基于負(fù)載預(yù)測(cè)的多媒體應(yīng)用的低功耗設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,使得移動(dòng)多媒體設(shè)備已經(jīng)逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢煞指畹囊徊糠?與此同時(shí)也帶來(lái)了許多的問(wèn)題,其中最重要的之一就是移動(dòng)設(shè)備的功耗。由于移動(dòng)處理器運(yùn)行速度的增加以及處理器所要處理任務(wù)的復(fù)雜性增大,由電池驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)設(shè)備的使用時(shí)間已經(jīng)成為制約其發(fā)展的一個(gè)非常重要的因素。針對(duì)這一情況,近年來(lái),越來(lái)越多的研究人員開(kāi)始致力于降低系統(tǒng)功耗的研究,以使系統(tǒng)在盡可能滿足需求的同時(shí)還能有效的延長(zhǎng)使用時(shí)間。在已有對(duì)動(dòng)態(tài)功耗進(jìn)行管理的研究當(dāng)

2、中,最主要的技術(shù)有兩種:動(dòng)態(tài)電源管理(DPM)技術(shù)和動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)技術(shù)。本文主要研究的對(duì)象是DVS技術(shù)。
　　 DVS技術(shù)作為一種動(dòng)態(tài)低功耗策略,其主要目的是在盡量節(jié)省系統(tǒng)能耗的同時(shí)并保證系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量,它主要針對(duì)的對(duì)象是實(shí)時(shí)系統(tǒng)。在本文中,主要針對(duì)多媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)一種任務(wù)內(nèi)DVS策略--BG-DVS(Battery-Guarantee DVS)。該策略試圖在使設(shè)備能耗最小化的同時(shí)滿足多媒體應(yīng)用時(shí)間特性的需求。BG-DVS

3、策略將DVS技術(shù)集成到軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)的調(diào)度當(dāng)中,通過(guò)監(jiān)測(cè)多媒體應(yīng)用運(yùn)行時(shí)的CPU使用情況來(lái)預(yù)測(cè)其需求分布。該策略根據(jù)進(jìn)程(或線程)的統(tǒng)計(jì)性能需求以及時(shí)鐘周期需求的概率分布來(lái)給該進(jìn)程或線程分配處理器時(shí)鐘周期。BG-DVS策略包含三個(gè)主要組成部分:分析器,SRT調(diào)度策略和頻率適配器。在分析器中,BG-DVS通過(guò)使用直方圖技術(shù)對(duì)多媒體應(yīng)用的需求分布進(jìn)行在線分析。通過(guò)將SRT調(diào)度策略和DVS整合使得BG-DVS能夠支持多個(gè)進(jìn)程,為每個(gè)單獨(dú)的進(jìn)程計(jì)算

4、其速度需求并根據(jù)當(dāng)前進(jìn)程的速度調(diào)度策略設(shè)置CPU速度。在頻率適配過(guò)程中,主要可以分為兩步:(1)預(yù)測(cè)時(shí)鐘分配需求,(2)執(zhí)行預(yù)測(cè)結(jié)果。
　　 在仿真試驗(yàn)中,本文通過(guò)使用SimDVS仿真平臺(tái)對(duì)Non-DVS、PACE以及BG-DVS進(jìn)行仿真對(duì)比。仿真結(jié)果顯示,當(dāng)BG-DVS的截止時(shí)間錯(cuò)過(guò)率為0.05時(shí),與沒(méi)有使用DVS策略的情況相比,能耗節(jié)省了將近22.8％,而CPU時(shí)間利用率則提升了近29.4％。與PACE算法相比,能耗節(jié)省了超