Abschlussbericht

Abschlussbericht
Trusted Sensor Node
2.22 Energie
Vor allem im Bereich von batteriebetriebenen Geräten ist es von Interesse, die voraussichtliche
Leistungsaufnahme der Hardware bestimmen zu können. Das ermöglicht die
Auswahl einer geeigneten Spannungsquelle, die weder unter- noch überdimensioniert ist.
Eine schnelle, aber ungenaue Angabe der Leistungsaufnahme ist durch das Synthesetool
möglich. Dieser Wert ist allerdings ausreichend, um die Anzahl der Pads für die Stromversorgung
festzulegen (je Pad ca. 100 mA) sowie die Breite der stromzuführenden Leitungen
zu bestimmen.
Sinnvoller ist es, spezielle Programme einzusetzen, die die Leistungsaufnahme anhand
der tatsächlichen Umschaltvorgänge der Gatter ermittelt. Die Abbildung 2.16 zeigt die Simulation
des TSN mit der Aufgliederung in die einzelnen Komponenten. Die Aktivitätsphasen
stechen jeweils durch erhöhte Leistungsaufnahme hervor. Ein Analysewerkzeug
hilft die Leistungsaufnahme in jedem Clocktakt zu summieren, so dass, wie in Tabelle 2.4
gezeigt, die exakte Leistungsaufnahme einer Operation (z.B. Hashwertberechnung oder
Verschlüsselung) ermittelt werden kann. Die Leistung ist nach den einzelnen Komponenten
aufgeschlüsselt. Durchschnittlich benötigt der TSN 95 mW, von denen 47 mW auf die
CPU entfallen. Die verbleibende Leistung verteilt sich auf die Komponenten SHA-1, AES
und ECC. Für die kryptographischen Funktionen sind jeweils die Leistungsaufnahme und
Laufzeit in Tabelle 2.4 für eine typische Operation angegeben.
Die tatsächliche Leistungsaufnahme kann abweichen, da die Pads Transistoren enthalten,
die mit 2,5 V versorgt werden. Diese werden in der Simulation der Leistungsaufnahme
nicht mit berücksichtigt.
Abbildung 2.16: Analyse der Leistungsaufnahme des Gesamtsystems (rot) sowie
selektierter Einzelkomponenten. Der grüne Plot zeigt exemplarisch
den deutlich erhöhten Stromverbrauch des ECC-Beschleunigers in
seiner Aktivitätsphase.
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