基于Android系統(tǒng)的智能手機(jī)低功耗設(shè)計(jì).pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

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(guò)電池來(lái)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(lái)越多的同時(shí)對(duì)于,系統(tǒng)對(duì)電池的消耗也越來(lái)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(zhǎng)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(guò)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(guò)負(fù)載打分機(jī)制,對(duì) 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(duì)系統(tǒng)功耗影響較大,通過(guò)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(lái)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(duì)下個(gè)刷新周期內(nèi)的GPU頻率做預(yù)測(cè)。Sprdgpudvfs策略能既滿足系統(tǒng)對(duì)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(duì)系統(tǒng)功耗影響較大,但是系統(tǒng)并非一直處于訪問(wèn) 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L(zhǎng)ight Sleep狀態(tài)。
  從系統(tǒng)測(cè)試的結(jié)果來(lái)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(chǎng)景下系統(tǒng)功耗由130

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