2024年4月17日发(作者：)

第２ｌ卷第１期　

计算机技术与发展　

Ｖｏ１．２１　Ｎｏ．１　

２０１１年１月　

ＣＯＭＰＵＴＥＲ　ＴＥＣＨＮＯＩＤＧＹ　ＡＮＤ　ＤＥＶＥＩ　ＯＰＭＥＮｑ’　

Ｊａｎ．　２０１１　

嵌入式系统低功耗软件技术研究　

姚伟　

（北京工业大学计算机学院，北京１００１２４）　

摘要：嵌入式系统低功耗设计中有硬件技术无法涉足的空间，可通过低功耗软件技术实现降低系统功耗的目的。针对　

液晶显示器（ＬＣＤ）电气特性，从软件角度，综合运用动态电源管理技术和动态电压管理技术，根据处理器负载变化趋势和　

对空闲模式计时的思想，给出了降低液晶显示器功耗的算法和策略；利用优化编译技术中的操作替换和指令排序方法，分　

析和研究图形图像处理中常见的矩阵变换算法，给出了低功耗策略和验证节能７３．９％。并就低功耗软件技术算法和策略　

给出了结论和提出了下一步研究的方向。　

关键词：低功耗；动态电源管理；动态电压调节　

中圈分类号：ＴＰ３０２　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３—６２９Ｘ（２０１１）Ｏ１—０１１２一ｏ４　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｅｍｂｅｄｄｅｄ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｌｏｗ－Ｐｏｗｅｒ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

ＹＡ０　Ｗｅｉ　

（Ｄｅｐｔ．ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１２４，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ　ｉｓ　ａ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｉｅｌｄ　ｆｏｒ　ｌｏｗ　ｐｏｗｅｒ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｔｈａｔ　ｃａｎ　ｔ　ｂｅ　ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ　ｏｎｌｙ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ，ｓｏ　ｔｈｅｎ　ｕｓｉｎｇ　ｌｏｗ－　

ｐｏｗｅｒ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃａｌｌ　ｒｅｄｕｃｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｐｗｅｒ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ　ｌｏａｄ　

ａｎｄ　ｉｄｌｅ　ｍｏｄｅ，ａｎｄ　ｔａｋｉｎｇ　ｆｕｌｌ　ａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ＬＣＤ　ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｕｓｉｎｇ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｄｙｎａｍｉｃ　

ｖｏｌｔａｇｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ，ｉｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ＬＣＤ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｏｐｔｉｍｉｚａ—　

ｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ａｒｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ｍａｍｘ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ　ｕｓｉｎｇ　ｉｎ　ｇａｐ￣ｃｓ　ａｎｄ　ｉｍａｇｅ　ｐｒｏ—　

ｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｇｉｖｅ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｐｏｗｅｒ　ｓｔｒａｔｅｇｙ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　７３．９％ｅｎｅｒｇｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｌｏｗ—ｐｏｗｅｒ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ　ａｎｄ‘ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ．ｉｔ　ｇｉｖｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎ－　

ｃｌｕｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ－ｐｏｗｅｒ；ＤＰＭ；ＤＶＳ　

Ｏ　引　言　

广。不管是在航天，航海，还是在工业，家庭，商业贸易　

伴随嵌入式设备广泛应用，低功耗技术愈显重要，　

上的应用，都是靠电池供电，然而电池技术的发展远远　

从软件角度研究低功耗问题也变得更加突出。用软件　

跟不上嵌人式技术的发展，所以降低功耗，延长电池更　

技术降低功耗，一般从优化编译、操作系统和应用程序　

换周期变成了迫切的问题。　

人手，文中以降低ＬＣＤ和矩阵运算功耗为例，介绍低　

因此，嵌入式低功耗软件核心技术的研究意义深　

功耗软件技术的策略和方法。　

远：　

１）降低嵌入式设备制造成本，高功耗的设备肯定　

１研究意义与现状　

需要高成本部件来降低温度，以保持性能稳定。　

１．１研究意义　

２）提高系统的可靠性，功耗密度的增加会对系统　

近几年，嵌入式系统（ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｓｙｓｔｅｍ）已经成为　

的可靠性和性能影响加剧，一般温度每增加１０度，系　

电子信息产业中最具增长力的一个分支　。随着手　

统的失效率会增加一倍。反过来，功耗降低可靠性增　

机、ＰＤＡ、ＧＰＳ、机顶盒等新兴产品的大量应用，嵌入式　

加。　

系统的市场虽然正在以每年３０％的速度递增，而功耗　

３）延长电池供电时间，一般的嵌入式设备都要靠　

问题严重制约嵌人式设备的进一步的发展、应用和推　

电池供电，设备的功耗降低，自然会使电池的工作时间　

延长。　

收稿日期：；ＯＬＯ—ｏ４—２２；修回日期：２０１０一Ｏ７—１３　

４）减轻嵌入式设备重量，方便消费者使用，电池　

基金项目：北京市优秀人才培养基金项目（２００８１１３０５０１５００１６９）　

在嵌入式设备重量中占有很大比例，功耗降低使电池　

作者简介：姚伟（１９８４一），男，山东人，硕士研究生，研究方向为嵌　

的重量降下来，嵌入式设备重量相应的就会降下来，消　

人土ｃ软硬件设计。　

费者使用就会更轻捷方便。　

第ｌ期　姚伟：嵌入式系统低功耗软件技术研究　‘１１３・　

５）扩大嵌入式设备市场规模，随着电池寿命延　

均衡优化和降低执行频率就有可能节省５０％的功　

长，设备重量降低和性能稳定，给消费者带来更多的便　

耗　引。　

利和满足，势必会扩大使用范围，增大市场规模和占有　

２．１减少冗余代码　

率。　

研究发现，应用程序即使经过性能优化，也仍存在　

６）节能环保天地广阔，全球变暖，冰川融化，煤炭　９５．６％的ｌｏａｄ指令和４２％的ｓｔｏｒｅ指令的冗余。片上　

石油消耗严重，而且不久的将来面临枯竭的危机，这些　

存储器占处理器能耗的３０％，显然减少冗余对降低功　

都迫切要求我们节约能源，保护环境，低功耗技术恰恰　

耗影响重大。　

能够发挥重要的作用，而且随着大功耗电子设备突飞　

２．２降低Ｉ／ｏ次数　

猛进的增长将会产生更为深远的影响力。　

处理器能耗中，驱动１／０也占用重要部分，因此，　

１．２国内外研究现状　

