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EEMBC Embedded Microprocessor Benchmark Consortium

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Bicker Elektronik GmbH

RECOM Power GmbH

Der STMicro STM32L476RG ist nicht das einzige Gerät, bei dem das veröffentlichte Ergebnis durch den Einsatz eines DC/DC-Wandlers beeinflusst wird, auch wenn in einigen Geräten schon ein Wandler integriert ist, z.B. beim ADuCM302x und ADuCM4050. Hier ist kein externer IC erforderlich, um ein besseres Leistungsverhalten des Gerätes zu erzielen. Nichtdestotrotz trägt der Einsatz eines DC/DC-Wandlers dazu bei, dass für alle die gleichen Bedingungen geschaffen werden, denn die Geräte laufen dann bei optimaler Energieeffizienz.

Ein Beispiel: Ein Gerät, das nur mit 3V läuft, würde von einem DC/DC-Wandler nicht profitieren – es ist bereits auf seiner optimalen (oder vielleicht auch suboptimalen) Effizienz. Dagegen verschwendet ein Gerät, das bis 1,8V hinab arbeiten kann, aber auf einen DC/DC-Wandler verzichtet, im Grunde genommen 64% der zugeführten Energie. Einen Systementwickler, dessen erste Priorität die Energieeffizienz ist, interessieren die Kosten für einen externen DC/DC-Wandler u.U. auch nicht, wenn das System mit einer 3V-Batterie läuft. Kommt ein DC/DC-Wandler zum Einsatz, ist darauf zu achten, dass nicht Energieeffizienz des Wandlers, sondern die der MCU gemessen wird. Generell sollte man nicht außer Acht lassen, dass der Betrieb im DC/DC-Modus in realen Applikationen auch Nachteile mit sich bringen kann, z.B. längere Wechselzeiten aus dem Schlafmodus in den Aktivmodus und umgekehrt.

Wenn ein DC/DC-Wandler verwendet werden soll, stellt sich natürlich auch die Frage nach dem Typ. Manche sind induktionsbasiert und benötigen somit mehr Platz, sind teurer und verursachen möglicherweise EMI-Probleme. Um diese Probleme zu umgehen, verwenden der ADuCM4050 und ADuCM302x einen kondensatorbasierten Wandler. Einzelheiten hierzu finden Sie im Benutzerhandbuch UG-1091 “How to Set Up and Use the ADuCM3027/ADuCM3029 Microcontroller” (Konfiguration und Einsatz des ADuCM3027/ADuCM3029 Mikrocontrollers).

Beim Auswerten von ULPMark-CP-Ergebnissen oder auch Datenblatt-Angaben ist unbedingt das Thema Gerätevarianz zu berücksichtigen: Ein äußerst wichtiger Faktor beim Messen der Energieeffizienz eines Gerätes ist der Leckstrom, besonders im Schlafmodus. Das betrifft herkömmliche Performance-Benchmarks meist nicht. Bestimmte Faktoren, wie z.B. Temperatur und Feuchtigkeit, haben jedoch einen gewissen Einfluss auf den Leckstrom eines Gerätes – und damit letztlich auf dessen ULPMark-CP-Ergebnis.

In der Fertigung von Devices kommt es außerdem von Tag zu Tag bzw. von Wafer zu Wafer zu Unterschieden, auch wenn es sich um den gleichen Hersteller handelt. Sogar bei ein- und demselben Device kann die Energieaufnahme variieren (die Schwankungen liegen zwischen 5 und 15%, je nachdem, wann und wo die Messungen stattfinden).

Grundsätzlich sollte also ein ULPMark-CP-Resultat als Richtwert für die Energieeffizienz herangezogen werden. Beispiel: Ein Device hat ein ULPMark-Resultat von 245. Dieser Wert könnte bei dem gleichen Device im Bereich von 233 bis 257 schwanken, wenn er auf einem anderen Wafer gemessen wurde (ein Delta von 5% angenommen).

Der Zertifizierungsmechanismus – Vertrauen schaffen

Um die Richtigkeit der erzielten Punktzahlen zu belegen, schicken viele Anbieter zur Zertifizierung ihrer Devices ein Board und Tools sowie die plattformspezifischen Konfigurationsdateien an das EEMBC Technology Center (ETC). Dort werden die Plattform-Konfigurationsdateien in die EEMBC-Systemdateien (mit der Workload) integriert und das Resultat mehrfach auf verschiedenen Boards gemessen. Zertifiziert wird der Mittelwert aus allen Messungen.

Das EEMBC stellt damit sicher, dass die Bedingungen für alle Punktzahlen gleich sind (gleiche Workload, gleiches EnergyMonitor-Board, ähnliche Temperatur, …).

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