??? 便攜式電子設備能處理數據密集這特點的需求大大地增加了電池的負擔，使得系統設計者在電源管理" title="電源管理">電源管理上面臨兩難局面。設計者一方面要提供以彩色顯示和高質量聲音如網絡瀏覽、聲音和視頻流、豐富的游戲內容，以及電子郵件和個人信息的移動接入的新型設計，另一方面又不能犧牲電池的壽命或設備的外形及體積。盡管電池技術逐步得到提高，但仍不能滿足需要。而深亞微米制程技術中的電流泄露令功耗等式更加復雜，使得這種新的半導體技術面臨新的問題。功率轉換技術也已達到頂峰，無法再有什么重大進展。(今天最先進的開關穩(wěn)壓電源轉換器效率水平已經超過90%，可是消費者堅持要求在電池壽命至少不變的情況下，在設備上增加新的功能。)

??? 這兩難局面急需一種電源管理的更新構思和全面的方法來開發(fā)新系統，只針對單個部件而開發(fā)的孤立的、短期的電源效率解決方案是遠遠不夠的，我們更需要將整個系統作為一個整體考慮，將各個系統部件在同步工作
的機會下加以平衡，以獲得下一代設備所需要的電源性能。?

PowerWise解決方案

??? 美國國家半導體" title="美國國家半導體">美國國家半導體公司的?PowerWise?技術是減少數字超大規(guī)模集成電路?(VLSI)?芯片功耗的系統級方法。這項技術使得消耗能量的數字集成電路與提供能量的系統之間緊密合作，產生死循環(huán)系統，將提供峰值能效時，對電源的要求減到最少。

??? PowerWise?技術在數字芯片上嵌入一個被稱為先進電源控制器?(APC)?的合成的?AMBA兼容內核。APC?負責監(jiān)控和調節(jié)數字集成電路的供應電壓，以經常達到當前工作頻率" title="工作頻率">工作頻率下的最優(yōu)供應電壓。APC?和系統其余部分使用兩個標準接口：AMBA?兼容主接口和開放標準" title="開放標準">開放標準?PowerWise??接口(PWI)。主接口用于將來自主系統的性能要求傳遞給APC，以協調?APC?操作與時鐘管理系統。PWI?接口用于聯系電源管理信息和外部電源管理集成電路，以調整供應電壓。

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??? APC?使之能夠在目標系統上實現動態(tài)電壓調節(jié)" title="電壓調節(jié)">電壓調節(jié)或完全適應電壓調節(jié)。使用標準接口使得?APC?能夠很容易地嵌入任何邏輯芯片并與系統的其它部分接口。這使系統設計者能夠快速使用新一代功效標準來開發(fā)新的平臺，將產品投放市場時間和風險減至最少。

協作方式

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??? 即將誕生的新一代設備如智能電話和手提式媒體播放器，數據處理能力將比以前的設備高幾級，這就需要從電池獲得額外能量?—因為電池容量并沒有可觀地增長?—并且使兩次充電之間運行時間縮短?？梢娦碌碾娫垂芾砑夹g是必需的。

??? 這些相同的技術如自適應電壓調節(jié)，需要各種不同系統部件和軟件間的無縫合作，因此，只有在各個專門技術領域領先的公司在開發(fā)解決方案上進行合作，才可能產生最高效的系統概念。美國國家半導體和?ARM公司正在合作開發(fā)的先進系統級電源管理技術為此開創(chuàng)了道路。在使用?ARM?內核的系統中，美國國家半導體的?PowerWise?技術和?ARM?使用?ARM?內核的智能能量管理器?(Intelligent?Energy?Manager)?合作得天衣無縫。

??? 當?ARM?對?IEM?處理器的使用進行監(jiān)測的時候，美國國家半導體的?APC?收集關于處理器性能的信息。IEM?決定了處理器應該工作的最佳性能(頻率)?水平，而?APC?將處理器的性能和?IEM?的要求相匹配。這樣一來，APC?將外部電源供應的電壓調整到滿足給定時鐘頻率的最小值,使能源節(jié)約最大化。

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??? 圖?2表明了?PowerWise?自適應電壓調節(jié)(AVS)?在基于?ARM7?的測試芯片上的結果。該芯片基于?180?納米工藝設計，最大工作頻率為?80?兆赫。

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??? 在固定的電壓系統上測試出的?AVS?節(jié)約幅度從?80?兆赫時的?48%?到?6兆赫時的81%，大幅地削減了功耗。
圖?3表明了使用?ARM926??內核，使用?240兆赫最大工作頻率設計的?130?納米芯片上的大幅能源節(jié)約情況。APC?既支持開環(huán)動態(tài)電壓調節(jié)，也支持實施死循環(huán)AVS。

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??? 圖?4是在?130?nm?@?96?兆赫的慢速硅最壞情形、快速硅最好情形及典型硅情形下，比較兩步?DVS?電壓投送方案和死循環(huán)?AVS?方案的模擬結果。在死循環(huán)?AVS?方案中，當供應電壓與相應的能耗為給定芯片速度和芯片溫度的最低值時，進程和溫度補償都能得以實現。

??? 美國國家半導體公司的?PowerWise?技術通過閾值調節(jié)，進一步給微處理器內核提供動力需要。在深亞微米制程技術中，由電流泄露產生的靜態(tài)功耗變得十分重要。閾值調節(jié)通過偏置?N-?和?P-?極減少了泄漏電流，使得晶體管能被更有效地「驅動」。

??? 美國國家半導體公司和?ARM?提供的互補能源守恒技術，在滿足任何特殊的數據處理應用程序對性能的要求的同時，保證了最小的能耗減。

??? 使用了如此強大技術結合，個人便攜式電子設備的制造商能夠增強他們產品的特色和功能，同時減少電池大小和重量，并增加電池壽命。和APC、IEM?一起使用?PWI?開放標準，可以減少系統復雜性，減少設計周期。

??? 有關?PowerWise?技術的詳細信息，請瀏覽我們的網站：powerwise.national.com/CHS

??? 有關?PWI?開放標準的詳細信息，請瀏覽網站：www.pwistandard.org