利用编码方法对Ｉ／０数据进行压缩优化来减少Ｉ／０频　

鉴于低功耗技术的意义深远和重要性日趋明显，　

度，可以有效降低功耗。　

低功耗技术研究（Ｌｏｗ—Ｐｏｗｅｒ　Ｄｅｓｉｇｎ）变成了首当其冲　

２．３操作替换　

的关键问题，开始主要研究工作是硬件工程师注重通　

处理器工作电路中指令翻转引起电路变化产生功　

过底层的电路设计来降低功耗，例如低功耗器件逻辑，　

耗，因此会出现一些操作花费的功耗多于其他操作。　

互连功耗优化、漏流电流控制、布局封装，后来系统工　

如乘法操作比加法和移位更耗电；操作寄存器比操作　

程师又从体系结构考虑降低功耗，直到最近嵌入式工　内存要节省２５％的功耗。选择合适的操作方式对降　

程师发现由于工艺等多方面因素的限制，仅仅从前两　低功耗发挥着不可忽视的作用。将计算　＋Ａ　＋曰经　

个方面考虑，已经没太多可以挖掘的潜力，由此开始转　

操作替换变成（Ａ＋Ｘ）×Ｘ＋曰，减少了操作次数，如图　

向软件低功耗核心技术的研究、开发和应用　引ｏ

ｘ　

尤其是近十年来软件的低功耗技术已经　ｘ　

：　

开始升温，

兰卜　±　

实现低功耗是完全可行的，值得深入研究。目　

大量的研究和实用说明，利用软件　：　

前最受欢迎的软件低功耗手段是操作系统，编译器，应　

１所不。　

用软件四个方面实现。　

图１操作替换　

世界各地的著名科研院所和有影响力的高科技公　

２．４指令排序　

司都投入了巨大的人力、物力和财力，对低功耗技术进　

优化指令排序能降低处理器运行功耗，处理器功　

行研究和推广，例如：国外许多大学成立了低功耗技术　

耗公式：　

小组、ＰＡＲＡＰＥＴ研究组，以及有关嵌入式移动计算方　

Ｐ＝，×Ｖ　Ｘ　Ｎ×Ｔ　（１）　

面的低功耗研究；国内有中科院的从事多线程低功耗　

其中，是平均电流，　和　在电池供电的设备中已　

编译优化技术研究的许多专家，及其他大学的一些教　

知，Ⅳ是程序运行周期数。显然，充分利用嵌入式处理　

授和博士等都在致力于低功耗软件技术的研究和推　

器的并行处理能力，通过优化指令排序，减少指令执行　

广。然而，总的讲国内在低功耗技术研究方面无论是　

周期，能够实现降低系统功耗。　

在开发人员的认知，还是投人的物力或人力都明显满　

２．５举例　

足不了市场的需求。因此，对我们来说努力加快研究　

运用处理器的并行处理能力，通过优化指令排序，　

和积极的推广应用，无论对国家的经济、社会、军事、教　

减少指令执行周期，能实现降低系统功耗。图形图像　

育、文体医疗，还是对人们的日常生活都显的尤为重要　

处理中矩阵』４［　］［Ⅳ］常有转换运算：　

和迫切。　

ｋ×Ａ［ｉ］＋２×Ａ［ｉ］ｘ　Ａ［－『］　（２）　

以加运算代替乘运算式（２）转换：　

２优化编译　

（　［ｉ］＋Ａ［ｉＩ）×（Ｒ＋　［Ｊ］）　（３）　

优化编译降低系统功耗的原则是在不降低或不明　

其中ｋ为实数，　√是行和列（１≤ｉ≤Ｍ，１≤　≤　

显降低程序执行效率的条件下，尽可能降低峰值功率、　

Ⅳ）。式（３）比式（２）中减少２个乘运算，增加一个加　

总能量消耗及保持功耗与性能之间的良好性价比，最　

