arm微处理器因其高性能和低功耗的特性，特别适合于便携式体系的运用。而体系级的问题关于有用的功耗办理也是十分重要的。本文首要对硬件及体系的功耗办理作一些介绍。
功耗办理电路能尽或许地下降便携式体系的用电量。最首要的长处是延伸电池的运用寿命，当然还有其他一些长处，如削减散热量等。充沛了解体系各部分组件的耗电状况、下降体系哪部分耗电量比较合理等问题是至关重要的。功耗办理是由软件、处理器、外设、电源等一同构成的体系问题。
处理器
便携式体系的处理器中有很多与体系其他电路相连的开关晶体管，耗费了很多的电能。因处理器运转着软件，所以可使其间某些不履行使命的部件关断或减慢运转速度。
CMOS根底
处理器由CMOS电路构成。下面的公式显现了功耗P，CMOS门电容C，开关频率f及供电电压V之间的联系：
对一个具体的处理器来说，CMOS门电容C是个常量。但开关频率f和供电电压V可根据实践的运用要求而调整。供电电压V和开关频率f之间还有以下联系需求考虑，即更高的开关频率需求更高的供电电压支撑：
处理器厂商一般会指定一些作业电压与频率之间的组合装备。
处理器闲暇形式(Idle Mode)
如今，简直一切的处理器规划都有闲暇形式。在闲暇形式状况下，处理器的时钟中止，以削减处理器在闲暇状况下的功耗。当操作体系发现处理器当时没有可履行的使命时，便将处理器置于闲暇状况。当体系发生中止时，处理器从闲暇状况被唤醒。大大都体系都有操作体系计时器中止，因此，处理器在一秒钟之内或许几千次地进出闲暇状况。值得留意的是：处理器闲暇形式仅影响处理器本身，但对体系的其他硬件不发生任何影响。
电压与频率的配比
电压与频率的动态改动联系十分风趣。从单纯CMOS的视点来看，履行每一个指令所需的能耗是相同的，因此下降CMOS频率简直无法削减耗电量。闲暇状况的存在是单单下降频率无法节省能耗的原因。在高的时钟频率下，处理器只是是加快了完结作业的速度，但在闲暇状况下逗留的时刻会更长。若电压跟着频率一同下降，这样每履行一条指令的能耗就随之下降。由于电压的平方V2与功耗P成正比，所以稍稍下降一点电压，功耗便能大大削减。例如下降电压29%，功耗将下降 50%。
从体系的视点来看，改动体系频率或许会带来一些优点。有研讨[1]标明：在供电不稳定或电压峰值比较大的状况下，电池将不能有用地作业。闲暇形式时刻比较长的体系或许会呈现这种状况，这首要取决于电池技能及与体系进出闲暇形式频率相关的电源滤波。细心的体系分析和测验可以确认：只是动态地改动频率能否为某个具体体系的功耗优化带来优点。
一起改动电压和频率是当时移动式电脑处理器常用的技能。处理器制造商或许会具体列出一些电压及频率的配比值，可是，体系运转时的电压及频率的动态配比却更为重要。有必要留意的是：要慎重操控电源电压的改动率，并令其与处理器要求相匹配；在频率改动进程傍边，处理器的某些部分或许需求封闭。
最近，arm与国半(National Semiconductor)一起宣告，电压技能将终究集成到处理器中去。处理器的电路规划将考虑频率、温度和工艺相关的参数来优化作业电压，而不是只是简略地考虑最坏状况。
处理器外设
大都根据arm的处理器，都在片内集成了很多的外设模块。外设不被运用的时分，在答应的状况下要封闭其时钟输入。支撑该外设的其他电路也应该被堵截供电。
体系挂起形式
在体系挂起形式(也称睡觉形式)下，只要以下部件持续作业：SDRAM、处理器功耗办理电路、唤醒电路。
因SDRAM里边的内容遭到维护，体系的运转状况可以存入SDRAM里保存。以下是进入睡觉形式的典型过程：1. 用户指定、超时、低电量状况等要素发动了挂起形式；2. 操作体系调用驱动程序把外设调整到节电状况；3. 处理器未保存的寄存器存入SDRAM；4. SDRAM进入自改写形式；5. 处理器进入挂起形式。在该形式下，处理器的时钟中止，体系中各供电模块封闭。
