英创信息技术工控主板EM9160L的低功耗应用介绍

        EM9160L是一款与英创主力产品EM9160功能完全兼容，同时具有低功耗操作能力的高性能ARM9嵌入式主板产品。EM9160L主要应用是作为以电池供电、无人值守的野外工作环境为特色的设备主控单元。作为通常的通讯控制功能，EM9160L与EM9160的使用是完全一样的，客户针对EM9160开发的应用程序可不加修改的应用于EM9160L上。本文主要介绍EM9160L低功耗功能方面的相关应用。
        相对EM9160，EM9160L采用了三个方面的措施来改进其功耗指标：（1）采用高效的Step-Down DC-DC电源代替普通的线性稳压电源；（2）采用具有低电压内核的CPU单元；（3）对外部接口单元添加电源管理功能。这三种措施使EM9160L的功耗指标得到大幅度提高，具体功耗测试结果如下表所示：

测试条件	平均功耗	峰值功耗	待机功耗
EM9160	235mA / 5V	320mA / 5V
EM9160L	120mA / 5V	160mA / 5V	50mA / 5V

        　　作为野外监测应用，一般并不需要设备每时每刻都处于运行状态，而是全速工作一段时间后，设备转入空闲一段时间，然后再进入工作状态，即设备实际处于“工作-空闲”的周期模式中。在实际应用中，设备空闲的时间通常远长于设备工作的时间，如每分钟工作10秒、空闲50秒。正因为如此，才要求设备在空闲状态的功耗尽可能低，以延长电池的使用寿命，降低设备的维护费用。

　　尽管WinCE操作系统对设备驱动提供了一套电源管理的机制，但这套机制的应用主要是基于带有标准Windows图形界面的环境，而EM9160L则是不带Windows图形接口的系统，因此CE的这套机制还不能非常方便地满足EM9160L在实际应用的需求。针对实际应用的特点，我们为 EM9160L应用程序专门提供了两个系统功能调用：

　　//

　　// 设置用户空闲标志：进入空闲待机状态

　　//

　　BOOL SetUserIdleFlag（）

　　{

　　DWORD dwUserIdleFlag;

　　DWORD dwInBufSize;

　　DWORD dwReturnBytes;

　　BOOL bRet;

　　dwUserIdleFlag = 1;

　　dwInBufSize = sizeof（dwUserIdleFlag）;

　　bRet = KernelIoControl（IOCTL_EM9X60_USER_IDLE_WRITE，

　　（LPVOID）&dwUserIdleFlag，

　　dwInBufSize，

　　NULL，

　　0，

　　&dwReturnBytes）;

　　return bRet;

　　}

　　//

　　// 清用户空闲标志：退出空闲待机状态

　　//

　　BOOL ClearUserIdleFlag（）

　　{

　　DWORD dwUserIdleFlag;

　　DWORD dwInBufSize;

　　DWORD dwReturnBytes;

　　BOOL bRet;

　　dwUserIdleFlag = 0;

　　dwInBufSize = sizeof（dwUserIdleFlag）;

　　bRet = KernelIoControl（IOCTL_EM9X60_USER_IDLE_WRITE，

　　（LPVOID）&dwUserIdleFlag，

　　dwInBufSize，

　　NULL，

　　0，

　　&dwReturnBytes）;

　　return bRet;

　　}

　　应用程序可通过调用上述两个API实现进入或退出用户空闲状态，进入空闲状态后，用户程序可设定一定数量的Sleep（1000）循环，来确定系统处于空闲状态的时间。注意在空闲状态中，EM9160L的以太网接口被关闭。典型的进入空闲状态的应用程序流程如下：

　　BOOL dEventFlag = FALSE; // 外部中断事件标志

　　…。

　　// 关闭在空闲状态中不再使用的通讯接口，如串口等

　　…。

　　// 进入空闲状态

　　SetUserIdleFlag（）；

　　// 设置正常空闲状态50秒，每秒进行一次异常检查

　　for （i1 = 0; i1 《 50; i1++）

　　{

　　Sleep（1000）; // 也可用WaitForSingleObject阻塞等待外部事件

　　if（dEventFlag）

　　break;

　　}

　　// 退出空闲状态

　　ClearUserIdleFlag（）；

　　// 打开应用所需的通讯接口，如串口等

　　…。

　　上述流程还支持空闲状态的中途退出，这是因为系统在空闲状态下仍然可以正常响应外部硬件中断。一种典型的空闲状态中途退出应用是保持EM9160L的IRQ1中断线程，把GPRS模块的振铃信号RI#作为IRQ1中断输入信号。这样应用控制中心可在任意时间，通过拨号来唤醒基于EM9160L的野外设备，使其立即进入工作状态。

　　由于以太网接口单元通常都是嵌入式系统功耗最大的单元之一，因此在EM9160L的空闲状态中，其以太网接口单元被强制关闭。所以EM9160L不支持应用程序通过以太网中途退出空闲状态。当系统中空闲状态退出后，以太网需要4–6秒才能恢复支持工作状态，这包括了网络协商时间。

　　在进入空闲状态前关闭不需要的通讯端口，应不仅仅理解为关闭通讯端口，实际上任何耗电的单元，应用程序都应当把它们设置在省电的状态。如正常运行时常亮的LED，应设置成关闭或闪烁状态。

　　注意：50mA的空闲电流，是在EM9160L不带任何负载的情况下，进入空闲状态后测试的。