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          EEPW首頁(yè) > 電源與新能源 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 如何實(shí)現(xiàn)多媒體手機(jī)處理器節(jié)能最大化

          如何實(shí)現(xiàn)多媒體手機(jī)處理器節(jié)能最大化

          作者: 時(shí)間:2013-10-05 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            隨著高數(shù)據(jù)率基礎(chǔ)設(shè)施在全球范圍的不斷擴(kuò)張,以及設(shè)備的日益普及,多功能手機(jī)像以語(yǔ)音為主的手機(jī)一樣幾乎一直處于使用狀態(tài),但需要依賴(lài)于電池的容量。試設(shè)想當(dāng)前用戶(hù)可以在各自設(shè)備上進(jìn)行的所有功能操作,例如下載/共享/收聽(tīng)音樂(lè)、下載/共享照片、玩游戲以及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行影視觀(guān)賞和餐館訂位等等,而這些正逐漸成為一種全天候的生活方式,因此需要設(shè)備具備更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間來(lái)支持。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/228090.htm

            用戶(hù)體驗(yàn)對(duì)終端用戶(hù)而言十分重要,而且網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和內(nèi)容提供商同樣依賴(lài)這些新的功能及其擴(kuò)展業(yè)務(wù)進(jìn)行創(chuàng)收,故電池壽命受限意味著贏(yíng)收受限。

            目前的功率轉(zhuǎn)換效率已超過(guò)90%,效率的進(jìn)一步提升對(duì)整體的影響將很小。因此,有必要采用新技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)能量管理。如果處理器能夠根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)頻率,同時(shí)結(jié)合能根據(jù)頻率來(lái)降低電壓的功率管理技術(shù),就可以顯著降低能耗,相應(yīng)延長(zhǎng)了運(yùn)行時(shí)間。

            電壓調(diào)節(jié)

            電壓調(diào)節(jié)和節(jié)能的概念可以通過(guò)數(shù)字系統(tǒng)的能耗公式來(lái)表述:

            E={(CVDD2f)+(VDDILEAK)}t

            這里動(dòng)態(tài)項(xiàng)包括C(電路電容)、VDD(電源電壓)和f(時(shí)鐘頻率);靜態(tài)項(xiàng)由數(shù)字門(mén)電路的ILEAK(泄漏電流)決定。從該式可看出,為什么在數(shù)字電路中采用常用的節(jié)能技術(shù)可通過(guò)降低處理引擎的頻率(f)和電壓(VDD)以最終能減少能量消耗。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)和自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)(AVS)是兩種常用的電壓調(diào)節(jié)技術(shù)。圖1顯示了DVS和AVS實(shí)現(xiàn)的節(jié)能情況。

            什么是DVS 和 AVS?

            DVS是一種開(kāi)環(huán)方案,通過(guò)預(yù)特征削減或利用電壓-頻率查找表來(lái)調(diào)節(jié)電壓和頻率。這些電壓必須足夠高以維持所有器件和溫度范圍內(nèi)的功能性。雖然這種開(kāi)環(huán)方案可以節(jié)省相當(dāng)可觀(guān)的能量,但無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有可能的能量節(jié)約。

            AVS是一種閉環(huán)方案,在盡可能降低電源電壓的同時(shí)仍能及時(shí)完成任務(wù)。DVS把電源電壓調(diào)節(jié)到固定的預(yù)特征值,而忽略了進(jìn)程、溫度和電源的變化。AVS則在確定最佳電源電壓時(shí)把所有這些因素都考慮在內(nèi),以確保能耗最小化。

            如何實(shí)現(xiàn)多媒體手機(jī)處理器節(jié)能最大化

            圖1:對(duì)比固定電壓工作模式,DVS和AVS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的節(jié)能情況。

            AVS的工作原理

            AVS是一種系統(tǒng)級(jí)解決方案,可以對(duì)SoC中的各個(gè)處理引擎的電源電壓進(jìn)行獨(dú)立的自動(dòng)控制,從而降低數(shù)字SoC解決方案的能耗。AVS把可綜合的與先進(jìn)微控制器總線(xiàn)架構(gòu)(AMBA)兼容的內(nèi)核,以及先進(jìn)功率控制器(APC)嵌入在SoC中,如圖2所示。

            APC使系統(tǒng)能在目標(biāo)SoC上實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)或全自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)。APC通過(guò)與供電系統(tǒng)的相互作用,在保持峰值效率的同時(shí)減少電源需求,以確保當(dāng)前SoC時(shí)鐘頻率下的電源電壓得到最小化,從而將數(shù)字邏輯能耗降至最低。

            APC利用三個(gè)接口連接系統(tǒng)的其余部分:兼容AMBA的主機(jī)接口,時(shí)鐘管理單元(CMU)接口,以及開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)PowerWise接口(PWI)。主機(jī)接口用來(lái)控制和配置APC2,而CMU接口用來(lái)協(xié)調(diào)電壓和頻率的變化。

            PWI是一種簡(jiǎn)單而快速(高達(dá)15MHz)的兩引腳串行接口,是專(zhuān)門(mén)為滿(mǎn)足AVS及DVS要求而設(shè)計(jì)的,并具有廣泛的編程選項(xiàng)以適應(yīng)多用途應(yīng)用。最新的PWI 2.0標(biāo)準(zhǔn)支持同一條總線(xiàn)上的多個(gè)SoC和外設(shè)。PWI接口用于與外部能量管理單元(EMU)進(jìn)行功率管理信息的通信,或是控制其它外設(shè)。

            本文小結(jié)

            隨著越來(lái)越多的媒體內(nèi)容以及高速數(shù)據(jù)率的出現(xiàn),如何在手機(jī)中進(jìn)行高速處理,同時(shí)節(jié)省能量以延長(zhǎng)電池壽命正成為挑戰(zhàn)。AVS等先進(jìn)的電源管理技術(shù)可以大幅度降低數(shù)字處理的能耗,從而延長(zhǎng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)間,增強(qiáng)用戶(hù)體驗(yàn)。利用這些先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)無(wú)需再每隔數(shù)小時(shí)就要為電池充電,延長(zhǎng)了手機(jī)通話(huà)時(shí)間、游戲時(shí)間或視頻時(shí)間。因此,這些技術(shù)上的進(jìn)步讓我們能享受到更多的移動(dòng)業(yè)務(wù)。



          關(guān)鍵詞: 多媒體 手機(jī)處理器

          評(píng)論


          這些都是 PC 上常用的性能控制面板。

          當(dāng)你看到這面這個(gè)界面時(shí),是否會(huì)感覺(jué)它是某個(gè)廠(chǎng)商為自家主板或者筆記本開(kāi)發(fā)的性能控制軟件?

          技術(shù)專(zhuān)區(qū)

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