I/O及电路板功耗。
我们可用上述工具包探索各种设计方案,并分别测得 DSP 内核、DSP I/O 以及包括闪存存储器、编解码器及其他外设在内的整个电路板的高精度功耗。
通过结合采用上述创新方法来控制芯片功耗并估算系统功耗,设计人员能够获得一种功能强大的新型方法,适用于功耗要求严格的 DSP 应用。

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