在智能手表、半自動駕駛汽車、健身追蹤器等時代，不可否認物聯網 (IoT) 幾乎已經占據了我們生活的方方面面。
對即時一切的需求已達到歷史最高水平，而且沒有放緩的跡象。

這些物聯網設備的核心是普遍的云計算和機器學習過程，這些過程通過具有通過互聯網或數據中心吸取大量信息的獨特能力的連接來實現。雖然物聯網設備已經成為技術領域的一部分已經有一段時間了，但正是它們與云的連接才揭示了指數級的可能性。

然而，芯片設計人員必須應對的核心問題是，消費者現在期望不斷降低成本的創新周期，同時希望他們的物聯網設備變得越來越緊湊和即時響應。由于這些需求，芯片設計人員不得不做出艱難的決定，以犧牲連接性、個性化和傳感器處理等重要功能，所有這些都是為了在特定成本目標下獲得足夠的電池壽命。

今天的設計團隊正在研究開發設備的各種途徑，這些設備的架構可以支持多種無線連接標準并促進最佳電源效率，同時提供額外的價值，很多時候增加了一些人工智能決策能力。這促使采用了某些行業已經使用了數十年但以前成本過高的絕大多數 SoC 的額外功率降低技術。

在全球范圍內，公司正在為我們日常使用的便攜式小工具開發附加特性和功能。這些產品成功的關鍵區別在于通過降低復雜處理任務的功耗來延長電池壽命。

在物聯網邊緣設備內部，底層芯片執行三個主要功能：傳感、處理和通信。引起業界對低功耗設計重新燃起興趣的原因是市場對物聯網設備具有高性能、長電池壽命和移動性的需求不斷增長。

從根本上說，低功耗設計的目標是盡可能地降低功耗的動態和靜態分量。這些功率組件中的每一個的值都與頻率、峰值電流、電壓等因素直接相關。為了在消耗最少功率的同時獲得最佳性能，通過各種低功耗技術和方法來測試這些因素中的每一個的折衷方案，以滿足不斷增長的市場需求。

在開發低功耗設計時，有多種方法可供選擇：

• 多電壓域：通過這個過程，芯片的操作組件根據性能特征被分配到不同的電壓域塊中。基本設計不是將整個區域歸類為高性能，而是有助于確定芯片的哪個區域需要更高的電壓才能正常工作。
• 電源門控：根據其電源域，IC 內的功能被劃分為多個模塊，很像多電壓方法。此過程實質上是完全關閉模塊的電源，從而實現靜態和動態節能。
• 寄存器保留：在這種技術中，塊中的觸發器子集或所有觸發器在塊關閉時保存其先前的值;打開時，值將恢復。通過縮短恢復模塊原始狀態所需的時間和步驟，這改善了整體加速時間并節省了電力。這種方法通常與電源門控技術結合使用。
  
• 時鐘門控：通過減少整體開關活動和對多個多路復用器的需求，時鐘門控降低了使用的動態功耗并節省了大量面積。

除了上述低功耗設計方法外，還需要有效管理壓縮的 AI 算法，這可能會提供較低的靈活性但功耗要低得多。隨著硬件和軟件協同設計變得越來越普遍，這種意識形態的支點改變了物聯網設計世界并徹底改變了關于電源的對話。

為了滿足世界對即時連接、提高移動性和人工智能部署不斷增加的需求，公司將不得不投資于升級的 SoC 設計技術、設計優化和定制工具，這些工具使用特定的 IP 硬件和軟件對系統進行建模。

物聯網設計路線圖將以提高運營效率為基礎，這可能會延遲下一代成本降低，但顯然會為用戶增加顯著價值。