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基于手机功耗的能量节省难点挑战及损耗要素分析

作者:时间:2013-12-29来源:网络收藏

为了保证设备的运行速率以及低功耗要求,必须优化设备性能。为了提高电他寿命, 在系统级、芯片级以及晶体管级别上的设计上需要应用许多设计措施和流程策略。高性能通常以电能高消耗为代价。我们的设计目标就是找到性能与节能两者的最佳平衡点。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/227165.htm

基于手机功耗的能量节省难点挑战及损耗要素分析

缩短技术上的差距

图中概述了移动设备产业所面临的挑战。标注为1G、2G、3G、4G的阶跃函数,描述了随时间变化的蜂窝制传送性能的增益。按照香农定律8.5个月通信系统性能会翻倍。根据摩尔定律,18个月微处理器性能会翻倍。然而,电池能量密度却在5年-10年才能获得可观的发展。内存访问速度也是每12年才翻倍。

移动设备行业主要面临以下几方面的挑战:

1.微处理器和内存带宽

2.电池能耗

3.算法复杂性

这些技术挑战成为能否成功实现移动设备商用化的主要障碍。为了提供未来网络所需要的高性能的功能和服务,根锯香农定律,系统性能在没有损害电池能量的情况下,必须以比摩尔定律预期的更高的速度实现发展。传统上,移动设备是通过间时制造更高效的指令和执行多样化的指令来缩短差距的。然而香农、摩尔定律所描述的这种差距正逐步扩大,这也意味着仅靠改进导体器件和电路频率,是无法有效缩短这些差距的。持续工作、持续连接与便携的矛盾

手掌大小的便携设备能让人们在任何时间任何地点使用,但却受到电池电量、插槽、接口的限制。带有多模功能、彩屏、3D音频、视频和游戏功能的复杂的设备更需要电池长时间的支撑。用户常常因为电池没电而感到无可奈何。

便携设备的用户已经开始成为 “插槽搜寻者” 。急切寻找机场、旅店、会议、专家居等地方可为便携设备充电的插槽。电池的循环使用己经形成惯例。电源插孔插满了便携设备的充电器,犹如动物挤在食槽里吃饲料一样。手持设备和手机直到你晚上睡觉不用时才被安置在一边。数码相机和iPod的插头也会占尽墙上的电源插座。设备的闲置直时间大都被用来进行充电。穿着体面的专业人员身旁必然有需要充电的东西。巡警也经常拿着装有充电器的袋子。消费电子产品的电池问题最为严重,但谈论的却最少。每年电池、电路的情况都在改善,这都使得便携设备更多地被使用。然而电池性能的改进却远远不能达到人们的期望值。

用性能和价格平衡电池的工作时间

移动产品消费者已经习惯于将先前仅具有语音通话功能的设备的尺寸、重量、价格和电池工作时间作为衡量新产品的标准。无论提供什么样的新功能,新产品都会被这些条件所衡量。任何比先前设备明显的衰退都会考验新设备的生存能力。

现今,移动设备需要提供高速数据传输,因而需要更快的计算速度和更强大的射频功能,这都导致了电池工作的时间的急剧下降。进一步讲,任何技术都会有特殊的功率要求,这都影响了电池的工作时间。电池技术的改进可以加强所有的无线接入技术,因此在一段时间内,各种在术如何使用电池能源的差别仍会存在。

基于手机功耗的能量节省难点挑战及损耗要素分析

图显示了移动设备使用各技术发送请息时所消耗的功率的最大值。这些数值包括数字处理以及设备单元的功耗。图片显示了当移动设备不同操作时所消耗的功率:

1.开机,键盘和 LCD背景灯打开,搜索信号, 欢迎界面时。

2.键盘背景灯关闭,显示器变暗时。

3.显示器亮,但键盘灯关闭时。

4.显示器关闭时。

5.收起手机,仅外部显示器亮时。


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关键词: 手机功耗 损耗
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