嵌入式零功耗系统设计研究
2.1 CMOS工艺的电路基础
数字电路从TTL工艺转向CMOS工艺，对电路功耗特性产生最大影响的是静动态(静态是0、1的恒定状态，动态是0、1的跳变状态)功耗特性的根本差异。正是这一差异诞生了电路系统功耗管理的概念与技术。图3是TTL电路和CMOS电路静动态功耗特性。图3(a)为TTL功耗特性，图3(b)为CMOS电路功耗特性。TTL电路为电流注入型电路，静动态电流相近；而CMOS电路为压控型电路，只在动态下才消耗电流，静态电流为泄漏电流，理想情况下静态电流为零。根据数字电路的有效操作态只表现为电路的动态情况，那么，只有CMOS电路才能提供按有效操作时空占空比实施功耗管理，而且指出了CMOS电路功耗管理的基本原则就是系统的最大静态化设计。对于功耗管理无法企及的微观时空占空比，CMOS电路静、动态特性能自动保证非有效操作时的极微功耗(电路泄漏形成的功耗)状态。
本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/151233.htm
2.2嵌入式系统的实时功耗管理能力
嵌入式系统实时功耗管理能力，表现在能保证按照系统有效操作时空占空比来实现系统时空的最大静态化运行。其中核心的技术是系统中时钟与信号流的控制与调度。在系统无效操作的时间和区域上，终止时钟运行或进入，禁止开关、脉冲信号进入。
2.3 外围器件功耗管理功能的保证
零功耗系统中所有的器件，包括处理器及外围器件，都必须具备功耗管理功能。目前，CMOS的各类微处理器都具备有十分完善的低功耗模式。CMOS外围器件中，有一部分具有自动的零功耗管理，不必微处理器的介入；许多CMOS外围器件都具有外部引脚控制或编程控制的功耗管理功能。
2.4 电源管理的辅助技术
由于CMOS电路的静动态功耗特性，CMOS电路的功耗管理遵循供电状态下的最大静态化原则。无论系统中的主器件还是外围器件的功耗管理都与指令控制相匹配，不必顾虑功耗转换的过渡过程。但当系统中不可避免地出现一些非CMOS功耗特性电路(如传感器供电电路)或一些模拟电路时，这些电路的功耗管理则须依靠电源供电管理方式。即这些电路退出有效操作时，关闭电源；待进入有效操作前开启供电线路。由于电路的时间常数，这些电路电源达到额定工作值或者进而启动时钟工作时，会有一个过渡期，不能即开即用，会给应用管理程序设计带来问题。
当前，嵌入式应用系统已走向全面CMOS化，嵌入式处理器中提供了由指令管理的多种低功耗模式，外围器件设置有许多低功耗控制功能，加上具有可局部关断功能的分布式供电体系以及电源总线开关等，为零功耗系统设计提供了十分现实的基础。
3 零功耗系统设计基本内容
按照最大静态化设计的基本原则，零功耗系统设计必须有最小量有效操作时空占空比的任务规划，设计出相应的硬件支持电路，并实现按有效操作时空占空比的功耗管理软件支持。因此，零功耗系统设计贯穿了应用系统设计的全过程。
3.1 最小量有效操作时空占空比的任务规划
理论上讲，每个嵌入式系统都具有高谐小量的有效操作时空占空比；但若不认真将有效操作与无谓等待精细区分，而将有效操作与无效操作混在一起，就不可能实现系统的最大静态化管理。
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