Portable Products為低功耗設(shè)計(jì)選擇理想的處理器

性能

強(qiáng)大的處理能力非常重要，它可以實(shí)現(xiàn)全新的功能，提高單位成本或面積的通道數(shù)量，加快數(shù)據(jù)速率，增加密度，實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的壓縮方法，從而實(shí)現(xiàn)特色化的終端產(chǎn)品。

在考慮產(chǎn)品性能時(shí)，除了MHz這一指標(biāo)之外，工程師還應(yīng)考慮并行處理能力。通過(guò)不同方式集成DSP、ARM或協(xié)處理器的芯片可大幅提高性能。OMAP平臺(tái)就是一個(gè)很好的范例。工程師可將代碼分組，分別運(yùn)行在最適合的內(nèi)核上。即便器件僅采用一個(gè)內(nèi)核，也能支持并行處理功能。例如，低功耗定點(diǎn)TMS320C640x系列就采用單顆CPU，能夠支持300MHz頻率并行運(yùn)行的八個(gè)指令單元，因此處理性能非常高。 除了集成處理器件之外，集成其它系統(tǒng)部件也有助于大幅提升性能。例如，足夠的片上存儲(chǔ)器容量意味著可在CPU需要頻繁吞吐數(shù)據(jù)的情況下大幅加快代碼運(yùn)行速度。

不管開(kāi)發(fā)什么類(lèi)型的系統(tǒng)(多媒體設(shè)備或是功能性有限但需要盡可能降低功耗的設(shè)備)，設(shè)計(jì)人員都能選擇到一款恰好能夠滿(mǎn)足所需處理能力的處理器。

在表1中，性能從中到優(yōu)的評(píng)級(jí)主要取決于既定器件有多少個(gè)內(nèi)核和片上設(shè)備。不過(guò)，設(shè)計(jì)工程師通常必須在性能與功耗之間做出折衷平衡。

集成度

顯然，集成度與性能密切相關(guān)。如前所述，某些芯片技術(shù)使設(shè)計(jì)工程師能在同一芯片上集成DSP、ARM9或協(xié)處理器或集成全部。

不過(guò)，從集成的角度來(lái)說(shuō)，目前的器件上還可以集成其它重要的系統(tǒng)部件。集成存儲(chǔ)器就是一個(gè)很好的例子，其不僅有助于降低總體系統(tǒng)價(jià)格、節(jié)約系統(tǒng)功耗，而且還能簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)。一些低功耗處理器可直接在芯片上集成容量高達(dá)500KB的存儲(chǔ)器，如TI的OMAP-Llx系列。很多時(shí)候，無(wú)需使用外接存儲(chǔ)器。

不過(guò)，當(dāng)前的存儲(chǔ)器可集成的外設(shè)種類(lèi)越來(lái)越豐富，其中也包括模擬部件。如逐次逼近型(SAR)ADC，它可用于實(shí)現(xiàn)消費(fèi)類(lèi)電子設(shè)備中常見(jiàn)的觸摸顯示屏接口；以及通用并行端口(uPP)，可用于直接連接至系統(tǒng)上的各種其它部件，如高速ADC或FPGA等。就當(dāng)前的低功耗處理器而言，用戶(hù)還能通過(guò)以太網(wǎng)MAC、USB 2.0、支持海量存儲(chǔ)的串行ATA(SATA)、用于支持WLAN等I／O功能的SDIO、LCD控制器，以及視頻端口接口等獲得面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的片上支持。

在表1中，集成度一項(xiàng)評(píng)分為優(yōu)的器件均采用多個(gè)內(nèi)核或協(xié)處理器，而且還支持多種外設(shè)；評(píng)分為良的器件僅支持單內(nèi)核，但同時(shí)支持多種存儲(chǔ)器與外設(shè)；而評(píng)分為中的器件則支持較少的外設(shè)，不過(guò)它們的優(yōu)點(diǎn)在于功耗低，而且成本較低。

上市時(shí)間

隨著消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新速度不斷加快，產(chǎn)品壽命也從幾年縮短至幾個(gè)月，因而產(chǎn)品上市時(shí)間日益重要。一旦一家公司推出最新的產(chǎn)品，幾個(gè)月或是幾周后立即就會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手跟進(jìn)推出具有更新特性、更吸引消費(fèi)者的新產(chǎn)品。

產(chǎn)品投放市場(chǎng)的速度與集成度密切相關(guān)。顯然，如果部件能提供較高的集成度，那么工程師所需的開(kāi)發(fā)和故障調(diào)試時(shí)間就可以大幅縮短，因?yàn)椴槐卦匍_(kāi)發(fā)用于協(xié)調(diào)多個(gè)芯片所需的接口和數(shù)據(jù)交換機(jī)制。此外，PCB互連和不同驅(qū)動(dòng)之間的協(xié)作問(wèn)題也得以減少。

不過(guò)，如果芯片上集成的內(nèi)核或外設(shè)太多，工程師就需要適當(dāng)?shù)能浖ぞ咭圆倏剡@些部件。例如，如果集成了ARM和DSP，好的工具包就應(yīng)當(dāng)有助于在統(tǒng)一的編程環(huán)境中開(kāi)發(fā)需要兩個(gè)內(nèi)核資源的應(yīng)用。此外，工程師還應(yīng)了解處理器廠商能否提供其它工具，如針對(duì)各種內(nèi)核優(yōu)化的第三方算法庫(kù)，支持Matlab的Simulink或NI公司的LabVIEW等第三方工具，以及評(píng)估／開(kāi)發(fā)電路板乃至各種操作系統(tǒng)和開(kāi)源選項(xiàng)等。這些因素對(duì)縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間、按計(jì)劃推出產(chǎn)品等都非常重要。

TMS320C674x等浮點(diǎn)器件的編程復(fù)雜性較低。在眾多情況下，開(kāi)發(fā)人員都能在臺(tái)式PC上用Simulink和LabVIEW等熟悉的工具編寫(xiě)代碼，并將代碼移植到DSP上，而且只需做極少的修改，甚至根本無(wú)需修改。

不過(guò)，總體上可以肯定地說(shuō)，芯片的性能越高，所需的開(kāi)發(fā)時(shí)間就越長(zhǎng)。如果是需要較高性能的復(fù)雜產(chǎn)品，那么在代碼開(kāi)發(fā)和故障調(diào)試方面顯然就需要更長(zhǎng)的時(shí)間。 最后，工程師必須始終提前考慮到為其下一代產(chǎn)品做好準(zhǔn)備。在某些市場(chǎng)上，標(biāo)準(zhǔn)變動(dòng)非?？欤髽I(yè)又希望快速占據(jù)市場(chǎng)。這時(shí)，設(shè)計(jì)工程師就必須構(gòu)建出能面向未來(lái)市場(chǎng)的產(chǎn)品，并可根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)或新增特性的要求及時(shí)實(shí)現(xiàn)升級(jí)。因此，了解不同的處理器系列非常重要，需要檢驗(yàn)其在軟件與引腳兼容方面是否存在問(wèn)題，如果需要提高計(jì)算能力的話(huà)，是否能在盡可能少地改動(dòng)整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)和代碼的情況下實(shí)現(xiàn)性能的提高。

表1中，在上市時(shí)間項(xiàng)評(píng)分為優(yōu)的產(chǎn)品在軟件與硬件方面的支持都非常豐富。評(píng)分為良的產(chǎn)品集成度較低，需要更多外設(shè)或存儲(chǔ)器，相關(guān)的設(shè)計(jì)工作也更多。