ग़लतफ़हमी 4: कम-शक्ति डिज़ाइन

सामान्य गलती 17: ये सभी बस सिग्नल प्रतिरोधकों द्वारा खींचे जाते हैं, इसलिए मुझे राहत महसूस होती है।

सकारात्मक समाधान: ऐसे कई कारण हैं जिनकी वजह से सिग्नलों को ऊपर और नीचे खींचने की आवश्यकता होती है, लेकिन उनमें से सभी को खींचने की आवश्यकता नहीं होती है। पुल-अप और पुल-डाउन अवरोधक एक साधारण इनपुट सिग्नल को खींचता है, और करंट दसियों माइक्रोएम्पीयर से कम होता है, लेकिन जब एक चालित सिग्नल खींचा जाता है, तो करंट मिलिएम्प स्तर तक पहुंच जाएगा। वर्तमान प्रणाली में अक्सर प्रत्येक एड्रेस डेटा के 32 बिट होते हैं, और यदि 244/245 पृथक बस और अन्य सिग्नल खींचे जाते हैं, तो इन प्रतिरोधकों पर कुछ वाट बिजली की खपत होगी (इसकी अवधारणा का उपयोग न करें) इन कुछ वाट बिजली की खपत का इलाज करने के लिए 80 सेंट प्रति किलोवाट-घंटा, इसका कारण नीचे देखें)।

सामान्य गलती 18: हमारा सिस्टम 220V द्वारा संचालित है, इसलिए हमें बिजली की खपत के बारे में परवाह करने की आवश्यकता नहीं है।

सकारात्मक समाधान: कम-शक्ति डिज़ाइन न केवल बिजली बचाने के लिए है, बल्कि बिजली मॉड्यूल और शीतलन प्रणालियों की लागत को कम करने और वर्तमान में कमी के कारण विद्युत चुम्बकीय विकिरण और थर्मल शोर के हस्तक्षेप को कम करने के लिए भी है। जैसे-जैसे डिवाइस का तापमान घटता है, डिवाइस का जीवन तदनुसार बढ़ जाता है (अर्धचालक डिवाइस का ऑपरेटिंग तापमान 10 डिग्री बढ़ जाता है, और जीवन आधा कम हो जाता है)। किसी भी समय बिजली की खपत पर विचार किया जाना चाहिए।

सामान्य गलती 19: इन छोटे चिप्स की बिजली की खपत बहुत कम है, इसके बारे में चिंता न करें।

सकारात्मक समाधान: आंतरिक रूप से बहुत जटिल चिप की बिजली खपत का निर्धारण करना मुश्किल है। यह मुख्य रूप से पिन पर करंट से निर्धारित होता है। एक ABT16244 बिना लोड के 1 mA से कम की खपत करता है, लेकिन इसका संकेतक प्रत्येक पिन है। यह 60 mA का भार चला सकता है (जैसे कि दसियों ओम के प्रतिरोध का मिलान), यानी, पूर्ण भार की अधिकतम बिजली खपत 60*16=960mA तक पहुंच सकती है। बेशक, केवल बिजली आपूर्ति धारा इतनी बड़ी है, और गर्मी भार पर पड़ती है।

 

सामान्य गलती 20: सीपीयू और एफपीजीए के इन अप्रयुक्त I/O पोर्ट से कैसे निपटें? आप इसे खाली छोड़ सकते हैं और बाद में इसके बारे में बात कर सकते हैं।

सकारात्मक समाधान: यदि अप्रयुक्त I/O पोर्ट को तैरते हुए छोड़ दिया जाता है, तो वे बाहरी दुनिया के थोड़े से हस्तक्षेप के साथ बार-बार दोलन करने वाले इनपुट सिग्नल बन सकते हैं, और MOS उपकरणों की बिजली खपत मूल रूप से गेट सर्किट के फ़्लिप की संख्या पर निर्भर करती है। यदि इसे ऊपर खींचा जाता है, तो प्रत्येक पिन में माइक्रोएम्पियर करंट भी होगा, इसलिए सबसे अच्छा तरीका इसे आउटपुट के रूप में सेट करना है (बेशक, ड्राइविंग के साथ कोई अन्य सिग्नल बाहर से नहीं जोड़ा जा सकता है)।

