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从硬件电源管理角度谈物联网

导读: 物联网是一个宽泛的主题,这一点从名称中“物”的巧妙运用就可以看出来。这让对它某一特定方面的写作变得有点棘手。下面我从硬件电源管理的角度来说说它的系统需求。

  物联网是一个宽泛的主题,这一点从名称中“物”的巧妙运用就可以看出来。这让对它某一特定方面的写作变得有点棘手。下面我从硬件电源管理的角度来说说它的系统需求。

  物联网融合了两个相反却有相互联系的技术进步:

  ·互联网、互联网基础架构及其演进:这种到目前为止连接端到端的通信方式正被演变成数十亿互联设备产生的大量未查数据(它们有个非常贴切的名字,叫做“大数据”)的载体;

  ·把日常物体从无感变得智能:通过内嵌的程序,物体可以从无感变得智能。比如,过去简单的调温器拥有了强大的处理器后就可以了解你的喜好,通过互联网进行通信,长期以往就可以通过自动优化你的家庭能源消耗帮你省钱。随着系统工程师不断打破物联网中“物体”的界限,有了这种互联能力的调温器、扬声器、汽车和手表正变得越来越常见。这其中一个重要的需求就是灵活的电源管理能力。

  本文将研究一下物联网(IoT)中系统电源管理所需的几个重要方面。

  打造智能物体的生态系统

  大多数智能物体都有(或将会有)一些关键的通用模块,这些模块可以大体分类如下:嵌入式处理器、内存、传感器、连接、用户界面。这些模块通过应用软件连接在一起,应用软件一般在操作系统的顶层运行。

  我们来设想一台智能冰箱、一块智能手表或一个智能音乐系统,可以很容易区分出这些物体的核心硬件含有上述几个类别的模块。公司正在竞相开发能够涵盖生活方方面面、由各种智能互联物体组成的系统。这有助于保证核心硬件的相似性,因为这样可以让开发变得更快且具有可扩展性,并有助于随后的产品扩增。硬件工程师可以设计出智能平台,这种智能平台只需对硬件和软件进行微调就可以炮制出各种智能物体。

  因此,从电源管理的角度来看,拥有灵活可扩展的、可以适应各种智能系统的解决方案至关重要。

  智能物件的电源管理需求

  传统上,电源工程师的任务是设计出满足下列条件的电源解决方案:

  ·高效:效率高非常重要,不仅有助于节能,而且还有助于热量管理。

  ·成本低、尺寸小:通过对电源转换器的繁复设计可以轻松地实现高效。但工程师也需要对解决方案的成本进行优化。电源装置及电感器和电容器等组件需要设计成合适的尺寸,以实现效率、成本和尺寸之间的平衡。

  ·电压精确度:负载(微处理器、内存、外设等)有严格的电压误差要求。电源转换器必须能够在静态和动态的条件下将输出电压控制在可接受的误差范围内。

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