[发明专利]基于中断管理框架的嵌入式系统低功耗控制方法及系统

说明书

本发明提供一种基于中断管理框架的嵌入式系统低功耗控制方法及系统。该方法包括：在系统初始化时，微处理器调用执行回调函数，生成一个全局结构体数组，包括中断序列号和权限标识，权限标识用于指示在低功耗模式下中断处理程序是否进入调度内核或系统软件；在低功耗模式下，当新的中断处理程序产生时，微处理器在执行完当前中断处理程序后，遍历全局结构体数组，根据权限标识判断退出当前中断处理程序时，是否需要进入调度内核或系统软件，若不需要，则直接回退到断点，继续执行低功耗模式下的后台逻辑；当系统退出低功耗模式时，微处理器则基于调度内核或系统软件的调度机制执行整个软件。通过上述中断过滤，能够达到可定义系统低功耗的目的。

技术领域

本发明涉及嵌入式系统技术领域，尤其涉及基于中断管理框架的嵌入式系统低功耗控制方法及系统。

背景技术

随着物联网、无人系统的大规模推广，人们对嵌入式系统低功耗性能的要求越来越高，尤其是对电池供电的设备。因为低功耗意味着设备更长的生命周期，更少的维护（例如更换电池）次数，对于海量部署的嵌入式设备（例如物联网终端）来说，减少维护次数就能大幅度减少运营成本。

嵌入式系统的低功耗设计是综合性问题，要打“组合拳”，不能有“短板”，不能只依赖于硬件（例如微处理器）的低功耗设计；软件，尤其是系统软件，以及系统软件与应用层软件的配合等方面的低功耗设计都非常重要。王奇等人（王奇, 徐文韧, 唐克. 嵌入式系统的软件低功耗技术实现策略[J]. 舰船电子工程, 2013(3):74-76.）根据嵌入式系统的软件组成结构，将软件低功耗技术划分为三个层次进行分类描述，阐明了各层次上低功耗技术面临的问题、主要解决方法及应用情况。但在该论文中仅简单提及到应将循环/中断风格转换为调用返回风格，其实并未涉及到如何解决因中断而引起的功耗问题。

当嵌入式系统进入低功耗模式后，根据预先设计的工作模型，只需响应各种中断即可，大部分系统软件或者应用软件是可以不工作的，从而达到在保证系统功能设计需求的前提下，尽可能减少逻辑代码的运行，从而达到降低功耗的目的。

因此，对于使用嵌入式实时操作系统（Real Time Operating System，RTOS）或者未使用嵌入式实时操作系统的嵌入式系统来说，应该尽可能的减少因为中断而触发系统软件或者应用层软件的运行，使这些上层软件尽可能多的处于“睡眠”状态。

发明内容

为尽可能的减少因为中断而触发系统软件或者应用层软件的运行，使这些上层软件尽可能多的处于“睡眠”状态，本发明提供一种基于中断管理框架实现的嵌入式系统低功耗控制方法及嵌入式实时操作系统。

一方面，本发明提供的基于中断管理框架的嵌入式系统低功耗控制方法，包括以下步骤：

在系统初始化时，微处理器调用执行回调函数，生成一个全局结构体数组，所述全局结构体数组包括中断序列号和权限标识，所述权限标识用于指示在低功耗模式下中断处理程序是否进入调度内核或系统软件；

在低功耗模式下，当新的中断处理程序产生时，微处理器在执行完当前中断处理程序后，遍历所述全局结构体数组，根据所述权限标识判断退出当前中断处理程序时，是否需要进入调度内核或系统软件，若不需要，则直接回退到被中断的点，继续执行低功耗模式下的后台逻辑；

当系统退出低功耗模式时，微处理器则基于调度内核或系统软件的原有调度方式继续执行整个软件。

进一步地，在微处理器调用执行回调函数之前，还包括：通过配置接口接收并存储用户编写的回调函数，所述回调函数中设置有系统在低功耗模式下无需进入调度内核或系统软件的中断类型。

另一方面，本发明提供的一种嵌入式实时操作系统，包括：中断管理模块；

所述中断管理模块，用于基于上述的嵌入式系统低功耗控制方法执行中断处理程序。