基于动态电压频率调整技术的移动金融支付终端电源管理设计
发布时间：2020-09-22 17:47
近年来,Android智能设备日益普及,其应用软件迅速增长,但随着用户对其功能和性能需求的不断增加,设备功耗也随之上升,而现代电池技术的发展却相对滞后。在系统层面通过设计动态低功耗策略来降低系统功耗,已成为移动设备设计中一项重要的研究内容。本文通过研究分析动态电压频率调节技术(Dynamic Voltage Frequency Scaling,DVFS),设计本文的DVFS策略,并将其在移动金融支付终端上实现。本文着重分析与设计了DVFS策略,策略核心是根据系统负载率对CPU电压频率进行动态调节。针对传统策略中普遍存在的变频延迟的问题,本文通过定量分析实际测试结果,设计AVG算法模型,并以此算法作为负载预测算法,实现对下一时间段的系统负载率的预测。嵌入式设备中默认采用的按需策略,过多的将系统运行在最高频率并且没有针对多核CPU进行优化,造成系统功耗浪费。本文在策略中采用CPU硬件热插拔技术(Hotplug),实现根据系统负载率实时启停CPU次级核心,并且根据Android特有的用户体验程度的判定标准,设计本文的基于用户体验优先的Hotplug策略。本文最终将设计的DVFS策略在基于MT6582开发的移动金融支付终端上实现,在Android系统上以客户端/服务端的架构设计并实现了变频机制的整个系统框架。为了探讨DVFS技术对于系统功耗的优化程度以及对系统性能的影响,本文制定了相关的测试方案。经过分析测试结果,本文设计的预测算法模型符合CPU负载预测实际情况,策略调频命中率相比按需策略提高5%,基于用户体验优先的Hotplug策略的实现,使得系统运行时功耗为528mA,睡眠时功耗为13mA,正常运行的平均功耗下降了15.7%。
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TP316;TN86
【部分图文】：
态；如果中断请求变更，系统会回调所有设备注册的Ｓｕｓｐｅｎｄ函数，然后同步文件系统，并执行类逡逑似Ｌｉｎｕｘ进入休眠状态的流程，此时Ａｎｄｒｏｉｄ系统正式进入休眠。逡逑如图２＂４所示，Ａｎｄｒｏｉｄ系统的唤醒过程与Ｌｉｎｕｘ系统的唤醒过程类似。当Ａｎｄｒｏｉｄ系统收到唤逡逑醒中断后，开始逐步唤醒设备。与ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ不同的是，当唤醒ＣＰＵ及部分外围设备之后，系统逡逑会先执行唤醒操作，唤醒ＣＰＵ及部分外围设备，只留下在ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ状态下休眠的设备（如ＬＣＤ逡逑等）依然保持休眠。完成该部分唤醒后系统会执行ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ，逐步唤醒先前ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ状态时逡逑关闭的设备，例如打开ＬＣＤ背光，启用重力传感器，使能触摸屏等等，完成后系统进入正常运行状逡逑态。逡逑〔开始）逡逑系统休眠＊邋Ｉ逡逑醒事——逡逑Ｙ逡逑？逦逡逑唤醒ＣＰＵ及逡逑部分外设逡逑Ｉ逡逑执行延迟恢复唤醒逡逑预挂起设备逡逑结束）逡逑图２￣４邋Ａｎｄｒｏｉｄ唤醒流程图逡逑ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ与ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ实际是Ａｎｄｒｏｉｄ系统所提出的一种新的系统操作。当ＣＰＵ、用户进逡逑程和内核任务都已恢复后，ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ用来唤醒在ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ阶段关闭或进入休眠的设备。这样逡逑两种状态的引入使系统的睡眠唤醒的结构更加清楚，分工更加明确。在系统进入ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ状态逡逑而尚未进入休眠状态时，如发生唤醒事件，则由ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ来唤醒已关闭的设备。逡逑２．２．３．３邋Ａｎｄｒｏｉｄ系统电源状态逡逑Ａｎｄｒｏｉｄ系统电源状态ＰＷ如图２－５所示
