Android智能手机平台电源管理技术
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如，ｐｒｅｐａｒｅ函数确认系统能够进入所请求的状态，
持，在驱动中需要实现设备驱动的ｓｕｓｐｅｎｄ／ｒｅｓｕｍｅ
函数。
并且进行相应的准备工作。例如通过禁止抢占和 “冷冻”所有进程来准备进入所请求的电源状态。 ｓａｖｅ函数枚举所有注册有电源管理能力的设备，保 存系统和处理器的低层状态。接着ＰＭ核心禁止中
相反地，重新使能总线设备时，必须先使能根设备，
过写人某些特殊的非易失性处理器寄存器来记录挂
起的原因和挂起时的代码执行地址。系统上电后引
然后再使能子设备。
３
导程序先执行，从特殊寄存器中判断系统是否从深 度睡眠（Ｈｉｂｅｍａｔｉｏｎ）中恢复。如果是，则负责从非
易挥发性存储介质中恢复所有的硬件上下文。如果
ｅｃｈｏ”ｄｅｅｐｓｌｅｅｐ”＞／ｓｙ∥ｐｏｗｅＩ．／ｓｔａｔｅ
Ａｎｄｒｏｉｄ的电源管理接口：
ｅｃｈｏ”ｓｔａｎｄｂｙ”＞／ｓｙ＆／ａｎｄｒｏｉｄ—ｐｏｗｅｒ／ｒｅｑｕｅ３【一
Ｓｔａｔｅ
需求，允许电源管理参数在短时间的空闲或任务运
行在低电源需求时，可以被频繁地、低延迟地调整， 从而实现更精细、更智能的电源管理。 通过调节电压、频率来减少系统活动功耗需要 硬件支持。系统一般有多个执行单元，如电源管理 模块、片上晶振模块、锁相环模块、ＣＰＵ核以及ＣＰＵ
ｔｕｓ）；ＵＳＥＲ—ＮＯＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ（Ｅａｄｙ
ｂｕｔ ＣＰＵ ｋｅｅｐ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｄｒｉＶｅｒ
ｅｎｔｅｒ
ｏｎ）；ＵＳＥＲ—ＳＬＥＥＰ（ＣＰＵ
ｓｌｅｅｐ
ｍｏｄｅ）。系统正常开机后进入到ＡＷＡＫＥ状态，
ｆ｝帅ｅｗｏｒｋｓ＼ｂａｓｅ＼ｃｏｒ℃＼ｊｎｉ＼ａｎｄｒｏｉｄ—ｏｓ—ｐｏｗｅｒ．ｃｐｐ
ａｎｄｒｏｉｄ电源管理
Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机平台的操作系统仍然是
ＵＮＵｘ，只是在ＬＩＮｕＸ内核的基础上增加了Ａｎｄｒｏｉｄ
不是，系统负责从ｓｌｅｅｐ（）函数处返回。给所有设备
上电，恢复中断。Ｒｅｓｔｏｒｅ函数被用来恢复系统的低 层调用，恢复设备上下文。ＣｌｅａＩｌｕｐ函数从ｓｌｅｅｐ状
相关的驱动，也就是ＵＮｕｘ的蹦ｖｅ璐目录下的ａｎ．
ｗｈｅｎ，ｂｏｏｌｅａＩｌ ｎｏＣｈａｎｇｅ一
这个命名有点奇怪，不要跟前面的ａｎｄｒｏｉｄｊｏｃｋ—ｓｕｓ—
ｐｅｎｄ＿ａｕｔｏ．ｅｘｐｉｒｅ搞混了ｏ （３）如果是ａｕｔｏ ｅｘｐｉｒｅ的ｗａｋｅ ｌｏｃｋ则可以忽
“ｇｈｔｓ）．／／ｕ￥ｅｒ ａｃｔｉｖｉｔ）ｒ事件发生，设备会被切换到
Ｆｕｌｌ ３．２
ｏｎ状态，同时Ｒｅｓｅｔ
ｔｉｍｅｏｕｔ）开始计时，在计
ｊａｖａ提供底层的函数接口，与ＪＮＩ层进行交互，ＪＮＩ
层的代码主要在文件ａｎｄｍｉｄ—ｏｓ—Ｐｏｗｅｒ．ｃｐｐ中，与
时时间到之前，如果有任何的ａｃｔｉｖｉｔ）ｒ事件发生，如
Ｔ０ｕｃｈ
ｓｃｒｅｅｎ
ｃｌｉｃｋ，ｋｅｙｂｏａｒｄ ｐｒｅｓｓｅｄ等事件，则将Ｒｅｓｅｔ
ｏｆｆ
Ｌｉｎｕ）【ｋｅｍｅｌ交互是通过Ｐ０ｗｅｒ．ｃ来实现的，Ａｎｄｒｉｏｄ 跟Ｋｅｍｅｌ的交互主要是通过ｓｙｓ文件的方式来实现 的，具体请参考Ｋｅｍｅｌ层的介绍。
断，关闭外部设备电源，调用Ｓｌｅｅｐ函数根据挂起级 别进入睡眠状态。在嵌人式设备挂起过程中可以通
关闭一个设备。其驱动的ｓｕ８ｐｅｎｄ方法需要两 个不同的调用，一个用来保存状态．另外一个用来关
