嵌入式軟件電源能耗優化方案介紹

開發由電池供電的設備，尤其是對設備的待機或操作時間要求比較嚴格的系統，例如移動電話，降低系統整體的能耗變得越來越重要。 因此采取全面的措施來降低電池能量的消耗是設計電池供電設備的重要部分。

典型的節能措施包括：

1 選擇有節能屬性的元件
2 提高系統集成度
3 調整CPU主頻
4 調整電源供給
5 選擇帶節能屬性的、高速緩沖存儲器和片上內存的微控制器

然而，只有通過軟件全程的控制各個消耗電池能量的組件，充分的發揮其硬件的節能屬性，才能達到最佳的節能效果。能耗是電流，電壓和時間的乘積，控制軟件對這幾個參數都有很大的影響。因此，軟件工程師需要經常不斷的嘗試確定這三個參數在不同的操作模式下的最佳配置，以達到最佳的節能目的。例如工程師可能會問自己如下的問題：

1 微處理器是否工作在正確的節能模式
2 程序變更會如何影響系統的能耗
3 是否會出現任何未預料的能耗峰值

回答諸如此類的問題，需要一個測試裝置。該裝置需要可以測量、記錄和分析控制軟件的程序和數據流程，以及電流和電壓梯度。同時也可以以一種簡單的方式把所有的記錄信息相互關聯起來。 在2007年嵌入式世界年會上，作為全球第一款嵌入式軟件能耗分析工具生產廠商，勞特巴赫展示了一個強有力且易用的解決方案成功的解決了上述的所有問題。

技術要求：

為了可以定位出每行代碼的能耗量，需要收集如下的數據信息：

1 控制軟件的程序流，可以采用帶有實時跟蹤能力的調試器(PowerDebug)來采集該信息
2 程序運行時的電流和電壓梯度，帶有模擬/數字探頭的邏輯分析設備是比較適合此目的的測量設備。

有了這些數據，主要的任務就在于如何才能把程序流、電流和電壓梯度的信息關聯起來。但是如果使用來自不同設備生產廠商的設備，即使可以把相關信息關聯起來，實際操作也將是十分復雜的，綜合數據的分析和統計同樣也是相當困難。

勞特巴赫嵌入式軟件能耗分析技術的創新核心就是提供上述問題的解決方案，并且開發出了適當的，易用的信息顯示和分析方法。

解決方案：

勞特巴赫嵌入式軟件能耗測量方案，包括一個調試器模塊(PowerDebug)、實時跟蹤模塊(PowerTrace)和一個邏輯分析模塊(PowerIntergrator)，每個模塊都集成了一個精確的時間計數器，所有模塊的記數器在程序開始時進行同步。每個模塊的記錄都有對應時間戳，因此各個模塊的記錄都可以通過時間戳關聯起來。這樣，就可以確定每行代碼的能耗。



為了獲取電流和電壓梯度數據，TRACE32 PowerTrace II (跟蹤模塊) 或者 PowerIntegrator(邏輯分析模塊) 可以通過新型的Trace32 AnalogProbe 模塊擴展實現如下功能：

1 實時記錄4條電壓通道和3條電流通道信息
2 針對電流、電壓或能耗的限制值和測量范圍實時生成觸發事件

為了測量電流，在被測電路上需要一個分流電阻。該電阻上的壓降取決于電阻的大小和通過該電阻的電流。Trace32 AnalogProbe 可以測量/記錄分流電阻上的電壓值。這是一種種被許多評估平臺普遍采用和支持的測量方式。

電流、電壓和分流電阻阻值都可以通過如下用戶界面進行控制。由電流和電壓計算得出的能耗也可以在該用戶窗口進行控制，另外，用戶可以將電壓設置為固定值進行計算。