詳解 組み込みシステム 第2版 ―高性能、高品質なソフトウェアを実現するデザインパターン

13章省電力

システムの省電力化は、製品機能の実装よりも時間がかかることがあります。システムの消費電力を効率化するには、ハードウェアの選定が大きな要素です。しかし電力を最も消費するであろうプロセッサについては、ソフトウェアにより省電力が可能です。

製品では消費電力とコストの削減の要求があり、スペックの低いプロセッサを選択しがちです。この低スペックのプロセッサでさまざまな要求を満たせるのか、断念して高スペックに乗り換えるのかは難しい判断です。

サイクル、RAM、コードスペースが低いプロセッサは、消費電力は少ないです。「11章　リソースの削減」で提案したような最適化をしたくなるかもしれませんが、終わりが見えない作業でもあります。まずは定量化できる目標を立てましょう。ハードウェアの選択は、電気エンジニアリングチームに任せます。ソフトウェアでは本章で説明する事項で消費電力を削減します。

13.1　消費電力の把握

電気回路は抵抗としてモデル化できます。電力はワットで計測され、システムで使用される電流の二乗に比例します。

P = I2 * R
電力 = (電流)2 * 抵抗
ワット（W）= (アンペア（A）)2 * オーム（Ω）

システムを抵抗としてモデル化すると、電流を減らせば、消費電力も減ります。電力を電圧と電流の積で考えても構いません。

P = V * I
電力 = 電圧 x 電流
ワット（W）= ボルト（V）* アンペア（A）

システム内の部品が3 Vや5 Vで動作しているのに、プロセッサコアが1.8 Vで動作するのはこのためです。プロセッサコアは多くの電流を消費するため、電圧が低いほど消費電力は少なくなります。オームの法則では上の電力計算式を次のように表します。