高能效系统的功耗优化技术

摘要：本本将叙述了各种系统选择方案及其对系统功耗的影响，全面介绍了处理器电源管理功能，并讨论总系统功耗的一些重要促进因素。

高能效系统的组成模块

　　有几种技术可以降低运行和静态功耗。一般而言，对功耗具有最大影响的因素有四个：处理器、DDR内存、显示和电源设计，如图1所示。通过选择正确的系统组件和设计动态软件架构，可以实现功耗优化。

　　如图1，该图假设85%功率设计效率、DDR3内存和有源显示。

　　处理器

　　TI的Sitara AM335x处理器拥有调试灵活的电源管理架构。处理器和内核可根据具体应用自主调节，以实现最佳性能和功率配置。

　　图2所示电源、重置与时钟管理(PRCM)模块，以及Linux电源管理软件堆栈均可用于优化AM335x处理器功耗。它帮助控制各模块，从而最小化处理器的功耗。在控制不同工作性能点(OPP)时，电压域至关重要。OPP是处理器电压和频率的组合，而用户可对其进行控制以实现最佳处理器功耗，从而满足所有给定性能要求。

　　电压控制与电压调节器为外部器件，通过电源管理IC(PMIC)来实现。系统处于活跃状态时，可关闭单个功率域及所有其模块。同样，还可以对特定模块进行控制。当一个模块可用时，另一个模块在不使用时可完全关闭。

　　TI的Sitara AM335x处理器支持MPU和CORE的单独电压域。由于拥有不同的电压域，可对MPU和CORE OPP进行配置，并单独控制。

　　根据不同的应用要求，可对MPU OPP进行动态更改。AM335x处理器支持5个不同的工作点：OPP50、OPP100、OPP120、Turbo和Nitro。由于具有10MHz到1GHz的宽频率范围，它可以提供灵活的配置。通过专用处理器DPLL，可支持定制处理器频率。图3显示了5个不同支持OPP下的MPU电压和性能。

　　CORE OPP支持2个电压工作点，并相互连接频率集。如果低CORE OPP支持的总线吞吐量足以满足系统性能要求，则可使用低CORE OPP，更好地实现节能。图4显示了CORE OPP电压和性能工作点。

　　DDR内存

　　TI的Sitara AM335x处理器内存控制器支持许多DDR内存—LPDDR1、DDR2、DDR3(L)(RS)。每个DDR选项的有效性时间由内存厂商决定，内存选择对总系统功耗的影响度可达20%。

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