B. Dịng vi xử lý Pentium
3.2.2.2 Bổ sung Hiện tại Tiêu thụ trong
hỗn hợp Điện áp Hệ thống Giao diện 3V và 5V thiết bị trong 1 hỗn hợp điện áp sys- tem là khơng thể tránh khỏi. Bất kể của làm thế nào 1 thiết kế im- plements các giao diện, họ sẽ tất cả cĩ 1 com- Th 2 đặc trưng, bổ sung hiện tại tiêu
thụ. thiết bị cĩ 1 bổ sung đặc điểm kỹ thuật gọi là DICC (Hoặc TơiCCT). Điều này đặc điểm kỹ thuật định nghĩa các Ngồi ra, al hiện tại tiêu thụ, mỗi đầu vào pin, nếu 1 đầu vào cao điện áp là tại VCC b 2.1V. Điều này tình hình chặt chẽ resem- Bles sử dụng ACT hoặc HCT Logic cho 3V để 5V dịch thuật. Điều này số cĩ thể là lên để 1,5 mA mỗi đầu vào pin. Con- sider 1 theo một hướng 16-bit xe buýt dịch từ 3V đến 5V sử dụng ACT logic. Trong 1 trường hợp xấu nhất tình hình, này cĩ thể là 1 chính nguồn của liên tục hiện tại tiêu thụ. Điều này là 1 tối đa giá trị, thường các thêm hiện tại số lượng để 100 mA để 200 mA mỗi đầu vào pin. Ngồi ra, đồng minh, này đặc điểm kỹ thuật chỉ áp dụng để 1 Logic "1" đầu vào, và thơng thường, chỉ 1 phần của các 3V đầu vào là cao tại bất kỳ thời gian.
lý do sau các thêm hiện tại tiêu thụ khi sử dụng ACT / HCT Logic cho 3V để 5V dịch nằm trong các đầu vào bộ đệm (Hình 3-5). Nếu các đầu vào của các thiết bị là lái xe tất cả các cách để VCC, các p-transistor biến hồn tồn off và các N-transistor biến hồn tồn trên. Điều này cĩ thể là khoảng mơ hình như 5V kết nối để mặt đất thơng qua 1 5 MX điện trở. Như thể hiện bởi các đồ thị trong Hình 3-5, các chỉ hiện tại chảy là rị rỉ hiện tại, gần như khơng cĩ gì. các điện áp trên các đầu vào di chuyển xa hơn xa từ VCC, các đầu vào bĩng bán dẫn di chuyển gần để của họ satura- tion khu vực. Các sức đề kháng con đường thơng qua các bĩng bán dẫn để mặt đất giảm từ các ban đầu 5 MX. Điều này trong nếp các hiện tại dịng chảy thơng qua chúng. Các đồ thị chương trình này hiện tại để là trên các thứ tự hoặc 150 UA mỗi đầu vào với 1 3V đầu vào (Tại phịng nhiệt độ).
Hình 3-5. Hiện tại Khi Sử dụng ACT / HCT Logic cho Điện áp Chuyển đổi này dẫn để 1 câu hỏi hợp lệ. Nếu cĩ là như vậy 1 hình phạt cho tạo hỗn hợp điện áp hệ thống, là các hệ thống hơn off chạy tại 5V? An phân tích của hệ thống hiện tại con- sự chứa nước phải là thực hiện cho các tinh khiết 5V và hỗn hợp volt- tuổi trường hợp. Nếu chỉ 1 nhỏ một phần của các hệ thống cĩ thể hoạt động tại 3V, các thêm năng cho điện áp dịch cĩ thể off- thiết lập các hưởng lợi của sử dụng 3V các bộ phận. Điều này dấu các cần để cĩ 1 hồn thành lựa chọn của thiết bị mà hoạt động tại
3.2.2 Tĩm tắt: TRỘN ÁP HỆ THỐNG
Cĩ là 1 số của cân nhắc 1 thiết kế phải làm cho khi thiết kế 1 hỗn hợp điện áp hệ thống. Interfac- ing 3V và 5V Logic phải là thực hiện cẩn thận. Cĩ là nhiều giải pháp để làm này, nhưng nếu thực hiện khơng chính xác, các hệ thống cuối cùng khơng thành cơng. Nhiều nhà sản xuất cho đơn giản giải pháp để làm một chiều và
hai chiều chuyển. Những giải pháp là cĩ thể các dễ dàng nhất để thực hiện và ăn 1 tối thiểu số lượng của điện.
