功率預算緊縮 可攜式電源設計錙銖必較

2008-06-16
根據美國半導體協會(SIA)的資料顯示,2007年全球半導體產值達2,556億美元,年增率為3.2%,其中手機和消費性電子(CE)仍是主要成長動力。可攜式產品標準的持續演進,對介面、橋接和控制的需求隨之高漲;另一方面,功能不斷豐富化的結果,更狠狠瓜分了原本有限的元件面積和「功率預算」。
Actel亞太區總經理賴炫州表示,消費性電子、醫療、汽車和工業應用將在可編程領域續領風騷。

在高性能處理器時脈系統設計中,鎖相迴路(PLL)常被廣泛用於時脈系統設計,故待機狀態下只須「凍結」時脈和輸入輸出(I/O)的三態(Tri-state)模式,便能同時省下PLL、I/O和接腳的功耗;且由於電壓、I/O和系統時脈並未完全斷路,只是將系統元件活動暫停或放緩,可保存動態隨機存取記憶體(SRAM)和內核暫存器中的內容。  

愛特(Actel)亞太區總經理賴炫州表示,設計密度提高意味著邏輯單元(LE)變多,功耗負擔自是有增無減;於是現今客戶所要求的低功耗標準,已嚴謹定義到靜態及單一接腳的層次。基於上述概念,Actel在2006年發布一項用於可編程邏輯元件(PLD)產品的Flash*Freeze技術,使PLD能在短短1微秒內,快速在常態/超低功耗模式之間轉換,最低功耗可降至5微瓦。在動態功耗方面,亦可藉由整合型設計環境(IDE)來改善;賴炫州解釋,以功率驅動取代時序驅動布局,其精確周期功率分析選項有助於設計人員查找每一時脈周期的峰值功耗,以及整個模擬過程的平均功耗,可因此降低多達30%的動態功耗。  

Actel在新產品研發的能量豐沛,且成效不差;其年度財報顯示,2007年約有44%的營收是由新產品所貢獻,高於2006年的37%。賴炫州指出,為同時回應客戶對於邏輯密度及功耗的需求,Actel再鎖定I/O數量多的應用,推出IGLOO PLUS版本,增加64%的I/O數量。此外,考慮到應用處理器和專用標準產品(ASSP)所用的I/O標準和電壓可能不同,為方便兩者的橋接,該元件備有四個I/O組(Bank),可同時支援四個不同的介面或進行獨立電平調整。  

值得一提的是,IGLOO PLUS還支援獨立的樞密特觸發器(Schmitt Trigger)輸入,具有波形整形能力以濾除雜訊,讓設計人員能清楚辨識緩慢上升的輸入訊號;這對訊噪比要求日高的可攜式產品助益頗大,特別是需要I/O密集記憶體匯流排操作、通用I/O擴展、排序、介面轉換、儲存以及變化多端的觸控式螢幕和鍵盤等人機介面。  

然而,消費性電子真有必要用到單價較高的可編程元件嗎?賴炫州透露,為防範辛苦設計的內容被複製盜用,已有越來越多的CE廠商選擇以PLD來開發產品,這點可從去年CE是Actel亞太市場貢獻最大者的事實得到印證;展望未來,賴炫州認為醫療將是可編程晶片的明日之星,故該公司已展開部署。

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