物联网设备的电源管理

　　在消费级或商业级的物联网设备中，电源管理通常是一个非常重要的领域，但他常常被大家所忽略。对于一个利用电池供电的设备，优化动态功耗和静态功耗势在必行。电源的优化有以下三种方式：

　　? 电源管理的控制

　　? 利用IP实现低功耗

　　? 电源感知软件

　　电源管理控制需要考虑电压和频率范围。为了使IoT的设计达到最优，系统工程师需要掌握每一个主要功能模块的功耗状态。下面的表格提供了SoC中模块的不同电源状态所对应的功耗和时钟。

　　在IoT中所使用的IP，应该包含功耗控制部分（Power Wrapper），以此来达到功耗和频率的控制，如下图所示。利用Imagination已经提供了Power Wrapper，可以对IP模块的电源进行控制。

　　利用IP实现低功耗，系统设计者必须首先认识到功耗管理的目标。对于一个IoT设备，他长时间工作在关机状态，大部分的电源消耗在泄露功耗上，因此，选择一个具有低泄露功耗的处理技术是非常必要的。从长远来看，芯片选用高电压值，并利用门控电源技术将是一个非常好的选择。

　　对于一个长时间工作在开机状态的设备（如传感器Hub），动态功耗将占有支配地位。为了减少动态功耗，电源管理要考虑电压和频率的调整。选择一个低压的处理器和存储IP，（如40nm工艺，电源在0.7到0.8V）就是一个不错的设计。

　　对于CPU来说，一个非常实用的减小功耗的方案是降低供电电压，通常被叫做电压调节。对于一个M级的MIPS处理器，比如M5150，与1.08V的供电电压相比，使用0.95V的供电电压可以降低23%的功耗。

　　然而，如果无线系统的工作效率低，将导致很多节省下来的动态功耗被浪费掉。Bluetooth Smart（低功耗蓝牙）通常被认为是功耗非常低的无线通信技术，但是他的低功耗来源于降低点对点的通信范围和低的传输速度。对于需要更高传输速度的应用，Wi-Fi将是一个更好的选择。

　　为了满足这些需求，Imagination开发了Ensigma Whisper ——一个包含基带处理的低功耗Wi-Fi。Whisper使满足802.11标准的低功耗Wi-Fi变成了可能。例如，Whisper可以在2.4GHz波段实现802.11n，功耗仅仅与蓝牙相当。

　　对于IoT设备来说，电源管理是非常重要的，因为IoT设备是移动的，或需要一个很小的电池工作很长一段时间。在设计这些设备的IP时，在考虑低功耗的同时，也要考虑将他们方便的集成到SoC的电源管理方案中。