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J721S2、TDA4VE、TDA4AL、TDA4VL、AM68 功耗估算工具
本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见，TI 提供了译文；由于翻译过程中可能使用了自动化工具，TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性，请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本（控制文档）。
摘要
基于 Excel 的 J721S2 功耗估算工具允许用户根据片上系统 (SoC) 的不同元件（计算内核和外设）的指定负载来估算热功耗。该工具允许用户根据一组代表性用例预填充各种字段（使用的组件和主要组件的利用率）。这提供了自定义新用例的起点，可以据此判断其自身用例的功率和负载。该工具可提供所输入结温 (Tj) 下的热功耗细目，还可提供 Tj = 125°C 或 105°C 时根据此定义用例计算得出的供电网络 (PDN) 电流表。J721S2 功耗估算工具支持 J721S2 系列中的 SOC（例如 J721S2、TDA4VE、TDA4AL、TDA4VL、AM68）。
该工具提供两种功耗估计值：
- 热功耗估算：SoC 加热或冷却的时间常数约为数秒或数分钟。由于这是该工具的主要用途，因此负载表示持续时间为数秒或数分钟的平均活动。
- 峰值/PDN 估计：峰值电流（功率）的时间常数大约为一微秒。尽管某种用例（平均）对给定组件的利用率为 70%（假设），但在某一时段内，组件的利用率为 100%。该工具的峰值/供电网络 (PDN) 估算会根据关键知识产权 (IP) 自动增加负载，该知识产权为创建 PDN 要求而启用。
从 https://www.ti.com/cn/lit/zip/SPRUJ91A 下载本文档中介绍的工具。
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1 功耗的组成
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。
2 如何使用此工具
该工具包含两个页面：
- “用例”包含许多不同的组件，用户可以配置这些组件来表示它们的用例；用例如 图 2-1 所示。（功耗的各个最重要影响因素位于 E 列中。）此表还包含 4 个用于初始化估算的不同阶段的按钮。
- “结果”是填充结果的空白工作表。
图 2-1 J721S2PowerEstimationTool_v0p2.xlsm 的“用例”选项卡顶部
图 2-2 J721S2PowerEstimationTool_v0p2.xlsm 的“结果”选项卡顶部
