والنظم ذات القدرة المنخفضة هي أجهزة حاسوبية متخصصة مصممة للعمل بكفاءة بأقل استهلاك للطاقة، وهي أساسية في التطبيقات التي يكون فيها توافر الطاقة محدودا أو تكون حياة البطاريات حرجة، مثل الأجهزة القابلة للارتداء، ومجسات التوحيد المقاييس، والإلكترونيات المحمولة، ويساعد فهم المبادئ التي تقوم عليها تصميمها على تحقيق الأداء الأمثل مع الحفاظ على الطاقة.

أساسيات تصميم الدول المنخفضة

وينطوي تصميم نظم متدنية القوة على إدارة استهلاك الطاقة في كل مرحلة، من اختيار المعدات إلى تنفيذ البرامجيات، وتشمل المفاهيم الرئيسية إدارة الطاقة الدينامية، وتخفيض الطاقة الثابتة، واستخدام المعدات بكفاءة.() وتُستخدم تقنيات مثل قياس الوقت، والارتقاء بالفولط، وطرائق خفض الطاقة عادة للحد من استخدام الطاقة.

اعتبارات المعدات

ويُفضل اختيار عناصر فعالة من حيث الطاقة، حيث أن المتحكمين البالغي الصغر الذين يعانون من تقلبات ناشطة ونامة، بالإضافة إلى ذلك، فإن اختيار المنافذ التي تدعم أساليب منخفضة الطاقة وتُحدّد تصميم الدوائر على الوجه الأمثل يمكن أن يؤثر تأثيرا كبيرا على الاستهلاك العام للطاقة، كما أن تصميم البرمجيات الصلبة ينطوي على التقليل إلى أدنى حد من عمليات نقل البيانات وتجهيزها غير الضرورية.

استراتيجيات البرامجيات من أجل كفاءة الطاقة

وتؤدي البرمجيات دورا حاسما في تصميم نظم الطاقة المنخفضة، إذ يؤدي تنفيذ الخوارزميات الفعالة، والحد من الوقت الفعلي لتجهيزها، واستخدام وسائل النوم في الأجهزة الحاسوبية، إلى المساعدة على حفظ الطاقة، وكثيرا ما يستخدم المطورون البرمجة التي تحركها الأحداث، ودورات العمل لضمان بقاء النظام في الولايات ذات القوى المنخفضة كلما أمكن ذلك.

التقنيات والأدوات المشتركة

  • Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS)
  • مقياس القوة
  • النائم والطرق الاحتياطية
  • تحديد مواعيد استخدام الطاقة
  • أدوات تحديد سمات الطاقة