面向系统LSI开发的高速、低功耗微型平台 操作系统, 开发, 电源

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基于ARM CPU并集成了外围功能(如实时操作系统定时器等)的μPLAT系列是一种基本系统级LSI开发平台。高速及低功耗的μPLAT-92平台专为W-CDMA、PDA及其它便携式终端(如互联网设备)应用而开发。μPLAT-92是以硬IP为特征的硬件开发与集成环境的平台总称：μPLAT-92内核包括一颗ARM920T



CPU及运行操作系统所需的最少外围I/O器件；电源管理IP及原型板也包括在内。这不仅能提高系统级LSI的运行速度及降低其功耗，而且还能缩短规模不断提高的大型系统级LSI的开发时间，并使用户能专注于其自身的定制应用开发与质量改进。

一、μPLAT-92的架构

在探索将减少尺寸和重量与高速性能相结合的过程中，许多系统LSI设计者正在努力减少规模日益扩大的开发周期，并保持或提高产品质量。但他们同时也面临以下似乎无法逾越的障碍：

1．随着CPU外围电路运行速度加快，临界路径出现且不能对时序设计进行约束；

2．功耗随运行速度的提高而增加；

3．必须将外围IO及外部接口电路设计成能适应高速、低功耗运行以及实时操作系统指令执行(定时器及中断等)。

μPLAT即是一种用来解决上述问题的解决方案。

(1) 硬件结构

μPLAT-92的硬件组成如图1所示。




μPLAT-92包括μPLAT-92内核及外围IP，即时钟发生器模块(CGB)、μPlat功率控制(PPWC)、功率下降覆盖(PDW)等。μPLAT-92内核则包括一个ARM920T CPU、一个外部存储控制器(MemCon)、中断控制器(IntCon)、操作系统定时器(定时器)、串行接口(SIO)、包含电源管理的系统控制器(SysCon)以及一个测试接口(TIC)等。ARM公司推荐的AMBA总线被用作芯片总线。AMBA总线包括高速系统总线、高级高性能总线(AHB)、中/低速系统总线以及高级外围总线(APB)。AHB用来与μPLAT-92内核连接。

μPLAT-92内核提供一个0.16μm的CMOS处理硬件IP。

(2) 电源管理

电源管理功能由电源管理IP(CGB、PPWC及PDW)来实现，并与μPLAT-92内核相结合。电源管理IP列于表1中。

μPLAT-92具有基于时钟调整、单个时钟暂停、所有时钟暂停及电源关断操作的电源管理功能，可按工作时钟频率的精细划分来进行动态切换。



电源管理的软件控制通过提供运算电源管理功能(采样)来实现，以便于用户整合复杂的电源管理控制。

图2为电源管理架构框图。如果电路是用具有标准门限电压的晶体管(MVt晶体管)来构建，则高速时钟操作是可能的，但时钟暂停时的电流(泄漏电流)将大于高门限电压晶体管(HVt)的电流。在便携式设备及类似应用中，待机模式下的功耗较低，但高速运行要求满负荷工作，故减少泄漏电流非常重要。