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近年来,随着嵌入式移动设备对其性能的需求不断提升,其功耗也随之不断上升。为了平衡系统性能和待机时间,在保证性能的前提下降低系统功耗,各种低功耗技术在嵌入式平台中的应用成为了研究热点。
本文以目前流行的Android操作系统作为软件平台。设计并实现了该平台下的睡眠唤醒子系统和动态电源管理子系统,并针对实际需求进行了优化和定制应用。在睡眠唤醒子系统中,Android引入了唤醒锁机制和预挂起机制。本文对上述两种机制的实现进行了优化,并针对目标平台的实际需求进行了定制应用。此外,在该子系统中,本文基于以TCC8902微处理器为核心的硬件平台,通过系统睡眠状态的实现,大幅降低了此时的系统功耗。在动态电源管理子系统中,本文设计并实现了CPU空闲机制和动态变频机制,通过在实际平台上对这两种机制进行的综合应用,达到了降低系统运行时功耗的目的。在动态变频机制中,本文对当前普遍应用的动态变频策略进行了实现和比较,并移植实现了一种改进型策略。
测试证明,本文设计与实现的睡眠唤醒子系统和动态电源管理子系统运行稳定且能够实现预期的各项功能。睡眠唤醒子系统的实现完善了系统睡眠状态下的电源管理机制,使得系统在预挂起状态下的功耗降低至正常工作时的30.7%,而本文所做的优化则进一步使该状态下的系统功耗降低至正常工作时的22.6%;在本文的实际平台中,系统睡眠状态下的功耗仅为11mA(额定电压4.2V),为正常工作时的3.3%。而动态电源管理子系统则在系统负载较低时,通过将CPU置入空闲状态或降低系统工作频率的方式,有效降低了系统运行时功耗30%以上。