功率管理是每个设计者的责任

      可携式系统设计师都了解功率的重要性，他们致力于节省每一毫瓦功耗，以延长电池寿命，并因而增加系统的执行时间。但对于使用交流(AC)电源的嵌入式系统开发人员而言，功率管理就不那么重要了吗？

      不管是接取交流电源的系统还是可携式系统，目前所有的嵌入式系统都必须智能化地管理功率。电源管理非常重要，这一重要性也正与日俱增。设计师必须关注功率问题的原因很多，例如，我们所储存的数据量每年都在大幅成长。为了管理所有的数据，我们需要更新、更快的服务器，而且越多越好。

      更多的服务器、甚至每个机箱内容纳更多的服务器刀锋，意味着我们需要更多的功率。额外的服务器会产生更多的热，因而需要更多的冷却系统，这表示空调系统的费用也会因此上涨。另外可别忘了如今功率(电力)本身的成本也比以往要高。

      既然如此，那么功率不就是嵌入式系统开发人员的‘首要’考虑因素吗？“事实上，它正开始迈向这个目标，”飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor)工程经理Rob Oshana表示，“过去，嵌入式系统所负责的任务就是对稀少资源进行配置，例如性能、内存和功率。但性能是当时最具关键的特性，因此，往往必须以提高功率作为代价。”

      或许很多人会说有关电源管理的设计是相当困难的。因为从软件开发与芯片设计的观点来看，性能通常较易于管理。虽然提高频率频率可能会是一个改善性能的简单作法，但它却加重了功率的问题。

      系统成本也是另一个考虑因素。要降低系统功率就必需减少风扇和散热片，因此较少的材料清单也成为降低电源耗用的一个最佳附带效果。

      随着制程技术的演进，设计人员也必须更加重视功率。由于目前的制程技术持续提升，在一些已采用45nm制程的案例中，漏电流正成为影响总功率预算的主要因素。嵌入式系统开发人员必须密切注意功率方程式中的有效部份。

      Actel公司资深产品开发经理Tim Morin指出，需求会随着时间而改变，“你的运算需求会变，而且它们一直都在改变。因此，如何才能在不改变环境或传送到建筑的电源下，还能取到更多功率/热耗散？你可以透过建置电源使用模式的方式，了解有多少可用的电源，以及实际所消耗的功率。”

积极追求能效

      一些业界人士并不认为开发人员正逐渐忽略功率在设计考虑的重要性。Luminary Micro公司的Jean Ann Booth认为：“功率经常在设计流程早期就加入考虑，而且在设计流程早期考虑功率的频率也逐渐增加。以交流电供电的嵌入式产品越来越强调对于功率的敏感度，包括冰箱、洗衣机和吹风机和HAVE系统等白色家电。”

      过去几年来，我们在白色家电中所见证的许多能效提升的成果，大多可归功于政府的命令及奖励，特别是美国联邦政府赞助的能源之星(Energy Star)计划。但这似乎仍嫌不足。

      Booth认为：“除了美国之外，针对这一类系统的能效提升，每一个工业化国家的政府所制定的相关法令均已到位。美国并已透过消费市场的力量和对于能源之星分级的渴求，来鼓励能源的改善。”

尽早且经常考虑电源问题

      在设计初期尽早考虑到电源因素特别重要的关键在于是功耗：全球功率消耗的增加已逐渐飙升到警戒水平。由于许多能源是从非再生能源(石油或煤)中所产生的，因此全球必须从越来越少的可用能源中压榨出更多的资源。但工程师们可透过提升应用的效率或降低总功率需求来达到节省功率的目标。

      简单地利用更新、更具能效的组件来取代老旧组件，也可‘提高效率’。由于全球总能源约有70%都消耗在行动应用上，因此这种效率的改善将明显有助于降低全球的整体能源支出。

      飞思卡尔网络与运算系统部门的Don Shin认为，‘功率’这一词已被过度使用了。“尽管功率对设计人员而言确实是一个供应问题，并与FET、电容器、电感等组件有关，但能源议题相当复杂，并且决定了散热策略、系统尺寸和长期耗用成本。工程师虽然经常讨论降低功率的问题，但他们真正讨论的是如何降低能源，以支持热、空间和成本上的限制。”

      不管今天我们对功率的理解程度到达何种程度，可以确定的是，所有设计人员都了解何谓功率管理，并且认同功率管理将成为设计时最优先考虑的因素。