基于Android系統(tǒng)的智能手機(jī)低功耗設(shè)計(jì).pdf

1、智能手機(jī)是目前人們熟知的最典型嵌入式產(chǎn)品，它是通過電池來供電的，但是隨著手機(jī)應(yīng)用功能增大和手機(jī)外圍器件越來越多的同時(shí)對于，系統(tǒng)對電池的消耗也越來越大，目前通用的智能手機(jī)電池容量非常有限，很難做出體積非常小而容量非常大的電池。為了解決上面的矛盾，在滿足系統(tǒng)性能的前提下，降低系統(tǒng)功耗從而延長系統(tǒng)使用時(shí)間是移動(dòng)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。
　　本論文以Android操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái)，并以SPREADTRUM公司SHARK芯片為硬件平臺(tái)，

2、構(gòu)建一套完整的低功耗解決方案。該方案實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)在睡眠與運(yùn)行狀態(tài)下低功耗目標(biāo)，即睡眠喚醒子系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)電源管理子系統(tǒng)。
　　1:睡眠喚醒子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：
　　根據(jù)SHARK芯片自身的特點(diǎn)，在系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉CPU以及系統(tǒng)所有中斷源，包括系統(tǒng)硬件中斷和軟件中斷，還有關(guān)閉芯片高速總線(AHB)和低速總線(APB)，關(guān)閉內(nèi)存(DDR)控制器等，讓系統(tǒng)進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)。
　　2:動(dòng)態(tài)電源管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：
　　

3、1）通過分析Linux原生的幾種CPU動(dòng)態(tài)變頻策略，提出了新的CPU動(dòng)態(tài)變頻策略，把這種策略命名為Sprdemand。該策略實(shí)現(xiàn)了CPU動(dòng)態(tài)負(fù)載打分調(diào)頻機(jī)制和CPU熱插拔(Hotplug)機(jī)制，通過負(fù)載打分機(jī)制，對 CPU運(yùn)行時(shí)的頻率進(jìn)行合理調(diào)整。其中熱插拔機(jī)制保證了系統(tǒng)負(fù)載低的時(shí)拔掉若干CPU核，在系統(tǒng)負(fù)載較高時(shí)插入若干CPU，這樣既保證了系統(tǒng)的運(yùn)算速度的同時(shí)盡可能啟動(dòng)較少的CPU核，從而降低系統(tǒng)功耗。
　　2）提出了內(nèi)存(DD

4、R)動(dòng)態(tài)變頻方案，因?yàn)镈DR控制器和PHY時(shí)鐘的功耗對系統(tǒng)功耗影響較大，通過總線監(jiān)控模塊(Bus Monitor)監(jiān)控DDR總線帶寬負(fù)載，并依據(jù)采樣信息來設(shè)定合適的DDR頻率。
　　3）提出了圖形處理器(GPU)動(dòng)態(tài)變頻策略，命名為Sprdgpudvfs策略。該策略的主要思想是根據(jù)GPU前一個(gè)刷新周期內(nèi)的刷新幀數(shù)和GPU當(dāng)前的負(fù)載情況對下個(gè)刷新周期內(nèi)的GPU頻率做預(yù)測。Sprdgpudvfs策略能既滿足系統(tǒng)對GPU刷屏及時(shí)性的要求

5、，又能降低系統(tǒng)功耗。
　　4）設(shè)計(jì)了系統(tǒng)Light Sleep狀態(tài)。由于DDR控制器和時(shí)鐘對系統(tǒng)功耗影響較大，但是系統(tǒng)并非一直處于訪問 DDR狀態(tài)，所以在某些時(shí)刻可以把 DDR關(guān)掉以減輕系統(tǒng)功耗，我們把這種系統(tǒng)狀態(tài)定義為Light Sleep狀態(tài)。
　　從系統(tǒng)測試的結(jié)果來看，本論文設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的睡眠喚醒子系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)電源管理子系統(tǒng)能保證系統(tǒng)在低功耗運(yùn)行的同時(shí)兼顧系統(tǒng)性能。Light Sleep狀態(tài)播放MP3場景下系統(tǒng)功耗由130