智能手機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)-閱讀頁
2025-07-08 20:33本頁面
【正文】 lock gating mode；idle mode：sleep mode；stop mode。各種模式說明如下： a)正常工作模式：主cpu工作模式為general clock gating mode；主cpu全速運(yùn)行；時(shí)鐘頻率為204 mhz。 b)空閑模式：主cpu工作模式為idle mode，主cpu主時(shí)鐘停止；時(shí)鐘頻 率為204 mhz。 c)睡眼模式：主cpu工作模式為sleep mode，除了主cpu內(nèi)部的喚醒邏輯打開外，其余全關(guān)閉； khz的慢時(shí)鐘。 d)關(guān)機(jī)模式：主cpu工作模式為stop mode，除了主cpu泄漏電流外，不消耗功率；主cpu關(guān)閉。 從以上看出，智能手機(jī)在正常工作模式下的功率比空閑模式、睡眠模式下大得多。 關(guān)閉空閑的外設(shè)控制器和外設(shè) 在硬件系統(tǒng)的架構(gòu)中，可以看到，主cpu通過相應(yīng)的接口，外接了很多外部設(shè)備，例如lcd、攝像機(jī)、irda(紅外適配器)、藍(lán)牙、音頻編解碼器、功率放大器等設(shè)備。特別是對(duì)于大功耗的外設(shè)，必須對(duì)其進(jìn)行可靠的關(guān)閉。 對(duì)于主cpu的各種接口控制器，一般不會(huì)全部用到，即使智能手機(jī)處于正常工作模式下，在不同運(yùn)行狀態(tài)，各種接口控制器的使用狀況也是不同的；接口控制器沒有處于工作狀態(tài)，如不將其關(guān)閉，仍會(huì)消耗電流。 在圖1所示的智能手機(jī)硬件架構(gòu)中，spi接口、usb host接口沒有使用，因此可以通過設(shè)置spcono和hccontrol寄存器永遠(yuǎn)地關(guān)閉spi和usb host接口，(+)ma的電流。 接口驅(qū)動(dòng)電路的低功耗設(shè)計(jì) 當(dāng)選擇智能手機(jī)外圍芯片如sdram、lcd、攝像機(jī)、音頻編解碼器等器件時(shí)，除了要考慮其性能外，還必須考慮其正常工作時(shí)的功耗。例如指令的重排，在不影響指令執(zhí)行結(jié)果的情況下，可以消除由于裝載延遲、分支延遲、跳轉(zhuǎn)延遲等引起的指令流水線的失效[5]。 根據(jù)表1，從電氣性能上來看，通過減小連續(xù)指令之間的漢明(hamming)距離，原代碼比優(yōu)化后代碼的比特位變化多6次，而兩組代碼實(shí)現(xiàn)同樣的功能，因此，優(yōu)化后的指令執(zhí)行時(shí)的功耗小于原先指 令。 3 試驗(yàn)結(jié)果和討論 在智能手機(jī)的設(shè)計(jì)中，通過不斷進(jìn)行硬件優(yōu)化和在軟件上實(shí)現(xiàn)電源的動(dòng)態(tài)管理，測量智能手機(jī)在空閑模式和睡眠模式下的功率損耗，結(jié)果如表2所示。因此，系統(tǒng)軟件完成后，在保證軟件功能一致的情況下，通過對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化，可以減小軟件在執(zhí)行時(shí)的功耗。 從表2可以看出，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)，智能手機(jī)在空閑模式下， ma，在睡眠模式下， ma。相比未經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，智能手機(jī)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)后，在睡眠模式下和空閑模式下，功率損耗有了顯著的降低，在相同的電池容量下，大大提高了智能手機(jī)的待機(jī)時(shí)間和使用時(shí)間。 隨著手機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別在智能手機(jī)設(shè)計(jì)中，低功耗設(shè)計(jì)會(huì)成為一個(gè)越來越迫切的問題。但是，作為設(shè)計(jì)者，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件編程時(shí)，必須時(shí)時(shí)考慮如何降低系統(tǒng)的功耗，只有這樣，設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)才能擁有一個(gè)良好的性能，得到用戶的青睞。8 / 8
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