专利名称：：适用于mp4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法
技术领域：
：本发明涉及DVFS(DyanmicVoltageFrequencyScaling),即动态调压调频技术,尤其涉及一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法。技术背景电源管理在掌上型视频播放设备产品中，特别是mp4中的地位非常重要，它决定了该设备的工作时间以及使用寿命。因为掌上型视频播放设备产品往往通过电池供电，这样在掌上型视频播放设备设计中减低功耗，延长工作时间，成为非常非常迫切的需求。CPU功耗可表达成P=C*V2*f+V*IQ，这里C是CPU芯片电容，V是CPU的工作电压，f是CPU工作频率，lQ是CPU内部总漏电流。可以看出，只要降低工作电压、工作频率即可，而现在的CPU都会给出工作频率与最低工作电压之间的关系，如果核心电压很低而工作频率过高，或者核心电压过高而工作频率很低，都将会导致系统不稳定甚至死机。目前在嵌入式领域静态节能已非常普及，如能在静态节能基础上再采用动态节能，则能耗会大大下降。目前动态节能算法主要有三种，一种是DPM即动态电源管理技术，操作系统级别的电源管理技术；第二种是操作系统级的DVS调度算法技术；第三种是应用程序级DVS调度算法。这里的DPM技术和操作系统级的DVS调度算法技术都要依赖于嵌入式操作系统对当前运行任务预测的基础上，而应用程序级的DVS算法技术是通过应用程序本身获得预测信息进行调频的。但不管那种算法目前其应用效果就是不显著，主要体现在能耗降下来的同时，性能也降下来了，如在播放视频时，出现停顿现象等，究其原因还是因为算法是从大而广的系统级上考虑的，太复杂，反而效果不好。所以，目前市场上的掌上型视频播放设备中，仅采用静态节能方法，都没有更进一步采用动态节能方法。
发明内容本发明的目的是提供一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法。在MP4应用程序打开数据文件这个地方插入一段程序，在MP4应用程序结束返回前这个地方插入一段程序，在应用程序打开数据文件这个地方插入一段程序a)首先从CPU工作频率与最低工作电压之间的关系中取得最大频率和最小频率的平均值；b)根据CPU工作频率与最低工作电压之间的关系，获得对应的CPU最低工作电压；c)保存当前的CPU工作电压和工作频率，通过指令设定新的CPU工作电压和工作频率；d)初始化输出缓冲区下溢标志为O，设定定时时间,打开监测反馈定时中断；在应用程序结束返回前这个地方插入一段程序e)读取由c)述的已保存的工作电压和工作频率，并通过指令恢复原CPU工作电压和工作频率；f)关闭监测反馈定时中断。所述的监测反馈定时中断的方法为设定缓冲区大小的最大阀值和最小阀值，并对此进行比较包括如下步骤g)若读取的缓冲区大小大于最大阀值，则表示CPU频率偏高，为防震荡判断下溢标志，若标志为0，让当前频率减小一常量，设置新的CPU工作频率和工作电压，返回中断；若标志为l，不改变CPU的工作频率和工作电压，直接返回中断；h)若读取的缓冲区大小小于最小阀值，则表示CPU频率偏低，让现频率增加一常量，设置新的CPU工作频率和工作电压，置下溢标志为l，返回中断；i)若读取的缓冲区大小既小于最大阀值，又大于最小阀值，则表示CPU频率合适，直接返回中断。所述的CPU工作频率与最低工作电压之间的关系是由CPU生产厂家给出CPU工作频率与最低工作电压之间的离散型的对应关系，其中间值则由简单的线性插值给出。监测反馈定时中断的定时时间一般为30毫秒到50毫秒之间，时间太短，会造成CPU调整过频，时间太长，又会出现反应偏慢。缓冲区最大阀值是缓冲区大小的90%。缓冲区最小阀值是缓冲区大小的50%。所述的一常量为CPU工作的最大频率与最小频率之差的百分之一等分。本发明的有益效果:采用本发明后，MP4的掌上型视频播放设备始终让CPU工作在最低工作频率和最低工作电压，既不会产生震荡，又确保使用性能，从而保证了动态使用中的最低功耗，克服了掌上型视频播放设备的节能瓶颈，其意义非常深远。图1是本发明涉及的定时监测缓冲区大小并修改频率电压的中断服务程序流程图2是本发明所提供的应用程序开始时插入的程序流程图；图3是本发明所提供的应用程序结束时插入的程序流程图。具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。现采用ADI公司的ADSP-BF533作为视音频播放器mp4的CPU,在MP4应用程序打开数据文件这个地方要插入一段程序(见图1):a)首先从ADSP-BF533的使用手册上查出工作频率与最低工作电压之间的关系，找到电压调整的最小步长为0.05V，最大频率为530M，最小频率为30M，采用平均插值法得到ADSP-BF533工作频率与最低工作电压之间的关系见表1，平均工作频率定为280M;b)得到了频率280M，从表1中查得对应的工作电压为0.85V;c)保存ADSP-BF533在运行这个应用程序时的工作电压和工作频率，再通过指令设定ADSP-BF533的工作电压为0.85V和工作频率为280M;d)接着要初始化输出缓冲区下溢标志为O,这是为了保证能既不产生振荡，又不影响工作性能；并设定定时时间为30毫秒，一般CPU设定电压频率不超过30次/秒；最后打开监测反馈定时中断进行实时监测，监测反馈过程见图3;在MP4应用程序结束返回前这个地方再插入一段程序(见图2):e)先读取由步骤c)所保存的工作电压和工作频率，并通过指令恢复原ADSP-BF533工作电压和工作频率；f)然后关闭监测反馈定时中断，它将恢复中断以前的状态。