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怎样打造高效低功耗的开关电源设计

发布时间:2017-04-19

如何能够让老板更认同你设计?如何能够在节省利息下提高效率、降低功耗?本文中为大家分享了如何考虑这些问题并给出了实践中的经验。
  首先我来聊一下关于节省成本的问题,以下几个实际例子就可以说明我选用各项元器件或IC时候应该考虑的问题。关于拉高/拉低的电阻用多大的阻值?市场最接近的4.99K精度1%其次是5.1K精度5%其成本分别比精度为20%4.7K高4倍和2倍。20%精度的电阻阻值只有11.52.23.34.76.8几个类别(含10整数倍)类似地,20%精度的电容也只有以上几种值,如果选了其它值就必需使用更高的精度,利息就翻了几倍,却不能带来任何好处。针对于面板上的指示灯的颜色问题,红绿黄橙等颜色的不管大小(5MM以下)封装如何,都已成熟了几十年,价格一般都在5毛钱以下,而蓝色却是近三四年才发明的东西,技术幼稚度和供货稳定度都较差,价格却要贵四五倍。目前蓝色指示灯只用在不能用其它颜色替代的场所,如显示视频信号等。74XX门电路只几毛钱,而CPLD至少也得几十块,GA L/PA L虽然只几块钱,但公司不推荐使用)利息提高了N倍不说,还给生产、文档等工作增添数倍的工作。
  其实在实际的电路设计过程中,系统要求高的情况下,不一定所有的芯片都要选最快的因为在一个高速系统中并不是每一局部都工作在高速状态,而器件速度每提高一个等级,价格差不多要翻倍,另外还给信号完整性问题带来极大的负面影响。自动布线肯定要占用更大的PCB面积,同时发生比手动布线多好多倍的过孔,批量很大的产品中,PCB厂家降价所考虑的因素除了商务因素外,就是线宽和过孔数量,分别影响到PCB废品率和钻头的消耗数量,节约了供应商的本钱,也就给降价找到理由。CPU速度和存储器的空间都是用钱买来的如果写代码时多花几天时间提高一下程序效率,那么从降低CPU主频和减少存储器容量所节约的利息绝对是划算的CPLD/FPGA 设计也类似。
  然后就是低功耗设计与高系统效率的设计问题,其实低功耗设计是省电的同时让器件的寿命变得更长。其降低了电源模块及散热系统的本钱、由于电流的减小也减少了电磁辐射和热噪声的干扰。随着设备温度的降低,器件寿命则相应延长(半导体器件的工作温度每提高10度,寿命则缩短一半)针对于高系统性能来说CA CHE增大,并不一定就导致系统性能的提高,某些情况下关闭CA CHE反而比使用CA CHE还快。原因是搬到CA CHE中的数据必需得到多次重复使用才会提高系统效率。所以在通信系统中一般只打开指令CA CHE数据CA CHE即使打开也只局限在局部存储空间,如堆栈部分。同时也要求顺序设计要兼顾CA CHE容量及块大小,这涉及到关键代码循环体的长度及跳转范围,如果一个循环刚好比CA CHE大那么一点点,又在反复循环的话,那就惨了中断的实时性强,但不一定快。如果中断任务特别多的话,这个没退出来,后面又接踵而至,一会儿系统就将崩溃了如果任务数量多但很频繁的话,CPU很大精力都用在进出中断的开销上,系统效率极为低下,如果改用查询方式反而可极大提高效率,但查询有时不能满足实时性要求,所以最好的方法是中断中查询,即进一次中断就把积累的所有任务都处置完再退出。BSP对存储器接口设置的默认值都是按最保守的参数设置的实际应用中应结合总线工作频率和等待周期等参数进行合理调配。有时把频率降低反而可提高效率,如RA M存取周期是70n总线频率为40M时,设3个周期的存取时间,即75n即可;若总线频率为50M时,必需设为4个周期,实际存取时间却放慢到80n对于搬砖头来说,两个人应该比一个人的效率高一倍;对于作画来说,多一个人只能帮倒忙。使用几个CPU需对业务有较多的解后才能确定,尽量减少两个CPU间协调的代价,使1+1尽可能接近2千万别小于1
  由于仿真模型不可能与实物一模一样,连不同批次加工的实物都有差别,就更别说模型了再说实际情况千差万别,仿真也不可能穷举所有可能,尤其是串扰。曾经有一教训是某单板只有特定长度的包极易丢包,最后的原因是长度域的值是0xFF当这个数据呈现在总线上时,干扰了相邻的WE信号,导致写不进RA M其它数据也会对WE发生干扰,但干扰在可接受的范围内,可是当8位总线同时由0边1时,附近的信号就招架不住了结论是仿真结果仅供参考,还应留有足够的余量。

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