強大的設(shè)計工具、一流的嵌入式處理性能以及高效率的電力電子晶體管推動了數(shù)字能源革命的發(fā)展。這些功率晶體管將能量轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包，然后在高速嵌入式控制系統(tǒng)的控制下精確地對數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)換和處理。目前，最常使用的設(shè)備類型之一是絕緣柵雙極型晶體管或IGBT。20世紀80年代以來，IGBT技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過了六次發(fā)展，平均每11年，其能源效率提高了一倍。預(yù)計到2020年，用于風(fēng)能和太陽能農(nóng)場的5兆瓦逆變器在體積上將比2000年的相同設(shè)備小27倍。能源與信息一樣，也是所有其他現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)，能源的數(shù)字化將對商業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展起到重大的影響。
“只需一個系統(tǒng)設(shè)計工具鏈，我就可以實現(xiàn)從設(shè)計到商用部署等一系列過程，從而顯著縮短了許多項目的開發(fā)時間?，F(xiàn)在，通過在已進行生產(chǎn)預(yù)驗證且成本效益高的可部署硬件上進行原型驗證，我們可以將商用硬件產(chǎn)品帶到室外進行3個月的實地測試。而其他具有競爭力的Real-Time平臺則需要更大規(guī)模的電路設(shè)計人員、DSP程序員、工程師和技術(shù)人員團隊，而且仍然無法部署這些平臺。”-Yakov Familiant， Eaton Corporation電力系統(tǒng)和架構(gòu)首席工程師
20世紀80年代以來，嵌入式處理器和FPGA的PPD(performance-per-dollar)以驚人的速度增長--超過500萬倍。即使到了20世紀90年代末，模擬控制系統(tǒng)的 PPD 仍比數(shù)字控制系統(tǒng)高，但近幾年摩爾定律的發(fā)展卻使數(shù)字控制系統(tǒng)將模擬控制系統(tǒng)遠遠地甩在身后。最近，嵌入式計算芯片的性能又發(fā)生了一次變革。微處理器、DSP和FPGA這三種最常用的嵌入式處理技術(shù)已經(jīng)集成到單個異構(gòu)集成電路。幾年前，F(xiàn)PGA和DSP合并到單個芯片組大大降低了集成成本，使數(shù)字控制系統(tǒng)的PPD增長了40倍。對于數(shù)字能源系統(tǒng)來說，其重要意義在于將DSP的高效計算能力與可重配置FPGA芯片的并行機制和硬件加速特性相結(jié)合。
嵌入式計算芯片組的PPD每14個月增加一倍，且在未來幾年內(nèi)，這個周期將比嵌入式系統(tǒng)13個月的更短。這會使許多產(chǎn)品開發(fā)團隊陷入不斷需要重新設(shè)計的高成本高風(fēng)險“沙鼠輪”陷阱中。等到產(chǎn)品發(fā)布時，他們(和他們的競爭對手)已經(jīng)可以購買到具有兩倍PPD的芯片組。以當前的發(fā)展速度，嵌入式計算芯片的性能從2010年到2020年將提升2^8倍，所以2020年購買的處理芯片的PPD很可能比2010年的芯片高至少256(2^8)倍。
需要不斷重新設(shè)計產(chǎn)品線才能跟上摩爾定律指數(shù)增長的步伐，這一現(xiàn)實使大小型公司面臨著日益嚴峻的挑戰(zhàn)。許多高管和董事會成員都在思考是否有替代產(chǎn)品。