闭设备电源。相反，ｒｅｓｕｍｅ方法需要一个调用用来 给设备供电，另一个调用来恢复设备的状态。在关
闭一个总线设备时必须关闭所有的下一级子设备。
ａ
ｍｅｎｔ ｈａｓ
ｚｏｎｅ．卟ｉｓ
ｃｕｎ．ｅｎｔ
ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ
ｐｏｐｕＩａｒ ａｎｄＩＤｉｄ ｓｍａｎ ｐｈｏｎｅ
ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｔｅｃｈｎｏｌｏ＃呵ａｎｄ ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ
ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐＩ．ｏｓｐｅｃｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｎｄｒｏｉｄ；Ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；Ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ
通过ｓｙｓｆｓ文件系统接口触发系统级电源状态
器，大内存，各种外设多（ｇｐｓ，ｃ砌ｅｒａ，传感器），多任
务操作系统等特点，电源管理尤其显得重要。谷歌 的Ａｎｄｒｏｉｄ系统是一个平等开放的平台，其内核采 用ｌｉｎｕｘ，上层应用采用ｊａｖａ，由于其稳定、开发简易 及无法比拟的资源整合，其在智能手机市场中所占 份额越来越大。ｌｉｎｕｘ内核层面对电源管理的支持 是Ａｎｄｍｉｄ电源管理技术基础。
ｓｔａｎｄｂｙ
ｔｉｍｅ ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅ。
ｐｅ怕瑚ａｎｃｅ
ｈｏｔ
ｈａｓ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｌａｇｇｅｄ ｂｅｈｉｎｄ．Ｐ０ｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ）ｒ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ
ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．ｕｎｄｅｒ ｔｌｌｅ ｐｒｅｍｉｓｅ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｌｏｎｇｅｒ ｂｅｃｏｍｅ
Ｊａｖａ应用层面 Ａｎｄｒｏｉｄ提供了现成的ａＪｌｄｒｏｉｄ．ｏｓ．ＰｏｗｅｒＭａｎａｇ．
管理系统的电源供应状态。一般有自己的低频、高
准确度晶振，用以维持一个ＲＴＣ时钟、ＲＴＣ定时器
ｅｒ类，该类用于控制设备电源状态的切换。该类对
外有三个接口函数：
Ｖｏｉｄ
和中断控制单元。其中中断控制单元使ＲＴｃ定时
器和外部设备能够唤醒挂起的系统。 ２．３设备电源管理
２“ｎｕｘ电源管理
对“ｎｕｘ嵌入式系统而言，电源管理可以分为
静态电源管理，动态电源管理，设备电源管理等三个
伤萱简佥：苏健（１９７５一），男，重庆市人，学士，主研方向：软件项目管理．嵌入式系统。
收稿日期：２０ｌＯ—１２—０６
万方数据
５期
苏健：Ａｎｄｍｉｄ智能手机平台电源管理技术
・６７・
转化。转换管理是通过注册好的驱动来进行。例
ｈａｒｄｗａｒｅ＼ｌｉｂｈａｒ（１ｗａｒｅ＼ｐｏｗｅｒ＼ｐｏｗｅｒ．ｃ
Ｂａｃｋｌｉ曲ｔ会从最亮慢慢调节到用户设定的亮度，系 统ｓｃｒｅｅｎ硪ｔｉｍｅｒ（ｓｅｔｔｉｎｇｓ一＞ｓｏｕｎｄ＆ｄｉｓｐｌａｙ一＞
