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论智能手机终端双操作系统间省电系统设计方案摘要：现今社会，智能手机终端飞速发展，带来了智能手机蓬勃发展的新时代。然而，在蓬勃发展的背后，智能手机的性能问题和续航问题成为了一对不得不提及的矛盾体。于此同时，其他行业领域针对低能耗技术的不断研究也对移动智能终端省电系统施加了不小的挑战。全文从嵌入式操作系统的角度出发。向大家论证了一种行之有效的智能手机终端双操作系统间省电系统设计方案，并以智能终端应用子系统的操作状态和双系统间状态切换流程为依据加以证实。Abstract: In todays society, the rapid development of smart mobile terminals, smart phones has brought a new era of vigorous development. However, in the back of booming smartphone performance issues and life issues have become a pair mentioned contradiction. Meanwhile, other industries for low-power technology continues to research on mobile intelligent terminal power applied to the system is not a small challenge. Text from the embedded operating system perspective. We demonstrated to an effective smart phone terminal dual operating systems power system design, and operation of intelligent terminal application subsystem status and dual system based on inter-state switching process to be confirmed.关键词：Digital Base band Processor；省电系统设计；基带子系统引言：针对大部分的智能移动终端来说，电力系统的能源损耗的强弱直接影响到用户对于终端的使用时间和使用体验，是系统性能评价的关键因素之一。随着性能的不断提升，终端省电系统设计方案的研究已成为急需解决的热点问题。与此同时，随着各大通讯厂商的大力宣传和电子企业的科技创新，集拍照视频游戏录像等各种功能的智能化手机迅速走进了寻常百姓家。相比传统的非智能手机，智能终端的优势是显而易见的。然而有优势也就有劣势，智能手机多功能的特性无疑加剧了电能的损耗问题。往往智能手机的使用时间还不及非智能手机的二分之一。国内电力企业的统计数据表明，现今的手机市场智能终端的比例已经超过了60%，这已经意味着智能手机已经初步取代了非智能手机，世界进入了手机的智能时代。但针对省电系统的设计方案仍局限于功能单一的非智能机，故必须要加速智能手机的省电系统优化，解决日益严重的损耗问题。为了保证用户拥有良好舒适的手机体验，智能手机通常采用双操作系统的格局，而非智能终端大多以单个操作系统作为硬件控制装备和高层次软件结构供以技术支持，因此单一的系统终端省电系统的研究方案仍不在少数，但是一套行之有效地研究方案还是较为困难的。文章在双操作系统智能手机终端的基础上向读者提出了一类双操作系统之间的省电系统设计方案。1. 硬件平台简介智能终端作为一类便于携带和良好的移动交互能力的终端平台，需要通过强大的CPU和硬件技术来对强大的双操作系统进行支撑。总的来说，智能终端的硬件架构主要由Digital Base band Processor的双处理器结构和应用处理器和基于虚拟化原理的单中央处理器结构。Digital Base band Processor主要负责对智能手机的呼叫接听等基础话务功能进行相关的运行和负责，而应用处理器主要职能是负责监管和处理高能耗和高内存的多媒体软件使用。此类架构结合的模型大大减少了由新运用的软件缺陷而导致的Digital Base band Processor失效的风险。