個人及便攜式電子產(chǎn)品不斷推陳出新，發(fā)展步伐之快與摩爾定律的預(yù)測完全吻合。相較之下，電池技術(shù)的發(fā)展便遠(yuǎn)遠(yuǎn)落在其后。但新一代的產(chǎn)品必須采用極為耗電而內(nèi)含較多晶體管的芯片，才可支持那些受用戶歡迎的功能。問題是用戶同時也希望新產(chǎn)品有較長的電池壽命，無需頻頻充電。為了讓客戶能夠魚與熊掌同時兼得，系統(tǒng)設(shè)計工程師必須考慮采用任何有助削減系統(tǒng)耗電量的技術(shù)。

這些節(jié)能技術(shù)基本上可以按照其執(zhí)行方式分為應(yīng)用層技術(shù)及后臺技術(shù)兩大類。應(yīng)用層技術(shù)由應(yīng)用程序本身來執(zhí)行，以打印機為例來說，按次序打印的最后一份文件完成打印之后，打印機便會改用低功率模式。后臺技術(shù)由操作系統(tǒng)、后臺任務(wù)或硬件來執(zhí)行，因此完全或幾乎不受主要應(yīng)用任務(wù)操控。外圍設(shè)備活動監(jiān)控電路便是其中的一種后臺技術(shù)，其特點是可將顯示器背光系統(tǒng)或磁盤機馬達(dá)的電源切斷。

系統(tǒng)設(shè)計工程師必須對這些技術(shù)有一點基本的認(rèn)識，以便有需要時可以

加以利用，但沒有需要時則盡量不去干擾這些技術(shù)，或盡量避免為其加設(shè)任何形式的障礙，以免在設(shè)計周期的后期階段無法利用這些技術(shù)解決可能出現(xiàn)的節(jié)能問題。

應(yīng)用層技術(shù)

遙控器等手持式設(shè)備的設(shè)計極為簡單，操作模式只有開啟及關(guān)閉兩種。但這個看似簡單的手持式遙控其實設(shè)計極為復(fù)雜，因為它的關(guān)閉模式并非真正關(guān)閉，事實上，遙控長期處于等待狀態(tài)，以便用戶可以隨時拾起，隨手便按。任何按鈕一經(jīng)觸動，遙控便會從低功率的睡眠模式中喚醒，然后進(jìn)入全面活躍模式。較為先進(jìn)的電子產(chǎn)品可能會在開啟及關(guān)閉之間添加多個不同的模式，例如時鐘被固定在可以接受的最低速度，而暫時未用的電路區(qū)塊則全部關(guān)閉，以便節(jié)省用電。

調(diào)低操作占空度是一個可為許多系統(tǒng)解決節(jié)能問題的方案。例如，建筑物的暖風(fēng)/通風(fēng)/空調(diào)系統(tǒng)的傳感器或控制器節(jié)點真正作出響應(yīng)的時間只有幾秒或幾分鐘。這些系統(tǒng)在大部分時間之內(nèi)都處于低功率模式的睡眠狀態(tài)，喚醒之后，便立即向傳感器取樣或發(fā)出新的控制輸出，由喚醒至完成工作全部時間不超過一秒，然后便回到睡眠狀態(tài)，直至下一次為止。喚醒信號可以由硬件計時器發(fā)出，這個計時器采用特別的配置，可以按照固定的周期性速度發(fā)動系統(tǒng)。

操作模式也可以由外來信號控制。例如，控制門鎖的無匙進(jìn)出系統(tǒng)可能長期處于低功率模式的睡眠狀態(tài)，一旦小鍵盤發(fā)覺有匙鎖合，便會喚醒無匙進(jìn)出系統(tǒng)。以上述情況來說，多輸入喚醒（MIWU）支持便很有用，因為輸入/輸出端口的輸入狀態(tài)一旦有變，多輸入喚醒功能便會喚醒處于低功率模式的中央處理器。執(zhí)行多輸入喚醒功能的邏輯電路區(qū)塊負(fù)責(zé)監(jiān)控端口管腳及外圍設(shè)備接口，以便檢測狀態(tài)是否有變。多輸入喚醒功能一經(jīng)設(shè)定，便可喚醒處于低功率模式的系統(tǒng)，然后發(fā)出中央處理器中斷信號。只要采用多輸入喚醒功能，系統(tǒng)在等待輸入信號時便無需先執(zhí)行鍵盤掃描環(huán)路或其他監(jiān)控軟件，因此可以大幅降低功耗。

