本發(fā)明涉及移動(dòng)通信終端中的功率管理。

背景技術(shù)：
移動(dòng)終端正快速地從具有照相機(jī)的簡(jiǎn)單的電話演化為配有強(qiáng)大的處理器、大容量的存儲(chǔ)器、高分辨率的照相機(jī)、多個(gè)傳感器和較大專(zhuān)用觸控顯示器的強(qiáng)大的、多功能的設(shè)備。同時(shí)，移動(dòng)終端具有較小的形態(tài)因子，這給電池的大小和形狀增加了限制。即使當(dāng)前的移動(dòng)終端具有強(qiáng)大的電池，它們的同時(shí)運(yùn)行各種應(yīng)用（包括諸如在線游戲、流視頻和音頻的實(shí)時(shí)應(yīng)用）的能力，給移動(dòng)終端無(wú)需再充電即可保持可操作的時(shí)間量施加了相當(dāng)?shù)南拗啤＿^(guò)去，移動(dòng)電話的性能用在電池再次充電之間的“通話時(shí)間”和“待機(jī)”時(shí)間來(lái)測(cè)量，其中第一個(gè)測(cè)量指示移動(dòng)電話用于執(zhí)行呼叫時(shí)電池可為移動(dòng)電話提供功率的整個(gè)時(shí)間，而后者涉及電池可保持電池可操作的整個(gè)時(shí)間。目前引入了附加的性能參數(shù)以考慮每個(gè)應(yīng)用（例如，“互聯(lián)網(wǎng)使用時(shí)間”，“視頻重放時(shí)間”和“音頻重放時(shí)間”）在功率消耗中的差別。然而，如果同時(shí)使用多個(gè)應(yīng)用，電池功率可能會(huì)快速消耗，這使得難以預(yù)測(cè)移動(dòng)終端用完功率會(huì)有多快。如果電池功率低，用戶會(huì)通過(guò)避免或僅簡(jiǎn)短地使用特定的應(yīng)用以嘗試減小功率消耗。然而，對(duì)于許多應(yīng)用，用戶可能難以估計(jì)和控制移動(dòng)終端的功率消耗，并且一些應(yīng)用和服務(wù)會(huì)在后臺(tái)操作，這使得它們甚至對(duì)用戶是不可見(jiàn)的。在不知道電池中剩余的實(shí)際功率的情況下啟動(dòng)應(yīng)用，會(huì)造成移動(dòng)終端在沒(méi)有剩余太多功率的情況下啟動(dòng)耗電量大的應(yīng)用，從而快速用完剩余的功率，并使終端不可操作，直到它被再次充電為止。移動(dòng)終端利用高度集成的、低功率的芯片組。芯片組中（特別是在處理器中）的功率消耗，主要由供電電壓V、時(shí)鐘頻率f、門(mén)主動(dòng)切換部分α和泄露電流Il確定。處理器的整個(gè)功率消耗P是動(dòng)態(tài)功率項(xiàng)和靜態(tài)功率損失項(xiàng)的總和，并且通常模型為P=αCV2f+VIl，其中C表示邏輯門(mén)的電容負(fù)荷。在移動(dòng)終端中使用的處理器典型地具有非常低的靜態(tài)功率損耗。當(dāng)元件不使用時(shí)能夠關(guān)閉內(nèi)部模塊，可獲得大的節(jié)能?？蓪⑻幚砥髟O(shè)計(jì)為支持動(dòng)態(tài)頻率縮放，這為動(dòng)態(tài)功率項(xiàng)提供了線性縮小。如果供電電壓是動(dòng)態(tài)可調(diào)的，可獲得二次縮小。將其稱(chēng)為動(dòng)態(tài)電壓縮放（DVS），這是用于功率優(yōu)化的最早方法中的一個(gè)。以計(jì)算速度作為交換，較低的供電電壓典型地減小了最大可實(shí)現(xiàn)的時(shí)鐘頻率，從而可同時(shí)減小電壓和時(shí)鐘頻率以實(shí)現(xiàn)顯著的節(jié)能。移動(dòng)終端利用各種節(jié)能策略以限制功率消耗，例如休眠模式和定時(shí)器，其中如果顯示器在特定的時(shí)間段內(nèi)是非活動(dòng)的，則將顯示器切換為低強(qiáng)度模式。一些移動(dòng)終端會(huì)提供允許應(yīng)用調(diào)整用于低強(qiáng)度顯示的定時(shí)器的接口。移動(dòng)終端典型地使用電池電量狀態(tài)指示符和接收質(zhì)量指示符以給用戶提供剩余電量和無(wú)線連接質(zhì)量的信息，并且它們典型地結(jié)合各種休眠模式，其中當(dāng)在特定的、預(yù)先配置的周期中部分系統(tǒng)是不活動(dòng)的，則將部分系統(tǒng)關(guān)閉。諸如膝上型計(jì)算機(jī)和筆記本計(jì)算機(jī)的較大的移動(dòng)終端典型地具有當(dāng)功率低時(shí)警告用戶的功率管理功能。