hỗn hợp điện áp hệ thống, bởi định nghĩa, tiêu thụ hơn hiện tại hơn 1 tinh khiết 3V hệ thống. Điều này thêm hiện tại con- sự chứa nước đến từ khác nhau nguồn. Bất kỳ phương pháp sử dụng để dịch từ 1 điện áp để khác yêu cầu bổ sung hiện hành. A hỗn hợp điện áp hệ thống cũng cĩ hơn thiết bị hơn 1 tinh khiết 3V hệ thống. Thêm thiết bị là cần thiết cho điện áp dịch và tạo yêu cầu hệ thống điện áp. Trong Ngồi ra để vẽ hiện tại, các thêm thiết bị tăng lên hệ thống kích thước, chi phí và phức
tạp. cơng nghệ tiến bộ và nhà sản xuất thiết kế lại hiện tại các bộ phận, hồn thành hệ thống sẽ là thể để hoạt động tại 3V. Cho đến khi mà thời gian, hỗn hợp điện áp hệ thống phải ex- ist. Mặc dù 1 hỗn hợp điện áp hệ thống yêu cầu hơn năng hơn 1 hồn tồn 3V phiên bản, nĩ vẫn cịn tiêu thụ ít năng hơn 1 5V phiên bản (Nếu đúng thiết kế). Hỗn hợp điện áp hệ thống sẽ tồn tại trong một số hình thức cho 1 lâu thời gian. Ngay bây giờ, họ tồn tại vì của các chuyển đổi từ
5V thiết bị để 3V thiết bị. Họ sẽ tiếp tục để xuất hiện như ngành cơng nghiệp làm cho các bước để ngay cả giảm hoạt động điện áp. Một số thiết bị đã hoạt động tại 2V và được- thấp. Mặc dù này thơng tin áp dụng cụ thể để
3V/5V hệ thống, các khái niệm áp dụng để bất kỳ hỗn hợp volt- tuổi hệ thống
3.3 Thiết kế Hệ thống Điện áp Độc lập
Hồn thành 3V thiết kế cĩ vài bất lợi, các ex- ceptions là hoạt động tăng tốc độ và tiếng ồn miễn dịch. Ưu điểm bao gồm: cịn pin cuộc sống, ít nhiệt và giảm tiếng ồn khí thải. Các lợi thế của 1 hồn thành 3V hệ thống là đáng kể so sánh để các tối thiểu thiết kế nỗ lực yêu cầu để làm việc xung quanh các bất lợi.
3.3.1 THIẾT BỊ THIẾT KẾ CHO LOW ÁP HOẠT ĐỘNG
Hiện nay, một số thiết bị là thiết kế cho 3V chỉ Giấy phép hoạt động, ation. Thiết bị tối ưu hĩa cho 3V hoạt động là nĩi chung quy định cho hoạt động từ 3.0V để 3.6V. Những Devic- es triển lãm các hiệu suất của của họ 5V đối tác tại đáng kể giảm quyền lực. Các cao hiệu suất và hẹp hoạt động điện áp của các các bộ phận giới hạn của họ hưởng lợi để nhúng, pin hoạt động thiết
kế. 1 chế tạo quá trình là tối ưu hĩa cho 3V hoạt động, cửa khẩu oxit là mỏng hơn. Các tăng cửa khẩu điện dung cho phép 1 3V thiết bị để chức năng tại các như nhau tăng tốc độ như 1
5V thiết bị sản xuất trên 1 khơng-3V quy trình. Oxide sự cố là các chính Hạn chế để tối ưu hĩa 1 pro- thuế cho 3V. A mỏng hơn cửa khẩu oxit ngụ ý 1 giảm oxit sự cố điện áp. Thiết bị sản xuất trên các tối ưu hĩa quá trình sẽ khơng là thể để hoạt động tại 5V mà khơng cần đập- lão hĩa các một phần.