協(xié)議規(guī)定的低功率模式

部分通信協(xié)議可以支持多種不同的低功率模式。例如，按照無線藍(lán)牙 （Bluetooth） 通信協(xié)議的規(guī)定，藍(lán)牙系統(tǒng)有三種低功率模式可供選擇：

· 探測模式 -- 藍(lán)牙系統(tǒng)檢測稱為微微網(wǎng) （piconet） 的局部藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)時，便處于低占空度的狀態(tài)。占空度的大小由微微網(wǎng)主機及從屬裝置互相協(xié)商而定，經(jīng)過協(xié)商同意后，主機及從屬裝置都可各自發(fā)出指令，以便改用探測模式。已采用探測模式的主機及從屬裝置也可各自發(fā)出指令，以便脫離探測模式。

· 保持模式 -- 藍(lán)牙系統(tǒng)可以停止檢測微微網(wǎng)一段時間，停止時間的長短由主機及從屬裝置通過協(xié)商預(yù)先決定。經(jīng)過協(xié)商同意后，主機及從屬裝置都可各自發(fā)出指令，以便改用保持模式。預(yù)定的停止時間一旦屆滿，保持模式便會自動終止。

· 停泊模式 -- 藍(lán)牙系統(tǒng)已終止與網(wǎng)絡(luò)的連線，但仍與該頻道保持同步。主機決定從屬裝置是否采用停泊模式。從屬裝置可以提出采用或停用停泊模式的請求，但采用停泊模式與否，完全由微微網(wǎng)主機決定，主機只需發(fā)出相關(guān)指令便可。

在以上的模式之中，探測模式的占空度最高，其次是保持模式，停泊模式的占空度最低。若藍(lán)牙系統(tǒng)已停止在微微網(wǎng)上的任何活動，可以進(jìn)入低功率模式，但先決條件是有關(guān)的藍(lán)牙手機或設(shè)備不可脫離微微網(wǎng)獨自操作。

通過硬件執(zhí)行的低功率模式

嵌入式微控制器通常設(shè)有至少一個低功率模式，以支持實際應(yīng)用所需的電源管理功能。美國國家半導(dǎo)體 CP3000 系列連接處理器采用先進(jìn)的電源管理技術(shù)，其中內(nèi)置的兩個 12MHz 及 32.768kHz 振蕩器負(fù)責(zé)支持四個不同模式：

· 活躍模式 -- 有關(guān)應(yīng)用以 12MHz 的系統(tǒng)時鐘頻率全速操作。片上鎖相環(huán)路時鐘乘法器負(fù)責(zé)提供 24MHz 的中央處理器時鐘，也為通用串行總線 （USB） 節(jié)點控制器提供 48MHz 的時鐘。

· 節(jié)能模式 -- 中央處理器及指定的外圍設(shè)備都由 32.768kHz 的時鐘負(fù)責(zé)為其計時。12MHz 的振蕩器及鎖相環(huán)路可能會被關(guān)閉。

· 空閑模式 -- 中央處理器及指定的外圍設(shè)備沒有時鐘為其計時。由 32.768kHz 振蕩器為其計時的監(jiān)視器計時器設(shè)有編程功能，可以按照設(shè)定的參數(shù)發(fā)出信號，觸發(fā)系統(tǒng)脫離空閑模式。我們可以將多輸入喚醒模塊設(shè)定，以便一旦發(fā)覺端口管腳出現(xiàn)上升或下降邊沿，該模塊便會發(fā)出信號，觸發(fā)系統(tǒng)脫離空閑模式。

· 停止模式 -- 將 32.768kHz 的振蕩器關(guān)閉。多輸入喚醒模塊仍繼續(xù)操作，使外來信號可以觸發(fā)系統(tǒng)脫離停止模式。

我們可以利用不同的方法執(zhí)行這些模式，以便達(dá)到節(jié)能的目的。雖然沒有一套現(xiàn)成的規(guī)律可以適用于所有系統(tǒng)，但以下圖表列出實際應(yīng)用時適合藍(lán)牙及 CP3000 模式采用的電源管理模式。

