Relación entre la potencia consumida y MCPS (millones de ciclos por segundo) consumidos en un procesador

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He estado trabajando en una placa ARM cortex A8 en un decodificador de MP3.

Mientras hago esto, tengo un requisito que dice que la solución de decodificador de MP3 que estoy haciendo debería consumir 50 mW. Esto generó pocas preguntas en mi mente cuando lo pensé:

  1. Recuerdo que existe cierta relación entre el Voltaje del Núcleo aplicado (V), la frecuencia de reloj (f) de un procesador y la potencia consumida (P) como algo parecido, P es directamente proporcional al voltaje y la frecuencia al cuadrado Pero es la relación exacta. Dada la frecuencia de funcionamiento del reloj, el voltaje de un procesador, ¿cómo podemos calcular la potencia que consume?

  2. Ahora, si obtengo la energía consumida del paso (1) en alguna frecuencia de reloj, y me dicen que la solución del decodificador que estoy dando puede consumir solo 50 mW, ¿cómo puedo obtener el límite máximo de MCPS? , ¿cuál será el límite superior en el MCPS de mi solución de decodificador que se ejecuta en esa placa de hardware?

¿Puedo deducir que si la potencia obtenida como en el paso (1), digamos P, se consume en la frecuencia f, entonces para 50 mW, cuál es la frecuencia de reloj y calcule la frecuencia en consecuencia? ¿Y luego llame a esta frecuencia como mi límite de código de MHz (MCPS)?

Básicamente, ¿cómo se mapea (¿hay ecuaciones?) la energía consumida por un software a MCPS consumido?

    
pregunta goldenmean

2 respuestas

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Odio dar la respuesta de "mira la hoja de datos", pero será tu mejor opción. Todos los microcontroladores que he usado dan su consumo de corriente estimado en varias frecuencias y voltajes. No todos darán una gráfica o ecuación, sino que le darán algunos puntos en una tabla. Solo tendrá que interpolar para obtener lo que necesita.

No hay una sola ecuación que puedas usar para hacer este mapeo porque cada dispositivo tendrá su propio perfil de consumo de energía. De hecho, muchos dispositivos integrados utilizan su perfil de potencia frente a frecuencia como punto de venta.

No ha expresado nada en su pregunta, pero no se olvide de cosas como los LED y otros dispositivos externos conectados a su dispositivo. Todo esto afectará el poder.

Después de obtener la frecuencia y el voltaje para ejecutar, también puede usar la hoja de datos para saber cuántas instrucciones puede tener por segundo.

    
respondido por el Kellenjb
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Hennessy y Patterson dan esta regla de oro para CMOS:

  

\ $ \ text {Power} = \ text {Carga capacitiva} \ cdot \ text {voltaje} ^ 2 \ cdot \ text {Frecuencia cambiada} \ $

Calcular la potencia utilizada en un sistema a priori es difícil. El mejor enfoque es probablemente intentar usar un decodificador de MP3 no optimizado y caracterizar el rendimiento. Después de eso, sabrás cuánto mejor debes hacer.

También vale la pena considerar la potencia que necesita todo el sistema, no solo la CPU. Sus datos MP3 provendrán de algún lugar, posiblemente RAM externa, flash o incluso Ethernet. Esto también incurrirá en un costo.

Creo que el mejor enfoque es construir un sistema y tomar medidas.

    
respondido por el Toby Jaffey

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