借助 DPM 实现电源节能

zbz0529   2006-7-14 00:23 楼主
      DPM 的定义性特征是电源管理的迅速、高频率性质。传统的台式机/笔记本电脑范例的运行速度是以数百毫秒或数秒计,与此不同的是,DPM 使各设备的管理速度只受限于改变供电电压 (T芕) 或 CPU 时钟 (T颇) 所需的时间。
  在流视频的各帧之间实现节能,是对 DPM 的这一性质的最好写照。高质量的流视频的运行频率是 24 帧/秒,在各帧之间留了 41.66 毫秒的可用时间,用于渲染下一帧和进行其它活动。即使是在运行频率为 40-60MHz 的低功率 CPU 内核心上,41.66 毫秒也代表“很长的时间”,并为电源管理带来了充足的机会。
  当一帧视频呈现给用户之后,活动按以下方式继续进行:
  ·CPU 请求/索取下一帧压缩视频,它来自本地存储系统或流文件缓冲器——CPU 活动量很低;
  ·压缩图像(经由 DMA 或共享内存)被传输至编解码器(DSP 或其它专用硬件),进行解压/渲染——CPU 活动量中等,编解码器活动量高;
  ·当图像准备就绪,即解压完毕时,CPU 调用视频接口驱动程序——CPU 利用率高,最终的显示器利用率高;
  ·在图像处理的整个过程中,显示器背光都要消耗能量。充分利用视觉暂留或针对图像本身的伽玛调节,该参数也可以降低到一个更适度的消耗级别。
对视频帧处理的各个阶段期间的能量需求进行总结,得图 2 所示的波形,“线上方的”面积代表潜在的节能。
  时钟频率调节与电压调节的益处对比
  CPU 时钟频率调节是嵌入式器件的一种常用省电方式。在给定电压下,与较低的时钟速度相比,较高的时钟速度需要更多的电量才能把逻辑电平推到饱和(克服电容)。而且,时钟频率调节比较容易实现,至少在 CPU内核内部是这样。然而,电压调节带来的益处要大得多——能耗与时钟频率成正比,而几乎是系统电压的立方!
DPM 本身并不对时钟频率和电压之间的关联做假设。理论上,两项参数均可以独立而连续地改变。
  实际上,在给定时钟频率下,存在最低可行电压(最低供电电压)——更低的电压无法在要求的周期时间内把逻辑电平推到饱和,而更高的电压只会消耗更多的电。为了简化电源管理算法,DPM 等方案也不去尝试连续改变时钟和电压,而是由设计人员在时钟/电压连续统计上挑选出一系列合理的运行点,并且 DPM 逐点驱动 CPU 和其它电源得到管理的系统器件。

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