適合協(xié)議及硬件兩種模式采用的操作模式

如何處置暫停使用的外圍設(shè)備

我們只要關(guān)閉暫停使用的外圍設(shè)備，便可減低大部分微控制器的耗電量。CP3000 系列芯片分別為每一外圍設(shè)備區(qū)塊提供啟動位。這款芯片可以支持這么多外圍設(shè)備，根本沒有任何應(yīng)用可以完全用盡這些外圍設(shè)備區(qū)塊，因此必定有部分外圍設(shè)備區(qū)塊暫時未用。為了降低功耗，這些未用的外圍設(shè)備區(qū)塊必須全部關(guān)閉。

由于外圍設(shè)備所需的時鐘頻率與系統(tǒng)的時鐘頻率不同，也由于外圍設(shè)備的時鐘頻率不受所采用的電源管理模式操控，因此 CP3000 芯片的時鐘合成模塊負(fù)責(zé)為這些外圍設(shè)備提供獨立的時鐘。為了盡量節(jié)省能源，有關(guān)應(yīng)用應(yīng)關(guān)閉這些未用外圍設(shè)備的輔助時鐘。

如何處置暫停使用的端口管腳

我們?nèi)羧斡蓻]有被驅(qū)動的 CMOS 輸入端浮動至邏輯電平介于 0 與 1 之間的輸入電壓范圍，便會耗用大量的供電。輸入/輸出端口若配置為輸入端，而且任由其自由浮動，上述情況便有可能出現(xiàn)，因此任何并非外在驅(qū)動、或拉高/拉低的輸入端口便應(yīng)配置為輸出端。CP3000 端口電路設(shè)有可編程的上拉功能，隨時可以加以利用，以免沒有被驅(qū)動的輸入端自由浮動。

CP3000 的端口管腳在芯片復(fù)位后配置為輸入端，這是 CP3000 芯片的預(yù)設(shè)配置。采用這樣的配置是有必要的，因為外接元件可能會驅(qū)動這些端口管腳。這些端口管腳若預(yù)設(shè)為輸出端，微控制器與外接元件可能會在復(fù)位后互相爭奪使用緩沖區(qū)。因此，有關(guān)應(yīng)用有責(zé)任在復(fù)位后配置沒有被驅(qū)動的端口管腳。

后臺技術(shù)

后臺的電源管理技術(shù)與有關(guān)應(yīng)用之間可能會產(chǎn)生交互作用，以致有關(guān)應(yīng)用可能需要作出相應(yīng)的配合，但這些電源管理技術(shù)也可能完全不受有關(guān)應(yīng)用操控。即使兩者互不干擾，設(shè)計軟件程序的工程師可能需要設(shè)定中斷指令或調(diào)動其他資源，以便為這些電源管理技術(shù)提供支持。這些設(shè)計程序的工程師也可能需要了解這些技術(shù)的實際運作，以免有關(guān)應(yīng)用與電源管理技術(shù)之間出現(xiàn)意想不到的干擾。例如，不必要的顯示刷新或磁盤存取操作可能會對其中部分操作流程造成干擾，使已停止使用一段時間的顯示器背光系統(tǒng)或磁盤機馬達(dá)無法關(guān)閉。

活動監(jiān)控程序

許多系統(tǒng)設(shè)計所采用的外圍設(shè)備如顯示器背光系統(tǒng)及磁盤機馬達(dá)比微控制器更為耗電。對于這類設(shè)計來說，專門監(jiān)控個別外圍設(shè)備的活動監(jiān)控程序可以大幅改善系統(tǒng)的能源效益。活動監(jiān)控程序有本身的計時器，受監(jiān)控的外圍設(shè)備無論進(jìn)行哪樣的工作，都可避免計時器超過其設(shè)定時限。若計時器出現(xiàn)溢位或下溢 （出現(xiàn)哪一情況取決于計時器的設(shè)置），會將外圍設(shè)備關(guān)閉或?qū)⒅糜诘凸β实哪Ｊ健?/p>

