電源管理的目的是節(jié)能，基本的節(jié)能方法是使系統(tǒng)適時的進出休眠狀態(tài)。比如用戶按下On/Off按鈕，或者監(jiān)視用戶活動的定時器超時，或者應用呼叫api都可以使得系統(tǒng)休眠，用戶再次按下On/Off或者其他喚醒中斷將使得系統(tǒng)退出休眠。從而可見，電源管理模塊和用戶活動情況密不可分，電源管理是用戶活動所驅動的。 WinCE中處理用戶與系統(tǒng)交互的部分是GWES，所以早期電源管理工作是由GWES來實現(xiàn)。（ GWES:Graphics，Windows and Events Subsystem.圖形，窗口和事件子系統(tǒng)。主要負責圖形輸出和用戶交互）。 但GWES提供的電源管理模塊功能過于粗糙死板：所有子設備只能有On和Suspend狀態(tài)，應用程序無法得到任何狀態(tài)轉換通知，等等……直到WinCE4.0才引入了電源管理模塊用以替代GWES中的電源管理功能。（進一步的，為了方便電源管理模塊的集中管理，還需要關閉原來GWES對電源管理功能。方法是注冊表HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Power設置DisableGwesPowerOff=1來禁止GWES插手電源管理。系統(tǒng)是默認禁止的。此外，一些用戶活動情況仍舊依賴GWES獲得，設置注冊表HKLM\system\GWE下的ActivityEvent=PowerManager/ActivityTimer/UserActivity.從而告訴GWES，當鼠標，鍵盤，觸摸屏等輸入發(fā)生時候，GWES要SetEvent這個全局事件以通知電源管理模塊。）

　　新的電源管理模塊提供更完整和靈活的功能，系統(tǒng)電源可以自由靈活設定，子設備電源狀態(tài)可以單獨設定，應用可以獲得電源通知等等。

　?。巯到y(tǒng)電源］

　　OEM可以依據(jù)需要任意定義系統(tǒng)電源狀態(tài)，比如On，ScreenOff，UserIdle，SystemIdle，Suspend等。系統(tǒng)電源狀態(tài)更多的是代表系統(tǒng)電源的一種配置方案，它是各個子設備電源配置的集合。它設定一種可能出現(xiàn)的情景，并且事先擬定了此情景下電力分配策略（哪些子設備打開，哪些子設備關閉）。比如，也許On可以代表常規(guī)工作的情景，所有子設備打開的狀態(tài); ScreenOff可以代表LCD被用戶請求關閉的情景，LCD背燈電源被關閉的狀態(tài); UserIdle可以代表用戶一段時間沒有操作的情景，cpu/soc將進入low power的狀態(tài); Suspend可以代表設備空閑很久了可以掛起的情景，所有非必要供電的子設備電源關閉的狀態(tài);等等…系統(tǒng)的電源狀態(tài)的定義很靈活而且自由。 可以在注冊表定義系統(tǒng)電源狀態(tài)。比如：

　?。跦KEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Power\State\On］

　　“Default”=dword:0 ; D0

　　“Flags”=dword:10000 ; POWER_STATE_ON

　　上面定義了On狀態(tài)，F(xiàn)lags是附加的狀態(tài)信息（hints），對應pm.h中的宏定義POWER_STATE_ON.defaule表示在這個狀態(tài)下所有子設備的默認狀態(tài)。

　　電源管理模塊的重點之一是制訂系統(tǒng)電源管理策略，這包括定義系統(tǒng)電源狀態(tài)，決定狀態(tài)間轉換的條件。以默認的版本為例子：

　　On：用戶與系統(tǒng)交互時候的狀態(tài)。

　　UserIdle： 代表用戶停止輸入，但可能仍然在使用的情景，比如閱讀文件。

　　SystemIdle： 代表用戶停止使用設備，但處理器仍然工作的情景，比如，后臺文件傳輸。

　　Suspend： 代表休眠狀態(tài)。

　　用戶在使用時候，系統(tǒng)處于On狀態(tài)，用戶停止輸入，系統(tǒng)自動轉入UserIdle狀態(tài)，持續(xù)沒有輸入時間后，進入SystemIdle狀態(tài)，持續(xù)一段時間后，系統(tǒng)將自動進入Suspend狀態(tài)。應用程序也可以調(diào)用SetSystemPowerState（）來進行狀態(tài)切換。

