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根据嵌入式软件电源能耗优化的解决方案

开发由电池供电的设备,尤其是对设备的待机或操作时间要求比较严格的系统,例如移动电话,降低系统整体的能耗变得越来越重要。 因此采取全面的措施来降低电池能量的消耗是设计电池供电设备的重要部分。典型的节

开发由电池供电的设备,尤其是对设备的待机或操作时刻要求比较严厉的体系,例如移动电话,下降体系全体的能耗变得越来越重要。 因而采纳全面的办法来下降电池能量的耗费是规划电池供电设备的重要部分。

典型的节能办法包含:

1 挑选有节能特点的元件

2 进步体系集成度

3 调整CPU主频

4 调整电源供应

5 挑选带节能特点的、高速缓冲存储器和片上内存的微操控器

可是,只要经过软件全程的操控各个耗费电池能量的组件,充沛的发挥其硬件的节能特点,才干到达最佳的节能作用。能耗是电流,电压和时刻的乘积,操控软件对这几个参数都有很大的影响。因而,软件工程师需求常常不断的测验确认这三个参数在不同的操作形式下的最佳装备,以到达最佳的节能意图。例如工程师可能会问自己如下的问题:

1 微处理器是否作业在正确的节能形式

2 程序变更会怎么影响体系的能耗

3 是否会呈现任何未意料的能耗峰值

答复诸如此类的问题,需求一个测验设备。该设备需求能够丈量、记载和剖析操控软件的程序和数据流程,以及电流和电压梯度。一起也能够以一种简略的办法把一切的记载信息彼此相关起来。 在2007年嵌入式国际年会上,作为全球第一款嵌入式软件能耗剖析东西出产厂商,劳特巴赫展现了一个强有力且易用的处理计划成功的处理了上述的一切问题。

技能要求:

为了能够定位出每行代码的能耗量,需求搜集如下的数据信息:

1 操控软件的程序流,能够选用带有实时盯梢才能的调试器(PowerDebug)来收集该信息

2 程序运转时的电流和电压梯度,带有模仿/数字探头的逻辑剖析设备是比较合适此意图的丈量设备。

有了这些数据,首要的使命就在于怎么才干把程序流、电流和电压梯度的信息相关起来。可是假如运用来自不同设备出产厂商的设备,即便能够把相关信息相关起来,实践操作也将是十分复杂的,归纳数据的剖析和核算相同也是恰当困难。

劳特巴赫嵌入式软件能耗剖析技能的立异中心便是供给上述问题的处理计划,而且开发出了恰当的,易用的信息显现和剖析办法。

处理计划:

劳特巴赫嵌入式软件能耗丈量计划,包含一个调试器模块(PowerDebug)、实时盯梢模块(PowerTrace)和一个逻辑剖析模块(PowerIntergrator),每个模块都集成了一个准确的时刻计数器,一切模块的记数器在程序开始时进行同步。每个模块的记载都有对应时刻戳,因而各个模块的记载都能够经过时刻戳相关起来。这样,就能够确认每行代码的能耗。

为了获取电流和电压梯度数据,TRACE32 PowerTrace II (盯梢模块) 或许 PowerIntegrator(逻辑剖析模块) 能够经过新式的Trace32 AnalogProbe 模块扩展完成如下功用:

1 实时记载4条电压通道和3条电流通道信息

2 针对电流、电压或能耗的约束值和丈量规模实时生成触发事情

为了丈量电流,在被测电路上需求一个分流电阻。该电阻上的压降取决于电阻的巨细和经过该电阻的电流。Trace32 AnalogProbe 能够丈量/记载分流电阻上的电压值。这是一种种被许多*估渠道遍及选用和支撑的丈量办法。

电流、电压和分流电阻阻值都能够经过如下用户界面进行操控。由电流和电压核算得出的能耗也能够在该用户窗口进行操控,别的,用户能够将电压设置为固定值进行核算。

电流,电压和能耗能够以表格和根据时刻的曲线图表示出来。一切根据时刻的信息(程序流,图表,电流,电压,能耗)都能经过盯梢信息同步起来。假如在其间一个窗口中选中/符号某一方位,其他一切窗口都主动的改写窗口内容,相应时刻方位信息也被选中/符号出来。

在如下实例中,8 LEDs 被顺次点亮,然后发生一个正弦电压。如下面的电流-时刻曲线图(1)制作出了电流值随时刻改变的波形,正弦电压曲线如图(2)所示。假如在电流图(1)、电压图(2)或程序流图(3)中,用黑色的笔直盯梢线选中/符号函数“LED3_on“,体系会主动更新“Trace.List“窗口(4)中信息,显现出相对应的记载,而且就经过蓝色水平条符号出来。

每次程序间断后,Trace32 软件会主动对记载信息进行核算剖析,核算各个履行函数耗费能量的最小值,最大值平和均值。以及每个函数肯定能耗及其占总能耗的百分比。经过这些核算数据,能够便利地定位出耗能最大的程序代码/函数。

数据核算剖析能够显现出每个函数运转时的耗能量。如下图(5)能够清楚地看出函数“LED8_on“运转(一切LEDs都被点亮)时体系耗能量最大。

作为附加的功用,劳特巴赫还供给了触发单元,能够经过界说电流、电压或能量的约束值或规模来界说触发事情。这些触发事情能够被触发单元用来发动和间断盯梢记载(Selective trace)的操控,或许用这些触发信号间断程序的运转。这样工程师能够便利快速的定位出相关参数呈现峰值的原因。

总结:

劳特巴赫完好的嵌入式软件能耗剖析丈量计划为研制工程师检测/定位程序代码和体系电流/能耗之间的彼此关系供给了一个强有力的、易用的东西。上述的新特性都现已集成在当时的软件环境中。相关的剖析硬件也能够便利地在原有东西上经过扩展完成。同全球重要移动电话出产厂商长时间严密的协作,保证了劳特巴赫东西的实践使用作用。经过集成新的立异计划,劳特巴赫再一次在嵌入式处理器开发东西范畴证明了其立异才能。Trace32 AnalogProbe作为新式的处理计划扩展模块,可集成于既有的劳特巴赫模块化开发东西的体系中,为客户现有的TRACE32东西增添了新的价值。

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