功耗由哪些部分组成?如何练就低功耗工业主板?

在工业设计中，功耗是不得不考虑的问题之一。功耗的大小，在一定程度上决定了器件性能的优异与否。往期文章中，小编对FPGA低功耗等知识有所阐述。为增进大家对功耗的了解，本文将基于两点介绍功耗：1.功耗的组成，2.超低功耗工业主板降低功耗的做法。如果你对功耗相关知识具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、功耗的组成

1 core power

功耗的组成包含RAM、ROM、时钟树(clock tree)和核心逻辑电路(Core logic)等四部分，下面依次来分析。

1)RAM

RAM功耗的计算是项复杂的任务，幸运的是，memory compiler可以为我们进行此项工作。关键点在存取每个端口的速率，这可以通过考虑存取pattern类型得到，或者通过仿真得到。建议在设计初期即生成不同参数(宽度，深度，速度，port数)的RAM/ROM的功耗数据，以利于设计探索。

2)时钟树

时钟树的功耗占到整个芯片功耗的40%~60%，因为它的高活动率(100%)和正负边沿均消耗电力。

其中，电容包含寄存器的电容，驱动单元的电容和连线电容三部分。

3)核心逻辑电路

定义核心逻辑电路功耗为除时钟树外的组合与时序单元消耗的电力。由两部分组成：

leakage current

capaciTIve loads

4)宏单元(macro cell)

多数芯片包含PLL等模拟macro，可以从库提供商的数据手册找到其功耗参数。设计者可以通过切分系统模式关闭不需工作的模块，以减小功耗。

2 IO power

IO功耗包含IO单元、外部负载、外部终端等。因为需要驱动板级的连线，IO的电容会是内部单元的数百倍量级，因此消耗较多的电力。有时候，IO的功耗可以占到整体功耗的很大比例，系统架构可能因之改变，如：重新定义系统的划分，以减少芯片-芯片的连接;选择不同的IO接口协议，以减少能量消耗。IO功耗通常由系统架构，接口带宽与协议要求决定。一旦库选定，设计者可以优化的空间很小，但是核心的功耗是设计者可以减小的，在后面的篇幅中，我们将以核心功耗的估算与优化作为主题。

在看过了功耗的几个组成之后，我们来看看在工业中，超低功耗工控主板是如何达到低功耗的。

二、 如何练就超低功耗工控主板

工业用电总量一直占据我国用电的大部分，超低功耗工控主板的推出将能大大减少工业用电，为我国节省工业用电量。那么超低功耗工控主板究竟是怎样降低功耗的呢?下面，联智通达将为大家一一揭晓。

第一，超低功耗工控主板具有低功耗设计，完全遵循COMExpress规范，兼容Type1、2、3、4、5接口;

第二，提供多达14个COM端口，专为多串口应用方案而设计;

第三，可搭配各种COMExpress模块，灵活组成不同性能、平台的嵌入式PC;

第四，采用单电源供电方式和宽温设计，适合要求更严格的应用场合;

第五，采用可抽取式SATA2高速接口设计，数据转移方便快捷;

第六，接口丰富：拥有多达14xCOM(DB9)、2xSATAII、6xUSB2.0、1xVGA、4xRJ45等。

超低功耗工控主板可以搭载其他的工控产品，可嵌入工控电脑、特种计算机、原装工控机、工控机、工业计算机、工业单板电脑、工业机箱、工业电脑、一体化工控机、单板电脑、车载计算机、嵌入式计算机、嵌入式电脑、工业PC、加固计算机、盒式电脑、无风扇工控机、工业平板电脑、便携工控机等产品。并可广泛应用于移动手持终端、数字标牌、汽车、数字控制、交互式客户端、媒体播放、广告、LCD大屏、交通控制、信息系统、金融设备等众多领域。 超低功耗工控主板的推出将使工控行业推出更多高科技，低能耗的应用方案，同时解决了工业控制电耗高的问题。

以上便是此次小编带来的“功耗”相关内容，通过本文，希望大家对功耗的组成以及超低功耗工业主板能够将功耗降低的原因具备一定的了解。如果你喜欢本文，不妨持续关注我们网站哦，小编将于后期带来更多精彩内容。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day!