电源管理的专用硬件

由于电源管理对低功耗平台而言至关重要,因此在大多数现代设备中,都有专用硬件单元用于电源管理任务。接下来会介绍类似的两个这样的硬件单元。

电源管理电路

随着系统复杂性的增加,系统需要各种电压水平的多种电源。仅靠电压调节器无法满足此类需求。为了获取更大的灵活性,引入了电源管理集成电路(PMIC,power management ICs)。PMIC是专用集成电路(或SoC设备中的系统模块),用于管理主机系统的电源。PMIC通常位于电池供电设备中,例如:手机,便携式媒体播放器。根据应用程序的空闲或活动状态,典型的PMIC的效率为80%至85%。PMIC可能具有以下一项或多项功能:
  • 电池管理
  • DC/DC转换
  • 电压调节
  • 电源选择
  • 功耗排序(power sequencing
  • 其它功能
电源管理通常根据以下假设而工作:
  • 所有平台的设备均符合ACPI。
  • SOC设备是除GPIO之外的PCI设备。
  • PCI设备驱动程序直接写入PMCSR寄存器以关闭/打开设备电源。PMCSR寄存器会触发PMC的中断。
  • 设备驱动程序使用ACPI控制进入/退出D0i3/D3。

电源管理控制器

仅驱动程序和操作系统还不足以执行电源管理任务,例如保存和还原上下文或处理特殊唤醒事件。通常使用一种特殊的微控制器——电源管理控制器(PMC,Power Management Controller)来为处理器中的电源域加电和断电。PMC还支持传统的电源管理功能集以及一些扩展功能。例如,在英特尔第四代Atom SoC中,PMC执行各种功能,包括:
  • 启动处理器并还原上下文。
  • 关闭处理器电源并保存上下文。
  • 处理各种睡眠状态的唤醒事件。
  • 安全启动。
  • 执行低功耗的音频编码(使用LPE)和通用输入输出(GPIO)控制,以便在LPE处于活动状态时能够进入S0i1。
PMC还可用于ARM11处理器的省电模式中。在该模式下,PMC确定何时将处理器置于休眠或关机模式;声明并保持内核复位引脚(pin); 在保持复位状态时切断处理器内核的电源,等等。