多媒體處理器動態(tài)電源管理
作者：Arthur Musah 和 Andy Dykstra，德州儀器 (TI)
多媒體處理器通常是便攜式電子設(shè)備中功耗最高的器件。降低 CPU 功耗要求的常見方法是降低時鐘頻率或工作電壓，但是一般而言這樣做會使系統(tǒng)性能降低。另一方面，芯片設(shè)計人員還提出了各種片上方法來降低功耗，并且不會對系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響。本文介紹了這些方法的概念，以及我們?nèi)绾芜\用它們實現(xiàn)節(jié)能的目的，同時還討論了幫助處理器芯片獲益的一些外部電源管理器件和電源 IC。
有源電源管理
片上電源管理技術(shù)主要適用于兩類應(yīng)用：管理有源系統(tǒng)功耗和管理待機功耗。
有源電源管理分為三個部分：動態(tài)電壓與頻率縮放 (DVFS)；自適應(yīng)電壓縮放 (AVS)；以及動態(tài)電源轉(zhuǎn)換 (DPS)。另一方面，靜態(tài)功耗管理包括在需要進行更多處理以前將空閑系統(tǒng)維持在一種低功耗狀態(tài)。這種電源管理使用所謂的靜態(tài)漏電管理 (SLM)，其通常利用從待機到關(guān)機的數(shù)種低功耗模式。
讓我們來看一下有源模式。利用 DVFS，根據(jù)應(yīng)用所要求的不同性能，時鐘頻率和電壓在軟件中得到了降低。例如，一款包括了先進 RISC 機器 (ARM) 和數(shù)字信號處理器 (DSP) 的應(yīng)用處理器，即使 ARM 組件可以運行在高達 600 MHz 的時鐘頻率下，但卻并非總是需要所有這些計算能力。一般而言，軟件會選擇數(shù)個預(yù)定義處理器工作性能點 (OPP)，其包括確保處理器能夠運行在滿足系統(tǒng)處理要求的最低頻率下的電壓。在對滿足不同應(yīng)用要求的功耗進行優(yōu)化的過程中，為了獲得更大的靈活性，人們?yōu)樘幚砥髦械幕ミB和外設(shè)預(yù)定義了一個單獨的器件內(nèi)核 OPP 集。
