高能效系統的功耗優(yōu)化技術(shù)

摘要：本本將敘述了各種系統選擇方案及其對系統功耗的影響，全面介紹了處理器電源管理功能，并討論總系統功耗的一些重要促進(jìn)因素。

高能效系統的組成模塊

　　有幾種技術(shù)可以降低運行和靜態(tài)功耗。一般而言，對功耗具有最大影響的因素有四個(gè)：處理器、DDR內存、顯示和電源設計，如圖1所示。通過(guò)選擇正確的系統組件和設計動(dòng)態(tài)軟件架構，可以實(shí)現功耗優(yōu)化。

　　如圖1，該圖假設85%功率設計效率、DDR3內存和有源顯示。

　　處理器

　　TI的Sitara AM335x處理器擁有調試靈活的電源管理架構。處理器和內核可根據具體應用自主調節，以實(shí)現最佳性能和功率配置。

　　圖2所示電源、重置與時(shí)鐘管理(PRCM)模塊，以及Linux電源管理軟件堆棧均可用于優(yōu)化AM335x處理器功耗。它幫助控制各模塊，從而最小化處理器的功耗。在控制不同工作性能點(diǎn)(OPP)時(shí)，電壓域至關(guān)重要。OPP是處理器電壓和頻率的組合，而用戶(hù)可對其進(jìn)行控制以實(shí)現最佳處理器功耗，從而滿(mǎn)足所有給定性能要求。

　　電壓控制與電壓調節器為外部器件，通過(guò)電源管理IC(PMIC)來(lái)實(shí)現。系統處于活躍狀態(tài)時(shí)，可關(guān)閉單個(gè)功率域及所有其模塊。同樣，還可以對特定模塊進(jìn)行控制。當一個(gè)模塊可用時(shí)，另一個(gè)模塊在不使用時(shí)可完全關(guān)閉。

　　TI的Sitara AM335x處理器支持MPU和CORE的單獨電壓域。由于擁有不同的電壓域，可對MPU和CORE OPP進(jìn)行配置，并單獨控制。

　　根據不同的應用要求，可對MPU OPP進(jìn)行動(dòng)態(tài)更改。AM335x處理器支持5個(gè)不同的工作點(diǎn)：OPP50、OPP100、OPP120、Turbo和Nitro。由于具有10MHz到1GHz的寬頻率范圍，它可以提供靈活的配置。通過(guò)專(zhuān)用處理器DPLL，可支持定制處理器頻率。圖3顯示了5個(gè)不同支持OPP下的MPU電壓和性能。

　　CORE OPP支持2個(gè)電壓工作點(diǎn)，并相互連接頻率集。如果低CORE OPP支持的總線(xiàn)吞吐量足以滿(mǎn)足系統性能要求，則可使用低CORE OPP，更好地實(shí)現節能。圖4顯示了CORE OPP電壓和性能工作點(diǎn)。

　　DDR內存

　　TI的Sitara AM335x處理器內存控制器支持許多DDR內存—LPDDR1、DDR2、DDR3(L)(RS)。每個(gè)DDR選項的有效性時(shí)間由內存廠(chǎng)商決定，內存選擇對總系統功耗的影響度可達20%。

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