近兩年功耗對(duì)于電子行業(yè)的影響可以說愈發(fā)重要，尤其是在目前倡導(dǎo)節(jié)能減排和諧社會(huì)的大環(huán)境下，它更是受到了全行業(yè)的關(guān)注。在過去的2009年，低功耗的設(shè)計(jì)理念幾乎貫穿于所有的產(chǎn)品和芯片的設(shè)計(jì)中，而在2010年，低功耗技術(shù)也將繼續(xù)成為業(yè)界的聚焦點(diǎn)，在2010年低功耗產(chǎn)品將會(huì)是市場(chǎng)的主流。

      作為在電源行業(yè)有著卓著成績的安森美半導(dǎo)體公司以及在嵌入式方面的領(lǐng)導(dǎo)廠商ARM，在低功耗方面有哪些領(lǐng)先的技術(shù)？在今后又將會(huì)朝著怎樣的方向發(fā)展呢？今天我們就針對(duì)功耗這個(gè)話題，采訪了安森美半導(dǎo)體電源及便攜產(chǎn)品全球銷售及營銷高級(jí)總監(jiān)鄭兆雄先生以及ARM中國總經(jīng)理吳雄昂，對(duì)于低功耗技術(shù)做一總結(jié)與展望。

      ARM中國區(qū)總經(jīng)理吳雄昂

      EEWORLD記者：盤點(diǎn)2009年，“低功耗”的理念是不是貫穿于所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)？低功耗技術(shù)主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域的產(chǎn)品？

      鄭兆雄：的確，“低功耗”的理念幾乎貫穿于所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。汽車、通信、計(jì)算機(jī)、消費(fèi)、LED照明、醫(yī)療、工業(yè)及電源等領(lǐng)域都需要低功耗技術(shù)。

      ARM：我們注意到，09年以來，低功耗的理念深入人心，在大多數(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，特別是新產(chǎn)品和新應(yīng)用上，得到了很好的體現(xiàn)。主要包括：移動(dòng)應(yīng)用，比如手機(jī)、上網(wǎng)本、電子書等，消費(fèi)者希望延長電池壽命；家庭應(yīng)用，比如數(shù)字電視、機(jī)頂盒等，消費(fèi)者希望降低電能的消耗；嵌入式應(yīng)用，包括電機(jī)控制、新能源汽車、LED照明、智能電表、無線傳感器等，消費(fèi)者希望改變能源的使用方式。

      EEWORLD記者：低功耗技術(shù)能給我們的生活和工作帶來了哪些影響？

      鄭兆雄：各種電子電器遍布于人們的工作和生活中。低功耗技術(shù)的運(yùn)用及普及，能幫助我們提高電能使用的效率，降低電能消耗，間接幫助減少溫室氣體排放，保護(hù)環(huán)境。當(dāng)然，相應(yīng)地可以幫助降低電費(fèi)開銷。此外，還可幫助人們延長采用電池供電的便攜產(chǎn)品的電池使用時(shí)間，改善用戶體驗(yàn)。

      ARM：如上所述，低功耗技術(shù)已經(jīng)用到了我們生活和工作的方方面面，有時(shí)候我們甚至體會(huì)不到。一方面，人們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，會(huì)更多地考慮能效的因素，給消費(fèi)者提供更多的選擇；另一方面，新產(chǎn)品的引入，會(huì)改變消費(fèi)者使用能源的習(xí)慣。

      EEWORLD記者：在芯片的設(shè)計(jì)中主要從哪幾個(gè)方面來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的低功耗？

      鄭兆雄：安森美半導(dǎo)體通過整體途徑來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的低功耗，包括提升工作模式的能效、降低待機(jī)模式的能耗，及改善功率因數(shù)。

      ARM：1）采用低功耗、高能效的CPU內(nèi)核及關(guān)鍵IP，比如Flash、SRAM等 2）選用低功耗物理庫 3）考慮多種工作模式，包括待機(jī)模式和深度睡眠模式 4）減少不必要的片外存儲(chǔ)器訪問 5）考慮采用DVFS等技術(shù)，結(jié)合系統(tǒng)軟件，降低功耗。

      EEWORLD記者：安森美半導(dǎo)體在低功耗技術(shù)中有哪些不同于其他廠商的技術(shù)優(yōu)勢(shì)？

      鄭兆雄：安森美半導(dǎo)體的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)就是以整體途徑來實(shí)現(xiàn)低功耗和高能效，符合美國“能源之星”、中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院(CNIS)及歐盟耗能產(chǎn)品(EuP)指令等全球各地的能效標(biāo)準(zhǔn)。例如，我們的多款GreenPoint?電源參考設(shè)計(jì)在業(yè)界率先符合80 PLUS等標(biāo)準(zhǔn)。具體來說，安森美半導(dǎo)體的整體途徑包括：
      1) 降低待機(jī)能耗：
      采用更好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如準(zhǔn)諧振(谷底開關(guān))、在2段式轉(zhuǎn)換器關(guān)閉PFC段
      采用新技術(shù)，如頻率反走、跳周期、軟跳周期、高壓啟動(dòng)電路等
      2) 提升工作能效：
      采用更好的器件，如FET和二極管
      采用更好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如頻率反走、同步整流，軟開關(guān)：準(zhǔn)諧振、完全諧振、有源鉗位等
      3) 改善功率因數(shù)：
      將PFC與主轉(zhuǎn)換器結(jié)合
      優(yōu)化指定應(yīng)用和電平的PFC控制模式，如不連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)、臨界導(dǎo)電模式(CrM)和連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)