运算（Ｒ＝ｋ／２），显然更节省功耗。式（３）分解为ｏ＝　

终达到嵌入式设备运行良好和功耗最低的双赢目标。　

Ａ［ｉ］＋Ａ［　］，ｂ＝Ｒ＋Ａ［　］，Ｃ＝０×ｂ，以Ａ［ｉ］、Ａ［Ｊ］ｆ　

优化编译技术包括：均衡优化指令功能均、降低执行频　

表矩阵中第ｉｊ行元素参与运算。　

率、提高执行速度、缩短执行时间、减少数据传输和片　

分解后对其优化指令排列前后汇编代码和功耗如　

外总线的驱动次数等。仅通过对应用程序的指令功能　

表１所示。　

・

ｌ】４・　计算机技术与发展　第２１卷　

表ｌ　优化指令排序前后汇编代码及功耗对比　

优化排序前代码　功耗ｍＡ　优化排序后代码　功耗ｍＡ　

Ｍｏｖｅ　Ａ［ｉ］，Ｉｏ　９０　ｍＡ　Ｍｏｖｅ　Ａ［ｉ］，ｒ０　Ａ［ｉ］，ｒｌ　ｌ２Ｏ　ＨＩＡ　

Ｍｏｖｅ　Ａ［ｉ］，ｒｌ　９０　ｍＡ　ＡｄｄＩｏ，ｒｌ　Ｒ，ｒ２　Ａ［ｊ］，ｒ３　１５０　ｍＡ　

Ａｄｄ　ｒＯ，ｒｌ　１ｏｏ　ＴｎＡ　Ａｄｄ　ｒ２，ｒ３　１ｏｏ　ｍＡ　

Ｍｏｖｅ　ｒｌ，ａ　９Ｏ　ｆｎＡ　Ｍｐｙ　ｒｌ，ｒ３，Ｉ４　ｌ６０　ｍＡ　

ＭＯＶｅＲ，ｒ２　９０　ｍＡ　Ｍｏｖｅ　ｒ４，ｃ　９０　ｍＡ　

Ｍｏｖｅ　Ａ［ｊ］，ｒ３　９０　ｍＡ　

Ａｄｄ　ｒ２．ｒ３　１００　ｍＡ　

Ｍｏｖｅ　ｒ３，ｒ４　９０　ｍＡ　

Ｍｏｒｅ　ａ．　９０　ｍＡ　

Ｍｐｙ　ｒ４，ｒ５，ｒ６　１６０　ｍＡ　

Ｍｏｖｅ　ｌ６．ｃ　９０　ｍＡ　

由表１可知优化后执行周期少６个、寄存器少２　

个，内存和寄存器操作次数分别由７次减至５次和１１　

次减至８次。　

由式（１）和参考文献［７］中所建立的模型，优化前　

后功耗比：　

Ｐ．　

Ｉｌ　Ｘ　Ｖ×Ｎｔ×Ｔ，１×Ｎｌ　

Ｐ　

Ｉ２　Ｘ　Ｖ　ｘ　Ｎ２　Ｘ　Ｔ　ｌ２　ｘ　Ｎ２　

ｌ０８０×１ｌ　

＝～　

（１２０＋１５０＋１００＋１６０＋９０）Ｘ　５　

１１８８０　

＝一　

３１００　

可见功耗降低了７３．９％。算法实现可先建立数　

据依赖图（Ｄａｔａ　Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　Ｇｒａｐｈ，ＤＤＧ），再采用以串　

列为基础的排序机制　］，程序中要兼顾减少程序执行　

周期、少用寄存器和少操作内存。因此优化指令排序　

和操作替换可以减少执行周期和对寄存器与内存的操　

作次数，从而既提高了系统系能，又大大降低系统功　

耗。　

３操作系统　

３．１动态电源管理（ＤＰＭ）　

动态电源管理在降低嵌入式系统功耗发挥着不可　

替代的作用，属于操作系统级别的管理方式。动态电　

源管理的本质是一一种电源管理的机制或策略，能够在　

系统运行时，动态地管理电源。嵌入式系统一般都有　

几种工作模式如：工作模式，空闲模式，睡眠模式，不同　

的系统对应的模式划分会有差异，但本质不变。针对　

不同模式问的转换，产生出不同转换策略，如超时策　

略、预测策略和随机策略　。　

３．２动态电压调节（ＤＶＳ）　

根据ＣＭＯＳ电路电气特性，分析系统功耗有三部　

分：动态功耗、静态功耗和短路功耗，其中动态功耗比　

重占７０％一９０％，随着发展静态功耗正在成指数增　

