嵌入式系统动态电源管理技术研究

　　在PM系统中，并不是所有的设备都必须为PMC。所有非PMC器件的功耗构成了系统功耗的底线值；显然，PM不可能降低该部分设备的功耗。另外，所有功耗能够自身管理的设备对PM来说也是不可控的。尽管PM的功能已经明确定义，但是并没有对其执行方式作出任何限制。在一些系统中，PM是硬件模块；而在其他某些系统中，PM则是软件例程。另外，PM还有可能是软硬件的混合模型。

　　HAPO200 PDA就是一个PM系统的实例，它是我们实验室基于Intel XScale处理器开发的一款手持个人信息终端。该终端采用嵌入式Linux操作系统，可以提供强大的网络、快捷的因特网访问、完备的个人信息管理、丰富的应用程序等功能，另外还具备CF卡和USB扩展特性。该系统中主要设备的功耗都是可控的，即可以将Intel XS-cale CPU、存储器、LCD以及各种数字化设备设置为低功耗工作模式。另外一些器件，例如实时时钟，则一直处于有效状态。HAPO200 PDA的输入量来自于控制按钮或者手写笔。

　　HAPO200 PDA基于混合型的软硬件机制来实现PM，其作为一个固件运行在CPU上。HAPO200 PDA上的工作负载随时间变化比较剧烈。如果用户没有在触摸屏上操作，系统则处于空闲(Idle)状态。但是，HAPO200PDA不能在操作停止的时候立即关闭，这是因为从Sleep模式恢复到正常工作状态需要几μs的时间。如果PM将系统设置为Sleep模式太过频繁，那么当重新开始操作时将会丢失一定量的数据，从而导致设备质量受到损害。PM命令会被FPGA控制电路解码，并发送给对应的目标设备。CPU可通过软件进行关闭，而唤醒过程则由中断来驱动。需要提出的是，Sleep模式下的系统功耗不可能为零，这是因为一些系统单元的功耗是不可管理的。

　　3 结 论

　　以往的嵌入式系统设计主要涉及功能、稳定性、设计和生产费用等，系统功耗相对来说是一个比较新的设计考虑因素。降低功耗主要是基于延长手持设备中的电池寿命、降低芯片封装和冷却费用、提高系统稳定性和减小环境影响等方面的考虑，其重要性随着手持设备的普及而越来越突出。尽管本文针对动态低功耗降低技术进行了研究和探讨，有关文献也从其他角度出发提出了相应的设计策略，但是该领域还没有达到完全成熟的地步，仍然需要作深入的研究与分析。