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由于半导体工艺的飞速发展,计算机系统的集成度和功耗密度显著提高,电源管理日趋重要。PKUnity86-2是一款融合了x86处理器和AMBA开放式总线的新型系统芯片,二进制兼容MS Windows和Linux。但其硬件设计不符合ACPI规范,不能满足操作系统在电源管理方面的兼容性需求,因而不能针对系统进行电源管理。在计算机系统中,支持统一的ACPI兼容的电源管理,有利于复用现有的软硬件资源,提升软硬件平台的通用性。 本文基于PKUnity86-2平台,进行电源管理方面的研究,提出一种基于系统固件层虚拟化技术的ACPI兼容的电源管理方案设计与实现方法,并应用于PKUnity86-2平台。本文的工作主要包含:首先,基于ACPI兼容的硬件平台,设计实验并分析ACPI的兼容性,采用多次测试、逐一删减的方法,得到一个满足ACPI兼容性的软硬件集合,为后续工作奠定基础;然后,对比PKUnity86-2,电源管理硬件与ACPI兼容硬件的异同,提出以基于I/O陷阱的固件层虚拟化技术为核心的ACPI BIOS设计方案,并结合虚拟寄存器技术和寄存器动态翻译技术,实现ACPI BIOS;最后,通过研究操作系统内核与驱动程序的协同工作机制,总结出一个设计和实现ACPI兼容的设备驱动程序的方法,建立PKUnity86-2设备电源管理机制。 评测结果表明,本文基于PKUnity86-2平台设计并实现的电源管理方案兼容ACPI规范,满足Windows和Linux的电源管理需求;在S1、S3和S4低功耗状态下,系统功耗分别降低39.0%、69.8%、94.9%。本文实现了ACPI规范在新型计算机系统上的应用,为其它平台的电源管理提供参考,也为下一代PKUnity86-3芯片设计ACPI兼容的电源管理控制器奠定基础。