功率再利用法提高 I/O 效率
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功率再利用法提高 I/O 效率
在定制 IC 的開發過程中，控制功耗以使手持式產品中電池工作壽命最長，是一個更需要優先考慮因素。I/O 驅動器的功耗在這一功耗中占有很大的比重，特別是當芯片是 I/O 密集型的，而且還必須向外部存儲器或外設傳送高速率數據時。Adiabatic Logic 公司的 IP（知識產權）用一個“功率再利用”I/O 單元解決了這一問題，因為這一I/O單元可以將驅動外部線路的總功耗降低 75%。“Adiabatic”這個詞表示一個沒有損失或增加能量的過程。
Adiabatic Logic公司的 IOD（智能輸出驅動器）提供了一種處理傳輸線特性的工具；常規的做法是在傳輸線路的末端連接它的特性阻抗（一個電阻器），以吸納能量并避免反射。為了發送一個上升沿信號，你可將傳輸線的發送端切換至電源電壓，這就會在傳輸線上產生一個同樣幅度的階躍信號。如果傳輸線遠端沒有接終端負載，則該信號會被反射回來，經過適當時間之后，返回到發送端并產生 2V （V為傳輸線電壓），這種情況是要避免的。IOD 的輸出端是一個三端開關，它將傳輸線連接到一個已預先充電到0.5V（傳輸線電壓的一半）的電容器，就開始送出一個上升沿信號。傳輸線未接終端負載；反射波回到發送端，相加產生兩倍于傳輸線電壓的電壓。此時，發送開關連接到傳輸線電壓上。為傳輸線和負載的電容充電，并驅動負載本身，就是唯一耗能的兩個動作。在下降沿時，就會發生相反的開關動作，先切換到電容器的 0.5V，然后在適合的時候接地。隨著電流的反向，能量就返回到電容器。
一個基于加/減計數器的延遲鎖定環路可設定三端開關的換向時間即計數器監控反射波的傳輸時間。你使用的硅工藝（即器件速度）與你匹配的最小傳輸線長度相關。Adiabatic 公司的官員說，對 90 納米~ 0.13 微米的硅片幾何尺寸來說，這一長度相當于電路板上的1~2 厘米的印制線。
由于這一技術精確地模擬接有適當終端負載的傳輸線的影響，因此也可以獲得減少 RFI 的好處。作為潛在節能的一個實例，該公司對一個手持式產品進行了測量，發現其單單從處理器至 SDRAM 的一個接口就消耗了 100mW 功率，表明有可能減少 75mW。Adiabatic 公司斷定，由于 IOD 的開銷小，這一功耗下降很具成本效益。該公司正在將 IOD 作為 IP 推向市場，IMEC 公司(www.imec.be)已經將IOD用于航空航天工藝庫中。
Adiabatic Logic公司的 IOD（智能輸出驅動器）提供了一種處理傳輸線特性的工具；常規的做法是在傳輸線路的末端連接它的特性阻抗（一個電阻器），以吸納能量并避免反射。為了發送一個上升沿信號，你可將傳輸線的發送端切換至電源電壓，這就會在傳輸線上產生一個同樣幅度的階躍信號。如果傳輸線遠端沒有接終端負載，則該信號會被反射回來，經過適當時間之后，返回到發送端并產生 2V （V為傳輸線電壓），這種情況是要避免的。IOD 的輸出端是一個三端開關，它將傳輸線連接到一個已預先充電到0.5V（傳輸線電壓的一半）的電容器，就開始送出一個上升沿信號。傳輸線未接終端負載；反射波回到發送端，相加產生兩倍于傳輸線電壓的電壓。此時，發送開關連接到傳輸線電壓上。為傳輸線和負載的電容充電，并驅動負載本身，就是唯一耗能的兩個動作。在下降沿時，就會發生相反的開關動作，先切換到電容器的 0.5V，然后在適合的時候接地。隨著電流的反向，能量就返回到電容器。
一個基于加/減計數器的延遲鎖定環路可設定三端開關的換向時間即計數器監控反射波的傳輸時間。你使用的硅工藝（即器件速度）與你匹配的最小傳輸線長度相關。Adiabatic 公司的官員說，對 90 納米~ 0.13 微米的硅片幾何尺寸來說，這一長度相當于電路板上的1~2 厘米的印制線。
由于這一技術精確地模擬接有適當終端負載的傳輸線的影響，因此也可以獲得減少 RFI 的好處。作為潛在節能的一個實例，該公司對一個手持式產品進行了測量，發現其單單從處理器至 SDRAM 的一個接口就消耗了 100mW 功率，表明有可能減少 75mW。Adiabatic 公司斷定，由于 IOD 的開銷小，這一功耗下降很具成本效益。該公司正在將 IOD 作為 IP 推向市場，IMEC 公司(www.imec.be)已經將IOD用于航空航天工藝庫中。
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