功率管理功能會(huì)采取步驟以節(jié)省數(shù)據(jù)，從而可實(shí)現(xiàn)正常的系統(tǒng)關(guān)機(jī)。功率管理功能還會(huì)關(guān)閉一些功能以在休眠模式中節(jié)省功率。功率管理功能典型地由操作系統(tǒng)提供。膝上型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)典型的是具有兩個(gè)附加功能的膝上型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)：無(wú)線連通性連通性和用戶控制的節(jié)能特征。移動(dòng)操作系統(tǒng)，特別是那些在多任務(wù)智能電話中所使用的，通常是從典型地出現(xiàn)在膝上型計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)中得到。操作系統(tǒng)使用任務(wù)調(diào)度以便將處理器（或多個(gè)處理器）的利用最大化。在該上下文中，我們定義任務(wù)為由操作系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度以執(zhí)行的最小單元。過(guò)程是在執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)指定工作的程序的實(shí)例。過(guò)程可包括能夠以任何串行和/或并行的順序執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)任務(wù)。在一些操作系統(tǒng)中，將任務(wù)實(shí)現(xiàn)為線程或輕量進(jìn)程。在多任務(wù)操作系統(tǒng)中，給任務(wù)分配用于調(diào)度的優(yōu)先級(jí)。一些任務(wù)可以是先占的，以容納具有更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。在多任務(wù)操作系統(tǒng)中任務(wù)調(diào)度的目標(biāo)是使處理器（或多個(gè)處理器）的利用最大化。為了實(shí)現(xiàn)不同的性能標(biāo)準(zhǔn)，在操作系統(tǒng)中已實(shí)施了多種調(diào)度算法。除了處理器利用，其它重要的標(biāo)準(zhǔn)包括公平、吞吐量、周轉(zhuǎn)時(shí)間、等待時(shí)間和響應(yīng)時(shí)間。在由電池供電的功率消耗是關(guān)鍵性的設(shè)備和計(jì)算機(jī)中，將功率消耗視為進(jìn)一步優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)是有益的。已經(jīng)提出了用于移動(dòng)終端的用于減小應(yīng)用的能量使用的功率感知算法。然而，仍存在對(duì)于實(shí)際的功率需求和遞送所需功率的實(shí)際能力的更多感知的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
在所描述的實(shí)施方式中，對(duì)在移動(dòng)終端中使用的任務(wù)調(diào)度算法進(jìn)行修改，以考慮應(yīng)用的實(shí)際功率消耗。這是通過(guò)使用諸如電池中剩余的功率、完成指定任務(wù)所需要的功率量、任務(wù)的關(guān)鍵性和終端位置的附加標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。從這樣的修改可得到的一些優(yōu)點(diǎn)，包括：使移動(dòng)終端能夠確定是否能夠保證利用剩余的電池功率運(yùn)行以完成由用戶啟動(dòng)的應(yīng)用，或者由設(shè)備發(fā)起的服務(wù)；保證移動(dòng)終端可按擴(kuò)展的時(shí)間段提供重要的功能，例如認(rèn)證、銀行業(yè)務(wù)、緊急警告、緊急呼叫、和特定的基于位置的服務(wù)，從而用戶可依靠移動(dòng)終端在需要時(shí)執(zhí)行這些關(guān)鍵的應(yīng)用；當(dāng)功率級(jí)別很低時(shí)，使網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用服務(wù)器能夠幫助減小移動(dòng)終端中的能量消耗；以及提供移動(dòng)終端的操作系統(tǒng)控制和管理終端的能量消耗的部件，從而提供更好的用戶體驗(yàn)，特別是當(dāng)執(zhí)行關(guān)鍵應(yīng)用和服務(wù)時(shí)；因此，在一個(gè)實(shí)施方式中，將移動(dòng)通信終端配置為支持多個(gè)應(yīng)用，其中通過(guò)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)任務(wù)來(lái)執(zhí)行每個(gè)應(yīng)用。