一种适用于TD-SCDMA无线终端的动态电源管理架构

　　引　言

　　随着系统集成技术和无线通信技术的快速发展，嵌入式系统的应用日趋网络化。尤其是无线通信系统中，人们对嵌入式设备提出了更高的要求，除了提供基本的语音、数据通信等基本功能外，还需要整合复杂的多媒体应用。这就要求嵌入式系统在满足必要的实时性的前提下，提供更高的计算性能和大容量的存储空间。这些系统一般都带有电池部件并通过它向整个系统供电，而满足高性能要求的代价却是更大的能量消耗，这就必然缩短了电池供电时间。大量研究证明，系统处于空闲的时间占整个运行时间的大部分。电源管理就是为了减少系统在空闲时间的能量消耗，使得嵌入式系统的有效能量供给率最大化，从而延长电池的供电时间。

　　在硬件领域中，为了延长电池的使用时间，使得低功耗硬件电路的设计方法得到了广泛应用，但是仅仅利用低功耗硬件电路仍然不够。近年来，在硬件设计技术中，提出了“动态电源管理(DPM：dynamic power management)”的概念。在DPM中，普通的方法是把系统中不再使用的组件关闭或者进入低功耗模式(待机模式) ，另外一种更加有效的技术就是动态可变电压(DVS：dynamic voltages scaling)和动态可变频率(DFS：dynamic frequencies scaling) ，它们在运行时动态地调节CPU频率或者CPU电压，可以在满足瞬时性能的前提下使得有效能量供给率最大化。

　　硬件上提供的低功耗机制需要软件实现上来发挥它的效能。理想的条件下，是希望在系统中以“功率监控(power-aware)”的方法管理不同的系统资源(硬件和软件上的资源) ，这样才能满足嵌入式系统高性能和低功耗的要求。

　　在无线嵌入式系统中，应用程序和协议栈以并发任务的形式运行在实时嵌入式操作系统中，研究显示系统范围内能量的骤降完全因为系统任务的工作负荷急剧增加和外设的频繁使用而引起的。所以实时嵌入式操作系统就成了实现软件惟一理想的位置。这是因为实时嵌入式操作系统可以决策不同应用任务(应用程序和协议栈)的运行，可以收集任务相关的实时限制信息、性能需求信息，可以直接控制底层的硬件，利用硬件提供的DPM技术或者机制。