Ｄｉｓｐｈｙ
ｓｅｔｔｉｎｇｓ一＞ｓｃｒｅｅｎ
其中ＰｏｗｅｒＭａｎａｇｅ焉ｅｎｒｉｃｅ．ｊａｖａ是核心，Ｐｏｗｅｒ．
Ａｎｄｒｏｉｄ的电源管理主要是通过Ｗａｋｅ ｋｋ来 实现的，在最底层主要通过如下三个队列来实现其
管理：
ｓｔａｔｉｃ
ｓｔａｔｉｃ
ｗｈｉｌｅ ｐｌｕｇｅｄ
ｉｎ选项，ｂａｃｋｌｉ出ｔ会被强制调
节到ＤＩＭ状态。 ＬＩｓＴ—ＨＥＡＤ（ｇｊｎａｃｔｉｖｅｊｏｃｋｓ）； ＬＩＳＴ—ＨＥＡＤ（ｇ—ａｃｔｉＶｅ—ｐａｎｉａｌ—ｗａｋｅ—
Ｉｏｃｋ
ｅｃｈｏ’’ｗａｋｅ”＞／ｓｙｓ／ａｎｄｍｉｄ—ｐｏｗｅｒ／ｒｅｑｕｅｓｔ—ｓｔａｔｅ
ｃａｔ／ｓｙ∥蛐ｄｒｏｉｄ—ｐｏｗｅｒ／ａｃｑｕｉｒｅ—ｐａｎｉａｌ—ｗａｋｅ—
ｃａｔ／ｓｙｓ／ａｎｄｍｉｄ—ｐｏｗｅｒ／ｒｅｌｅ踮ｅ—ｗａｋｅｊｏｃｋ
ｃａｔ／ｓｙｓ／ａｎｄｒｏｉｄ－ｐｏｗｅｒ／ｒｅｑｕｅ虬一ｓｔａｔｅ
ｌ
引言Biblioteka 方面。 ２．１静态电源管理
电源管理是移动设备中最关键的技术之一，特 别是对于现代的智能手机，具有大屏幕，高频处理
Ｌｉｎｕｘ内核支持ＯＮ，ｓｔａｎｄｂｙ，Ｓｕｓｐｅｎｄ和Ｈｉｂｅｒ— Ｉｌａｔｅ四种电源状态。Ｓｔａｎｄｂｙ指“带电挂起”，通过将 ＣＰｕ置于ｈａｌｔ状态，将设备置于Ｄｌ状态来达到节 能的目的（ＡＣＰＩ规范中按能耗从高到低分Ｄ０～ Ｄ３）。节能效果不明显，但是响应延迟最小。Ｓｕｓ— ｐｅｎｄ就是挂起到ＲＡＭ。在该状态下，所有设备被置 于Ｄ３状态，整个系统，除主存处于节电的自刷新模 式（ｓｅｌｆ—ｒｅｆｒｅｓｈ）外，全部关闭电源。响应延迟比 Ｓｔａｎｄｂｙ大。Ｈｉｂｅｍａｔｅ是通过将系统状态保存到非 易挥发性存储中（通常是磁盘），关闭整个系统的电 源。延迟时间最长，但比一次完整启动来得短。通 常情况下嵌入式设备都没有支持这种方式。
ＭａＩｌａｇｅｒ．ｊａＶａ ｆｈｍｅｗｏｒｋｓ＼ｂａｓｅ＼ｓｅｎ五ｃｅｓ＼ｉａｖａ、ｃｏｍ＼锄ｄｒｏｉｄ、 ｓｅｒｖｅｒ、Ｐ０ｗｅｒＭａｎａｇｅｒｓｅｎ，ｉｃｅ．ｊａｖａ ｆｈｍｅｗｏｒｋｓ＼ｂａｓｅ＼ｃｏｒｅ、ｊａｖａ、锄ｄｒｏｉｄ＼ｏｓ＼Ｐ０ｗｅｒ． ｊａＶａ
住及时调用ａｎｄｍｉｄ＿ｕｎｉｎ“一ｓｕｓｐｅｎＱ—ｌｏｃｋ释放资源。 系统有三种状态：ｕｓＥＲ—ＡｗＡｌ＠（ＦｕＵ ｏｎ ｓｔａ—
Ａｎｄｒｏｉｄ
Ｓｃｒｅｅｎ ｏｆｆ ｔｉｍｅｒ．
ｆｒａｍｅｗｏｒｋ层面
略，不然则必须及时把相关的ｗａｋｅ ｌｏｃｋ释放掉，否 则会造成系统长期运行在高功耗状态。
（４）在驱动卸载或不再使用Ｗａｋｅ ｌｏｃｋ时请记
Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ层面主要代码文件如下：
ｆｈｍｅｗｏｒｋｓ＼ｂａｓｅ＼ｃｏｒｅ＼ｉａｖａ＼ａｎｄｍｉｄ＼ｏｓ＼Ｐｏｗｅｒ—
核中的数据缓存和指令缓存，其他模块统称为外围
模块（例如ＬＣＤ控制器、ＵＡＲＴ、ＳＤＲＡＭ控制器等）。 ＣＰＵ高频时钟主要由ＰＬＬ提供，同时ＰＬＬ也为外围 模块和总线提供其他频率时钟。电源管理模块主要
接下来从Ｊａｖａ应用层面，Ａｎｄｍｉｄ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ层 面，“ｎｕｘ内核层面分别进行详细讨论：
３．１
Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机平台电源管理技术
苏健
（重庆大学软件学院，重庆４０００４４）
摘
要：随着智能手机的普及发展，对系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗提出了更严格的要