響應(yīng)于來(lái)自應(yīng)用的調(diào)度請(qǐng)求，移動(dòng)終端中的操作系統(tǒng)獲得在至少一個(gè)任務(wù)的所要求的運(yùn)行時(shí)間（run-time）的電源條件的指示。操作系統(tǒng)獲得由任務(wù)在所要求的運(yùn)行時(shí)間的功率使用速率的預(yù)測(cè)，并從預(yù)測(cè)的功率使用速率，獲得完成任務(wù)所需要的能量總量的估計(jì)。操作系統(tǒng)對(duì)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度判定。調(diào)度判定包括從兩個(gè)或多個(gè)可替換的任務(wù)配置的組進(jìn)行選擇。根據(jù)將運(yùn)行時(shí)間電源條件與預(yù)測(cè)的任務(wù)的使用能量速率相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)以及完成任務(wù)所需要的全部能量的估計(jì)來(lái)進(jìn)行選擇。在另一實(shí)施方式中，移動(dòng)通信終端包括電池，與電池條件相關(guān)的信息源，被配置為響應(yīng)于來(lái)自應(yīng)用的調(diào)度任務(wù)的請(qǐng)求，從電池信息源獲得電池條件的指示的模塊，關(guān)于由與一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的任務(wù)的功率使用速率的信息源，被配置為從能量使用信息源獲得在任務(wù)的要求運(yùn)行時(shí)間處任務(wù)的能量使用速率的預(yù)測(cè)并且進(jìn)一步被配置為估計(jì)完成任務(wù)所需要的能量總量的模塊，以及配置為從用于任務(wù)的兩個(gè)或多個(gè)可替換的配置的組進(jìn)行選擇的任務(wù)調(diào)度模塊。根據(jù)將運(yùn)行時(shí)間電池條件與任務(wù)的預(yù)測(cè)的能量使用速率以及與完成任務(wù)需要的全部能量的估計(jì)進(jìn)行關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行對(duì)任務(wù)配置的選擇。在一些實(shí)施方式中，操作系統(tǒng)至少在任務(wù)是非關(guān)鍵的時(shí)獲得由任務(wù)在請(qǐng)求的運(yùn)行時(shí)間處的能量使用速率的預(yù)測(cè)，但是如果任務(wù)是關(guān)鍵的，基于預(yù)測(cè)速率的調(diào)度判定的特征不會(huì)被激活。也就是，操作系統(tǒng)為任務(wù)進(jìn)行調(diào)度判定。如果任務(wù)是非關(guān)鍵的，調(diào)度判定包括將運(yùn)行時(shí)間電源條件與任務(wù)的預(yù)測(cè)的能量使用速率相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)。然而，如果任務(wù)是關(guān)鍵的，不應(yīng)用這樣的標(biāo)準(zhǔn)。在另一實(shí)施方式中，響應(yīng)于來(lái)自應(yīng)用的調(diào)度請(qǐng)求，操作系統(tǒng)獲得電池在至少一個(gè)任務(wù)的要求的運(yùn)行時(shí)間處剩余的可用的放電容量的指示，獲得任務(wù)是否是關(guān)鍵的的指示，以及進(jìn)行或獲得任務(wù)的調(diào)度判定。進(jìn)行調(diào)度判定包括從任務(wù)的兩個(gè)或多個(gè)可替換的配置進(jìn)行選擇，其中所述任務(wù)包括導(dǎo)致任務(wù)不被允許的至少一個(gè)配置，和導(dǎo)致任務(wù)被執(zhí)行的至少一個(gè)配置。