　　在這個基礎上，根據(jù)自己的平臺特點，增加新的策略就基本可以滿足常規(guī)產(chǎn)品需要。

　　1. On/Off按鍵。 （A）。電源管理模塊已經(jīng)支持了電源按鍵功能，最直接的辦法可以在pdd中增加電源按鍵定義，按鍵io的初始化，檢測等等，（B）。從外部發(fā)送消息給電源管理模塊來通知按鍵事件。（C）。使用api直接轉換狀態(tài)。即不使用電源管理模塊提供的按鍵功能，直接調(diào)用SetSystemPowerState使得系統(tǒng)進入Suspend狀態(tài)。這是很常見的做法，我們設計一個電源按鍵的流驅動，檢測到按鍵時候，呼叫api將系統(tǒng)電源轉換到Suspend.

　　2. 加入背燈控制。比如在On狀態(tài)下打開請求顯示驅動打開背燈，在UserIdle和SystemIdle狀態(tài)下請求顯示驅動關閉背燈。

　?。墼O備電源］

　　支持電源管理的設備驅動的實現(xiàn)，存在有大量的例子。簡單介紹如下：

　　電源管理模塊并不直接實現(xiàn)對子設備的電源開關控制，子設備的電源控制是由各個設備驅動來控制的。電源管理模塊透過設備驅動的IOCTLs來請求設備控制自身電源。系統(tǒng)電源狀態(tài)是靈活自由設定的，而設備電源狀態(tài)是固定的，最多有5個：D0，D1，D2，D3，D4代表Full on，Low on， Standby， Sleep， Off這5個狀態(tài)。

　　不是所有的設備驅動都支持電源管理（至少，在電源管理出現(xiàn)前的早期的設備驅動不會支持）。電源管理模塊對設備驅動提出了一個規(guī)范和架構，滿足規(guī)范的驅動納入電源管理。對于流驅動控制的設備，要支持電源管理要滿足的條件，簡單來說有：1.聲明自己是支持電源管理的（Iclass值）.2.驅動中實現(xiàn)電源管理模塊所要求的IOCTLs.3.驅動加載時候要匯報所支持的電源狀態(tài)和相關特征.4.***_PowerDown和***_PowerUp接口接收系統(tǒng)休眠和喚醒通知。此外，設計驅動還應該了解：設備不一定具備所有5種狀態(tài)，但至少可以工作在D0;電源管理模塊可能會要求設備進入任何設備電源狀態(tài)，并不僅僅是設備所匯報自己支持的那幾個;如果被要求進入不支持的狀態(tài)，應該進入另一個它所支持的更高功耗的狀態(tài);當前狀態(tài)不需要重復設置;設備電源狀態(tài)不一定和系統(tǒng)的電源狀態(tài)同步。除了流驅動外，還有許多內(nèi)建驅動需要支持電源管理功能。簡單總結：1.顯示驅動通過ExtCode接口（SETPOWERMANAGEMENT命令，類似IOCTLs）來控制顯示驅動的電源，還控制背燈.2鍵盤驅動的接口KeybdDriverPowerHandler.3.觸摸屏是TouchPanelPowerHandler.4.內(nèi)建網(wǎng)絡miniport驅動是MiniportReset接口.5.PCMCIA驅動是PowerUp和PowerDown.還有打印機，紅外等一些內(nèi)建驅動。

　　［OAL對電源管理的支持］

　?。巯到y(tǒng)的 idle狀態(tài)］

　　當沒有線程準備運行時候，內(nèi)核就調(diào)用OEMIdle（）。這個函數(shù)在bsp中，可以由OEM來修改定制。一般我們在這個函數(shù)里面會要求cpu進入low power狀態(tài)節(jié)省電流消耗。一般的cpu/soc都提供了對應idle的睡眠模式。當中斷發(fā)生或者喚醒事件發(fā)生時候，要保證cpu快速離開idle狀態(tài)，返回運行狀態(tài)。

　　系統(tǒng)idle狀態(tài)和前面說的UserIdle狀態(tài)是不同概念，前者是cpu負荷情況驅動，代表系統(tǒng)空閑;后者是用戶活動驅動，代表用戶空閑。

