李成曜
南京大学金陵学院 江苏省南京市 210089
摘 要：电子通信节能已经成为目前电子领域中全新的发展趋势，不但关系到企业核心竞争水平，也直接影响到电子通讯领域的发展，受到越来越多人的关注。将嵌入式技术融入到节能系统之中，需要涉及到诸多系统结构，诸如控制模块、功能模块、交互模块等。因此本文就针对电气系统中的通信节能技术展开深入剖析，探究如何更加有效地应用嵌入式服务，分别从软硬件等方面进行论述。
关键词：嵌入式技术；电子通信；节能技能；控制线路
电子通信领域的出现，打破了传统的生产生活模式，进一步带动国家经济发展，但与此同时能源问题也成为主要关注点。为了有效落实可持续发展战略，就需要做好节能保护，不仅要推动技术创新，还要降低能源消耗。嵌入式技术是通过内部主控设备完成相关功能应用，目前已经广泛应用在通信领域的各个环节之中。面对全新发展态势，需要进一步挖掘技术优势，减低能耗，提高企业竞争力。
1嵌入式系统低功耗技术分析
嵌入式系统是为达到指定功能服务而设计的独立计算机系统，虽然具备整套计算机性能，但同PC结构也有一定差异，能够融入到不同领域之中。常见的嵌入式系统有微控制器、操作系统和外部组件等，因此为了进一步探究如何降低能源消耗，可以从软硬件两部分展开：
首先来说，硬件系统涉及到材料结构、供能模块以及技术服务等，物理材料作为最基本的环节，伴随技术水平的逐步提高，其材料性能要求也随之提升，材料优化也成为重点研究方向，对节能起到十分关键的作用。供能模块作为能源最直接的部分，在系统运行中，不单单要分析电池耐用性，还需要进行能源优化。针对大多数移动装置来讲，如何提升续航和降低消耗都是重点所在。技术服务主要关系到嵌入式系统的开发和制造，需要不断优化。就微控制器来说，应当保留同目标功能直接关联的功能，消除冗余部分，提高集成性能。
其次，软件系统主要包括有文件管理、操作系统和图形界面等。随着硬件系统不断优化升级，软件部分的能耗优化也成为重点，例如借助算法升级，消除计算的冗余部分，可以有效降低能耗。大多数嵌入式系统也逐步采用高级语言进行程序设计，不断优化算法架构。也就是保持系统核心软件的正常运行，将不必要部分置于节能态，因此技术人员要从这一方面继续深挖，应用先进技术。
2嵌入式技术在电子通信节能中的应用
2.1用于电源调度管理
一般来说，采用单任务或多任务节点调度可以显著降低系统能源消耗。特别是对于体量较小的嵌入式系统来说，可以将未运行工作模块置于关闭状态，以此实现节能要求。目前轻量化嵌入式系统已经具有不同模式的调度体系，同时可以将有限资源高度利用。诸如动态电源管理。基于有关研究结果不难发现，采用电源管理可以降低至少二分之一的电能消耗。目前调度模式一般会集成在主控系统之中，尚难以衍射到其他外部组件之中。有研究人员提出将电池作为嵌入式系统的感知模块，分别采用优化放电功率和集成式分布两种方案。这两类调度模式均能有效配置电压闲置状态，平衡放电功率，保证功率曲线达到要求。
2.2用于软件电源优化
从电子通信系统的实际运行来看，能源消耗过程大部分集中在数据交互环节，而这类交互动作形成的能耗是由系统运行的软件程序所决定的。
部分研究人员在操作过程中融入能耗分析，所以对某些调度算法进行精确评测。主要是从软件功能和能耗程度两个方面进行对比研究。以能源为基础进而提出不同调度模式，经由实际测试结果可以看出，平衡性能和功耗的调度模式具有实际意义。利用技术优化不仅可以降低能耗，还可以同需求导向相适应。但实际中在指令调整方面存在一定困难。根据仿真结果可以发现，将性能作为主要因素的调度优化可以降低至少三分之一的消耗。而这也给便携式嵌入式系统提供了发展空间。一般受制于体积要求和便携性，系统续航性能就成为重点关注部分，也给企业提出更高要求。
2.3用于降低电子通信功耗
电子通信装置中总线集成的无线传输是芯片运行时主要的能耗源。通过编码技术可以显著改善能耗情况，极大改善了延迟问题和吞吐速率。部分研究人员通过嵌入式总线编码设备，完成编码优化后，可以更好的实现指令调整。这是由于能耗出现不单单是来自于独立总线的调整，还包括有不同总线之间的交互行为。经由实验结果可以发现，总线行为的转变可以降低至原能耗总量的80%。此外，也有研究人员提出采用路由移动网络进行能耗优化，找到传输路径中的高带宽部分进行调整。还有部分研究人员通过对比分析路由协议，采用最低功耗类型进行能耗优化。
2.4用于降低安全功耗
电子通信系统中涉及的安全协议范围较广，主要包括有复杂数据交互，但因为大部分功能中数据传输复杂度较高，对运行环境均有着严格要求，所以设计完善的安全协议就显得至关重要。但就传统的嵌入式安全协议来说，在资源调度方面存在一定阻碍。具体出现的问题有存储空间小，无法达到通信带宽需求等。加之电力资源紧缺，就要求对安全协议的能耗进行深度优化。对此，部分研究人员提出一种在低功耗模式下的无线分布网络结构。此类微聚合模式可以为用户提供更加便捷的查询服务，也能够进一步消除无效功耗。
2.5用于降低显示功耗
从传统的轻量化嵌入式系统运行来看，同用户之间的交互十分重要，一般是利用显示屏完成。所以，显示设备中也出现了一定的额外能耗。这一问题被发现后也成为研究的重要方向，当前也出现了大量的功耗优化的显示技术。正如应用最为广泛的LCD液晶显示设备就属于便携式嵌入式系统，其主要由液晶屏幕、缓冲空间、逆变组件和背光灯组成。所以就进一步提高了人机交互的重要性。一般应用程序的额外功耗是因为人工控制而产生的，造成CPU延迟上升。部分研究人员选用系统级低功耗显示技术，通过变频技术和动态补偿进行调节，不断优化对比度和光亮强度，以此实现降低功耗要求。随着近几年手持终端的推广，越来越多的系统可以采用GUI服务来降低消耗。
3结束语
纵观近年来的发展，电子通信体系逐步趋于完善，市场竞争激烈程度不断升高。电子产品层出不穷，迭代速度不断加快，产品在性能方面的差异不断缩减，为了提高企业竞争力，就需要从其他方面进行优化，其中节能便成为重点环节。嵌入式系统的深入应用，对能耗降低具有积极作用，且具有良好的发展前景，更好的发挥出嵌入式系统效用。
参考文献：
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作者简介：李成曜（1997-10-28），男，侗族，籍贯：贵州省凯里市，学历：本科，研究方向：电子信息科学与技术