嵌入式系統(tǒng)中外圍器件的能耗估算方法

2. 音頻模塊

音頻器件有待機(jī)、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換三種工作模式。對于每一個模式，都要用器件的電源電壓、電流和時鐘頻率來計算相應(yīng)的電容。用于計算電容的等式與等式2相似。用于每個模式的每個周期能耗是通過等式5加以計算的：

能耗曲線描繪工具顯示(表1)了持續(xù)的隊列狀態(tài)檢查所耗費的能量。能耗曲線表明：默認(rèn)音頻驅(qū)動器僅有3%的能量用于音頻數(shù)據(jù)傳輸，而96%的能量浪費在輪詢上。此外，采用處理器作為媒介來在存儲器和器件間發(fā)送數(shù)據(jù)會產(chǎn)生額外的總線開關(guān)動作，因此，要重新設(shè)計了這個器件驅(qū)動器。

新的器件驅(qū)動器運(yùn)用DMA在存儲器與I/O控制器之間進(jìn)行通信。當(dāng)操作完成或當(dāng)DMA訪問的數(shù)據(jù)極限達(dá)到時，以中斷方式通知處理器。表2所示的能耗曲線描繪工具顯示結(jié)果表明：幾乎所有的系統(tǒng)能耗都消耗在實際的DMA數(shù)據(jù)傳輸當(dāng)中。

本文小結(jié)

本文介紹了一種用于估算在嵌入式系統(tǒng)中外圍器件能耗曲線的方法。我們開發(fā)了一種精確到每個周期的仿真器和Profiler工具來估算外圍器件的能耗。Profiler工具可使驅(qū)動器軟件最優(yōu)化。仿真表明：外圍器件與嵌入式系統(tǒng)的其它部分的通訊的能耗占總系統(tǒng)的能耗的70- 75%，通過改變I/O控制器、主CPU和存儲器之間的通訊協(xié)議，可以使音頻驅(qū)動器的能耗減少了57%。