सामान्य गलती 21: इस एफपीजीए पर बहुत सारे दरवाजे बचे हैं, इसलिए आप इसका उपयोग कर सकते हैं।

सकारात्मक समाधान: एफजीपीए की बिजली खपत उपयोग किए गए फ्लिप-फ्लॉप की संख्या और फ्लिप की संख्या के समानुपाती होती है, इसलिए अलग-अलग सर्किट और अलग-अलग समय पर एक ही प्रकार के एफपीजीए की बिजली खपत 100 गुना भिन्न हो सकती है। हाई-स्पीड फ्लिपिंग के लिए फ्लिप-फ्लॉप की संख्या को कम करना एफपीजीए बिजली की खपत को कम करने का मूल तरीका है।

सामान्य गलती 22: मेमोरी में बहुत सारे नियंत्रण सिग्नल होते हैं। मेरे बोर्ड को केवल OE और WE सिग्नल का उपयोग करने की आवश्यकता है। चिप चयन को ग्राउंड किया जाना चाहिए, ताकि रीड ऑपरेशन के दौरान डेटा बहुत तेजी से सामने आए।

सकारात्मक समाधान: चिप चयन वैध होने पर (OE और WE की परवाह किए बिना) अधिकांश मेमोरी की बिजली खपत चिप चयन अमान्य होने की तुलना में 100 गुना अधिक होगी। इसलिए, चिप को यथासंभव नियंत्रित करने के लिए सीएस का उपयोग किया जाना चाहिए, और अन्य आवश्यकताओं को पूरा किया जाना चाहिए। चिप चयन पल्स की चौड़ाई को छोटा करना संभव है।

सामान्य गलती 23: बिजली की खपत कम करना हार्डवेयर कर्मियों का काम है, और इसका सॉफ़्टवेयर से कोई लेना-देना नहीं है।

सकारात्मक समाधान: हार्डवेयर सिर्फ एक चरण है, लेकिन सॉफ्टवेयर निष्पादक है। बस में लगभग हर चिप की पहुंच और हर सिग्नल का फ्लिप लगभग सॉफ्टवेयर द्वारा नियंत्रित होता है। यदि सॉफ़्टवेयर बाहरी मेमोरी तक पहुंच की संख्या को कम कर सकता है (अधिक रजिस्टर चर का उपयोग करके, आंतरिक CACHE का अधिक उपयोग, आदि), व्यवधानों के लिए समय पर प्रतिक्रिया (व्यवधान अक्सर पुल-अप प्रतिरोधों के साथ निम्न स्तर के सक्रिय होते हैं), और अन्य विशिष्ट बोर्डों के लिए विशिष्ट उपाय बिजली की खपत को कम करने में बहुत योगदान देंगे। बोर्ड को अच्छे से घुमाने के लिए हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर को दोनों हाथों से पकड़ना होगा!

सामान्य गलती 24: ये सिग्नल ओवरशूट क्यों हो रहे हैं? जब तक मैच अच्छा है, इसे ख़त्म किया जा सकता है।

सकारात्मक समाधान: कुछ विशिष्ट संकेतों (जैसे 100BASE-T, CML) को छोड़कर, ओवरशूट है। जब तक यह बहुत बड़ा नहीं है, तब तक इसका मिलान आवश्यक नहीं है। भले ही यह मेल खाता हो, जरूरी नहीं कि यह सर्वश्रेष्ठ से मेल खाता हो। उदाहरण के लिए, टीटीएल का आउटपुट प्रतिबाधा 50 ओम से कम है, और कुछ 20 ओम से भी कम है। यदि इतने बड़े मिलान प्रतिरोध का उपयोग किया जाता है, तो करंट बहुत बड़ा होगा, बिजली की खपत अस्वीकार्य होगी, और सिग्नल का आयाम उपयोग के लिए बहुत छोटा होगा। इसके अलावा, उच्च स्तर का आउटपुट और निम्न स्तर का आउटपुट होने पर सामान्य सिग्नल का आउटपुट प्रतिबाधा समान नहीं है, और पूर्ण मिलान प्राप्त करना भी संभव है। इसलिए, टीटीएल, एलवीडीएस, 422 और अन्य संकेतों का मिलान तब तक स्वीकार्य हो सकता है जब तक ओवरशूट प्राप्त हो जाता है।