而对付搬动终端，根本上能够分成两种：一种是古板手机(feature phone)；另一种是智妙手机(smart phone)。智妙手机拥有古板手机的根本成效，并有以下特质：怒放的操作体例、硬件和软件的可扩充性和撑持第三方的二次开荒。相对付古板手机，智妙手机以其健壮的成效和便捷的操作等特质，越来越获得人们的青睐，将渐渐成为市集的一种潮水

　　跟着通讯财产的一向生长，搬动终端依然由本来简单的通话成效向话音、数据、图像、音笑和多媒体偏向归纳演变。

　　而对付搬动终端，根本上能够分成两种：一种是古板手机(feature phone)；另一种是智妙手机(smart phone)。智妙手机拥有古板手机的根本成效，并有以下特质：怒放的操作体例、硬件和软件的可扩充性和撑持第三方的二次开荒。相对付古板手机，智妙手机以其健壮的成效和便捷的操作等特质，越来越获得人们的青睐，将渐渐成为市集的一种潮水。

　　然而硬件，行动一种便携式和搬动性的终端，齐备依附电池来供电，跟着智妙手机的成效越来越健壮，其功率损耗也越来越大。是以，必需升高智妙手机的应用年光和待机年光。对付这个题目，有两种处置计划：一种是装备更大容量的手机电池；另一种是改良体例策画，采用先辈本事，消浸手机的功率损耗。

　　现阶段硬件，手机装备的电池以锂离子电池为主，固然锂离子电池的能量密度比以往晋升了近30％，不过仍不行餍足智妙手机生长需求。就目前应用的锂离子电池质料而言，能量密度只要20％支配的晋升空间。而另一种被业界广泛看做是将来手机电池生长趋向的燃料电池，能使智妙手机的通线个月，不过这种电池本事仍不可熟，离商用尚有一段年光[1]。增大手机电池容量总的趋向大将会扩展整机的本钱。

　　是以，从智妙手机的总体策画入手，操纵先辈的本事和器件，实行消浸功率损耗的计划策画，从而尽也许延伸智妙手机的应用年光和待机年光。究竟上，低功耗策画依然成为智妙手机策画中一个越来越危急的题目。

　　主照料器运转怒放式操作体例，担任一切体例的驾驭。从照料器为无线modem个人的dbb(数字基带芯片)，合键实行语音信号的a／d转换、d／a转换、数字语音信号的编解码、信道编解码和无线modem个人的时序驾驭。主从照料器之间通过串话柄行通讯。主照料器采用xxx公司的cpu芯片，它采用cmos工艺，具有arm926ej-s内核，采用arm公司的amba(先辈的微驾驭器总线 kb的指令cache、16 kb的数据cache和mmu(存储器解决单位)。为了实实际时的视频聚会成效，带领了一个优化的mpeg4硬件编解码器。能对大运算量的mpeg4编解码和语音压缩解压缩实行硬件照料，从而能缓解arm内核的运算压力。主照料器上含有lcd(液晶显示器)驾驭器、摄像机驾驭器、sdram和srom驾驭器、许多通用的gpio口、sd卡接口等。这些使它能很杰出地操纵于智妙手机的策画中。

　　正在智妙手机的硬件架构中，无线modem个人只须再加必定的表围电途，如音频芯片、lcd、摄像机驾驭器、传声器、扬声器、功率放大器、天线等，便是一个无缺的普及手机(古板手机)的硬件电途。模仿基带(abb)语音信号引脚和音频编解码器芯片实行通讯，组成通话进程中的语音通道。

　　从这个硬件电途的体例架构能够看出，功耗最大的个人包罗主照料器硬件、无线modem、lcd和键盘的背光灯、音频编解码器和功率放大器。是以，正在策画中，怎样消浸它们的功耗，是一个很紧急的题目。