从头康复的次第与挂起次第相反，由处理器的唤醒信号或处理器内部唤醒信号源(照实时计时警报)发动。体系履行挂起形式是个巨大的使命，有必要了解如何将体系中一切的外设切换到节电状况。
关于PDA类产品，挂起形式时功耗仅为10mW左右。体系在运转及挂起状况之间可以容易切换，只需用短短的10ms。
体系封闭状况
对PDA类体系来说，挂起状况尽管已大大减小了功耗，但体系在挂起状况下也仅能坚持数周。因此需求一种封闭形式，像体系没有电源相同。这种形式在电池耗尽时可以有用地维护电池不被损坏；一起可使PDA类产品在装置有电池的状况下进行运送和贮存。
软发动
大大都体系需求一种软发动功用，软发动的时分，处理器被复位，可是SRAM里边的内容依旧坚持。现在，大部分便携式体系都挑选在RAM中存储用户文件，这是一项十分有用的功用。
硬件
有许多外设硬件需求为功耗办理作特别考虑。
显现及背光
在PDA体系中，显现设备的耗电最多。现在，有许多类型的显现设备，但大大都现代的PDA产品都选用反射式薄膜晶体管(TFT)显现加背光灯来做为显现设备。尽管在光线足够的状况下可以看清屏幕上的内容，可是考虑到阅览的舒适度，仍是需求把背光灯翻开。现在，以下两类背光灯运用得比较遍及：
LED背光灯耗电较少，可是有许多其他缺陷。
若在短时刻内没有任何输入，现在大部分便携式体系规划都会把背光封闭。在许多运用里(如：音乐播放器等)，封闭显现器是可以承受的。
低功耗SDRAM
许多体系都运用低功耗的SDRAM，作业电压为1.8~2.5V(而不是一般的3.3V)。用1.8V替代3.3V，将大大延伸便携式体系的运转时刻和挂起时刻。
SDRAM支撑多种低功耗状况。当体系处于挂起状况时，SDRAM将进入自改写状况。在该状况下，除了CKE，一切对SDRAM的信号都无效，SDRAM自己办理本身的改写。当体系处于运转或闲暇状况时，SDRAM也可进入电源封闭状况。
音频
应挑选具有低功耗形式的音频元件。不然，在体系挂起形式下要堵截该元件的电源。别的，应留意防止在音频电路的功耗形式切换中宣布尖锐的噪声。
电源
集成电路电源厂商不断改进产品。先进的开关电源支撑MHz级的开关速率，减小了电路所需的电容和磁场。在高速开关频率下，有必要慎重规划电源的布局布线，使电源的操控回路能正常作业。若开关电源在挂起状况下运转，它应该支撑一种低功率形式，只输出挂起状况所需的极低功率就可以了。这一般被称为双形式开关电源。
备用电源
假如体系的主供电电池是可移动的，则还须规划某种类型的备用电源。备用电源能在挂起状况下进行主电池替换的时分对体系持续供电。大都PDA类体系运用一个小电池做备用电源，以满意体系挂起状况下的供电需求。
紧急状况
一般硬件需求可以支撑一些紧急状况。最重要的事情是电池缺电。在此状况下，操作体系有必要被奉告体系电量低，然后操作体系无条件将体系转入挂起状况。另一种危殆事情是电池耗尽。此刻电池的电能还没有真的悉数耗尽，但为了维护电池，电池将不再对外放电。这种事情由少量极低功耗硬件处理，硬件电路监测到这种状况后，将把主电池从体系中止开。需求留意的是，断电后一切SDRAM存储器里的内容都将丢掉。
漏电问题
漏电问题或许是当体系进入挂起状况后面对的头号问题。当集成电路断电后，若某个输入信号仍坚持为高电平，就会发生漏电问题。如图3，集成电路在输入端有一个维护二极管，电流将通过维护二极管直接进入集成电路的电源引脚。这将导致电源电压不行预知的上升，一起在体系应该运用极小能量的状况下浪费了很多的电能。处理这个问题的办法是：在集成电路断电前，确认每个输入信号(有维护二极管的)的电平为低，在挂起状况下不能驱动转为低信号的则有必要加缓冲器。
结语
便携式设备的电能办理已成为体系的一部分。若期望规划出成功的产品，需求充沛地了解体系并留意其间的各种细节。
