便携式设备电源管理及低功耗设计与实现

发布时间：2017-09-30 00:04

  本文关键词：便携式设备电源管理及低功耗设计与实现

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【摘要】：随着半导体与移动通信行业的迅猛发展,智能手机、平板电脑、手持式GPS等产品的出现极大地丰富了人们的生活方式。它们的共同特点是功能强大、方便携带,不过性能提高的同时也让电池功耗问题变得越发严重。通过对电源管理技术的研究,使用各种方法来降低功耗,使得便携式设备能够在有限的电池容量情况下运行时间更长,工作更加稳定,具有非常重要的现实意义。论文研究了便携式设备电源管理及低功耗控制的关键技术,分析了其未来发展趋势。针对便携式设备的功能需求,结合电源管理以及低功耗策略,提出了一种基于ARM与Linux平台的电源管理及低功耗控制方案。针对便携式设备的不同供电需求,论文设计了锂电池充电、电能检测及电池保护电路,同时选择了合适的电源变换方案。以系统硬件为基础,通过对Linux驱动架构的分析,论文阐述了电池管理的实现方法,针对系统功耗问题,结合处理器的节能模式控制系统工作状态,并利用Linux的固有数据结构与函数,提出休眠唤醒切换机制,同时设计了基于Qt/Embedded应用程序与Linux内核的LED背光功耗管理框架,解决LCD的耗电问题。最后,对系统电源管理及低功耗测试方案各模块的功能、系统耗电情况与运行时间进行了测试。测试结果表明,所选用的设计方案能够有效的省电,并能使系统延长46.2%的运行时间,达到了低功耗的目的。
【关键词】：便携式 电源管理 低功耗 嵌入式Linux 锂电池
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景9
• 1.2 研究目的与意义9-10
• 1.3 电源管理及低功耗技术研究现状10-15
• 1.3.1 电源管理10-11
• 1.3.2 电源管理芯片的分类与比较11
• 1.3.3 低功耗技术11-15
• 1.4 电源管理及低功耗的发展趋势15-16
• 1.5 本文的研究内容16-17
• 第二章 便携式设备电源管理总体设计17-25
• 2.1 便携式设备电源管理的总体要求17-22
• 2.1.1 便携式设备功能需求17
• 2.1.2 便携式设备电源管理设计17-18
• 2.1.3 便携式设备供电需求18-21
• 2.1.4 便携式设备低功耗需求21-22
• 2.2 硬件总体设计22-23
• 2.3 软件总体设计23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 便携式设备电源管理硬件实现25-37
• 3.1 电池管理的实现25-29
• 3.1.1 电池管理模块设计25-26
• 3.1.2 充电电路26-27
• 3.1.3 电能检测及电池保护电路27-29
• 3.2 电压变换的实现29-34
• 3.2.1 处理器的供电电源的实现30-32
• 3.2.2 外围设备电路电源的实现32-34
• 3.3 负载管理的实现34-36
• 3.3.1 负载管理34
• 3.3.2 电源开启与关断电路34-35
• 3.3.3 电源切换电路35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 电源管理及低功耗软件实现37-55
• 4.1 电池管理的软件实现37-40
• 4.1.1 电池管理模块设计37-38
• 4.1.2 电池管理具体实现38-40
• 4.2 CPU功耗管理40-51
• 4.2.1 CPU低功耗控制41-42
• 4.2.2 开启休眠模式前需要完成的工作42-45
• 4.2.3Linux休眠唤醒具体实现45-51
• 4.3 设备功耗管理51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 电源管理及低功耗测试55-68
• 5.1 测试平台55-60
• 5.1.1 硬件测试平台55-56
• 5.1.2 软件测试平台56-60
• 5.2 电源管理及低功耗测试方案60-67
• 5.2.1 模块功能测试60-66
• 5.2.2 系统功耗测试66-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第六章 总结与展望68-70
• 6.1 总结68
• 6.2 展望68-70
• 参考文献70-73
• 攻读学位期间主要的研究成果73-74
• 致谢74

【参考文献】

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本文编号：944967