μCOS-II實(shí)時(shí)操作系統在μ′nSPTM中的低功耗研究

方案二：系統在空閑狀態(tài)下不關(guān)閉實(shí)時(shí)時(shí)鐘，而是進(jìn)入最低的工作頻率，此時(shí)處理器處于低功耗工作狀態(tài)，操作系統仍然可以進(jìn)行任務(wù)調度。當有用戶(hù)任務(wù)時(shí)，由用戶(hù)任務(wù)先把實(shí)時(shí)時(shí)鐘頻率升高，然后再運行用戶(hù)代碼。其工作時(shí)序見(jiàn)圖3。其中每次進(jìn)入用戶(hù)任務(wù)之前，先將實(shí)時(shí)時(shí)鐘頻率升高，用戶(hù)任務(wù)運行結束進(jìn)入空閑狀態(tài)時(shí)，再將實(shí)時(shí)時(shí)鐘頻率降低。

測試和方案對比：
首先在處理器μ′nSPTM處理器上移植μCOS-Ⅱ實(shí)時(shí)操作系統。運行正常后測試用的用戶(hù)任務(wù)是以1 Hz的頻率點(diǎn)亮LED指示燈。表2是測試數據(外電源電壓4．82 V，穩壓后處理器電壓3．3 V)。

測試結論：
雖然以整機電流進(jìn)行測試不能完全反映處理器的工作情況，但從以上數據可以知道，采用兩種方案確實(shí)可以降低系統功耗，而且方案一的效果更好，但需要占用一個(gè)定時(shí)器，在測試中發(fā)現當任務(wù)增加后功耗很快達到方案二水平，且有時(shí)不能正常喚醒；方案二很穩定，而且不需要定時(shí)器，用戶(hù)可以根據任務(wù)的運算量設定不同的時(shí)鐘頻率，如需要大的運算任務(wù)，可在進(jìn)入用戶(hù)任務(wù)之前將時(shí)鐘頻率設置為較高值，反之設置為較低值。以上采用的方法只是動(dòng)態(tài)地改變系統的頻率，沒(méi)有動(dòng)態(tài)地改變電壓水平，因此在降低嵌入式系統功耗方面依然有進(jìn)一步的潛力。但動(dòng)態(tài)改變電壓水平需要更多硬件支持，在目前廣泛使用的中低端處理器中，通過(guò)擴展實(shí)時(shí)操作系統內核動(dòng)態(tài)地改變系統的頻率對降低嵌入式系統功耗是大有裨益的。

4 結 語(yǔ)
在嵌入式系統設計中，由于普遍存在CPU高速運行功能和有限任務(wù)處理要求的巨大差異，會(huì )形成系統在時(shí)間與空間上巨大的無(wú)效操作。如果能夠根據系統的工作狀態(tài)自動(dòng)地進(jìn)行功耗管理，使系統工作于系統狀態(tài)相適應的功耗模式，故能極大地降低系統功耗，延長(cháng)電池待機時(shí)間。這些工作對嵌入式開(kāi)發(fā)有重大的意義。