Malentendido 4: diseño de bajo consumo

Error común 17: todas estas señales de bus son generadas por resistencias, por lo que me siento aliviado.

Solución positiva: hay muchas razones por las que es necesario subir y bajar las señales, pero no es necesario hacerlo todas. La resistencia pull-up y pull-down extrae una señal de entrada simple y la corriente es inferior a decenas de microamperios, pero cuando se extrae una señal impulsada, la corriente alcanzará el nivel de miliamperios. El sistema actual a menudo tiene 32 bits de datos de dirección cada uno, y puede haber Si se activa el bus aislado 244/245 y otras señales, se consumirán algunos vatios de energía en estas resistencias (no utilice el concepto de 80 céntimos por kilovatio-hora para tratar estos pocos vatios de consumo de energía, la razón es la bajada Mira).

Error común 18: nuestro sistema funciona con 220 V, por lo que no debemos preocuparnos por el consumo de energía.

Solución positiva: el diseño de bajo consumo de energía no solo sirve para ahorrar energía, sino también para reducir el costo de los módulos de energía y los sistemas de enfriamiento, y reducir la interferencia de la radiación electromagnética y el ruido térmico debido a la reducción de corriente. A medida que la temperatura del dispositivo disminuye, la vida útil del dispositivo se prolonga correspondientemente (la temperatura de funcionamiento de un dispositivo semiconductor aumenta en 10 grados y la vida útil se reduce a la mitad). El consumo de energía debe considerarse en cualquier momento.

Error común 19: El consumo de energía de estos pequeños chips es muy bajo, no te preocupes.

Solución positiva: Es difícil determinar el consumo de energía de un chip que no es demasiado complicado internamente. Está determinado principalmente por la corriente en el pin. Un ABT16244 consume menos de 1 mA sin carga, pero su indicador es cada pin. Puede controlar una carga de 60 mA (como igualar una resistencia de decenas de ohmios), es decir, el consumo máximo de energía de una carga completa puede alcanzar 60*16=960 mA. Por supuesto, solo la corriente de la fuente de alimentación es tan grande y el calor cae sobre la carga.

 

Error común 20: ¿Cómo lidiar con estos puertos de E/S no utilizados de CPU y FPGA? Puedes dejarlo vacío y hablar de ello más tarde.

Solución positiva: si los puertos de E/S no utilizados se dejan flotantes, pueden convertirse en señales de entrada que oscilan repetidamente con un poco de interferencia del mundo exterior, y el consumo de energía de los dispositivos MOS depende básicamente del número de vueltas del circuito de compuerta. Si se levanta, cada pin también tendrá una corriente de microamperios, por lo que la mejor manera es configurarlo como salida (por supuesto, no se pueden conectar otras señales con excitación al exterior).

Error común 21: quedan tantas puertas en esta FPGA que puedes usarla.

Solución positiva: el consumo de energía de FGPA es proporcional al número de flip-flops utilizados y al número de flips, por lo que el consumo de energía del mismo tipo de FPGA en diferentes circuitos y en diferentes momentos puede ser 100 veces diferente. Minimizar la cantidad de flip-flops para cambios de alta velocidad es la forma fundamental de reducir el consumo de energía de FPGA.

Error común 22: La memoria tiene tantas señales de control. Mi placa sólo necesita utilizar las señales OE y WE. La selección del chip debe estar conectada a tierra, para que los datos salgan mucho más rápido durante la operación de lectura.

Solución positiva: el consumo de energía de la mayoría de las memorias cuando la selección de chip es válida (independientemente de OE y WE) será más de 100 veces mayor que cuando la selección de chip no es válida. Por lo tanto, se debe utilizar CS para controlar el chip tanto como sea posible y se deben cumplir otros requisitos. Es posible acortar el ancho del pulso de selección de chip.

Error común 23: Reducir el consumo de energía es trabajo del personal de hardware y no tiene nada que ver con el software.

Solución positiva: el hardware es sólo un escenario, pero el software es el intérprete. El acceso de casi todos los chips del bus y la inversión de cada señal están casi controlados por el software. Si el software puede reducir la cantidad de accesos a la memoria externa (usando más variables de registro, más uso de CACHE interno, etc.), respuesta oportuna a las interrupciones (las interrupciones suelen ser activas de bajo nivel con resistencias pull-up) y otros Las medidas específicas para placas específicas contribuirán en gran medida a reducir el consumo de energía. Para que la placa gire bien, ¡el hardware y el software deben agarrarse con ambas manos!

Error común 24: ¿Por qué estas señales se sobrepasan? Mientras el partido sea bueno, se puede eliminar.

Solución positiva: excepto por algunas señales específicas (como 100BASE-T, CML), hay un exceso. Siempre que no sea muy grande, no es necesario que coincida. Incluso si coincide, no necesariamente coincide con lo mejor. Por ejemplo, la impedancia de salida de TTL es inferior a 50 ohmios y, en algunos casos, incluso a 20 ohmios. Si se utiliza una resistencia de adaptación tan grande, la corriente será muy grande, el consumo de energía será inaceptable y la amplitud de la señal será demasiado pequeña para usarse. Además, la impedancia de salida de la señal general cuando se emite un nivel alto y un nivel bajo no es la misma, y ​​también es posible lograr una coincidencia completa. Por lo tanto, la coincidencia de señales TTL, LVDS, 422 y otras puede ser aceptable siempre que se logre el exceso.