智能手机的系统架构及其低功耗设计
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智能手机的系统架构及其低功耗设计  2012/3/1
2.5led灯的控制智能手机电路中,键盘和lcd背光灯工作时会消耗大量能量。例如本文架构中使用的lcd,其背光灯电气要求如下:正向电流典型值为15ma,正向电压典型值为14.4v,背光灯消耗功率典型值为216mw。由此可以看出,在正常工作时,lcd背景led灯功耗非常大。因此,在设计中,必须降低led灯的功耗。可以通过以下方法:a)在led灯回路中短接一个小电阻,改变阻值,用来控制led灯工作时的电流。b)利用人眼的迟滞效应,使用pwm(脉宽调
2.5led灯的控制
       
智能手机电路中,键盘和lcd背光灯工作时会消耗大量能量。例如本文架构中使用的lcd,其背光灯电气要求如下: 正向电流典型值为15ma,正向电压典型值为14.4 v,背光灯消耗功率典型值为216mw。
       
由此可以看出,在正常工作时,lcd背景led灯功耗非常大。因此,在设计中,必须降低led灯的功耗。可以通过以下方法:
       
a)在led灯回路中短接一个小电阻,改变阻值,用来控制led灯工作时的电流。
       
b)利用人眼的迟滞效应,使用pwm(脉宽调制)信号来控制led灯的开关
       
在主cpu中,通过配置寄存器gpcon_u、gpcon_l可以把gpio20一gpio23和gpio2-gplo5配置成pwm信号输出,再配置内部相应的寄存器,控制pwm输出信号的频率和占空比,作为控制引脚来控制led背光灯,以此来降低lcd背光灯的功耗。
      
c)在手机图形界面上提供一个调节背光灯亮度的界面,让用户在系统设置的led灯亮度基础上,进一步调节背关灯的亮度,这样,既增加了手机使用的灵活性,又进一步降低了手机的功耗。
       
2.6 无线modem部分的控制
       
如图1所示,智能手机的硬件体系结构采用双cpu架构,无线modem作为主cpu的一个外设,与主cpu芯片的其他外设相比,具有其特殊性,例如当智能手机处于睡眠模式时,可以直接关闭lcd、摄像机等外设的供电电源,而无线modem不行,必须要求无线modem具有继续等待来电、搜索网络等功能,而不能直接将其关闭。而对于本文硬件架构中的无线modem方案,其中也拥有一个系统,内部运行完整的gsm(全球移动通信系统)协议和独立的电源管理模块,主cpu可以通过uart口和无线modem进行电源管理协商。无线modem内部的电源管理由自己来控制,当无线modem处于空闲状态时,自己能完好地进入和退出待机模式。因此,在本文的硬件架构的设计上,当智能手机开机时,给无线modem加电、关机时,对modem进行断电。
       
2.7 软件优化
       
式中:m=mdiv+8;p=pdiv+2,s=sdiv;mdiv、pdiv和sdiv可以通过寄存器进行设置。
       
因此,设计中确定主cpu主频对于整个系统的功耗和性能是一个关键。本文在综合考虑系统性能和功耗的基础上,设置主cpu主频为204mhz。
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