随着嵌入式技术的飞速发展,虽然嵌入式芯片的功能变得功能日益全面和强大,但却越来越受制于发展速度相对缓慢得多的电池等供电技术。由于系统功耗的限制,嵌入式系统的持续工作时间、制造和运行成本、设备的封装体积、可靠性和使用寿命、以及高性能部件的使用,都受到极大影响。嵌入式系统功耗成了嵌入式系统设计中首要的制约因素之一。随着微电子技术的发展,不断涌现的硬件功耗控制新技术使得软件功耗管理技术成为了控制和优化系统功耗的重要手段,也是近年嵌入式系统研究的热点课题。本论文系统地对功耗管理的策略和管理构架进行了分析和研究,针对已有的问题和缺陷,完成了下面两个方面的工作。一种基于任务分解的动态电压频率调度算法传统的软件动态调压调频策略在调整电压频率的时候,大都忽略了一点即存储速度是系统性能的瓶颈,在预测系统性能的时候简单的认为系统性能和CPU频率成线性关系,这导致策略实际收效和预期相差甚大。针对这个缺陷,本文提出了一种基于任务分解的动态调压调频算法。该算法将系统运行的时间分割成多个等长时隔(Interval),在时隔末尾分析当前时隔系统的负载组成,计算负载和片外访存负载之间的关系,通过计算系统在当前运行时隔内对片外存储的依赖程度来更加准确的估计下一个时隔的CPU占用率。同时,文章还分析了系统的功耗,提出了计算不同CPU频率下系统功耗的方法。为了确保性能,该算法可以配合不同的性能保证策略来对CPU频率进行筛选。最后从满足性能的频点中选取功耗最小的做为下一个时隔的CPU频率。该算法保证在降低功耗的同时,将系统性能损失控制在可接受范围内。作者在基于Xscale的平台上验证了该算法,利用PMU部件实现了任务分解的计算和功耗调度策略,并给出了算法实验结果和分析。一种基于事件驱动的电源管理构架:本文分析研究了一个现有的电源管理框架,分析了其核心思想和实现,然后提出了一个由电源管理事件驱动的电源管理框架。该框架体现了机制与策略分离的思想,支持基于时隔的动态电压频率的调节,支持动态设备的电源管理,支持系统低功耗模式管理,同时还给电源管理策略提供了策略框架和运行机制,建立在该框架上的系统可以按具体需求定制电源管理策略,这样既使构架更灵活,也使策略开发人员能集中于策略本身。最后文章给出该框架在基于Xscale的PXA270平台上的实现。