時脈域是元件中使用同一個時脈頻率的部份。將晶片電路分成多個時脈域可以讓每個部份以最適當(dāng)?shù)乃俣炔僮?，進(jìn)而節(jié)省電力。例如高效能DSP可能需要以1GHz操作，但連接至立體聲編碼解碼器界面的串列埠卻只需12MHz的速度。雖然多時脈域設(shè)計還需要同步電路和橋接電路讓訊號跨越不同的時脈域，其能大幅降低整體功耗。

　　頻率調(diào)整

　　元件的某些時脈域在不同時間可能會有不同的操作需求，例如處理器若在某段時間只有10%的運(yùn)算需求，那么將時脈頻率減為平常的1/10就能大幅降低時脈功耗。動態(tài)時脈調(diào)整電路的設(shè)計必須非常小心，以確保同步邏輯電路收到穩(wěn)定而不會跳動的最小負(fù)載週期時脈。頻率調(diào)整對于使用電池的應(yīng)用最有幫助。

　　時脈閘控

　　時脈閘控會切斷閑置電路的時脈，其中又以睡眠模式的做法最簡單，它讓使用者利用軟體關(guān)掉晶片部份電路。其它技術(shù)則自動將元件某些部份的時脈關(guān)掉，直到有需要時再啟動，例如乙太網(wǎng)路的媒體存取控制器(MAC)平常可處于睡眠模式，等到它偵測到網(wǎng)路后才開始工作。時脈閘控也和頻率調(diào)整一樣適合所有使用電池的應(yīng)用。

　　靜態(tài)電壓調(diào)整

　　若應(yīng)用的效能需求較低，元件也可在較低電壓下操作。舉例來說，若DSP是在1.2V電壓下以720 MHz速率工作，它也能使用1.1V電壓并以600MHz頻率操作。由于功耗與電壓平方成正比，在1.1V電壓下以600MHz速率操作的功耗只有720MHz功耗的(1.1V/1.2V)2，大約是84%左右。另外，操作功耗也會因?yàn)闀r脈頻率降低而減少兩成。

　　動態(tài)電壓/頻率調(diào)整

　　這種技術(shù)讓電壓隨著頻率而減少以進(jìn)一步節(jié)省功耗。頻率的切換同樣必須非常小心，元件應(yīng)先將時脈切斷，然后才改變操作電壓。動態(tài)電壓

　　/頻率調(diào)整技術(shù)非常適合可攜式應(yīng)用。

　　電壓域

　　多域的觀念同樣適用于電壓，設(shè)計人員可以根據(jù)效能需求將晶片分成多個部份，而每個部份使用不同的電壓。由于不同的電壓域必須以隔離電路分開，保護(hù)它們不受其它電壓域的損害，因此這種技術(shù)用于設(shè)計時必須相當(dāng)謹(jǐn)慎。它們還必須提供轉(zhuǎn)換電路，用來轉(zhuǎn)換跨越不同電壓域的訊號。多電壓域需要多組電源，然而晶片內(nèi)建穩(wěn)壓器的效率通常都比不上電路板層級的電源供應(yīng)器，因此這類設(shè)計多半需要由電路板供應(yīng)多組電源，這正是多電壓域技術(shù)的缺點(diǎn)之一：因?yàn)殡娐钒逍枰黾佣鄠€電源層，使得設(shè)計復(fù)雜性大幅提升。

　　電源閘控(power supply gating)

　　電源閘控又比時脈閘控技術(shù)更進(jìn)一步，它會直接切斷晶片閑置電路的電源。由于這種技術(shù)更復(fù)雜，又需要隔離電路，因此通常會用于比時脈閘控技術(shù)(以個別電路為單位)還大的范圍(多半以模組為單位)。這種技術(shù)和多電壓域技術(shù)也有所不同，其隔離電路會內(nèi)建于晶片，避免增加電路板設(shè)計的復(fù)雜性。

　　操作點(diǎn)技術(shù)的應(yīng)用范圍

　　上述技術(shù)是否有用，端賴使用者是根據(jù)電池壽命或最大功耗來評斷應(yīng)用系統(tǒng)的優(yōu)劣。某些技術(shù)幾乎對所有應(yīng)用都有幫助，例如多時脈域和多電壓域技術(shù)只需用到時脈頻率和電壓，所以任何應(yīng)用系統(tǒng)都可以採用這兩種技術(shù)。域的數(shù)目只會受到這些技術(shù)所帶來的設(shè)計復(fù)雜性限制，多電壓域還可能受到電路板復(fù)雜性的影響。同樣地，多數(shù)元件的電路并非都是在最大負(fù)載條件下操作，因此時脈閘控技術(shù)(尤其採用自動控制方式的技術(shù))在許多應(yīng)用都能發(fā)揮作用。靜態(tài)電壓調(diào)整對所有應(yīng)用都有好處，因?yàn)樵粫谔峁┧栊艿谋匾妷合虏僮鳌?/p>

