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70 | NOVEMBRE-DICEMBRE 2025 AUTOMAZIONE OGGI 466 Consumo energetico AUTOMAZIONE OGGI Come ottimizzare l’efficienza dei dispositivi elettronici tramite tecniche e strumenti avanzati di gestione energetica C on il progresso della tecnologia, i dispositivi elettronici diventano sempre più complessi, rendendo la gestione del consumo ener- getico una sfida significativa. Ciò è più evidente nei dispositivi alimentati a bat- teria, come i dispositivi indossabili, gli occhiali AR, i computer portatili e i telefoni, per citarne alcuni, dove una gestione efficiente dell’ener- gia può prolungare notevolmente la durata della batteria e ridurre la frequenza delle rica- riche. Per soddisfare la domanda di dispositivi ad alta efficienza energetica, le tecniche avan- zate di gestione dell’energia rivestono un ruolo cruciale. Queste tecniche sono fondamentali per ottimizzare il consumo di energia, ridurre la produzione di calore e migliorare l’efficienza generale. Una gestione efficiente dell’energia, grazie alla riduzione delle temperature com- plessive, influisce sulla durata della batteria, sull’affidabilità e sulle prestazioni del dispo- sitivo. Questo aspetto è diventato essenziale nella progettazione dei dispositivi e non è più questione secondaria. Attraverso l’adozione di tecniche avanzate per la gestione dell’energia e strumenti di validazione accurati, i dispositi- vi possono ottenere riduzioni significative del consumo energetico, prolungare la durata del- la batteria, migliorare l’affidabilità e garantire il comfort dell’utente. Chi mai vorrebbe un gad- get che serve anche da scaldamani? Scalabilità dinamica della tensione La scalabilità dinamica della tensione (Dy- namic Voltage Scaling, DVS) è una tecnica fondamentale per ridurre il consumo medio di energia nei sistemi embedded. Riducendo la tensione, il consumo di energia diminuisce in modo esponenziale. Il DVS offre numerosi vantaggi, tra cui un ridotto consumo energe- tico che contribuisce ad aumentare la durata della batteria, una maggiore affidabilità del dispositivo e una gestione termica ottimiz- zata. Questa metodologia è comunemente impiegata in microprocessori, moduli di me- moria e moduli di comunicazione wireless, in quanto possono sfruttare una potenza maggiore nei dispositivi elettronici. Il DVS ha un impatto evidente in varie applicazioni: i microprocessori vengono utilizzati in modo diffuso in smartphone, laptop e server per mi- gliorare le prestazioni e diminuire il consumo energetico, beneficiando notevolmente del DVS. I sistemi di acquisizione dati, DAQ, pos- sono essere utilizzati in sinergia con i DVS per testare vari aspetti legati alle prestazioni e al consumo energetico. I DAQ possono misurare la tensione, la corrente e il consumo energe- tico a vari livelli di tensione necessari per il DVS. Inoltre, il DAQ può monitorare la tem- peratura, raccogliere dati sulle prestazioni del sistema, come il tempo di esecuzione e la ca- pacità di elaborazione, e garantire che i livelli di tensione e il consumo energetico siano corretti. Queste misurazioni della potenza e delle prestazioni di solito comportano una minore generazione di calore, una maggiore durata della batteria e una migliore affidabi- lità complessiva del sistema. Paul Ulezko Power gating e Clock gating Il power gating e il clock gating sono tecni- che supplementari che interrompono l’e- nergia ai componenti inattivi, riducendo al minimo la corrente di dispersione e il con- sumo energetico. Il power gating interrompe l’energia a un determinato blocco o modulo e riduce la corrente di dispersione e il con- sumo dinamico di energia. Ad esempio, il di- splay del telefono si spegne quando non è in uso, interrompendone così l’alimentazione. Il clock gating disabilita il segnale di clock a un blocco o modulo specifico e riduce il con- sumo energetico dinamico. Ad esempio, il ciclo di inattività del processore del telefono è regolato da un clock in modo da ridurre il consumo di energia del dispositivo. Il DAQ svolge un ruolo cruciale nel power gating e clock gating. Questi test richiedono misurazioni accurate del consumo energetico e, come già accennato, i DAQ sono in grado di misurare la tensione, la corrente e la po- tenza, che sono elementi cruciali. Durante la regolazione dell’alimentazione e del clock, i DAQ possono contribuire a convalidare l’ef- Il cellulare scalda? Attraverso l’adozione di tecniche avanzate per la gestione dell’energia e strumenti di validazione accurati, i dispositivi possono ottenere riduzioni significative del consumo energetico