文档介绍：东南大学
硕士学位论文
ARM架构下显示子系统低功耗策略的设计与实现
姓名:张超
申请学位级别:硕士
专业:微电子与固体电子学
指导教师:陆生礼
20070317
摘要用的软硬件平台,分析和建立了显示系统的控制和功耗模型。在模型的基础上,设计和实现了标准低功耗亮度补偿算法对比度增强算法对于大多数手持嵌入式设备来说,电池仍然是唯一的能量来源。因为电池的容量有限,所以低功耗设计是嵌入式系统设计的重要课题。彩色『壕烈云淞己玫纳ú时硐至Α⑽榷ǖ男阅芎徒低的成本,成为了嵌入式系统的标准显示设备。液晶显示系统主要由液晶屏、显存、控制器和背光光源构成,它们都是系统内重要的功耗来源。通常情况下,显示系统消耗的能量占整个系统功耗的百分之五十以上。因此,如何降低显示系统功耗,成为了嵌入式低功耗设计的重中之重。本课题的主要内容是研究如何在基于的嵌入式移动终端平台中实现显示系统的低功耗算法,课题以开发板为硬件平台,软件平台采用微软操作系统。本文首先介绍了液晶显示的相关原理和常见的显示系统低功耗技术,随后介绍了本课题研究使亮度补偿、对比度增强、炼炔钩ズ徒档退⑿侣仕惴ǎ⑼ü黾覮读写缓存,降低直方图采样频率等技术对算法性能进行了优化。算法控制模块根据不同的图像直方图特征,自动选择该场景下最合适的低功耗算法。最后,在不同的显示场景下,对各种算法的显示效果、性能和功耗降幅进行了测试。通过算法在各场景问的横向和纵向性能比较,分析各算法的特点和适用环境。本课题的难点和工作量主要在于低功耗算法的设计实现与性能优化。低功耗算法涉及图像处理工作,必将给系统带来大量额外的计算量,因此在设计中需要综合考虑和权衡图像的显示效果、系统实时性能和功耗降幅。经测试,在视频播放、%%,不过并没有影响系统主要功能的性能表现。关键词:
.ァ隺..琣琲珿,琩篨籛;.%,;...琲,,琁,猵瓼.Ⅱ
缝:幺至鲢期:塑夕刀期:门。勺.、‘东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:导师签名:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研并表示了谢意。究生院办理。
绪论课题研究背景≯刚氐色深并不好,现在市场上流行的显示器件千差万别,处理器平台之间也是差异很大,不可能为每一个硬用量的增加;而亮度补偿则会带来一定的图像失真。如何评估,权衡这些锝失是整个设计中的主要嵌入式系统是指以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应系统对功能、可靠性,成本,体积以及功耗严格要求的专用计算机系统【。像手机、⒒詈械染粲谇度胧产品,而像车载低场⑹鼗病⑼绫涞韧彩乔度胧较低晨凇俊6鳤微处理器以其出色的性能、低功耗和合理的价格。正逐渐成为嵌入式系统的主流产品。目前,采用际踔识产权核的微处理器,即我们通常所说的⒋砥鳎颊季萘籖⒋砥%以上的市场份额。处理器是基于逑到峁沟慕饩龇桨福且豢钊阅堋⒏咝价比、低功耗的处理器。它支持位的噶詈虳指令集,己使用在数字移动电话、个人数字助理和网络产品等场合在嵌入式系统的设计中,,电池仍然是唯一的能量来源。设计人员必须考虑每一个功耗细节以降低整机功耗,以尽可能地延长电池使用时间。在整个系统中,显示系统的功耗占到了整机功耗的百分之五十到六十⋯,并且图像显示是保证人机交互的必要条件,不能随便关闭。因此如何降低显示系统功耗,成了嵌入式系统低功耗设计的重中之重阴。降低显示子系统的功耗主要有以下几种方法浚炼炔钩ニ惴≯增强图像算法档退⑿侣剩跣≌伎毡修改组织结构,减少读写次数透射式悄壳霸谇度胧较低持杏τ米罟惴旱南允旧璞福颐且步ň性谡饫嗌璞的低功耗设计上。由于透射式的发光原理,背光功耗成了这类显示设备功耗的主要来源。根据资料显示,背光功耗占了整个狶设备功耗的百分之六十以上S行У慕档捅彻夤慕是显示系统功耗降低的关键。在现有的嵌入式系统上,基本是在系统进入空闲状态后才关闭背光,而在运行状态时,背光是始终