⚡ 功耗建模·快速评估
30章
📘 嵌入式系统 · 友好色系
01
功耗建模概述
为什么需要功耗建模？基本概念与挑战。
02
功耗来源分析
动态功耗、静态功耗、短路功耗物理原理与公式。
03
CMOS电路功耗基础
CMOS反相器功耗分析、开关活动因子。
04
功耗建模层次
从晶体管级到系统级的建模方法对比。
05
指令级功耗模型
基于指令的功耗建模，ARM Cortex-M为例。
06
周期精确功耗模型
基于时钟周期的功耗仿真，Gem5工具。
07
事务级功耗模型
TLM建模方法，适用于SoC早期评估。
08
功耗状态机模型
电源门控、DVFS状态转换与功耗计算。
09
电池模型与能量消耗
锂离子电池放电特性、能量消耗估算。
10
热模型与功耗耦合
热阻网络模型、温度对功耗的影响。
11
功耗测量基础
万用表、示波器测量嵌入式系统功耗。
12
功耗仿真工具
PowerArtist、PrimePower、McPAT介绍。
13
基于RTL的功耗评估
VCD/SAIF文件进行门级功耗仿真。
14
软件功耗估算
基于指令计数与Cache Miss率功耗模型。
15
操作系统功耗管理
Linux CPUFreq、Android电源管理框架。
16
RTOS功耗建模
FreeRTOS Tickless模式与功耗分析。
17
无线通信功耗建模
BLE、Wi-Fi、LoRa的功耗特性与模型。
18
传感器功耗建模
MEMS加速度计、温度传感器功耗曲线。
19
外设功耗建模
UART、SPI、I2C、DMA的功耗特征。
20
存储器功耗建模
SRAM、DRAM、Flash读写功耗差异。
21
多核处理器功耗建模
任务调度与功耗均衡策略。
22
GPU与NPU功耗建模
边缘AI加速器的功耗评估方法。
23
功耗快速评估框架
基于Python的功耗快速评估脚本设计。
24
功耗数据库构建
建立典型器件功耗查找表与回归模型。
25
机器学习功耗预测
线性回归、随机森林预测功耗。
26
功耗优化技术
时钟门控、电源门控、DVFS策略实现。
27
低功耗设计模式
MCU的Sleep、DeepSleep、Standby模式分析。
28
功耗预算与分配
系统级功耗预算方法，以IoT节点为例。
29
案例实战：智能手表
智能手表功耗建模与优化全过程。
30
案例实战：LoRaWAN节点
传感器节点功耗评估与电池寿命预测。
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