對(duì)于一個(gè)嵌入式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的工作量隨時(shí)都在改變，不可能所有的組件任何時(shí)刻都在工作，故可采用分區(qū)/分時(shí)供電技術(shù)來(lái)降低功耗，可利用開(kāi)關(guān)控制電源供電單元，在某一部分電路處于休眠狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉此部分電路的供電電源，僅對(duì)工作部分組件供電。其供電原理如圖1所示。

圖1 分區(qū)分時(shí)技術(shù)原理圖

　　2 軟件的低功耗設(shè)計(jì)

　　2.1 優(yōu)化編譯器

　　在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，軟件起著引導(dǎo)硬件活動(dòng)的主導(dǎo)作用，也對(duì)系統(tǒng)的能量消耗有很大的影響。過(guò)去幾年的研究主要是針對(duì)硬件部分，而現(xiàn)在，研究設(shè)計(jì)人員則更注重通過(guò)優(yōu)化軟件部分來(lái)降低系統(tǒng)功耗。要想對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化，必須選擇正確的編譯方法，以降低程序執(zhí)行的功耗。編譯器的作用就是將由高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序(如C/C++等)，翻譯成能夠在目標(biāo)機(jī)上執(zhí)行的程序。同時(shí)，也使得程序的可讀性和可維護(hù)性得到保證，提高了軟件開(kāi)發(fā)的效率。另外，將程序移植到新的目標(biāo)機(jī)上，也只要用相應(yīng)的編譯器對(duì)程序進(jìn)行重新編譯即可，而不必重新編寫(xiě)程序。但是，在某些情況下，這樣會(huì)影響程序的執(zhí)行性能。編譯器的有效性以及它所生成的代碼效率，可以與匯編語(yǔ)言代碼相比較得出。事實(shí)上，在一個(gè)程序中，每一條指令都將激活微處理器中的某些硬件部件，因此，正確選擇指令可以降低處理器的功耗。通過(guò)優(yōu)化編譯器可以進(jìn)行有效的軟件低功率化，從而生成效率更高的代碼，以降低嵌入式設(shè)備的功耗。

　　2.2 采用軟件代替硬件電路

　　一般的硬件電路都存在功耗，所以，可以把具有數(shù)據(jù)運(yùn)算處理功能的硬件電路用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如濾波電路，指數(shù)、對(duì)數(shù)運(yùn)算電路、抗干擾電路等。但是，任何事情都不是絕對(duì)的，部分硬件電路到底能否通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，此外，還要考慮處理大量的軟件數(shù)據(jù)，需要提高處理器的性能和功耗等，同時(shí)要考慮這是否合算。

　　2.3 中斷驅(qū)動(dòng)技術(shù)設(shè)計(jì)

　　把整個(gè)嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)成多個(gè)事件來(lái)處理，而在系統(tǒng)上電初始化時(shí)，主程序只進(jìn)行系統(tǒng)的初始化(包括寄存器、外部設(shè)備等)，初始化完成后，進(jìn)入低功耗狀態(tài)，然后把CPU控制的設(shè)備都接到中斷輸入端上。當(dāng)外設(shè)發(fā)生了一個(gè)事件，即產(chǎn)生中斷信號(hào)，使CPU退出節(jié)電狀態(tài)而進(jìn)入事件處理，事件處理完成后，繼續(xù)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。

　　在嵌入式程序設(shè)計(jì)時(shí)，一個(gè)程序到底使用中斷方式還是查詢(xún)方式，對(duì)于一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用并不那么重要，但在其低功耗特性上卻相去甚遠(yuǎn)。使用中斷方式，微控制器可以什么都不做，甚至可以進(jìn)入等待模式或停止模式； 而在查詢(xún)方式下，微控制器必須不停地訪(fǎng)問(wèn)寄存器，這會(huì)帶來(lái)很多額外的功耗，所以，用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除非系統(tǒng)本身已要求采用查詢(xún)方式，否則應(yīng)盡可能采用中斷方式進(jìn)行編程。　　2.4 定時(shí)器延時(shí)程序的采用

　　當(dāng)軟件設(shè)計(jì)中需要用到延時(shí)程序時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)多使用定時(shí)器延時(shí)方法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這是因?yàn)?，通常嵌入式處理器進(jìn)入待機(jī)模式后，CPU會(huì)停止工作，而定時(shí)器可以正常工作，由于定時(shí)器的功耗很低，故當(dāng)處理器調(diào)用延時(shí)程序后，嵌入式系統(tǒng)便可進(jìn)入待機(jī)模式，此時(shí)定時(shí)器可以繼續(xù)工作，定時(shí)時(shí)間一旦結(jié)束，即可喚醒CPU重新進(jìn)入工作，這樣不但降低了CPU功耗，還提高了CPU的工作效率。而如果采用查詢(xún)方式，則CPU會(huì)不斷地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行查詢(xún)，由于CPU時(shí)刻工作，這樣不但效率低下，同時(shí)處理器功耗也很大。

　　2.5 算法優(yōu)化

　　優(yōu)化算法多出現(xiàn)在嵌入式DSP中，采用大量現(xiàn)成的公式和計(jì)算方法，可以節(jié)省系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算的時(shí)間，減少功耗； 另外，在嵌入式系統(tǒng)允許的誤差情況下，也可以近似用比較簡(jiǎn)單的函數(shù)來(lái)取代復(fù)雜函數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，從而減少功率消耗。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及到硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，在實(shí)際系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，低功耗的設(shè)計(jì)并非是單方面的因素，需要綜合考慮各種可能的原因、條件和狀態(tài)，應(yīng)把硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)綜合起來(lái)進(jìn)行考慮，并對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行認(rèn)真的分析，同時(shí)對(duì)多種可能的方案和方法進(jìn)行計(jì)算和總結(jié)，這樣才可能取得較為滿(mǎn)意的效果，最終達(dá)到降低系統(tǒng)功耗的目的。