降低功耗：小心“过度设计”

      当前，降低功耗不仅成为节电的必由之路，并且被赋予了环保的神圣使命。因此所有的设计者都十分关心功耗问题。不过，在设计时还要谨防过度设计（overdesign）现象，使各个部分协调一致，达到整个功耗的降低。
　　
      应用是个很复杂的问题，其中有许多要素。你需要针对问题提供整体化的解决方案。在深刻理解最终应用的情况下，你会发现是否出现了过度设计；有时候，出于市场等方面的考虑，会出现过度设计的做法，这最终会导致功耗过高。
　　
      系统设计与SoC设计的相对比例问题，软、硬件比例问题，IC的驱动电压是否越低就越好？制造技术节点是否越小越好？都是值得考虑的因素。
　　
      在近日旧金山举行的Electronic Summit2008上，ON Semi（原AMI Semiconductor，2007年12月被收购）高级Hearing/Audio Solutions总监Michel De Mey以DSP设计为例，说明了功耗更加取决于整体架构的合理。例如音频用低功耗DSP，如耳机，蓝牙耳机等等靠极小的电池供电的微型应用，在这些应用中，电池的供电时间很关键。一个应用就是滤波，你可以在时域或者频域进行滤波。例如，如果你能在频域实现滤波，就可以将功耗降低10倍。这可不像从哪里挤出20％来，而是从体系架构上进行创新，从而达到如此之高的比例。如果你将它们与，例如双Quad（dual－Quad）架构，结合起来，实现负载的均衡化。从硬件实现出发，如果实现了两个Quad的负载平衡，则对这两个石英的频率的要求就较为宽松，你就可以在其它性能实现方面花费更多的时间，如时序的闭合，尝试不同的频率、大大降低电源电压等等。采用这种技术（恰当的负载平衡、SoC技术）后，我们还能再挤出2～3倍的改进余地。
　　
      例如，On Semi的第二代DSP产品与前代产品比较，即Bolosigno 300和Bolosigno250比较。两种产品的硬件都执行同样的功能，区别在于，它们分属不同的技术节点（制程），采用了不同的DSP架构。On Semi更换了内存技术，降低了内存的电压，而且让存储变得更为分布化一些。采用了更新的模拟和数字IP、新的设计方法学、以及新的EDA工具，其功能也取决于你的算法。如果你采用了运算密集的算法，使得内核达到了50％～60％的负载，可以让性能提高3倍；如果你对内核进行20％的加载，则性能也可以提高2倍。
  

图：Bolosigno 300和Bolosigno250的功耗比较
　　
      那么低功耗是否意味着低电压？Michel认为功耗不仅取决于你是否用1.0V还是1.2V，更取决于算法的速度。