求，特别是电池供电系统，在电池性能严重滞后于手持终端设备需求的背景下，电源管理技术正成 为这些产品设计的关键所在。在满足功能实现的前提下，使手机待机时间更长的电源管理技术已
态恢复必须进行的清尾工作，例如抢占重新被允许，
系统恢复正常执行。当一次完整的转换完成后，
ＣＰｕ执行权还给之前执行的进程。
２．２动态电源管理 动态电源管理技术提供一种操作系统级别的电
源管理能力，包含工作频率和电压，外部总线时钟频
率，外部设备时钟／电源等方面的动态调节及管理功 能等。通过用户层制定策略与内核提供管理功能交 互，实时调整电源参数同时来满足系统实时应用的
ｇｏＴｏｓｌｅｅｐ（１０ｎｇ ｔｉｍｅ）；／／强制设备进入
Ｓ１ｅｅｐ状态 ｎｅｗｗａｋｅＬｏｃｋ（ｉｎｔ 应层次的锁
ｎａｇｓ，Ｓｔｒｉｎｇ
在某些设备闲置时可以被主动关闭，从而节电。
在２．６内核中需要实现总线以及设备的电源管理支
ｔａｇ）；／／取得相
万方数据
・６８・
微处理机
２０１１年
ｖｏｉｄ
ｕｓｅｒＡｃｔｉｖｉｔｙ（１０ｎｇ
ｄｒｏｉｄ，其中包括ａｌａｎｎ。ｂｉｎｄｅｒ。ｐｍｅｍ，ｐｏｗｅｒ，ｔｉｍｅｄ—
ｇｐｉｏ等模块。 Ｐｏｗｅｒ模块就是针对Ａｎｄｍｉｄ智能手机平台的 电源管理模块，也是应用和驱动结合的模块。Ａｎ．
ｄｒｏｉｄ的电源管理和标准ＵＮＵＸ的电源管理还是有 很大的差别。 标准ｕＮｕｘ的电源管理接口：
ｅｃｈｏ’’ｓｔａｎｄｂｙ”＞／８ｙ＆／ｐｏｗｅｒ／ｓｔａｔｅ ｅｃｈｏ”ｍｅｍ’’＞／ｓｙ＆／ｐｏｗｅｒ／ｓｔａｔｅ
成为研究热点。通过分析目前流行的ａｎｄ谳ｄ智能手机电源管理技术，探讨其现状并研究其应用前
景。 关键词：Ａｎｄｒｏｉｄ系统；电源管理；智能手机 ＤＯＩ编码：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—２２７９．２０１１．０５．０１８ 文章编号：１００２—２２７９【２０１１）０５—００６６—０４ 文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＰ３６
Ａｎｄｒｏｉｄ Ｓｍａｒｔ ＰｈＯｎｅ ＰＩａｔｆＯｒｍ ＰＯｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ＴｅＣｈｎＯＩＯｇｙ
ＳＵ Ｊｉａｎ
（‰ｓｃＪＩｌ０Ｄｆ矿黝啪ｒｅ Ｅ嚼鹏ｅ＾ｒ曙‰哪嘶所龇瑙渺，‰，嘲嘲４０００４４，傩溉）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｗｉｔｌｌ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒｉｔ）ｒ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｎｌｅｎｔ ｏｆ
３．３“ｎｕｘ内核层面
ｔｉｍｅｒ，系统保持在ＡｗＡＫＥ状态。如果有
ｗａｋｅ
应用程序在这段时间内申请了ＦｕＵ
ｌｏｃｋ，那么
系统也将保持在ＡＷＡＫＥ状态，除非用户按下ｐｏｗｅｒ ｋｅｙ。在ＡｗＡＫＥ状态下如果电池电量低或者是用 ＡＣ供电８ｃｒｅｅｎ ｏ珏ｔｉｍｅｒ时间到并且选中Ｋｅｅｐ
ｓｃｒｅｅｎ ｏｎ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ。ｃｏｓｔ，ｓｉｚｅ，ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｍａｄｅ ｍｏｒｅ ｓｔｒｉｎｇｅｎｔ ｅｒｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ’ｂａｔｔｅｒｙ ｔ｝ｌｅ ｋｅｙ