在所述的监测反馈定时中断服务程序见图3，其具体操作为事先设定好输出缓冲区大小，在ADSP-BF533作为视音频播放器的mp4中，其输出缓冲区大小根据硬件定为12MB，确定其最大阔值为10.8MB，最小阀值为6MB，把实时读入的输出缓冲区大小与设定的最大阀值和最小阀值进行比较，具体比较包括如下g)若实时读取的输出缓冲区大小大于最大阀值，则表示ADSP-BF533的工作频率偏高，为防震荡判断在初始化时，特设下溢标志，若标志为O，让工作频率减小一常量，设置新的ADSP-BF533工作频率和工作电压，返回中断；若标志为1，表示已经到过最低点，为防止振荡，不改变ADSP-BF533的工作频率和电压，直接返回中断；h)若读取的缓冲区大小小于最小阀值，则表示ADSP-BF533频率偏低，让现频率增加一常量，设置新的ADSP-BF533工作频率和工作电压，置下溢标志为l，表示已经到过最低点点，返回中断；i)若读取的缓冲区大小既小于最大阀值，又大于最小阀值，则表示ADSP-BF533频率合适，直接返回中断。这样ADSP-BF533作为视音频播放器mp4的CPU，在运行应用程序时，始终工作在刚好不影响性能的工作频率和工作电压下，突破了动态调频调压节能技术的瓶颈。在对mp4的功耗测试中，用了同一台ADSP-BF533作为CPU的MP4，但其软件不同，一台采用了本发明方法,一台未采用本发明，表二给出了未采用本发明的实际功耗测试结果，表三给出了采用本发明所得到的实际功耗测试结果，在MP3播放中节能达到10%，而在AVI影片播放中,其节能效果达到34%,非常显著。频率与电压对照表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2:未采用本发明的功耗测试<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3:采用本发明的功耗测试<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>权利要求1.一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法，其特征在于在MP4应用程序打开数据文件这个地方插入一段程序，在MP4应用程序结束返回前这个地方插入一段程序，在应用程序打开数据文件这个地方插入一段程序a)首先从CPU工作频率与最低工作电压之间的关系中取得最大频率和最小频率的平均值；b)根据CPU工作频率与最低工作电压之间的关系，获得对应的CPU最低工作电压；c)保存当前的CPU工作电压，工作频率，通过指令设定新的CPU工作电压和工作频率；d)初始化输出缓冲区下溢标志为，设定定时时间，打开监测反馈定时中断；在应用程序结束返回前这个地方插入一段程序a)读取由上述保存的工作电压和工作频率，并通过指令恢复原CPU工作电压、工作频率；b)关闭监测反馈定时中断。2.根据权利要求1所述的一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法，其特征在于所述的监测反馈定时中断的方法为设定缓冲区大小的最大阀值和最小阀值，并对此进行比较包括如下步骤-a)若读取的缓冲区大小大于最大阀值，则表示CPU频率偏高，为防震荡判断下溢标志，若标志为0，让现频率减小一常量，设置新的CPU工作频率和工作电压，返回中断；若标志为l，不改变CPU的工作频率和电压，直接返回中断；b)若读取的缓冲区大小小于最小阀值，则表示CPU频率偏低，让现频率增加一常量，设置新的CPU工作频率和工作电压，置下溢标志为l，返回中断；C)若读取的缓冲区大小既小于最大阀值，又大于最小阀值，则表示CPU频率合适，直接返回中断。3.根据权利要求1所述的一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法，其特征在于所述CPU工作频率与最低工作电压之间的关系是由CPU生产厂家给出CPU工作频率与最低工作电压之间的离散型的对应关系，其中间值则由简单的线性插值给出。4.根据权利要求1所述的一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法，其特征在于所述的定时时间为30毫秒到50毫秒之间。5.根据权利要求2所述的一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法，其特征在于所述的最大阀值是缓冲区大小的90%。6.根据权利要求2所述的一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法，其特征在于所述的最小阀值是缓冲区大小的50%。7.根据权利要求2所述的一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法，其特征在于所述的一常量为CPU工作的最大频率与最小频率之差的百分之一等分。全文摘要本发明公开了一种适用于MP4的掌上型视频播放设备的动态调压调频节能方法。通过在MP4应用程序开始处设定CPU的工作频率和工作电压的初值，并开监测反馈定时中断；通过中断服务程序周期性地监测应用程序的输出缓冲区，根据输出缓冲区的状态来动态调整CPU的工作频率和工作电压，并采取了防振荡措施，通过这种动态反馈网络大大提高了系统的运行性能；在MP4应用程序结束处复原初始的工作频率和工作电压。这就让CPU在运行应用程序时，能始终运行在最低工作频率和最低工作电压下，而又确保了使用性能，从而保证了动态使用中的最低功耗，克服了掌上型视频播放设备的节能瓶颈，其意义非常深远。文档编号H04N5/92GK101150698SQ20071007107公开日2008年3月26日申请日期2007年9月4日优先权日2007年9月4日发明者任沙浦,孙优贤,陈晗斐申请人:浙江大学;杭州爱浦多数码技术有限公司