在“綠色能源”領(lǐng)域，無(wú)線方案正變得更加常見(jiàn)。令人意外的是，射頻(RF)收發(fā)器的最主要功耗源是在接收部份，需要采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)管理此特殊協(xié)議堆棧(protocol stack)。某些系統(tǒng)架構(gòu)要求配合多種協(xié)議堆棧，還可能要配合復(fù)雜的加密算法?！盁o(wú)線”(over the air)更新使RF收發(fā)器面臨的要求進(jìn)一步復(fù)雜化。像安森美半導(dǎo)體這樣的公司正在開(kāi)發(fā)下一代的無(wú)線電方案，旨在同時(shí)應(yīng)對(duì)物理層和協(xié)議堆棧的功耗問(wèn)題，從而推進(jìn)各自技術(shù)及適配能力(adoption)。某些無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)正在演進(jìn)之中，將會(huì)減輕信號(hào)處理鏈上的負(fù)荷，同時(shí)維持集成的靈活性及帶寬。最后，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員有責(zé)任在平衡協(xié)議復(fù)雜度、工作周期(休眠、“監(jiān)聽(tīng)”(sniff)、發(fā)射、接收等)方面的優(yōu)化。

　　我們還注意到，受更先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)及接收信號(hào)鏈某些架構(gòu)級(jí)改善的推動(dòng)，接收模式的電流消耗已經(jīng)逐代穩(wěn)步下降。大多數(shù)“智能電網(wǎng)”或“綠色電源”方案在其特殊網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部并無(wú)太多量的數(shù)據(jù)移動(dòng)，但也有一些較低載波頻率的數(shù)據(jù)移動(dòng)。這就提供附帶優(yōu)勢(shì)，因?yàn)榉桨傅念l率較低，不僅降低功耗，而且改善信號(hào)傳播。專(zhuān)用無(wú)線電的出現(xiàn)就不可避免了，因?yàn)楣β室笃仁乖O(shè)計(jì)人員放棄一般用途無(wú)線電，以此避免過(guò)多可編程性及寄生閑置(inactive)電路帶來(lái)的功率負(fù)荷。

　　功率計(jì)量設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)一直由傳統(tǒng)交流電表推動(dòng)。這些傳統(tǒng)案面往往是內(nèi)嵌微控制器的較大系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)元件。此類(lèi)方案有一項(xiàng)關(guān)鍵不足：微控制器。乍聽(tīng)起來(lái)，這可能有違直覺(jué)，但每個(gè)微控制器(若適用的話，則是每個(gè)內(nèi)核)在某個(gè)時(shí)刻僅時(shí)執(zhí)行一個(gè)指令。某些指令要求的系統(tǒng)頻率周期不止一個(gè)，引入隨機(jī)單元(random element)來(lái)執(zhí)行代碼。例如，可以嘗試在您的計(jì)算機(jī)上以?xún)?yōu)于1 ms的分辨率執(zhí)行某種軟件功能，您可能會(huì)驚訝地發(fā)現(xiàn)，即使是使用頻率達(dá)數(shù)千兆赫茲(multi-GHz)的處理器，實(shí)際上也不可能在沒(méi)有某種精密定時(shí)的硬件介入(hardware intervention)的情況下維持一種周期性事件。

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　　綠色半導(dǎo)體技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)

　　此問(wèn)題的副產(chǎn)物就是相同頻率時(shí)不可避免的錯(cuò)誤。以SoC為基礎(chǔ)的計(jì)量元件使用極富創(chuàng)新且常常是專(zhuān)有的方案來(lái)解決此問(wèn)題?！熬G色電源”計(jì)量的自然演進(jìn)將是在精確度(accuracy)、物料單(BOM)復(fù)雜度及功耗等方面作出恰當(dāng)平衡的優(yōu)化計(jì)量元件。采用專(zhuān)用全同步處理及最佳采樣精確度，可以最佳地實(shí)現(xiàn)這種演進(jìn)。這確保后階段處理任務(wù)(post processing)減至最輕，對(duì)最終方案的功耗有重要影響。安森美半導(dǎo)體正在發(fā)展帶全同步采樣及信號(hào)路徑的下一代計(jì)量產(chǎn)品，能夠提供功耗低于1 mW的完整計(jì)量方案。這就為設(shè)計(jì)人員提供極高的集成靈活性，而對(duì)功率預(yù)算的影響極輕。實(shí)時(shí)功率耗用信息不僅為最終用戶(hù)提供可能會(huì)影響使用行為的可執(zhí)行數(shù)據(jù)，也為系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供有價(jià)值的診斷回饋。此種優(yōu)化程度的一項(xiàng)意料之外的副產(chǎn)物是硅面積減小;由于不帶占用大面積的微處理器和代碼“閃存”(flash)只讀內(nèi)存(ROM)，此元件比傳統(tǒng)方案明顯更小及更便宜。

