基于SEP6200微處理器的系統(tǒng)級(jí)低功耗設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電子技術(shù)的發(fā)展與智能手機(jī)的普及使得更高性能、更多功能與更小體積的智能電子設(shè)備成為必然的發(fā)展趨勢(shì)，但是隨之也帶來(lái)了功耗的增加與可持續(xù)工作時(shí)間的減少。然當(dāng)前電池技術(shù)的發(fā)展速率卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于電子設(shè)備對(duì)電池容量需求的增長(zhǎng)，難以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。因此系統(tǒng)功耗成為決定電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)成功與否的關(guān)鍵指標(biāo)，而系統(tǒng)級(jí)低功耗技術(shù)則是解決功耗問(wèn)題的有效手段之一。
　　本文以自主設(shè)計(jì)的SEP6200芯片為主處理器的3G電子血壓計(jì)為應(yīng)用背景，在分析了系統(tǒng)功耗來(lái)源與

2、分布的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了低功耗硬件平臺(tái)，并在該平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)低功耗模式的切換和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的低功耗技術(shù)。利用Linux的進(jìn)程調(diào)度機(jī)制，在Idle進(jìn)程中將CPU配置為Idle模式，實(shí)現(xiàn)了無(wú)任務(wù)時(shí)CPU自動(dòng)進(jìn)入低功耗狀態(tài)。利用Linux提供的接口，給出了系統(tǒng)休眠喚醒機(jī)制在內(nèi)核層與驅(qū)動(dòng)層的實(shí)現(xiàn);考慮到休眠喚醒對(duì)系統(tǒng)性能的影響，在超時(shí)策略與預(yù)測(cè)策略的基礎(chǔ)上針對(duì)本文應(yīng)用提出了基于時(shí)間預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)超時(shí)策略，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)智能地休眠喚醒。此外，針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)

3、的高功耗問(wèn)題，利用Linux的CPUFreq子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)調(diào)頻技術(shù)，并通過(guò)PWM背光調(diào)節(jié)、動(dòng)態(tài)時(shí)鐘供給，單個(gè)設(shè)備休眠喚醒等技術(shù)進(jìn)一步降低系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下的功耗。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Idle模式的實(shí)現(xiàn)在低負(fù)載時(shí)可以大幅降低CPU的功耗，如無(wú)用戶(hù)操作時(shí)CPU功耗僅為優(yōu)化前的0.8％。系統(tǒng)休眠時(shí)的總功耗為45mW，僅為全速運(yùn)行時(shí)的3.1％。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的功耗在UI操作、血壓測(cè)量與3G通信等場(chǎng)景下，與優(yōu)化前相比分別降低了27.8％、26.8