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嵌入式便携设备中电源管理的分析与研究-【新闻】林州

发布时间:2021-04-20 12:16:54 阅读: 来源:木炭机厂家

嵌入式便携设备中电源管理的分析与研究

引言

现今对电子系统设备性能的要求越来越高,在权衡电子系统的性能和功耗时,电子系统的性能往往得到更多的重视。容量有限的电池是便携设备的惟一能量来源,而电池容量的提高速度明显赶不上中央处理器性能的提高速度,因此,如何利用有限的电能为便携设备提供最高性能,是便携设备中电源管理的主要目标。除此之外,电源管理还要兼顾稳定性和散热性。电源管理模块是在可编程电源管理的设备上,为电源管理提供实现各种功耗模式的应用编程接口的软件模块。

功率消耗有两种方式: 静态功耗和动态功耗。静态功耗主要为晶体管泄漏功率;动态功耗则来源于电路有效性激活,例如地址线或者数据线输入时引起的寄存器线路的有效性激活。开关电容所消耗的功率是动态功率消耗的最主要组成部分,即在电路输出时开关电容进行充放电过程所消耗的功率:

由式可知Pdynamic依赖以下4个参数: C、V、f和a。其中,a与芯片中出现2-2转换的次数有关。降低动态功耗的方法相应地分为4类:

① 降低电容量或者电路的储电量。

② 降低开关的活跃性。由于计算机芯片被越来越复杂的功能性所包装,使得芯片的开关活跃性增强,因而降低开关活跃性对降低系统动态功耗起到的作用越来越大。时钟门控技术是当前流行的降低开关活跃性的技术,这种技术使得时钟信号不通过闲置应用单元。因为时钟网络是芯片功率消耗的主要部分,这种技术恰恰可以在处理器中有效地降低功率和电量消耗。

③ 降低信号频率。

④ 降低电压。

后两种方法是以降低系统性能为代价的,但同时也是降低系统功耗的主要手段。系统电源管理就是通过认识系统任务和状态,利用合理的电源管理策略,权衡提高系统性能和降低系统功耗之间的关系,在功耗最低的情况下,为系统应用提供最优性能。

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