　　電機(jī)控制歷史上一直受一項(xiàng)基本局限的束縛：您的設(shè)計(jì)必須顧及最?lèi)毫訔l件的負(fù)載、溫度及機(jī)電系統(tǒng)的物理退化(physical degradation)。最終結(jié)果是系統(tǒng)始終消耗最?lèi)毫訔l件下功率。近年來(lái)，像AMIS-305xx和AMIS-3062x這樣的進(jìn)階電機(jī)控制產(chǎn)品直接反饋電機(jī)的速度及負(fù)載角(SLA)(見(jiàn)圖2——電機(jī)控制器產(chǎn)品功能小結(jié))。這樣就有可能實(shí)時(shí)知道電機(jī)上是怎樣的負(fù)載力(load force)，并精密地調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電流來(lái)對(duì)應(yīng)負(fù)載力。這些電機(jī)控制器為設(shè)計(jì)人員提供內(nèi)嵌自適應(yīng)電機(jī)控制算法，確保機(jī)電系統(tǒng)在所有時(shí)刻都以峰值能效運(yùn)轉(zhuǎn)。此技術(shù)的成本近幾個(gè)月來(lái)已大幅下降，而且在顧及到整體BOM時(shí)，集成帶無(wú)傳感器反饋的高級(jí)電機(jī)控制方案的成本如今已與傳統(tǒng)方案不相上下。這使設(shè)計(jì)人員能夠自由地實(shí)質(zhì)性改善功耗及散熱，且對(duì)系統(tǒng)總成本沒(méi)有影響或影響輕微。安森美半導(dǎo)體已在其新系列的大電流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器整合相同的SLA技術(shù)，故在能效方面的潛在獲益將很可觀。AMIS-3042x系列步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器整合了SLA技術(shù)、高分辨率微步進(jìn)(micro-stepping)控制及進(jìn)階的MOSFET技術(shù)，BOM成本低，提供無(wú)與倫比的能效及價(jià)值(見(jiàn)圖3——AMIS-3042x框圖)。

　　“綠色電源”的未來(lái)是提供豐富功能的連接型元件，能夠自我監(jiān)視，為用戶(hù)提供高價(jià)值的運(yùn)行信息。充分優(yōu)化的專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品(ASSP)將能夠用于開(kāi)發(fā)著重提升系統(tǒng)總能效的下一代電子產(chǎn)品。將設(shè)計(jì)中消耗功率最多的元件優(yōu)化不再是必須之舉。各個(gè)系統(tǒng)必須向下延伸至在晶體管級(jí)優(yōu)化，從而在能效、成本及性能方面盡可能提供最佳的平衡。無(wú)線產(chǎn)品將持續(xù)演進(jìn)，物理層的功耗將更低，但最實(shí)質(zhì)的能效提升將在協(xié)議堆棧中獲得，協(xié)議堆棧中將最佳地平衡可程序設(shè)計(jì)能力及固定邏輯功能，從而簡(jiǎn)化協(xié)議堆棧在特定應(yīng)用中的整合。功率計(jì)量元件也在變化，從而以最佳的精確度、低成本傳感器及大幅降低的功能符合新的市場(chǎng)目標(biāo)。下一代計(jì)量方案將不再依賴(lài)于主控制器來(lái)處理功率數(shù)據(jù)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器利用先進(jìn)的功能，如電機(jī)速度及負(fù)載角(SLA)反饋以提供最恰當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電流，為降低功耗提供了重要機(jī)會(huì)。這在可以節(jié)省數(shù)安培電流消耗的大功率/大電流電機(jī)中尤為真切?！熬G色電源”領(lǐng)域唯一可以確定的是設(shè)計(jì)人員將繼續(xù)推動(dòng)其設(shè)計(jì)的性能極限，為最終客戶(hù)提供更高等級(jí)的性能和能效。