如何确保功能齐备的便携式电子产品充分发挥其能源效益

如何处置暂停使用的外围设备

我们只要关闭暂停使用的外围设备，便可减低大部分微控制器的耗电量。CP3000 系列芯片分别为每一外围设备区块提供启动位。这款芯片可以支持这么多外围设备，根本没有任何应用可以完全用尽这些外围设备区块，因此必定有部分外围设备区块暂时未用。为了降低功耗，这些未用的外围设备区块必须全部关闭。

由于外围设备所需的时钟频率与系统的时钟频率不同，也由于外围设备的时钟频率不受所采用的电源管理模式操控，因此 CP3000 芯片的时钟合成模块负责为这些外围设备提供独立的时钟。为了尽量节省能源，有关应用应关闭这些未用外围设备的辅助时钟。

如何处置暂停使用的端口管脚

我们若任由没有被驱动的 CMOS 输入端浮动至逻辑电平介于 0 与 1 之间的输入电压范围，便会耗用大量的供电。输入/输出端口若配置为输入端，而且任由其自由浮动，上述情况便有可能出现，因此任何并非外在驱动、或拉高/拉低的输入端口便应配置为输出端。CP3000 端口电路设有可编程的上拉功能，随时可以加以利用，以免没有被驱动的输入端自由浮动。

CP3000 的端口管脚在芯片复位后配置为输入端，这是 CP3000 芯片的预设配置。采用这样的配置是有必要的，因为外接元件可能会驱动这些端口管脚。这些端口管脚若预设为输出端，微控制器与外接元件可能会在复位后互相争夺使用缓冲区。因此，有关应用有责任在复位后配置没有被驱动的端口管脚。

后台技术

后台的电源管理技术与有关应用之间可能会产生交互作用，以致有关应用可能需要作出相应的配合，但这些电源管理技术也可能完全不受有关应用操控。即使两者互不干扰，设计软件程序的工程师可能需要设定中断指令或调动其他资源，以便为这些电源管理技术提供支持。这些设计程序的工程师也可能需要了解这些技术的实际运作，以免有关应用与电源管理技术之间出现意想不到的干扰。例如，不必要的显示刷新或磁盘存取操作可能会对其中部分操作流程造成干扰，使已停止使用一段时间的显示器背光系统或磁盘机马达无法关闭。

活动监控程序

许多系统设计所采用的外围设备如显示器背光系统及磁盘机马达比微控制器更为耗电。对于这类设计来说，专门监控个别外围设备的活动监控程序可以大幅改善系统的能源效益。活动监控程序有本身的计时器，受监控的外围设备无论进行哪样的工作，都可避免计时器超过其设定时限。若计时器出现溢位或下溢 (出现哪一情况取决于计时器的设置)，会将外围设备关闭或将之置于低功率的模式。

典型的活动监控程序利用实时操作系统 (RTOS) 提供的服务编定后台任务，以便处理已排程的事项，其中包括活动监控程序的任何资料更新。有关的后台任务必须预早编定，以便实时操作系统可以按照某一固定频率定时提出任务呼叫，一般来说每 10 至 100 毫秒 (ms) 之内呼叫一次。一旦已发出任务呼叫，任何必须执行的已排程工作都需要接受后台任务的审查，审查完毕后有关的后台任务便会暂停，直至再发出呼叫为止。

有关系统也可利用信号量或不同任务之间的信息传递功能，以便发布某一外围设备正在进行存取的信息。系统发出后台任务呼叫之后，会先核查有关设备是否已收到信号。若有关信号仍未收到，计数器的数字会调高。若计数器出现溢位，系统便会关闭外围设备。若有关信号已收到，计数器便会进行复位。

进入有关设备进行存取的设备驱动器可能会确定复位信号的真伪。当系统呼叫驱动器进入设备执行某一驱动器功能时，驱动器会确定后台任务信号的真确性。若驱动器本身没有这个功能，工程师可以先修改驱动器的源代码，然后加以重新编译，以便提供这个功能，但若这样做，驱动器便不再属于标准的一类。若果必须确保相关源代码及程序可与驱动器程序库的新版程序兼容，有一个具有较高便携性的解决方案可供选择，那就是先设定一组可传送有关信号的功能或宏指令，然后才呼叫标准的驱动器。

监控功能也可以利用硬件执行。外围设备进行存取时，计时器可以监控硬件的活动信号。计时器可视为自发计数器，每当受监控信号的真确性获得确定之后，计时器便会重新进行设定。若果计时器出现溢位，便会向中央处理器发出中断信号。中断服务例行程序随后便会关闭相关的外围设备。

硬件监控器的响应可能比软件监控程序快，但对于监控外围设备的监控程序来说，速度通常并不重要。即使利用软件方案关闭显示器背光系统会出现 100ms 的延迟，但对电池寿命来说，所产生的影响可说微不足道。况且，完全利用软件进行监控的解决方案也比较容易执行，因为活动监控程序只需集中处理一项工作，而且工程师可以只认识源代码，不必对硬件计时器的结构有任何认识。此外，软件方案具有较高的便携性，因为有关的程序不会固定装设在任何特定的硬件计时器之内。但软件方案需要占用较多的中央处理器带宽，若系统需要经常进入受监控的外围设备进行存取，这是一个需要慎重考虑的问题。