　　正在数字集成电途策画中，cmos电途的静态功耗很低，与其动态功耗比拟根本能够渺视不计，故暂不探究。其动态功耗筹算公式为：

　　式中：pd为cmos芯片的动态功耗；ct为cmos芯片的负载电容；v为cmos芯片的处事电压；f为cmos芯片的处事频率。

　　由式(1)可知，cmos电途中的功率泯灭与电途的开合频率呈线性相干，与供电电压呈二次平方相干。对付cpu来说，vcore电压越高，时钟频率越速，则功率泯灭越大，以是，正在或许寻常餍足体例机能的条件下，尽也许挑选低电压处事的cpu。对付依然选定的cpu来说，消浸供电电压和处事频率，或许正在总体功耗上赢得较好的恶果。

　　对付主cpu来说，内核供电电压为1.3v，依然很幼，并且其全速运转时的主频能够齐备依据必要实行创立，其内部所需的其他百般频率都是通过主频分频发作。主cpu主频fcpu筹算公式如下：

　　正在coms芯片上，为了提防静电形成损坏，不必的引脚不行悬空，寻常接下拉电阻来消浸输入阻抗，供应泄荷通途。必要加上拉电阻来升高输出电平，从而升高芯片输入信号的噪声容限来加强抗骚扰材干。不过正在挑选上拉电阻时，必定要探究以下几点：

　　a)从节减功耗及芯片的倒灌电流材干上探究硬件，上拉电阻应足够大，以减幼电流；

　　c)正在高速电途中，过大的上拉电阻会使信号边沿变得平缓，信号无缺性会变差。

　　是以，正在探究或许寻常驱动后级的情形下(即探究芯片的vih或vil)，尽也许挑选更大的阻值，以节俭体例的功耗。对付下拉电阻，情形好像。

　　dpm(动态电源解决)是正在体例运转时候通过对体例的时钟或电压的动态驾驭来抵达节俭功率的主意，这种动态驾驭与体例的运转状况亲近合系，该处事往往通过软件来竣工[3,4]。

　　正在硬件架构中智妙手机的处事形式与主cpu的处事形式亲近合系。为了消浸功耗，主cpu界说了4种处事形式：general clock gating mode；idle mode：sleep mode；stop mode。正在主cpu主频确定的情形下，智妙手机中界说了对应的4种处事形式：寻常处事形式(normal)；空闲形式(idle)；睡眠形式(sleep)；合机形式(off)。百般形式解说如下：

　　mhz。智妙手机正在这种状况下功耗最大，依据区其余运转状况，如播放mp3、打电话、现实衡量，这种形式下智妙手机处事电流为200 ma支配。

　　b)空闲形式：主cpu处事形式为idle mode，主cpu主时钟休止；时钟频 率为204 mhz。正在空闲状况下，键盘背合灯和lcd背光灯封闭，lcd上有待机画面，特定的变乱能够使智妙手机空闲形式进入寻常处事形式，如点击触摸屏、按时叫醒、按键、来电等。

　　c)睡眼形式：主cpu处事形式为sleep mode，除了主cpu内部的叫醒逻辑翻开表，其余全封闭；主cpu时钟为应用36.768 khz的慢时钟。除了modem以表，表设总计封闭，界说短时按开机键，使智妙手机从睡眠形式下叫醒进入寻常处事状况。

　　d)合机形式：主cpu处事形式为stop mode，除了主cpu走泄电流表，不泯灭功率；主cpu封闭。智妙手机必需从新开机之后，智力进寻常处事形式，现实衡量，手机正在这种形式下电流为100a。

　　从以上看出，智妙手机正在寻常处事形式下的功率比空闲形式、睡眠形式下大得多。是以，当用户没有敌手机实行操作时，通过软件创立，使手机尽速进入空闲形式或睡眠形式；当用户敌手机实行操作时，通过相应的停止叫醒主cpu，使手机收复寻常处事形式，照料完反响的变乱后敏捷进入空闲形式或睡眠形式。

　　正在硬件体例的架构中，能够看到，主cpu通过相应的接口，表接了许多表部兴办，比方lcd、摄像机、irda(红表适配器)、蓝牙、音频编解码器、功率放大器等兴办。当智妙手机处于寻常处事形式时，对处于空闲状况的表设，能够通过主cpu的gpio口，驾驭给表设供电的LDO或者dc／dc电源芯片，通过封闭表设的供电电源芯片，以抵达封闭表设的主意。非常是对付大功耗的表设，必需对其实行牢靠的封闭。对付少许正正在处事的表设，如音频编解码器，通过创立内部的寄存器，封闭芯片内部不应用的通道、功率放大器、d／a转换器等，以消浸这些器件处事时的功耗。