執(zhí)行選擇步驟，從而對(duì)于剩余有用的放電容量在指定范圍內(nèi)的指示，如果將任務(wù)被指示為關(guān)鍵的，可獲得導(dǎo)致執(zhí)行任務(wù)的配置，否則不可獲得。附圖說(shuō)明圖1是示例性無(wú)線通信系統(tǒng)的示意圖，其中在示例性無(wú)線通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)示例性功率感知管理方案的實(shí)施方式。圖2是示出示例性的基于終端的功率管理器的詳細(xì)架構(gòu)的示意性框圖。圖3是假定的電池的電池容量相對(duì)于時(shí)間的圖，其描述了在移動(dòng)終端中使用的典型電池的放電模式的通常形狀。具體地，該圖描述了當(dāng)幾種應(yīng)用啟動(dòng)和終止時(shí)典型的放電行為。圖4是根據(jù)示例性功率感知管理方案的實(shí)施方式的在移動(dòng)終端中功率系統(tǒng)的功能框圖。圖5是根據(jù)示例性功率感知管理方案的實(shí)施方式的應(yīng)用簡(jiǎn)檔和其環(huán)境的功能框圖。圖6是示例性功率感知任務(wù)監(jiān)控的流程圖。圖7是執(zhí)行功率感知任務(wù)調(diào)度的示例性架構(gòu)的功能框圖。圖8A是描述基于任務(wù)的功率閾值調(diào)度或準(zhǔn)許（admission）判定（decision）的高級(jí)流圖。圖8B是修改為包括與功率相關(guān)的數(shù)據(jù)字段的示例性過(guò)程控制塊的格式圖。圖9A和圖9B是在所描述的實(shí)施方式中，描述圖7的功率感知任務(wù)調(diào)度子系統(tǒng)700中的功能操作。更具體的：圖9A涉及圖7的準(zhǔn)許模塊710的操作，和圖9B涉及圖7的功率感知調(diào)度模塊760的操作。具體實(shí)施方式一些移動(dòng)終端結(jié)合具有節(jié)能特性的已知硬件元件，例如，將關(guān)鍵信息提供給硬件和移動(dòng)終端的操作系統(tǒng)（OS）的“智能”電池，具有可調(diào)節(jié)亮度的顯示器，具有節(jié)能特性的無(wú)線收發(fā)器。這些元件典型地由移動(dòng)終端的OS控制，并且這些元件中的一些對(duì)于用戶或用戶應(yīng)用是可獲得的?；贠S的功率管理架構(gòu)的基本目標(biāo)是執(zhí)行有效使用能量的策略，延長(zhǎng)電池的有效使用期限，并延長(zhǎng)在再充電之間的設(shè)備使用時(shí)間。用于有效的移動(dòng)終端功率管理的一個(gè)最重要的要求是感知電池的實(shí)際狀態(tài)。典型地，給移動(dòng)終端配有一套可再充電的電池?，F(xiàn)有機(jī)制促使系統(tǒng)和功率管理芯片及系統(tǒng)其它部分之間的通信。例如，在智能電池系統(tǒng)（SBS）標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的智能總線接口的優(yōu)勢(shì)會(huì)導(dǎo)致將其接受作為精確測(cè)量穩(wěn)態(tài)電池參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。智能電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括智能電池、系統(tǒng)管理總線接口、和智能充電器。術(shù)語(yǔ)“智能電池”涉及使用例如所有的電池模型收集、計(jì)算和預(yù)測(cè)電池參數(shù)、并通過(guò)軟件控制將計(jì)算的參數(shù)提供給主系統(tǒng)的微芯片電路。智能電池具有內(nèi)置接口以通過(guò)SMBus與充電器和主系統(tǒng)進(jìn)行通信。SMBus是用于在智能電池、主系統(tǒng)和智能充電器之間交換信息的二線式通信接口規(guī)范。智能充電器與智能電池進(jìn)行通信以獲取電池的當(dāng)前充電狀態(tài)，以便在充電時(shí)間上進(jìn)行更精確的控制。智能電池典型地提供描述電池狀態(tài)（特別是充電狀態(tài)（SoC）和健康狀態(tài)（SoH）參數(shù)）的幾個(gè)參數(shù)。SoC是測(cè)量為其整個(gè)容量百分比的電池當(dāng)前充電級(jí)別。SoH是相對(duì)于相同類(lèi)型的新電池，測(cè)量電池提供指定的輸出功率的能力。