长，逐渐成为仅次于动态功耗，而短路功耗所占较小。　

重点研究系统的动态功耗和静态功耗，根据公式：Ｐ＝　

ｆｘ　Ｃ×俨×Ｎ＋，×Ｖ，其中－厂为频率、Ｇ为电容、　为电　

压、Ⅳ为程序运行引起状态门平均转变数，，为电流。　

由此可知，ＤＶＳ的实质是因系统功率正比于频率、与电　

压成二次方关系，所以根据当前运行任务的需求，在保　

证性能前提下，动态的调整处理器工作电压和频率，以　

此来降低系统功耗。ＤＶＳ又分实时ＤＶＳ任务调度和　

非实时ＤＶＳ任务调度　。　

３．３举例　

据统计，一般嵌入式系统功耗比是ＣＰＵ占１２％、　

ＬＣＤ占６８％，其他占１２％，现以便携式ＬＣＤ为例，综　

合运用ＤＰＭ和ＤＶＳ技术，选用Ｌｕｎｉｘ操作系统，实现　

ＬＣＤ低功耗算法，达到实低功耗管理ＬＣＤ的目标。　

Ｌｕｎｉｘ包括四种工作模式：Ｔｕｒｂｏ模式、运行模式、空闲　

模式和睡眠模式，其中Ｔｕｒｂｏ和Ｒｕｎ模式都是系统正　

常工作模式，在此统称正常模式。　

３．３．１　ＬＣＤ功耗特性　

ＬＣＤ功耗：Ｐ＝厂×Ｃ　Ｘ　Ｘ　Ｎ＋，×Ｖ　（４）　

人眼感知亮度：Ｈ＝Ｐ　Ｘ　Ｌ×Ｙ　（５）　

其中厂：频率、ｃ：电容、　：电压、　：背光亮度、ｙ：图　

像信号亮度、Ｐ：液晶屏的亮度传输率（常数）。背光亮　

度和逆变器功耗占据显示器功耗的大部分。电池供电　

设备　不变，又　正比　于，所以Ｐ是　的三次方关系。　

因此了解这些，由式（４）和式（５）找到了降低功耗的　

切入点。　

３．３．２　ＬＣＤ电源管理模式　

如图２所示，ＬＣＤ电源管理模块包括二个单元监　

视单元和控制单元，监视单元负责监视处理器负载变　

化，传递指令给控制单元；控制单元控制ＬＣＤ工作状　

态。　

探测　指令　控制　

图２　ＬＣＤ电源管理模式　

３．３．３程序实现　

Ｌｉｎｕｘ内核有全局变量ｋｓｔａｔ中记录了ＣＰＵ启动后　

运行在用户态和系统态的时钟滴答数ｔｉｃｋｓ，容易计算　

采样周期ｌＯＯｍｓ（经验值）内处理器处于负载工作的时　

间，二者相减得空闲时间，除去ｌＯＯｍｓ得采样周期空闲　

比Ｉｄｌｅ—Ｔｉｍｅ。参考文献［８，９］中负载统计方法，根据　

三个连续采样周期内的空闲比的数据趋势和空闲模式　

计时器ｉｄｌｅ是否超时，判断处理器工作状态，做出控制　

第１期　姚伟：嵌人式系统低功耗软件技术研究　・１　１５・　

ＬＣＤ的决策。　

求的条件下，尽量使用低精度的数据可以有效减少处　

ｉｎｔ　ＧｅｔＩｄｌｅ

—

Ｔｉｍｅ（ｉｎｔ　ｔｉｍｅ）｛返回采样周期空闲比｝　

理器指令翻转带来的功耗…・　。　

ｖｏｉｄ　Ｔａｓｋ

Ｄｅｔｅｃｔ（）｛Ｉｄｌｅ—Ｔｉｍｅ［０～２］＝Ｇｅｔ—Ｉｄｌｅ—Ｔｉｍｅ（ｉｎｔ　

ｔｉｍｅ）；　

Ｉｆ（Ｉｌｄｅ—Ｔｉｍｅ［０］＜Ｉｄｌｅ—Ｔｉｍｅ［１］＜Ｉｄｌｅ—Ｔｉｍｅ［２］）｛Ｃｏｎｔｏｒ—ＬＣＤ　

５　结束语　

（１）；｝／／空闲时间是增趋势　

运用了处理器负载变化、动态电源管理、动态电压　

ｅｌｓｅ｛Ｃｏｎｔｏｒ—ＬＣＤ（Ｏ）；｝／／空闲时间是减趋势｝　

管理等技术，就降低嵌入式外围设备功耗具有一定的　

ｖｏｉｄ　Ｃｏｎｔｏｒ

