浅谈使用ULP系列时可节省的功率-电子发烧友网

本应用笔记中的信息将重点介绍使用ULP系列时可节省的功率。它还将提供对设备性能，系统分析和设计比较的洞察力，但是重点将放在便携式系统的功耗上。

随着新型号手机的每个版本的发布，它都包含许多功能。实际上，随着制造商之间的竞争，多年来智能手机上进行的创新已大大增加。但是，也许每个消费者都希望在便携式设备中获得的最理想的功能是大大减少电池消耗的电量。

随着飞兆半导体的ULP（超低功耗）TinyLogic系列的问世，对于要求最佳便携性的设计，低功耗性能将有可能达到一个新的水平。与其他低压逻辑系列相比，ULP系列的功耗降低了多达50％。ULP通过创新的设计和工艺技术显着降低了功耗，并有助于满足便携式市场对延长电池充电时间和使用寿命的需求。可以从ULP中受益的流行便携式应用包括手机，笔记本电脑，PDA，数码相机和所有其他基于电池的系统。

功耗计算

为了检查和比较逻辑器件中的功耗，下面概述了计算功耗所需的公式。在查看了功率要素之后，将使用示例计算来说明应用中的功耗。

逻辑器件消耗的功率是使用已发布的数据手册规格以及外部参数得出的。必须考虑权力的两个基本要素。它们是静态和动态的，或者本质上是直流和交流的。这些元素的总和产生设备消耗的总功率。另外，封装的热阻特性应与器件功耗结合使用，以确保器件的温度不超过绝对最大结温。

以下有关功耗的信息专门用于CMOS技术。CMOS是当今低功耗应用中的首选技术。这是因为在静态或静态条件下，CMOS器件消耗的电流要比双极型器件少得多。CMOS输入阻抗通常大于1012欧姆，从而最大程度地降低了输入电流消耗。对于CMOS应用，静态功率仅占总功率的很小一部分，但是，在系统运行期间，切换需要对内部和外部电容进行充电和放电。装置的这种切换，即引入频率分量，构成了动态功率。

在便携式应用程序中降低功耗随着便携式应用程序

中包含更多功能，低功耗半导体技术的可用性变得越来越重要。ULP是下一代低功耗，高速单栅极产品的下一个级别。下图有助于与其他单门逻辑系列进行比较。ULP不仅可以降低电池的端子电压，而且可以延长电池的充电时间和使用寿命。

电池寿命比较

可以使用一个流行的应用程序来说明ULP TinyLogic如何降低便携式设计中的功耗。移动电话可以将许多单门功能合并到设计中以执行逻辑操作。常见的解决方案如下：

1.缓冲微弱或失真的信号

2.将时钟信号除以2

3.将数据与时钟信号同步

4.提供用于扫描路径测试的门控功能

5.方便地反转使能信号

手机应用中的电源

手机由四个功能部分组成。单门通常与DSP和ASIC功能一起适用于数字部分。在待机模式下，数字部分可能会消耗多达手机总功率的10％。待机电流的降低可能是提高电话设计效率的关键。ULP的静态功耗大大降低，直接解决了这一问题。

手机中的逻辑可能消耗数字部分功率预算的33％。相比之下，ULP消耗了数字部分大约11％的功率。功率降低了66％。

分析中使用的手机应用程序包括六个单门设备。电话中找到的设备和数量为2-NC7S04、2-NC7SZ04和2-NC7SZ08，总共六个TinyLogic设备。在应用中，这些器件可驱动较小的电容性负载，这些负载通常由1英寸或更小（〜5pF）的短路走线加上等于5pF的单个CMOS输入的电容组成。这些参数的组合产生约10pF的负载。在数字部分中，手机的操作频率通常小于或等于10MHz。这些数字用于分析消耗的数字功率，并将ULP与标准单门逻辑进行比较。

以下功耗分析将使用ULP的功耗与手机应用中的等效HS和UHS TinyLogic器件进行了比较。

用于功率分析的参数：

VCC：3.3V

电容负载：10pF

频率：10MHz