通過(guò)對(duì)SMBus接口功能的呼叫，主系統(tǒng)可獲得電池的模型、類(lèi)型、SoC、SoH、溫度和其它使用統(tǒng)計(jì)，例如充電/放電周期的數(shù)量、電池的壽命、功率用完的時(shí)間、和充電的時(shí)間。通過(guò)SMBus獲得的數(shù)據(jù)可用于開(kāi)發(fā)主系統(tǒng)中的功率管理應(yīng)用。需要說(shuō)明的是，SMBus接口是可在該上下文中使用的各種可能的接口中的一個(gè)。移動(dòng)操作系統(tǒng)中的功率管理包括OS側(cè)元件，以及可選擇的用戶側(cè)附加應(yīng)用。內(nèi)核側(cè)的功率管理實(shí)現(xiàn)典型地使用接口以讀取或測(cè)量電池充電狀態(tài)和其它電池相關(guān)的參數(shù)，并且它們典型地使用內(nèi)置功能以控制對(duì)各硬件子系統(tǒng)元件的供電。除了控制處理器（或多個(gè)處理器），操作系統(tǒng)控制各種硬件子系統(tǒng)的功率，例如液晶顯示器（LCD）、鍵盤(pán)、磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器模塊、通信模塊、傳感器、照相機(jī)、音頻設(shè)備等。為了監(jiān)測(cè)電池狀態(tài)，操作系統(tǒng)可執(zhí)行電池模型和放電簡(jiǎn)檔，并且其可利用SMBus接口以讀取電池參數(shù)。內(nèi)置的OS側(cè)功率管理功能典型地提供句柄，通過(guò)該句柄在電池狀態(tài)變化時(shí)通知設(shè)備驅(qū)動(dòng)器和應(yīng)用。除了電池狀態(tài)通知，設(shè)備驅(qū)動(dòng)器可設(shè)置定時(shí)器以確定何時(shí)切換到各種功率保護(hù)模式（例如，關(guān)閉、空閑、休眠、低功率或活動(dòng)模式）。在用戶側(cè)，可部署高級(jí)的附加應(yīng)用以通過(guò)由其它用戶面對(duì)的應(yīng)用和通過(guò)硬件子系統(tǒng)元件使用的功率為用戶提供控制。盡管由一些這樣的附加應(yīng)用提供的控制是完全人工的，但其它應(yīng)用提供基于簡(jiǎn)檔的調(diào)度，其中在該調(diào)度下，在用戶定義的簡(jiǎn)檔中指定的偶然性發(fā)生時(shí)，可打開(kāi)或關(guān)閉應(yīng)用。通過(guò)以對(duì)功率消耗敏感的方式定義應(yīng)用簡(jiǎn)檔，用戶可通過(guò)功率消耗間接提供一些終端控制?？蓪⑦@里描述的原則組成我們稱(chēng)為智能功率管理的方法。智能功率管理是將功率監(jiān)測(cè)和任務(wù)調(diào)度活動(dòng)至少集成到移動(dòng)終端中的功率感知任務(wù)管理方案。在一些實(shí)現(xiàn)中，其可以是還將功率監(jiān)測(cè)和任務(wù)調(diào)度活動(dòng)集成到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的綜合的、網(wǎng)絡(luò)方案。這樣的方案可替換現(xiàn)有的功率管理方案，或者可替換的，其可實(shí)現(xiàn)為在移動(dòng)操作系統(tǒng)中擴(kuò)展功率管理的補(bǔ)充方案。我們的方案的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是其不需要限制為具有嚴(yán)格最終期限的實(shí)時(shí)應(yīng)用。對(duì)于至少一些功率管理方案，這是一個(gè)明顯的限制，這是由于智能電話的任務(wù)不是循環(huán)的，它們也不是以周期間隔到達(dá)的。此外，由于多任務(wù)智能電話可作為主機(jī)容乃不同類(lèi)型的應(yīng)用，任務(wù)會(huì)具有不可預(yù)知的到達(dá)時(shí)間，并且對(duì)于一些應(yīng)用，會(huì)難以預(yù)測(cè)會(huì)話會(huì)持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間。例如，如果用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)玩視頻游戲或啟動(dòng)直播視頻流，會(huì)話會(huì)被延長(zhǎng)不可預(yù)知的時(shí)間周期。我們方案的另一優(yōu)勢(shì)在于當(dāng)用于優(yōu)化計(jì)算資源時(shí)，不需要將其限制為使用電池功率作為唯一的約束。