如何实现优化嵌入式DSP系统中的低功耗方案设计?

嵌入式系统的核心是系统软件和应用软件,由于存储空间有限,因而要求软件代码紧凑、可靠,且对实时性有严格要求。

基于嵌入式DSP系统的低功耗优化设计

无线系统及有线系统设计师均必须重视电源效率问题,尽管双方的出发点不尽相同:对于移动设备而言,更长的电池使用寿命、更长的通话时间或更长的工作时间都是明显的优势,降低电源要求意味着使用体积更小的电池或选择不同的电池技术,这在一定程度上也缓解了电池发热问题;对于有线系统而言,设计师可通过减小电源体积、减少冷却需求以及降低风扇噪声来提高电池效率。人们很少会提到这样一个事实:提高电源效率还可节省空间,而节省的空间可以用来增加能够提高系统性能的组件,尤其是设计小组希望添加一个以上处理器时,这一点非常重要。 设计嵌入式DSP处理器或系统功耗要求严格的系统时,采用DSP专用技术、操作系统及其支持软件可以降低功耗。超越传统技术的DSP或双处理器设计在节约能量方面表现出色。 功耗基础知识 互补金属氧化物半导体(CMOS)电路的总功耗是动态功耗与静态功耗之和: 当门发生逻辑状态转换并产生内部结点充电所需的开关电流以及P通道及N通道同时暂态开启引起直通电流时,就会出现动态功耗。通过以下公式可以估算其近似值: 其中,Cpd为动态电容,F为开关频率,Vcc为电源电压,而Nsw为转换的比特数。另外,电压(Vcc)决定着稳定工作...

嵌入式系统中软件优化的低功耗设计

嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础,并且软硬件可裁减,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统[1]。在嵌入式系统的设计中,低功耗设计(Low-Power Design)是必须面对的问题。其原因在于嵌入式系统被广泛应用于便携式和移动性较强的产品中,而这些产品不是一直都有充足的电源供应,往往靠电池来供电,所以应从每一个细节来考虑降低功率消耗,尽可能地延长电池的使用时间。事实上,从全局来考虑低功耗设计已经成为了一个越来越迫切的问题。 低功耗是便携式电子设备必须具备的一个关键特性。过去几年的研究主要针对硬件部分,而现在人们则更注重通过优化软件部分来降低系统功耗。要想对软件进行优化,必须了解每条指令所产生的功耗,并选择正确的编译方法,以降低程序执行的功耗。由于各种微处理器架构不同,指令集和功耗也不一样。因此,适用于某一处理器的优化方式并不一定适用于其他处理器。这样,选择与可降低功耗的软件相匹配的微处理器便十分重要。 1 编译优化 编译器的作用是将由高级语言编写的程序,如C/C++等,翻译成能够在目标机上执行的程序。换句话说,编译器为高级语言程序员提供了一个抽象层,使得程序员能...

浅析嵌入式DSP设计中的功耗优化设计

对基于数字信号处理器(DSP)的系统而言,优化功耗是一项重要但往往难以实现的设计目标。现在,基于DSP的设备常常把以往各自独立的多个应用结合起来,每一个应用都可能有多个工作模式。要得到这样一个设备的功率分布是非常困难的一件事,更遑论整个复杂的系统。设计人员需要获知尽可能多的最佳信息,以及能够帮助他们优化特定应用之功耗的技术和工具。 幸运的是,近年来,在DSP芯片的设计和制造工艺方面,都在不断推出更先进的功耗降低方法。现在的片上功率优化技术能够提供更多的精细控制和更多的省电模式,以及关于处理器功耗的更完整的信息。更新型的DSP开发工具使设计人员得以更深入透彻地了解系统的功率消耗方式,并通过片上硬件来提供功耗降低技术。 为了让开发人员能够更灵活地控制省电技术,更好地协调众多片上功能间的低功率工作和时序问题,DSP操作系统整合了多项功率管理功能。这些内建功能及工具加上系统设计的精心部署,DSP系统的功耗可得到大幅度降低。 低功耗问题 低功耗对所有的DSP系统都很重要,虽然理由因具体应用而异。在网格供电系统中,降低功率就意味着降低开销、提高可靠性,以及实现紧凑型设计,从而可以在相同的空间中集成更多...

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