1． 系統(tǒng)工作狀態(tài)

　　幾乎所有的arm處理器設(shè)計(jì)都有空閑模式。在空閑模式狀態(tài)下，處理器的時(shí)鐘停止，以減少處理器在空閑狀態(tài)下的功耗。當(dāng)嵌入式操作系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)處理器當(dāng)前沒(méi)有可執(zhí)行的任務(wù)時(shí)，便將處理器置于空閑狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生中斷時(shí)，處理器從空閑狀態(tài)被喚醒。大多數(shù)系統(tǒng)都有操作系統(tǒng)計(jì)時(shí)器中斷，因此，處理器在一秒鐘之內(nèi)可能幾千次地進(jìn)出空閑狀態(tài)。

　　值得注意的是，處理器空閑模式僅影響處理器本身，對(duì)系統(tǒng)的其他硬件不產(chǎn)生任何影響。系統(tǒng)的各狀態(tài)切換如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)的狀態(tài)切換

　　圖1顯示了基本的電源管理和工作狀態(tài)，分別如下所示。

　　a．系統(tǒng)掛起模式

　　在系統(tǒng)掛起模式（也稱(chēng)睡眠模式）下，只有以下部件繼續(xù)工作：sdram、處理器功耗管理電路、喚醒電路。

　　因?yàn)閟dram里面的內(nèi)容受到保護(hù)，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可以存入sdram里保存。以下是進(jìn)入

　　睡眠模式的典型步驟。

　�。�1）用戶指定、超時(shí)、低電量狀態(tài)等因素啟動(dòng)了掛起模式。

　�。�2）操作系統(tǒng)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序把外設(shè)調(diào)整到節(jié)電狀態(tài)。

　　（3）處理器未保存的寄存器存入sdram。

　　（4）sdram進(jìn)入自刷新模式。

　�。�5）處理器進(jìn)入掛起模式。在該模式下，處理器的時(shí)鐘停止，系統(tǒng)中各供電模塊關(guān)閉。

　　重新恢復(fù)的次序與掛起次序相反，由處理器的喚醒信號(hào)或處理器內(nèi)部喚醒信號(hào)源（如實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)警報(bào)）啟動(dòng)。系統(tǒng)執(zhí)行掛起模式是個(gè)龐大的任務(wù)，必須了解如何將系統(tǒng)中所有的外設(shè)切換到節(jié)電狀態(tài)。

　　b．系統(tǒng)關(guān)閉狀態(tài)

　　對(duì)arm系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，掛起狀態(tài)雖然己大大減小了功耗，但系統(tǒng)在掛起狀態(tài)下也消耗能量，因而需要一種關(guān)閉模式，像系統(tǒng)沒(méi)有電源一樣。這種模式在電池耗盡時(shí)可以有效地保護(hù)電池不被損壞；同時(shí)可使系統(tǒng)在安裝有電池的情況下進(jìn)行傳輸和儲(chǔ)存。

　　c．軟啟動(dòng)

　　大多數(shù)系統(tǒng)需要一種軟啟動(dòng)功能，軟啟動(dòng)時(shí)，處理器被復(fù)位，但是sdram里面的內(nèi)容仍舊保持。目前，大部分便攜式系統(tǒng)都選擇在sdram中存儲(chǔ)用戶文件，這是一項(xiàng)非常有用的功能。

　　2．外設(shè)耗電者慮

　　有許多外設(shè)硬件需要對(duì)功耗管理做特殊考慮。

　　a．顯示及背光

　　在arm系統(tǒng)中，顯示設(shè)備的耗電最多。目前，有許多類(lèi)型的顯示設(shè)備，但大多數(shù)現(xiàn)代產(chǎn)品都選用反射式薄膜晶體管（tft）顯示加背光燈來(lái)作為顯示設(shè)備。雖然在光線充足的情況下可以看清屏幕上的內(nèi)容，但是考慮到閱讀的舒適度，還是需要把背光燈打開(kāi)。

　　led背光燈耗電較少，但是有許多其他缺點(diǎn)。若在短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有任何輸入，系統(tǒng)一般都會(huì)把背光關(guān)閉。在許多應(yīng)用里（如音樂(lè)播放器），關(guān)閉顯示器是可以接受的。

　　b．低功耗sdram

　　許多arm系統(tǒng)都使用低功耗的sdram，工作電壓為1．8～2．5v（而不是通常的3．3v）。如表所示為64mb ram存儲(chǔ)器分別在3．3v和2．5v電壓下的耗電比較。計(jì)算所用的數(shù)據(jù)來(lái)自micron 256mb sdram存儲(chǔ)器產(chǎn)品的數(shù)據(jù)手冊(cè)。

　　表 不同供電下的功耗

　　在運(yùn)行時(shí)（100％整循環(huán)和掛起模式時(shí)）用到2片sdram芯片，表中的數(shù)據(jù)是手冊(cè)中數(shù)據(jù)的兩倍。對(duì)于表12－1中sdram在不同工作電壓下的功耗比較，用1．8v代替3．3v，將大大延長(zhǎng)便攜式系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間和掛起時(shí)間。

　　sdram支持多種低功耗狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)處于掛起狀態(tài)時(shí)，sdram將進(jìn)入自刷新?tīng)顟B(tài)。在該狀態(tài)下，除了cke，所有對(duì)sdram的信號(hào)都無(wú)效，sdram自己管理自身的刷新。當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行或空閑狀態(tài)時(shí)，sdram也可進(jìn)入電源關(guān)閉狀態(tài)。

　　c．音頻

　　應(yīng)選擇具有低功耗模式的音頻元件，否則，在系統(tǒng)掛起模式下要切斷該元件的電源。另外，應(yīng)注意避免在音頻電路的功耗模式切換中發(fā)出刺耳的噪聲。

　　d．備用電源

　　如果系統(tǒng)的主供電電池是可移動(dòng)的，則還需要設(shè)計(jì)某種類(lèi)型的備用電源。備用電源能在掛起狀態(tài)下進(jìn)行主電池替換時(shí)對(duì)系統(tǒng)繼續(xù)供電。多數(shù)系統(tǒng)使用一個(gè)小電池做備用電源，以滿足系統(tǒng)掛起狀態(tài)下的供電需要。

　　e．緊急情況

　　一般硬件需要能夠支持一些緊急情況。最重要的事件是電池缺電，在此狀態(tài)下，操作系統(tǒng)必須被告知系統(tǒng)電量低，然后操作系統(tǒng)無(wú)條件將系統(tǒng)轉(zhuǎn)入掛起狀態(tài)。另一種危急事件是電池耗盡，此時(shí)電池的電能還沒(méi)有真的全部耗盡，但為了保護(hù)電池，電池將不再對(duì)外放電。這種事件由少數(shù)極低功耗硬件處理，硬件電路監(jiān)測(cè)到這種狀態(tài)后，將把主電池從系統(tǒng)中斷開(kāi)。需要注意的是，斷電后所有sdram存儲(chǔ)器里的內(nèi)容都將丟失。

　　f．漏電問(wèn)題

　　漏電問(wèn)題可能是當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入掛起狀態(tài)后的一大問(wèn)題。當(dāng)集成電路斷電后，若