📘 低功耗嵌入式系统设计

🧪 分析仪器 · 30章 完全目录
01 低功耗设计导论
  • 分析仪器功耗挑战
  • 低功耗设计意义
  • 功耗组成与测量基础
02 嵌入式处理器选型
  • MCU vs MPU
  • Cortex-M低功耗特性
  • RISC-V低功耗方案
03 电源管理基础
  • LDO与DC-DC选型
  • 电源树设计
  • 上电时序控制
04 时钟系统设计
  • 晶振选型与功耗
  • PLL配置策略
  • 时钟门控技术
05 低功耗模式详解
  • 睡眠模式
  • 停止模式
  • 待机模式
  • 唤醒源配置
06 外设功耗管理
  • GPIO功耗控制
  • ADC低功耗采样
  • SPI/I2C/UART低功耗
07 动态电压频率调整
  • DVFS原理
  • Linux cpufreq框架
  • 实时系统DVFS实现
08 电源门控技术
  • 电源开关设计
  • 保留寄存器
  • 状态保存与恢复
09 低功耗内存设计
  • SRAM vs Flash功耗
  • 低功耗DDR
  • 内存自刷新模式
10 模拟前端低功耗
  • 运放选型
  • ADC功耗优化
  • 传感器接口低功耗
11 无线通信低功耗
  • BLE/WiFi/LoRa对比
  • 连接间隔优化
  • 数据包压缩
12 传感器子系统
  • MEMS功耗
  • 轮询vs中断
  • 数据融合低功耗
13 显示与用户界面
  • OLED/电子墨水屏
  • 触摸唤醒
  • 背光控制
14 电池管理
  • 电池选型
  • 电量监测
  • 充电管理
  • 保护电路
15 能量采集技术
  • 太阳能
  • 振动能量
  • 热能采集
  • 超级电容储能
16 实时操作系统低功耗
  • FreeRTOS Tickless
  • 任务调度优化
  • 空闲任务功耗
17 Linux低功耗管理
  • Suspend-to-RAM
  • Runtime PM
  • 设备树功耗配置
18 固件优化策略
  • 代码尺寸优化
  • 循环展开
  • 查表法
  • 编译器优化
19 低功耗算法设计
  • 数据压缩
  • 稀疏计算
  • 近似计算
  • 事件驱动架构
20 硬件-软件协同设计
  • 功耗感知调度
  • 优先级与功耗权衡
  • 动态功耗管理
21 功耗测量与profiling
  • 万用表测量
  • 示波器电流探头
  • 专用分析仪
  • 软件profiling
22 热管理设计
  • 热阻计算
  • 散热方案
  • 温度传感器布局
  • 热关断保护
23 PCB布局低功耗技巧
  • 电源层设计
  • 去耦电容布局
  • 信号完整性影响
24 电磁兼容与功耗
  • EMI抑制影响
  • 滤波设计
  • 屏蔽策略
25 可靠性设计
  • 低功耗复位策略
  • 看门狗设计
  • 电压监测
26 安全与低功耗
  • 加密功耗开销
  • 安全启动优化
  • 信任根功耗
27 案例分析
  • 便携式水质分析仪
  • 手持式光谱仪
  • 可穿戴健康监测
28 行业标准与认证
  • IEC 62301待机功耗
  • Energy Star
  • CE/FCC低功耗要求
29 项目实战
  • 需求到原型
  • 功耗预算分配
  • 迭代优化
  • 测试验证
30 未来趋势
  • 近阈值计算
  • 非易失性处理器
  • AI功耗管理
  • 量子点传感器低功耗
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