ｔｏ
ｇｍａｎ
ｐｈｏｎｅｓ，山ｅ ｓｙｓｔｅｍ ７ｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔ）ｒ， ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｉｎ ｐａｎｉｃｕＩａｒ，ｂａｔｔｅｒｙ—ｐｗ—
持，在驱动中需要实现设备驱动的ｓｕｓｐｅｎｄ／ｒｅｓｕｍｅ
函数。
并且进行相应的准备工作。例如通过禁止抢占和 “冷冻”所有进程来准备进入所请求的电源状态。 ｓａｖｅ函数枚举所有注册有电源管理能力的设备，保 存系统和处理器的低层状态。接着ＰＭ核心禁止中
相反地，重新使能总线设备时，必须先使能根设备，
过写人某些特殊的非易失性处理器寄存器来记录挂
起的原因和挂起时的代码执行地址。系统上电后引
然后再使能子设备。
３
导程序先执行，从特殊寄存器中判断系统是否从深 度睡眠（Ｈｉｂｅｍａｔｉｏｎ）中恢复。如果是，则负责从非
易挥发性存储介质中恢复所有的硬件上下文。如果
ｅｃｈｏ”ｄｅｅｐｓｌｅｅｐ”＞／ｓｙ∥ｐｏｗｅＩ．／ｓｔａｔｅ
Ａｎｄｒｏｉｄ的电源管理接口：
ｅｃｈｏ”ｓｔａｎｄｂｙ”＞／ｓｙ＆／ａｎｄｒｏｉｄ—ｐｏｗｅｒ／ｒｅｑｕｅ３【一
Ｓｔａｔｅ
需求，允许电源管理参数在短时间的空闲或任务运
行在低电源需求时，可以被频繁地、低延迟地调整， 从而实现更精细、更智能的电源管理。 通过调节电压、频率来减少系统活动功耗需要 硬件支持。系统一般有多个执行单元，如电源管理 模块、片上晶振模块、锁相环模块、ＣＰＵ核以及ＣＰＵ
ｔｕｓ）；ＵＳＥＲ—ＮＯＴＩＦＩＣＡＴＩＯＮ（Ｅａｄｙ
ｂｕｔ ＣＰＵ ｋｅｅｐ ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ ｄｒｉＶｅｒ
ｅｎｔｅｒ
ｏｎ）；ＵＳＥＲ—ＳＬＥＥＰ（ＣＰＵ
ｓｌｅｅｐ
ｍｏｄｅ）。系统正常开机后进入到ＡＷＡＫＥ状态，
ｆ｝帅ｅｗｏｒｋｓ＼ｂａｓｅ＼ｃｏｒ℃＼ｊｎｉ＼ａｎｄｒｏｉｄ—ｏｓ—ｐｏｗｅｒ．ｃｐｐ
ａｎｄｒｏｉｄ电源管理
Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机平台的操作系统仍然是
ＵＮＵｘ，只是在ＬＩＮｕＸ内核的基础上增加了Ａｎｄｒｏｉｄ
不是，系统负责从ｓｌｅｅｐ（）函数处返回。给所有设备
上电，恢复中断。Ｒｅｓｔｏｒｅ函数被用来恢复系统的低 层调用，恢复设备上下文。ＣｌｅａＩｌｕｐ函数从ｓｌｅｅｐ状
相关的驱动，也就是ＵＮｕｘ的蹦ｖｅ璐目录下的ａｎ．
ｗｈｅｎ，ｂｏｏｌｅａＩｌ ｎｏＣｈａｎｇｅ一
这个命名有点奇怪，不要跟前面的ａｎｄｒｏｉｄｊｏｃｋ—ｓｕｓ—
ｐｅｎｄ＿ａｕｔｏ．ｅｘｐｉｒｅ搞混了ｏ （３）如果是ａｕｔｏ ｅｘｐｉｒｅ的ｗａｋｅ ｌｏｃｋ则可以忽
“ｇｈｔｓ）．／／ｕ￥ｅｒ ａｃｔｉｖｉｔ）ｒ事件发生，设备会被切换到
Ｆｕｌｌ ３．２
ｏｎ状态，同时Ｒｅｓｅｔ
ｔｉｍｅｏｕｔ）开始计时，在计
ｊａｖａ提供底层的函数接口，与ＪＮＩ层进行交互，ＪＮＩ
层的代码主要在文件ａｎｄｍｉｄ—ｏｓ—Ｐｏｗｅｒ．ｃｐｐ中，与
时时间到之前，如果有任何的ａｃｔｉｖｉｔ）ｒ事件发生，如
Ｔ０ｕｃｈ
ｓｃｒｅｅｎ
ｃｌｉｃｋ，ｋｅｙｂｏａｒｄ ｐｒｅｓｓｅｄ等事件，则将Ｒｅｓｅｔ
ｏｆｆ
Ｌｉｎｕ）【ｋｅｍｅｌ交互是通过Ｐ０ｗｅｒ．ｃ来实现的，Ａｎｄｒｉｏｄ 跟Ｋｅｍｅｌ的交互主要是通过ｓｙｓ文件的方式来实现 的，具体请参考Ｋｅｍｅｌ层的介绍。