實(shí)際上，希望智能電話中的任務(wù)調(diào)度不僅考慮電池功率，而且還考慮其它約束，例如無(wú)線電資源（可利用的帶寬）和工作的關(guān)鍵程度。還需要說(shuō)明的是，希望智能電話支持諸如緊急呼叫的生命關(guān)鍵的應(yīng)用，以及諸如銀行交易的服務(wù)。因此，移動(dòng)終端中的任務(wù)調(diào)度器會(huì)優(yōu)選地考慮這些限制。在移動(dòng)手持設(shè)備中，相比于其它硬件組件，無(wú)線電鏈路的硬件組件（無(wú)線調(diào)制解調(diào)器）典型地消耗更多的功率。為維持可靠鏈路而花費(fèi)的功率總量進(jìn)一步受到手持設(shè)備位置的影響。例如，相比于在小區(qū)塔直接附近的手持設(shè)備，遠(yuǎn)離小區(qū)塔的手持設(shè)備必定典型地使用更多的傳輸功率。此外，在漫游區(qū)域中的手持設(shè)備會(huì)通過(guò)頻繁地搜索信號(hào)以嘗試建立鏈路，并且這會(huì)導(dǎo)致較快地泄露功率。因此，手持設(shè)備的位置會(huì)影響應(yīng)用可能消耗的功率的量，并且因此影響這些任務(wù)的功率感知調(diào)度。從而，提供可考慮手持設(shè)備位置的調(diào)度算法是有益的。調(diào)度算法的另一有益的特點(diǎn)在于具有適于在不同種類(lèi)的電源之間切換的能力。從而，可典型地假定正在使用諸如電池的可耗盡電源，或者正在使用諸如充電器或墻壁電源插座的不可耗盡電源。然而，實(shí)際上，移動(dòng)終端經(jīng)常在電池和充電器或墻壁電源插座之間切換。希望任務(wù)調(diào)度算法識(shí)別出在電源之間的切換，并且因此調(diào)整其調(diào)度策略。值得注意的是，在這一點(diǎn)上，諸如微型發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池的新型能源的使用優(yōu)選的以功率感知的方式進(jìn)行管理，這是由于這樣的源例如會(huì)提供正好足夠的功率以進(jìn)行關(guān)鍵呼叫。調(diào)度算法的另一有益的特點(diǎn)是免于典型的假設(shè)，即每個(gè)任務(wù)會(huì)消耗恒定的和預(yù)先知道的電流量。至少在一些情況下，由于任務(wù)的持續(xù)時(shí)間是不可預(yù)測(cè)的，因此預(yù)測(cè)任務(wù)會(huì)消耗的整體電流是不可行的。典型的移動(dòng)操作系統(tǒng)會(huì)允許功率通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)器對(duì)各種硬件子系統(tǒng)進(jìn)行選擇性控制。由于任務(wù)幾乎不會(huì)在所有的時(shí)間使用所有的硬件系統(tǒng)，因此在任務(wù)的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程中，如果在不同點(diǎn)上重新計(jì)算實(shí)際消耗的功率是有益的。因此，任務(wù)調(diào)度算法將通過(guò)在每個(gè)調(diào)度階段過(guò)程中重新計(jì)算功率消耗，來(lái)考慮功率消耗的變化。因此，示例性的功率感知管理方案使用移動(dòng)終端中的功率感知任務(wù)管理器，其根據(jù)它們的功率需求來(lái)管理應(yīng)用。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，這種示例性方案還增強(qiáng)功率后備，也就是，從非關(guān)鍵應(yīng)用使用時(shí)扣留的放電容量的指定量，以確保關(guān)鍵服務(wù)的可適用性。基于網(wǎng)絡(luò)的和基于應(yīng)用的功率管理可用于幫助減小移動(dòng)終端中的功率消耗。相似的原則還可用于在剩余的放電容量低時(shí)推遲執(zhí)行非關(guān)鍵系統(tǒng)任務(wù)。可以理解的是，在這一點(diǎn)上，操作系統(tǒng)可將特定的系統(tǒng)任務(wù)（也就是，其操作受限于處理器的任務(wù)）視為“關(guān)鍵的”。然而，除非我們特別聲明，“關(guān)鍵性”在下面的討論中涉及用戶應(yīng)用，并不涉及系統(tǒng)任務(wù)。圖1是無(wú)線通信系統(tǒng)100的示意圖，其中在無(wú)線通信系統(tǒng)100中實(shí)施示例性功率感知管理方案的實(shí)施方式。