进行准确测量是优化能效的第一步，然后要想办法将尽可能多的将数据处理转移到专用硬件模块中，这样可以大大减少耗电量。
在我的上一篇文章中，我研究了令人费解的功耗术语以及如何降低功耗。这一次，我将着眼于优化互联智能设备的能效，这一过程首先要进行准确的测量。
要精确测量能耗，我们需要比电流表功能更强大的设备。电流表这类仪器无法在不断变化的电流下显示正确的结果。
功率分析仪价格昂贵，但也有替代方案
如果您有一个积分时间很长的万用表，那么就可以做到在不断变化的电流下显示正确的结果，但积分时间必须长于您要测量的多个周期。最好的选择仍然是专门为进行这种测量而设计的功率分析仪。大型实验室仪器供应商通常会有一个高分辨率、高精度的分析仪，但它们相当昂贵，高达1万美元。
许多低功耗MCU供应商已经提供了低成本的解决方案，允许开发人员在开发阶段在他们的办公桌上就放一个。这些设备无法提供与实验室工具相同的精度，但可以将误差百分比降到个位数，这足以准确地得出合理的能耗和电池续航估计数据。
专用硬件模块
优化CPU使用的能耗是提高系统能效的关键一步。现代CPU非常灵活，通过编程，您可以让它做任何您想做的事情，但即使是最高效的CPU架构也无法像专用硬件模块那样高效。 嵌入式系统的一个常见情况是需要执行各种小型任务，其他时间只是等待。如果您使用CPU来处理这个问题，那么您有两个基本的选择。一种方式是让CPU任务之间循环等待；另一种方式是休眠，只有在需要时才唤醒执行。
由于CPU通常是系统中最耗电的设备之一，第一个选项将消耗大量的电量，而没有做什么有用的事情。在等待时降低时钟速度将改善这一点，但这将降低工作时的效率，因为CPU在全速运行时通常效率最高。使用第二种方法将导致CPU周期性启停，这通常是一种更好的方法，但每次必须从低功耗状态再次唤醒CPU时，仍然会损失一些电量和时间。
如果能够在专用硬件上完成所有较小的控制操作，并且只有在有数据需要处理时才唤醒CPU，这将极大地提高功效。
找到合适的平衡点
在使用不那么灵活但低功耗的专用硬件和灵活但低能效的CPU之间做出权衡非常重要。在现代的MCU中，正通过加入硬件加速来改善功耗。
Nordic Semiconductor nRF系列芯片使用DMA进行所有的数据传输，并拥有一个名为PPI的硬件控制系统，在硬件模块之间发送控制信号。例如，通过将这些与无线电一起使用，您可以在运行蓝牙的同时，使CPU在大多数时间处于低功耗休眠模式。
与没有硬件加速的系统进行比较，那种CPU通常会一直运行以控制无线电，这再次导致能耗增加。这也意味着峰值功耗值较低的系统很可能会有更高的整体能耗，因为同样的工作需要更长的时间。
硬件加速还允许您优化CPU的效率，而无需在高速操作和低速操作之间进行妥协匹配。您可以主动允许CPU被唤醒，让它以尽可能快且高效的方式进行计算工作，然后返回到低功耗模式。
新型基准测试：帮助您在复杂因素影响下进行功耗评估
专用硬件以及CPU调度策略都会影响功耗的评估，这种复杂性的增加催生了新型的基准测试（Benchmarking）。例如，EEMBC 是一个基准测试领域的行业联盟，他们原本多年来一直也在领导着CoreMark。Coremark被广泛用于测试CPU性能，但它只测试性能。
最近，EEMBC公布了更多与功耗有关的基准。ULPMark-Core Profile的目标是低功耗应用。现在正在使用ULPMark-Peripheral Profile进行扩展，其中外围设备将用于模拟更完整的系统。还有一个正在进行中的IoTMark基准测试，其中将添加无线连接来模拟终端节点。
由于仅仅读取datasheet中的mA数字不再那么准确，这些基准测试能够更方便地在低功耗设备上进行同类比较。虽然这样的基准测试是有用的，但基准测试解决方案越接近您的实际应用它们的价值将越高。
一句忠告
最后总结，由于数字设备中的各种低功耗优化设计的存在，单纯使用datasheet中标注的电流mA值来评估一个应用的功耗情况已经变得越来越困难。如果有人告诉您可以这样做，那就要小心了！您可能会发现，要么设备没有优化到应有的程度，要么您没有被告知完整的故事。