一、嵌入式系统功耗概述

目前，随着计算机技术的不断发展，嵌入式系统的应用越来越广泛，对系统功耗的要求也越来越高。电池供电便携式设备在嵌入式系统中的应用，由于电池存储量有限，无法持续为设备提供电源。一般来说，为了具有较高的性能，需要合理安置高性能CPU，根据实际操作规范适当增加外围设备数量，降低系统功耗。衡量嵌入式系统性能的关键是低能耗。为了满足最平衡的高能耗和高性能需求，在满足系统实际运行性能要求的基础上，尽可能降低系统能耗，从而保证系统的长期运行，从软硬件两个方面分析系统节能问题[1]。

二、嵌入式系统低功耗软件技术设计

(1)应用软件编写的节能设计。

首先，中断替代系统中的查询。在简单的系统应用中，无论应用哪种程序方式，都不会有很大的差异，差异很大的是功耗。在中断处理系统中，中央处理器可以直接进入等待或停止模式，无需做任何事情；如果是查询形式，中央处理器需要不断访问I/O寄存器，并且有额外的功率。第二，取代子程序。设计师都知道，与阅读RAM相比，阅读Flash的功耗相对较小。因此，在设计CPU时，RAM会显示低功耗性能，但只能调用一次子程序。子程序进入CPU后，将暂时存储中央处理器寄存器。离开系统时，CPU会弹出寄存器，此时至少需要多次操作RAM。因此，设计师在设计程序系统时使用宏来代替子程序。子程序和宏上调用系统在设计上没有太大区别，但编译时会按照中央处理器进行，避免调用子程序，但最重要的是增加代码数量，可以适当降低系统功耗[2]。

（2）应用程序编译的节能设计。

首先，减少冗余代码。处理器处理系统时消耗的30%能量是cache消耗的能量。另外，如果不能击中cache，会交换内容。因此，在驱动外部总线的过程中会增加能量，在编译程序时适当减少冗余代码，大大降低cache活动，从而达到降低系统功耗的目的。二是优化I/O功耗技术。在系统的比例中，驱动I/O端口所需的能量在整个系统中占有很大的比例。因此，为了降低系统的能耗，应适当减少应用驱动I/O端口的数量，即根据编码设计技术不断减少和压缩I/O数据，从而达到降低I/O频率的目的。在优化和分析应用程序存储局部访问性能和交换总线地址活动性质时，合理应用编译器，以达到编码的目的。此外，系统硬件还需要具有一定的解码功能。在分析系统程序的过程中，不断优化局部高频数据性能，降低操作访问系统的频率和频率，不仅降低系统功耗，而且为系统运行提供能量。

(3)硬件低功耗节能技术。

第一，DPM。动态管电源管理（DynamicPowerManagement）根据嵌入式系统的实际运行情况，可以适当关闭不必要的系统设备，如硬盘或显示器。二是根据系统的实际运行负荷，合理调整总线频率和中央处理器波率。目前，动态电源的管理已经完全智能化。在没有人为接入和干扰的情况下，可以快速转换系统的运行速度，一般每秒可以实施几百次，从而达到节能的效果。第三，APM。高级电源管理（advancedPowerManagement）主要用于为系统提供BISO管理电源机制。在开发系统时，将硬件编程接口适当添加到BISO中，可以成为沟通操作系统和组织的重要枢纽，建立APM-BISO，以上方法可根据实际情况有效合理地调整系统本身的硬件能耗[3]。

结语

总之，由于微电子技术的不断发展，低能耗已成为嵌入式系统开发中的一个重要问题。从节能设计、硬件低功耗节能技术、应用软件编写节能设计三个方面对系统功耗进行分析和优化，尽可能降低系统功耗。