提高有功模式效率以满足“能源之星”要求

各模块启动/关断的正确时序。通过打开或切断与不同功能模块连接的负载开关，可以使系统进入待机模式。一旦GPIO或I2C发出命令，低功耗DSP就退出待机模式，解码接收到的信号，通过负载开关启动整个系统。

图10 负载开关关断子电路

数字处理器
处理器芯片的关键在于使用低功耗技术，在待机期间减小内部工作电压，把板上振荡器频率降至低速，并优化电路，降低功耗。对于任何处于有功或待机模式下的逻辑模块，半导体行业都提供有一些相应的解决方案，可帮助降低这些损耗。

时钟门控是一项可用于降低系统有功功耗的技术。它只在有未决任务时启动特定逻辑模块的时钟。若没有未决任务，特定逻辑模块的时钟可被关断，故只减小该模块的有功功率。

还有一种更好的时钟门控解决方案，即切断未在使用的那些逻辑模块的供电。由于有功功率同时与电源电压和频率有关(V2)，我们可以动态控制电源电压，或根据计算任务的强度调节处理器的时钟频率，以此来控制有功功率。若性能要求不高，系统可以降低器件的频率和供电电压。

图11 通过I2C控制实现Vout的动态电压调节

结语
关于提高满载条件下的效率，必须改变传统的思考方式，转而着眼于通过降低功耗来提高满载与轻载条件下的效率。

系统工程师必须重点关注架构级和元件级优化的改进，以实现最高效的设计和最低的功耗。特别需要注意的是低磁化电流变压器设计，通过降低轻载下铜损耗来提高效率。

此外，还需要通过顶层系统回顾，以找出给定系统中的所有损耗，然后利用带PFM或突发模式的控制器来降低轻载功耗。最后，划分功率岛区，根据需要利用负载开关来启动/关断子电路，也可以降低待机功耗。