電源管理器位于內核之外，其不是系統(tǒng)中的一項任務，而是一系列可在應用控制線程以及器件驅動器環(huán)境中執(zhí)行任務的 API。

這意味著無需修改內核。但在 CPU 時鐘與操作系統(tǒng)定時器時鐘相耦合的平臺上，DSP/BIOS 時鐘模塊 (CLK) 需要補充例行程序，這對頻率縮放非常重要，因為這些例行程序能夠作為 PWRM 的客戶端程序適應操作系統(tǒng)時鐘。

電源管理器寫入并讀取時鐘空閑配置寄存器，并通過控制 CPU 時鐘速率及穩(wěn)壓電路的平臺特定型功率擴展庫 (PSL) [參考資料. 5]直接與 DSP 硬件相連接。PSL 將電源管理器及應用的其他部分與頻率和電壓控制硬件的低級實施細節(jié)相隔離。

電源管理器擁有若干個與應用相關的任務。由設計工程師對其進行靜態(tài)配置，并在運行時進行動態(tài)調用：

• 空閑時鐘域 —— 電源管理器提供的接口可使特定時鐘域處于空閑狀態(tài)，從而降低有效功耗。此外，其還可以在 OS 空閑環(huán)路 (idle loop) 的適當點提供能自動使 DSP CPU 和高速緩存處于空閑狀態(tài)的機制。
• 降低引導時間的功耗——電源管理器包含一個鉤子機制 (hook mechanism)，這使開發(fā)人員能夠設定省電功能，以便在引導時間實現(xiàn)自動調用。
• 電壓及頻率 (V/F) 縮放——電源管理器提供的接口可使應用動態(tài)更改 DPS 內核的工作電壓及頻率。因此，應用可利用該特性根據(jù)相關的處理要求相應調整功耗。電源管理器 API 可設定應用中的電壓是否應隨同頻率進行縮放，以及在降壓 (down-voltage transition) 轉換過程中是否可繼續(xù)執(zhí)行任務，轉換時延由負載而定，有可能會較長；如果處理器在降壓轉換期間工作正常，則允許繼續(xù)執(zhí)行應用；此外，電源管理器還包含用于查詢 V/F 設定點屬性及時延的 API。
• 睡眠模式——電源管理器包含的配置接口及運行時接口使開發(fā)人員可喚醒自定義睡眠模式，以便在非工作狀態(tài)期間節(jié)省電能。
• 電源事件的注冊及通知——為了調整整個應用中的 V/F 縮放比例、睡眠模式以及其他事件，電源管理擁有一套注冊及通知機制 (registration and notification mechanism)，以使諸如應用代碼、外設驅動器、封裝內容以及 OS 時鐘模塊等實體能夠進行注冊，用于通知會影響這些實體的特定事件，例如“即將更改 V/F 設定點”、“完成更改V/F 設定點”、“進入睡眠模式”、“從睡眠模式中喚醒”以及出現(xiàn)“電源故障”等。通知進程 (notification process) 是電源管理器的重要特性。當無需通知時可使用“未登記”功能。

電源管理器 API

表 4 對運行時應用編程接口進行了匯總。

表 4. 電源管理運行時 API 的匯總

戰(zhàn)略實施

由于已經(jīng)建立了提高電源效率的基礎，下一步工作就應該進行戰(zhàn)略定義，以便開發(fā)低功耗應用，并充分利用 OS 中的部分技術及支持。

所建議的策略包括以下 11 個步驟。該戰(zhàn)略具有可重復性：
當無法滿足電源管理目標，也就是說需要采用額外的運行時方案才能滿足應用電源預算時，就可重復訪問這些步驟。

1. 從初始就考慮到電源效率；
2. 選擇低功耗組件；
3. 對電源進行建模和估測，并進行相應的硬件測試；
4. 針對電源管理和測量設計具備鉤子機制的 HW；
5. 構建可大幅提高工作效率的 SW；
6. 啟用簡單的電源管理“開／關機切換”特性；
7. 在無需電源管理的情況下也可率先進入工作；
8. 重復開啟“開機”特性，并測量功耗開銷 (payoff)；
9. 開啟代碼生成優(yōu)化功能、重置代碼及數(shù)據(jù)，并調整 “熱點” 監(jiān)測；
10. 進行校準，以實現(xiàn)頻率及電壓的最小化；
11. 激活所有的電源管理特性，并進行相應部署。

表 5 對上述戰(zhàn)略進行了非常詳盡的匯總說明。我們將在下文討論如何高效應用上述策略。

表 5. 低功耗應用開發(fā)的詳細策略

音頻應用范例

選用現(xiàn)成的 DSP 評估板 5509A EVM PLUS 板作為測試平臺，該評估板不僅支持 V/F 縮放 ，還包含針對 DSP 內核與總體系統(tǒng)電源測量的鉤子機制。

需要注意的是，EVM 作為易于使用的評估平臺，并未在出廠時提供最佳功耗配置。另外，在評估效果時應謹記由于其易于配置，所以 EVM 上測量的總體系統(tǒng)電源數(shù)量就應多于通常情況下部署的平臺。EVM 還能以 DSP 內核級與系統(tǒng)級兩種方法測量各種技術的有效性。

步驟 1 無需解釋。步驟 2 及 4 基本上都由這種特殊 EVM 完成，這充分表明了該平臺的廣泛適用性。步驟 3（試驗）在 EVM 上進行，目的是測量各種技術的效果（如片上與片外存取的內核及系統(tǒng)電源、DMA 與 CPU 傳輸?shù)谋容^、空閑外設及時鐘域的作用等等）。