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欧宝ob官网:一种MCU芯片功耗评估的伎俩与流程

 发布时间:2022-05-11 13:27:17 来源:OB欧宝体育 作者:ob欧宝体育pp下载

  本发觉涉及芯片的低功耗打算范畴,稀少涉及一种mcu芯片正在种种处事形式下的功耗评估门径。

  跟着人们对便携式及可穿着电子产物需求的普及,以及受到电池容量兴盛的范围,芯片的超低功耗打算越来越受到人们的珍贵。能量以热量的款式损耗,牢靠性又与温度直接合系。据计算,温度每升高10℃失服从恐怕普及一倍;而连结低温操作又需求添补散热本钱。功耗定夺了芯片的发烧量,封装机合需求实时把芯片出现的热量传达走,不然温度上升,酿成电道不行安静处事。因而,发烧量大的芯片需求抉择散热精良的封装款式,或者分表的冷却体系,如电扇等,这意味着本钱的添补。基于以上源由,功耗成为产物的紧张目标与拘束。

  本发觉基于mcu芯片体系与架构级的低功耗本领,先容一种mcu芯片功耗评估的门径。

  本发觉要管理的本领题目是供应一种mcu芯片功耗评估的门径,依据mcu芯片各个模块正在差异处事形式下的处事及供电形态,评估芯片正在种种处事形式下的功耗。

  本发觉征求以下实质:起首,将mcu芯片的功耗划分成模仿电道、数字电道和memory电道三大功耗构成局限;其次,分袂给出模仿、数字和memory电道的动态及静态功耗评估门径;然后,依据mcu芯片处正在运转(run)、睡眠(sleep)、停顿(stop)和停机(standby)种种处事形式,了解并确定各个模块的运转及电源形态;结尾,依据评估门径及各模块形态,分袂评估出mcu芯片正在差异处事形式下的功耗。

  本发觉的mcu芯片功耗评估的门径是基于芯片体系与架构级的低功耗打算,联合芯片的种种处事形式。通过以下四个环节完毕:

  环节1、依据mcu芯片机合,将芯片的功耗划分成模仿、数字和memory三大构成局限,如图1所示。

  模仿电道功耗首要来自带隙基准(bg)、稳压器(vr)、电压监测(por)、内部高速时钟(hsi)、内部低速时钟(lsi)、表部高速时钟(hse)、表部低速时钟(lse)以及io等模仿模块。

  数字电道功耗首要来自cpu及表设以及常开的数字电道如及经常钟(rtc)等。

  memory电道功耗征求flash的读功耗和sram的读写功耗及其静态功耗。

  环节2、依据cmos电道功耗的三大起原,即动态功耗、静态功耗和短道功耗(短道功耗首要受时钟树打算的影响,不正在本发觉功耗评估边界之内),分袂给出模仿电道、数字电道和memory电道的功耗评估门径。

  为了评估数字电道和memory的功耗,以mcu最幼体系推广一段准绳轨范,出现vcd文献,经由功耗仿真获得最幼体系的数字电道功耗。

  mcu芯片的数字电道动态功耗则以最幼体系的功耗仿真结果动作参考;基于差异工艺平台导致的功耗差别动作影响因子;mcu芯片与最幼体系的数字电道逻辑界限动作另一个影响成分。

  本发觉的全部履行例的工艺平台为110nmull工艺,而最幼体系的工艺平台为90nmlp工艺。数字电道的动态功耗打算历程如下:

  数字电道静态功耗依据数字电道界限及数字准绳单位的泄电获得,思虑到工艺平台和数字电道逻辑界限的影响。数字电道的静态功耗打算历程如下:

  mcu芯片处事正在standby形式时,日常需求rtc处事。正在芯片功耗评估阶段,看待rtc模块的打算处事还未发展,因而,以一个计数器(tim)动作参考举办功耗估算,其打算历程如下:

  memory的动态功耗由flash或ram的读写功耗乘以推广轨范时读写概率获得。memory的读写概率以mcu最幼体系推广准绳轨范动作参考,获得推广轨范的总周期数以及读写memory的周期数。

  ram的静态功耗由其巨细定夺,通过memorycompiler出现就可获得。

  正在寻常轨范运转时,flash仅存正在读功耗,以及一个基本功耗。其打算历程如下:

  环节3、依据mcu芯片处正在运转(run)、睡眠(sleep)、停顿(stop)和停机(standby)种种处事形式,了解并确定各个模块的运转或电源形态。

  本发觉的mcu芯片全部履行例的处事形式与电源架构如图2所示。为低浸芯片功耗,将数字电道划分正在两个差异的电源域,即vcore_main域和vcore_aon域;为低浸高压域数字电道噪声对模仿电道的影响,将高压域划分为vdd域和vdda域;io_ring独立由vddio域供电;低压域的模仿电道放正在vcore_ana域,以低浸噪声的影响。数据量单位换算

  芯片处事正在standby形式时,仅灰色区域有。

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