《嵌入式系统设计师教程》读后感：2.6嵌入式系统电源

忘是亡心i 2022-05-27 00:17 291阅读 0赞

《嵌入式系统设计教程》是全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试中嵌入式系统设计师级别的考试用书。

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# 2.6.1 电源接口技术 #

> 所有嵌入式系统设计都必须包含电源，可以选择AC电源插座或电池供电。

AC电源还可以细分为内置电源和外置电源两种，系统最终需要的是DC电源，需要一个AC-DC电路将AC电源转换成DC电源。如果这个AC-DC电路是内置的，那就是内置电源型的，外部只需要一根品字电源线就可以了，这种类型就像台式机；如果AC-DC电路是外置的，那就是外置电源型，这个外置AC-DC电路也就是书中所说的交流适配器，这种类型就像笔记本电脑。

除了AC电源和电池供电外，还有总线供电、感应供电、自发电这几种供电方式。

总线供电的有USB、M-Bus、PoE以及工业控制上常用的4～20mA。这类总线在提供通信的同时给设备提供电源。

感应供电主要就是IC卡了，IC卡是没有电池的，但是IC卡上有一个接收线圈，它靠近读卡器时，接收线圈可以从读卡器上的发送线圈耦合产生电磁感应，从而产生电能给IC卡供电。基于IC卡发展起来的NFC采用了同样的供电形式，最近火热的无线充电也属于这类供电，还有无源键盘等。

自发电指的是设备自身可以通过某些物理作用自己产生电能，例如无线门铃，它靠手按下门铃的瞬间发电来产生电能，其他的比如利用太阳能电板供电的，利用冷热交换产生电能等等。

# 2.6.2 电源管理技术 #

> 有效功耗与切换频率成线性比例，但与电源电压平方成正比。经较低的频率运行应用与在全时钟频率上运行该应用并转入闲置相比，并不能节约多少功率。但是，如果频率与平台上可以用的更低操作电压兼容，那么就可以通过降低电压来大大节约功耗，这正是因为存在上述平方关系的缘故。

有效功耗就是指动态功耗，切换频率也就是时钟频率。看来降低电源电压是降低功耗的硬道理啊，电压降低以后，频率也要随之降低，最高工作频率与电源电压有关。

> 动态电压调整技术（DVS）就利用了CMOS工艺处理器的峰值频率与供电电压成正比这一特点。

频率与电压成正比，大概是因为电压越高MOS管的导通时间越短吧。

> 大多数数字电路的输出端在输出低电平时，其功耗远大于输出高电平时的功耗，设计时应注意控制低电平的输出时间，闲置时使其处于高电平输出状态。

这应该是针对TTL电路讲的，TTL低电平驱动能力大于高电平的驱动能力，所以低电平会有更大的功耗，多数控制信号（例如CS信号）是低电平有效大概也是出于这个原因吧。现在大部分是CMOS电路，CMOS电路的低电平驱动能力和高电平驱动能力是相当的。但为了与历史相兼容仍然可以按照书中所讲的去做，即使是CMOS时代，控制信号大多也是低电平有效的呀。

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