基于嵌入式DSP應用的低功耗優(yōu)化策略
加入技術(shù)交流群
架構
應用范例如圖2所示。音頻信號經(jīng)過(guò)采樣通過(guò)多聲道緩沖串行端口(McBSP)回放到DSP。DSP DMA引擎向McBSP輸入或讀出采樣信號。立體聲音頻數據通過(guò)RxSplit任務(wù)分離為兩個(gè)數據流，并在Processing Task中進(jìn)行處理。DIP開(kāi)關(guān)用于選擇G726編碼／解碼處理或簡(jiǎn)單音量控制。兩個(gè)聲道隨后在TxJoin任務(wù)中組合，然后輸出至揚聲器。
圖2：音頻應用范例。
Control(控制)任務(wù)被周期性觸發(fā)，以檢查DIP開(kāi)關(guān)以確定是否需要進(jìn)行模式切換，如改變處理模式或進(jìn)入睡眠狀態(tài)。根據應用模式的不同，Control任務(wù)可能會(huì )檢查CPU負載，如果合適還會(huì )更改V/F設定點(diǎn)。
與電源相關(guān)的關(guān)鍵設計決定包括：
1. 使用OS線(xiàn)程及阻塞原語(yǔ)(blocking primitive)使時(shí)鐘空閑；
2. 使用DMA提高后臺數據(background data)傳輸效率。只有在DMA塊中完成傳輸后即中斷CPU,而不是在每次從串行端口導入或讀出數據采樣時(shí)；
3. 使用共享的外部時(shí)鐘控制串行端口(無(wú)需對串行端口進(jìn)行重新編程，即可進(jìn)行DSP CPU的頻率調節)；
4. 記錄一次回叫，以便為編解碼器驅動(dòng)程序設定鉤子機制，這樣當應用進(jìn)入深度睡眠模式時(shí)關(guān)斷編解碼器；
5. 在音頻質(zhì)量下降前使用校準功能恢復設定點(diǎn)頻率(及電壓)；
6. 使用電源管理器的時(shí)鐘適應功能，使周期函數以特定速率工作跟隨頻率的調節；
7. 在DSP再引導之間使用電源管理器“深度睡眠”接口。
本文結論
模式#1為基準測量，全部使用片外代碼；
模式#2消除所有片上代碼，DSP級節電效果較小，但板級節電達到19%；
模式#3包括一些引導時(shí)間節電配置(如關(guān)閉DSP的CLKOUT信號、未用計時(shí)器的自動(dòng)空閑配置以及關(guān)閉板上LED)，以及在BIOS空閑環(huán)路中的閑置，從而可實(shí)現25%的DSP內核節電；
模式#4為設定點(diǎn)在1.4V的條件下降至144MHz時(shí)的功耗，在該模式下可進(jìn)行音頻處理，同時(shí)仍能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)最低要求，從而實(shí)現52%的DSP內核節電；
模式#5為應用處于待機模式下的功耗，該模式配置包括外部編解碼器關(guān)斷、設定點(diǎn)支持以最小電壓最大頻率快速啟動(dòng)驅動(dòng)、DSP處于門(mén)控時(shí)鐘深度睡眠模式，該模式下的待機功耗僅為361?W。
設計人員可根據特定應用的要求選擇適用的技術(shù)。利用OS的這些支持功能，設計人員能夠以低開(kāi)銷(xiāo)方便而可靠地提高應用的電源效率。本文討論的電源優(yōu)化策略是一種從嵌入式項目之初即可用于降低與調節應用功耗的通用模型。當測量功耗無(wú)法滿(mǎn)足要求或需要采用額外的運行時(shí)技術(shù)時(shí)，上述策略可重復使用，先期步驟也可重復進(jìn)行
評論