逡逑图３－３邋Ｈｏ时ｕｇ策略流程逡逑本文中ＭＴ６５８２平台支持Ｈｏｔｐｌｕｇ技术，利用这种技术可Ｗ在系统进入睡眠态后关闭多余ＣＰＵ逡逑核忙、，当系统唤醒时，随着系统负载率的X椉樱鸶龌叫压乇盏模茫校蘸送汀ⅰ１疚睦茫樱穑椋铄澹剩铮悖胱藻义闲萏砑右桓觯茫校掌舳俳岷舷低程峁┑慕尤眨鳎颍椋簦澹撸穑澹睿撸颍洌澹幔螅逖≡瘢茫校蘸送汀⒔惺头拧ｅ义鲜迪肿救耄茫校涨赏汀⒋肴缦拢诲义希椋睿簟悖穑酰椋睿椋翦澹猓铮铮簟螅澹悖锿梗洌幔颍ǎ酰睿螅椋绱颍澹溴澹椋睿翦澹悖穑酰澹螅簦颍酰悖翦寤螅搿螅簦颍酰悖翦澹椋洌欤澹╁义希义希酰睿螅椋纾睿澹溴澹欤铮睿珏澹簦椋恚澹铮酰簦诲澹幔簦铮恚椋悖撸椋睿悖ǎΓ瑁铮簦穑欤酰纾撸悖穑酰撸悖铮酰睿簦诲义希螅穑椋睿撸欤铮悖耄ǎΓ猓铮铮簟欤铮悖耄诲义希鳎颍椋簦澹撸撸穑澹睿撸颍澹欤澹幔螅澹ǎ悖穑酰诲义希螅鳎椋簦悖
本文编号：2824722
【学位单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TP316;TN86
【部分图文】：
态；如果中断请求变更，系统会回调所有设备注册的Ｓｕｓｐｅｎｄ函数，然后同步文件系统，并执行类逡逑似Ｌｉｎｕｘ进入休眠状态的流程，此时Ａｎｄｒｏｉｄ系统正式进入休眠。逡逑如图２＂４所示，Ａｎｄｒｏｉｄ系统的唤醒过程与Ｌｉｎｕｘ系统的唤醒过程类似。当Ａｎｄｒｏｉｄ系统收到唤逡逑醒中断后，开始逐步唤醒设备。与ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ不同的是，当唤醒ＣＰＵ及部分外围设备之后，系统逡逑会先执行唤醒操作，唤醒ＣＰＵ及部分外围设备，只留下在ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ状态下休眠的设备（如ＬＣＤ逡逑等）依然保持休眠。完成该部分唤醒后系统会执行ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ，逐步唤醒先前ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ状态时逡逑关闭的设备，例如打开ＬＣＤ背光，启用重力传感器，使能触摸屏等等，完成后系统进入正常运行状逡逑态。逡逑〔开始）逡逑系统休眠＊邋Ｉ逡逑醒事——逡逑Ｙ逡逑？逦逡逑唤醒ＣＰＵ及逡逑部分外设逡逑Ｉ逡逑执行延迟恢复唤醒逡逑预挂起设备逡逑结束）逡逑图２￣４邋Ａｎｄｒｏｉｄ唤醒流程图逡逑ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ与ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ实际是Ａｎｄｒｏｉｄ系统所提出的一种新的系统操作。当ＣＰＵ、用户进逡逑程和内核任务都已恢复后，ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ用来唤醒在ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ阶段关闭或进入休眠的设备。这样逡逑两种状态的引入使系统的睡眠唤醒的结构更加清楚，分工更加明确。在系统进入ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ状态逡逑而尚未进入休眠状态时，如发生唤醒事件，则由ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ来唤醒已关闭的设备。逡逑２．２．３．３邋Ａｎｄｒｏｉｄ系统电源状态逡逑Ａｎｄｒｏｉｄ系统电源状态ＰＷ如图２－５所示
逡逑图３－３邋Ｈｏ时ｕｇ策略流程逡逑本文中ＭＴ６５８２平台支持Ｈｏｔｐｌｕｇ技术，利用这种技术可Ｗ在系统进入睡眠态后关闭多余ＣＰＵ逡逑核忙、，当系统唤醒时，随着系统负载率的X椉樱鸶龌叫压乇盏模茫校蘸送汀ⅰ１疚睦茫樱穑椋铄澹剩铮悖胱藻义闲萏砑右桓觯茫校掌舳俳岷舷低程峁┑慕尤眨鳎颍椋簦澹撸穑澹睿撸颍洌澹幔螅逖≡瘢茫校蘸送汀⒔惺头拧ｅ义鲜迪肿救耄茫校涨赏汀⒋肴缦拢诲义希椋睿簟悖穑酰椋睿椋翦澹猓铮铮簟螅澹悖锿梗洌幔颍ǎ酰睿螅椋绱颍澹溴澹椋睿翦澹悖穑酰澹螅簦颍酰悖翦寤螅搿螅簦颍酰悖翦澹椋洌欤澹╁义希义希酰睿螅椋纾睿澹溴澹欤铮睿珏澹簦椋恚澹铮酰簦诲澹幔簦铮恚椋悖撸椋睿悖ǎΓ瑁铮簦穑欤酰纾撸悖穑酰撸悖铮酰睿簦诲义希螅穑椋睿撸欤铮悖耄ǎΓ猓铮铮簟欤铮悖耄诲义希鳎颍椋簦澹撸撸穑澹睿撸颍澹欤澹幔螅澹ǎ悖穑酰诲义希螅鳎椋簦悖
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