功耗由哪些部分組成?如何練就低功耗工業(yè)主板?

在工業(yè)設(shè)計(jì)中，功耗是不得不考慮的問題之一。功耗的大小，在一定程度上決定了器件性能的優(yōu)異與否。往期文章中，小編對(duì)FPGA低功耗等知識(shí)有所闡述。為增進(jìn)大家對(duì)功耗的了解，本文將基于兩點(diǎn)介紹功耗：1.功耗的組成，2.超低功耗工業(yè)主板降低功耗的做法。如果你對(duì)功耗相關(guān)知識(shí)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、功耗的組成

1 core power

功耗的組成包含RAM、ROM、時(shí)鐘樹(clock tree)和核心邏輯電路(Core logic)等四部分，下面依次來分析。

1)RAM

RAM功耗的計(jì)算是項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，幸運(yùn)的是，memory compiler可以為我們進(jìn)行此項(xiàng)工作。關(guān)鍵點(diǎn)在存取每個(gè)端口的速率，這可以通過考慮存取pattern類型得到，或者通過仿真得到。建議在設(shè)計(jì)初期即生成不同參數(shù)(寬度，深度，速度，port數(shù))的RAM/ROM的功耗數(shù)據(jù)，以利于設(shè)計(jì)探索。

2)時(shí)鐘樹

時(shí)鐘樹的功耗占到整個(gè)芯片功耗的40%~60%，因?yàn)樗母呋顒?dòng)率(100%)和正負(fù)邊沿均消耗電力。

其中，電容包含寄存器的電容，驅(qū)動(dòng)單元的電容和連線電容三部分。

3)核心邏輯電路

定義核心邏輯電路功耗為除時(shí)鐘樹外的組合與時(shí)序單元消耗的電力。由兩部分組成：

leakage current

capaciTIve loads

4)宏單元(macro cell)

多數(shù)芯片包含PLL等模擬macro，可以從庫提供商的數(shù)據(jù)手冊(cè)找到其功耗參數(shù)。設(shè)計(jì)者可以通過切分系統(tǒng)模式關(guān)閉不需工作的模塊，以減小功耗。

2 IO power

IO功耗包含IO單元、外部負(fù)載、外部終端等。因?yàn)樾枰?qū)動(dòng)板級(jí)的連線，IO的電容會(huì)是內(nèi)部單元的數(shù)百倍量級(jí)，因此消耗較多的電力。有時(shí)候，IO的功耗可以占到整體功耗的很大比例，系統(tǒng)架構(gòu)可能因之改變，如：重新定義系統(tǒng)的劃分，以減少芯片-芯片的連接;選擇不同的IO接口協(xié)議，以減少能量消耗。IO功耗通常由系統(tǒng)架構(gòu)，接口帶寬與協(xié)議要求決定。一旦庫選定，設(shè)計(jì)者可以優(yōu)化的空間很小，但是核心的功耗是設(shè)計(jì)者可以減小的，在后面的篇幅中，我們將以核心功耗的估算與優(yōu)化作為主題。

在看過了功耗的幾個(gè)組成之后，我們來看看在工業(yè)中，超低功耗工控主板是如何達(dá)到低功耗的。

二、 如何練就超低功耗工控主板

工業(yè)用電總量一直占據(jù)我國(guó)用電的大部分，超低功耗工控主板的推出將能大大減少工業(yè)用電，為我國(guó)節(jié)省工業(yè)用電量。那么超低功耗工控主板究竟是怎樣降低功耗的呢?下面，聯(lián)智通達(dá)將為大家一一揭曉。

第一，超低功耗工控主板具有低功耗設(shè)計(jì)，完全遵循COMExpress規(guī)范，兼容Type1、2、3、4、5接口;

第二，提供多達(dá)14個(gè)COM端口，專為多串口應(yīng)用方案而設(shè)計(jì);

第三，可搭配各種COMExpress模塊，靈活組成不同性能、平臺(tái)的嵌入式PC;

第四，采用單電源供電方式和寬溫設(shè)計(jì)，適合要求更嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)合;

第五，采用可抽取式SATA2高速接口設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移方便快捷;

第六，接口豐富：擁有多達(dá)14xCOM(DB9)、2xSATAII、6xUSB2.0、1xVGA、4xRJ45等。

超低功耗工控主板可以搭載其他的工控產(chǎn)品，可嵌入工控電腦、特種計(jì)算機(jī)、原裝工控機(jī)、工控機(jī)、工業(yè)計(jì)算機(jī)、工業(yè)單板電腦、工業(yè)機(jī)箱、工業(yè)電腦、一體化工控機(jī)、單板電腦、車載計(jì)算機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)、嵌入式電腦、工業(yè)PC、加固計(jì)算機(jī)、盒式電腦、無風(fēng)扇工控機(jī)、工業(yè)平板電腦、便攜工控機(jī)等產(chǎn)品。并可廣泛應(yīng)用于移動(dòng)手持終端、數(shù)字標(biāo)牌、汽車、數(shù)字控制、交互式客戶端、媒體播放、廣告、LCD大屏、交通控制、信息系統(tǒng)、金融設(shè)備等眾多領(lǐng)域。 超低功耗工控主板的推出將使工控行業(yè)推出更多高科技，低能耗的應(yīng)用方案，同時(shí)解決了工業(yè)控制電耗高的問題。

以上便是此次小編帶來的“功耗”相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對(duì)功耗的組成以及超低功耗工業(yè)主板能夠?qū)⒐慕档偷脑蚓邆湟欢ǖ牧私?。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!