基于Linux操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)頻技術(shù)研究.pdf

1、動(dòng)態(tài)調(diào)頻技術(shù)是計(jì)算機(jī)功耗領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，也是計(jì)算機(jī)功能模塊重要組成部分。動(dòng)態(tài)調(diào)頻技術(shù)在保證計(jì)算機(jī)處理能力的同時(shí)，有效降低了系統(tǒng)的功耗。本文以降低計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功耗為出發(fā)點(diǎn)，通過CPUFreq模塊，對(duì)Linux操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)頻技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本文首先論述Linux操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)頻技術(shù)的研究背景和意義，并對(duì)其國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行了研究。當(dāng)前Linux操作系統(tǒng)下CPU功耗獲取的方法，存在著計(jì)算復(fù)雜，操作繁瑣和計(jì)算不精確等一系列問題，針對(duì)這些

2、問題，在研究Linux操作系統(tǒng)電源管理機(jī)制的前提下，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款新的CPU功耗獲取軟件。該軟件通過獲取CPU運(yùn)行頻率與時(shí)間片信息，依據(jù)功耗計(jì)算模型，在軟件層面實(shí)現(xiàn)了Linux操作系統(tǒng)下某個(gè)時(shí)間段內(nèi)CPU功耗的精確獲取。相比于其他已知的CPU功耗獲取方法，該軟件不僅能夠準(zhǔn)確地獲取任何時(shí)間段內(nèi)的CPU功耗信息，而且操作簡(jiǎn)單，為低功耗研究提供了數(shù)據(jù)方面的支持。
　　在Linux操作系統(tǒng)中，系統(tǒng)負(fù)載信息是CPU頻率設(shè)置的唯一參數(shù)，而C

3、PU的運(yùn)行頻率與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功耗息息相關(guān)。為了更好地降低Linux操作系統(tǒng)的功耗，通過對(duì)影響Linux操作系統(tǒng)負(fù)載因素的研究，發(fā)現(xiàn)Linux操作系統(tǒng)負(fù)載的影響因素主要有兩個(gè)，即CPU利用率和系統(tǒng)可執(zhí)行進(jìn)程數(shù)。Linux操作系統(tǒng)自帶的ondemand動(dòng)態(tài)調(diào)頻策略中，系統(tǒng)負(fù)載的變化有一個(gè)緩沖過程，一段時(shí)間之后才能達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定負(fù)載。為了達(dá)到縮短系統(tǒng)負(fù)載過渡過程的目的，本文在對(duì)常見預(yù)測(cè)算法進(jìn)行的研究分析的基礎(chǔ)上，選擇二元線性回歸方程作為系統(tǒng)負(fù)

4、載的預(yù)測(cè)算法，并將其應(yīng)用到Linux操作系統(tǒng)下的CPUFreq模塊中。該方法通過獲取系統(tǒng)的CPU利用率和系統(tǒng)可執(zhí)行進(jìn)程數(shù)信息，以此作為二元線性回歸方程的兩個(gè)自變量，同時(shí)將系統(tǒng)的負(fù)載信息作為因變量。通過自變量對(duì)因變量進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以及時(shí)、準(zhǔn)確地獲得系統(tǒng)的負(fù)載信息。相比于Linux操作系統(tǒng)自帶的ondemand策略和康卿提出的單一自變量的AIBD預(yù)測(cè)算法，二元線性回歸預(yù)測(cè)算法可以實(shí)現(xiàn)Linux系統(tǒng)負(fù)載的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，同時(shí)可以及時(shí)設(shè)置系統(tǒng)的負(fù)載信息