—

ＬＣＤ（ｉｎｔ　ｄａｔａ）｛ｉｆ（ｉｌｄｅ超时且ｄａｔａ＝＝１）｛ＬＣＤ—Ｉｎ—　

代表性。利用优化编译技术降低矩阵运算的功耗对具　

Ｓｌｅｅｐ（）；｝　

体应用很有意义。　

ｅｌｓｅ　ｉｆ（ｄａｔａ＝＝ｉ）｛ＬＣＤ—Ｉｎ—Ｉｌｄｅ（）；ｌ　

下一步研究则针对具体的处理器和ＬＣＤ，由应用　

ｅｌｅｓ｛ｖｏｉｄ　ＬＣＤ—Ｄｏｗｎ—Ｌｉｇｈｔ（）；｝｝　

场景分析负载变化和ＬＣＤ需求，实现一套更优的降低　

ｖｏｉｄ　ＬＣＤ　Ｉｎ

Ｓｌｅｅｐ（）／／ＬＣＤ进睡眠状态　

｛ｉｆ（ＬＣＤ一＞Ｓｔａｔｅ不是睡眠）｛关闭背光灯、逆变器，降低显示通　

功耗的技术。　

道时钟工作频率｝｝　

Ｖｏｉｄ　ＬＣＤ

参考文献：　

—

Ｄｏｗｎ

Ｌｉｇｈｔ（）／／ＬＣＤ工作状态　

｛控制脉冲占空比动态减小Ｌ、增大Ｙ｝　

［１］ＷｏｌｆＷ．嵌入式计算系统设计原理［Ｍ］．孙玉芳，等译．北　

ｖｏｉｄ　ＬＣＤ

Ｉｎ

京：机械工业出版社，２００２：１２６—１５２．　

Ｉｄｌｅ（）／／ＬＣＤ进空闲状态　

｛降低ＬＣＤ　ｆ和Ｌ、使模数转换、锁相环电路等进入空闲状态｝　

［２］　Ｂｏｒｋａｒ　Ｓ．Ｌｏｗ　Ｐｏｗｅｒ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｃａｄｅ（ｉｎｖｉｔｅｄ　

监视单元函数Ｔａｓｋ—Ｄｅｔｅｃｔ（）判断空闲比数增减，　

ｔａｌｋ）［Ｃ］／／Ｉｎ　Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　２００１　ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ａｓｉａ　

向控制单元Ｃｏｎｔｏｒ—ＬＣＤ（）传递１或０。睡眠状态时关　

Ｓｏｕｔｈ　Ｐａｃｉｉｆｃ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ．Ｙｏｋｏｈａｍａ，Ｊａｐａｎ：ＡＣＭ　

闭背光灯、逆变器，降低显示通道时钟工作频率；空闲　

Ｐｒｅｓｓ，２００１：２９３－２９６．　

状态时降低厂和　，使模数转换、锁相环电路等进入空　

［３］　赵荣彩，唐志敏，张兆庆，等．编译指导的多线程低功耗技　

闲状态。工作状态主要通过适度调整背光亮度三和图　

术研究［Ｊ］．计算机研究与发展，２００２，３９（１２）：１５７２—１５７９．　

像信号亮度ｙ实现降低功耗。　

［４］Ｊｕｎｇ　Ｓ，Ｋｉｍ　Ｋ，Ｋａｎｇ　Ｓ．Ｌｏｗ—Ｓｗｉｎｇ　Ｃｌｏｃｋ　Ｄｏｍｉｎｏ　Ｌｏｇｉｃ　Ｉｎ—　

ｅｏｒｐｏｒａｆｉｎｇ　Ｄｕａｌ　Ｓｕｐｐｌｙ　ａｎｄ　Ｄｕａｌ　Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ　Ｖｏｌｔａｇｅｓ［Ｃ］／／Ｉｎ　

注意，　太小会带来眼疲劳，ｌ，增大也不应使饱和　

Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　３９ｔｈ　ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ．　

