在智能手表、半自動(dòng)駕駛汽車、健身追蹤器等時(shí)代，不可否認(rèn)物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 幾乎已經(jīng)占據(jù)了我們生活的方方面面。
對(duì)即時(shí)一切的需求已達(dá)到歷史最高水平，而且沒(méi)有放緩的跡象。

這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的核心是普遍的云計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)過(guò)程，這些過(guò)程通過(guò)具有通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或數(shù)據(jù)中心吸取大量信息的獨(dú)特能力的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。雖然物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已經(jīng)成為技術(shù)領(lǐng)域的一部分已經(jīng)有一段時(shí)間了，但正是它們與云的連接才揭示了指數(shù)級(jí)的可能性。

然而，芯片設(shè)計(jì)人員必須應(yīng)對(duì)的核心問(wèn)題是，消費(fèi)者現(xiàn)在期望不斷降低成本的創(chuàng)新周期，同時(shí)希望他們的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備變得越來(lái)越緊湊和即時(shí)響應(yīng)。由于這些需求，芯片設(shè)計(jì)人員不得不做出艱難的決定，以犧牲連接性、個(gè)性化和傳感器處理等重要功能，所有這些都是為了在特定成本目標(biāo)下獲得足夠的電池壽命。

今天的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在研究開(kāi)發(fā)設(shè)備的各種途徑，這些設(shè)備的架構(gòu)可以支持多種無(wú)線連接標(biāo)準(zhǔn)并促進(jìn)最佳電源效率，同時(shí)提供額外的價(jià)值，很多時(shí)候增加了一些人工智能決策能力。這促使采用了某些行業(yè)已經(jīng)使用了數(shù)十年但以前成本過(guò)高的絕大多數(shù) SoC 的額外功率降低技術(shù)。

在全球范圍內(nèi)，公司正在為我們?nèi)粘Ｊ褂玫谋銛y式小工具開(kāi)發(fā)附加特性和功能。這些產(chǎn)品成功的關(guān)鍵區(qū)別在于通過(guò)降低復(fù)雜處理任務(wù)的功耗來(lái)延長(zhǎng)電池壽命。

在物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備內(nèi)部，底層芯片執(zhí)行三個(gè)主要功能：傳感、處理和通信。引起業(yè)界對(duì)低功耗設(shè)計(jì)重新燃起興趣的原因是市場(chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備具有高性能、長(zhǎng)電池壽命和移動(dòng)性的需求不斷增長(zhǎng)。

從根本上說(shuō)，低功耗設(shè)計(jì)的目標(biāo)是盡可能地降低功耗的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)分量。這些功率組件中的每一個(gè)的值都與頻率、峰值電流、電壓等因素直接相關(guān)。為了在消耗最少功率的同時(shí)獲得最佳性能，通過(guò)各種低功耗技術(shù)和方法來(lái)測(cè)試這些因素中的每一個(gè)的折衷方案，以滿足不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。

在開(kāi)發(fā)低功耗設(shè)計(jì)時(shí)，有多種方法可供選擇：

• 多電壓域：通過(guò)這個(gè)過(guò)程，芯片的操作組件根據(jù)性能特征被分配到不同的電壓域塊中?；驹O(shè)計(jì)不是將整個(gè)區(qū)域歸類為高性能，而是有助于確定芯片的哪個(gè)區(qū)域需要更高的電壓才能正常工作。
• 電源門控：根據(jù)其電源域，IC 內(nèi)的功能被劃分為多個(gè)模塊，很像多電壓方法。此過(guò)程實(shí)質(zhì)上是完全關(guān)閉模塊的電源，從而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)節(jié)能。
• 寄存器保留：在這種技術(shù)中，塊中的觸發(fā)器子集或所有觸發(fā)器在塊關(guān)閉時(shí)保存其先前的值;打開(kāi)時(shí)，值將恢復(fù)。通過(guò)縮短恢復(fù)模塊原始狀態(tài)所需的時(shí)間和步驟，這改善了整體加速時(shí)間并節(jié)省了電力。這種方法通常與電源門控技術(shù)結(jié)合使用。
  
• 時(shí)鐘門控：通過(guò)減少整體開(kāi)關(guān)活動(dòng)和對(duì)多個(gè)多路復(fù)用器的需求，時(shí)鐘門控降低了使用的動(dòng)態(tài)功耗并節(jié)省了大量面積。

除了上述低功耗設(shè)計(jì)方法外，還需要有效管理壓縮的 AI 算法，這可能會(huì)提供較低的靈活性但功耗要低得多。隨著硬件和軟件協(xié)同設(shè)計(jì)變得越來(lái)越普遍，這種意識(shí)形態(tài)的支點(diǎn)改變了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)世界并徹底改變了關(guān)于電源的對(duì)話。

為了滿足世界對(duì)即時(shí)連接、提高移動(dòng)性和人工智能部署不斷增加的需求，公司將不得不投資于升級(jí)的 SoC 設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)優(yōu)化和定制工具，這些工具使用特定的 IP 硬件和軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)路線圖將以提高運(yùn)營(yíng)效率為基礎(chǔ)，這可能會(huì)延遲下一代成本降低，但顯然會(huì)為用戶增加顯著價(jià)值。