這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的核心是隨時(shí)隨地的云計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)，這些過程通過連接實(shí)現(xiàn)，需要連接互聯(lián)網(wǎng)交互大量信息。雖然物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備成為技術(shù)領(lǐng)域的一部分已經(jīng)有一段時(shí)間了，但正是它們與云的連接揭示了指數(shù)級(jí)增長的可能。

　　然而，芯片設(shè)計(jì)者不得不面對(duì)的核心問題是，消費(fèi)者現(xiàn)在期望一個(gè)不斷降低成本的創(chuàng)新周期，希望他們的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備越來越緊湊，并能即時(shí)響應(yīng)。由于這些要求，芯片設(shè)計(jì)者不得不做出艱難的決定，在連接性、個(gè)性化和傳感器處理等重要功能上做出妥協(xié)，所有這些都是為了在特定成本目標(biāo)下獲得足夠的電池壽命。

　　今天，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)正在研究各種途徑，以開發(fā)具有架構(gòu)的設(shè)備，這些架構(gòu)可以支持多種無線連接標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)最佳的電源效率，并提供額外的價(jià)值，比如增加一些人工智能決策能力。這促使人們采用了某些行業(yè)已經(jīng)使用了幾十年的額外的降功耗技術(shù)，但以前這些技術(shù)的成本對(duì)絕大多數(shù)的SoC來說是難以承受的。

　　在全球范圍內(nèi)，各公司正在為我們?nèi)粘Ｊ褂玫谋銛y式小工具開發(fā)額外的特性和功能。這些產(chǎn)品成功的一個(gè)關(guān)鍵差異化因素是通過減少復(fù)雜處理任務(wù)的功耗來改善電池壽命。

　　在物聯(lián)網(wǎng)邊緣設(shè)備內(nèi)部，底層芯片執(zhí)行三個(gè)主要功能：傳感、處理和通信。導(dǎo)致業(yè)界對(duì)低功耗設(shè)計(jì)重新產(chǎn)生興趣的原因是，市場對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備具有高性能、長電池壽命和移動(dòng)性的需求不斷增加。

　　從根本上說，低功耗設(shè)計(jì)的目標(biāo)是盡可能地減少功耗的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)部分。這些功率成分的每一個(gè)值都與頻率、峰值電流、電壓等因素直接相關(guān)。為了在消耗最少功率的同時(shí)獲得最佳的性能，需要通過各種低功耗技術(shù)和方法來測試這些因素中的每一個(gè)妥協(xié)，以滿足不斷增長的市場需求。

　　在開發(fā)低功耗設(shè)計(jì)時(shí)，有多種方法可供選擇。

　　- 多電壓域。通過這個(gè)過程，芯片的操作元件被分配到各種電壓域塊中，取決于性能特征。而不是將整個(gè)區(qū)域歸類為高性能，設(shè)計(jì)有助于幫助芯片具體布局，哪個(gè)區(qū)域需要更高的電壓才能正常工作。

　　- 電源門控。根據(jù)它們的功率域，集成電路內(nèi)的功能被劃分為不同的塊，這與多電壓方法很相似。基本上是完全關(guān)閉一個(gè)區(qū)塊的電源，從而節(jié)省了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電源。

　　- 寄存器保留。在這種技術(shù)中，無論是塊中的一個(gè)子集還是所有的子集，當(dāng)塊被關(guān)閉時(shí)，它們以前的值被保存下來;當(dāng)打開時(shí)，這些值被恢復(fù)。通過縮短恢復(fù)原始狀態(tài)所需的時(shí)間和步驟，這改善了整體的喚醒時(shí)間，并節(jié)省了電力。這種方法通常與電源門控技術(shù)同時(shí)使用。

　　- 時(shí)鐘門控。通過減少整體的開關(guān)活動(dòng)和對(duì)多路復(fù)用器的需求，時(shí)鐘門控減少了使用的動(dòng)態(tài)功率，并節(jié)省了大量的面積。

　　除了上述低功耗設(shè)計(jì)方法外，還需要對(duì)壓縮的人工智能算法進(jìn)行有效管理，這些算法可能提供較少的靈活性和準(zhǔn)確性，但功率卻低得多。這種轉(zhuǎn)變改變了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，并徹底改變了關(guān)于功率的設(shè)計(jì)流程，因?yàn)橛布蛙浖f(xié)同設(shè)計(jì)變得更加普遍。

　　為了解決世界上對(duì)即時(shí)連接、增加移動(dòng)性和日益增加的人工智能部署的渴望，公司將不得不投資于升級(jí)的SoC設(shè)計(jì)技術(shù)、設(shè)計(jì)優(yōu)化和定制工具，用特定的IP硬件和軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模。

　　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)路線圖將增強(qiáng)運(yùn)營效率，這可能會(huì)推遲下一代成本的降低，但顯然會(huì)給用戶帶來重大價(jià)值。