低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)全方位解析：從硅片工藝到嵌入式軟

在警報(bào)器獲取的所有傳感器讀數(shù)中，只有不到0.0002%的情況才會(huì)執(zhí)行警報(bào)生成代碼。余下99.9998%的代碼執(zhí)行都是核心傳感器讀取循環(huán);確保這個(gè)代碼直接在一個(gè)緩存列中執(zhí)行，就成為最低能量使用的關(guān)鍵。其它代碼由于運(yùn)行得極少，可以使用更傳統(tǒng)的技術(shù)做優(yōu)化。

能效工具。對(duì)于MCU平臺(tái)的能效最大化，工具的支持十分重要。要將不同函數(shù)分配到閃存的不同頁(yè)，就需要這樣一種鏈接器，它能夠知道目標(biāo)MCU的存儲(chǔ)器詳圖。鏈接器可以獲得開發(fā)人員的輸入結(jié)果，看這個(gè)塊是否被分配在了跨頁(yè)邊界上，并生成已經(jīng)過非易性存儲(chǔ)最高能效優(yōu)化的二進(jìn)制碼。

一般來說，這個(gè)代碼也用于確保函數(shù)與數(shù)據(jù)的放置方式，即最常執(zhí)行的部分不會(huì)跨多個(gè)緩存列。如果MCU供應(yīng)商提供了這類工具，則實(shí)現(xiàn)這種級(jí)別的細(xì)節(jié)要容易得多，因?yàn)樗麄兞私饷總€(gè)目標(biāo)平臺(tái)的存儲(chǔ)器布局與功率需求。而第三方供應(yīng)商實(shí)現(xiàn)這工具則要困難得多。

MCU供應(yīng)商還詳細(xì)地了解不同外設(shè)與片上總線的組織方式。這一知識(shí)可以用于工具中，指導(dǎo)工程師做出不浪費(fèi)功率的選擇。

提示

在工藝技術(shù)、IC架構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)之間的權(quán)衡決策，可以得到微妙而有時(shí)是無法預(yù)期的結(jié)果。

電源門控可以減輕泄漏效應(yīng)，使更先進(jìn)的工藝結(jié)點(diǎn)成為低工作周期系統(tǒng)的較好選擇。

片上穩(wěn)壓器為設(shè)計(jì)人員提供了更多靈活性，能夠從一只電池中榨取更多的電荷，而片上dc/dc轉(zhuǎn)換器與性能監(jiān)控電路則能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的電壓縮放。

能感知硬件的軟件工具為嵌入系統(tǒng)工程師提供了更多認(rèn)知能力，從而實(shí)現(xiàn)更高的節(jié)能。