4. pārpratums: mazjaudas dizains

Izplatīta kļūda 17. Šos kopnes signālus visus velk rezistori, tāpēc es jūtos atvieglots.

Pozitīvs risinājums: ir daudz iemeslu, kāpēc signāli ir jāvelk uz augšu un uz leju, taču ne visi no tiem ir jāvelk. Uzvilkšanas un nolaišanas rezistors velk vienkāršu ieejas signālu, un strāva ir mazāka par desmitiem mikroampēru, bet, velkot piedziņas signālu, strāva sasniegs miliampēru līmeni. Pašreizējā sistēmā bieži katrā ir 32 biti adreses datu, un var būt. Ja tiek izvilkta 244/245 izolētā kopne un citi signāli, šiem rezistoriem tiks patērēti daži vati enerģijas (neizmantojiet jēdzienu 80 centi par kilovatstundu, lai apstrādātu šos dažus vatus enerģijas patēriņa, iemesls ir samazinājies.

18. izplatīta kļūda: mūsu sistēmu darbina 220 V, tāpēc mums nav jārūpējas par enerģijas patēriņu.

Pozitīvs risinājums: mazjaudas dizains ir paredzēts ne tikai enerģijas taupīšanai, bet arī jaudas moduļu un dzesēšanas sistēmu izmaksu samazināšanai, kā arī elektromagnētiskā starojuma un termiskā trokšņa traucējumu samazināšanai strāvas samazināšanas dēļ. Ierīces temperatūrai samazinoties, attiecīgi pagarinās ierīces kalpošanas laiks (pusvadītāju ierīces darba temperatūra palielinās par 10 grādiem, un kalpošanas laiks saīsinās uz pusi). Enerģijas patēriņš ir jāņem vērā jebkurā laikā.

19. izplatīta kļūda: šo mazo mikroshēmu enerģijas patēriņš ir ļoti zems, neuztraucieties par to.

Pozitīvs risinājums: Ir grūti noteikt iekšēji ne pārāk sarežģītas mikroshēmas enerģijas patēriņu. To galvenokārt nosaka tapas strāva. ABT16244 patērē mazāk par 1 mA bez slodzes, bet tā indikators ir katra tapa. Tas var vadīt 60 mA slodzi (piemēram, atbilst desmitiem omu pretestībai), tas ir, pilnas slodzes maksimālais enerģijas patēriņš var sasniegt 60 * 16 = 960 mA. Protams, tikai barošanas avota strāva ir tik liela, un siltums krīt uz slodzi.

 

Izplatīta 20. kļūda: kā rīkoties ar šiem neizmantotajiem CPU un FPGA I/O portiem? Varat atstāt to tukšu un par to runāt vēlāk.

Pozitīvs risinājums: ja neizmantotie I/O porti tiek atstāti peldoši, tie var kļūt par atkārtoti svārstošiem ieejas signāliem ar nelielu ārpasaules traucējumu, un MOS ierīču enerģijas patēriņš pamatā ir atkarīgs no vārtu ķēdes apgriezienu skaita. Ja to velk uz augšu, tad katrai tapai būs arī mikroampēru strāva, tāpēc vislabāk to ir iestatīt kā izeju (protams, nekādus citus signālus ar braukšanu uz ārpusi nevar pieslēgt).

21. izplatītā kļūda: šajā FPGA ir palicis tik daudz durvju, tāpēc varat to izmantot.

Pozitīvs risinājums: FGPA enerģijas patēriņš ir proporcionāls izmantoto flip-flop skaitam un apgriezienu skaitam, tāpēc viena un tā paša veida FPGA enerģijas patēriņš dažādās shēmās un dažādos laikos var atšķirties 100 reizes. Flip-flops skaita samazināšana ātrgaitas apgriešanai ir galvenais veids, kā samazināt FPGA enerģijas patēriņu.

Izplatīta kļūda 22. Atmiņai ir tik daudz vadības signālu. Manai platei ir jāizmanto tikai OE un WE signāli. Mikroshēmas izvēlei jābūt iezemētai, lai lasīšanas laikā dati iznāktu daudz ātrāk.

Pozitīvs risinājums: lielākajai daļai atmiņu enerģijas patēriņš, ja mikroshēmas izvēle ir derīga (neatkarīgi no OE un WE), būs vairāk nekā 100 reizes lielāks nekā tad, ja mikroshēmas izvēle ir nederīga. Tāpēc, lai pēc iespējas vairāk kontrolētu mikroshēmu, jāizmanto CS, kā arī jāievēro citas prasības. Ir iespējams saīsināt mikroshēmas atlases impulsa platumu.

23. izplatīta kļūda. Enerģijas patēriņa samazināšana ir aparatūras personāla uzdevums, un tam nav nekā kopīga ar programmatūru.

Pozitīvs risinājums: aparatūra ir tikai posms, bet programmatūra ir izpildītājs. Gandrīz katras kopnes mikroshēmas piekļuvi un katra signāla pārslēgšanu gandrīz kontrolē programmatūra. Ja programmatūra var samazināt piekļuves skaitu ārējai atmiņai (izmantojot vairāk reģistra mainīgo, vairāk izmantojot iekšējo kešatmiņu utt.), savlaicīgu reakciju uz pārtraukumiem (pārtraukumi bieži vien ir zemā līmenī ar uzvilkšanas rezistoriem) un citus īpaši pasākumi konkrētām plāksnēm lielā mērā palīdzēs samazināt elektroenerģijas patēriņu. Lai dēlis labi grieztos, aparatūra un programmatūra ir jāsatver ar abām rokām!

Izplatīta kļūda 24: kāpēc šie signāli pārspēj? Kamēr mačs ir labs, to var izslēgt.

Pozitīvs risinājums: izņemot dažus konkrētus signālus (piemēram, 100BASE-T, CML), pastāv pārtēriņš. Kamēr tas nav ļoti liels, tas nav obligāti jāsaskaņo. Pat ja tas ir saskaņots, tas ne vienmēr atbilst vislabākajam. Piemēram, TTL izejas pretestība ir mazāka par 50 omi un daži pat 20 omi. Ja tiek izmantota tik liela atbilstošā pretestība, strāva būs ļoti liela, enerģijas patēriņš būs nepieņemams un signāla amplitūda būs pārāk maza, lai to izmantotu. Turklāt vispārējā signāla izejas pretestība, izvadot augstu līmeni un izvadot zemu līmeni, nav vienāda, un ir iespējams arī panākt pilnīgu atbilstību. Tāpēc TTL, LVDS, 422 un citu signālu saskaņošana var būt pieņemama, kamēr tiek sasniegts pārsniegums.