　　一個OEMIdle（）的推薦流程：

　　根據(jù)dwReschedTime變量來計算下次喚醒時間

　　判斷sleep類型，假如需要，調(diào)整喚醒時間

　　Idle處理器和時鐘

　　中斷發(fā)生

　　判斷喚醒源

　　更新CurMSec， idle計數(shù)值。

　?。巯到y(tǒng)suspend狀態(tài)］

　　當用戶按下OFF按鈕或者應用調(diào)用api進入suspend狀態(tài)時候，內(nèi)核會調(diào)用OEMPowerOff（）函數(shù)。在OEMPowerOff（）函數(shù)里面實現(xiàn)系統(tǒng)掛起，并且系統(tǒng)喚醒后繼續(xù)從OEMPowerOff（）被掛起處執(zhí)行。 OEMPowerOff（）時候要進入睡眠模式，睡眠模式根據(jù)cpu芯片的sleep模式來選擇，要選擇最低功耗的模式。如果cpu芯片提供的最低功耗模式是PowerDown模式，處理工作比較復雜，因為喚醒后是從reset處開始執(zhí)行，要恢復掛起時候的環(huán)境，使得應用程序不知道自己被掛起過。一般按照這樣流程來處理：關屏，清framebuffer， 保存必須的寄存器到內(nèi)存， 設置io， 保存通用寄存器， 保存wakeup地址， 靜止中斷，清除cache， 使能喚醒源中斷， 設置sdram自刷新， cpu進入PowerDown. 喚醒后的流程相反即可。 對于PowerDown模式之外的其他模式，比如慢時鐘模式， 處理則簡單很多，最重要的是設置喚醒源（一般是任何中斷可喚醒）， sdram進入自刷新狀態(tài)。

　　［SDRAM的控制］

　　SDRAM的耗電比較大，一般是系統(tǒng)里面除了lcd背光外，sdram是最大的電力消耗設備。常見有mobile sdram和normal sdram這2種，mobile sdram相對于normal sdram增加了溫度補償自刷新，局部陣列自刷新，深度休眠特性，更加適合功耗限制設備，（但mobile sdram工作在更低電壓（1.8~2.5v），我想，對有些3.3v總線的cpu未必適合，因為總線會增加很多電平轉換的電路。）

　　在OEMPowerOff（）函數(shù)里面，保存好當前環(huán)境到sdram，然后使得sdram進入自刷新狀態(tài)，cpu就可以進入最低功耗的sleep模式。喚醒后需要退出自刷新狀態(tài)。

　　［應用層于電源管理］

　　電源管理模塊也提供了應用層接口，使得應用程序也可以參與到電源管理。

　　應用層可以通過SetSystemPowerState（）來設置系統(tǒng)電源狀態(tài)，可以通過SetDevicePower來設置子設備電源狀態(tài)，可以通過SetPowerRequirement通知電源管理模塊將子設備設置在特殊電源狀態(tài)下，不隨系統(tǒng)電源改變。此外，電源管理還提供了消息隊列，應用層還可以通過RequestPowerNotifications函數(shù)請求電源管理模塊發(fā)送相關消息（PBT_RESUME， PBT_POWERSTATUSCHANGE， PBT_TRANSITION， PBT_POWERINFOCHANGE）。

　　設計應用程序也許有幾點值得考慮：不要無謂占用cpu，盡可能快的讓出cpu.比如一個很小的動畫，哪怕只占1%的cpu也會導致一些系統(tǒng)無法進入低功耗。這里是2點建議：（1）當應用不在foreground時候，停止占用cpu.（2）用戶沒有和應用交互時候，停止應用對cpu的占用。另外一些應用也許是相反情況的，播放媒體文件時候，當開始播放時候，不希望自動進入suspend模式?？梢裕?）每隔一些時間就reset一次定時器。（2）或者設置所有定時器為0，停止電源管理（tcpmp就是這樣的）。

　?。垭娫垂芾淼南到y(tǒng)實現(xiàn)］

　　電源管理模塊實體是一個動態(tài)鏈接庫pm.dll來實現(xiàn)的?？梢栽趐b的catalog窗口中選擇電源管理組件添加到os中。如下圖，微軟提供了2個選擇（二選一）。第一個代表完整功能，所有api全功能實現(xiàn)，第二個代表空實現(xiàn)（形式上提供接口，但空函數(shù)）。

　　電源管理模塊的代碼結構是分層的，MDD PDD.MDD是抽象公共庫，不需要改動，PDD是平臺相關，主要改動都在PDD.針對平臺特性，微軟提供了2種類型PDD示例。一種是default，另外一種是pda版本的。默認的情況，使用的是default.如果要使用pda版本的，需要在系統(tǒng)中指定環(huán)境變量SYSGEN_PM_PDA. default和pda版本的主要區(qū)別：

　　default版本定義了4種狀態(tài)：On， UserIdle， SystemIdle， Suspend;

