设计低功耗的数字系统对于便携式设备和有能量意识的应用至关重要。 了解所涉及的计算和采用最佳做法可以大大减少功耗,同时又不损害性能。

电力消耗计算

数字电路中的功耗主要由动态和静电决定. 动态功率发生在切换活动期间,而静电则由漏流导致. 计算这些组件有助于优化设计选择.

动态电源可以使用公式进行估计:

P 动力学=α *C *V2 ]]]] ]].

其中α为切换活性因子,C为负载电容,V为供给电压,f为时钟频率.

静电主要受漏流影响,漏流随供给电压和温度而增加. 最小化静电涉及选择低漏晶体管和优化电压水平.

低功率设计的最佳做法

实施有效的战略可以大大减少数字设计中的功耗,包括电压缩放、钟表和功率调制。

  • 伏力放大:[] 减少供给电压既会减少动力,也会减少静力.
  • 时钟Gating:[] 关闭时钟信号到不活动模块可以防止不必要的切换.
  • 电源Gating:[] 完全关闭闲置区块的电源,尽量减少漏流.
  • 普提化逻辑设计:[]使用低漏晶体管和高效逻辑样式减少静电.
  • 减少切换活动:[] 尽量减少信号的牵引降低动态功率.

结论

应用准确的计算和采用最佳做法对于设计高效发电的数字系统至关重要,这些战略有助于延长电池的使用寿命,降低电子设备的能源成本。