嵌入式技术在电子通信节能中的应用范文

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摘要：在以往采用的嵌入式电子通信节能控制系统当中，通常其传输端并未采用芯片监控设备数据，因此其所具备的节能性并不理想。因此就需要针对电子通信节能当中，嵌入式技术的应用进行研究。通常该节能系统都是多个结构组合而成，其中包含了应用端、控制端、传输端及终端等多种结构元素。由此来实现嵌入式数据通信功能，达成嵌入式电子通信的节能目标。为此，本文针对电气通信节能中嵌入式技术应用进行分析，并分别从软硬件的多个角度来阐述节能的可行性以供参考。

关键词：电子通信；节能；嵌入式技术；应用

嵌入式技术也即是一种将软件、硬件相结合的独立操作技术，嵌入式技术在当前的生活与工作当中运用非常广泛。如今电子通信技术迅猛发展，直接对电子通信设备所造成的能源消耗不断攀升，主要是由于以往嵌入式系统深受电池体积限制，相应的能源消耗是影响嵌入式系统的主要问题。因此对其节能性要求不断提升，在此背景下节能控制系统随之产生，电子通信节能成为往后主要发展趋势。以下为此展开详细论述：

一、用于电源调度管理

一般认为单个或者多个任务处理单元的调度是有效降低和控制能耗的常用方式。尤其是轻量级嵌入式技术能够将未处于工作状态的设备关闭，进而由此达成节能的目标。当前轻量级嵌入式技术早已提出了多种任务调度方式，并将有限能源及环境资源纳入了其中。像动态电源管理也即是通过关闭未使用的设备来节省电力。通过相关研究可知，实施电源管理能够有效的节省至少50%的电力。以往采用的相应调度技术通常集中在实时系统及处理器当中，此类算法的存在只能处理处理器，当前还难以将其直接扩展至其他多种设备当中。有学者介绍使用电池作为能源的分布式实时嵌入电池感知状态，该学者提出两种电池感知静态调度计划：一是优化放电功率配置文件，这样能够极大提升电池容量利用率。二是集中于分布式电压处理单元系统。这两种调度计划能够促使变电压的空闲时间重新分配，这样才能有效降低平均放电功率，相应的放电功率曲线也将趋于缓和。

二、用于软件电源优化

在电子通信系统当中，能源的消耗主要集中在相应的交互活动当中，而这种交互活动的开展，所产生的能源消耗将很大程度取决于此类系统所运用的软件消耗。有学者在操作当中充分考虑了能源消耗问题，因此针对部分指令调度算法进行了有效评估。其具体集中在软件性能和能源消耗两个层面来对比分析以能源为导向的指令调度技术。然后在此基础上提出多种调度算法，通过调度技术试验发现，同步考虑能源消耗及性能的调度技术具有一定可行性。通过技术手段不但能够有效的降低能耗，同时也能够与纯性能为导向的调度相匹配。然而在低能源消耗指令方面也存在一定困难调整。通过仿真结果可知，以性能为导向的调度算法能够降低至少30%的能源消耗。这就可采用便携式多媒体播放器嵌入式系统，其也是一种较为典型的嵌入式技术应用。通常因自身体积及便携式的考虑，其本身的续航能力备受关注，因此对厂商提出了更高的要求。有学者提出采用工具流程SymSoft，其能够优化整合音频解码器算法，最终将由此降低指令数量及内存访问次数，从而有效控制其系统功耗。

三、用于降低电子通信功耗

电子通信设备内芯片总线上的无线通信一般是芯片产生功耗的主要来源。采用总线编码技术能够有效控制能耗，大力增加数据延迟及吞吐量性能。有学者采用嵌入式处理器指令总线低功耗编码器，通过编码的优化调整能够最大限度的降低指令总线位过渡。主要因为能源消耗的产生不仅仅源于单独总线的活动变换，同时还包含其中多个互为连接总线活动的切换。经过大量研究证明，转变总线位活动可促使总线能源消耗降至80%范围，这就需要充分考量其中的总线效益，由此将能源消耗控制在70%的范围。同时也有学者提出低功耗需求的路由协议移动网络设计，其提出修改发现路径来找出其中的较高带宽。与此同时，也有部分作者对比了最小功耗路由协议，也即是在所有路径当中选取最小功耗协议。其通过模拟实验结果分析可知，采用LRR路由协议能够促使路由请求数量持续降低，这就可以借助中继模式来切实提升其路径带宽，最终实现整体功耗的降低。

四、用于降低安全功耗

电子通信中安全协议的内容较为广泛，其包含了复杂的计算与广泛的交流，而由于多数应用当中数据传输较为复杂、敏感，且存在环境的不确定性，因此嵌入式应用安全协议成为必然。然而，将以往传统安全协议嵌入其中，因资源限制面临一些困难。具体表现为存储空间不足、缺乏有效的计算机单元及低带宽的通信基础设施，再加上电力资源方面的限制，就要求必须采用更多低能耗的安全协议。有学者提出集成在低功耗分布式无线网下的微聚合服务。因此这种微聚合服务允许用户们采用更为简便的查询，帮助其能够在低功耗无线传感器网络当中分布与执行变得更为高效。

五、用于降低显示功耗

在以往轻量级嵌入系统运用当中，与用户间的互动性必不可少，这种互动一般也是借助屏幕来实现。因此，在显示器背光源处产生了相当一部分的能源消耗。这一问题的存在，受到多数研究人员的高度重视，目前有多数以减少功率为目标的显示技术被研发推出，其中就包含了低功耗图形用户界面及低功耗人际交互嵌入技术。目前所熟知的LCD液晶显示器属于手持嵌入式系统，该系统具体由其中的液晶面板、缓冲存储器、逆变器及背光灯组合而成。因此，所产生的电能消耗通常都比较大，尤其在人际交互当中显得更为严重。主要是由于互动应用程序一般由人为因素所致，由此致使其CPU及内存系统产生延迟，而这整个过程都是由动态电源管理来实现。也有学者引入一套系统级的低功耗液晶显示方案，作者由此开发可变频刷新，借助动态色彩深度控制进行补偿，并以亮度及对比度来不断增强背光亮度的明暗技术，最终实现低功耗目标。近几年，一些手持电脑及平板运用广泛，此类设备都可借助GUI来实现人工交互降低能耗。

六、结语

综上所述，电子通信发展及设计范围不断扩展，对于节能要求不断提升，以往嵌入式技术运用难以满足要求。因此，就必须研究电子通信节能的嵌入式技术应用。本文主要是通过软、硬件技术相结合的相关研究，提出切实可行的节能方向，期望能够对解决节能问题提供有效帮助。

参考文献

[1]宋定宇.嵌入式技术在电子通信节能中的应用研究[J].现代电子技术,2019,42(06):14-17+21.

作者：郑莉 乔源 单位：杨凌职业技术学院