在圖中，我們不僅在移動(dòng)終端中、而且在其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，包括了功率感知元件。在移動(dòng)終端外使用功率感知元件不應(yīng)被視為我們發(fā)明的基本元素，盡管在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中是有優(yōu)勢(shì)的。我們?cè)趫D1中包括了這樣的元件，并不用于進(jìn)行限制的目的，而僅是解釋我們方案的寬度和靈活性。如圖所示，移動(dòng)終端110包括電池電源120，基于終端的電源管理器（TPM）130，以及收發(fā)器單元140。接入節(jié)點(diǎn)150包括基于網(wǎng)絡(luò)的功率管理器（NPM）160和收發(fā)器單元170。此外在網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)用服務(wù)器180包括基于應(yīng)用的功率管理器（APM）190。應(yīng)用服務(wù)器180典型地可位于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)外側(cè)，但會(huì)與其進(jìn)行通信。NPM會(huì)與移動(dòng)終端中的TPM一致地工作以支持網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的功率感知調(diào)度活動(dòng)。在指示移動(dòng)終端內(nèi)的低電池電量時(shí)，APM會(huì)接管一些通常在移動(dòng)終端內(nèi)執(zhí)行的應(yīng)用處理。例如，對(duì)于計(jì)算量非常大的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這樣的策略可能是非常有用的。在這樣的情況下，通過(guò)將計(jì)算負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)實(shí)體來(lái)節(jié)省的功率會(huì)顯著地超過(guò)在移動(dòng)終端和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之間進(jìn)行通信時(shí)花費(fèi)的額外能量。在下面會(huì)看到，移動(dòng)終端中的示例性TPM模塊包括功率感知監(jiān)測(cè)模塊，以估計(jì)實(shí)際的電源能力。還包括功率感知任務(wù)調(diào)度器，用于估計(jì)每個(gè)任務(wù)所需要的功率消耗，并且從而，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行調(diào)度、監(jiān)測(cè)、掛起或停止來(lái)處理每個(gè)任務(wù)。示例性TPM模塊的詳細(xì)架構(gòu)在圖2的示意性框圖中描述。諸如在圖2中描述的TPM模塊優(yōu)選地是移動(dòng)終端的操作系統(tǒng)的一部分。圖2中的TPM模塊（在圖中標(biāo)記為功率感知任務(wù)管理系統(tǒng)），包括下列組件：電池功率監(jiān)測(cè)器210，根據(jù)電池的當(dāng)前健康狀態(tài)（SoH）和其充電級(jí)別計(jì)算電池205的提供執(zhí)行指定任務(wù)需要的估計(jì)功率的能力。監(jiān)測(cè)器210優(yōu)選地是智能功率監(jiān)測(cè)器，并且電池205優(yōu)選的是智能電池（如圖所示）。應(yīng)用簡(jiǎn)檔220，包括每個(gè)應(yīng)用或至少幾種應(yīng)用的簡(jiǎn)檔。應(yīng)用簡(jiǎn)檔中的數(shù)據(jù)例如可包括應(yīng)用類(lèi)型，其優(yōu)先級(jí)別，其典型的執(zhí)行時(shí)間，應(yīng)用的使用歷史，以及應(yīng)用的長(zhǎng)期使用模式。優(yōu)先級(jí)別例如可以是用戶指定的分類(lèi)，如“關(guān)鍵的（critical）”或“非關(guān)鍵的（non-critical）”。其它優(yōu)先級(jí)分類(lèi)可根據(jù)應(yīng)用的相對(duì)重要性定義兩個(gè)或多個(gè)不同級(jí)別的等級(jí)。