本應用筆記中的信息將重點介紹使用ULP系列時可節(jié)省的功率。它還將提供對設備性能，系統(tǒng)分析和設計比較的洞察力，但是重點將放在便攜式系統(tǒng)的功耗上。

隨著新型號手機的每個版本的發(fā)布，它都包含許多功能。實際上，隨著制造商之間的競爭，多年來智能手機上進行的創(chuàng)新已大大增加。但是，也許每個消費者都希望在便攜式設備中獲得的最理想的功能是大大減少電池消耗的電量。

隨著飛兆半導體的ULP（超低功耗）TinyLogic系列的問世，對于要求最佳便攜性的設計，低功耗性能將有可能達到一個新的水平。與其他低壓邏輯系列相比，ULP系列的功耗降低了多達50％。ULP通過創(chuàng)新的設計和工藝技術顯著降低了功耗，并有助于滿足便攜式市場對延長電池充電時間和使用壽命的需求?？梢詮腢LP中受益的流行便攜式應用包括手機，筆記本電腦，PDA，數(shù)碼相機和所有其他基于電池的系統(tǒng)。

功耗計算

為了檢查和比較邏輯器件中的功耗，下面概述了計算功耗所需的公式。在查看了功率要素之后，將使用示例計算來說明應用中的功耗。

邏輯器件消耗的功率是使用已發(fā)布的數(shù)據(jù)手冊規(guī)格以及外部參數(shù)得出的。必須考慮權力的兩個基本要素。它們是靜態(tài)和動態(tài)的，或者本質(zhì)上是直流和交流的。這些元素的總和產(chǎn)生設備消耗的總功率。另外，封裝的熱阻特性應與器件功耗結合使用，以確保器件的溫度不超過絕對最大結溫。

以下有關功耗的信息專門用于CMOS技術。CMOS是當今低功耗應用中的首選技術。這是因為在靜態(tài)或靜態(tài)條件下，CMOS器件消耗的電流要比雙極型器件少得多。CMOS輸入阻抗通常大于1012歐姆，從而最大程度地降低了輸入電流消耗。對于CMOS應用，靜態(tài)功率僅占總功率的很小一部分，但是，在系統(tǒng)運行期間，切換需要對內(nèi)部和外部電容進行充電和放電。裝置的這種切換，即引入頻率分量，構成了動態(tài)功率。

在便攜式應用程序中降低功耗隨著便攜式應用程序

中包含更多功能，低功耗半導體技術的可用性變得越來越重要。ULP是下一代低功耗，高速單柵極產(chǎn)品的下一個級別。下圖有助于與其他單門邏輯系列進行比較。ULP不僅可以降低電池的端子電壓，而且可以延長電池的充電時間和使用壽命。

電池壽命比較

可以使用一個流行的應用程序來說明ULP TinyLogic如何降低便攜式設計中的功耗。移動電話可以將許多單門功能合并到設計中以執(zhí)行邏輯操作。常見的解決方案如下：

1.緩沖微弱或失真的信號

2.將時鐘信號除以2

3.將數(shù)據(jù)與時鐘信號同步

4.提供用于掃描路徑測試的門控功能

5.方便地反轉(zhuǎn)使能信號

手機應用中的電源

手機由四個功能部分組成。單門通常與DSP和ASIC功能一起適用于數(shù)字部分。在待機模式下，數(shù)字部分可能會消耗多達手機總功率的10％。待機電流的降低可能是提高電話設計效率的關鍵。ULP的靜態(tài)功耗大大降低，直接解決了這一問題。

手機中的邏輯可能消耗數(shù)字部分功率預算的33％。相比之下，ULP消耗了數(shù)字部分大約11％的功率。功率降低了66％。

分析中使用的手機應用程序包括六個單門設備。電話中找到的設備和數(shù)量為2-NC7S04、2-NC7SZ04和2-NC7SZ08，總共六個TinyLogic設備。在應用中，這些器件可驅(qū)動較小的電容性負載，這些負載通常由1英寸或更?。?5pF）的短路走線加上等于5pF的單個CMOS輸入的電容組成。這些參數(shù)的組合產(chǎn)生約10pF的負載。在數(shù)字部分中，手機的操作頻率通常小于或等于10MHz。這些數(shù)字用于分析消耗的數(shù)字功率，并將ULP與標準單門邏輯進行比較。

以下功耗分析將使用ULP的功耗與手機應用中的等效HS和UHS TinyLogic器件進行了比較。

用于功率分析的參數(shù)：

VCC：3.3V

電容負載：10pF

頻率：10MHz

總功耗比較

分析表明，在相同條件下，與HS和UHS TinyLogic技術相比，ULP TinyLogic在應用中的功耗降低了27％以上。

編輯：hfy