3.3.2 THIẾT BỊ DERATED CHO LOW ÁP HOẠT ĐỘNG
Nhiều thấp điện áp sản phẩm là derated phiên bản của của họ
5V phiên bản. Những thiết bị là quy định, thơng thường, cho hoạt động từ 2.7V để 5.5V. Các chỉ hy sinh của chạy- Ning 1 sản phẩm thiết kế cho 5V tại 3V là tốc độ. Thiết
bị tăng tốc độ là 1 chức năng của nội bộ chuyển đổi tốc độ. Switch- ing tốc độ là tỷ lệ để thiết bị hiện tại, 1 func- tion của cửa khẩu oxit điện dung và cửa khẩu điện áp trong 1 thiết bị. A thiết bị sản xuất trên 1 quá trình khơng tối ưu hĩa cho 3V sẽ cĩ 1 dày cửa khẩu oxit, giảm cửa khẩu điện dung, giảm hiện tại Các kết hợp của thấp er cửa khẩu điện áp và điện dung giới hạn hoạt động tốc độ cho derated 5V thiết bị. Đối với nhiều nhúng hệ thống, tăng tốc độ là khơng quan trọng. Sử dụng thiết bị mà hoạt động từ
2.7V để 5.5V cho phép các thiết kế để sử dụng khơng tốn kém al- kaline pin và tránh các thêm thiết bị tính và hiệu quả thiệt hại của điện áp quản lý.
3.3.3 NOISE GENERATION BY LOW ÁP THIẾT BỊ
vượt qua, undershoot và mặt đất tung lên tất cả liên quan để dV / dt, dV là các đầu ra điện áp lung lay và dt là các đầu ra chuyển đổi thời gian. Trong thấp điện áp thiết bị, obvi- ously, điện áp cấp giảm, giảm các dV hạn. Điều này áp dụng để tất cả thấp điện áp thiết bị. Thiết bị de- ký kết cụ thể cho thấp điện áp hoạt động, mà cĩ nhỏ hơn hình học và mỏng hơn cửa khẩu các oxit, cĩ chuyển đổi lần so sánh để các 5V phiên bản. Cĩ- mũi, các dt hạn vẫn cịn tương đối khơng đổi. Thấp volt- tuổi thiết bị mà là derated phiên bản của 5V các bộ phận cĩ chậm hơn chuyển đổi lần khi hoạt động điện áp decreas- es. Các dt hạn tăng cho thiết bị derated cho thấp điện áp hoạt động. Derated thiết bị tạo ra rất ít tiếng ồn.
Bất kể của các chính xác số lượng của tiếng ồn 1 thấp điện áp thiết bị tạo ra (Derated hoặc khơng), bất kỳ thấp điện áp de- Phĩ sẽ sản xuất ít tiếng ồn hơn của nĩ 5V đối tác. dV / dt và thực hành tốt PCB thiết kế kỹ thuật
(nhiều lớp, bỏ qua tụ điện, vv), nên loại bỏ tiếng ồn như 1 vấn đề.
3.3.4 NOISE Lợi nhuận TRONG LOW ÁP HỆ THỐNG
Trong thiết bị với CMOS tương thích đầu vào, đầu vào cao
(VIH) và đầu vào thấp (ILV) điện áp thơng số kỹ thuật là 1 chức năng của hoạt động điện áp. Các sự khác biệt giữa VIH và VIL định nghĩa các tiếng ồn lợi nhuận trên các đầu vào
(phương trình 3.8).
