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摘要：在以往采用的嵌入式電子通信節(jié)能控制系統(tǒng)當中，通常其傳輸端并未采用芯片監(jiān)控設備數(shù)據(jù)，因此其所具備的節(jié)能性并不理想。因此就需要針對電子通信節(jié)能當中，嵌入式技術的應用進行研究。通常該節(jié)能系統(tǒng)都是多個結(jié)構(gòu)組合而成，其中包含了應用端、控制端、傳輸端及終端等多種結(jié)構(gòu)元素。由此來實現(xiàn)嵌入式數(shù)據(jù)通信功能，達成嵌入式電子通信的節(jié)能目標。為此，本文針對電氣通信節(jié)能中嵌入式技術應用進行分析，并分別從軟硬件的多個角度來闡述節(jié)能的可行性以供參考。

關鍵詞：電子通信；節(jié)能；嵌入式技術；應用

嵌入式技術也即是一種將軟件、硬件相結(jié)合的獨立操作技術，嵌入式技術在當前的生活與工作當中運用非常廣泛。如今電子通信技術迅猛發(fā)展，直接對電子通信設備所造成的能源消耗不斷攀升，主要是由于以往嵌入式系統(tǒng)深受電池體積限制，相應的能源消耗是影響嵌入式系統(tǒng)的主要問題。因此對其節(jié)能性要求不斷提升，在此背景下節(jié)能控制系統(tǒng)隨之產(chǎn)生，電子通信節(jié)能成為往后主要發(fā)展趨勢。以下為此展開詳細論述：

一、用于電源調(diào)度管理

一般認為單個或者多個任務處理單元的調(diào)度是有效降低和控制能耗的常用方式。尤其是輕量級嵌入式技術能夠?qū)⑽刺幱诠ぷ鳡顟B(tài)的設備關閉，進而由此達成節(jié)能的目標。當前輕量級嵌入式技術早已提出了多種任務調(diào)度方式，并將有限能源及環(huán)境資源納入了其中。像動態(tài)電源管理也即是通過關閉未使用的設備來節(jié)省電力。通過相關研究可知，實施電源管理能夠有效的節(jié)省至少50%的電力。以往采用的相應調(diào)度技術通常集中在實時系統(tǒng)及處理器當中，此類算法的存在只能處理處理器，當前還難以將其直接擴展至其他多種設備當中。有學者介紹使用電池作為能源的分布式實時嵌入電池感知狀態(tài)，該學者提出兩種電池感知靜態(tài)調(diào)度計劃：一是優(yōu)化放電功率配置文件，這樣能夠極大提升電池容量利用率。二是集中于分布式電壓處理單元系統(tǒng)。這兩種調(diào)度計劃能夠促使變電壓的空閑時間重新分配，這樣才能有效降低平均放電功率，相應的放電功率曲線也將趨于緩和。

二、用于軟件電源優(yōu)化

在電子通信系統(tǒng)當中，能源的消耗主要集中在相應的交互活動當中，而這種交互活動的開展，所產(chǎn)生的能源消耗將很大程度取決于此類系統(tǒng)所運用的軟件消耗。有學者在操作當中充分考慮了能源消耗問題，因此針對部分指令調(diào)度算法進行了有效評估。其具體集中在軟件性能和能源消耗兩個層面來對比分析以能源為導向的指令調(diào)度技術。然后在此基礎上提出多種調(diào)度算法，通過調(diào)度技術試驗發(fā)現(xiàn)，同步考慮能源消耗及性能的調(diào)度技術具有一定可行性。通過技術手段不但能夠有效的降低能耗，同時也能夠與純性能為導向的調(diào)度相匹配。然而在低能源消耗指令方面也存在一定困難調(diào)整。通過仿真結(jié)果可知，以性能為導向的調(diào)度算法能夠降低至少30%的能源消耗。這就可采用便攜式多媒體播放器嵌入式系統(tǒng)，其也是一種較為典型的嵌入式技術應用。通常因自身體積及便攜式的考慮，其本身的續(xù)航能力備受關注，因此對廠商提出了更高的要求。有學者提出采用工具流程SymSoft，其能夠優(yōu)化整合音頻解碼器算法，最終將由此降低指令數(shù)量及內(nèi)存訪問次數(shù)，從而有效控制其系統(tǒng)功耗。