断，关闭外部设备电源，调用Ｓｌｅｅｐ函数根据挂起级 别进入睡眠状态。在嵌人式设备挂起过程中可以通
关闭一个设备。其驱动的ｓｕ８ｐｅｎｄ方法需要两 个不同的调用，一个用来保存状态．另外一个用来关
闭设备电源。相反，ｒｅｓｕｍｅ方法需要一个调用用来 给设备供电，另一个调用来恢复设备的状态。在关
闭一个总线设备时必须关闭所有的下一级子设备。
ａ
ｍｅｎｔ ｈａｓ
ｚｏｎｅ．卟ｉｓ
ｃｕｎ．ｅｎｔ
ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｅｓ
ｐｏｐｕＩａｒ ａｎｄＩＤｉｄ ｓｍａｎ ｐｈｏｎｅ
ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｔｅｃｈｎｏｌｏ＃呵ａｎｄ ｅｘｐｌｏｒｅｓ ｔｈｅ
ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐＩ．ｏｓｐｅｃｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｎｄｒｏｉｄ；Ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ；Ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ
通过ｓｙｓｆｓ文件系统接口触发系统级电源状态
器，大内存，各种外设多（ｇｐｓ，ｃ砌ｅｒａ，传感器），多任
务操作系统等特点，电源管理尤其显得重要。谷歌 的Ａｎｄｒｏｉｄ系统是一个平等开放的平台，其内核采 用ｌｉｎｕｘ，上层应用采用ｊａｖａ，由于其稳定、开发简易 及无法比拟的资源整合，其在智能手机市场中所占 份额越来越大。ｌｉｎｕｘ内核层面对电源管理的支持 是Ａｎｄｍｉｄ电源管理技术基础。
ｓｔａｎｄｂｙ
ｔｉｍｅ ｐｏｗｅｒ ｍａｎａｇｅ。
ｐｅ怕瑚ａｎｃｅ
ｈｏｔ
ｈａｓ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ｌａｇｇｅｄ ｂｅｈｉｎｄ．Ｐ０ｗｅｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ）ｒ ｉｓ ｂｅｃｏｍｉｎｇ
ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．ｕｎｄｅｒ ｔｌｌｅ ｐｒｅｍｉｓｅ ｏｆ ｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｌｏｎｇｅｒ ｂｅｃｏｍｅ
Ｊａｖａ应用层面 Ａｎｄｒｏｉｄ提供了现成的ａＪｌｄｒｏｉｄ．ｏｓ．ＰｏｗｅｒＭａｎａｇ．
管理系统的电源供应状态。一般有自己的低频、高
准确度晶振，用以维持一个ＲＴＣ时钟、ＲＴＣ定时器
ｅｒ类，该类用于控制设备电源状态的切换。该类对
外有三个接口函数：
Ｖｏｉｄ
和中断控制单元。其中中断控制单元使ＲＴｃ定时
器和外部设备能够唤醒挂起的系统。 ２．３设备电源管理
２“ｎｕｘ电源管理
对“ｎｕｘ嵌入式系统而言，电源管理可以分为
静态电源管理，动态电源管理，设备电源管理等三个
伤萱简佥：苏健（１９７５一），男，重庆市人，学士，主研方向：软件项目管理．嵌入式系统。
收稿日期：２０ｌＯ—１２—０６
万方数据
５期
苏健：Ａｎｄｍｉｄ智能手机平台电源管理技术
・６７・
转化。转换管理是通过注册好的驱动来进行。例
ｈａｒｄｗａｒｅ＼ｌｉｂｈａｒ（１ｗａｒｅ＼ｐｏｗｅｒ＼ｐｏｗｅｒ．ｃ
Ｂａｃｋｌｉ曲ｔ会从最亮慢慢调节到用户设定的亮度，系 统ｓｃｒｅｅｎ硪ｔｉｍｅｒ（ｓｅｔｔｉｎｇｓ一＞ｓｏｕｎｄ＆ｄｉｓｐｌａｙ一＞
Ｄｉｓｐｈｙ
