專利名稱：：適用于mp4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及DVFS(DyanmicVoltageFrequencyScaling),即動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻技術(shù),尤其涉及一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法。技術(shù)背景電源管理在掌上型視頻播放設(shè)備產(chǎn)品中，特別是mp4中的地位非常重要，它決定了該設(shè)備的工作時(shí)間以及使用壽命。因?yàn)檎粕闲鸵曨l播放設(shè)備產(chǎn)品往往通過電池供電，這樣在掌上型視頻播放設(shè)備設(shè)計(jì)中減低功耗，延長(zhǎng)工作時(shí)間，成為非常非常迫切的需求。CPU功耗可表達(dá)成P=C*V2*f+V*IQ，這里C是CPU芯片電容，V是CPU的工作電壓，f是CPU工作頻率，lQ是CPU內(nèi)部總漏電流?？梢钥闯觯灰档凸ぷ麟妷?、工作頻率即可，而現(xiàn)在的CPU都會(huì)給出工作頻率與最低工作電壓之間的關(guān)系，如果核心電壓很低而工作頻率過高，或者核心電壓過高而工作頻率很低，都將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至死機(jī)。目前在嵌入式領(lǐng)域靜態(tài)節(jié)能已非常普及，如能在靜態(tài)節(jié)能基礎(chǔ)上再采用動(dòng)態(tài)節(jié)能，則能耗會(huì)大大下降。目前動(dòng)態(tài)節(jié)能算法主要有三種，一種是DPM即動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)，操作系統(tǒng)級(jí)別的電源管理技術(shù)；第二種是操作系統(tǒng)級(jí)的DVS調(diào)度算法技術(shù)；第三種是應(yīng)用程序級(jí)DVS調(diào)度算法。這里的DPM技術(shù)和操作系統(tǒng)級(jí)的DVS調(diào)度算法技術(shù)都要依賴于嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)當(dāng)前運(yùn)行任務(wù)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，而應(yīng)用程序級(jí)的DVS算法技術(shù)是通過應(yīng)用程序本身獲得預(yù)測(cè)信息進(jìn)行調(diào)頻的。但不管那種算法目前其應(yīng)用效果就是不顯著，主要體現(xiàn)在能耗降下來的同時(shí)，性能也降下來了，如在播放視頻時(shí)，出現(xiàn)停頓現(xiàn)象等，究其原因還是因?yàn)樗惴ㄊ菑拇蠖鴱V的系統(tǒng)級(jí)上考慮的，太復(fù)雜，反而效果不好。所以，目前市場(chǎng)上的掌上型視頻播放設(shè)備中，僅采用靜態(tài)節(jié)能方法，都沒有更進(jìn)一步采用動(dòng)態(tài)節(jié)能方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法。在MP4應(yīng)用程序打開數(shù)據(jù)文件這個(gè)地方插入一段程序，在MP4應(yīng)用程序結(jié)束返回前這個(gè)地方插入一段程序，在應(yīng)用程序打開數(shù)據(jù)文件這個(gè)地方插入一段程序a)首先從CPU工作頻率與最低工作電壓之間的關(guān)系中取得最大頻率和最小頻率的平均值；b)根據(jù)CPU工作頻率與最低工作電壓之間的關(guān)系，獲得對(duì)應(yīng)的CPU最低工作電壓；c)保存當(dāng)前的CPU工作電壓和工作頻率，通過指令設(shè)定新的CPU工作電壓和工作頻率；d)初始化輸出緩沖區(qū)下溢標(biāo)志為O，設(shè)定定時(shí)時(shí)間,打開監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷；在應(yīng)用程序結(jié)束返回前這個(gè)地方插入一段程序e)讀取由c)述的已保存的工作電壓和工作頻率，并通過指令恢復(fù)原CPU工作電壓和工作頻率；f)關(guān)閉監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷。所述的監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷的方法為設(shè)定緩沖區(qū)大小的最大閥值和最小閥值，并對(duì)此進(jìn)行比較包括如下步驟g)若讀取的緩沖區(qū)大小大于最大閥值，則表示CPU頻率偏高，為防震蕩判斷下溢標(biāo)志，若標(biāo)志為0，讓當(dāng)前頻率減小一常量，設(shè)置新的CPU工作頻率和工作電壓，返回中斷；若標(biāo)志為l，不改變CPU的工作頻率和工作電壓，直接返回中斷；h)若讀取的緩沖區(qū)大小小于最小閥值，則表示CPU頻率偏低，讓現(xiàn)頻率增加一常量，設(shè)置新的CPU工作頻率和工作電壓，置下溢標(biāo)志為l，返回中斷；i)若讀取的緩沖區(qū)大小既小于最大閥值，又大于最小閥值，則表示CPU頻率合適，直接返回中斷。