　　对付主cpu的百般接口驾驭器，寻常不会总计用到，假使智妙手机处于寻常处事形式下，正在区别运转状况，百般接口驾驭器的应用情形也是区其余；接口驾驭器没有处于处事状况，如不将其封闭，仍会泯灭电流。对付主cpu来说，各表设接口驾驭器的电流泯灭[2]如下：nand flash为2.9 ma；lcd为5.8 ma；usb host为0.4 ma；usb驱动器为2.9 ma；按时器为0.5 ma；sdi为1.9 ma；uart为3.6 ma；rtc为0.4 ma；a／d转换器为0.4 ma；iic为0.6 ma；iis为0.5 ma；spi为0.5 ma。

　　正在图1所示的智妙手机硬件架构中，spi接口、usb host接口没有应用，是以能够通过创立spcono和hccontrol寄存器长久地封闭spi和usb host接口，如此能够节俭0.9(0.5+0.4)ma的电流。当智妙手机处于寻常处事状况下，能够对空闲的接口驾驭器实行封闭，以进一步消浸智妙手机的功耗，还能够提防总线上倒灌电流的影响。

　　当挑选智妙手机表围芯片如sdram、lcd、摄像机、音频编解码器等器件时，除了要探究其机能表，还必需探究其寻常处事时的功耗。正在策画接口电途时，必需探究以下几个身分：

　　软件优化是一个很紧急的处事，能够大大升高软件运转时的作用和消浸软件运转时的功耗。比方指令的重排，正在不影响指令践诺结果的情形下，能够扑灭因为装载延迟、分支延迟、跳转延迟等惹起的指令流水线所示的arm汇编，把指令调动成二进造编码后，区别之处便是各个寄存器操作数的二进造编码区别。

　　依据表1，从电气机能上来看，通过减幼衔接指令之间的汉明(hamming)间隔，原代码比优化子孙码的比特位变动多6次，而两组代码竣工同样的成效，是以，优化后的指令践诺时的功耗幼于原先指

　　令。是以，体例软件实行后，正在担保软件成效类似的情形下，通过对代码实行优化，能够减幼软件正在践诺时的功耗。

　　对付体例中cmos器件的悬空引脚，必需予以着重。由于cmos悬空的输入端的输入阻抗极高，很也许感触少许电荷导致器件被高压击穿，并且还会导致输入端信号电平随机变动，导致cpu正在歇眠时一向地被叫醒，从而无法进入睡眠状况或其他无缘无故的滞碍。以是准确的方式是，依据引脚的初始状况，将未应用的输入端接到相应的供电电压来保留高电平，或通过接地来保留低电平。

　　缓冲器有许多成效，如电平转换、扩展驱动材干、数据传输的偏向驾驭等，当仅仅基于驱动材干的探究扩展缓冲器时，必需幼心探究，因驱动电流过大会导致更多的能量被挥霍掉。以是应详尽反省芯片的最大输出电流ioh和iol是否足够驱动下级芯片，当能够通过挑选适当的前后级芯片时应尽量避免应用缓冲器。

　　因为应用双cpu架构，表设许多，必要许多种电源。仅以主cpu来说，就必要1.3v、2.4v和2.8v电压，是以必要许多电压变动单位。寻常，有以下几种电压变换体例：线性调动器；dc／dc；LDO(低漏失调动器)。此中ldo实质上是一种线性稳压器，合键用于压差较幼的局面，以是将其归并为线性稳压器。

　　线性稳压器的特质是电途构造轻易，所需元件数目少，输入和输出压差能够很大，但其致命弱点是作用低、功耗高，其作用齐备取决于输出电压巨细。

　　dc／dc电途的特质是作用高、起落压精巧，毛病是电途相对纷乱，纹波噪声骚扰较大，体积也相对较大，代价也比线性稳压高，对付升压，只可应用dc／dc。是以，正在策画中，对付电源纹波噪音条件不厉的情形，都是应用dc／dc的电压转换器件，如此能够有用地节减能量，消浸智妙手机的功耗。

