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Blackfin處理器低功耗設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2010-09-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:處理器廣泛應(yīng)用于便攜音視頻產(chǎn)品等嵌入式系統(tǒng),設(shè)計(jì)直接影響產(chǎn)品使用時(shí)間。文中從時(shí)鐘頻率、工作模式、片內(nèi)外設(shè)、內(nèi)核電壓等方面,說(shuō)明了處理器設(shè)計(jì)的具體方法,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)功耗的靈活控制與調(diào)節(jié),最大程度上延長(zhǎng)系統(tǒng)的有效使用時(shí)間。
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本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/180508.htm

Blackfin處理器功耗由內(nèi)部功耗、外部功耗和實(shí)時(shí)鐘功耗組成。內(nèi)部功耗由內(nèi)部動(dòng)態(tài)電流和靜態(tài)電流引起。外部功耗取決于處理器內(nèi)外設(shè)的使用情況,在不同的應(yīng)用場(chǎng)合,片內(nèi)外設(shè)的使用有所不同,外部功耗也會(huì)不同。實(shí)時(shí)鐘功耗一般處于特定范圍之內(nèi),工作溫度為25~85℃時(shí),實(shí)時(shí)鐘功耗范圍為0.067~0.1825mW。Blackfin系列處理器提供了動(dòng)態(tài)電源管理功能,靈活的對(duì)時(shí)鐘頻率、工作模式及內(nèi)核電壓進(jìn)
行調(diào)整,以Blackfin533為例闡述Blackfin系列處理器低功耗設(shè)計(jì)的具體方法。

1 時(shí)鐘頻率控制
現(xiàn)代芯片中大量使用CMOS FET(Complementary Metal-oxide Semiconductor FET互補(bǔ)金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管)開(kāi)關(guān),穩(wěn)定時(shí)或者處于完全打開(kāi)狀態(tài)(很低的負(fù)載),或者處于完全關(guān)閉狀態(tài),但是在兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生漏電流,所以開(kāi)關(guān)頻率很高時(shí),F(xiàn)ET充放電會(huì)引起很大的電源功耗。因此,通過(guò)降低系統(tǒng)時(shí)鐘頻率可以有效降低系統(tǒng)功耗。
Blackfin533通過(guò)外部時(shí)鐘輸入引腳CLKIN接收外部時(shí)鐘源(10~40 MHz)的時(shí)鐘輸入,再通過(guò)鎖相環(huán)(PLL),電路模塊產(chǎn)生內(nèi)核時(shí)鐘(CCLK)和系統(tǒng)時(shí)鐘(SCLK),通過(guò)設(shè)置PLL相關(guān)寄存器實(shí)現(xiàn)對(duì)CCLK和SCLK的頻率控制。PLL系統(tǒng)如圖l所示。

6b.jpg
CCLK和SCLK均由VCO(Voltage-ControlledOscillator-壓控振蕩器)輸出的時(shí)鐘分頻后得到。VCO輸出時(shí)鐘頻率由PLL控制寄存器(PLL_CTL)設(shè)置,CCLK和SCLK對(duì)VCO的分頻因子由PLL分頻寄存器(PLL_DIV)設(shè)置。PLL_CTL各位說(shuō)明如表1所示。

6a.jpg


對(duì)于不同的DF和MSEL值,VCO輸出相應(yīng)的時(shí)鐘頻率,對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。


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