SDRAM功耗计算

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1、-- sdram/ddr功耗计算标签： 工作存储嵌入式百度测试2012-04-1822:58 4907人阅读 评论(5) 收藏 举报 分类： 硬件〔151〕 声明：本文为博主原创文章，未经博主允许不得。   在进展嵌入式系统设计过程中总功耗的计算是一个无法绕开的问题，在总功耗的计算过程中尤其以SDRAM、DDR、DDR2等动态随机存储器件的功耗难以把握和计算。本人在进展电源IC选型时采用估算措施，一般嵌入式系统总电流不会超过400mA，所以选择电源IC只要在500mA以上即可；电子工程师在选电源IC计算系统总功耗时，总是会在计算DRAM器件功耗时难以下手而不得不对其进

2、展估算。本人本着将革命进展到底的精神，在闲暇时间百度一些相关资料后进展了学习总结。1.DDR功耗计算    现以DDR为例进展功耗计算，此过程可以推广到SDRAM和DDR2功耗计算。DRAM器件功耗难以准确计算的原因是由于该类器件工作状态繁多，且系统运行过程这些状态还不断切换，这些都为功耗的计算造成了阻碍。具体计算存的功耗不是很容易的事，我们计算的结果只是一个假定工作条件下的平均值。为了估算存芯片功耗，首先必须了解芯片的一些根本功能，下列图是DDR功能模块图： -.word.zl---从上图可以看到，每个BANK都有一个SENSEAMPLIRERS(读出放大器),在进

3、展读、写、自动刷新等操作时，需要先把存储阵列中的数据进展缓存后才能进展操作，SENSEAMPLIRERS就是这个缓存器。DDR大致有以下几种工作状态，特总结如下：    ACTIVE〔激活〕、Precharge〔预充电〕、读、写、自动刷新、自刷新ACTIVE〔激活〕-.word.zl---用简单的一句话来描述，激活命令的作用就是将选择地址的bit信号送入读出放大器，以供下一步的读或写做准备。从字面上来理解，就是将存储矩阵电路中位信号发送到读出放大器以供外设使用，也就是将存储信号激活。预充电〔Precharge〕指关闭所有行地址线〔rowline〕，所有列地址线〔bit

4、line〕接1/2Vcc源经过足够长时间冲或放电使列地址电容电压值到达1/2VCC的动作。对不同列地址进展读或写都要进展新的预充电。芯片上电后最先做的动作就是预充电，它是其他操作的根底。读芯片上电确定地址，进展预充电再进展激活处理将数值发送到读出处理器，再发送到I/O口；这就是读操作的全部流程。 写芯片上电确定地址，进展激活处理将外设传递数据保存到读出处理器，再通过预充电操作将数据压入存储矩阵电路。 以上对sdram类器件的根本操作做了简要描述，这样对计算该类功耗计算起到了非常好的撬动作用。计算存电源消耗的最重要的参数是操作电流Idd参数，这些值在标准的存芯片参考手册

5、上都可以查到。下面的列表介绍了 DDR 存芯片的各种Idd电流的具体含义：-.word.zl---对应的中文表格如下列图：-.word.zl---操作电流可分为如下几局部：后台电源消耗〔BackgroundPower〕-对应静态功耗CKE 低电平节能状态的预充电模式：P(Pre_down)=Idd2p*VDD       CKE有效 Standby状态的预充电模式：P(Pre_stby)=Idd2f*VDDCKE 低电平节能状态的激活模式：P(ACT_down)=Idd3p*VDDCKE 有效 Standby 状态的预充电模式：P(ACT_stby)=Idd3n*VD

6、D自动刷新电流：P(REF)=(Idd5/6–Idd2p)*VDD激活时操作电流〔ActivatePower〕Active 到 Precharge 操作过程中的消耗：P(ACT)=(Idd0-Idd3n)*VDD*[Trc(spec)/TACT(actual)]  读写操作电流〔Read/WritePower〕       写操作的功耗：P(wr)=(Idd4w-Idd3n)*VDD*WR%-.word.zl---读操作的功耗：P(rd)=(Idd4r-Idd3n)*VDD*RD%读操作时 I/O功耗：P(DQ)=(Vout*Iout)*N*RD%其中WR%和RD%指

7、写/读操作在ACT周期中占的比重，Vout和Iout指DQ管脚的输出电压和电流，N指芯片上DQ和DQS的数目。需要注意的是，芯片厂商的Datasheet上提供的数据通常都是在比拟苛刻的条件下测量的结果比方VDD是工作在额定最大电压下〔对DDR来说一般为2.7V〕。遇到这种情况我们就要采取一些处理措施，方法就是根据实际电压和频率的变化，对计算的结果通过乘上变化因子进展调整：经过调整之后，得到的就是在实际工作电压和频率下的功耗。当然，这时候计算出来的仅仅是各局部工作状态下相对独立的电源消耗情况，如果综合起来计算整个芯片的功耗，那么不是简单地把各项相加就行