[白皮書]從矽晶片到軟體　完全低功耗嵌入式系統

從事以微控制器為基礎的低功耗系統設計時，必須注意從矽製程到軟體等非傳統因素。在系統級進行進一步檢查後，發現決定微控制器(MCU)能效的關鍵參數主要有三種：有功功率消耗、待機功耗和週期，而各種狀態下所佔用的時間比率則是由軟體本身來決定。。

圖一 : 完全低功耗嵌入式系統設計白皮書 BigPic:457x637

低功耗待機狀態使得 MCU 看起來能源效率極高，但事實是，只有考慮了控制工作模式功耗的所有因素後才能決定 MCU的能源效率狀況。總之，對於處理製程、IC架構和軟體結構選擇的權衡是十分微妙的決定因素，有時會出現意想不到的結果。此外，MCU 上功能模組結合的方式對整體耗電有著動態影響。即使對於硬體看似小而輕微的改變，都可能會導致系統執行週期中整體耗電的大幅波動。

本文分為第一和第二部份，第一部份是矽晶片的選擇，第二部份是軟體設計原則。第一部份詳細說明了從CMOS耗電分佈、適合選擇的生產製程到時脈分配和供電原則等技術，探討了在矽晶層面實現最低功耗的晶片級設計原則。第二部份則探討實現低功耗嵌入式設計需注意的軟體原則，如何以最合適的方式使用硬體資源，包括動態電壓分配、記憶體利用、程式最佳化、高效節能工具等。
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