在智能手表、半自動(dòng)駕駛汽車、健身跟蹤器等時(shí)代，不可否認(rèn)的是，物聯(lián)網(wǎng)(IOT)幾乎占據(jù)了我們生活的方方面面。對(duì)所有即時(shí)需求的需求達(dá)到了歷史最高水平，沒有放緩的跡象。

這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的核心是通用云計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)過(guò)程，這是通過(guò)獨(dú)特的連接實(shí)現(xiàn)的，這些連接可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或數(shù)據(jù)中心吸收大量信息。雖然物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)成為技術(shù)領(lǐng)域的一部分已經(jīng)有一段時(shí)間了，但正是它們與云的連接揭示了指數(shù)級(jí)的可能性。

然而，芯片設(shè)計(jì)師必須處理的核心問(wèn)題是，消費(fèi)者現(xiàn)在希望不斷降低創(chuàng)新周期的成本，并希望他們的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備變得更加緊湊和即時(shí)。芯片設(shè)計(jì)師必須做出艱難的決定，以犧牲連接、個(gè)性化和傳感器處理等重要功能，所有這些都是為了在特定的成本目標(biāo)下獲得足夠的電池壽命。

今天的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在研究和開發(fā)設(shè)備的各種方式。這些設(shè)備的結(jié)構(gòu)可以支持各種無(wú)線連接標(biāo)準(zhǔn)，提高最佳供電效率，并提供額外的價(jià)值。在許多情況下，它提高了一些人工智能決策能力。這導(dǎo)致了大多數(shù)SOC的額外功率降低技術(shù)，這些技術(shù)在某些行業(yè)已經(jīng)使用了幾十年，但過(guò)去成本太高。

在全球范圍內(nèi)，科技公司正在為我們?nèi)粘Ｊ褂玫谋銛y式小工具開發(fā)額外的功能。這些產(chǎn)品成功的關(guān)鍵區(qū)別在于通過(guò)降低復(fù)雜處理任務(wù)的功耗來(lái)延長(zhǎng)電池壽命。

在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的邊緣，底層芯片執(zhí)行三個(gè)主要功能：傳感、處理和通信。該行業(yè)之所以對(duì)低功耗設(shè)計(jì)感興趣，是因?yàn)槭袌?chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的高性能、長(zhǎng)電池壽命和移動(dòng)性的需求不斷增加。

從根本上說(shuō)，低功耗設(shè)計(jì)的目標(biāo)是盡可能減少功耗的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)部件。這些功率組件的每個(gè)值都與頻率、峰值電流、電壓和其他因素直接相關(guān)。為了在消耗最小功率的同時(shí)獲得最佳性能，這些因素中的每一個(gè)折衷方案都是通過(guò)各種低功耗技術(shù)和方法來(lái)測(cè)試的，以滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。

開發(fā)低功耗設(shè)計(jì)的方法有很多：

·多電壓領(lǐng)域：通過(guò)此過(guò)程，芯片的操作組件根據(jù)性能特性分配到不同的電壓領(lǐng)域。基本設(shè)計(jì)不是將整個(gè)區(qū)域分類為高性能，而是幫助確定芯片的哪個(gè)區(qū)域需要更高的電壓才能正常工作。

·電源門控制:根據(jù)其電源域，IC中的功能分為多個(gè)模塊，與多電壓方法非常相似。本質(zhì)上，這個(gè)過(guò)程是為了實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)節(jié)能而完全關(guān)閉模塊的電源。

·寄存器保留：在此技術(shù)中，塊中的觸發(fā)器子集或塊中的所有觸發(fā)器在塊關(guān)閉時(shí)保留其以前的值；當(dāng)打開時(shí)，值將恢復(fù)。通過(guò)縮短恢復(fù)模塊原始狀態(tài)所需的時(shí)間和步驟，可以提高整體加速時(shí)間，節(jié)約電能。該方法通常與電源門控制技術(shù)相結(jié)合。

·時(shí)鐘門控：時(shí)鐘門控通過(guò)減少對(duì)多個(gè)多路復(fù)用器的整體開關(guān)活動(dòng)和需求，降低了動(dòng)態(tài)功耗，節(jié)省了大量面積。

除了上述低功耗的設(shè)計(jì)方法外，還需要對(duì)壓縮的人工智能算法進(jìn)行有效的管理，這可能提供較低的靈活性，但功耗要低得多。隨著硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)變得越來(lái)越普遍，這種意識(shí)形態(tài)的支點(diǎn)改變了物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)計(jì)世界，完全改變了電源的對(duì)話。

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