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

隨著嵌入式系統(tǒng)應用的日益廣泛，如何實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的低功耗開發(fā)已經(jīng)成為嵌入式應用發(fā)展的關鍵技術之一，是近幾年來人們在嵌入式系統(tǒng)的設計中普遍關注的難點與熱點。嵌入式系統(tǒng)正被廣泛應用于移動性較強的產(chǎn)品中去，而這些產(chǎn)品不是一直有充足的電源供應，往往需要電池來供電，因此，設計人員需要從每一個細節(jié)來考慮降低系統(tǒng)的功率消耗，從各個方面去實現(xiàn)降低系統(tǒng)的功耗。同時功耗對終端設備的成本及體積大小有顯著影響。
　　本文結合FM電臺手持式測試儀這一實例，從系統(tǒng)硬件設計、系統(tǒng)軟件設計、利用內核擴展接口和產(chǎn)品應用特點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)視或者輔助操作機器和設備的裝置。
　　1.2 嵌入式操作系統(tǒng)
　　從20世紀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是一個典型的實時操作系統(tǒng)。它的特點可以以概括為以下幾個方面：公開源代碼，代碼結構清晰、明了，注釋詳細，組織有條理，可移植性好，可裁剪，可固化。內核屬于搶占式。
　　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，其結構框圖見圖1。
　　
　　主控板包括嵌入式微控制器（SHARPLH79520）、存儲芯片（NAND FLASH）、CPLD（用于總線擴展）、并口轉串口芯片（ST16C16554）、直流電源轉換芯片（TI公司TPS5430）、實時時鐘芯片等。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制射頻信號、發(fā)送調制信號和音頻信號，以及接收電臺發(fā)出的信號、解調射頻信號等。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
　　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用，從硬件、軟件、操作系統(tǒng)和產(chǎn)品應用特點這四個層面上，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構如圖2。
　　
　　3、低功耗系統(tǒng)的設計
　　3.1 低功耗系統(tǒng)設計概述
　　隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用，功耗問題是近幾年來人們在嵌入式系統(tǒng)的設計中普遍關注的難點與熱點。系統(tǒng)的低功耗設計，并非是某一個方面、某一個角度的解決方案，而應當從系統(tǒng)級的設計考慮功耗的節(jié)省，是一個硬件設計與軟件控制相互結合的協(xié)調過程。
　　本文將依次從系統(tǒng)硬件設計、系統(tǒng)軟件設計、利用μC／OS-II給出的內核擴展接口和產(chǎn)品應用特點這四個方面系統(tǒng)地討論低功耗系統(tǒng)設計。