设计节能嵌入式系统对于需要低功耗的应用,如IOT设备,可穿戴技术和远程传感器,至关重要. 实现低功耗需要仔细计算,并需要从硬件和软件组件中做出战略选择.

了解电力消耗

嵌入式系统中的功耗取决于各种因素,包括运行时的主动功率和备用时的闲置功率. 计算总能量使用量涉及测量不同部件的电流图和电压.

主要参数包括:

  • 当前(I):按组件提取的电流量.
  • 伏(V): 系统的操作电压.
  • 有效时间(t): 持续时间组件正在积极消耗能量.

使用公式估算消耗的能源(E):

E = V × I × t ]

低功率设计战略

实施节能战略涉及硬件选择和软件优化,选择低功率组件和管理其操作模式是关键步骤.

共同战略包括:

  • 动态电压和频率放大(DVFS):根据工作量调整电压和频率.
  • 电源Gating:[] 向闲置组件关闭电源.
  • 睡眠模式:[]在不活动时将系统放入低功率状态.
  • 有效软件算法:[] 减少处理时间和能量使用.

低功率应用程序的计算

为了优化能效,计算应包括系统组件的值班周期。 例如,如果传感器在活动模式下运行10%的时间,在睡眠模式下运行90%的时间,平均功耗可以相应估算。

平均功率(P]avg)可以计算为:

Pavg=P]活 ×值班周期+P]睡 ×(1-值班周期)]]