　　PDA版本定義了On， ScreenOff， Unattended， Resume， Suspend.

　　default版本的簡單描述：UserIdle狀態(tài)是描述用戶在使用但沒有操作，比如閱讀.SystemIdle狀態(tài)描述用戶停止使用，但系統(tǒng)仍然工作，比如文件傳輸。

　　PDA版本簡單描述：ScreenOff狀態(tài)描述用戶請求把屏幕背燈關閉。是用戶主動關閉的情況，區(qū)別于UserIdle，UserIdle是自動的.Unattended狀態(tài)表示后臺工作，用戶不會對其察覺的情景，比如ActiveSync每5分鐘喚醒系統(tǒng)同步，然后繼續(xù)suspend; Resume狀態(tài)描述喚醒后情景，比如喚醒后在指定時間內(nèi)決定轉到哪個狀態(tài)，否則繼續(xù)suspend.

　　［定制電源管理模塊的方法］

　　Pm.dll是由device.exe加載的，首先device.exe當然是必須的，在pb的catalog中檢查Device Manager組件，或者檢查SYSGEN_DEVICE變量。其次，仍舊應該選擇上圖的電源管理組件power management full.

　　方案一（推薦方案）：在bsp的驅動目錄中新建一個pm目錄，在這里完成電源管理模塊PDD部分的實現(xiàn)，并鏈接MDD最終生成一個pm.dll替代原來系統(tǒng)的pm.dll.

　　PDD參考微軟提供的代碼platform.cpp，主要修改是增加狀態(tài)轉換的動作執(zhí)行單元。

　　方案二：完全不修改電源管理部分，因為默認的PDD在狀態(tài)轉換時候雖然沒有動作，但是廣播了PBT_TRANSITION消息，可以截獲這個消息來進行狀態(tài)轉換。這樣作法不如方案一直接。如果是進程實現(xiàn)，還浪費一個寶貴進程資源。

　?。塾绊懴到y(tǒng)功耗各方面考慮］

　　1.系統(tǒng)時鐘周期

　　典型的WinCE系統(tǒng)時鐘周期是1ms，增加時鐘周期有助進一步降低設備功耗。在OEMInit（）àOALTimerInit（）修改系統(tǒng)時鐘。

　　2.可變系統(tǒng)時鐘節(jié)拍Variable Tick Scheduler

　　典型設計里wince每毫秒產(chǎn)生系統(tǒng)時鐘中斷，那么每隔1ms都會使得idle退出，如果發(fā)現(xiàn)沒有線程就緒時候繼續(xù)idle. 對有功耗限制的設計，可以考慮改變系統(tǒng)時鐘節(jié)拍后進入idle狀態(tài)。這樣在預期的時間段里，idle狀態(tài)不會被無謂的系統(tǒng)時鐘中斷喚醒。

　　3.LCD背燈的調(diào)節(jié)策略

　　早期的設計使用一個獨立的驅動來實現(xiàn)背燈的控制和調(diào)節(jié)策略。簡單介紹背燈驅動原理：背燈驅動啟動一個監(jiān)視工作線程，不停等待3個事件：

　　1. BackLightChangeEvent

　　2. PowerChangedEvent（供電電源發(fā)生變化，比如插手了AC電源，會獲得了這個事件）

　　3. PowerManager/ActivityTimer/UserActivity（用戶輸入事件）

　　從注冊表中讀取超時值，當超時事件發(fā)生，則將系統(tǒng)背燈關閉。背燈關閉期間，用戶重新活動時候，發(fā)生第3個事件，則打開背燈。注冊表的超時值決定了背燈工作時間。類同pc上設置屏幕保護時間。此外，背燈驅動也需要提供對系統(tǒng)電源狀態(tài)切換的支持.power down時候要關閉背燈，power up時候打開背燈。

　　電源管理模塊可以定義一種系統(tǒng)電源狀態(tài)來描述背燈關閉的情景（比如在UserIdle或者ScreenOff狀態(tài)時候關閉背燈，On狀態(tài)時候打開背燈）所以，背燈驅動可以被取消。

　　4.IO口的漏電流

　　空載IO避免設置成為輸入口，考慮懸空輸入導致門電路開關，造成電流消耗。負載IO依照情況設定，一般設置輸出低。

　　5.電池驅動

　　電池驅動最主要的功能是監(jiān)視系統(tǒng)電力。它提供了其他模塊和應用對系統(tǒng)電源狀態(tài)的查詢，查詢是AC，還是battary供電，查詢電池電量等.