低功耗MAX II CPLD

低功耗MAX II CPLD

Altera |3">Altera 的 MAX® II CPLD 系列自從推出以來，在低功耗應(yīng)用上大展身手，特別是新的零功耗 MAX IIZ ，它的動態(tài)功耗和待機功耗都是業(yè)界最低的。 Altera新的零功耗 MAX IIZ CPLD ，在 CPLD 業(yè)界實現(xiàn)了最低的靜態(tài)和動態(tài)功耗。 Altera® CPLD 能夠幫助您提高性能，同時降低功耗。

隨著對支持高級功能、電池使用時間更長的小型低成本產(chǎn)品的需求增長，低功耗應(yīng)用得到了迅速普及。表 1 列出了需要低功耗的部分最終市場。

本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201706/349475.htm MAX IIZ 低功耗 CPLD

MAX IIZ CPLD 提供關(guān)斷功能，進一步延長了電池使用時間。 MAX IIZ 器件從根本上針對低功耗進行設(shè)計，有豐富的低功耗系統(tǒng)特性，包括熱插拔功能、靈活的上電排序以及簡潔的單電源供電等。

待機 ( 靜態(tài) ) 功耗

表 2 列出了 MAX IIZ CPLD 系列的待機電流。如表中所示， MAX IIZ CPLD 具有超低的待機功耗，非常適合需要延長電池使用時間的便攜式應(yīng)用。

注釋：

25°C 時， VCCINT = VCCIO = VIPIN = 1.8 V
70°C 時， VCCINT = VCCIO = V PIN = 1.8 V

動態(tài)功耗

和傳統(tǒng)的宏單元 CPLD 體系結(jié)構(gòu)不同， MAX IIZ CPLD 在器件內(nèi)部不使用讀出放大器來放大信號電壓，這種放大器需要偏置電流。此外，利用 Quartus® II 軟件， MAX IIZ 器件通過局部走線有效地實現(xiàn)了大部分互聯(lián)，大大降低了動態(tài)功耗。圖 1 所示為 MAX IIZ EPM240Z 器件典型功耗 (mWatts) 和頻率的關(guān)系。 MAX II 器件手冊 中的 理解并評估 MAX II 器件的功耗 (PDF) 一章介紹了所有 MAX II 器件系列的類似曲線關(guān)系。

圖1. MAX II EPM240Z器件的功耗和頻率關(guān)系 (1), (2)
注釋：

典型工作條件是在 25°C
每一器件全部使用了 16 位計數(shù)器
MAX IIZ 和 CoolRunner-II 的功耗對比
圖 2 所示為 MAX IIZ CPLD 和 CoolRunner-II 的動態(tài)功耗對比，后者是基于傳統(tǒng)宏單元的 CPLD 。如圖所示， MAX IIZ 在每一性能等級上都有較低的功耗。

圖2. MAX IIZ和CoolRunner-II的動態(tài)功耗對比

自動關(guān)斷功能

為了獲得絕對最低功耗，器件在不工作時最好不消耗能量。 MAX IIZ 器件做到了這一點， MAX IIZ CPLD 和傳統(tǒng)的宏單元 CPLD 不同，它含有內(nèi)部振蕩器，可以用于實現(xiàn)自動關(guān)斷功能。

MAX IIZ 的自動關(guān)斷操作非常簡單 ( 圖 3) 。 MAX IIZ 器件的所有輸入控制一個計數(shù)器。任意輸入被激活后，計數(shù)器保持復(fù)位。當所有輸入停止工作后，計數(shù)器開始計數(shù)，直到經(jīng)過了用戶指定的時間長度。如果在這一時間段所有的輸入仍沒有工作，那么發(fā)送一個信號來禁用 MOSFET ，關(guān)斷 MAX IIZ 器件的電源。當任意輸入開始工作時，內(nèi)部計數(shù)器復(fù)位，加電， MAX IIZ 上電。關(guān)于 MAX IIZ 關(guān)斷功能的詳細信息，請參考 MAX II 關(guān)斷設(shè)計實例頁面 。

圖3. MAX IIZ器件自動關(guān)斷功能

圖 4 所示為 MAX IIZ CPLD 和 CoolRunner-II 傳統(tǒng)宏單元 CPLD 都關(guān)電時的功耗對比。這一應(yīng)用實例假定 CPLD 的 V CCINT 和 V CCIO 關(guān)斷時，50％的輸入接在 V CC 上， 50 ％的輸入接在 GND 上。如圖所示，和 MAX IIZ 相比，通過 CoolRunner-II 器件 I/O 引腳的漏電流導致了器件在關(guān)斷時有很大的功耗。這是因為，和傳統(tǒng)的宏單元 CPLD 不同，關(guān)斷時，接在 V CC 或者 GND 上的多個 I/O 引腳對 MAX IIZ 的功耗影響不大。

圖4. 關(guān)斷時，MAX IIZ和CoolRunner-II 的對比