一种新型的组件正在出现，显著降低了功耗，从而为超便携和超低功耗系统铺平了道路。毋庸置疑，制造商们现在将着眼于这一领域的其他产品。
模拟设备公司的系统应用经理Ken Marasco表示，对于使用有限能源(如锂离子电池)的超便携设备来说，功耗是最重要的设计挑战。Marasco说，由于对计算能力的持续需求，高速微处理器便携式系统的使用增加，这一点变得更加重要。
便携设备的力量•便携式设备现在的处理能力相当于2000年的台式电脑。这需要非常高的时钟速度，才能在各种超便携设备上运行复杂的特定于应用程序的软件，包括智能手机、便携式媒体播放器、数字静止相机和个人导航系统。今天，便携式医疗设备可以通过无线互联网连接直接将数据传递给医生。电力系统必须从头开始设计，使用硬件和软件节能技术的混合。
Marasco还指出，随着超便携设备的快速发展，大型电源管理ic (pmic)无法满足系统的电源需求。这是因为附加功能需要很长的设计周期，在某些情况下，这超过了最终产品的设计周期，并延迟了产品的发布。与完全重新设计PMIC相比，在需要时增加额外的负载点功率更容易，从而使衍生平台的上市时间更快。
Marasco说，系统架构师必须设计一个消费者接受的长期自主系统，这意味着系统在需要充电之前将从电池中运行。然而，强大的应用程序需要耗电的处理器，这降低了自主性。
平衡功耗和电池寿命是便携式系统设计的关键考虑。降低处理器速度可以降低功耗，延长电池运行时间，降低软件性能。系统架构师必须找到一种方法，在满足关键性能需求的同时最小化功耗。
耗电微处理器和微控制器是获得更高效电子系统的主要目标。一些较新的设备在较低的电压下工作，耗电量也较低，但它们必须以处理能力换取运行能力。看来运行动力还需要一些工作。一种有趣的方法是使用软件在不活动时降低处理器的功耗。
为了解决低功耗微控制器设计，Tiempo最近宣布了其16位TAM16微控制器核心知识产权(IP)在CMOS 130纳米通用工艺。芯片逻辑完全采用该公司的异步和延迟不敏感技术设计。
16位微控制器核心提供了一套节能指令集，具有快速、节能、易于编程的中断管理和外围通信功能，适合于超低功耗嵌入式电子产品。该核心还集成了各种外围设备，如中断控制器、UART和级联计时器，并与标准ROM(包括BIST)和RAM接口。
包括漏电流在内，在0.7 V(47µA, 1.2 V)电压下工作时，芯片芯的功耗为37µA / MIPS。包括与外设和存储器通信的指令的功耗(通常需要两个或三个时钟周期的同步微控制器)被测量为61µa，即小于25µa /(等效)MHz。当没有检测到任何活动时，微控制器立即进入睡眠模式，当活动恢复时，微控制器在几纳秒内醒来。
目标应用是用于嵌入式电子产品的超低功耗芯片，例如电源管理芯片、传感器网络、计量设备、RFID和智能卡。它也适用于必须使用低电磁排放的芯片，如汽车和医疗行业的电子产品。
电源效率•更困难的设计问题之一是开发更高效率的电源，特别是在为微处理器和微控制器供电时。多相变换器在这方面有所帮助，但它目前的功率mosfet仍然消耗过多的系统功率。
更低的导通电阻，感谢近年来由Fairchild, International整流器和Vishay Siliconix的封装进步，有助于降低功耗。然而，功率MOSFET技术的效率仍有提高的空间。一种可能是使用非硅材料的mosfet。
另一个消耗相对高功率的组件是用于背光lcd的LED。例如，一个高度集成的解决方案，如模拟设备公司的ADP5520 LED照明管理系统，可以通过从相关的微处理器中卸载任务来提高系统效率。
ADP5520是一个单芯片，白色LED背光驱动器与用户可配置的I/O扩展器(看到这个数字)．它适用于手机的翻转或滑块部分需要背光，I/O信号和检测，辅助LED照明和键盘功能。通过整合i2c兼容的串行接口和单线中断，该设备显著减少了通过铰链flex与基带处理器接口所需的总线路数。
为了延长电池的运行时间，ADP5520可以检测环境光电平，并相应地调整背光亮度。一旦配置，芯片可以控制翻转/滑块背光强度，开/关定时，调光和褪色，而不需要主处理器的干预，节省宝贵的电池电量。
目前可用的另一种低功率辅助器，环境光传感器（ALS），通过在办公室或黑暗环境中使用时降低LED背光强度，增加系统自主性，进一步降低了背光功耗。例如，东芝美国电子元件的TPS859超紧凑型光电IC ALS包括光电二极管，电流放大器和发光效率校正（LEC）功能，是一个适用于平板显示器的理想选择。它还可用于打开或关闭键盘或LCD背光或根据环境光条件调整亮度。
TPS859提供了230µA光电流(IL)的超高灵敏度，与上一代tps852的40µA相比，几乎提高了6倍。该设备还采用了一种新的光学过滤技术，实现了接近人眼的发光效率。滤光片可以将白炽灯和荧光灯的灵敏度从TPS852的1.2(典型)降低到TPS859的1.0(典型)。
这些方法可以减少当今的电力消耗。然而，未来的前景将提供主要的电力削减涉及新的电路，拓扑结构和组件。
欲知更多详情，请参阅“麻省理工学院，德州仪器开发节能微芯片”www.ptmhosting.com,ED在线20429．
