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ARM处理器在节能方面具有哪些优势

ARM处理器在节能方面具有哪些优势-许多嵌入式ARM 处理器的系统都是采用电池供电的方式。因此,A R M 被公认为是处理器领域的“低功率领导者”。

许多嵌入式ARM处理器的体系都是依据电池供电的能量供给办法,而处理器的功耗关于整个SoC芯片至关重要,因而ARM处理器的低功耗优势能够充沛节约能量耗费。总归,当时的典型功耗的电流图并不依赖于规范进程、规范集或作业负载。

EnergyBench供给若干东西,这些东西可简单低与经济实用的硬件结合运用,以便运用E EM B C开发的规范办法丈量典型功耗。不过,除了处理器之外,详细芯片规划和集成到芯片内部的外围模块也是影响芯片功耗的重要因素。尽管许多芯片供给商都会在产品的datasheet中供给功耗参数,可是这些参数往往是不具可比性的。当规划者企图对集成到SoC中的不同处理器进行比照时,假如想要弄清楚处理器的实在功耗是怎样的,将会变得十分困难。这是因为,供给商常常运用典型功耗参数来描绘他们的处理器,却很少标明进行这些丈量时处理器的作业负载,而这将是决议能量和功率参数的关键因素。

许多嵌入式ARM 处理器的体系都是选用电池供电的办法。因而,A R M 被公认为是处理器范畴的“低功率领导者”。

可是体系的功耗不仅仅取决于处理器,此外,详细芯片规划和集成到芯片内部的外围模块也将影响片上能量的耗费。
 

尽管许多芯片供给商都会在产品的datasheet中供给功耗参数,可是这些参数往往是不具可比性的。这是因为,供给商常常运用典型功耗参数来描绘他们的处理器,却很少标明进行这些丈量时处理器的作业负载。

曾经业界通常将重视的焦点放在处理器的功能方面,可是跟着E EM B C等安排开宣布各种测验基准(比如面向轿车、消费电子和网络等运用范畴的基准测验),咱们能够更清楚的了解处理器内部的实在状况。跟着功耗问题正逐渐嵌入式运用中的重视焦点,因而在点评处理器时,有必要将功耗作为与功能参数平等重要的方针。其终究方针是协助体系规划人员在便携式运用中得到功能和功率间的最佳平衡。

E E M B C完成此方针的办法是开发基准软件实用东西Energy B ench,它能够在处理器实际作业负载时供给有关能量耗费的实在数据。规划人员可一同运用EnergyBench和EEMBC功能基准,以比较不同处理器在履行一系列规范化运用使命时的能量耗费功率。在运用EnergyBench检查单个设备的功耗时,明显不存在所谓的“典型功率”,因为运转不同的E EM B C基按时,其均匀功率有很大的改变。EnergyBench不能反映处理器的典型功率,但经过它能够在特定功能等级上得到某些特定算法或运用的典型功耗值。

运用美国国家仪器公司(NaTIonal Instruments)的LabVIEW渠道和数据收集(DAQ)卡,EEMBC已成功完成 EnergyBench。DAQ卡可供给多个差分丈量通道,它们答应一同对多个电源输入进行功耗丈量(每次丈量都需求捕获电压和电流)和一个触发器通道。任何A R M处理器或运用评价板或自己硬件渠道的供给商,只需修正其板级电路以完成电源输入线的可丈量和添加分流电阻器

EnergyBench就能够运用DAQ卡对电压和触发器通道进行采样并将一切采样成果写入文件。灵敏的触发机制可完成功能基准测验与功率丈量的同步进行。这保证了丈量所得的代表的是基准代码运转时的功耗,而不包括基准初始化或保存记载阶段中的功耗。

在运转基准测验和功耗采样时,有必要保证成果的可靠性、可重复性和一致性,这对该规范的遍及显得特别重要。EnergyBench经过多种办法来保证这些方针的完成:

1. 可靠性:

