SoC 功耗通常被视为具有两个不同的组成部分 - 动态功耗和泄漏。
动态功耗是根据 IP 的两个数字计算的 – 最大功耗和空闲功耗(均按电压调节)。动态功耗的计算方法为最大功耗和空闲功耗的加权平均值:
方程式 1.
- 动态功率通常作为 fCV 计算。请设想 PCB 上从 CMOS 输出驱动到 CMOS 输入的时钟信号。动态功耗的计算取决于 (a) 信号频率 - f;(b) 输入负载的电容和 PCB 布线电容 - C;以及 (c) 信号的电压摆幅 - V
- 在此工具中,用户可以选择某些 IP 的频率以及 IP 的利用率。频率和利用率显然是相互关联的;随着频率的降低,利用率需要提高,才能保持相同的活动。因此,如果一项功能需要在 IP 上有 40% 的负载,与频率减半且利用率加倍至 80% 具有几乎相同的功耗。
泄漏功耗根据电压、结温和制造工艺变化计算。虽然工艺和电压对泄漏功耗有很强的影响,但泄漏功耗会随 Tj 的增加呈指数级增加
- CMOS 晶体管被视为具有两种状态:(a) 源极和漏极之间的通道导通的 ON 状态;(b) 源极和漏极之间的通道未导通的 OFF 状态。泄漏功耗的产生是因为 OFF 状态下会有涓流电流流经通道。
注: 模拟/偏置电流 - SoC 功耗还有第三个分量 - 模拟或偏置电流。本工具中不考虑这些电流,因为在几乎所有情况下,这些来源产生的功耗对总功耗来说都可以忽略不计。