i.MX 6Dual/6Quad 功耗测量报告 — Freescale AN4509
Freescale 官方应用笔记 AN4509（Rev.0，2012-10，48页），在 SABRE SD 板上对 i.MX6Dual/6Quad SoC 做实测功耗画像，覆盖电源域结构、内部功耗、各典型场景实测数据与降功耗手段。是 i.MX6 整机供电设计和电池选型的核心参考。
1. 电源域结构
i.MX6DQ 主要供电轨（外部 PMIC 供给）：
| 供电域 | 典型电压 | 供电对象 |
|---|---|---|
| VDDARM_IN | 0.9–1.375V（DVFS） | Cortex-A9 核心 |
| VDDSOC_IN | 0.9–1.375V（DVFS） | GPU/VPU/DDR控制器/片上外设（SoC域） |
| VDDHIGH_IN | 2.78V | USB/MIPI/HDMI 等高速 I/O PHY |
| NVCC_DRAM | 1.5V | DDR I/O |
| 其他 NVCC_* | 1.8/3.3V | 各 I/O bank |
DVFS 通过 PMIC（PF0100）配合 PMIC_STBY_REQ 信号动态调压；测得的核心功耗与电压强相关，待机时 ARM/SOC 域可降至 0.9V。
2. 典型场景实测功耗（Linux GA1209，含 DDR）
| 场景 | 总功耗 | 备注 |
|---|---|---|
| Deep Sleep（Suspend to RAM） | ~27 mW | 最低功耗态，DDR 占大头（23 mW） |
| System Idle（灭屏，OS 运行） | ~129 mW | ARM 处于 WFI |
| User Idle（亮屏 LVDS XGA 静置） | ~780 mW | IPU 持续刷屏，SOC 域 412 mW |
| MP3 播放（ARM 软解，SSI 输出） | ~170 mW 量级 | 可关 VPU/GPU 电源 |
| 1080p H.264 HDMI 播放（VPU 硬解） | ~1310 mW | SOC 域 610 mW 为主 |
| 1080p H.264 LVDS 播放 | ~1223 mW | 与 HDMI 相当 |
| 四核 Dhrystone @1GHz | ~1.7W 量级 | 纯 CPU 满载 |
| 3D 游戏 MM06（VGA@175FPS） | ~2500 mW | GPU 满载，SOC 域 1272 mW |
| 典型最大功耗（3屏并发+4核满载） | ~5855 mW | 芯片温度达 80°C，VDDARM 峰值 1510mA |
关键结论：
- 待机与工作的功耗差约 200 倍（27mW vs 5.9W），低功耗设计价值极大。
- 亮屏静置（User Idle）功耗高达 780mW，比 MP3 播放还高——IPU 持续刷 DDR 是隐形耗电大户，灭屏策略是省电第一抓手。
- VPU 硬解 1080p 整机约 1.3W，其中 SOC 域（含 VPU+IPU+DDR 通路）占近半。
- DDR I/O + 内存本身的功耗在所有场景都占 15–40%，不可忽略。
3. 降功耗手段清单（第4章精华）
软件侧：
- 不用的模块及时钟一律做 clock gating（CCM 的 CCGR 寄存器）。
- 减少运行中的 PLL 数量（音频/待机模式尤其有效）。
- 开启 ARM DVFS + 总线调频（AXI/AHB/IPG）；注意降频会拉长 DDR 访问时间反而增加 DDR 功耗，需按场景权衡。
- 空闲尽量进 WAIT/STOP 模式。
硬件/DDR 侧（DDR 接口优化是重头）：
- PCB 走线尽量短；ODT 端接阻值尽量大（ODT 设置对 DDR I/O 功耗影响巨大）；驱动强度选满足性能的最小档。
- 低性能场景用 DLL off 模式，可大幅降 DDR 频率并降低端接和驱动功耗。
- 待机时把 DDR 引脚浮空（High Z），保持 SDCKE0/1 为低——需在内部 RAM 中执行代码。
- 用 DDR3L（1.35V）可比 1.5V 省约 20% I/O 功耗。
- DDR 输入引脚低频时可改 CMOS 模式（清 IOMUXC 的 DDR_INPUT 位）替代差分模式。
Deep Sleep 进出流程要点：进入前读 MMDC 的 MAPSR 确认 DDR 已自刷新 → 设 DDR I/O DSE=0（High Z，CKE 除外）→ suspend；唤醒后恢复 I/O 配置再进运行模式。
4. 实操配置（第5章）
文档给出各测试场景的完整复现命令，如 1080p HDMI 回放（VPM3）：U-Boot 设 video=mxcfb0:dev=hdmi,1920x1080M@60,if=RGB24，内核跑脚本关闭多余 framebuffer/网卡、userspace governor 锁 396MHz，再运行 /unit_tests/mxc_vpu_test.out -D "-f 2 -y 1 -I <视频>"。Deep Sleep 用 echo mem > /sys/power/state 进入。
关联
- 硬件平台背景见 OKMX6X硬件手册 类笔记；Yocto 系统构建见 i.MX-Yocto-Project用户指南。
- 对电池供电仪器（如小发光项目 IMX6 主板）：本笔记可直接用于电源树设计与续航估算。