典型的活動監(jiān)控程序利用實時操作系統(tǒng) （RTOS） 提供的服務(wù)編定后臺任務(wù)，以便處理已排程的事項，其中包括活動監(jiān)控程序的任何資料更新。有關(guān)的后臺任務(wù)必須預(yù)早編定，以便實時操作系統(tǒng)可以按照某一固定頻率定時提出任務(wù)呼叫，一般來說每 10 至 100 毫秒 （ms） 之內(nèi)呼叫一次。一旦已發(fā)出任務(wù)呼叫，任何必須執(zhí)行的已排程工作都需要接受后臺任務(wù)的審查，審查完畢后有關(guān)的后臺任務(wù)便會暫停，直至再發(fā)出呼叫為止。

有關(guān)系統(tǒng)也可利用信號量或不同任務(wù)之間的信息傳遞功能，以便發(fā)布某一外圍設(shè)備正在進(jìn)行存取的信息。系統(tǒng)發(fā)出后臺任務(wù)呼叫之后，會先核查有關(guān)設(shè)備是否已收到信號。若有關(guān)信號仍未收到，計數(shù)器的數(shù)字會調(diào)高。若計數(shù)器出現(xiàn)溢位，系統(tǒng)便會關(guān)閉外圍設(shè)備。若有關(guān)信號已收到，計數(shù)器便會進(jìn)行復(fù)位。

進(jìn)入有關(guān)設(shè)備進(jìn)行存取的設(shè)備驅(qū)動器可能會確定復(fù)位信號的真?zhèn)巍．?dāng)系統(tǒng)呼叫驅(qū)動器進(jìn)入設(shè)備執(zhí)行某一驅(qū)動器功能時，驅(qū)動器會確定后臺任務(wù)信號的真確性。若驅(qū)動器本身沒有這個功能，工程師可以先修改驅(qū)動器的源代碼，然后加以重新編譯，以便提供這個功能，但若這樣做，驅(qū)動器便不再屬于標(biāo)準(zhǔn)的一類。若果必須確保相關(guān)源代碼及程序可與驅(qū)動器程序庫的新版程序兼容，有一個具有較高便攜性的解決方案可供選擇，那就是先設(shè)定一組可傳送有關(guān)信號的功能或宏指令，然后才呼叫標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動器。

監(jiān)控功能也可以利用硬件執(zhí)行。外圍設(shè)備進(jìn)行存取時，計時器可以監(jiān)控硬件的活動信號。計時器可視為自發(fā)計數(shù)器，每當(dāng)受監(jiān)控信號的真確性獲得確定之后，計時器便會重新進(jìn)行設(shè)定。若果計時器出現(xiàn)溢位，便會向中央處理器發(fā)出中斷信號。中斷服務(wù)例行程序隨后便會關(guān)閉相關(guān)的外圍設(shè)備。

硬件監(jiān)控器的響應(yīng)可能比軟件監(jiān)控程序快，但對于監(jiān)控外圍設(shè)備的監(jiān)控程序來說，速度通常并不重要。即使利用軟件方案關(guān)閉顯示器背光系統(tǒng)會出現(xiàn) 100ms 的延遲，但對電池壽命來說，所產(chǎn)生的影響可說微不足道。況且，完全利用軟件進(jìn)行監(jiān)控的解決方案也比較容易執(zhí)行，因為活動監(jiān)控程序只需集中處理一項工作，而且工程師可以只認(rèn)識源代碼，不必對硬件計時器的結(jié)構(gòu)有任何認(rèn)識。此外，軟件方案具有較高的便攜性，因為有關(guān)的程序不會固定裝設(shè)在任何特定的硬件計時器之內(nèi)。但軟件方案需要占用較多的中央處理器帶寬，若系統(tǒng)需要經(jīng)常進(jìn)入受監(jiān)控的外圍設(shè)備進(jìn)行存取，這是一個需要慎重考慮的問題。

電壓調(diào)節(jié)

