從應(yīng)用層和后臺(tái)分析便攜式電子產(chǎn)品的節(jié)能技術(shù)

　　便攜式電子產(chǎn)品的節(jié)能技術(shù)基本上可以按照其執(zhí)行方式分為應(yīng)用層技術(shù)及后臺(tái)技術(shù)兩大類。應(yīng)用層技術(shù)由應(yīng)用程序本身來(lái)執(zhí)行，以打印機(jī)為例，最后一份文件完成打印之后，打印機(jī)便會(huì)改用低功率模式。后臺(tái)技術(shù)由工作系統(tǒng)、后臺(tái)任務(wù)或硬件來(lái)執(zhí)行，因此完全或幾乎不受主要應(yīng)用任務(wù)控制。外設(shè)活動(dòng)監(jiān)控電路便是一種后臺(tái)技術(shù)，其特點(diǎn)是可將顯示器背光系統(tǒng)或磁盤馬達(dá)的電源切斷。
　　
　　應(yīng)用層技術(shù)
　　
　　看似簡(jiǎn)單的手持式遙控器其實(shí)設(shè)計(jì)很復(fù)雜，因?yàn)樗年P(guān)閉模式并非真正關(guān)閉。事實(shí)上，遙控長(zhǎng)期處于等待狀態(tài)，以便用戶可以隨時(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(jié)省用電。
　　
　　調(diào)低工作占空比是一個(gè)可為許多系統(tǒng)解決節(jié)能問題的方案。例如，建筑物的暖風(fēng)/通風(fēng)/空調(diào)系統(tǒng)的傳感器或控制器節(jié)點(diǎn)真正做出響應(yīng)的時(shí)間只有幾秒或幾分鐘。這些系統(tǒng)在大部分時(shí)間之內(nèi)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)間不超過一秒，然后便回到睡眠狀態(tài)，直至下一次為止。喚醒信號(hào)可以由硬件計(jì)時(shí)器發(fā)出，這個(gè)計(jì)時(shí)器配置成可以按照固定的周期時(shí)間觸發(fā)的系統(tǒng)。

　　
　　圖1：動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)硬件系統(tǒng)。
　　
　　工作模式也可以由外來(lái)信號(hào)控制。例如，控制門鎖的無(wú)匙門禁系統(tǒng)可能長(zhǎng)期處于低功率的睡眠狀態(tài)，一旦檢測(cè)到鍵盤上的按鍵閉合便喚醒無(wú)匙門禁系統(tǒng)。就上述情況而言，多輸入喚醒(MIWU)支持便很有用，因?yàn)檩斎?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(zhí)行MIWU功能的邏輯電路模塊負(fù)責(zé)監(jiān)控端口管腳及外設(shè)接口，以便檢測(cè)狀態(tài)是否改變。MIWU功能一經(jīng)設(shè)定，便可喚醒處于低功率模式的系統(tǒng)，然后發(fā)出CPU中斷信號(hào)。只要采用多輸入喚醒功能，系統(tǒng)在等待輸入信號(hào)時(shí)便無(wú)需先執(zhí)行鍵盤掃描環(huán)路或其他監(jiān)控軟件，因此可以大幅降低功耗。
　　
　　1．協(xié)議規(guī)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)線藍(lán)牙通信協(xié)議的規(guī)定，藍(lán)牙設(shè)備有三種低功率模式可供選擇：
　　
　　探測(cè)模式(sniff mode)―藍(lán)牙設(shè)備以較低的占空比偵聽局部藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)(微微網(wǎng))，占空比的大小由微微網(wǎng)主設(shè)備和從設(shè)備互相協(xié)商而定。經(jīng)過協(xié)商同意后，主設(shè)備及從設(shè)備都可各自發(fā)出指令，以便進(jìn)入探測(cè)模式。已進(jìn)入探測(cè)模式的主設(shè)備及從設(shè)備也可各自發(fā)出指令以脫離探測(cè)模式。
　　
　　保持模式(hold mode)―藍(lán)牙設(shè)備可以按預(yù)先設(shè)定的時(shí)間段停止偵聽微微網(wǎng)，停止時(shí)間的長(zhǎng)短由主設(shè)備及從設(shè)備通過協(xié)商預(yù)先決定。經(jīng)過協(xié)商同意后，主設(shè)備及從設(shè)備都可各自發(fā)出指令，以便進(jìn)入保持模式。預(yù)定的停止時(shí)間一旦屆滿，保持模式便會(huì)自動(dòng)終止。
　　
　　暫停模式(park mode)―藍(lán)牙設(shè)備已終止與網(wǎng)絡(luò)的連接，但仍與該信道保持同步。主設(shè)備決定從設(shè)備是否采用暫停模式。從設(shè)備可以提出采用或停用暫停模式的請(qǐng)求，但采用暫停模式與否完全由微微網(wǎng)主設(shè)備決定，主設(shè)備只需發(fā)出相關(guān)指令便可。
　　
　　在以上的模式之中，探測(cè)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(lán)牙設(shè)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(shè)備發(fā)出控制暫停與否的控制命令。