ｓｅｔｔｉｎｇｓ一＞ｓｃｒｅｅｎ
其中ＰｏｗｅｒＭａｎａｇｅ焉ｅｎｒｉｃｅ．ｊａｖａ是核心，Ｐｏｗｅｒ．
Ａｎｄｒｏｉｄ的电源管理主要是通过Ｗａｋｅ ｋｋ来 实现的，在最底层主要通过如下三个队列来实现其
管理：
ｓｔａｔｉｃ
ｓｔａｔｉｃ
ｗｈｉｌｅ ｐｌｕｇｅｄ
ｉｎ选项，ｂａｃｋｌｉ出ｔ会被强制调
节到ＤＩＭ状态。 ＬＩｓＴ—ＨＥＡＤ（ｇｊｎａｃｔｉｖｅｊｏｃｋｓ）； ＬＩＳＴ—ＨＥＡＤ（ｇ—ａｃｔｉＶｅ—ｐａｎｉａｌ—ｗａｋｅ—
Ｉｏｃｋ
ｅｃｈｏ’’ｗａｋｅ”＞／ｓｙｓ／ａｎｄｍｉｄ—ｐｏｗｅｒ／ｒｅｑｕｅｓｔ—ｓｔａｔｅ
ｃａｔ／ｓｙ∥蛐ｄｒｏｉｄ—ｐｏｗｅｒ／ａｃｑｕｉｒｅ—ｐａｎｉａｌ—ｗａｋｅ—
ｃａｔ／ｓｙｓ／ａｎｄｍｉｄ—ｐｏｗｅｒ／ｒｅｌｅ踮ｅ—ｗａｋｅｊｏｃｋ
ｃａｔ／ｓｙｓ／ａｎｄｒｏｉｄ－ｐｏｗｅｒ／ｒｅｑｕｅ虬一ｓｔａｔｅ
ｌ
引言Biblioteka 方面。 ２．１静态电源管理
电源管理是移动设备中最关键的技术之一，特 别是对于现代的智能手机，具有大屏幕，高频处理
Ｌｉｎｕｘ内核支持ＯＮ，ｓｔａｎｄｂｙ，Ｓｕｓｐｅｎｄ和Ｈｉｂｅｒ— Ｉｌａｔｅ四种电源状态。Ｓｔａｎｄｂｙ指“带电挂起”，通过将 ＣＰｕ置于ｈａｌｔ状态，将设备置于Ｄｌ状态来达到节 能的目的（ＡＣＰＩ规范中按能耗从高到低分Ｄ０～ Ｄ３）。节能效果不明显，但是响应延迟最小。Ｓｕｓ— ｐｅｎｄ就是挂起到ＲＡＭ。在该状态下，所有设备被置 于Ｄ３状态，整个系统，除主存处于节电的自刷新模 式（ｓｅｌｆ—ｒｅｆｒｅｓｈ）外，全部关闭电源。响应延迟比 Ｓｔａｎｄｂｙ大。Ｈｉｂｅｍａｔｅ是通过将系统状态保存到非 易挥发性存储中（通常是磁盘），关闭整个系统的电 源。延迟时间最长，但比一次完整启动来得短。通 常情况下嵌入式设备都没有支持这种方式。
ＭａＩｌａｇｅｒ．ｊａＶａ ｆｈｍｅｗｏｒｋｓ＼ｂａｓｅ＼ｓｅｎ五ｃｅｓ＼ｉａｖａ、ｃｏｍ＼锄ｄｒｏｉｄ、 ｓｅｒｖｅｒ、Ｐ０ｗｅｒＭａｎａｇｅｒｓｅｎ，ｉｃｅ．ｊａｖａ ｆｈｍｅｗｏｒｋｓ＼ｂａｓｅ＼ｃｏｒｅ、ｊａｖａ、锄ｄｒｏｉｄ＼ｏｓ＼Ｐ０ｗｅｒ． ｊａＶａ
住及时调用ａｎｄｍｉｄ＿ｕｎｉｎ“一ｓｕｓｐｅｎＱ—ｌｏｃｋ释放资源。 系统有三种状态：ｕｓＥＲ—ＡｗＡｌ＠（ＦｕＵ ｏｎ ｓｔａ—
Ａｎｄｒｏｉｄ
Ｓｃｒｅｅｎ ｏｆｆ ｔｉｍｅｒ．
ｆｒａｍｅｗｏｒｋ层面
略，不然则必须及时把相关的ｗａｋｅ ｌｏｃｋ释放掉，否 则会造成系统长期运行在高功耗状态。
（４）在驱动卸载或不再使用Ｗａｋｅ ｌｏｃｋ时请记
Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ层面主要代码文件如下：
ｆｈｍｅｗｏｒｋｓ＼ｂａｓｅ＼ｃｏｒｅ＼ｉａｖａ＼ａｎｄｍｉｄ＼ｏｓ＼Ｐｏｗｅｒ—
核中的数据缓存和指令缓存，其他模块统称为外围
模块（例如ＬＣＤ控制器、ＵＡＲＴ、ＳＤＲＡＭ控制器等）。 ＣＰＵ高频时钟主要由ＰＬＬ提供，同时ＰＬＬ也为外围 模块和总线提供其他频率时钟。电源管理模块主要
接下来从Ｊａｖａ应用层面，Ａｎｄｍｉｄ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ层 面，“ｎｕｘ内核层面分别进行详细讨论：
３．１
Ａｎｄｒｏｉｄ智能手机平台电源管理技术
苏健
（重庆大学软件学院，重庆４０００４４）
摘
要：随着智能手机的普及发展，对系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗提出了更严格的要
求，特别是电池供电系统，在电池性能严重滞后于手持终端设备需求的背景下，电源管理技术正成 为这些产品设计的关键所在。在满足功能实现的前提下，使手机待机时间更长的电源管理技术已
