降低功耗：小心“過度設計”

　　當前，降低功耗不僅成為節(jié)電的必由之路，并且被賦予了環(huán)保的神圣使命。因此所有的設計者都十分關心功耗問題。不過，在設計時還要謹防過度設計（overdesign）現(xiàn)象，使各個部分協(xié)調一致，達到整個功耗的降低。

　　應用是個很復雜的問題，其中有許多要素。你需要針對問題提供整體化的解決方案。在深刻理解最終應用的情況下，你會發(fā)現(xiàn)是否出現(xiàn)了過度設計；有時候，出于市場等方面的考慮，會出現(xiàn)過度設計的做法，這最終會導致功耗過高。

　　系統(tǒng)設計與SoC設計的相對比例問題，軟、硬件比例問題，IC的驅動電壓是否越低就越好？制造技術節(jié)點是否越小越好？都是值得考慮的因素。

　　在近日舊金山舉行的Electronic Summit2008上，ON Semi（原AMI Semiconductor，2007年12月被收購）高級Hearing/Audio Solutions總監(jiān)Michel De Mey以DSP設計為例，說明了功耗更加取決于整體架構的合理。例如音頻用低功耗DSP，如耳機，藍牙耳機等等靠極小的電池供電的微型應用，在這些應用中，電池的供電時間很關鍵。一個應用就是濾波，你可以在時域或者頻域進行濾波。例如，如果你能在頻域實現(xiàn)濾波，就可以將功耗降低10倍。這可不像從哪里擠出20％來，而是從體系架構上進行創(chuàng)新，從而達到如此之高的比例。如果你將它們與，例如雙Quad（dual－Quad）架構，結合起來，實現(xiàn)負載的均衡化。從硬件實現(xiàn)出發(fā)，如果實現(xiàn)了兩個Quad的負載平衡，則對這兩個石英的頻率的要求就較為寬松，你就可以在其它性能實現(xiàn)方面花費更多的時間，如時序的閉合，嘗試不同的頻率、大大降低電源電壓等等。采用這種技術（恰當?shù)呢撦d平衡、SoC技術）后，我們還能再擠出2～3倍的改進余地。

　　例如，On Semi的第二代DSP產(chǎn)品與前代產(chǎn)品比較，即Bolosigno 300和Bolosigno250比較。兩種產(chǎn)品的硬件都執(zhí)行同樣的功能，區(qū)別在于，它們分屬不同的技術節(jié)點（制程），采用了不同的DSP架構。On Semi更換了內存技術，降低了內存的電壓，而且讓存儲變得更為分布化一些。采用了更新的模擬和數(shù)字IP、新的設計方法學、以及新的EDA工具，其功能也取決于你的算法。如果你采用了運算密集的算法，使得內核達到了50％～60％的負載，可以讓性能提高3倍；如果你對內核進行20％的加載，則性能也可以提高2倍。
   

圖：Bolosigno 300和Bolosigno250的功耗比較

　　那么低功耗是否意味著低電壓？Michel認為功耗不僅取決于你是否用1.0V還是1.2V，更取決于算法的速度。