　　應(yīng)用系統(tǒng)若以電池為電源，并提供多種操作模式，那么頻率調(diào)整和動態(tài)電壓/頻率調(diào)整技術(shù)就能發(fā)揮最大作用;另一方面，這些方法對于重視最大功耗的應(yīng)用卻沒有太大用處。除此之外，電源閘控對于這些類似于基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用可能也沒有幫助，因?yàn)檫@類應(yīng)用的元件很少會有大片電路處于閑置狀態(tài)。

　　選擇適當(dāng)架構(gòu)

　　調(diào)整應(yīng)用功耗的另一種做法是選擇最適當(dāng)?shù)墓δ苷隙?、運(yùn)算處理單元和記憶體架構(gòu)。

　　週邊和記憶體的整合

　　元件和外部零件需要透過電路板互傳訊號，有可能是系統(tǒng)功耗的主要來源，因?yàn)榻?jīng)由電路板傳送訊號需要比晶片功能整合還高的電壓，電路板訊號線的寄生電容也會造成功耗。

　　運(yùn)算處理單元的調(diào)整

　　以系統(tǒng)單晶片為主的現(xiàn)代元件可以選擇不同類型的運(yùn)算處理單元：

　　DSP

　　專門執(zhí)行訊號和影像處理演算法的處理器，內(nèi)建多組應(yīng)用最佳化硬體運(yùn)算邏輯單元和乘法器，能以極高效率執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)訊號處理演算法。這類元件具備完整的可程式能力，可以輕松支援未來出現(xiàn)的新標(biāo)準(zhǔn)。

　　通用處理器

　　ARM處理器就是例子，其主要用來執(zhí)行一般性功能，例如圖形化使用者界面、網(wǎng)路堆疊(network stack)和整體系統(tǒng)控制。由于它們不必整合DSP功能所需的運(yùn)算處理單元，所以執(zhí)行一般性功能時功耗就比較小。

　　特殊用途硬體協(xié)同處理器

　　只包含特定功能所需的算術(shù)單元和控制電路。如果應(yīng)用功能的定義很明確，又不太可能改變，即可將該功能整合到硬體協(xié)同處理器。舉例來說，整合了Viterbi和Turbo處理器的DSP，便可專門執(zhí)行3G基地臺標(biāo)準(zhǔn)所要求的前向錯誤更正(FEC)。

　　今日的系統(tǒng)單晶片多半會整合前述多種運(yùn)算處理單元。有些架構(gòu)會採用多種不同類型的運(yùn)算處理單元，然后將不同的功能交給最適當(dāng)?shù)暮诵膱?zhí)行。DSP可以高效率執(zhí)行訊號處理，RISC則適合處理系統(tǒng)控制和使用者界面等工作。由于每個運(yùn)算處理單元都以實(shí)際所需的速度執(zhí)行最擅長的工作，故能將功耗減至最小;相形之下，若只用一個運(yùn)算處理單元執(zhí)行所有功能，其時脈頻率就必須更高，同時還要包含更多硬體，其中有些部份可能經(jīng)常處于閑置狀態(tài)。換言之，這類設(shè)計的工作效率必然較低，而在工作效率就等于電源效率的情形下，其功耗必然更高。

　　記憶體系統(tǒng)的選擇

　　元件若想避免存取外部記憶體，也可將應(yīng)用所需的記憶體全部整合至晶片內(nèi)。然而視訊或影像系統(tǒng)之類的應(yīng)用卻需要極為龐大的記憶體，將它們?nèi)空现辆璧某杀究赡苓h(yuǎn)超過直接在電路板上增加DRAM的費(fèi)用。這類應(yīng)用可以利用快取架構(gòu)來減少外部記憶體的存取次數(shù)，進(jìn)行降低系統(tǒng)總功耗。

　　就算元件包含全部所需的記憶體，快取也能幫助它們降低功耗。這類元件可以將少量的第一層快取記憶體直接連線到處理器，使其儲存主記憶體中最常用的內(nèi)容。主記憶體則是第二層記憶體，其速度通常較慢，所用的記憶體方塊也比第一層快取更省電。由于處理器的多數(shù)存取動作都會命中第一層快取記憶體，這些記憶體又採用電容值較小的結(jié)構(gòu)，所以每次存取動作的功耗就變得更低。

　　封裝與功耗

　　前述所有省電技術(shù)都能幫助元件減少產(chǎn)生熱量，封裝則能透過高效率散熱進(jìn)一步加強(qiáng)它們的效果。傳統(tǒng)的風(fēng)扇、散熱空間或

　　散熱片都不適合空間有限的可攜式應(yīng)用，它們的高度或成本也可能超過插入式模組或汽車應(yīng)用所能接受的范圍;相形之下，金屬散熱蓋或散熱層雖會增加元件成本，卻能提供更高散熱效率。有些元件還將散熱錫球連接到元件的散熱接地面，由它透過電路板來達(dá)成更良好的散熱效果。

　　選擇適當(dāng)技術(shù)