通常状况下,为取得准确的核算成果,有必要以2 X N y q u i s t频率或更高频率进行采样,或许在随机点上采样。

EnergyBench采样模块承受将采样频率作为输入,然后有必要运用不同的采样频率屡次调用模块。基准运转期间运用未混杂频率进行屡次采样所生成的采样点可避免与基准履行发生任何共振。换句话说,假定每个基准的重复测验大致上都发生在周期性的距离内,运用未与周期混杂的频率可保证在每次重复中进行伪随机点采样。该办法易于完成,并可保证核算成果的准确性。运用这种灵敏的办法可轻松检测与基准周期混杂的频率,因为这将在其中一个采样频率中导致不同的成果。假如检测到这种状况,会挑选一组新的未混杂频率并进行测验,直至得到有用成果。

2. 一致性:

因为咱们能够依据需求屡次重复测验和恣意进步采样频率,所以EnergyBench会进行屡次采样,直到能够经过准确的核算数据得到均匀功耗。假如每次重复的值误差太大,则能够经过进步采样频率以添加准确性并下降误差。

3. 可重复性:

丈量进程重复屡次以保证丈量准确性,并核算终究成果的规范误差。还能够很简单得到任何的检测误差,因为每次运转每个基准都发生基准每次重复的均匀耗电量。当然,假如假定供给商供给的方针器材是具有普遍性的,那么对该器材进行测验而得到成果就认为是可信的。一同EEMB一向都有十分严厉的认证程序,以保证所选中的被测芯片具有代表性。

依据相同的原因,针对出产制作进程中呈现任何细微误差的潜在或许性,一切半导体制作商都应该事前有所考虑,而EnergyBench面向很多潜在运用的测验,恰恰能够协助制作商深化了解怎么挑选测验芯片和测验,因为这些都会终究影响功耗测验成果。

在某个基准运转完屡次重复测验,并捕获一切丈量采样数据后,剖析模块会依据这些数据核算出进行该基准测验的均匀功耗。依据均匀功耗值,E E M B C功率剖析模块经过剖析每次测验捕获的样本,寻觅数据样本中的最小值和最大值。

假如特定采样频率的变化太大,用户可进步频率和/或基准重复次数,直至上述采样数据满足安稳,这样均匀值的置信区间在落在指定公役(95%)范围内,然后保证所得数据的准确性。

ARM处理器在节能方面具有哪些优势

EnergyBench测验的终究成果是芯片在运转某个基准测验时的均匀功耗值。

EEMBC 认证的 EnergymarkTM测验成果作为一个可选参数,芯片制作商可挑选将它与芯片功能参数一同供给给客户,作为标明处理器电量耗费的参阅。

EnergyBench规范规则器材的准备时间至少30分钟,环境温度为70°F+/-5°F。

这些基本条件关于保证成果的一致性十分重要。因为有依据标明跟着器材温度的升高,其功耗也会随之升高。

终究选用哪种办法呢?

首要,有些处理器的power rail数量超越三个。即便一同丈量了三个power rail,但仍然有必要对某个power rail进行独自丈量,或考虑在更多输入通道上运用DAQ卡。

此外,采样频率应该与处理器的操作频率成份额,以保证每个基准在重复测验时采样到数据满足足够。为了包容G H z级处理器,或许需求较高的采样率,以便主机一次只测验一个power rail。

为深化了解该办法,咱们考虑到许多代替计划。如指定功耗丈量时的衔接温度以及运用高频示波器和高可控测验环境。可是,因为咱们并非为了描绘芯片特征自身,而是为了确认典型功耗,所以咱们决议运用可用硬件和操控环境温度,而不是衔接或某个事例的温度。另一个问题是功耗丈量需求面向从低至5MHz微操控器到高至当今市场上速度最快的处理器等方针器材。因而还必需考虑能够在多处重复该丈量而不是在某种特定环境下,并对成果进行独立验证。运用可编程DAQ,咱们能够轻松指定参数(如采样频率),然后永久保存捕获的一切数据。

总归,当时的典型功耗的电流图并不依赖于规范进程、规范集或作业负载。

EnergyBench供给若干东西,这些东西可简单低与经济实用的硬件结合运用,以便运用E EM B C开发的规范办法丈量典型功耗。

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