专家观点:低功耗设计需要软硬件通力合作

2009-01-05 11:24:49来源: 电子工程专辑

      电子技术的发展日新月异,去年的热门产品早就被更小、速度更快以及花样更多的新产品所取代,一切看来是那么地美好。但恼人的是,每种科技玩意儿会消耗更多的能源,留下碳足迹(Carbon Footprint)──而且越来越大;事实上,功耗问题也是影响系统可靠性的关键。

      设计更具能源效益的系统已是刻不容缓;电子技术使我们能拥有随时连网、以管理日益繁杂生活的能力,但每种用于连结的设备耗电量越来越大。如果你细心观察任一无线电子设备所使用的应用程序组合,你会发现软件的体积正急速膨胀──在某一方面,我们的日常生活需要更完善的软件,但另一方面也带来了功耗的问题。

      除了这些无线系统,传统供电网络也有庞大的电力需求,以支持将数据传送到世界各地的发射器与数据中心。曾有人做过估计,一款在亚洲非常流行的多人在线游戏,每天需要相当三座发电厂的电量才足以支持玩家所需。

      这些应用程序和设备是今日尖端软硬件技术的代表──也许看起来令人难以置信,但他们在功耗方面还是如此地没有效率。每种硬件和软件设计在科技发达的今天其实可以做到更加地节省能源,包括数字音乐和视讯播放器、手机、数据中心、笔记型计算机、PC、工作站等等都有改善功耗的空间。

      而这样做的结果自然会是皆大欢喜;例如透过设计一种散热很好的设备,芯片业者就能轻易地将芯片温度降低,并因此降低产品故障风险,实现更小、成本更低的封装,让整个系统的碳足迹也因此改善,让消费者能买到更可靠、更便宜的终端产品。

      不幸的是,有很大比例的资料中心和嵌入式平台硬件很久都没更新,这意味提高能源效率只能从芯片的层面,以及软件对系统的管理来实现。但好消息是,改善的空间仍然很大,许多系统在设计时并没有把能源效率列为重要条件,所以即使是一点改进也会让系统获益良多。

      为了将来,软硬件设计必须通力合作;在这个原则下,工程师需要妥善处理需求和限制的关系,同时在保证无风险或者低风险情况下,加强能源效率设计技巧。

      举例来说,以产品开发方法学看来,对一个需要紧密合作的设计案来说,做为团队之间协调人的团队骨干是一个不可或缺的基本要素。更深一层,为了实现团队间的能源最佳化方案交流,功耗分析能力必须在计划周期中得到提升。验证是一个基本的降低风险策略,特别是在产品中部署一些强有力的节能技术时。

      满足连结性只是芯片和系统设计师的起点,对能源效率的追求将推动硬件和软件产业的发展,同时能源效率也将成为系统级设计讨论的基础。至于讨论是否会产生有意义的结果,就得靠我们的努力了。

关键字:低功耗  设计

编辑:王程光 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/news/eda/200901/article_23309.html
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