架構(gòu)

應用范例如圖 2 所示。如欲獲得該應用的詳細信息（包括獨立的應用手冊及源代碼），請查閱參考資料 15。

圖 2. 音頻應用

音頻信號經(jīng)過采樣通過多信道緩沖串行端口 (McBSPs) 回放到 DSP。DSP DMA 引擎向McBSP 輸入或讀出采樣信號。立體聲音頻數(shù)據(jù)通過 RxSplit 任務與 Processing Task（正在處理的任務）分離為兩個數(shù)據(jù)流。DIP 開關(guān)用于選擇 G726 編碼／解碼處理或簡單音量控制。兩個通道隨后在 TxJoin 任務中組合，然后輸出至揚聲器。

Control（控制）任務被周期性觸發(fā)，檢查 DIP 開關(guān)以確定是否需要進行模式切換（如改變處理模式或進入睡眠狀態(tài)）。根據(jù)應用模式的不同，Control（控制）任務可能會檢查 CPU 負載，如果合適還會更改 V/F 設(shè)定點。

與電源相關(guān)的關(guān)鍵設(shè)計決定包括：

1. 使用 OS 線程及阻塞原語 (blocking primitive) 空閑時鐘；
2. 使用 DMA 提高后臺數(shù)據(jù) (background data) 傳輸效率。在 DMA 塊中完成傳輸（而不是每次數(shù)據(jù)采樣都從串行端口導入或讀出）后即中斷 CPU；
3. 使用共享的外部時鐘控制串行端口（無需對串行端口進行重新編程，即可進行 DSP CPU 的頻率縮放）；
4. 注冊回叫以便為編解碼器驅(qū)動程序設(shè)定鉤子機制，當應用進入深度睡眠模式時關(guān)斷編解碼器；
5. 在音頻質(zhì)量下降前使用校準功能恢復設(shè)定點頻率（及電壓）；
6. 使用電源管理器的時鐘適應功能，使周期函數(shù)在頻率縮放后繼續(xù)以特定速率工作；
7. 使用 DSP 再引導間的電源管理器“深度睡眠”接口。

結(jié)論

總體效果總結(jié)如表 6 所示。前后模式的主要差異用黑體表示。

表 6. 節(jié)電效果

• 模式 #1 為基準測量，全部使用片外代碼。
• 模式 #2 消除所有片上代碼，DSP 級節(jié)電效果較小，但板級節(jié)電達到 19%。
• 模式 #3 包括一些引導時間節(jié)電配置（如關(guān)閉 DSP 的 CLKOUT 信號、未用計時器的自動空閑配置以及關(guān)閉板上 LED）及在 BIOS 空閑環(huán)路中的閑置，從而可實現(xiàn)25% 的 DSP 內(nèi)核級節(jié)電。
• 模式 #4 為設(shè)定點在 1.4v 下降至 144MHz 時的功耗，在該模式下可進行音頻處理，同時仍能滿足實時最低要求，從而實現(xiàn) 52% 的 DSP 內(nèi)核級節(jié)電。
• 模式 #5 為應用處于待機模式下的功耗，該模式配置包括外部編解碼器關(guān)斷、設(shè)定點支持以最小電壓最大頻率快速啟動驅(qū)動、DSP 處于門控時鐘深度睡眠模式，該模式下的待機功耗僅為 361µW。

設(shè)計人員可根據(jù)特定應用的要求選擇適用的技術(shù)，從而更有利于支持 RTOS 集成高回報技術(shù)。借助 OS 的這種支持功能，設(shè)計人員能夠以低開銷方便安全地提高應用電源效率。

本文討論的電源優(yōu)化策略是一種從嵌入式項目之初即可用于降低與調(diào)節(jié)應用功耗的通用模型。當測量功耗無法滿足要求或需要采用額外的運行時技術(shù)時，上述策略可重復使用，先期步驟也可重復進行。例如，在音頻應用中采用這種策略，僅需幾種高回報的節(jié)電技術(shù)，即可節(jié)省大量電能。