Phương trình 3.8: Tiếng ồn Margin e VIH - VIL Thơng thường, VIH là 0,7 * VCC và VIL là 0,3 * VCC trên CMOS tương thích đầu vào. Điều này định nghĩa 1 độ nhiễu biên độcủa 0,4 * VCC. Nếu hoạt động điện áp giảm từ 5.0V, nhiễu biên độ giảm tương ứng.
Thiết bị với TTL tương thích đầu vào sẽ khơng xem bất kỳ thay đởi trong nhiễu biên độ khi hoạt động tại 3V. TTL đầu vào xác định VIH như 2.0V và VIL như 0.8V. Các stan- Sở NN & PTNT cho đầu vào cấp trên 3.3V thiết bị là xác định để là tương thích với các TTL tiêu chuẩn. Điều này là tại sao 1 3.3V đầu ra cĩ thể trực tiếp giao diện với 1 5V thiết bị với TTL đầu vào.
Noise tính nhạy cảm của thấp điện áp hệ thống là khơng như đáng kể như nĩ cĩ thể xuất hiện. Thấp điện áp hệ thống gen- erate ít tiếng ồn hơn 5V hệ thống. Nếu 1 hệ thống tạo ra ít tiếng ồn, giảm tiếng ồn lợi nhuận trên thiết bị đầu vào được- đến ít quan trọng.
Ngồi ra, tốt In Cir- cuit Hội đồng quản trị bố trí kỹ thuật nên loại bỏ chính tiếng ồn vấn đề này.
4,0 HỆ THỐNG ĐIỆN QUẢN LÝ
Khi tạo 1 pin hoạt động hệ thống, các thiết kế là quan tâm với mở rộng pin cuộc sống như lâu như pos- sible. Giảm hoạt động điện áp là 1 tương đối đơn giản cách để đạt được 1 đáng kể giảm trong năng con- Cơng suất. Điện áp giảm là 1 tuyệt vời bắt đầu để trong creasing pin cuộc sống, nhưng nhiều năng quản lý kỹ thuật tồn tại để cho ngay cả giảm năng consump- tion
4.1 Thiết bị Năng Quản lý
Nhiều Intel nhúng bộ vi xử lý cĩ chế độ của opera- tion thiết kế để giảm hiện tại tiêu thụ. Nhiều tĩnh thiết kế nhúng bộ vi xử lý cĩ POWERDOWN chế độ, vơ hiệu hĩa các đồng hồ đầu vào để các thiết bị. Vơ hiệu hĩa các đồng hồ đầu vào loại bỏ bĩng bán dẫn chuyển đổi trong các thiết bị, giảm hiện tại tiêu thụ để rị rỉ hiện tại (Microamps). Khác thiết bị cĩ Nhàn rỗi chế độ mà vơ hiệu hĩa các đồng hồ để các CPU, nhưng giữ inte- grated thiết bị ngoại vi hoạt động. Điều này giảm hiện tại con- sự chứa nước bởi 1 nhỏ hơn số lượng hơn POWERDOWN chế độ, nhưng là tuyệt vời cho thiết bị yêu cầu thiết bị ngoại vi để lại chính hoạt động tại tất cả lần. Cuối cùng, nhiều nhúng proc- essors cung cấp Powersave chế độ. Powersave chế độ nội bộ ly chia các đồng hồ đầu vào để các thiết bị. Bởi vì Proces- Sor hiện tại tiêu thụ là khoảng 1 tuyến tính func- tion của đồng hồ tần số, Powersave chế độ đáng kể làm giảm hiện tại tiêu thụ trong khi thực hiện của khơng quan trọng phần của mã. Bao gồm cả 1 hoặc hơn của các năng quản lý chức năng trên silicon làm giảm hội đồng quản trị khơng gian yêu cầu để tạo chúng riêng biệt, nếu họ cĩ thể là tạo ra tại tất cả (Idle chế độ, cho ví dụ). thiết bị mà thường xuất hiện trong nhúng sys- tems cũng cung cấp năng quản lý tính năng trong silicon. Một số Intel Đèn flash bộ nhớ thiết bị cung cấp 1
