從應用層和后臺分析便攜式電子產(chǎn)品的節能技術(shù)

　　
　　圖3：自適應電壓調節功能降低了功耗。
　　
　　1．活動(dòng)監控程序
　　
　　許多系統設計所采用的外設如顯示器背光系統及磁盤(pán)馬達比微控制器更耗電。對于這類(lèi)設計來(lái)說(shuō)，專(zhuān)門(mén)監控個(gè)別外設的活動(dòng)監控程序可以大幅改善系統的功效?；顒?dòng)監控程序有自己的計時(shí)器，受監控的外設無(wú)論進(jìn)行哪樣的工作，都可避免計時(shí)器超過(guò)其設定時(shí)限。如果計時(shí)器出現溢出或下溢(出現哪種情況取決于計時(shí)器的設置)，會(huì )將外設關(guān)閉或將之置于低功率模式。
　　
　　典型的活動(dòng)監控程序利用實(shí)時(shí)操作系統(RTOS)提供的服務(wù)設定后臺任務(wù)，以便處理預定發(fā)生的事件，其中包括所有活動(dòng)監控程序的更新。有關(guān)的后臺任務(wù)必須提前設定，以便RTOS可以按照某一固定頻率定時(shí)調用任務(wù)，一般來(lái)說(shuō)每10至100毫秒(ms)之內調用一次。一旦已發(fā)出任務(wù)調用，該任務(wù)將查找任何預計發(fā)生的、需要被執行的任務(wù)，之后處于懸置狀態(tài)，直至再發(fā)出調用。
　　
　　系統也可利用旗語(yǔ)(Semaphores)或任務(wù)之間的消息傳遞來(lái)告知某外設接入。當系統調用后臺任務(wù)時(shí)，會(huì )先核查是否已收到信號。如果有關(guān)信號仍未收到，計數器會(huì )增加。如果計數器出現溢出，系統便會(huì )關(guān)閉外設；如果信號已收到，計數器便會(huì )進(jìn)行復位。
　　
　　設備驅動(dòng)程序可能會(huì )對復位信號進(jìn)行聲明(assert)，這個(gè)信號用于對該設備進(jìn)行存取。當系統調用對設備進(jìn)行存取的驅動(dòng)程序函數時(shí)，驅動(dòng)程序可以對后臺任務(wù)聲明這個(gè)信號。如果驅動(dòng)程序本身沒(méi)有這個(gè)功能，工程師可以先修改驅動(dòng)程序的源代碼，然后加以重新編譯，以提供這個(gè)功能，但這樣將使驅動(dòng)器不是標準的驅動(dòng)程序。如果必須確保相關(guān)源代碼及程序可與驅動(dòng)器程序庫的新版兼容，可以選擇一個(gè)具有較高可移植性的解決方案，這個(gè)方案將實(shí)現一套函數或宏，這套函數或宏發(fā)送復位信號，然后調用標準的驅動(dòng)器。
　　
　　活動(dòng)監控功能也可以利用硬件實(shí)現。外設進(jìn)行存取時(shí)，計時(shí)器可以監控硬件的活動(dòng)信號。計時(shí)器是自由運行的計數器，每當受監控信號被聲明后，計時(shí)器便會(huì )復位。如果計時(shí)器出現溢位，便會(huì )向CPU發(fā)出中斷信號，中斷服務(wù)例行程序隨后便會(huì )關(guān)閉相關(guān)的外設。
　　
　　硬件監控器的響應可能比軟件監控程序快，但對于監控外設的監控程序來(lái)說(shuō)，速度通常并不重要。即使利用軟件方案關(guān)閉顯示器背光系統會(huì )出現100ms的延遲，但對電池壽命來(lái)說(shuō)，所產(chǎn)生的影響可以說(shuō)微不足道。而且，完全利用軟件進(jìn)行監控的解決方案也比較容易實(shí)現，因為活動(dòng)監控程序只需集中處理一項工作，而且工程師可以只理解源代碼，不必對硬件計時(shí)器的結構有任何了解。此外，軟件方案具有較高的可移植性，因為它不會(huì )局限于任何特定的硬件計時(shí)器實(shí)現。但軟件方案需要占用較多的CPU帶寬，如果系統需要經(jīng)常對受監控的外設進(jìn)行存取，這是一個(gè)需要慎重考慮的問(wèn)題。