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新技術降低了節能型嵌入式計算機系統的成本

2015-09-02 17:50:25 未知

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“使用我們的技術，我們已經能夠創造的原型系統與電源轉換器具有能源效率和低成本的結合， - 就我們已經能夠告訴我們 - 是無法比擬的事情目前市場上，”亞歷克斯·迪恩，合著者對工作的文件和電氣和計算機工程在北卡羅來納州的副教授說。

要了解新的技術，你必須知道一點關于嵌入式系統。一方面，他們需要一個電源。并最大限度能量效率，該系統應設計成使用的最佳電壓可以操作。有時，這意味著用于運行電路所需要的最低電壓。在其他時間，這意味著提高了電壓略微這樣系統就可以完成的工作關口前移，然后進入低功耗睡眠模式。

但是，電池通常把沒電的電壓電平，使系統運行效率低下;通常，電池拿出更多的電壓比系統的需求。改變電壓到最佳水平，一個系統可以使用一個電源轉換器。

最有效的電源轉換器，稱為開關模式電源轉換器，有兩個部分。其中一個部分由“功率級”的硬件控制存儲和流通力量。另一部分則是“控制”，這允許轉換器響應改變為功率或更改的嵌入式系統的需求在能量從功率源的流動，或者甚至提供保護，防止極端溫度和設備故障。該控制器可以是一個專門設計的電路或它運行特殊控制軟件的單獨的處理器。

具有動態響應的功率變換器也很重要，因為它允許嵌入的系統更高效節能;該系統可以進入睡眠狀態，然后迅速操作，然后關閉回落 - 和功率變換器可以相應地調整功率的流動。

“我們的進步是我們用過的實時系統的設計原則和電源轉換器軟件整合到嵌入式系統處理器。這些方法保證嵌入式系統的處理器上的其他軟件不會影響電源轉換器的正確操作，”院長解釋道。 “這省去了一個單獨的處理器或控制器電路上的電源轉換器本身，這又使整個系統更便宜。”

這也使得在嵌入式系統更小，更輕和更靈活。

“由于嵌入式系統的軟件和功率轉換器軟件在單個芯片上使用共享的處理器，它使開發更為協調地控制兩個系統的功能和相關的需求的那些功能可以在電源轉換器作出，”迪恩說。

研究人員得出了使用新技術的兩個函數原型轉換器和他們相比幾十個市場上的其它兼容的電源轉換器 - ，發現沒有其他的轉換器可以匹配成本低，效率高的原型“組合。

“我們的第二個最好的原型機有效率高達90％ - 能源的不到10％被浪費了，”迪恩說。 “我們最好的原型有95％的效率，而且都有過大約50美分的零部件成本。所有其他轉換器或者成本更高，分別為低效率或兩者兼而有之。”