嵌入式系统节能模型研究

发布时间：2020-08-04 22:03

【摘要】： 随着嵌入式计算技术的飞速发展，嵌入式系统的功能变得越来越强大，然而系统的功耗却成为嵌入式系统设计的主要制约因素之一。嵌入式系统的功耗可以在静态和动态两个技术范畴内来降低，随着系统功能增强和集成度的提高，静态技术已经不能完全满足系统对功耗的要求，最近的研究集中在动态低功耗的设计上，即动态电源管理(DPM)和动态电压调节(DVS)两种主流技术。 在完成本论文的过程中，主要做了如下工作： 1．分析了动态电源管理技术(DPM)的主要原理，研究了三种DPM策略：Time-out策略、预测策略和随机策略，并分析了这三种策略的存在的问题及其改进方向。 2．研究了动态电压调节技术(DVS)，分别研究了非实时DVS调度算法，和实时DVS调度算法。分类讨论了基于时间间隔的DVS调度和基于任务分析的DVS调度。研究了FLAT，PAST，PEAK，AVGn算法。比较了各算法的优缺点。 3．针对具有多种运行状态的可调节微处理器并且任务间带有网状优先级的嵌入式实时系统建立了精确的数学模型(RRDVS模型)，提出了带约束性最短截至期限优先且可回溯算法(RBEDF算法)来对任务集执行顺序排序。 4．针对多种运行状态的可调节微处理器的特性，提出了通过对任务集进行子集划分，把子集抽象成背包问题来确定任务的工作电压的方法。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP368.11
【图文】：

WaitforinteruPtWaitforwake一uPeVent图2一35如n岁以MsA·noo的不同工作模式能量转换图图中很明显可以看出，设备在不同的工作状态有不同的能耗，在工作状态和晰!!尸状态的能耗差距很大。如果不管CPU是否忙碌的话，都使CPU设置在睡眠状态的话，很显然这是一种能量的浪费。当各个系统设备当接到请求时，设备处于工作状态;而没有请求时，就进入了空闲状态。当设备进入空闲时，我们可以关闭设备，进入低耗能的休眠状态;而当设备再次接到请求后，设备被唤起。这就是所谓的电源管理的原理。2.2主要算法目前已经有很多的DPM统级动态电源管理策略分为型的策略。!策略l’x3]I61被提出，主要有以下几种:通常采用的系3类:(l)Time一out策略;(2)预测式的策略;(3)随机模

Timcout算法当中关键的是确定的Timcout值，Timcout必须起码大于某一特定的Idle区间的长度，Idle区间根据不同的设备特性而不同。简而言之就是其电能状态切换所能节约的电能能够补偿电能状态切换所耗费的额外电能。图2一显示了采用DPM策略时的系统能耗图。请 请 请求求图2一采用DPM策略时的系统能耗图从图中我们可以看出，系统在工作/休眠状态进行切换的时候，系统会有一定

浙江大学硕士学位论文第2章动态电源管理排队模型:排队模型将PMC(功耗可管理部件)提供服务抽象为一个排队系统。服务请求者向服务提供者提出服务请求，服务提供者则向系统提供服务。功耗管理器控制服务提供者的功耗模式(如图2一5所示).假设服务请求的间隔时间是相互独立，并且服从负指数分布，等待队列为先来先服务队列。服务提供者从队列中提取出服务申请者的服务请求，按照电源管理器发出的命令，并且按照先到先服务原则为其提供服务。排队模型将排队系统映射成离散的或连续的马尔可夫链，再通过马尔可夫模型进行求解。

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本文编号：2781141