若有關(guān)芯片的操作頻率低于其最高上限，我們很多時即使調(diào)低操作電壓，數(shù)字邏輯電路仍有足夠的計時容限。我們只要因應(yīng)頻率的轉(zhuǎn)變調(diào)節(jié)電壓，便可大幅降低功耗，以及大幅提高能源效益。動態(tài)電壓調(diào)節(jié) （DVS） 功能基本上通過開放環(huán)路控制系統(tǒng)執(zhí)行，辦法是我們首先設(shè)定多個不同的頻率與電壓的固定組合，每當(dāng)操作頻率有變，電壓便會根據(jù)與該頻率相配的電壓值作出相應(yīng)修改。另一方面，自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié) （AVS） 功能則通過閉環(huán)電壓控制系統(tǒng)執(zhí)行，辦法是利用片上傳感器決定最低可予接受的供電電壓，其優(yōu)點是比采用開環(huán)的動態(tài)電壓調(diào)節(jié)方式節(jié)省更多能源。

CMOS 功耗是開關(guān) （動態(tài)） 功率及漏電功率的總和：

P = PSWITCH + PLEAKAGE ？ C x VDD2Af + VDD x ILEAKAGE

上述公式中：

C 是指數(shù)字系統(tǒng)的開關(guān)電容

VDD是指供電電壓

f 是指開關(guān)時鐘頻率

A 是指開關(guān)活動因子

ILEAKAGE是指漏電電流

動態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)采用表列的方法，將不同的頻率與操作所需的供電電壓配對一起，顯示以某一頻率操作所需的供電電壓。每一時鐘頻率所需的供電電壓會因不同產(chǎn)品的不同要求而各異，而且有關(guān)的電壓值必定設(shè)定為最壞情況下所需的電壓，以便滿足不同芯片工藝技術(shù)及不同系統(tǒng)操作溫度的要求。圖1 顯示動態(tài)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。若果根據(jù)系統(tǒng)工作管理程序所作的判斷，即使不以最高頻率操作性能也不受影響，那么系統(tǒng)便會發(fā)出啟動指示，改變操作頻率及電壓。換言之，頻率會調(diào)低，而供電電壓也會隨著調(diào)低。由于上述有關(guān)功耗的公式之中的兩個變項 （即 f 及 VDD2） 都一同調(diào)低，因此系統(tǒng)的操作功率會大幅下降。若果根據(jù)系統(tǒng)工作管理程序所作的判斷，系統(tǒng)的操作頻率必須提高，該管理程序便會向電源管理單元發(fā)出調(diào)節(jié)電壓請求，隨后時鐘產(chǎn)生器便會將操作頻率調(diào)高。提高電壓所需的時間可以通過不同的途徑?jīng)Q定，例如可以由片上計時器 （VDD_OK） 決定，也可根據(jù)系統(tǒng)的功能要求或電源管理單元的狀態(tài)標(biāo)記作出決定。但有一點需要注意，對于以最高頻率操作的固定電壓系統(tǒng)來說，動態(tài)電壓調(diào)節(jié)功能不會為系統(tǒng)節(jié)省任何能源。

自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié) （AVS） 技術(shù)與利用開環(huán)控制系統(tǒng)執(zhí)行控制功能的動態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)不同，自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)設(shè)有反饋電路，讓片上硬件性能監(jiān)控電路 （HPM） 可以為自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)提供反饋信號。由于硬件性能監(jiān)控電路設(shè)于微控制器之內(nèi)，所采用的工藝技術(shù)與微控制器所用的完全相同，而且操作時處于與系統(tǒng)同一的溫度環(huán)境內(nèi)，因此硬件性能監(jiān)控電路可以根據(jù)最接近系統(tǒng)真正需要的頻率調(diào)節(jié)供電電壓，而非為假設(shè)的最壞情況提供供電。

圖2 顯示自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。整個電路系統(tǒng)由以下 4 個功能區(qū)塊組成：硬件性能監(jiān)控電路、先進(jìn)電源控制器 （APC）、PowerWise？ 接口 （PWI） 及電源管理單元。PowerWise 接口由 ARM 公司及美國國家半導(dǎo)體合作開發(fā)，可為內(nèi)置的先進(jìn)電源控制器提供一個標(biāo)準(zhǔn)的雙線控制接口，以便控制外接的電源管理單元。由這幾個功能區(qū)塊組成的自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以自動因應(yīng)時鐘頻率、溫度或芯片工藝切角提供操作所需的最低供電。