將會(huì)看到的是，相比于“非關(guān)鍵的”任務(wù)和應(yīng)用，當(dāng)可利用的功率較低時(shí)，操作的選擇標(biāo)準(zhǔn)會(huì)傾向于“關(guān)鍵的”。相似地，應(yīng)用簡(jiǎn)檔會(huì)包括用戶配置的指示以?xún)?yōu)先（override）于至少一些功率感知的選擇標(biāo)準(zhǔn)。通信資源監(jiān)測(cè)器230，監(jiān)測(cè)通信鏈路狀態(tài)和相關(guān)的度量。功率感知任務(wù)監(jiān)測(cè)器240，監(jiān)測(cè)長(zhǎng)期運(yùn)行的應(yīng)用。任務(wù)監(jiān)測(cè)器240更新長(zhǎng)期運(yùn)行應(yīng)用的功率使用的測(cè)量，并且其計(jì)算由功率感知任務(wù)調(diào)度器（在下面描述的）使用的各種閾值參數(shù)。任務(wù)監(jiān)測(cè)器240還收集與應(yīng)用和它們的使用模式相關(guān)的統(tǒng)計(jì)。功率感知任務(wù)調(diào)度器250調(diào)度任務(wù)。根據(jù)完成任務(wù)所需要的估計(jì)功率、任務(wù)簡(jiǎn)檔、通信資源和其它所要求資源的可用性來(lái)調(diào)度每個(gè)任務(wù)。5個(gè)組件210-250例如會(huì)作為移動(dòng)操作系統(tǒng)中的軟件模塊運(yùn)行。功率感知任務(wù)監(jiān)測(cè)器和功率感知任務(wù)調(diào)度器可實(shí)現(xiàn)為對(duì)現(xiàn)有任務(wù)調(diào)度模塊的增強(qiáng)，或者實(shí)現(xiàn)為附加的調(diào)度模塊。電池功率監(jiān)測(cè)器可實(shí)現(xiàn)為利用例如從智能電池接收輸入并對(duì)其進(jìn)行處理的智能電池API的附加軟件模塊。如果沒(méi)有智能電池，那么合適的電池模型可優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為該模塊的一部分。通信資源監(jiān)測(cè)器模塊可實(shí)現(xiàn)為軟件模塊，該模塊會(huì)需要與通信硬件交互以獲得諸如信號(hào)強(qiáng)度、信道質(zhì)量和帶寬的輸入。該模塊可與GPS接收機(jī)或其它軟件模塊交互以獲得可用于確定無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的位置信息。應(yīng)用簡(jiǎn)檔模塊可實(shí)現(xiàn)為具有其自己的應(yīng)用簡(jiǎn)檔數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件模塊。這里討論的各種軟件模塊可全部運(yùn)行在例如形成移動(dòng)終端的計(jì)算核心的中央數(shù)字處理器上，或者與中央處理器聯(lián)合操作的輔助處理器上。數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備可用于存儲(chǔ)上述軟件模塊需要的數(shù)據(jù)，如下面討論的。監(jiān)測(cè)組件210-240可運(yùn)行為一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)過(guò)程。同樣，它們可在后臺(tái)運(yùn)行。它們會(huì)周期性地獲得相關(guān)參數(shù)，并將它們寫(xiě)入可由調(diào)度器250訪問(wèn)、并與在功率感知模塊的操作中使用的各個(gè)參數(shù)相關(guān)的存儲(chǔ)器位置中。下面詳細(xì)描述這5個(gè)組件210-250。電池功率監(jiān)測(cè)器跟蹤移動(dòng)終端的電池狀態(tài)，并幫助使電池壽命最大化。電池壽命最大化是移動(dòng)手持設(shè)備的重要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。也就是，電池在各個(gè)放電周期呈現(xiàn)非線性行為。非線性行為還可在整個(gè)電池生命周期中的存儲(chǔ)效率中觀察到。電池傾向于在每個(gè)后續(xù)的充電周期后遞送不太健壯的電量，這是由于不可逆的物理和化學(xué)變化。為了提供令人滿意的用戶體驗(yàn)，希望移動(dòng)操作系統(tǒng)在調(diào)度用戶應(yīng)用和服務(wù)時(shí)考慮...