ARM便携式系统功耗管理的系统级设计

大多数系统需要一种软启动功能，软启动的时候，处理器被复位，但是SRAM里面的内容仍旧保持。目前，大部分便携式系统都选择在RAM中存储用户文件，这是一项非常有用的功能。

硬件

有许多外设硬件需要为功耗管理作特殊考虑。

显示及背光

在PDA系统中，显示设备的耗电最多。目前，有许多类型的显示设备，但大多数现代的PDA产品都选用反射式薄膜晶体管(TFT)显示加背光灯来做为显示设备。虽然在光线充足的情况下可以看清屏幕上的内容，但是考虑到阅读的舒适度，还是需要把背光灯打开。目前，以下两类背光灯应用得比较普遍：

LED背光灯耗电较少，但是有许多其他缺点。

若在短时间内没有任何输入，目前大部分便携式系统设计都会把背光关闭。在许多应用里(如：音乐播放器等)，关闭显示器是可以接受的。
低功耗SDRAM

许多系统都使用低功耗的SDRAM，工作电压为1.8~2.5V(而不是通常的3.3V)。用1.8V代替3.3V，将大大延长便携式系统的运行时间和挂起时间。

SDRAM支持多种低功耗状态。当系统处于挂起状态时，SDRAM将进入自刷新状态。在该状态下，除了CKE，所有对SDRAM的信号都无效，SDRAM自己管理自身的刷新。当系统处于运行或空闲状态时，SDRAM也可进入电源关闭状态。

音频

应选择具有低功耗模式的音频元件。否则，在系统挂起模式下要切断该元件的电源。另外，应注意避免在音频电路的功耗模式切换中发出刺耳的噪声。

电源

集成电路电源厂商不断改进产品。先进的开关电源支持MHz级的开关速率，减小了电路所需的电容和磁场。在高速开关频率下，必须谨慎设计电源的布局布线，使电源的控制回路能正常工作。若开关电源在挂起状态下运行，它应该支持一种低功率模式，只输出挂起状态所需的极低功率就可以了。这通常被称为双模式开关电源。

备用电源

如果系统的主供电电池是可移动的，则还须设计某种类型的备用电源。备用电源能在挂起状态下进行主电池替换的时候对系统继续供电。多数PDA类系统使用一个小电池做备用电源，以满足系统挂起状态下的供电需要。

紧急情况

一般硬件需要能够支持一些紧急情况。最重要的事件是电池缺电。在此状态下，操作系统必须被告知系统电量低，然后操作系统无条件将系统转入挂起状态。另一种危急事件是电池耗尽。此时电池的电能还没有真的全部耗尽，但为了保护电池，电池将不再对外放电。这种事件由少数极低功耗硬件处理，硬件电路监测到这种状态后，将把主电池从系统中断开。需要注意的是，断电后所有SDRAM存储器里的内容都将丢失。

漏电问题

漏电问题可能是当系统进入挂起状态后面临的头号问题。当集成电路断电后，若某个输入信号仍维持为高电平，就会产生漏电问题。如图3，集成电路在输入端有一个保护二极管，电流将经过保护二极管直接进入集成电路的电源引脚。这将导致电源电压不可预知的上升，同时在系统应该使用极小能量的情况下浪费了大量的电能。解决这个问题的方法是：在集成电路断电前，确定每个输入信号(有保护二极管的)的电平为低，在挂起状态下不能驱动转为低信号的则必须加缓冲器。

结语

便携式设备的电能管理已成为系统的一部分。若希望设计出成功的产品，需要充分地了解系统并注意其中的各种细节。