先進(jìn)電源控制器倚靠來自硬件性能監(jiān)控電路的輸入信號來衡量操作情況，以決定是否有能力提供所要求的供電。先進(jìn)電源控制器通過 PowerWise 接口將電壓調(diào)節(jié)指令傳送至電源管理單元，而電源管理單元便按照請求提供所需的供電電壓。有關(guān)芯片便以最新調(diào)節(jié)的電壓操作，其性能則由硬件性能監(jiān)控電路不時作出監(jiān)控。若電源供應(yīng)系統(tǒng)有足夠空間可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)供電電壓以滿足其要求，先進(jìn)電源控制器便會發(fā)出最新的電壓調(diào)節(jié)指令。供電系統(tǒng)必須按照先進(jìn)電源控制器的指示在規(guī)定時間內(nèi)調(diào)節(jié)其供電電壓，以便自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的反饋環(huán)路能夠保持穩(wěn)定。

無論嵌入式電腦以哪一頻率 （包括最高頻率） 操作，自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)都可為其提供足夠的電源供應(yīng)，滿足其操作需要。系統(tǒng)以最高頻率操作時，微控制器的供電規(guī)定已足以保證即使以最差工藝技術(shù)制造的芯片也可在最高操作溫度環(huán)境下正常操作。但一般來說真正的操作溫度都比規(guī)定的最高溫度低，而芯片的工藝技術(shù)一般都比最壞的情況好。在這樣的情況下，即使以最高頻率操作，仍有足夠空間將電壓進(jìn)一步調(diào)低。開環(huán)動態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)則無法發(fā)揮這個優(yōu)點，但自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)則可利用內(nèi)置式硬件性能監(jiān)控電路發(fā)來的反饋信號檢測實際供電是否超過性能所需，若情況屬實，先進(jìn)電源控制器便會指令電源管理單元將最高頻率的操作電壓調(diào)低。

有一款測試用的芯片采用 0.18mm 標(biāo)準(zhǔn) CMOS 工藝技術(shù)制造，內(nèi)含 ARM7 核心處理器、存儲器及輸入/輸出邏輯電路。其中的處理器及所有外圍邏輯模塊都設(shè)有自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)功能，可以將供電電壓由 1.8V 調(diào)低至 1.2V。其他的輸入/輸出、模擬電路及時鐘產(chǎn)生電路都獲得固定的 1.8V 供電電壓。此外，硬件性能監(jiān)控電路則負(fù)責(zé)與分立式穩(wěn)壓系統(tǒng)建立通信，而這個穩(wěn)壓系統(tǒng)在功能上仿似集成了先進(jìn)電源控制器、PoweWise 接口及電源管理單元的閉環(huán)系統(tǒng)。

這款芯片的評估電路板具備所有測量功能，而且可以在固定頻率/電壓模式及閉環(huán)自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)模式之間實時切換。此外，其中的功率測量反饋電路還可捕捉圖3 所示的數(shù)據(jù)。進(jìn)行測試時，中央處理器在固定穩(wěn)壓及自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)穩(wěn)壓等兩種情況下分別以 48、24、12 及 6 MHz 的頻率執(zhí)行一套基準(zhǔn)測試軟件。測試的結(jié)果顯示，若采用固定電壓模式，總功耗達(dá) 342mJ，但若采用自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)模式，總功耗則低至只有 141mJ。換言之，采用自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)模式比采用固定電壓更節(jié)能，而且所節(jié)省的能源可以高達(dá) 59% 。

總結(jié)

由于便攜式電子產(chǎn)品采用的芯片技術(shù)越來越先進(jìn)，因此這類以電池供電的便攜式系統(tǒng)的耗電量便不斷增加。雖然近幾年來電池技術(shù)已有大幅的改善，但在可見的將來，電池技術(shù)的發(fā)展仍會落后于芯片技術(shù)。由于消費者對電池壽命的期望不會有很大的改變，系統(tǒng)必須盡量降低功耗，才可充分利用新一代芯片技術(shù)的優(yōu)點，加上部分技術(shù)需要硬件的支持，因此系統(tǒng)設(shè)計工程師挑選芯片時必須小心謹(jǐn)慎，才可為系統(tǒng)提供所需的功能。