15、嵌入式系统功耗优化的实现路径

嵌入式系统功耗优化的实现路径

在嵌入式系统开发中，功耗优化是一个至关重要的课题。从硬件抽象层的构建到模型驱动开发工作流的整合，每一个环节都对系统的功耗表现有着重要影响。下面将详细介绍相关的技术和方法。

1. 硬件抽象层（HAL）的构建

在嵌入式系统里，像传感器、执行器和通信接口等硬件组件，为了让软件模型能更好地与硬件交互，需要构建硬件抽象层（HAL）。具体做法是参考现有的驱动描述，获取函数签名、数据类型和参数名称等信息，以此来扩展硬件组件的接口，使软件模型能访问硬件的特定功能。

当使用模型驱动开发（MDD）工具生成源代码时，由于硬件组件模型和驱动实现的函数签名一致，硬件组件模型可以直接被驱动实现替换，而软件模型的源代码无需额外手动调整。

对于微控制器单元（MCU），情况更为特殊。不同的MCU家族在CPU核心、闪存单元、静态随机存取存储器（SRAM）组和振荡器的供电、节流或关闭方面，有着不同的操作模式和策略。这就要求对代表MCU的硬件组件模型进行进一步抽象。而且，为了使软件模型具有平台独立性，必须为MCU实现HAL。

为了给软件应用模型提供一致的接口，抽象类ProcessingUnit定义了一组预定义的电源状态：
- ACTIVE ：所有配置的外设都通电的正常状态。
- SLEEP ：系统时钟停止，不执行指令，但外设通电并可产生中断。若有配置，寄存器、SRAM、闪存模块、直接内存访问（DMA）和通用输入输出（GPIO）会被保留。
- DEEP SLEEP ：类似于睡眠模式，但主时钟和外设时钟被禁用，闪