Notizie PCB - Analisi dei problemi comuni nella progettazione a bassa potenza nella progettazione PCB

Valutazione e analisi dei problemi comuni nella progettazione a bassa potenza nella progettazione PCB

Domanda 1: Il nostro sistema è alimentato da 220V, quindi non abbiamo bisogno di preoccuparsi del consumo energetico. Commento: Il design a bassa potenza non è solo per risparmiare energia, ma anche per ridurre il costo del modulo di alimentazione elettrica e del sistema di raffreddamento e ridurre l'interferenza della radiazione elettromagnetica e del rumore termico dovuto alla riduzione della corrente. Man mano che la temperatura dell'apparecchiatura diminuisce, la durata del dispositivo viene conseguentemente estesa (la temperatura di funzionamento di un dispositivo a semiconduttore aumenta di 10 gradi e la durata viene accorciata della metà)

Domanda 2: Questi segnali bus sono tutti tirati da resistenze, quindi mi sento sollevato

Commento: Ci sono molte ragioni per cui i segnali devono essere tirati su e giù, ma non tutti devono essere tirati. Le resistenze pull-up e pull-down tirano un semplice segnale di ingresso e la corrente è inferiore a decine di microampere, ma quando un segnale guidato viene tirato, la corrente raggiungerà il livello milliampere. Il sistema attuale ha spesso 32 bit di dati di indirizzo ciascuno, e potrebbe esserci Se il bus isolato 244/245 e altri segnali vengono richiamati, alcuni watt di consumo energetico saranno consumati su queste resistenze (non utilizzare il concetto di 80 centesimi per kilowatt ora per trattare questi pochi watt di consumo energetico).

Domanda 3: Come gestire queste porte I/O inutilizzate di CPU e FPGA? Lascia che sia vuota prima, e ne parliamo dopo.

Commento: Se la porta I/O inutilizzata viene lasciata fluttuare, può diventare un segnale di ingresso che oscilla ripetutamente con una piccola interferenza dal mondo esterno. Il consumo energetico del dispositivo MOS dipende fondamentalmente dal numero di capovolgimenti del circuito gate. Se viene tirato su, ogni pin avrà anche corrente microampere, quindi il modo migliore è impostarlo come uscita (naturalmente, nessun altro segnale con guida può essere collegato all'esterno)

Domanda 4: Ci sono così tante porte rimaste in questo FPGA, quindi puoi usarlo a tuo piacimento

Commento: Il consumo energetico di FGPA è proporzionale al numero di flip-flop utilizzati e al numero di flip, quindi il consumo energetico dello stesso tipo di FPGA in circuiti diversi e orari diversi può essere 100 volte diverso. Ridurre al minimo il numero di infradito per flipping ad alta velocità è il modo fondamentale per ridurre il consumo energetico FPGA.

Domanda 5: Il consumo energetico di questi piccoli chip è molto basso, quindi non c'è bisogno di considerare

Commento: È difficile determinare il consumo energetico del chip interno che non è troppo complicato. È determinato principalmente dalla corrente sul perno. Un ABT16244 consuma meno di 1 mA senza carico, ma il suo indicatore è ogni pin. Può guidare un carico di 60 mA (come abbinare una resistenza di decine di ohm), cioè, il consumo massimo di energia di un pieno carico può raggiungere 60 * 16 = 960mA, naturalmente, solo la corrente di alimentazione è così grande e il calore cade sul carico.

Domanda 6: La memoria ha così tanti segnali di controllo. La mia tavola deve solo usare i segnali OE e WE. Il chip select dovrebbe essere messo a terra, in modo che i dati vengano fuori molto più velocemente durante l'operazione di lettura.

Commento: Il consumo energetico della maggior parte delle memorie quando la selezione del chip è valida (indipendentemente da OE e WE) sarà più di 100 volte maggiore di quando la selezione del chip non è valida, quindi CS dovrebbe essere utilizzato per controllare il chip il più possibile e fintanto che altri requisiti sono soddisfatti. È possibile accorciare la larghezza dell'impulso di selezione del chip.

Domanda 7: Come mai questi segnali hanno superato il limite? Finché corrispondono bene, può essere eliminato

Commento: Ad eccezione di alcuni segnali specifici (come 100BASE-T, CML), c'è overshoot. Finché non è molto grande, non ha necessariamente bisogno di essere abbinato. Anche se è abbinato, non è necessario abbinare il meglio. Ad esempio, l'impedenza di uscita di TTL è inferiore a 50 ohm, e alcuni addirittura 20 ohm. Se viene utilizzata una resistenza di corrispondenza così grande, la corrente sarà molto grande, il consumo energetico sarà inaccettabile e l'ampiezza del segnale sarà troppo piccola per essere utilizzata. Inoltre, l'impedenza di uscita di un segnale generale quando si emette un livello alto e si emette un livello basso non è la stessa e non c'è modo di ottenere una corrispondenza completa. Pertanto, l'abbinamento di TTL, LVDS, 422 e altri segnali può essere accettabile fintanto che viene raggiunto il superamento.

Domanda 8: Ridurre il consumo energetico è una questione di personale hardware e non ha nulla a che fare con il software

Commento: L'hardware è solo un palcoscenico, ma il software è l'esecutore. L'accesso di quasi ogni chip e il capovolgimento di ogni segnale sul bus sono quasi controllati dal software. Se il software è in grado di ridurre il numero di accessi alla memoria esterna (utilizzando più variabili di registro, maggiore utilizzo di CACHE interne, ecc.), la risposta tempestiva agli interrupt (gli interrupt sono spesso attivi a basso livello con resistenze pull-up) e altre misure specifiche per schede specifiche contribuiranno notevolmente a ridurre il consumo energetico.

Quanto sopra è un'introduzione ai problemi comuni della progettazione a bassa potenza nella progettazione PCB. Ipcb è fornito anche ai produttori di PCB e alla tecnologia di produzione PCB.