所述的CPU工作頻率與最低工作電壓之間的關(guān)系是由CPU生產(chǎn)廠家給出CPU工作頻率與最低工作電壓之間的離散型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中間值則由簡(jiǎn)單的線性插值給出。監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷的定時(shí)時(shí)間一般為30毫秒到50毫秒之間，時(shí)間太短，會(huì)造成CPU調(diào)整過頻，時(shí)間太長(zhǎng)，又會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)偏慢。緩沖區(qū)最大閥值是緩沖區(qū)大小的90%。緩沖區(qū)最小閥值是緩沖區(qū)大小的50%。所述的一常量為CPU工作的最大頻率與最小頻率之差的百分之一等分。本發(fā)明的有益效果:采用本發(fā)明后，MP4的掌上型視頻播放設(shè)備始終讓CPU工作在最低工作頻率和最低工作電壓，既不會(huì)產(chǎn)生震蕩，又確保使用性能，從而保證了動(dòng)態(tài)使用中的最低功耗，克服了掌上型視頻播放設(shè)備的節(jié)能瓶頸，其意義非常深遠(yuǎn)。圖1是本發(fā)明涉及的定時(shí)監(jiān)測(cè)緩沖區(qū)大小并修改頻率電壓的中斷服務(wù)程序流程圖2是本發(fā)明所提供的應(yīng)用程序開始時(shí)插入的程序流程圖；圖3是本發(fā)明所提供的應(yīng)用程序結(jié)束時(shí)插入的程序流程圖。具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。現(xiàn)采用ADI公司的ADSP-BF533作為視音頻播放器mp4的CPU,在MP4應(yīng)用程序打開數(shù)據(jù)文件這個(gè)地方要插入一段程序(見圖1):a)首先從ADSP-BF533的使用手冊(cè)上查出工作頻率與最低工作電壓之間的關(guān)系，找到電壓調(diào)整的最小步長(zhǎng)為0.05V，最大頻率為530M，最小頻率為30M，采用平均插值法得到ADSP-BF533工作頻率與最低工作電壓之間的關(guān)系見表1，平均工作頻率定為280M;b)得到了頻率280M，從表1中查得對(duì)應(yīng)的工作電壓為0.85V;c)保存ADSP-BF533在運(yùn)行這個(gè)應(yīng)用程序時(shí)的工作電壓和工作頻率，再通過指令設(shè)定ADSP-BF533的工作電壓為0.85V和工作頻率為280M;d)接著要初始化輸出緩沖區(qū)下溢標(biāo)志為O,這是為了保證能既不產(chǎn)生振蕩，又不影響工作性能；并設(shè)定定時(shí)時(shí)間為30毫秒，一般CPU設(shè)定電壓頻率不超過30次/秒；最后打開監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)反饋過程見圖3;在MP4應(yīng)用程序結(jié)束返回前這個(gè)地方再插入一段程序(見圖2):e)先讀取由步驟c)所保存的工作電壓和工作頻率，并通過指令恢復(fù)原ADSP-BF533工作電壓和工作頻率；f)然后關(guān)閉監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷，它將恢復(fù)中斷以前的狀態(tài)。在所述的監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷服務(wù)程序見圖3，其具體操作為事先設(shè)定好輸出緩沖區(qū)大小，在ADSP-BF533作為視音頻播放器的mp4中，其輸出緩沖區(qū)大小根據(jù)硬件定為12MB，確定其最大闊值為10.8MB，最小閥值為6MB，把實(shí)時(shí)讀入的輸出緩沖區(qū)大小與設(shè)定的最大閥值和最小閥值進(jìn)行比較，具體比較包括如下g)若實(shí)時(shí)讀取的輸出緩沖區(qū)大小大于最大閥值，則表示ADSP-BF533的工作頻率偏高，為防震蕩判斷在初始化時(shí)，特設(shè)下溢標(biāo)志，若標(biāo)志為O，讓工作頻率減小一常量，設(shè)置新的ADSP-BF533工作頻率和工作電壓，返回中斷；若標(biāo)志為1，表示已經(jīng)到過最低點(diǎn)，為防止振蕩，不改變ADSP-BF533的工作頻率和電壓，直接返回中斷；h)若讀取的緩沖區(qū)大小小于最小閥值，則表示ADSP-BF533頻率偏低，讓現(xiàn)頻率增加一常量，設(shè)置新的ADSP-BF533工作頻率和工作電壓，置下溢標(biāo)志為l，表示已經(jīng)到過最低點(diǎn)點(diǎn)，返回中斷；i)若讀取的緩沖區(qū)大小既小于最大閥值，又大于最小閥值，則表示ADSP-BF533頻率合適，直接返回中斷。這樣ADSP-BF533作為視音頻播放器mp4的CPU，在運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)，始終工作在剛好不影響性能的工作頻率和工作電壓下，突破了動(dòng)態(tài)調(diào)頻調(diào)壓節(jié)能技術(shù)的瓶頸。在對(duì)mp4的功耗測(cè)試中，用了同一臺(tái)ADSP-BF533作為CPU的MP4，但其軟件不同，一臺(tái)采用了本發(fā)明方法,一臺(tái)未采用本發(fā)明，表二給出了未采用本發(fā)明的實(shí)際功耗測(cè)試結(jié)果，表三給出了采用本發(fā)明所得到的實(shí)際功耗測(cè)試結(jié)果，在MP3播放中節(jié)能達(dá)到10%，而在AVI影片播放中,其節(jié)能效果達(dá)到34%,非常顯著。