Misverstand 4: Ontwerp met laag vermogen

Veelgemaakte fout 17: Deze bussignalen worden allemaal door weerstanden getrokken, dus ik voel me opgelucht.

Positieve oplossing: er zijn veel redenen waarom signalen op en neer moeten worden getrokken, maar ze hoeven niet allemaal te worden getrokken. De pull-up- en pull-down-weerstand trekt een eenvoudig ingangssignaal en de stroom is minder dan tientallen microampères, maar wanneer een aangedreven signaal wordt getrokken, zal de stroom het milliampère-niveau bereiken. Het huidige systeem heeft vaak elk 32 bits aan adresgegevens, en als de 244/245 geïsoleerde bus en andere signalen worden opgetrokken, zal er een paar watt aan stroomverbruik worden verbruikt door deze weerstanden (gebruik niet het concept van 80 cent per kilowattuur om deze paar watt aan energieverbruik te behandelen, de reden is naar beneden (kijk).

Veelgemaakte fout 18: Ons systeem wordt gevoed door 220V, dus we hoeven ons geen zorgen te maken over het stroomverbruik.

Positieve oplossing: een ontwerp met laag vermogen is niet alleen bedoeld om energie te besparen, maar ook om de kosten van voedingsmodules en koelsystemen te verlagen en de interferentie van elektromagnetische straling en thermische ruis als gevolg van de vermindering van de stroom te verminderen. Naarmate de temperatuur van het apparaat daalt, wordt de levensduur van het apparaat dienovereenkomstig verlengd (de bedrijfstemperatuur van een halfgeleiderapparaat neemt toe met 10 graden en de levensduur wordt met de helft verkort). Er moet te allen tijde rekening worden gehouden met het energieverbruik.

Veelgemaakte fout 19: Het stroomverbruik van deze kleine chips is erg laag, maak je daar geen zorgen over.

Positieve oplossing: Het is moeilijk om het stroomverbruik van de intern niet al te ingewikkelde chip te bepalen. Het wordt voornamelijk bepaald door de stroom op de pin. Een ABT16244 verbruikt minder dan 1 mA zonder belasting, maar de indicator staat op elke pin. Het kan een belasting van 60 mA aandrijven (zoals het matchen van een weerstand van tientallen ohm), dat wil zeggen dat het maximale stroomverbruik van een volledige belasting 60*16=960mA kan bereiken. Natuurlijk is alleen de voedingsstroom zo groot en valt de warmte op de belasting.

 

Veelgemaakte fout 20: Hoe om te gaan met deze ongebruikte I/O-poorten van CPU en FPGA? Je kunt het leeg laten en er later over praten.

Positieve oplossing: als de ongebruikte I/O-poorten zwevend blijven, kunnen ze herhaaldelijk oscillerende ingangssignalen worden met een beetje interferentie van de buitenwereld, en het stroomverbruik van MOS-apparaten hangt in principe af van het aantal keren dat het poortcircuit wordt omgedraaid. Als deze omhoog wordt getrokken, krijgt elke pin ook microampèrestroom, dus de beste manier is om deze als uitgang in te stellen (er kunnen uiteraard geen andere signalen met aansturing op de buitenkant worden aangesloten).

Veelgemaakte fout 21: Er zijn nog zoveel deuren over op deze FPGA, dus je kunt hem gebruiken.

Positieve oplossing: het stroomverbruik van FGPA is evenredig met het aantal gebruikte flip-flops en het aantal flips, dus het stroomverbruik van hetzelfde type FPGA op verschillende circuits en verschillende tijdstippen kan 100 keer verschillend zijn. Het minimaliseren van het aantal flip-flops voor flippen op hoge snelheid is de fundamentele manier om het stroomverbruik van FPGA's te verminderen.

Veelgemaakte fout 22: Het geheugen heeft zoveel stuursignalen. Mijn bord hoeft alleen de OE- en WE-signalen te gebruiken. De chip select moet geaard zijn, zodat de data tijdens het uitlezen veel sneller naar buiten komen.

Positieve oplossing: het stroomverbruik van de meeste geheugens wanneer de chipselectie geldig is (ongeacht OE en WE) zal meer dan 100 keer groter zijn dan wanneer de chipselectie ongeldig is. Daarom moet CS worden gebruikt om de chip zoveel mogelijk te besturen en moet aan andere vereisten worden voldaan. Het is mogelijk om de breedte van de chipselectiepuls te verkorten.

Veelgemaakte fout 23: Het verminderen van het stroomverbruik is de taak van hardwarepersoneel en heeft niets met software te maken.

Positieve oplossing: de hardware is slechts een podium, maar de software is de uitvoerder. De toegang tot vrijwel elke chip op de bus en het omdraaien van elk signaal worden vrijwel door de software geregeld. Als de software het aantal toegangen tot het externe geheugen kan verminderen (door meer registervariabelen te gebruiken, meer gebruik te maken van interne CACHE, enz.), tijdige reactie op interrupts (interrupts zijn vaak op laag niveau actief met pull-up-weerstanden) en andere specifieke maatregelen voor specifieke borden zullen allemaal in grote mate bijdragen aan het verminderen van het stroomverbruik. Om het bord goed te laten draaien, moeten de hardware en software met beide handen worden vastgepakt!

Veelgemaakte fout 24: Waarom schieten deze signalen voorbij? Zolang de wedstrijd goed is, kan deze worden geëlimineerd.

Positieve oplossing: Op enkele specifieke signalen na (zoals 100BASE-T, CML) is er sprake van overshoot. Zolang het niet heel groot is, hoeft het niet per se gematcht te worden. Zelfs als het overeenkomt, komt het niet noodzakelijkerwijs overeen met het beste. De uitgangsimpedantie van TTL is bijvoorbeeld minder dan 50 ohm, en sommige zelfs 20 ohm. Als een dergelijke grote aanpassingsweerstand wordt gebruikt, zal de stroom zeer groot zijn, zal het energieverbruik onaanvaardbaar zijn en zal de signaalamplitude te klein zijn om te worden gebruikt. Bovendien is de uitgangsimpedantie van het algemene signaal bij het uitvoeren van een hoog niveau en een laag niveau niet hetzelfde, en het is ook mogelijk om volledige afstemming te bereiken. Daarom kan het matchen van TTL, LVDS, 422 en andere signalen acceptabel zijn, zolang de overschrijding maar wordt bereikt.