低功耗：营造绿色地球

      近两年功耗对于电子行业的影响可以说愈发重要，尤其是在目前倡导节能减排和谐社会的大环境下，它更是受到了全行业的关注。在过去的2009年，低功耗的设计理念几乎贯穿于所有的产品和芯片的设计中，而在2010年，低功耗技术也将继续成为业界的聚焦点，在2010年低功耗产品将会是市场的主流。

      作为在电源行业有着卓著成绩的安森美半导体公司以及在嵌入式方面的领导厂商ARM，在低功耗方面有哪些领先的技术？在今后又将会朝着怎样的方向发展呢？今天我们就针对功耗这个话题，采访了安森美半导体电源及便携产品全球销售及营销高级总监郑兆雄先生以及ARM中国总经理吴雄昂，对于低功耗技术做一总结与展望。

      ARM中国区总经理吴雄昂

      EEWORLD记者：盘点2009年，“低功耗”的理念是不是贯穿于所有的产品设计？低功耗技术主要应用于哪些领域的产品？

      郑兆雄：的确，“低功耗”的理念几乎贯穿于所有的产品设计。汽车、通信、计算机、消费、LED照明、医疗、工业及电源等领域都需要低功耗技术。

      ARM：我们注意到，09年以来，低功耗的理念深入人心，在大多数的产品设计，特别是新产品和新应用上，得到了很好的体现。主要包括：移动应用，比如手机、上网本、电子书等，消费者希望延长电池寿命；家庭应用，比如数字电视、机顶盒等，消费者希望降低电能的消耗；嵌入式应用，包括电机控制、新能源汽车、LED照明、智能电表、无线传感器等，消费者希望改变能源的使用方式。

      EEWORLD记者：低功耗技术能给我们的生活和工作带来了哪些影响？

      郑兆雄：各种电子电器遍布于人们的工作和生活中。低功耗技术的运用及普及，能帮助我们提高电能使用的效率，降低电能消耗，间接帮助减少温室气体排放，保护环境。当然，相应地可以帮助降低电费开销。此外，还可帮助人们延长采用电池供电的便携产品的电池使用时间，改善用户体验。

      ARM：如上所述，低功耗技术已经用到了我们生活和工作的方方面面，有时候我们甚至体会不到。一方面，人们在设计产品时，会更多地考虑能效的因素，给消费者提供更多的选择；另一方面，新产品的引入，会改变消费者使用能源的习惯。

      EEWORLD记者：在芯片的设计中主要从哪几个方面来实现产品的低功耗？

      郑兆雄：安森美半导体通过整体途径来实现产品的低功耗，包括提升工作模式的能效、降低待机模式的能耗，及改善功率因数。

      ARM：1）采用低功耗、高能效的CPU内核及关键IP，比如Flash、SRAM等 2）选用低功耗物理库 3）考虑多种工作模式，包括待机模式和深度睡眠模式 4）减少不必要的片外存储器访问 5）考虑采用DVFS等技术，结合系统软件，降低功耗。

      EEWORLD记者：安森美半导体在低功耗技术中有哪些不同于其他厂商的技术优势？

      郑兆雄：安森美半导体的独特优势就是以整体途径来实现低功耗和高能效，符合美国“能源之星”、中国标准化研究院(CNIS)及欧盟耗能产品(EuP)指令等全球各地的能效标准。例如，我们的多款GreenPoint®电源参考设计在业界率先符合80 PLUS等标准。具体来说，安森美半导体的整体途径包括：
      1) 降低待机能耗：
      采用更好的拓扑结构，如准谐振(谷底开关)、在2段式转换器关闭PFC段
      采用新技术，如频率反走、跳周期、软跳周期、高压启动电路等
      2) 提升工作能效：
      采用更好的器件，如FET和二极管
      采用更好的拓扑结构，如频率反走、同步整流，软开关：准谐振、完全谐振、有源钳位等
      3) 改善功率因数：
      将PFC与主转换器结合
      优化指定应用和电平的PFC控制模式，如不连续导电模式(DCM)、临界导电模式(CrM)和连续导电模式(CCM)

      ARM：ARM一直致力于推动移动应用的创新，在低功耗设计上经验丰富。从CPU设计角度上，采用了独特的Thumb 2指令集，提高代码密度，在流水线、总线结构、中断响应等方面进行优化，从而提高能效；在物理实现上，提供业内先进的物理库和电源管理单元，比如180nm ULL工艺，PMK等，实现超低的漏电流。

      EEWORLD记者：提起低功耗，您觉得安森美在2009年最强一款产品是什么？请简要介绍。

      郑兆雄：安森美半导体在2009年推出了多款高能效、低功耗的产品、方案及参考设计，受到客户及市场的欢迎。如我们在2009年初推出一款255 W ATX电源公开参考设计。这参考设计在50%负载、230和240 Vac条件下实现最高达90%的能效，并在50%负载、100和115 Vac条件下提供高于88%的能效。这参考设计在20%和100%负载、100、115、230或240 Vac条件下的能效高于85%。所有这些能效测量数据都是在41厘米(16英寸)长线缆的末端所获得的，超越 80 PLUS®台式个人电脑银级能效标准确保这设计可照原样用于所有标准的台式PC配置。此外，安森美半导体的ATX参考设计符合IEC 61000-3-2标准的功率因数要求，在100、115、230和240 Vac条件下的功率因数高于0.95。

      ARM：Cortex-M0是ARM在2009年推出的最小、最省电的32位内核，它以ARM7 1/3的面积(最小配置12000门)实现ARM7相同的性能，在180nm ULL工艺下（1.8V电压），其工作电流仅为47uA/MHz，待机电流小于0.1uA，深度睡眠电流小于50nA。Cortex-M0非常适合低功耗应用，比如电池供电的无线节点、医疗设备、表计等。

      EEWORLD记者：您觉得在2009年低功耗技术最主要的一个变化或者是突破是什么？

      郑兆雄：从各种能效规范标准所关注内容的角度来讲，提升电源在轻载状态的能效并降低能耗越来越受关注。

      ARM：更多地从系统的角度考虑能效，从IP、芯片、硬件和软件的角度综合考虑如何最大化地节约能源

      EEWORLD记者：已有的低功耗技术中哪些还将会有广阔的发展空间？哪些已经“黔驴技穷”？

      郑兆雄：如上所述，诸如频率反走、同步整流、软开关、跳周期等多种低功耗技术都将有广阔的发展空间。

      ARM：在软硬件的结合上，特别是复杂操作系统的电源管理上，还大有可为

      EEWORLD记者：展望2010年，在低功耗设计中将会有哪些值得期待的技术和解决方案？技术发展的趋势将是怎样的？

      郑兆雄：安森美半导体持续致力于高能效技术开发，如旨在提升PFC能效的交错式PFC和无桥PFC，旨在提升PWM能效的软开关和双电感加单电容(LLC)拓扑结构及交错式LLC(ILLC)，以及次级同步整流等。这些技术有助于进一步提升电源能效，降低功耗。

      ARM：2010年，基于Cortex-M0的芯片将大量上市，为各种各样的低功耗应用提供解决方案；同时，会有更多的本土芯片厂商采用Cortex-M0进行低功耗设计。