基于μC/OS-II嵌入式系統(tǒng)丌發(fā)中低功耗系統(tǒng)的設(shè)計

隨著嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的日益廣泛，如何實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的低功耗開發(fā)已經(jīng)成為嵌入式應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，是近幾年來人們在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計中普遍關(guān)注的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)正被廣泛應(yīng)用于移動性較強(qiáng)的產(chǎn)品中去，而這些產(chǎn)品不是一直有充足的電源供應(yīng)，往往需要電池來供電，因此，設(shè)計人員需要從每一個細(xì)節(jié)來考慮降低系統(tǒng)的功率消耗，從各個方面去實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)的功耗。同時功耗對終端設(shè)備的成本及體積大小有顯著影響。
　　本文結(jié)合FM電臺手持式測試儀這一實(shí)例，從系統(tǒng)硬件設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計、利用內(nèi)核擴(kuò)展接口和產(chǎn)品應(yīng)用特點(diǎn)這四個方面深入地討論了基于μC／OS-II嵌入式系統(tǒng)丌發(fā)中低功耗系統(tǒng)的設(shè)計。
　　1、嵌入式系統(tǒng)概述
　　1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義
　　根據(jù)IEEE（國際電氣和電子工程師協(xié)會）的定義：嵌入式系統(tǒng)是用于控制、監(jiān)視或者輔助操作機(jī)器和設(shè)備的裝置。
　　1.2 嵌入式操作系統(tǒng)
　　從20世紀(jì)80年代開始，市場上出現(xiàn)各種各樣的商用嵌入式操作系統(tǒng)，主要有VxWorks、Psos、Neculeus、QNX、Linux、Windows CE等。
　　本文使用的μC／OS-II是一個典型的實(shí)時操作系統(tǒng)。它的特點(diǎn)可以以概括為以下幾個方面：公開源代碼，代碼結(jié)構(gòu)清晰、明了，注釋詳細(xì)，組織有條理，可移植性好，可裁剪，可固化。內(nèi)核屬于搶占式。
　　2、研究主題的平臺簡介
　　2.1 本文硬件平臺是基于FM電臺手持式測試儀的一套開發(fā)平臺。
　　FM電臺手持式測試儀由主控板、信號源板、測量板組成，其結(jié)構(gòu)框圖見圖1。
　　
　　主控板包括嵌入式微控制器（SHARPLH79520）、存儲芯片（NAND FLASH）、CPLD（用于總線擴(kuò)展）、并口轉(zhuǎn)串口芯片（ST16C16554）、直流電源轉(zhuǎn)換芯片（TI公司TPS5430）、實(shí)時時鐘芯片等。主控板主要用于控制信號源板的操作和測量板的操作。信號源板主要用于調(diào)制射頻信號、發(fā)送調(diào)制信號和音頻信號，以及接收電臺發(fā)出的信號、解調(diào)射頻信號等。測量板主要用于測量射頻頻率、射頻功率、射頻電平、音頻頻率、音頻電平、失真等電臺參數(shù)。
　　2.2 研究目標(biāo)
　　本文主要研究嵌入式操作系統(tǒng)μC／OS-II在FM電臺手持式測試儀中的應(yīng)用，從硬件、軟件、操作系統(tǒng)和產(chǎn)品應(yīng)用特點(diǎn)這四個層面上，討論如何降低系統(tǒng)的功耗。FM電臺手持式測試儀的體系結(jié)構(gòu)如圖2。
　　
　　3、低功耗系統(tǒng)的設(shè)計
　　3.1 低功耗系統(tǒng)設(shè)計概述
　　隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，功耗問題是近幾年來人們在嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計中普遍關(guān)注的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。系統(tǒng)的低功耗設(shè)計，并非是某一個方面、某一個角度的解決方案，而應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)級的設(shè)計考慮功耗的節(jié)省，是一個硬件設(shè)計與軟件控制相互結(jié)合的協(xié)調(diào)過程。
　　本文將依次從系統(tǒng)硬件設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計、利用μC／OS-II給出的內(nèi)核擴(kuò)展接口和產(chǎn)品應(yīng)用特點(diǎn)這四個方面系統(tǒng)地討論低功耗系統(tǒng)設(shè)計。