      ARM：ARM一直致力于推動(dòng)移動(dòng)應(yīng)用的創(chuàng)新，在低功耗設(shè)計(jì)上經(jīng)驗(yàn)豐富。從CPU設(shè)計(jì)角度上，采用了獨(dú)特的Thumb 2指令集，提高代碼密度，在流水線、總線結(jié)構(gòu)、中斷響應(yīng)等方面進(jìn)行優(yōu)化，從而提高能效；在物理實(shí)現(xiàn)上，提供業(yè)內(nèi)先進(jìn)的物理庫和電源管理單元，比如180nm ULL工藝，PMK等，實(shí)現(xiàn)超低的漏電流。

      EEWORLD記者：提起低功耗，您覺得安森美在2009年最強(qiáng)一款產(chǎn)品是什么？請(qǐng)簡要介紹。

      鄭兆雄：安森美半導(dǎo)體在2009年推出了多款高能效、低功耗的產(chǎn)品、方案及參考設(shè)計(jì)，受到客戶及市場(chǎng)的歡迎。如我們?cè)?009年初推出一款255 W ATX電源公開參考設(shè)計(jì)。這參考設(shè)計(jì)在50%負(fù)載、230和240 Vac條件下實(shí)現(xiàn)最高達(dá)90%的能效，并在50%負(fù)載、100和115 Vac條件下提供高于88%的能效。這參考設(shè)計(jì)在20%和100%負(fù)載、100、115、230或240 Vac條件下的能效高于85%。所有這些能效測(cè)量數(shù)據(jù)都是在41厘米(16英寸)長線纜的末端所獲得的，超越 80 PLUS?臺(tái)式個(gè)人電腦銀級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)確保這設(shè)計(jì)可照原樣用于所有標(biāo)準(zhǔn)的臺(tái)式PC配置。此外，安森美半導(dǎo)體的ATX參考設(shè)計(jì)符合IEC 61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)的功率因數(shù)要求，在100、115、230和240 Vac條件下的功率因數(shù)高于0.95。

      ARM：Cortex-M0是ARM在2009年推出的最小、最省電的32位內(nèi)核，它以ARM7 1/3的面積(最小配置12000門)實(shí)現(xiàn)ARM7相同的性能，在180nm ULL工藝下（1.8V電壓），其工作電流僅為47uA/MHz，待機(jī)電流小于0.1uA，深度睡眠電流小于50nA。Cortex-M0非常適合低功耗應(yīng)用，比如電池供電的無線節(jié)點(diǎn)、醫(yī)療設(shè)備、表計(jì)等。

      EEWORLD記者：您覺得在2009年低功耗技術(shù)最主要的一個(gè)變化或者是突破是什么？

      鄭兆雄：從各種能效規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)所關(guān)注內(nèi)容的角度來講，提升電源在輕載狀態(tài)的能效并降低能耗越來越受關(guān)注。

      ARM：更多地從系統(tǒng)的角度考慮能效，從IP、芯片、硬件和軟件的角度綜合考慮如何最大化地節(jié)約能源

      EEWORLD記者：已有的低功耗技術(shù)中哪些還將會(huì)有廣闊的發(fā)展空間？哪些已經(jīng)“黔驢技窮”？

      鄭兆雄：如上所述，諸如頻率反走、同步整流、軟開關(guān)、跳周期等多種低功耗技術(shù)都將有廣闊的發(fā)展空間。

      ARM：在軟硬件的結(jié)合上，特別是復(fù)雜操作系統(tǒng)的電源管理上，還大有可為

      EEWORLD記者：展望2010年，在低功耗設(shè)計(jì)中將會(huì)有哪些值得期待的技術(shù)和解決方案？技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)將是怎樣的？

      鄭兆雄：安森美半導(dǎo)體持續(xù)致力于高能效技術(shù)開發(fā)，如旨在提升PFC能效的交錯(cuò)式PFC和無橋PFC，旨在提升PWM能效的軟開關(guān)和雙電感加單電容(LLC)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及交錯(cuò)式LLC(ILLC)，以及次級(jí)同步整流等。這些技術(shù)有助于進(jìn)一步提升電源能效，降低功耗。

      ARM：2010年，基于Cortex-M0的芯片將大量上市，為各種各樣的低功耗應(yīng)用提供解決方案；同時(shí)，會(huì)有更多的本土芯片廠商采用Cortex-M0進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)。