关于DDR2的功耗计算

    现以DDR为例进行功耗计算，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。具体计算内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。为了估算内存芯片功耗，首先必须了解芯片的一些基本功能，下图是DDR功能模块图： 

从上图可以看到，每个BANK都有一个SENSE AMPLIRERS(读出放大器),在进行读、写、自动刷新等操作时，需要先把存储阵列中的数据进行缓存后才能进行操作，SENSE AMPLIRERS就是这个缓存器。

    DDR大致有以下几种工作状态，总结如下：
    Precharge（预充电）、ACTIVE（激活）、读、写、自动刷新、自刷新。

预充电（Precharge）

指关闭所有行地址线（rowline），所有列地址线（bitline）接1/2Vcc源经过足够长时间冲或放电使列地址电容电压值达到1/2VCC的动作。对不同列地址进行读或写都要进行新的预充电。

芯片上电后最先做的动作就是预充电，它是其他操作的基础。

ACTIVE（激活）

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。

读

芯片上电确定地址，进行预充电再进行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，进行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。

    计算内存电源消耗的最重要的参数是操作电流Idd参数，这些值在标准的内存芯片参考手册上都可以查到。下面的列表介绍了 DDR 内存芯片的各种Idd电流的具体含义：

操作电流可分为如下几部分：

后台电源消耗（Background Power）-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*VDD

CKE 低电平节能状态的激活模式：P(ACT_down)=Idd3p*VDD

CKE 有效 Standby 状态的预充电模式：P(ACT_stby)=Idd3n*VDD

自动刷新电流：P (REF)=(Idd5/6–Idd2p)*VDD

激活时操作电流（Activate Power）

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/Write Power）

写操作的功耗：P(wr) =(Idd4w - Idd3n)*VDD*WR%

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%

操作电流可分为如下几部分：

后台电源消耗（Background Power）-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*VDD

CKE 低电平节能状态的激活模式：P(ACT_down)=Idd3p*VDD

CKE 有效 Standby 状态的预充电模式：P(ACT_stby)=Idd3n*VDD

自动刷新电流：P (REF)=(Idd5/6–Idd2p)*VDD

激活时操作电流（Activate Power）

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/Write Power）

写操作的功耗：P(wr) =(Idd4w - Idd3n)*VDD*WR%

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。

带入相应的公式即可算出芯片的功耗：

操作电流可分为如下几部分：

后台电源消耗（Background Power）-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*VDD

CKE 低电平节能状态的激活模式：P(ACT_down)=Idd3p*VDD

CKE 有效 Standby 状态的预充电模式：P(ACT_stby)=Idd3n*VDD

自动刷新电流：P (REF)=(Idd5/6–Idd2p)*VDD

激活时操作电流（Activate Power）

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/Write Power）

       写操作的功耗：P(wr) =(Idd4w - Idd3n)*VDD*WR%

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%