“功率”─ 嵌入式设计的关键指标

在如今的嵌入式信号处理市场中，产品开发工程师的关注焦点已从性能转向了电源功率问题。现在的硬件解决方案所表现出的性能水平都已经能够大幅满足消费类手持设备、数字家庭娱乐、汽车娱乐和先进安全设备等增长的市场对于性能的要求。不过，如果设备能够方便、流畅地实时传输媒体流，那么，快速的解码性能就不再是主要优势了。

从我与客户沟通的过程中发现，业界对功耗逐渐增加的状况日益关注。这是一个全面性的问题，而不仅仅限于以电池供电的便携式设备。这个问题很明显是基于环保考虑，我们也正全心全意的支持该理念；但在客户的实际设计中，大多数的电源意识往往受到电池容量/使用寿命和热/功耗目标所驱动。

曾几何时，一部看来很酷的消费电子设备却因其电池寿命短而令人沮丧。还记得过去所用的旧式移动电话吗？“......讲快一点！我的电池......”嘟！嘟！“通话结束”。

目前，在整个产业中，从电源、RF模块到音频放大器等各类产品的供货商都在为其产品引入低功率设计技术。其中，嵌入式处理器供应商占据了相当大的比例。

在这些设计技术中，许多都是无源器件。由于其固有的设计、先进的工艺、架构和电路设计方式，这些器件的功耗较低。例如低泄漏CMOS、门控时钟等都可在无需用户或程序控制的情况下提供各种优势，使得各方面均可从中受益。

如可变时钟频率、可变核心供电电压和睡眠模式等其它技术则需要有源电源管理。它们必须经由程序或用户的控制才能激活。在动态匹配性能与工作负载方面，这些器件的性能表现均十分优异。

然而，低功率设计其它方面则依赖于嵌入式系统程序员充分利用芯片资源(高速缓存、DMA、内存等)的技术，以避免由于低效率处理器、内存和总线利用率而浪费了工作周期。这基本上是一个性能调谐的过程。详细了解设备架构、具体实现方式，以及深入的应用知识，将能够最佳化利用系统资源，从而实现高效率的设计方案。使用优化的软件模块也可以带来极大的性能优势。

坦率地讲，尽管我们并不指望单凭效率更高的信号处理芯片就能扭转全球变暖的局面，但是我们却可能大幅降低嵌入式设备的功耗。目前我们的客户正存在着这样的要求。从这个角度讲，‘功率’可以说是一种新的‘性能’指标！

作者：Jerry McGuire

通用DSP部门副总裁

ADI公司