动态电源管理技术在地震数据采集系统中的应用研究

论文摘要

伴随我国地震事业的快速发展,地震科学研究对于地震数据信息的需求无论从量还是质上都正发生着深刻变化,也推动着地震监测系统从模拟技术向数字化技术的跨越式发展,目前,基于嵌入式技术研制推出的地震数据采集器功能变得越加强大,表现在大容量存储,实时数据传输,远程控制等方面,但采集系统的功耗也在成为系统的一个瓶颈指标。为了降低采集系统功耗,本文在研究嵌入式linux现有DPM和CPUfreq框架及实现后,结合AT91SAM9G20处理器提供的电源管理的硬件支持,给出一种利用linux内核统计信息计算系统负载,并结合时钟中断处理和tasklet机制实现动态调节CPU工作时钟频率的方案。通过降低数据采集器的动态功耗,达到有效降低系统总功耗的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 嵌入式系统概述
• 1.1.1 嵌入式系统介绍
• 1.1.2 嵌入式系统特点
• 1.1.3 嵌入式系统发展历程
• 1.2 动态电源管理基本概念
• 1.2.1 动态电源管理技术基本原理
• 1.2.2 动态电源管理要解决的问题
• 1.3 研究课题的相关背景
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 硬件平台和软件系统
• 2.1 ARM微处理器
• 2.2 优龙YL9G20开发版
• 2.3 嵌入式操作系统和Linux
• 2.4 嵌入式Linux系统开发
• 2.4.1 交义编译环境
• 2.4.2 内核的裁剪配置与交义编译
• 2.4.3 内核映像的装载与引导
• 2.4.4 根文件系统的定制与挂载
• 第三章 嵌入式Linux下的DPM和CPUfreq架构
• 3.1 嵌入式Linux下的动态电源管理机制
• 3.2 嵌入式Linux下的DPM框架及实现
• 3.2.1 DPM 的框架
• 3.2.2 DPM框架的实现
• 3.3 CPUfreq的架构及实现
• 3.3.1 动态调频（DFS）和动态调压（DVS）
• 3.3.2 CPUfreq的架构
• 3.3.3 监控器及其类型
• 3.4 Power-Aware驱动
• 3.4.1 频率变化通知链
• 3.4.2 通知链回调函数在驱动中的实现
• 第四章 Atmel 9G20平台电源管理硬件特性
• 4.1 系统的总体设计复位重启控制器
• 4.1.1 系一般复位
• 4.1.2 唤醒复位（Wake-up Reset）
• 4.1.3 用户复位（User Reset）
• 4.1.4 软件复位（Software Reset）
• 4.1.5 看门狗复位（Watchdog Reset）
• 4.2 时钟发生器（Clock Generator）
• 4.2.1 32.768KHz低频时钟
• 4.2.2 片上32.768KHz RC震荡器
• 4.2.3 主时钟振荡器
• 4.2.4 PLL时钟
• 4.3 电能管理控制器（PMC）
• 4.3.1 主导时钟控制器
• 4.3.2 处理器时钟控制器
• 4.3.3 USB时钟控制器
• 4.3.4 外设时钟控制器
• 4.3.5 可编程输出时钟控制器
• 4.4 编程序列
• 4.5 时钟切换
• 第五章 基于CPU调频的动态电源管理
• 5.1 动态电源管理模型
• 5.2 AT91SAM9G20工作频率的调整
• 5.2.1 AT91SAM9G20频率调节编程接口
• 5.2.2 基于PMC硬件特性的调频实现
• 5.3 系统负载的计算获取
• 5.3.1 系统负载获取算法
• 5.3.2 系统负载的计算
• 5.4 在地震数据采集系统上的实验结果
• 第六章 结语
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及发表文章
• 作者简介
• 发表文章