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處理器/DSP  

將基於DSP的可攜式應用功耗降至最低

上網時間: 2006年11月10日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:DSP  可攜式應用  TMS320C5509A  TMS320C5507  TMS320C5503 

為了幫助數位訊號處理器(DSP)開發人員最大化地延長電池使用時間,並實現對功率敏感的可攜式系統,德州儀器(TI)公司推出了TMS320C5509ATMS320C5507TMS320C5503數位訊號處理器。不過,要確保這種DSP不消耗任何不必要的功率,就必須了解如何才能將功耗降至最低,以及怎樣充分利用將所有暫未使用的週邊設備保持在閒置狀態的優勢。

例如,高效節能的系統級線路板設計,會要求某些特殊接腳具有良好的終端(termination)功能,以及讓部份週邊設備處於閒置狀態,並充分利用DSP的閒置和省電模式。透過動態切斷未使用的所有週邊設備和內部功能性單元,即可以實現這一點。將功耗減至最小還有助於降低成本、減少發熱量和降低元件密度。

若輸入接腳處於懸空(float)狀態,則懸空接腳的邏輯狀態每一次切換時,都將產生額外的I/O電流消耗。開發人員可透過對未使用的接腳和懸空接腳進行控制來節省能量,同時保持最佳功能性。對於重要的功率敏感應用,閒置或正確地配置未使用的DSP週邊設備,比如即時時脈(RTC)、A/D轉換器、MMC/SD卡以及USB,也能夠節省能量。

右文提供了有關如何透過中斷C5509A、C5507和C5503 DSP上未使用的週邊設備接腳最佳化功耗的一些指導原則。

建議的方法

•將DSP設置為待機模式這是功率最佳化的關鍵部份。為此,開發人員可以啟動閒置配置,包括閒置CPU、所有週邊設備、時脈產生器和晶片上振盪器。

•透過上拉/下拉方式中斷未使用的輸入接腳,確保未使用的‘輸出’接腳沒有連接任何阻性負載。啟動EMIF匯流排上的匯流排保持器(bus keeper),也能夠節省能量。

•即時時脈(RTC)模組應該在未使用時上電,協助將功耗降到最低。因為RTC是唯一能與晶片其餘部份完全隔離的模組。它可以在晶片其餘部份斷電時被供電,反之亦然。DSP上的其它週邊設備和模組的閒置不會影響RTC。

•將內建類比數位轉換器(ADC)的時脈頻率設定為盡可能最低的4MHz,這樣一來,最大可能的轉換時脈頻率為2MHz。這將使得ADC狀態機的功耗降至最低。如果某個晶片上ADC模組未被使用,則連接電源和接地的ADC應依照規格說明書的規定連接電源和接地。

•透過設定USBIDLECTL暫存器的各個位元,使DSP上的USB模組處於閒置狀態。為了使USB埠不工作,使USBIDLECTL暫存器的閒置啟用位元(IDLEEN)置1,再讓ICR的PERI位元置1。確保USBCLK被設定在48MHz。確保DP和DN接腳處於懸空狀態。最後,透過10kΩ的上拉電阻把USB的PU接腳上拉到高電平,以保證USB不會重置,不會喚醒晶片上振盪器。


圖:透過軟體或增添上拉電阻的硬體方式,可實現許多功率最佳化技巧

不建議的方法

•連接模擬器或使用Code Composer Studio整合開發環境的除錯功能,把DSP置於睡眠或Idle3模式。不需要任何懸掛中斷,並確保未使用的輸入接腳被上拉至高電平。不需要進行任何DMA傳輸,也不需要啟動RTDX,否則都將重新啟動Idle3模式。

•擁有外部中斷或晶片上即時時脈產生的中斷。不要將USB主機重新使用或將系統硬體重置,否則會將內部振盪器從閒置或睡眠模式中喚醒。

•中斷數據或地址匯流排接腳,它們具有保持器功能,能減少懸空未使用接腳引起的靜態功耗。匯流排保持器將使得未用接腳無需外部電阻。

•使用外部振盪器。為使功耗最小,應考慮採用內建振盪器。

•讓RTC接腳處於懸空狀態,即使沒有使用。因為DSP切斷時,通常應使RTC保持執行。讓RTC接腳懸空,將增加轉換次數,因而消耗更多能量。

作者:Naser Salameh

DSP應用工程師

德州儀器公司




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