Bärbara produkter används i allt större utsträckning. Eftersom dessa system är batteridrivna är det viktigt att minska strömförbrukningen. I detta betänkande ger vi egenskaperna hos låg effekt design och tekniker för att utnyttja dem på arkitekturen i systemet. Vi fokuserar på: minimera kapacitans, undvika onödig och slösaktig aktivitet, och minska spänning och frekvens. Vi granskar tekniker för energiminskning i arkitekturen och utformningen av en handhållen dator och det trådlösa kommunikationssystemet, inklusive felstyrning, systemdekomposition, kommunikations- och MAC-protokoll och kortdistansnät med låg effekt. Nyckelord: låg effekt, systemarkitektur, mobil databehandling, trådlös kommunikation. Kravet på portabilitet för handhållna datorer och bärbara enheter innebär allvarliga begränsningar av storlek och strömförbrukning. Även om batteritekniken ständigt förbättras och processorer och displayer snabbt förbättras när det gäller strömförbrukning, är batteriets livslängd och batterivikt frågor som kommer att ha en tydlig inverkan på hur handhållna datorer kan användas. Dessa enheter kräver ofta realtidsbearbetning kapacitet, och därmed kräver hög genomströmning. Strömförbrukning blir den begränsande faktorn för den mängd funktionalitet som kan placeras i dessa enheter. En mer omfattande och kontinuerlig användning av nättjänster kommer bara att förvärra detta problem eftersom kommunikation förbrukar relativt mycket energi. Forskning behövs för att tillhandahålla intelligenta strategier för en noggrann hantering av strömförbrukningen, samtidigt som man fortsätter att tillhandahålla kontinuerliga anslutningar till systemtjänster och tillämpningar. Under de senaste två decennierna har halvledartekniken kontinuerligt förbättrats och lett till allt mindre dimensioner av transistorer, högre förpackningstäthet, snabbare kretsar och lägre effektavledning. Trenden förväntas fortsätta efter år 2000. Under de senaste fem åren har funktionsstorlekarna sjunkit från ca f=0,8μ till ca f=0,35μ. Semiconductor Industry Associates (SIA) har tagit fram en färdplan för de närmaste åren (se figur 1 ). Det förväntas att en funktionsstorlek på f=0.1μ kommer att uppnås under 2007 inom ramen för vår nuvarande CMOS-teknik. Sådana framsteg ger en effektiv områdesökning på ungefär en storleksordning. För att undvika effekten av höga elektriska fält som skulle finnas i mycket små anordningar, och för att undvika överhettning av anordningarna, måste strömförsörjningen skalas ned. Strömförsörjningsspänningen förväntas bli så låg som 1,2 V 2007. Denna snabba teknikutveckling kan användas för flera mål. Det kan användas för att öka prestanda, för att lägga till funktionalitet, men också för att minska energiförbrukningen. Den nuvarande trenden är att fokusera på högpresterande processorer eftersom detta är det område där en halvledarleverantör kan förbättra sin status [5]. Därför är arkitekturen av en allmän ändamål processor de flesta 2 allmänt studerade, och optimeringar för processor prestanda är det huvudsakliga målet. Den avancerade tekniken har lett till ett antal processorer förbättringar som superskalar teknik, minskning av cykeltid, stora on-chip caches, etc. En annan miljö som snabbt kommer att bli viktigare inom den närmaste framtiden är emellertid tillämpningsspecifika eller inbyggda processorer. Målet med dessa processorer är att optimera systemets totala kostnadsprestanda, och inte enbart prestanda. De moderna applikationsspecifika processorer kan använda samma teknik för att öka funktionaliteten för att tillhandahålla tjänster som komprimering och dekompression, nätverksåtkomst och säkerhetsfunktioner. I stället för kompromissen att inkludera "huvudminne" på chippet skulle man exempelvis uttryckligen kunna inkludera dedikerat minnesutrymme för de funktionella enheterna. Detta minne kan användas lokalt för nätverksbuffertar, videobuffertar etc. På så sätt minskas dataflödet i systemet och en flaskhals (tillgång till huvudminnet) undviks. Detta är också ett bra exempel på hur områdesutrymme kan användas för att minska energiförbrukningen, eftersom systemets energiförbrukning också minskar genom att utnyttja denna referensort. I själva verket kommer många tekniker för att minska energiförbrukningen att visa sig ha en kompromiss mellan chipområde och energiförbrukning.
Lågeffektelektronik, strömavtagarlägen och energieffektiv modulering är exempel på arbete i denna kategori REF.
Design techniques for low-power systems
{'venue': 'Journal of Systems Architecture', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}