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

價(jià)格

在評(píng)估價(jià)格這一標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，工程師不應(yīng)僅僅著眼于芯片的價(jià)格。芯片本身的價(jià)格正在不斷下降，以至于現(xiàn)在大多數(shù)低功耗處理器的成本都不足15美元。依據(jù)器件的具體特性，價(jià)格可降低至4美元。對(duì)消費(fèi)類應(yīng)用來說，每個(gè)部件的成本都很關(guān)鍵。但對(duì)于通信基礎(chǔ)設(shè)施或商業(yè)應(yīng)用來說，單個(gè)部件的成本并不太重要，擁有成本與效率才是更應(yīng)關(guān)注的問題。

工程師更應(yīng)關(guān)注整體的系統(tǒng)成本問題。還以存儲(chǔ)器為例，如果產(chǎn)品的所有算法運(yùn)行都采用片上存儲(chǔ)器，那么僅通過減少不必要的外部存儲(chǔ)器芯片就能節(jié)約1～2美元。如果集成了SATA、以太網(wǎng)、存儲(chǔ)器、USB 2.0以及ARM9等，就能顯著節(jié)約系統(tǒng)成本(可高達(dá)9美元)。

除了芯片的價(jià)格之外，工程師還應(yīng)評(píng)估開發(fā)的簡易性，這包括軟硬件開發(fā)工具、技術(shù)支持、培訓(xùn)、第三方支持、文檔、工程設(shè)計(jì)時(shí)間／開銷以及NRE開發(fā)費(fèi)用等。加速開發(fā)進(jìn)程有助于實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的終端產(chǎn)品，因?yàn)閷氋F的時(shí)間與金錢可用于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的差異化，而不是花費(fèi)在構(gòu)建設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)施上。

因此，工程師不光要考慮開發(fā)電路板與仿真器的價(jià)格，還要考慮其質(zhì)量，以及能多快地提高開發(fā)速度。高質(zhì)量的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)與編譯器使設(shè)計(jì)人員能夠更全面地了解設(shè)計(jì)情況，并加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。工程師應(yīng)關(guān)注哪些芯片廠商能提供免專利費(fèi)的操作系統(tǒng)，哪些第三方合作伙伴能提供經(jīng)過驗(yàn)證的、可直接投入使用的代碼，如在基于DSP的設(shè)計(jì)中用到的編解碼器等。此外，還應(yīng)注意可以幫助設(shè)計(jì)人員快速上手設(shè)計(jì)工作的技術(shù)框架。

此外，電路板布局與制造方面的成本也不容忽視。重要的不僅在于器件數(shù)量，還包括器件的工藝間距。小間距器件的系統(tǒng)級(jí)板面布局與制造更加昂貴。

表1顯示出，價(jià)格通常與內(nèi)核數(shù)據(jù)以及片上外設(shè)成反比。集成的部件越多，器件的價(jià)格顯然也就越貴，設(shè)計(jì)工作的強(qiáng)度也越大，這些產(chǎn)品通常適用于最復(fù)雜的便攜式系統(tǒng)。舉例來說，同時(shí)集成了DSP、ARM以及協(xié)處理器的高性能應(yīng)用處理器是唯一被評(píng)為中的架構(gòu)。

低功耗應(yīng)用

即便擁有表1的幫助，工程師也很難為既定應(yīng)用選出最適合的器件，總免不了要做出一定的設(shè)計(jì)折衷平衡。不過，通過對(duì)應(yīng)用要求的簡單探討，或許可以提供一些指導(dǎo)。

要求低功耗特性的應(yīng)用種類越來越多，這些應(yīng)用可被分為以下幾個(gè)大類：

采用插入式電源或USB供電的產(chǎn)品，如車載免提套件、GPSdongle、觸摸屏或喇叭擴(kuò)音器等；

消費(fèi)者希望電池能工作至少一整天的應(yīng)用，如無線麥克風(fēng)、樂器、降噪耳機(jī)、無線打印機(jī)，以及多參數(shù)便攜式醫(yī)療儀器等；

電池可工作長達(dá)兩個(gè)星期的應(yīng)用，如錄音機(jī)、電子書、門禁指紋驗(yàn)證，或單參數(shù)便攜式醫(yī)療儀器等。

還有一種應(yīng)用分類方法是根據(jù)功能性進(jìn)行區(qū)分。便攜式設(shè)備會(huì)考慮到高精度問題，比如，樂器或音頻產(chǎn)品會(huì)需要較寬的動(dòng)態(tài)范圍。這種精度與動(dòng)態(tài)范圍通常需要采用TI TMS320C674x DSP這樣的浮點(diǎn)處理器，其功耗可低至15mW。

還有一些依賴于多功能GUI的應(yīng)用。這類應(yīng)用應(yīng)當(dāng)選擇一款支持ARM處理功能的器件。例如OMAP-L1x產(chǎn)品，它集成了ARM和DSP功能，具備強(qiáng)大的處理能力，可以在運(yùn)行GUI的同時(shí)完成復(fù)雜的處理任務(wù)。

消費(fèi)者會(huì)要求某些產(chǎn)品具備超長的電池使用壽命，如便攜式錄音機(jī)／播放器、電子書閱讀器、便攜式麥克風(fēng)，以及家用腕表式醫(yī)療儀器等。支持低功耗待機(jī)模式的C550x等處理器能高效利用深度休眠模式(功耗低至6.8μW)與待機(jī)模式(功耗低至0.5mW)，因而可實(shí)現(xiàn)數(shù)周的電池使用時(shí)間。

結(jié)語

如本文所述，選擇低功耗處理器時(shí)需考慮的所有標(biāo)準(zhǔn)都是密切相關(guān)的。通常說來，性能越高，功耗就越大，不過現(xiàn)在，產(chǎn)品功耗已經(jīng)普遍降低，因此無論您有何種應(yīng)用需求，幾乎都能找到一款適用的低功耗處理器。