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物联网时代产品设计如何实现低功耗

来源:网络整理 热度:℃ 时间:07-28
摘要:事实上,从全局来考虑低功耗设计已经成为了一个越来越迫切的问题。因此,低功耗设计排在电子产品设计的重要地位。

  随着科学技术不断的发展,嵌入式系统应用领域越来越广泛。在产品性能体验上,更多的厂商越来越重视低功耗设计,而电路与系统的低功耗设计也一直都是电子技术人员设计时需要考虑的重要因素。特别是最近两年很火爆的穿戴产品,智能手表等都是锂电池供电,如果采用同样容量大小的锂电池进行测试,不难发现电子产品低功耗做的好的,工作时间越长性能越好。

  那么如何考虑低功耗设计?从大体方向来看,目前的低功耗设计主要从芯片设计和系统设计两个方面考虑:

  一是随着半导体工艺的飞速发展和芯片工作频率的提高,芯片的功耗迅速增加,而功耗增加又将导致芯片发热量的增大和可靠性的下降。因此,功耗已经成为深亚微米集成电路设计中的一个重要考虑因素。

  二是在嵌入式系统设计主要应用于便携式和移动性较强的产品中,而这些产品不是一直都有充足的电源供应,往往是靠电池来供电,所以设计人员从每一个细节来考虑降低功率消耗,从而旧能地延长电池使用时间。

  事实上,从全局来考虑低功耗设计已经成为了一个越来越迫切的问题。因此,低功耗设计排在电子产品设计的重要地位。经专家认真分析总结,将低功耗设计的方法总结如下:

  其一,要明白功耗分为工作时功耗和待机时功耗,工作时功耗分为全部功能开启的功耗和部分功能开启的功耗。对于一个电子产品,总功耗为该产品正常工作时的电压与电流的乘积,这就是低功耗设计的需要注意事项之一。

  其二,是模块工作的选择控制,一般选择具有休眠功能的芯片。比如在设计一个系统中,如果某些外部模块在工作中是不经常使用的,可以使其进入休眠模式或者在硬件电路设计中采用数字开关来控制器工作与否,当需要使用模块时将其唤醒,这样我们可以在整个系统进入低功耗模式时,关闭一些不必要的器件,以起到省电的作用,延长了待机时间。

  其三,选择具有省电模式的主控芯片。现在的主控芯片一般都具有省电模式,通过以往的经验可以知道,当主控芯片在省电模式条件下,其工作电流往往是正常工作电流的几分之一,这样可以大大增强消费类产品电池的使用时间。

  其四,功耗的测试。功耗测试分为模块功耗和整机功耗,模块功耗需要测试休眠时功耗和工作时功耗。整机功耗分为最大负荷工作时功耗和基本功能时功耗和休眠时功耗。

  为了使产品更具竞争力,工业界对芯片设计的要求已从单纯追求高性能、小面积转为对性能、面积、功耗的综合要求。而微处理器作为数字系统的核心部件,其低功耗设计对降低整个系统的功耗具有重要的意义。

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