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典型嵌入式系统能耗组成

典型嵌入式系统，例如移动终端，其能耗主要部件包括嵌入式微处理器(CPU)、内存、LCD及背光，电源转换部件，其他部件还可能包括基带处理器、DSP、外设控制器等。据统计，CPU占20%~25%，LCD以及背光占用了20%，内存占15%，电源转换占5%~10%，其他的组成占用剩余的30%~40%。典型嵌入式系统的能耗组成如图2所示。

在这些元件中，有些元件性能指标和能耗固定;有些元件可在不同时间工作，并有多种可控的耗能状态。后者的有效使用成为系统节能的关键所在。

三种典型嵌入式操作系统电源管理实现

伴随着消费电子产品的普及，电源管理已经成为重要技术指标和产品的有机组成。传感器网络的普及迫切需要一种小型化、有极高能耗管理能力的网络化小型操作系统。源于斯坦福大学的TinyOS是其中典型代表。Windows CE在嵌入式移动终端设备中得到广泛应用，其能耗管理实现与Windows CE内核架构紧密相关。Linux以其开放性和可定制等特点在嵌入式领域得到极大的发展。本文选择上述三种典型嵌入式操作系统，对其电源管理实现进行讨论与分析。

TinyOS

在无线传感器网络中，每个传感器节点都是典型的嵌入式系统，主要功耗器件有处理器、内存、带A/D的传感器和无线收发单元等。传感器由于存储容量小、运算能力弱、功耗低、易失效等特点，对嵌入式开发提出了更高要求。无线传感器网络的特点决定了降低系统功耗是系统设计的核心，决定了电源管理是传感网专用操作系统重要组成。对电源管理的支持优劣，决定了整个传感器网络系统生存周期长短。TinyOS操作系统是一个传感网专用操作系统的典型代表。它具有基于组件的特性，采用相互关联的模块进行能量管理。

·TinyOS的每个设备都可以通过StdControl.stop命令被停止。

·负责管理外围硬件设备的组件将切换该设备到低功耗状态。

·TinyOS的HPLPowerManagement构件通过检查处理器的I/O引脚和控制寄存器状态，识别当前硬件的状态，将处理器转人相应的低功耗模式。

·调度器会在就绪任务队列为空时，自动将处理器置于低功耗模式。但是保留外围设备的运行，以至于他们中的任何一个可以唤醒系统。

·系统的定时器服务可以工作在大多数处理器的极低功耗的省电模式下。

Windows CE

Windows CE从4.0版本引入电源管理器(Power Manager)来提供管理电源框架。电源管理器负责管理设备电源，提高操作系统整体能耗效率，并且与不支持电源管理功能的设备和应用兼容，在内核OAL层、设备驱动程序和应用程序之间充当中间人角色。电源管理器还严格区分系统的电源状态与设备的电源状态，让一些智能设备可管理自己的电源状态。

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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