架構

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。立體聲音頻數據通過 RxSplit 任務與 Processing Task（正在處理的任務）分離為兩個數據流。DIP 開關用于選擇 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，檢查 DIP 開關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）。根據應用模式的不同，Control（控制）任務可能會檢查 CPU 負載，如果合適還會更改 V/F 設定點。

與電源相關的關鍵設計決定包括：

1. 使用 OS 線程及阻塞原語 (blocking primitive) 空閑時鐘；
2. 使用 DMA 提高后臺數據 (background data) 傳輸效率。在 DMA 塊中完成傳輸（而不是每次數據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動程序設定鉤子機制，當應用進入深度睡眠模式時關斷編解碼器；
5. 在音頻質量下降前使用校準功能恢復設定點頻率（及電壓）；
6. 使用電源管理器的時鐘適應功能，使周期函數在頻率縮放后繼續以特定速率工作；
7. 使用 DSP 再引導間的電源管理器“深度睡眠”接口。

結論

總體效果總結如表 6 所示。前后模式的主要差異用黑體表示。

表 6. 節電效果

• 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 級節電效果較小，但板級節電達到 19%。
• 模式 #3 包括一些引導時間節電配置（如關閉 DSP 的 CLKOUT 信號、未用計時器的自動空閑配置以及關閉板上 LED）及在 BIOS 空閑環路中的閑置，從而可實現25% 的 DSP 內核級節電。
• 模式 #4 為設定點在 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 52% 的 DSP 內核級節電。
• 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斷、設定點支持以最小電壓最大頻率快速啟動驅動、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。

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

本文討論的電源優化策略是一種從嵌入式項目之初即可用于降低與調節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電技術，即可節省大量電能。