如何設計低功耗的嵌入式系統(tǒng)
今天,小編將在這篇文章中為大家?guī)?a href="/tags/嵌入式" target="_blank">嵌入式系統(tǒng)的有關報道,通過閱讀這篇文章,大家可以對它具備清晰的認識,主要內容如下。
一、嵌入式系統(tǒng)的歷史
嵌入式系統(tǒng)的歷史可以追溯到計算機科學和電子工程的早期。
20世紀40年代至50年代,早期的計算機系統(tǒng)被用于特定用途,這些系統(tǒng)被認為是嵌入式系統(tǒng)的前身。
到了20世紀60年代至70年代,第一代真正的嵌入式系統(tǒng)出現(xiàn)了。這些系統(tǒng)基于定制硬件和專用軟件,用于控制、測量和監(jiān)視應用,如航空航天、汽車電子、工業(yè)自動化和醫(yī)療設備。這些系統(tǒng)的出現(xiàn),標志著嵌入式技術開始走向成熟。
20世紀70年代中期,微控制器的出現(xiàn)徹底改變了嵌入式系統(tǒng)的面貌。微控制器集成了處理器核、存儲器和外設接口,使嵌入式系統(tǒng)的設計和開發(fā)變得更加簡化。像Intel 8048和Motorola 6805這樣的微控制器,開始廣泛應用于各種領域。
到了20世紀80年代,微處理器和微控制器的性能不斷提升,嵌入式計算機開始嶄露頭角,用于自動化、通信和控制應用。這一時期,出現(xiàn)了更多的嵌入式系統(tǒng),如Intel 8080等微處理器和Intel 8051等微控制器。
進入20世紀90年代,嵌入式系統(tǒng)開始多樣化,應用范圍不斷擴大,涵蓋了通信、網絡、消費電子和汽車電子等領域。嵌入式系統(tǒng)開始使用更強大的處理器和操作系統(tǒng),功能也變得更加復雜和多樣化。
到了21世紀,嵌入式系統(tǒng)取得了飛速發(fā)展。微處理器的性能和功耗效率持續(xù)提升,嵌入式系統(tǒng)開始涵蓋物聯(lián)網領域。物聯(lián)網時代的到來,使得嵌入式系統(tǒng)成為連接物理世界和數字世界的橋梁,發(fā)揮著越來越重要的作用。
二、如何設計低功耗的嵌入式系統(tǒng)
一般來講,低功耗嵌入式系統(tǒng)的設計包括如下的幾個關鍵的步驟:
1. 方案的確定:方案是設計的關鍵,是項目成功的基本條件。方案選擇錯了就等于一個人走錯了路,要么達不到要求,要么事倍功半,有時雖然滿足了設計的要求,但卻在時間、預算和成本等方面增加了更多的投入。例如在玩具行業(yè),一般均選擇4位系列的MCU來進行產品的設計,若采用8位甚至16位MCU,則無論是在成本,功耗等方面都將是得不償失的選擇;
2. 器件的選型:不同的芯片,不同的廠家其所提供的產品的特性均存在差異,特別是在功耗方面,有時差別很大,比如在4位MCU領域,EPSON、OKI等的公司的Microcontroller的功耗就比Samsung以及***廠家的相同系列MCU要低幾倍甚至是一個數量級。因此確定了方案之后,如何選擇合理的器件和MCU,也是保證產品功耗能夠達到要求的關鍵;
3. 硬件設計:我們知道外圍電路有時是整個系統(tǒng)的功耗“大戶”,比如ADC、背光、蜂鳴器、外部Memory、各種傳感器等。因此如何合理設計外圍電路模塊,合理使用和控制相關的外圍電路模塊將是系統(tǒng)設計的重點。當然硬件的設計必須與軟件的設計相結合。
4. 軟件的設計:軟件的設計是整個系統(tǒng)設計的重中之重,系統(tǒng)整體功耗的控制、外圍電路模塊的使用、調度和切換等,均需要通過軟件的編程來實現(xiàn)。
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