如何应对FMC手机的低功耗设计挑战

豆豆网   技术应用频道   2007年12月20日  【字号: 收藏本文

内容摘要:早期Wi-Fi手机面临的第二个重大问题是,无线(WLAN)模块用于PC和其它交流电供电的计算机外围设备时,功耗并不是被关注的问题,但当将其用于手机时,功耗问题凸现出来。这意味着,在某些情况下,这种手机的待机时间只有半天,这也是很多分析师认为FMC市场前途未卜的原因之一。

  此时,CPU保持运行直至条件成立,这将导致高功耗。实际例子:等待显示器完成刷新。

  较好的方案是启动RTK定时器,然后进入一段睡眠时间,过后再次检索条件。这种方法原理上仍是一种“轮询”,但减少了对功耗的影响,并可以采用不同的睡眠间隔度,动态地适应不同的性能需求。

   更好的方案是采用RTK消息与中断,当最终达到条件时激活主机。这样能够最大程度地降低功耗,不过中断是一种稀有资源,而系统架构必须在设计时就考虑最高效功耗。不幸的是,功耗问题一般在产品生产后期才被发现,因此需要进行重新设计,但很少有人会重新设计。

   定时器管理是关键

   嵌入软件经常需要从几毫秒到数天的定时范围,特别是硬件处理、软件轮询,或由标准给定(IP、电信等)。定时器到时需要激活CPU并运行RTK/OS程序。退出省电模式后需要一段时间来达到系统稳定,而返回省电模式也需要一些时间来准备下一次的正确激活。CPU激活一般非常快(在微秒范围),但主时钟仍需运行,这样只节省了少量功耗。全系统的睡眠(包括主时钟)可能需要5至20毫秒的激活时间,但只有这种方法才能提供最大的节能效果。

  应尽可能避免出现定时器频繁过期情况。给定900毫秒的定时器可以通过900x1毫秒、90x10毫秒、9x100毫秒的tick(时钟计时单元)来实现,这样做对功耗有着全然不同的影响。操作系统应使用最大tick长度。这意味着为获得最大节能效果,必须尽可能放松对定时器精度的要求,例如不采用900毫秒(此时操作系统tick的时间间隔为100毫秒),实际应用中“1秒”可能已经足够。手机拥有与实际空中接口物理层相关的系统tick。使用这些tick而不是人工的毫秒/秒单位,就可以减少激活的次数。GSM每帧4.615毫秒,使用这个时长为一个“tick”成为自然的选择。语音采用多个20毫秒做为时间间隔,需要不同的tick。WLAN信标基于100毫秒的自然tick间隔。

   功耗问题将永远存在

   手机行业属于快速变化的行业,每年都会在新款手机上增添很多新功能,而用户期望的使用时间却与上一代手机一致,甚至更长。即使在更大屏幕尺寸、更大画面尺寸、更多可存储音乐,以及更多的接入网方式(用户甚至经常看不到)的情况下,用户对电池使用时间的预期依然不变。鉴于提高电池容量的工作没有实质性进展,以及超薄手机流行的趋势,现有功能的实际可用电量正在逐年大幅下滑。因此,在新手机中维持原有的良好功能就需要每年都产生创新的想法,要添加新功能无疑更是如此。

来源:恩智浦半导体    作者:ThomasG.J.Richter    责编:豆豆技术应用

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