基于嵌入式Linux系统的低功耗方案的设计与实现

论文摘要

随着嵌入式技术的迅速发展,嵌入产品在功能需求上已能够很好的满足广大用户的需求,但是功耗却变成了一个急需解决的问题。低功耗技术需要在硬件设备电器特性和软件控制两方面考虑。本文主要介绍通过系统软件来控制系统功耗的低功耗方案。首先分析当前低功耗技术的发展状况,根据实际的硬件平台,提出了一套能够有效控制系统能耗的解决方案。实际的系统平台是基于ARM9处理器和Linux操作系统。实现的目的是系统能够智能判断系统负载或者接受外界触发实现系统的睡眠,进入较低功耗状态,并在负载增加或外界触发下唤醒进入正常运行状态。并且根据实际需求提供不同深度的睡眠状态,在不同睡眠状态下,硬件设备的运行状态会不同,最终使得系统的功耗不同程度的降低。具体实现分为两部分,系统控制和硬件设备控制。系统控制是通过分析系统的运行状态,判断是否需要进行不同功耗状态间的切换,运行状态包括用户进程、内核线程等的处理器占用时间和其他系统操作。硬件设备控制涉及各个外围设备和处理器。同时通过在启动代码增加模块实现系统的快速唤醒。根据这套解决方案,测试系统进入睡眠时的功耗均能达到不同睡眠深度的功耗要求,最低能降至系统正常运行时功耗的15%以内。虽然本设计方案基于特定的硬件平台,但是涉及思想能够很好运用其他硬件平台的嵌入式Linux系统。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语
• 插图目录
• 表格目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 本文研究方向
• 1.3 本文的内容组织
• 2 相关技术概述
• 2.1 电源管理机制
• 2.2 Linux 设备管理概述
• 2.3 ARM 处理器相关知识
• 2.4 本章小结
• 3 低功耗方案的设计与实现
• 3.1 硬件系统简介
• 3.2 需求分析
• 3.3 低功耗方案总体设计
• 3.4 Sleep 状态的进入及唤醒模块的设计与实现
• sleep 状态的进入及唤醒模块的设计与实现'>3.5 Deep_sleep 状态的进入及唤醒模块的设计与实现
• 3.6 本章小结
• 4 低功耗方案的测试与分析
• 4.1 测试方案
• 4.2 测试过程和测试结果
• 4.3 低功耗方案测试结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 结束语
• 5.1 本文总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献