三、用于降低電子通信功耗

電子通信設備內(nèi)芯片總線上的無線通信一般是芯片產(chǎn)生功耗的主要來源。采用總線編碼技術能夠有效控制能耗，大力增加數(shù)據(jù)延遲及吞吐量性能。有學者采用嵌入式處理器指令總線低功耗編碼器，通過編碼的優(yōu)化調(diào)整能夠最大限度的降低指令總線位過渡。主要因為能源消耗的產(chǎn)生不僅僅源于單獨總線的活動變換，同時還包含其中多個互為連接總線活動的切換。經(jīng)過大量研究證明，轉(zhuǎn)變總線位活動可促使總線能源消耗降至80%范圍，這就需要充分考量其中的總線效益，由此將能源消耗控制在70%的范圍。同時也有學者提出低功耗需求的路由協(xié)議移動網(wǎng)絡設計，其提出修改發(fā)現(xiàn)路徑來找出其中的較高帶寬。與此同時，也有部分作者對比了最小功耗路由協(xié)議，也即是在所有路徑當中選取最小功耗協(xié)議。其通過模擬實驗結(jié)果分析可知，采用LRR路由協(xié)議能夠促使路由請求數(shù)量持續(xù)降低，這就可以借助中繼模式來切實提升其路徑帶寬，最終實現(xiàn)整體功耗的降低。

四、用于降低安全功耗

電子通信中安全協(xié)議的內(nèi)容較為廣泛，其包含了復雜的計算與廣泛的交流，而由于多數(shù)應用當中數(shù)據(jù)傳輸較為復雜、敏感，且存在環(huán)境的不確定性，因此嵌入式應用安全協(xié)議成為必然。然而，將以往傳統(tǒng)安全協(xié)議嵌入其中，因資源限制面臨一些困難。具體表現(xiàn)為存儲空間不足、缺乏有效的計算機單元及低帶寬的通信基礎設施，再加上電力資源方面的限制，就要求必須采用更多低能耗的安全協(xié)議。有學者提出集成在低功耗分布式無線網(wǎng)下的微聚合服務。因此這種微聚合服務允許用戶們采用更為簡便的查詢，幫助其能夠在低功耗無線傳感器網(wǎng)絡當中分布與執(zhí)行變得更為高效。

五、用于降低顯示功耗

在以往輕量級嵌入系統(tǒng)運用當中，與用戶間的互動性必不可少，這種互動一般也是借助屏幕來實現(xiàn)。因此，在顯示器背光源處產(chǎn)生了相當一部分的能源消耗。這一問題的存在，受到多數(shù)研究人員的高度重視，目前有多數(shù)以減少功率為目標的顯示技術被研發(fā)推出，其中就包含了低功耗圖形用戶界面及低功耗人際交互嵌入技術。目前所熟知的LCD液晶顯示器屬于手持嵌入式系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體由其中的液晶面板、緩沖存儲器、逆變器及背光燈組合而成。因此，所產(chǎn)生的電能消耗通常都比較大，尤其在人際交互當中顯得更為嚴重。主要是由于互動應用程序一般由人為因素所致，由此致使其CPU及內(nèi)存系統(tǒng)產(chǎn)生延遲，而這整個過程都是由動態(tài)電源管理來實現(xiàn)。也有學者引入一套系統(tǒng)級的低功耗液晶顯示方案，作者由此開發(fā)可變頻刷新，借助動態(tài)色彩深度控制進行補償，并以亮度及對比度來不斷增強背光亮度的明暗技術，最終實現(xiàn)低功耗目標。近幾年，一些手持電腦及平板運用廣泛，此類設備都可借助GUI來實現(xiàn)人工交互降低能耗。

六、結(jié)語

綜上所述，電子通信發(fā)展及設計范圍不斷擴展，對于節(jié)能要求不斷提升，以往嵌入式技術運用難以滿足要求。因此，就必須研究電子通信節(jié)能的嵌入式技術應用。本文主要是通過軟、硬件技術相結(jié)合的相關研究，提出切實可行的節(jié)能方向，期望能夠?qū)鉀Q節(jié)能問題提供有效幫助。

參考文獻

[1]宋定宇.嵌入式技術在電子通信節(jié)能中的應用研究[J].現(xiàn)代電子技術,2019,42(06):14-17+21.

作者：鄭莉 喬源 單位：楊凌職業(yè)技術學院