基带芯片的低功耗设计贯穿于芯片从规划设计各个环节,德州仪器TI有效地降低了系统功耗

来源:时间: 2024-09-06

基带芯片的低功耗设计贯穿于芯片从规划设计各个环节,德州仪器TI有效地降低了系统功耗

基带芯片的低功耗设计贯穿于芯片从规划、设计到生产的各个环节,每个环节都有相应的低功耗技术。下面介绍几种在前端设计基带芯片时所用到的低功耗方法,例如多电压域、门控时钟、门控电源和动态电压频率调节技术等。德州仪器TI多电压域技术对于传统的单电压数字电路,电路里所有的单元共享电源。而对于多电压域的低功耗设计,在系统级设计阶段就要考虑电压的影响。在系统中,很多时候并不是所有的模块都同时工作,如果给处于空闲状态的模块也供电的话,就造成了不必要的耗电,使得系统整体功耗过高。所以为了节省系统功耗,通常需要把处于空闲状态的模块的电源关掉,使不同模块之间可以独立供电,互不影响。系统多电压域的设计方法恰好解决了这一问题。门控时钟技术芯片系统中功耗的一大部分来源是时钟网络所消耗的功耗,动态功耗中近似50%的功耗是时钟频率消耗的。为了降低系统功耗,当部分电路模块进入空闲状态的时候,将该电路的时钟关闭,这种方法就叫做门控时钟(Clock Gating),门控时钟技术已经是目前应用非常普遍的低功耗技术了。当电路模块中的时钟关闭后,德州仪器TI模块内的数据的跳变就会被阻止,所以从模块第一级触发器到输出之间的所有逻辑都不再工作,信号不会发生跳变,因此有效地降低了系统功耗。门控电源技术漏电流功耗总是随着CMOS工艺的发展进步而与日俱增,而漏电流功耗的增加为电池供电的便携式电子产品带来了挑战,使电池的供电时间大大缩短,为消费者带来了不好的体验。为了降低芯片系统的漏电流功耗,增加一种机制来关闭处于空闲状态的模块的电源是非常必要的,这一技术就叫做门控电源技术。门控电源技术可以选择性地关闭芯片系统的某些模块的电源,同时保持其他模块处于供电状态。门控电源技术的目的就是通过暂时性的将不需要工作的模块的电源关掉来减小漏电流功耗。门控电源技术提供了两种电源模式,一种是睡眠模式,另一种是活跃模式。


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