基于TI AM335x平台的Android设备功耗管理研究与应用

摘要

近年来，Android智能设备日益普及，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严重滞后。通过管理系统的功耗来延长其工作时间，已成为移动设备设计中的一项重要内容。
　　本文在TIAM335x智能金融终端平台上设计并实现了基于Android系统的软件低功耗方案。论文从机制和策略出发，在动态变频与睡眠唤醒两方面重点探讨和实现了基于TIAM335x平台的低功耗设计方案。在动态变频方面，针对按需变频策略过多的让系统运行在最高频率的缺陷，本文以用户交互时间为评价标准，利用Android消息传递机制，在该变频策略的基础上设计了一种用户体验优先的方案。在睡眠唤醒方面，采用并实现了Android的预挂起机制和唤醒锁机制，当系统处于后台操作时挂起空闲的设备，使其进入预挂起状态，大幅降低此时的功耗。
　　验证与测试结果表明，本文在TIAM335x平台上设计的功耗管理方案在性能和功耗上达到预期目标，各项功能正确、运行稳定。动态变频机制的实现，使得系统运行时的平均功耗下降了12.7％。睡眠唤醒机制的实现，使得系统在预挂起状态下的功耗比正常运行功耗下降43.6％。整个系统在采用以上方案后，正常运行时功耗为502mA，预挂起时功耗为283mA，睡眠时功耗为11mA。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 系统设计目标

1．4 论文的主要工作内容和结构

第二章 系统开发平台及Android电源管理框架

2．1 TI AM335x硬件平台

2．1．1 AM335x处理器概述

2．1．2 电源管理单元

2．2 Android操作系统

2．3 系统功耗种类分析

2．4 Android电源管理框架

2．4．1 动态变频机制

2．4．2 睡眠唤醒机制

2．5 本章小结

第三章 AM335x平台动态变频机制的设计与实现

3．1 动态变频机制总体设计

3．2 电源管理芯片驱动程序的实现

3．3 CPU freq子系统的实现

3．3．1 变频操作的实现

3．3．2 sysfs用户接口的实现

3．4 改进策略的实现

3．4．1 内核级策略研究

3．4．2 基于用户体验的策略研究

3．5 变频接口API的封装

3．6 本章小结

第四章 AM335x平台睡眠唤醒机制的设计与实现

4．1 睡眠唤醒机制总体设计

4．2 睡眠唤醒的实现

4．2．1 预挂起与延迟恢复过程

4．2．2 睡眠与唤醒过程

4．2．3 外设的预挂起和延迟恢复

4．3 wakelock的实现与应用

4．3．1 wakelock的实现

4．3．2 AM335x平台中wakelock的应用

4．4 本章小结

第五章 功耗管理功能验证与测试分析

5．1 测试环境与测试方案

5．1．1 测试环境搭建

5．1．2 测试方案分析

5．2 功能验证

5．2．1 动态变频机制功能验证

5．2．2 睡眠唤醒机制功能验证

5．3 功耗测试与分析

5．3．1 动态变频中各策略的频率测试分析

5．3．2 预挂起与睡眠态的功耗测试分析

5．3．3 系统总体功耗测试与横向对比分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献