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物联网装置资料压缩技术可望大幅降低能耗

2019.12.03 来源: 浏览:1次

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日期: 09:16: 7来源:物联中国 点击:500次 核心提示: 低功耗嵌入式设计系统往往将运用程式编码储存在Flash、EPROM或OTP等非挥发性存储器(NVM)当这些系统被唤醒、准备履行作业时,有二种方式可召唤运用编码:芯片内直接执行(eXecute In Place;XIP)或将编码复制到内建的SRAM,并从该单位履行 物联(IoT)时期重视半导体低功耗效能,因为许多物联装置需要电池且不见得能经常维护而物联装置唤醒或开机期间极其耗电,因此,有人针对物联常见程式码代码映照(Code Shadowing)存储器架构的嵌入式设计方案,采用资料压缩技术,发现能省下大笔用电量

据Design Reuse站报道,物联装置多数时间处于待机状态,仅需处理资料或履行作业时,才开机或唤醒为使用状态

CAST执行长Nikos Zervas表示,透过即时解压缩作业或预先压缩好的韧体(firmware),不但可减轻资料流量,也可在开机或唤醒装置时,将装置对长期贮存资料的存取次数降到最低,因此大幅减少该作业阶段的用电量和延迟状况

CAST团队利用市面上的IP核心执行Deflate/GUNZIP实验,而后发现资料压缩后可望减少最多50%用电量另外,如果在系统内搭建适合的解压缩核心,省下的电力成本可望超过搭建此核心所需付出的额外本钱

低功耗嵌入式设计系统往往将运用程式编码贮存在Flash、EPROM或OTP等非挥发性存储器(NVM)当这些系统被唤醒、准备执行作业时,有二种方式可召唤应用编码:芯片内直接执行(eXecute In Place;XIP)或将编码复制到内建的SRAM,并从该单位履行

至于系统使用何种方法召唤编码,则视NVM取得资料的速度和能量决定一般而言,NVM比SRAM的处理速度还要慢,且从NVM读取资料所费的电量,也大于从SRAM上面读取资料,特别当资料是随机取得时更是如此

不过,当物联装置多数时间都在休眠模式时,SRAM模式则不见得是最好的选择,由于大型芯片上SRAM常常有漏电流问题,因此在休眠模式也会继续耗电,而多数NVM系统却不会延续吃电

因此,许多设计师多半只有在采用的是小型SRAM时,或是在有即时履行需求、无法等待处理缓慢的XIP过程时,才会履行SRAM上的程式码代码映照

不过,设计师也可以紧缩NVM内的应用程式编码,提升SRAM选项的优势采用此法的话,系统得运用GZIP等无失真紧缩法(lossless compression),而这意味着程式履行以前,编码就得进行解压缩

储存压缩过的编码后,装置履行唤醒或开机时就可使用更少NVM,进而节省用电量,然而解压缩进程也有延迟、耗电的缺点因此,压缩法是否成功省电,仍得看压缩比例以及解压缩需求而定

而CAST团队发现,采取紧缩法后,总省电量平均达50%,而当系统活跃时,解压缩核心的用电量不足为道,仅用掉省去电量的百分之一至百万分之一紧缩后的运用程式编码可用更小型的NVM装置作为长时间贮存方案,而系统也花费较少的时间将压缩后编码从NVM转至SRAM上面

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