可穿戴设备应用程序中的显示器消耗大部分电池电量。解决方案之一是直接增加电池容量，但是大容量电池会增加尺寸和重量，这不适合可穿戴设备，尤其是当市场继续追求更紧凑的新产品时。更具挑战性的是，电池技术的发展无法跟上不断增长的系统要求。可穿戴设备的电池寿命对于良好的用户体验至关重要。可穿戴设备应用程序中的显示器消耗大部分电池电量。解决方案之一是直接增加电池容量，但是大容量电池会增加尺寸和重量，这不适合可穿戴设备，尤其是当市场继续追求更紧凑的新产品时。更具挑战性的是，电池技术的发展无法跟上不断增长的系统要求。因此，将显示功耗降至最低已成为可穿戴设备市场中的关键设计因素。人类的视觉感知非常精确，促使制造商在可穿戴设备中使用更高分辨率的显示器。尽管有各种各样的节能解决方案可用，但视觉质量的任何下降都会直接影响设备的整体体验。因此，在考虑显示器的节能解决方案时必须小心。为了提高显示分辨率，需要增加内存带宽。因此，为了延长电池寿命，在待机模式和工作模式下降低存储器的功耗变得更加实用。显示系统体系结构显示屏由像素阵列组成。每个像素的驱动值确定显示的颜色。基于ram的帧缓冲区将每个像素的颜色信息保存在显示屏上。最常用的并行显示屏幕需要定期刷新，从帧缓冲区读取数据，然后将其显示在屏幕上。如果显示器的分辨率和色彩深度不高，则控制器的内部RAM也可以用作帧缓冲区。随着显示器尺寸的增加以及分辨率和颜色深度的增加，内部SRAM将无法提供足够的容量或性能。为了避免屏幕撕裂，还必须使用双缓冲。在这些系统中，帧缓冲区通常在外部存储器中实现。在刷新周期中，数据从外部帧缓冲器中读取，并与控制信号一起输出到显示控制器数据总线。图1显示了使用外部帧缓冲器的典型显示框图。图1：并行SRAM显示缓存实现（来源：赛普拉斯）有很多降低显示功耗的方法。将显示控制器集成到主微控制器中。市场上常见的显示模块具有内置控制器。完成上述集成后，它有助于充分利用主微控制器的低功耗特性。使用低功耗存储器作为帧缓冲区。由于帧缓冲器始终处于打开状态，因此应使用待机电流较低的存储器。减少对帧缓冲区的频繁更新。使用具有足够大容量的内存并加载多个帧可以减少CPU的工作电流。如果将访问频率最高的帧加载到内存中，则无需从帧缓冲区加载和卸载数据。可以通过将帧缓冲区切换到其他存储地址来切换监视器上显示的图像。我们一直将并行异步SRAM用作外部显示缓冲区，因为控制器和显示器可以轻松地支持它们。但是，这种类型的存储器具有较大的封装尺寸和大量的引脚。但是，较少的引脚数量和较小的串行存储器封装尺寸可以减少所需的控制器引脚数量，并节省PCB成本。在QuadSPI模式下以108MHz工作时，串行存储器的性能可与并行异步SRAM存储器相媲美。例如，赛普拉斯ExcelonF-RAM是最大容量高达8Mbit的串行非易失性存储器，以及引脚数少的小型GQFN封装。为了优化功耗，可以支持四种功耗模式。在典型的QuadSPI模式下以108MHz运行时，工作电流为16mA。当内存不工作时，待机模式下的功耗为102μA。深度待机模式可以将功耗进一步降低至0.8μA，并且在睡眠模式下仅需要0.1μA的最小功耗。编辑：hfy