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          從應(yīng)用層和后臺分析便攜式電子產(chǎn)品的節(jié)能技術(shù)

          作者: 時間:2009-11-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            基本上可以按照其執(zhí)行方式分為技術(shù)及技術(shù)兩大類。技術(shù)由應(yīng)用程序本身來執(zhí)行,以打印機(jī)為例,最后一份文件完成打印之后,打印機(jī)便會改用低功率模式。技術(shù)由工作系統(tǒng)、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)控制。外設(shè)活動監(jiān)控電路便是一種后臺技術(shù),其特點是可將顯示器背光系統(tǒng)或磁盤馬達(dá)的電源切斷。
            
            技術(shù)
            
            看似簡單的手持式遙控器其實設(shè)計很復(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、隨手便按。任何按鈕一經(jīng)觸動,遙控器便會從低功率的睡眠模式中喚醒,然后進(jìn)入完全活躍模式。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,而暫時未用的電路模塊則全部關(guān)閉,以便節(jié)省用電。
            
            調(diào)低工作占空比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)點真正做出響應(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,這個計時器配置成可以按照固定的周期時間觸發(fā)的系統(tǒng)。


            
            圖1:動態(tài)電壓調(diào)節(jié)硬件系統(tǒng)。
            
            工作模式也可以由外來信號控制。例如,控制門鎖的無匙門禁系統(tǒng)可能長期處于低功率的睡眠狀態(tài),一旦檢測到鍵盤上的按鍵閉合便喚醒無匙門禁系統(tǒng)。就上述情況而言,多輸入喚醒(MIWU)支持便很有用,因為輸入/輸出端口的狀態(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MIWU功能的邏輯電路模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控端口管腳及外設(shè)接口,以便檢測狀態(tài)是否改變。MIWU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CPU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。
            
            1.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)牙通信協(xié)議的規(guī)定,藍(lán)牙設(shè)備有三種低功率模式可供選擇:
            
            探測模式(sniff mode)―藍(lán)牙設(shè)備以較低的占空比偵聽局部藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)(微微網(wǎng)),占空比的大小由微微網(wǎng)主設(shè)備和從設(shè)備互相協(xié)商而定。經(jīng)過協(xié)商同意后,主設(shè)備及從設(shè)備都可各自發(fā)出指令,以便進(jìn)入探測模式。已進(jìn)入探測模式的主設(shè)備及從設(shè)備也可各自發(fā)出指令以脫離探測模式。
            
            保持模式(hold mode)―藍(lán)牙設(shè)備可以按預(yù)先設(shè)定的時間段停止偵聽微微網(wǎng),停止時間的長短由主設(shè)備及從設(shè)備通過協(xié)商預(yù)先決定。經(jīng)過協(xié)商同意后,主設(shè)備及從設(shè)備都可各自發(fā)出指令,以便進(jìn)入保持模式。預(yù)定的停止時間一旦屆滿,保持模式便會自動終止。
            
            暫停模式(park mode)―藍(lán)牙設(shè)備已終止與網(wǎng)絡(luò)的連接,但仍與該信道保持同步。主設(shè)備決定從設(shè)備是否采用暫停模式。從設(shè)備可以提出采用或停用暫停模式的請求,但采用暫停模式與否完全由微微網(wǎng)主設(shè)備決定,主設(shè)備只需發(fā)出相關(guān)指令便可。
            
            在以上的模式之中,探測模式的占空比最高,其次是保持模式,暫停模式的占空比最低。如果藍(lán)牙設(shè)備已停止在微微網(wǎng)上的任何活動,可以進(jìn)入低功率模式,但由微微網(wǎng)主設(shè)備發(fā)出控制暫停與否的控制命令。


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