嵌入式Linux功耗管理技术设计与实现

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随着智能手机、多媒体播放器等消费电子的飞速发展,消费者对便携式电子产品的可持续工作时间的要求也不断增长。向现代电池技术的发展进步却远远落后于嵌入式系统对电池容量的要求,系统功耗成为嵌入式手持产品的设计瓶颈,嵌入式功耗管理技术成为解决这一问题的有效手段。   本文基于自主设计的嵌入式低功耗硬件平台,通过系统休眠和系统运行两方面重点探讨了在嵌入式Linux平台下的功耗管理技术。本文首先介绍和分析了Linux休眠机制——高级电源管理 APM。基于APM技术,设计和实现了系统休眠的驱动层、内核适配层,并在此基础上提出了基于阈值预测的系统休眠策略。其次,针对系统运行时的功耗问题,基于动态变频的原理和Linux cpufreq子系统,给出了动态变频技术在驱动层和内核层的实现方案,并在传统策略的基础上重点设计了两种改进策略,使动态变频技术能够适应不同应用环境下的需求。此外,本文还给出了动态时钟供给、智能LCD背光调整、单个设备休眠/唤醒等其他儿种系统运行时的技术。   最后,在课越硬件平台上测试了本文所设计的功耗管理技术.实验结果表明:运用本文所设计功耗管理技术的系统,休眠时功耗为系统全速运行时的6%,接近硬件平台的理论休眠功耗极限;运行时功耗比原有系统降低35%以上。且无论是在休眠时还是运行时,课题系统功耗均低于主流手持设备平均水平,满足嵌入式于持应用的需求。
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