Neînțelegere 4: Design cu putere redusă

Greșeala comună 17: Aceste semnale de magistrală sunt toate trase de rezistențe, așa că mă simt ușurat.

Soluție pozitivă: Există multe motive pentru care semnalele trebuie trase în sus și în jos, dar nu toate trebuie trase. Rezistorul de tragere și tragere în jos trage un semnal de intrare simplu, iar curentul este mai mic de zeci de microamperi, dar atunci când un semnal condus este tras, curentul va atinge nivelul miliamperi. Sistemul actual are adesea câte 32 de biți de date de adresă fiecare și poate exista dacă magistrala izolată 244/245 și alte semnale sunt trase în sus, câțiva wați de consum de energie vor fi consumați la aceste rezistențe (nu utilizați conceptul de 80 de cenți pe kilowatt-oră pentru a trata acești câțiva wați de consum de energie, motivul este în scădere Uite).

Greșeala comună 18: Sistemul nostru este alimentat la 220V, așa că nu trebuie să ne pese de consumul de energie.

Soluție pozitivă: designul de putere redusă nu este doar pentru economisirea energiei, ci și pentru reducerea costurilor modulelor de putere și sistemelor de răcire și reducerea interferenței radiațiilor electromagnetice și a zgomotului termic din cauza reducerii curentului. Pe măsură ce temperatura dispozitivului scade, durata de viață a dispozitivului este extinsă în mod corespunzător (temperatura de funcționare a unui dispozitiv semiconductor crește cu 10 grade, iar durata de viață este scurtată la jumătate). Consumul de energie trebuie luat în considerare în orice moment.

Greșeala comună 19: Consumul de energie al acestor cipuri mici este foarte scăzut, nu vă faceți griji.

Soluție pozitivă: este dificil să se determine consumul de energie al cipului intern nu prea complicat. Este determinată în principal de curentul de pe pin. Un ABT16244 consumă mai puțin de 1 mA fără sarcină, dar indicatorul său este fiecare pin. Poate conduce o sarcină de 60 mA (cum ar fi potrivirea unei rezistențe de zeci de ohmi), adică consumul maxim de energie al unei sarcini complete poate ajunge la 60*16=960mA. Desigur, doar curentul de alimentare este atât de mare, iar căldura cade pe sarcină.

 

Greșeala comună 20: Cum să faceți față acestor porturi I/O neutilizate ale procesorului și FPGA? Puteți să-l lăsați gol și să vorbiți despre el mai târziu.

Soluție pozitivă: Dacă porturile I/O neutilizate sunt lăsate plutitoare, acestea pot deveni semnale de intrare oscilante în mod repetat, cu puțină interferență din lumea exterioară, iar consumul de energie al dispozitivelor MOS depinde practic de numărul de răsturnări ale circuitului porții. Dacă este tras în sus, fiecare pin va avea și un curent de microamperi, așa că cel mai bun mod este să-l setați ca ieșire (desigur, alte semnale cu conducere nu pot fi conectate la exterior).

Greșeala comună 21: Au rămas atât de multe uși pe acest FPGA, așa că îl puteți folosi.

Soluție pozitivă: consumul de energie al FGPA este proporțional cu numărul de flip-flop utilizate și numărul de flip-uri, astfel încât consumul de energie al aceluiași tip de FPGA la diferite circuite și momente diferite poate fi de 100 de ori diferit. Minimizarea numărului de flip-flops pentru flip-ul de mare viteză este modalitatea fundamentală de reducere a consumului de energie FPGA.

Greșeala comună 22: Memoria are atât de multe semnale de control. Placa mea trebuie să folosească doar semnalele OE și WE. Selectarea cipului ar trebui să fie legată la pământ, astfel încât datele să iasă mult mai repede în timpul operației de citire.

Soluție pozitivă: consumul de energie al majorității memoriilor atunci când selecția cipului este validă (indiferent de OE și WE) va fi de peste 100 de ori mai mare decât atunci când selecția cipului este invalidă. Prin urmare, CS ar trebui utilizat pentru a controla cipul cât mai mult posibil și alte cerințe ar trebui îndeplinite. Este posibil să se scurteze lățimea impulsului de selectare a cipului.

Greșeala comună 23: Reducerea consumului de energie este treaba personalului hardware și nu are nimic de-a face cu software-ul.

Soluție pozitivă: hardware-ul este doar o etapă, dar software-ul este performerul. Accesul aproape fiecărui cip de pe autobuz și răsturnarea fiecărui semnal sunt aproape controlate de software. Dacă software-ul poate reduce numărul de accesări la memoria externă (folosind mai multe variabile de registru, mai multă utilizare a CACHE-ului intern etc.), răspunsul în timp util la întreruperi (întreruperile sunt adesea active la nivel scăzut cu rezistențe pull-up) și alte măsurile specifice pentru anumite plăci vor contribui toate în mare măsură la reducerea consumului de energie. Pentru ca placa să se întoarcă bine, hardware-ul și software-ul trebuie apucate cu ambele mâini!

Greșeala comună 24: De ce aceste semnale depășesc? Atâta timp cât meciul este bun, acesta poate fi eliminat.

Soluție pozitivă: Cu excepția câtorva semnale specifice (cum ar fi 100BASE-T, CML), există depășire. Atâta timp cât nu este foarte mare, nu trebuie neapărat asortat. Chiar dacă se potrivește, nu se potrivește neapărat cu cel mai bun. De exemplu, impedanța de ieșire a TTL este mai mică de 50 ohmi, iar unele chiar și 20 ohmi. Dacă se folosește o rezistență de potrivire atât de mare, curentul va fi foarte mare, consumul de energie va fi inacceptabil, iar amplitudinea semnalului va fi prea mică pentru a fi utilizată. În plus, impedanța de ieșire a semnalului general la ieșire la nivel înalt și la ieșire la nivel scăzut nu este aceeași și este, de asemenea, posibil să se realizeze o potrivire completă. Prin urmare, potrivirea semnalelor TTL, LVDS, 422 și a altor semnale poate fi acceptabilă atâta timp cât se realizează depășirea.