基于空間時(shí)間回收算法的實(shí)時(shí)系統(tǒng)低功耗的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著嵌入式便攜設(shè)備在計(jì)算和通信領(lǐng)域的快速發(fā)展,基于嵌入式系統(tǒng)的多媒體應(yīng)用廣受歡迎,但這些功能的實(shí)現(xiàn)需耗費(fèi)較高的能量。嵌入式便攜設(shè)備一般都依賴電池供電,有限的電池容量限制了設(shè)備性能的開(kāi)發(fā),因此嵌入式系統(tǒng)的低功耗研究勢(shì)在必行。
　　 目前研究中較為熱門(mén)的低功耗技術(shù)主要有動(dòng)態(tài)電壓調(diào)整(DVS)技術(shù),該技術(shù)同時(shí)降低處理器的電壓和頻率來(lái)降低功耗。DVS策略分為:任務(wù)內(nèi)和任務(wù)間DVS策略。任務(wù)間DVS策略是從系統(tǒng)級(jí)的角度宏觀地實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度和

2、能量配置,主要考慮如何在多任務(wù)之間切換處理器的頻率?；诳臻g時(shí)間回收的任務(wù)間DVS策略關(guān)鍵在于如何估算和分配空閑時(shí)間。根據(jù)空間時(shí)間回收方式的不同,本文改進(jìn)了空間時(shí)間回收算法和空間時(shí)間轉(zhuǎn)移算法。前者動(dòng)態(tài)地回收空閑時(shí)間以降低當(dāng)前任務(wù)的運(yùn)行速度,后者轉(zhuǎn)移未來(lái)任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間給當(dāng)前任務(wù)運(yùn)行以降低其速度。本文設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)方案分為三步:(1)靜態(tài)最優(yōu)調(diào)度,假設(shè)任務(wù)均以最壞情況執(zhí)行,計(jì)算系統(tǒng)靜態(tài)最優(yōu)速度作為各任務(wù)實(shí)例的默認(rèn)速度；(2)改進(jìn)空間時(shí)間回收算法

3、,根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況動(dòng)態(tài)地回收空間時(shí)間降低任務(wù)的運(yùn)行速度;(3)改進(jìn)空間時(shí)間轉(zhuǎn)移算法,預(yù)測(cè)任務(wù)的實(shí)際負(fù)載情況預(yù)先設(shè)置速度下限值,根據(jù)該值調(diào)整未來(lái)任務(wù)需轉(zhuǎn)移的運(yùn)行時(shí)間,并將當(dāng)前任務(wù)調(diào)整在合適的速度運(yùn)行。上述算法必須保證滿足截止時(shí)間的要求。
　　 為了驗(yàn)證算法性能,本文在仿真平臺(tái)上使用DVS策略模擬周期性實(shí)時(shí)任務(wù)的調(diào)度,其輸入包括任務(wù)集說(shuō)明和處理器特性參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)的空間時(shí)間回收算法在CC-EDF算法的基礎(chǔ)上能降低15％的功耗