大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于stm32f405功耗的问题,于是小编就整理了3个相关介绍stm32f405功耗的解答,让我们一起看看吧。
为什么很多低功耗的芯片都采用3.3v的电源,这个电压有什么科学依据吗?
不请自来,作为一个攻城15载的大狮子,回答一下这个问题。
首先,搞清楚芯片的功耗与哪些因素有关
芯片的低功耗设计技术,首先必须了解它的功耗来源。其中时钟单元(Clock)功耗最高,因为时钟单元有时钟发生器、时钟驱动、时钟树和钟控单元的时钟负载;数据通路(Datapath)是仅次于时钟单元的部分,其功耗主要来自运算单元、总线和寄存器堆。除了上述两部分,还有存储单元(Memory),控制部分和输入/输出(Control,I/O)。存储单元的功耗与容量相关。CMOS电路功耗主要由3部分组成:电路电容充放电引起的动态功耗,结反偏时漏电流引起的功耗和短路电流引起的功耗。其中,动态功耗是最主要的,占了总功耗的90%以上。
其次,电压和功耗的关系
动态功耗与工作电压的平方成正比,功耗将随着工作电压的降低以二次方的速度降低,因此降低工作电压是降低功耗的有力措施。但是,仅仅降低工作电压会导致传播延迟加大,执行时间变长。因此,通过前面的分析可以知道,降低电压可以直接降低功耗,因此低功耗,同样的系统用3.3V的功耗,只有5V功耗的3.3/5的平方=43.56%,直接降低一半多的功耗,这是非常可观的了。为什么不能采用更低的电压供电,达到更低的功耗呢?这就要考虑性能/成本/稳定性等诸多因素了,对于大多数应用3.3V各方面比较均衡。
第三,更高级的电压控制
然而,系统负载是随时间变化的,因此并不需要微处理器所有时刻都保持高性能。动态电压调节DVS(Dynarnic Voltage Scaling)技术降低功耗的主要思路是根据芯片工作状态改变功耗管理模式,从而在保证性能的基础上降低功耗。在不同模式下,工作电压可以进行调整。为了精确地控制DVS,需要采用电压调度模块来实时改变工作电压,电压调度模块通过分析当前和过去状态下系统工作情况的不同来预测电路的工作负荷。
通常我们使用的智能手机就是采用的这种策略,功耗管理软件会时刻监听CPU的利用率,可以设定当CPU利用率达到比如90%的时候自动提升CPU的运行频率,来满足高性能需求。其操作过程为:CPU利用率达到设定值->提升CPU的供电电压->提升CPU的运行频率。如果先提升CPU的运行频率则可能发生不稳定导致系统崩溃的情况出现。
这个在我们的笔记本电脑上也有应用,比如Intel叫做睿频,AMD也有同样的功耗策略。
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CPU糸统最开始用5v,时鈡晶体4m、8M、12M、20M、33M速度提不去,发现把电压降到3.3v速度又可提高到一个挡次CPU工作速度可达几百M。后来把电压降的1.2V时速度可达几个GM最后得出结论:芯片结构、时钟频率、电压低。最重要的三大因素。
因此現在的筆记本、台式电脑和高速的计算机:都用1.2V电源提供。这是什么原理呢?我问了许多研究生都回答不对。
正确的认识是:时间是两维以上的向量(矢量)为了说清该问题我们做个比喻都是100米和100M跨栏跑100M的用9.7秒。而垮兰最快的12秒8。为什么?因为你向前跑时每一步都有向上的一个分立向电脑的昹冲波。向上要影响你的速度的相当于你的运动軌迹不是一条直线而是由锯齿波横向移动组成向上要花费时间的,这种向上的幅度越高乱费时间就越長。电脑的寻址脉冲及数据脉冲的道理也正是这样高分辨率的显示器用5v、3.3v、1.8v、1.2v分别用在高速与更高速的场合,满足带宽及分辨率的需求,否则容易拖尾。
这个是有一定的科学依据的,这要从早期的TTL逻辑电平说起。
TTL电平逻辑规范
早期的TTL逻辑电平是5V,所以以5V供电作为主流,如8051单片机就是5V供电的。随着技术的进步,人们对电子设备的功耗越来越敏感,希望电子产品的功耗尽可能的少。
减小电子产品功耗最直接的办法就是降低芯片的供电电源,但是降到多少合适?既能满足低功耗的需求,又要兼容5V的TTL电平?
我们知道TTL规定了高电平和低电平,如下:
对输出而言,0低电平 L: <0.8V ; 1高电平H:>2.4V。
对输入而言,0低电平 L: <1.2V ; 1高电平H:>2.0V。
所以现在很多单片机是3.3V供电的,但是能兼容5V电平,有些内核供电1.8V,2.2V的单片机也是兼容5V的。
上图是STM32F系列的单片机规格书,供电范围2.2-3.6V,但是其引脚是5V兼容的。
以上就是3.3V的科学依据。
以上就是这个问题的回答,感谢留言、评论、转发。
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当然了电压越低,功耗越低,现在出现的比如1.8V,1.2V的超低供电电压的芯片,
首先:是降低功耗,比如晶振,晶振振荡的电压越低,损耗越低,还有芯片的波形也一样
其次:电压越低,频率越高,比如MHz,GHz的芯片,供电电压越低,频率就越高。
最后:电压越低,干扰越小,尤其在射频信号里,信号的干扰的影响非常明显
初期的ttl都是5v,再早的12v dtl用的不多
后来工艺提升,功耗降低接口电压逐渐降低
一般规律是新一代是前一代的60%-70%.这样新的电平可以个老电平直接对接不用加转换(新一代能容忍老电平的电压),
好多3.3v器件都有5v tolerance的标志,这就是表示能和5v直接对接
现有STM32系列单片机,哪款型号功耗最低?
STM32L系列的功耗最低,但具体型号一个系列都差不多,引脚多的,资源更丰富的功耗更大。功耗和很多东西相关,如主频率(你降频运行功耗更低,手册上一般都写的有没提升1M的主频,多增加功耗多少多少),内部资源使用率(不用的IO口就不去初始化,不用的模块就不打开等)。
建议你在官方网站去选,产品不断更新换代,今天说这款功耗低,明天就被另一款超越是很正常的事情。
STM8使用过程中,如何可以降低功耗呢?
你找他们的文档资料对比下,在CPU运行的时候看他们的最大总功耗,一般来说,STM8的会低一些,因为STM32是32位的,STM8是8位,而且STM32内部集成的功能也多,工作频率也会高一些,耗电量也会比较大,具体还是看一下用户文档...
到此,以上就是小编对于stm32f405功耗的问题就介绍到这了,希望介绍关于stm32f405功耗的3点解答对大家有用。