基于嵌基于μC/OS-II嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的低功耗開發(fā)

　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?cè)谇度胧较到y(tǒng)的設(shè)計(jì)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(dòng)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(jì)人員需要從每一個(gè)細(xì)節(jié)來考慮降低系統(tǒng)的功率消耗，從各個(gè)方面去實(shí)現(xiàn)降低系統(tǒng)的功耗。同時(shí)功耗對(duì)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(tái)手持式測(cè)試儀這一實(shí)例，從系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、利用內(nèi)核擴(kuò)展接口和產(chǎn)品應(yīng)用特點(diǎn)這四個(gè)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(jì)。

　　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(guó)際電氣和電子工程師協(xié)會(huì))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(chǎng)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(gè)典型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。它的特點(diǎn)可以以概括為以下幾個(gè)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(tái)簡(jiǎn)介

　　2.1 本文硬件平臺(tái)是基于FM電臺(tái)手持式測(cè)試儀的一套開發(fā)平臺(tái)。

　　FM電臺(tái)手持式測(cè)試儀由主控板、信號(hào)源板、測(cè)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(chǔ)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(shí)時(shí)鐘芯片等。主控板主要用于控制信號(hào)源板的操作和測(cè)量板的操作。信號(hào)源板主要用于調(diào)制射頻信號(hào)、發(fā)送調(diào)制信號(hào)和音頻信號(hào)，以及接收電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)、解調(diào)射頻信號(hào)等。測(cè)量板主要用于測(cè)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(tái)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(tái)手持式測(cè)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(gè)層面上，討論如何降低系統(tǒng)的功耗。FM電臺(tái)手持式測(cè)試儀的體系結(jié)構(gòu)如圖2。

　　3、低功耗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　3.1 低功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)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?cè)谇度胧较到y(tǒng)的設(shè)計(jì)中普遍關(guān)注的難點(diǎn)與熱點(diǎn)。系統(tǒng)的低功耗設(shè)計(jì)，并非是某一個(gè)方面、某一個(gè)角度的解決方案，而應(yīng)當(dāng)從系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)考慮功耗的節(jié)省，是一個(gè)硬件設(shè)計(jì)與軟件控制相互結(jié)合的協(xié)調(diào)過程。