POWERDOWN chế độ, giảm hiện tại để rị rỉ các cấp. Khác bản ghi nhớ- Ries nhập 1 "Ngủ" chế độ khi khơng là truy cập, lại ducing hiện tại tiêu thụ. Ngay cả một số điều chỉnh al- thấp của họ đầu ra để là đĩng cửa xuống để giảm hiện tại tiêu
thụ. thiết bị tồn tại cung cấp năng quản lý Fea- tures mà nâng cao thấp điện áp hoạt động. Khi sys- tem thiết kế chọn thành phần cho của họ hệ thống, các bộ phận nên là lựa chọn mà cung cấp lợi ích ngồi chỉ thấp điện áp hoạt động
4,2 Phần mềm Năng Quản lý
Năng quản lý đề án cần để là thực hiện trong phần mềm như cũng như phần cứng. Phần mềm điều khiển năng quản lý chế độ trên Intel nhúng bộ vi xử lý và cĩ thể là sử dụng để kiểm sốt năng quản lý trên bên ngồi thiết bị (Sử dụng cổng chân, vv.) Phần mềm cĩ thể cũng là im- plemented để giảm chuyển đổi trên địa chỉ và dữ liệu xe buýt- ses và bộ vi xử lý kết quả đầu ra.
4.2.1 THỰC HIỆN SỰ CHẬM TRỄ
Nhiều ứng dụng yêu cầu thời gian sự chậm trễ. Đối với Ví dụ, cĩ cĩ thể là 1 tối thiểu thời gian yêu cầu giữa succes- passive viết để 1 LCD hiển thị hoặc khác thiết bị ngoại vi. Những sự chậm trễ cĩ thể là thực hiện hoặc trong phần cứng (kiểm sốt bởi phần mềm) hoặc phần mềm. Khi trì hỗn vịng là thực hiện trong phần mềm, mỗi lặp đi lặp lại của mà vịng lặp sẽ thực hiện 1 cho số của xe buýt chu kỳ. Mỗi xe buýt chu kỳ sẽ lái xe địa chỉ thơng tin lên các xe buýt và tất cả của các cĩ liên quan kiểm sốt tín hiệu mà xác định 1 xe buýt chu kỳ và xoay trên các bộ nhớ thiết bị (s) cĩ chứa pro- gram mã. Với đủ lặp đi lặp lại của các vịng lặp, 1 lớn số lượng của hiện tại là tiêu thụ. Một giải pháp là để di- vide các bộ vi xử lý đồng hồ trong khi các sự chậm trễ. Chia các đồng hồ bởi 1 yếu tố của x làm giảm các số của xe buýt chu kỳ yêu cầu bởi x, cho các như nhau trì hỗn.
Thực hiện 1 trì hỗn với phần cứng và phần mềm là đơn giản. Thời Gian là sử dụng để tạo các trì hỗn. A bộ đếm thời gian cĩ thể là lập trình để gây ra 1 gián đoạn sau khi 1 thiết lập trì hỗn. Các bộ đếm thời gian nhu cầu để là lập trình với các sửa chữa tính và kích hoạt. Nếu các trì hỗn là lâu đủ, nĩ cĩ thể
ngay cả làm cho ý nghĩa để đặt các bộ vi xử lý trong 1 năng con người cơng tác quản lý chế độ (Chẳng hạn như Nhàn rỗi chế độ hoặc Powersave chế độ). Điều này tồn bộ quá trình yêu cầu 1 nhỏ số của xe buýt cy- trở ngại. Nếu các trên khơng liên quan với gián đoạn phục vụ là 1 giới hạn, một số bộ vi xử lý cho phép các thiết kế để thực hiện sự chậm trễ mà khơng cần ngắt.
80C186, cho Ví dụ, cĩ 1 đầu vào gọi là THIÝ. Các THIÝ pin là lấy mẫu trong khi các WAIT instruc- tion. Các bộ vi xử lý dừng lại thực hiện trong khi 1 WAIT un- til các