嵌入式系统低功耗相关技术发展与应用
随着计算机技术和微电子技术的迅速发展，嵌入式系统应用领域越来越广泛。当今，嵌入式系统已成为一个时髦的名词，就像当初的计算机热潮，似乎比当初的计算机热潮涉及的领域更广泛，相关应用技术人员更多，相关国民经济产值也更庞大。报纸、杂志、网络都把嵌入式系统当作讨论的热门话题。嵌入式系统中，尤其是以微控制器为核心的嵌入式系统的特点很值得我们注意。嵌入式系统低功耗技术是其中不可忽视的重要内容。一、低功耗是国际上节能和绿色环保的要求实际上节能是全球化的热潮，如计算机里的许多芯片过去用5V供电，现在用33V、18V，并提出了绿色电器的概念。很多厂商很注重微控制器的低功耗问题，例如NEC公司从一开始就注重把功耗做得很低，NEC微控制器的stop方式可把电流降到002微安。日本制造微控制器的时间在美国之后，开始是生产与美国兼容的微控制器，但很快在低功耗方面做得很出色。微控制器种类很多，使用时可改变和设置的内容也很广泛，包括时钟的频率、CPU的频率，设置时有很多的表格，看起来好象很烦琐，实际上用起来很省事，在不工作任务少的时候，可把CPU的频率降得很低，几兆直至几十Hz，功耗则随频率呈非线性下降。低功耗的必要性有多大？过去220V、380V电源随便用，很少考虑到功耗问题；而现在强调绿色环保手持式（使用电池）产品越来越多。低功耗单片机系统不仅在手持式装置中是必需的，在工业现场仪表中也需要低功耗单片机。从近两年的多国仪器仪表展上可以发现，有些工业仪表已经改成了用电池供电，不只一家国外公司展出了使用电池的工业流量计。也许我们当时并不十分了解这么做原因，但国外这么做必有其道理。这种仪表放上电池后5年甚至10年不用换电池、不用维护，免除了通常工厂每年要停产半个月20天检修仪表的麻烦。二、嵌入式系统核心硬件的单片化，为大幅度降低功耗提供了技术基础单片机的真正单片化已经成为单片机发展主流，绝大部分资源都在单片机芯片内部，不需要扩展。过去的单片机一般都需要进行各种扩展，如ROM、RAM、AD、DA、数字量IO、显示驱动等。单片机的真正单片化，省去了大量的硬件开发调试工作，使用方便，工作效率大大提高；单片机系统的可靠性、抗干扰能力大大提高，经过实验测试，同样功能的系统，采用单片方式比总线扩展方式天生就要强很多；系统成本降低；微控制器的电源电压可以很容易地降下来，电源电压降低后，系统功耗可以大幅度非r