基于Linux的便攜嵌入式設(shè)備電源管理解決方案

前　言

隨著各種便攜嵌入式設(shè)備性能的日益提高，功能日益豐富，其電源緊張的問題也日益突出，國內(nèi)新推出的某些具有PDA等多種功能的智能電話在密集使用下只能維持半天，多數(shù)攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)在一次充電后都只有一個(gè)小時(shí)左右的累積工作時(shí)間。Linux作為一個(gè)開放源代碼的操作系統(tǒng)，擁有非常豐富的軟件資源和平臺(tái)支持，這使得嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的周期大大縮短，越來越多的商用和通用嵌入式系統(tǒng)都采用Linux作為軟件平臺(tái)。因此有必要對(duì)Linux系統(tǒng)的電源管理機(jī)制進(jìn)行深入研究。

Linux內(nèi)核電源管理機(jī)制分析

Linux作為一個(gè)強(qiáng)大而成熟的操作系統(tǒng)，本身提供了一套從用戶空間到系統(tǒng)空間的，由上而下的軟件電源管理機(jī)制。

電源管理子系統(tǒng)

Linux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電源管理子系統(tǒng)用于統(tǒng)一管理每個(gè)設(shè)備。源代碼pm.h和pm.c中定義和實(shí)現(xiàn)了主要的接口函數(shù)。如表1所示。

　　
通過這些接口函數(shù)就可以將自己的硬件設(shè)備納入電源管理子系統(tǒng)使其成為系統(tǒng)電源管理的一部分。這需要在編寫設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的時(shí)候完成下面的工作:

(1)在初始化驅(qū)動(dòng)時(shí)，使用pm_ register對(duì)設(shè)備的每個(gè)實(shí)例( instance)進(jìn)行注冊(cè);在清除驅(qū)動(dòng)時(shí)使用pm_unregister來取消設(shè)備的注冊(cè)。
(2)在對(duì)硬件進(jìn)行操作之前調(diào)用pm_access (這樣會(huì)保證設(shè)備已被喚醒并且處于ready狀態(tài)) 。
(3)編寫自己的pm _callback函數(shù)。開發(fā)人員應(yīng)該在設(shè)備或系統(tǒng)進(jìn)入suspend狀態(tài)時(shí)保留設(shè)備和系統(tǒng)的上下文到安全的地方，并在設(shè)備或系統(tǒng)re -sume時(shí)恢復(fù)其上下文，使之能夠繼續(xù)運(yùn)行，編寫pm_callback函數(shù)是驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)設(shè)備電源管理的重點(diǎn)。
(4)當(dāng)設(shè)備不在被使用的時(shí)候調(diào)用pm_dev_idle函數(shù)，這個(gè)操作是可選的，可以增強(qiáng)設(shè)備idle狀態(tài)的監(jiān)測能力。

電源管理設(shè)備

將設(shè)備加入到電源管理子系統(tǒng)后，該設(shè)備就已經(jīng)有了處理電源管理請(qǐng)求的能力，但是系統(tǒng)的電源管理行為并不會(huì)主動(dòng)發(fā)生。因此還需要一個(gè)電源管理設(shè)備來接受用戶請(qǐng)求，產(chǎn)生電源管理行為。這里所指的設(shè)備并不是一個(gè)真實(shí)的硬件設(shè)備，而是一個(gè)在Linux系統(tǒng)空間里接受用戶控制的虛擬設(shè)備，它可以是一個(gè)簡單的字符型設(shè)備。有了這個(gè)設(shè)備，就可以方便的實(shí)現(xiàn)來自于用戶空間的電源管理請(qǐng)求和方案。Linux電源管理行為過程如圖1所示。