态恢复必须进行的清尾工作，例如抢占重新被允许，
系统恢复正常执行。当一次完整的转换完成后，
ＣＰｕ执行权还给之前执行的进程。
２．２动态电源管理 动态电源管理技术提供一种操作系统级别的电
源管理能力，包含工作频率和电压，外部总线时钟频
率，外部设备时钟／电源等方面的动态调节及管理功 能等。通过用户层制定策略与内核提供管理功能交 互，实时调整电源参数同时来满足系统实时应用的
ｇｏＴｏｓｌｅｅｐ（１０ｎｇ ｔｉｍｅ）；／／强制设备进入
Ｓ１ｅｅｐ状态 ｎｅｗｗａｋｅＬｏｃｋ（ｉｎｔ 应层次的锁
ｎａｇｓ，Ｓｔｒｉｎｇ
在某些设备闲置时可以被主动关闭，从而节电。
在２．６内核中需要实现总线以及设备的电源管理支
ｔａｇ）；／／取得相
万方数据
・６８・
微处理机
２０１１年
ｖｏｉｄ
ｕｓｅｒＡｃｔｉｖｉｔｙ（１０ｎｇ
ｄｒｏｉｄ，其中包括ａｌａｎｎ。ｂｉｎｄｅｒ。ｐｍｅｍ，ｐｏｗｅｒ，ｔｉｍｅｄ—
ｇｐｉｏ等模块。 Ｐｏｗｅｒ模块就是针对Ａｎｄｍｉｄ智能手机平台的 电源管理模块，也是应用和驱动结合的模块。Ａｎ．
ｄｒｏｉｄ的电源管理和标准ＵＮＵＸ的电源管理还是有 很大的差别。 标准ｕＮｕｘ的电源管理接口：
ｅｃｈｏ’’ｓｔａｎｄｂｙ”＞／８ｙ＆／ｐｏｗｅｒ／ｓｔａｔｅ ｅｃｈｏ”ｍｅｍ’’＞／ｓｙ＆／ｐｏｗｅｒ／ｓｔａｔｅ
成为研究热点。通过分析目前流行的ａｎｄ谳ｄ智能手机电源管理技术，探讨其现状并研究其应用前
景。 关键词：Ａｎｄｒｏｉｄ系统；电源管理；智能手机 ＤＯＩ编码：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—２２７９．２０１１．０５．０１８ 文章编号：１００２—２２７９【２０１１）０５—００６６—０４ 文献标识码：Ａ 中图分类号：ＴＰ３６
Ａｎｄｒｏｉｄ Ｓｍａｒｔ ＰｈＯｎｅ ＰＩａｔｆＯｒｍ ＰＯｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ＴｅＣｈｎＯＩＯｇｙ
ＳＵ Ｊｉａｎ
（‰ｓｃＪＩｌ０Ｄｆ矿黝啪ｒｅ Ｅ嚼鹏ｅ＾ｒ曙‰哪嘶所龇瑙渺，‰，嘲嘲４０００４４，傩溉）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｗｉｔｌｌ ｔｈｅ ｐｏｐｕｌａｒｉｔ）ｒ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｎｌｅｎｔ ｏｆ
３．３“ｎｕｘ内核层面
ｔｉｍｅｒ，系统保持在ＡｗＡＫＥ状态。如果有
ｗａｋｅ
应用程序在这段时间内申请了ＦｕＵ
ｌｏｃｋ，那么
系统也将保持在ＡＷＡＫＥ状态，除非用户按下ｐｏｗｅｒ ｋｅｙ。在ＡｗＡＫＥ状态下如果电池电量低或者是用 ＡＣ供电８ｃｒｅｅｎ ｏ珏ｔｉｍｅｒ时间到并且选中Ｋｅｅｐ
ｓｃｒｅｅｎ ｏｎ
ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ。ｃｏｓｔ，ｓｉｚｅ，ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｍａｄｅ ｍｏｒｅ ｓｔｒｉｎｇｅｎｔ ｅｒｅｄ ｓｙｓｔｅｍｓ’ｂａｔｔｅｒｙ ｔ｝ｌｅ ｋｅｙ
ｔｏ
ｇｍａｎ
ｐｈｏｎｅｓ，山ｅ ｓｙｓｔｅｍ ７ｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔ）ｒ， ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｉｎ ｐａｎｉｃｕＩａｒ，ｂａｔｔｅｒｙ—ｐｗ—