嵌入式系统的动态电源管理架构

序、物理设备收集信息从而作出策略决策。策略管理器的位置（用户空间和内核空间）、所收集信息的内容和形式以及相应的操作，需要系统的ＤＰＭ设计者来定义和实现。

（４）设备管理和同等操作点类

在ＤＰＭ架构中，策略管理者不会直接对设备的状态进行管理，而是通过底层的设备驱动来管理设备的能耗。在某个操作状态下，映射一类可以在该状态下能被系统接受的操作点。在该状态下，当某个睡眠的设备需要被唤醒的时候，通过驱动对ＤＰＭ声明约束（constraints），接着ＤＰＭ在这一类的操作点中选择另外一个操作点，使得该操作点下，该设备能够正常工作，选择的机制可以在策略中定义。简单的方法是选择该类中合法的（满足约束条件）能耗最低的操作点，或者是特别指不定期某个操作点。

４　ＤＰＭ模块实现

在实时嵌入式操作系统Ｎucleus微内核中实现了ＤＰＭ模块，采用的平台是基于ＴＩ　ＯＭＡＰ１６１２的ＴＤＳＣＤＭＡ无线终端参考设计（３２ＭＢ　ＤＤＲＡＭ，１７６×２２０　１６bpp TFT液晶显示屏，ＵＳＢ和其它外设）。图２是整合ＤＰＭ的操作系统结构。

在ＤＰＭ模块中，整合了策略管理、功率监控调度器（power-aware scheduler）、工作负荷监控器、操作状态管理器、操作点管理、约束管理六个子模块。其中，功率监控调度器和工作负荷监控器嵌入到内核的上下文切换中，工作负荷监控器通过计算操作系统处于空闲调度的时间和采样周期的比值来表征ＣＰＵ的工作负荷，然后把这个值传递给功率监控调度器，通过内部整合“动态减慢因子”ＤＶＳ算法，预测下一任务的工作负荷，并设置与之相对应的操作状态。其它四个模块分别

对构架中的抽象对象操作点、约束、操作状态、策略进行管理。特别地，策略管理的核心是策略管理者，它以一个独立线程的形式运行在内核空间。

５　结论

经过测试，整合ＤＰＭ的ＴＤ－ＳＣＤＭＡ无线终端平均能耗下降了５０％。其中在操作点Ｈigh Active时，电流为４００mA左右，而在操作点Ｓleep时降到了２００mA左右；如果应用操作点Ｄeep Sleep(关闭ＡＲＭ、ＤＳＰ和所有设备，维持一个３２kHz的时钟)电流甚至可以降到１０～２０mA，完全满足长时间待机。实验表明，利用ＤＰＭ构架，可以对３Ｇ无线终端实行之有效的动态电源管理。随着半导体技术、应用程序优化技术以及高粒度时钟门控和电压门控技术的发展，为提升嵌入式系统的有效能量供给率提供了可能。利用这些新技术继续开发和改进ＤＰＭ架构和实现，正是今后研究的方向和重点。

《嵌入式系统的动态电源管理架构(第3页)》