点像素的个数高于５％。可以通过程序控制ＬＣＤ微处　

Ｎｅｗ　Ｏｒｌｅａｎｓ，Ｌｏｕｉｓｉａｎａ，ＵＳＡ：ＡＣＭ　Ｐｒｅｓｓ，２００２：４６７—４７２．　

理器Ｉ　ｃ或Ｉ／０口关闭相应部件或降低频率。程序控　

［５］　Ａｍｅｌｉｆａｒｄ　Ｂ，Ｆａｌｌａｈ　Ｆ，Ｐｅｄｒａｍ　Ｍ．Ｌｏｗ－Ｐｏｗｅｒ　Ｆａｎｏｕｔ　Ｏｐｔｉｍｉ—　

制图像处理器，应使输入信号场频略高于４０Ｈｚ，从而　

ｚａｔｉｏｎ　Ｕｓｉｎｇ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｔｌｉｒｅｓｈｏｌｄ　Ｖｏｌｔａｇｅ　Ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ［Ｃ］／／Ｉｎ　

既不使图像闪烁，又降低ＬＣＤ存储电容的刷新次数，　

Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　２００５　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ　ｏｎ　Ｌｏｗ　Ｐｏｗ—　

减缓帧缓冲内存的读写率及其总线的时钟频率，达到　

ｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ．Ｓａｎ　Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉｏｆｒｎｉａ，ＵＳＡ：ＡＣＭ　

降低功耗的目标。　

Ｐｒｅｓｓ，２００５：９５－９８．　

［６］赵荣彩，唐志敏，张兆庆，等．低功耗多线程编译优化技术　

４应用软件低功耗技术　

［Ｊ］．软件学报，２００２，１３（６）：１１２３—１１２９．　

不同于系统软件，应用软件低功耗问题是常常被　

［７］　Ｇｉｂｂｏｎｓ　Ｐ　Ｂ，Ｍｕｅｈｎｉｅ　Ｓ　Ｓ．Ｅｆｉｆｃｉｅｎｔ　Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ　ｏｆｒ　

忽视。且至今，没有一个严格的标准来判断应用软件　

ａ　Ｐｉｐｅｌｉｎｅｄ　ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ［Ｊ］＋ＳＩＧＰＬＡＮＮｏｔｉｃｅｓ，２００４，３９（４）：　

１６９－１７４．　

的低功耗技术优劣，但仍有一些被验证的能有效降低　

［８］王力生，夏志江．嵌入式系统中软件优化的低功耗研究　

应用软件的功耗技术。　

［Ｊ］．单片机与嵌入式系统应用，２００６（４）：１２一ｌ４．　

程序员很清楚对ＲＡＭ的操作比对Ｆｌａｓｈ的操作　

［９］吴业进，刘锋．嵌入式系统面向低功耗的协同设计［Ｊ］．　

消耗更多功耗。应用程序中对子程序调用时会为了保　

单片机及嵌入式系统应用，２００３（７）：１４—１６．　

存现场，二次对ＲＡＭ实现进堆栈（ＲＡＭ）和退堆栈操　

［１Ｏ］杨雪金，南余荣，俞立．一种减少嵌入式处理器功耗的综　

作（ＲＡＭ），宏只是在编译时展开，处理器顺序执行，所　

合ＤＶＳ方法［Ｊ］．计算机工程与应用，２００５，４１（２）：４２—５０．　

以适度扩大Ｆｌａｓｈ用宏代替子程序能明显降低功耗。　

［１１］李允，熊光泽，程红蓉．嵌入式系统的功耗管理技术研究　

相对于中断可以直接进入低功耗模式，查询需要不停　

［Ｊ］．单片机与嵌人式系统应用，２００１（１２）：２１—２５．　

地访问Ｉ／Ｏ寄存器而消耗更多功耗，用中断替换查询　

［１２］王力生，郭振轲．基于ＤＶＳ的实时多核嵌人式系统低功耗　

也是很好的低功耗策略。另外，应用程序中在满足需　

算法［Ｊ］．计算机应用研究，２００９（１）：１２７—１３１．