便携系统中微处理器功耗的设计考虑
例如,NEC Electronics 把MIPS 芯核用在它的新的64位RISC处理器中,这种处理器支持Windows CE操作系统。这种处理器可以用于掌上PC或定制便携产品。NEC的VR4121处理器运行在168MHz,达到224MIPS。
当然,NEC处理器包含比RISC更多的功能。完整的芯片也包括一个DSP型乘法和累加(MAC)指令,这可为便携产品http://www.ruishen.net.cn/插件电感器提供调制解调器性能。它也含用于中断控制及DMA寻址和控制的电路。多达49个通用输入/输出(GPIO)引脚可供系统设计人员编程,而功率管理部分提供4种节省功率的模式:全速、维持、暂停、休眠。
类似的处理器芯片VRC4171A可为手持产品增加彩色LCD图形和PC卡控制。这种芯片工作在3.3V,典型的功耗为250mW。它的4个可编程 GPIO引脚允许与外设通信。这种芯片为处理器提供所需的图形支持而不会导致大的功耗。随着便携产品开始包含彩色图形显示和其他多媒体特性,使得找到兼容的图形芯片日益重要起来。
Media Q公司的MQ-200是一款用于消费类电器的图形和显示芯片。除控制器外,该芯片还包含嵌入式DRAM和模拟电路。128位图形引擎和两个板上图形控制器共享1.2GB/s片上存储器总线,这与其他产品相比,总的图形性能提高6位。这种芯片支持总功率预算小于4W的系统,而典型的笔记本计算机的功率预算是 20W或更高。
高集成度
对于便携设备,使芯片数最少也将使体积最小、重量最轻、成本最低和功耗最少。在数字蜂窝电话中,芯核RISC处理器构成一个高集成度子系统的一部分。基带部分(非RF部分)一般集成一个RISC微控制器、一个低成本DSP、存储器、键盘和屏控制器以及连接逻辑(见图2)。ARM公司的ARM7 TDMI很适合于这种应用。它每兆赫只消耗1.85mW,相对低的13MHz速率可同步GSM900系统中的微控制器。RISC芯核在芯片上只占 4.9mm 2的面积。因为它可以在低的电压下工作,所以片上存储器往往比片外存储器消耗更少的功率。ROM的功耗也小于SRAM。在可能的情况下,使用空载模式可节省功率。通常,片上必须包含一个锁相环,以便为DSP提供时钟信号。