基于Linux的便攜嵌入式設備電源管理解決方案

前　言

隨著各種便攜嵌入式設備性能的日益提高，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)攝像機和數(shù)碼相機在一次充電后都只有一個小時左右的累積工作時間。Linux作為一個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。因此有必要對Linux系統(tǒng)的電源管理機制進行深入研究。

Linux內(nèi)核電源管理機制分析

Linux作為一個強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制。

電源管理子系統(tǒng)

Linux內(nèi)核實現(xiàn)了一個電源管理子系統(tǒng)用于統(tǒng)一管理每個設備。源代碼pm.h和pm.c中定義和實現(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。這需要在編寫設備驅動程序的時候完成下面的工作:

(1)在初始化驅動時，使用pm_ register對設備的每個實例( instance)進行注冊;在清除驅動時使用pm_unregister來取消設備的注冊。
(2)在對硬件進行操作之前調用pm_access (這樣會保證設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)人員應該在設備或系統(tǒng)進入suspend狀態(tài)時保留設備和系統(tǒng)的上下文到安全的地方，并在設備或系統(tǒng)re -sume時恢復其上下文，使之能夠繼續(xù)運行，編寫pm_callback函數(shù)是驅動實現(xiàn)設備電源管理的重點。
(4)當設備不在被使用的時候調用pm_dev_idle函數(shù)，這個操作是可選的，可以增強設備idle狀態(tài)的監(jiān)測能力。

電源管理設備

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