关于低功耗设计的分析介绍

当需要把设备放置在难以接近的地方时，功耗就成了一个非常关键的指标了。依据应用不同，设备要么能长时间独立操作，要么足够小以便不显得突兀，这两种情况都要求极低功耗。因为低功耗应用潜力非常巨大且不断增加，所以低功耗设计需求日益高涨。考虑到目前解决方案的复杂性，这一技术挑战性其实也相当大。

远程放置设备需要低功耗

低功耗设备的第一类应用场所是设备安置点难以到达或附近没有现成电源。这方面最极端的例子就是火星探测器。一旦探测器被发射，降落在某颗红色行星上，基本上没有人有机会去更换电池，以让这些探测器持续工作。它们依赖初始电池提供的能量，并通过太阳能来获得补充。为进行研究和分析，并将结果传回地球，这里须要采用超低功耗技术。

尽管离大本营稍近一些，许多工业应用也是不易接近但依然需要传感器这样的电子器件以监测工作状况。虽然这些传感器可以选择使用压电、太阳能或热电发电装置，但它们依然需要尽可能高效地使用已有能源。

医疗应用需要低功耗

在医疗领域，低功耗是一个必备特性。美国占据了全球市场约60％的医疗应用，并且以7.2％的年平均增长率在不断上升。微创外科手术（占所有手术量的80%）的需求，在持续上涨，需要创建更小的器件，以方便外科医生进行相关操作。

这其中的一个案例就是起搏器，它必须依靠电池才能工作。在某个时间点，电池须要更换，这时整个起搏器也要被替换。目前，每年大约有10万个起搏器须要更换，并且每个更换成本高达1万美元左右。如果心脏起搏器能多持续1年工作时间，每年将节约可观的费用，特别是随着人口老龄化，更多的起搏器须要植入。

第二个需要超低功耗的案例是胶囊摄像机。正如其名称所暗示，这是一个胶囊外形的摄像机。它目前还是一个比较新的应用，2013年预计其增长率为5%，年产值将超过5亿美元。虽然每个公司的尺寸有所不同，一个22毫米X11毫米的“胶囊”并不鲜见，而这只不过同强力布洛芬胶囊一样大。胶囊摄像机可以每秒拍几张照片，并持续约8个小时。然而，随着技术的发展可以实现更低的功耗，在相同时间内可以获取更多的图片，这就可以达到更好的诊断效果。

消费类产品也需要低功耗

实际上不仅一些利基市场可以从超低功耗器件中获益，消费类市场也可以。随着消费电子设备变得越来越小，其功能似乎成指数增长。这意味着电池只能占用更小的空间，但又必须支撑设备更长的运行时间。您能想象您的iPhone在充电后只能使用1小时吗？

低功耗技术已经几乎应用在我们使用的每一台设备中了。虽然不是“超”低功耗，但相比于我们讨论过的其他应用，这种普遍存在性在五年前就被认为应该如此。我相信，5年后当我们再度回首时，这些低功耗技术可能看起来就非常落伍了。