　　智妙手机电途中，键盘和lcd背光灯处事时会泯灭豪爽能量。比方本文架构中应用的lcd，其背光灯电气条件如下： 正向电流范例值为15 ma，正向电压范例值为14.4v，背光灯泯灭功率范例值为216 mw。

　　由此能够看出，正在寻常处事时，lcd布景led灯功耗万分大。是以，正在策画中，必需消浸led灯的功耗。能够通过以下方式：

　　a)正在led灯回途中短接一个幼电阻，变革阻值，用来驾驭led灯处事时的电流。

　　b)行使人眼的迟滞效应，应用pwm(脉宽调造)信号来驾驭led灯的开合硬件。

　　正在主cpu中，通过修设寄存器gpcon_u、gpcon_l能够把gpio20一gpio23和gpio2-gplo5修设成pwm信号输出，再修设内部相应的寄存器，驾驭pwm输出信号的频率和占空比，行动驾驭引脚来驾驭led背光灯，以此来消浸lcd背光灯的功耗。

　　c)正在手机图形界面上供应一个调动背光灯亮度的界面，让用户正在体例创立的led灯亮度根柢上，进一程序动背合灯的亮度，如此，既扩展了手机应用的精巧性，又进一步消浸了手机的功耗。

　　如图1所示，智妙手机的硬件编造构造采用双cpu架构，无线modem行动主cpu的一个表设，与主cpu芯片的其他表设比拟，拥有其非常性，比方当智妙手机处于睡眠形式时，能够直接封闭lcd、摄像机等表设的供电电源，而无线modem不可，必需条件无线modem拥有一连守候来电、查找搜集等成效，而不行直接将其封闭。而对付本文硬件架构中的无线modem计划，此中也具有一个别例，内部运转无缺的gsm(环球搬动通讯体例)和议和独立的电源解决模块，主cpu能够通过uart口和无线modem实行电源解决商讨。无线modem内部的电源管出处己方来驾驭，当无线modem处于空闲状况时，己方能周备地进入和退出待机形式。是以，正在本文的硬件架构的策画上，当智妙手机开机时，给无线modem加电、合机时，对modem实行断电。

　　是以，策画中确定主cpu主频对付一切体例的功耗和机能是一个合头。本文正在归纳探究体例机能和功耗的根柢上，创立主cpu主频为204 mhz。

　　正在智妙手机的策画中，通过一向实行硬件优化和正在软件上竣工电源的动态解决，衡量智妙手机正在空闲形式和睡眠形式下的功率损耗，结果如表2所示。

　　依据表1，从电气机能上来看，通过减幼衔接指令之间的汉明(hamming)间隔，原代码比优化子孙码的比特位变动多6次，而两组代码竣工同样的成效，是以，优化后的指令践诺时的功耗幼于原先指令。是以，体例软件实行后，正在担保软件成效类似的情形下，通过对代码实行优化，能够减幼软件正在践诺时的功耗。

　　从表2能够看出，进程优化策画，智妙手机正在空闲形式下，电流值减幼了10.2 ma，正在睡眠形式下，电流值节减了1.5 ma。对付无线modem，因为本身含有独立的电源解决模块，根本上正在3 ma支配，变动不大。比拟未经优化策画，智妙手机进程优化策画后，正在睡眠形式下和空闲形式下，功率损耗有了明显的消浸，正在沟通的电池容量下，大大升高了智妙手机的待机年光和应用年光。是以，通过上述方式，能够有用地消浸智妙手机的功耗。

　　随开首机本事的生长，非常正在智妙手机策画中，低功耗策画会成为一个越来越危急的题目。跟着少许新本事的浮现并操纵于智妙手机的策画中，比方先辈的电源解决芯片、先辈的照料器，给策画者供应了更大的精巧性，能够大大消浸智妙手机功耗。不过，行动策画者，正在实行体例策画和软件编程时，必需通常探究怎样消浸体例的功耗，只要如此，策画出的体例智力具有一个优越的机能，获得用户的青睐。

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