從房屋自動化，到工廠的廠房，很多公司都針對它們在研發(fā)能節(jié)約能耗的智能解決方案。這些方案中的很多都是來自于集成電路(IC)設(shè)計(jì)者們非常有創(chuàng)意的想法。對應(yīng)用的深層理解，突破性的智力成果和對功耗的削減都能對更好的管理能源起到很大的促進(jìn)作用。盡管現(xiàn)在的IC應(yīng)用在功能和作用方面有所不同，但是它們都遵循著一個(gè)共同的原則。

　　以警報(bào)器和安全探測器為例，僅研發(fā)一個(gè)電池就需要耗費(fèi)數(shù)年的時(shí)間。充分了解可用電池的具體規(guī)格、可接受的電池交換進(jìn)程數(shù)、安全等級以及頻次要求能夠?yàn)樵趹?yīng)用電路上增加智能層提供更合適和準(zhǔn)確的解決方案。節(jié)約能源問題可以通過很仔細(xì)的定義設(shè)備的邏輯能力得到解決，其中設(shè)備的邏輯是用來控制設(shè)備能做什么，不能做什么，并且合理的建立電源域的。

　　比較典型的可選方案包括，集成一個(gè)擁有完善功能的狀態(tài)機(jī)或者植入一個(gè)能靈活處理很多“what-if”輸入和其他情況的微處理器。針對不同的應(yīng)用場合，每種方案都可以定義可選的備用模式，高耗電行為的時(shí)限和運(yùn)行模式。這種靈活性需要設(shè)計(jì)者和使用者對電源進(jìn)行多種方式的控制，包括定義該用途所要求功能的使用范圍。

　　從另一個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，進(jìn)一步的功能整合可以包括將該應(yīng)用中為某些功能服務(wù)的無效硬件和系統(tǒng)除去的作用。例如，，監(jiān)測、控制和開賬單(例如，有效地為能源使用的客戶終端開具發(fā)票)等附加功能使一個(gè)簡單的從IC到工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的交互發(fā)生巨大的改變。事實(shí)上，這些以前的子系統(tǒng)硬件和軟件組件都能被全部重新設(shè)計(jì)或者去掉，而它們的功能作用將被全部移交給成本更低的硅IC。

　　通過對應(yīng)用環(huán)境的充分理解，可以在IC中加入互補(bǔ)模塊來消除低效率或者無效率。例如，可以在單片機(jī)里加入一個(gè)高/低輸出動力模式單元。這樣，用戶就可以在電路板外面為可靠傳輸選擇最有效的設(shè)置。

?

　　突破性知識成果

　　硅中嵌入單元構(gòu)成了一個(gè)公司改進(jìn)提升智能模塊和其產(chǎn)品系列的主要工作。不斷的研究開發(fā)和采取其他獲得智能模塊的舉措會促使企業(yè)走上一條通往發(fā)現(xiàn)革命性解決方案的道路，即，增強(qiáng)電源效率和功能的方法。安森美半導(dǎo)體就是一個(gè)很好的例證，安森美為它的射頻產(chǎn)品發(fā)明了一種電路和操作模式，使得產(chǎn)品能夠在一個(gè)接收活動的工作周期里處理能耗問題。

　　為了解決工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的接收喚醒時(shí)間長達(dá)500-μs 到1-ms的問題，開發(fā)出了一種能夠提供快速RF晶振啟動的 “快速啟動”振蕩器。只需要15μs，晶振就能啟動。在130μs內(nèi)，集成接收器就能開始接受或者檢查射頻信號的狀態(tài)。這個(gè)結(jié)果意味著減少了至少75%的等待時(shí)間，這就直接增加了低耗能應(yīng)用電池的壽命。

　　作為上面提到的新型振蕩器產(chǎn)品的配套產(chǎn)品，該公司開發(fā)了sniff模式可設(shè)計(jì)工作周期。在這里，使用的是低端、專用型、嵌入式微處理器邏輯來控制物理IP的.因此，在芯片和它所驅(qū)動的設(shè)備終端上同時(shí)降低了能源消耗。并且由于它能在非工作時(shí)間關(guān)閉掉那些不關(guān)鍵的功能，因此不僅能減少能源消耗，而且能使系統(tǒng)的總體性能起到很大的改善。

　　削減損耗

　　眾所周知，一個(gè)效率低下的系統(tǒng)會損耗能源。對于ICs也是同樣的道理。可調(diào)整的阻抗匹配就是一個(gè)很好的例子。通過研發(fā)能存儲記錄器設(shè)置的單片式電可擦除只讀存儲器，能使低噪音擴(kuò)大器的阻抗削減到和一個(gè)為了改善信號接收能力而外接的射頻接受天線適合的程度。

　　另外，一些物體,例如墻壁，設(shè)備，儲油罐能使RF傳輸受到干擾。如果這些物體是移動的，或者無線電收發(fā)器經(jīng)常變換位置，那么想要獲得清晰的傳輸將是件很有挑戰(zhàn)性的工作。另一個(gè)方面，如果為了應(yīng)對強(qiáng)干擾的情況而把能源消耗增加到一個(gè)不變的程度，那么當(dāng)障礙物較少的時(shí)候，這就會造成能源浪費(fèi)。為了解決這種兩難的局面，可以設(shè)計(jì)一個(gè)帶有自動調(diào)節(jié)能源閾值的IC，這樣就能自動的和動態(tài)的調(diào)節(jié)設(shè)備以從噪聲中接收到良好的信號。(sniff模式包括這一功能)

　　為了使信號能完全通過數(shù)據(jù)通道傳送出來而一味地加大傳輸信號的強(qiáng)度，不如嘗試增強(qiáng)信號接受器的靈敏度和穩(wěn)定可靠性。這樣，在同一個(gè)信號強(qiáng)度下，反而更易于接收。在RF中，通常建議加入一個(gè)“時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)”電路，這能使數(shù)據(jù)傳輸時(shí)鐘和數(shù)據(jù)接收時(shí)鐘同步。另一個(gè)例子是通過使用兩個(gè)獨(dú)立的接收通道實(shí)現(xiàn)天線空間的多樣化。為了避免浪費(fèi)能源，雙波長接收系統(tǒng)能降低重復(fù)發(fā)送相同信息的可能性。

　　使用IC能比使用其它不同的方案降低能耗。IC的一個(gè)固有特征就是它小巧的體積，因?yàn)樗怯筛◇w積的單元格和塊組成的。這些單元格和單元塊不僅能起到和其他方法相同的作用，而且能使得熱消耗更低，使得數(shù)據(jù)塊間的操作更有效和可靠。同時(shí)，使用IC通常需要的外部接入設(shè)備更少，因而整體的能耗也就降低了。

　　當(dāng)運(yùn)行速度和功能性等其他指數(shù)都相同的時(shí)候，硅元件較小的幾何尺寸需要更低的電流來實(shí)現(xiàn)同樣的電路功能。在生產(chǎn)制造環(huán)境里，印刷電路板過程中，一個(gè)小的器件封裝也能夠使得設(shè)備系統(tǒng)的運(yùn)行效率更高，所耗材料更少。

　　功率預(yù)算是一個(gè)長期存在的限制。為了能節(jié)約能源，單片機(jī)設(shè)計(jì)者可以通過全面深刻的理解和處理應(yīng)用需求來改變已有的能源供應(yīng)。一種方法是開發(fā)出一種全新的電路，這種電路能智能地把節(jié)能提升到一個(gè)更高水平。另一個(gè)方法就是簡單的削減可能存在的能耗。