*普通外设的省电处理:
除LCD 和背光外,其他外设在CPU进入睡眠模式之前被关掉。LCD和背光用做用户的操作界面需要的是友好性,所以让用户可以设置。在用户设定的时间用完后自动熄灭。其他外设如音频模块,在没有声音时就关闭,需要播放声音时再打开。音频模块本来有睡眠模式,但其电流没达到要求,所以断开了其电源让它进入断电模式,这里有个缺点是,以前初始化和后来设置好的参数就会丢失,需要在打开初始化时重新设置(浪费些资源记录它的状态)。LCD及背光处理流程图
LCD及背光处理流程图
*关于多媒体芯片(QCP1880):
(1) VDD( Power for OperaTIon Mode Module);(2)IOVDD (Power for All IO Module);(3) VDD_ON( Power for ByPass Mode Module)。说明:1.切断VDD和保持PDEN为低,QCP1880耗电将低于200mA。2. QCP1880进入IDLE(空闲)状态,耗电在10mA左右。3. QCP1880进入最省电状态后,其GPIO口不能保持。如果进入这种状态后,要让GPIO口保持高,则外部要通过上拉电阻接到IOVDD,如果要 GPIO口保持高低,则外部要通过下拉电阻接到地。4.切断VDD和保持PDEN为低后,QCP1880里的程序将会丢失,重新装载的时间比较久 (500ms左右)。
在应用方面芯片主要功能是:MP3/MIDI/AAC/AMR/MP4回放;AMR、MP4录制;拍照和图片回放;USB/UDISK;GPIO接口;CODEC(声卡驱动);SD卡文件系统。
该芯片在待机时,电流为10mA,切断主电源电流能下降到mA级。工作时,电流较大,且根据功能的不同而不同。多媒体芯片能够自动到待机状态。不能达到要求,必须要让其进入断电状态。又因为涉及模块比较多,所以不能简单的直接关闭QCP1880。针对于本嵌入式系统不能随意切断QCP 电源的原因,所以采用了查询的方法。即在CPU进入睡眠模式之前会查询QCP1880的状态,当LCD和背光都是熄灭的状态下,会切断QCP1880的主电源。(因为LCD部分电流较大,且频繁下载QCP的效率低下,所以在LCD和背光都亮时不会切断QCP的主电源)。
QCP1880的电源由三组电源组成
在唤醒后同样有3类,其中唤醒CPU和普通外设的流程比较简单,所以略过。唤醒QCP存在一个下载的过程(切断电源时,QCP内部的代码已经丢失),如下载完全功能的版本需要的时间比较长,在一些对时间要求严格的地方有些问题(如按键时指示灯的响应,指示灯是用QCP1880控制的)。这里采用的是先下载一个比较小的版本,完成那些需要快速响应的操作,然后再下载完全功能的版本,当然这跟省电的关系不大,只是省电引起的一个小问题。值得注意的是此处需要 QCP在切换版本时GPIO能保持不变。唤醒后,系统一般会先调用QCP GPIO的功能,每个QCP 的API都有调用QCP_LOCK();所以在这里进行装载工作。在处理上,系统也分了3类来处理这些外设,其中基带芯片部分和一般外设一类,LCD处理一类,QCP芯片部分处理一类。基带芯片部分的处理和LCD的处理完全独立,LCD会影响QCP芯片的处理。QCP的处理流程图
部分接口函数详细代码设计
由于通过控制各个模块的时钟频率以及电源开关可以达到省电效果,比如说SD存储器的开关,不用SD存储器的时候就可以关掉,或是不需要高速存取的时候,就可以把SD存储器的频率降低,以求省电。下面以LCD模块的代码为例来说明LCD省电的详细思路。其他模块的代码设计思想与其一致,这里不再赘述。
#define POWER_SAVING_TIME (60*1000) // 间隔时间
#define LCD_CONTROLLER_POWER 0x22400000 //LCD控制寄存器的地址
extern unsigned int System_Time; //全局变量存储系统时间
unsigned int Last_Keystroke_Time; //最后的触发事件的时间
void Sys_SetAlarm(unsigned int T); //设置当前任务时间
void User_Press_A_Key(void) //当有外部事件触发将调用此函数
{ if(*(unsigned int *)(LCD_CONTROLLER_POWER) == 0) {
*(unsigned int *)(LCD_CONTROLLER_POWER) = 1;
}
}
Void User_Input_Task(void) //当有触发事件到来执行该函数
{
static unsigned int previous_key_time;
previous_key_time = Last_Keystroke_Time;
while(1) {
Sys_SetAlarm(POWER_SAVING_TIME);
if(previous_key_time == Last_Keystroke_Time) {
/*一分钟内没有任何外部事件触发,将关闭LCD */
*(unsigned int *)(LCD_CONTROLLER_POWER) = 0;
}
else
previous_key_time = Last_Keystroke_Time;
}
}
省电性能测试总结
整个多媒体芯片系统的转化流程示意图
嵌入式系统目前在多个行业得到广泛应用,低功耗是其性能指标之一。基于功耗实现设计硬件平台后,低功耗实现主要从软件方面来解决。本文基于嵌入式系统特征及其功能实现,采用程序优化技术来降低功耗。经过测试,整合多媒体芯片的无线终端平均功耗下降了50%。其中在正常待机时,电流为400mA左右,而在睡眠时降到了200mA左右;如果应用深度睡眠(关闭SC6600、QCP1880和所有设备,维持一个32kHz的时钟)电流甚至可以降到10~20mA,完全满足长时间待机。实验表明,利用本软件构架,可以对无线终端实行之有效的省电管理。现已用于诸多无线移动多媒体终端项目(智能电话等),效果理想。由于限于篇幅,不再赘述。
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