從應用層和后臺分析便攜式電子產(chǎn)品的節能技術(shù)

　　便攜式電子產(chǎn)品的節能技術(shù)基本上可以按照其執行方式分為應用層技術(shù)及后臺技術(shù)兩大類(lèi)。應用層技術(shù)由應用程序本身來(lái)執行，以打印機為例，最后一份文件完成打印之后，打印機便會(huì )改用低功率模式。后臺技術(shù)由工作系統、后臺任務(wù)或硬件來(lái)執行，因此完全或幾乎不受主要應用任務(wù)控制。外設活動(dòng)監控電路便是一種后臺技術(shù)，其特點(diǎn)是可將顯示器背光系統或磁盤(pán)馬達的電源切斷。
　　
　　應用層技術(shù)
　　
　　看似簡(jiǎn)單的手持式遙控器其實(shí)設計很復雜，因為它的關(guān)閉模式并非真正關(guān)閉。事實(shí)上，遙控長(cháng)期處于等待狀態(tài)，以便用戶(hù)可以隨時(shí)、隨手便按。任何按鈕一經(jīng)觸動(dòng)，遙控器便會(huì )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(huì )在開(kāi)啟及關(guān)閉之間添加多個(gè)不同的模式，例如時(shí)鐘被固定在可以接受的最低速度，而暫時(shí)未用的電路模塊則全部關(guān)閉，以便節省用電。
　　
　　調低工作占空比是一個(gè)可為許多系統解決節能問(wèn)題的方案。例如，建筑物的暖風(fēng)/通風(fēng)/空調系統的傳感器或控制器節點(diǎn)真正做出響應的時(shí)間只有幾秒或幾分鐘。這些系統在大部分時(shí)間之內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(shí)間不超過(guò)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(shí)器發(fā)出，這個(gè)計時(shí)器配置成可以按照固定的周期時(shí)間觸發(fā)的系統。

　　
　　圖1：動(dòng)態(tài)電壓調節硬件系統。
　　
　　工作模式也可以由外來(lái)信號控制。例如，控制門(mén)鎖的無(wú)匙門(mén)禁系統可能長(cháng)期處于低功率的睡眠狀態(tài)，一旦檢測到鍵盤(pán)上的按鍵閉合便喚醒無(wú)匙門(mén)禁系統。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(huì )喚醒處于低功率模式的中央處理器。執行MIWU功能的邏輯電路模塊負責監控端口管腳及外設接口，以便檢測狀態(tài)是否改變。MIWU功能一經(jīng)設定，便可喚醒處于低功率模式的系統，然后發(fā)出CPU中斷信號。只要采用多輸入喚醒功能，系統在等待輸入信號時(shí)便無(wú)需先執行鍵盤(pán)掃描環(huán)路或其他監控軟件，因此可以大幅降低功耗。
　　
　　1．協(xié)議規定的低功率模式
　　
　　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(wú)線(xiàn)藍牙通信協(xié)議的規定，藍牙設備有三種低功率模式可供選擇：
　　
　　探測模式(sniff mode)―藍牙設備以較低的占空比偵聽(tīng)局部藍牙網(wǎng)絡(luò )(微微網(wǎng))，占空比的大小由微微網(wǎng)主設備和從設備互相協(xié)商而定。經(jīng)過(guò)協(xié)商同意后，主設備及從設備都可各自發(fā)出指令，以便進(jìn)入探測模式。已進(jìn)入探測模式的主設備及從設備也可各自發(fā)出指令以脫離探測模式。
　　
　　保持模式(hold mode)―藍牙設備可以按預先設定的時(shí)間段停止偵聽(tīng)微微網(wǎng)，停止時(shí)間的長(cháng)短由主設備及從設備通過(guò)協(xié)商預先決定。經(jīng)過(guò)協(xié)商同意后，主設備及從設備都可各自發(fā)出指令，以便進(jìn)入保持模式。預定的停止時(shí)間一旦屆滿(mǎn)，保持模式便會(huì )自動(dòng)終止。
　　
　　暫停模式(park mode)―藍牙設備已終止與網(wǎng)絡(luò )的連接，但仍與該信道保持同步。主設備決定從設備是否采用暫停模式。從設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)主設備決定，主設備只需發(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。如果藍牙設備已停止在微微網(wǎng)上的任何活動(dòng)，可以進(jìn)入低功率模式，但由微微網(wǎng)主設備發(fā)出控制暫停與否的控制命令。