通过将架构进行有效的模块区分，使应用处理器成为一个子集系统，并和Digital Base band Processor相隔离和区分。文章所提到的智能终端均采用基于虚拟化行为的单中央处理器架构，而智能虚拟化技术方案需要通过VM加以实现。VM对于上层软件的结构可以看做是一类虚拟的硬件系统，把现实存在的单个CPU通过模拟形成俩个虚拟寻在的中央处理器并列运作，并且准许同一个操作平台同时运营双操作系统，且两个虚拟CPU中各运行分时操作系统（Time-sharing Operating System）和实时操作系统（Real Time Operating System）中的一种。即下图所示。2. 省电系统设计方案概述针对智能手机的能耗评定，其主要涵盖了智能终端的待机形态时最低的电流值和正常工作状态时的电流值。考虑到文章内容有限，本文只针对怎样减少待机状态时的最低电流值来进行目标的研究和设计。在进行对智能手机终端的控制操作中，最行之有效的方法是将平台系统的电压和时钟频率加以适当的底功能损耗控制管理。文中所提到的方案采用了当前已经成为系统设计主流的低消耗设计方法-动态能耗管理。动态能耗管理从设计思路上来讲，就是系统平台要一发生空闲就立刻通过关掉时钟和关闭电源两类形式将智能终端切换到低能耗状态。其主要方式是在已有的操作系统基础上创造一个用作软件能耗管理的软件板块加以实现。考虑到此平台中中两个操作系统并列运行在单芯片的子系统中，硬件资源分配所遵守的准则是“Digital Base band Processor专属使用的通过实时操作系统进行控制，应用子系统专门使用的由安卓加以控制，两系统共同运行使用的资源由实时操作系统加以控制。”考虑到运用于RTOS的基带子系统对目标实现的苛刻需求，相关程序员在进行设计时多以基带子系统数字电源管理软件模块为主控制模块，应用子系统PM模块为从控制模块。数字电源管理软件的首要任务就是负责基带子系统各板块和应用子系统公用板块的状态监测，交互判断，节点模式设计等系统职能。PM软件板块的主要职能是与数字管理软件进行诸如睡眠，解锁，各种长短期状态交替等的交互。对于应用子系统来说，数字电源管理软件板块能主动的采集应用系统的交互状况，配置器基带的数字管理软件，保证其应用系统对电量的要求和针对安卓板块采用使用时开启否则关闭的原则控制。对于智能终端的基带系统，数字电源管理板块是解决耗电量的最主要负责者。它的原理时通过实时手机到的交互系统信息并给出必要的判定。这其中也包括PM所记录的安卓系统的信息，决定睡眠的分类和时间的长短进行硬件的调用和所对应状态下电源和时钟的状态控制。3. 省电系统大致流程（1） 应用子系统状态总的来说，应用子系统总共分成三类，一类是工作状态。这里的状态特制存在任务需要操作的工作状态，此状态也可通过suspend进行范围内的跃迁。第二类是暂停状态，当系统处在工作状态时，可以向power/state里写的mem系统跃迁成为暂停状态。通过对进程的暂停和冻结让设备处于停滞或休眠形态。当需要再一次使程序进行操作的是偶户，在唤醒设备使设备重新返回工作状态。最后一类便是idle状态，当进程按照顺序一个一个结束后系统会自动转为idle状态，让有需要唤醒的时间发生时再次返回工作状态。（2） 基带子系统状态与应用子系统状态一样，基带子系统状态也被分成三种类别。第一种是睡眠状态，即省电模式，类似于终端中的睡眠模式，并根据其具体的运行机理被分成多种睡眠模式种类。第二种类别是idle状态，这不是一个具象的概念，而仅仅是基带子系统状态由工作状态向睡眠状态的转换。第三个类别是工作状态，即基带系统中有任务或中断在进行。在本方案的实施和研讨中，系统省电的入口被放在基带操作系统内，当基带OS进入idle时，先进行应用子系统状态的查找，来判断是否符合开启省电模式的流程。若为工作状态，那么就将虚拟机切换为应用子系统后，Linux充当操作调度的角色。若此刻Linux任务进程结束则进入idle。若在此过程中有suspend的动作发生，系统就自动进入suspend阶段。通过结束进程让设备进入睡眠状态等种种低能耗设置后，平台以虚拟管道为媒介进行基带传输原先约定好的睡眠指令，基带系统收到此行为指令以后就将应用子系统状态设置成空白，直到基带再次运行idle之后，进行应用子系统的状态更新，若为空闲，则基带子系统中低能耗板穷睡眠功能。这里的睡眠功能流程主要采取ARM控制的模式进行芯片内部板块和外设板块