頻率與電壓對(duì)照表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2:未采用本發(fā)明的功耗測(cè)試<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3:采用本發(fā)明的功耗測(cè)試<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法，其特征在于在MP4應(yīng)用程序打開數(shù)據(jù)文件這個(gè)地方插入一段程序，在MP4應(yīng)用程序結(jié)束返回前這個(gè)地方插入一段程序，在應(yīng)用程序打開數(shù)據(jù)文件這個(gè)地方插入一段程序a)首先從CPU工作頻率與最低工作電壓之間的關(guān)系中取得最大頻率和最小頻率的平均值；b)根據(jù)CPU工作頻率與最低工作電壓之間的關(guān)系，獲得對(duì)應(yīng)的CPU最低工作電壓；c)保存當(dāng)前的CPU工作電壓，工作頻率，通過指令設(shè)定新的CPU工作電壓和工作頻率；d)初始化輸出緩沖區(qū)下溢標(biāo)志為，設(shè)定定時(shí)時(shí)間，打開監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷；在應(yīng)用程序結(jié)束返回前這個(gè)地方插入一段程序a)讀取由上述保存的工作電壓和工作頻率，并通過指令恢復(fù)原CPU工作電壓、工作頻率；b)關(guān)閉監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法，其特征在于所述的監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷的方法為設(shè)定緩沖區(qū)大小的最大閥值和最小閥值，并對(duì)此進(jìn)行比較包括如下步驟-a)若讀取的緩沖區(qū)大小大于最大閥值，則表示CPU頻率偏高，為防震蕩判斷下溢標(biāo)志，若標(biāo)志為0，讓現(xiàn)頻率減小一常量，設(shè)置新的CPU工作頻率和工作電壓，返回中斷；若標(biāo)志為l，不改變CPU的工作頻率和電壓，直接返回中斷；b)若讀取的緩沖區(qū)大小小于最小閥值，則表示CPU頻率偏低，讓現(xiàn)頻率增加一常量，設(shè)置新的CPU工作頻率和工作電壓，置下溢標(biāo)志為l，返回中斷；C)若讀取的緩沖區(qū)大小既小于最大閥值，又大于最小閥值，則表示CPU頻率合適，直接返回中斷。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法，其特征在于所述CPU工作頻率與最低工作電壓之間的關(guān)系是由CPU生產(chǎn)廠家給出CPU工作頻率與最低工作電壓之間的離散型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中間值則由簡(jiǎn)單的線性插值給出。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法，其特征在于所述的定時(shí)時(shí)間為30毫秒到50毫秒之間。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法，其特征在于所述的最大閥值是緩沖區(qū)大小的90%。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法，其特征在于所述的最小閥值是緩沖區(qū)大小的50%。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法，其特征在于所述的一常量為CPU工作的最大頻率與最小頻率之差的百分之一等分。全文摘要本發(fā)明公開了一種適用于MP4的掌上型視頻播放設(shè)備的動(dòng)態(tài)調(diào)壓調(diào)頻節(jié)能方法。通過在MP4應(yīng)用程序開始處設(shè)定CPU的工作頻率和工作電壓的初值，并開監(jiān)測(cè)反饋定時(shí)中斷；通過中斷服務(wù)程序周期性地監(jiān)測(cè)應(yīng)用程序的輸出緩沖區(qū)，根據(jù)輸出緩沖區(qū)的狀態(tài)來動(dòng)態(tài)調(diào)整CPU的工作頻率和工作電壓，并采取了防振蕩措施，通過這種動(dòng)態(tài)反饋網(wǎng)絡(luò)大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行性能；在MP4應(yīng)用程序結(jié)束處復(fù)原初始的工作頻率和工作電壓。這就讓CPU在運(yùn)行應(yīng)用程序時(shí)，能始終運(yùn)行在最低工作頻率和最低工作電壓下，而又確保了使用性能，從而保證了動(dòng)態(tài)使用中的最低功耗，克服了掌上型視頻播放設(shè)備的節(jié)能瓶頸，其意義非常深遠(yuǎn)。文檔編號(hào)H04N5/92GK101150698SQ20071007107公開日2008年3月26日申請(qǐng)日期2007年9月4日優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日發(fā)明者任沙浦,孫優(yōu)賢,陳晗斐申請(qǐng)人:浙江大學(xué);杭州愛浦多數(shù)碼技術(shù)有限公司