嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)下的低功耗設(shè)計(jì).pdf

1、近幾年來，嵌入式的平臺正在得到快速而廣泛的應(yīng)用，特別是手機(jī)和手持設(shè)備要求實(shí)時(shí)嵌入式產(chǎn)品能夠提供更為強(qiáng)勁的計(jì)算能力，來滿足對無線通信、多媒體應(yīng)用的要求，然而高性能的代價(jià)就是高能耗，電池的使用時(shí)間已成為嵌入式設(shè)備的最主要局限。延長實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)電池使用時(shí)間已經(jīng)成為了實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)普遍關(guān)注的問題，操作系統(tǒng)中有效的低功耗技術(shù)即可以有效的達(dá)到這個(gè)目的。
　　 從系統(tǒng)級來看，動(dòng)態(tài)電源管理(DPM)和動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)被看作是減少處理

2、器能耗的關(guān)鍵技術(shù)，DPM模塊能減少空閑時(shí)態(tài)時(shí)的能耗，而DVS則在運(yùn)行時(shí)態(tài)通過動(dòng)態(tài)改變處理器的電壓和頻率來更有效率的減少能耗，
　　 本文首先論述功耗的產(chǎn)生機(jī)制、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的功耗分布情況、現(xiàn)有操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度算法、CPU性能對DVS算法性能的影響、現(xiàn)有各種DVS算法的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)、模擬和評估手段等。然后介紹了動(dòng)態(tài)電源管理，動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)的基本概念，及它們與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的關(guān)系，從而提出把DPM和DVS結(jié)合應(yīng)用于實(shí)時(shí)系統(tǒng)過程中，這兩

3、種技術(shù)的結(jié)合節(jié)省了更多的能耗。
　　 本文開發(fā)了一個(gè)策略框架的DPM系統(tǒng)，該DPM架構(gòu)可以通過從操作系統(tǒng)或者硬件設(shè)備處收集的信息對處理器進(jìn)行高效的電源管理，而其中的DVS算法，為了保證實(shí)時(shí)性，就需要與實(shí)時(shí)調(diào)度相整合，在此DPM框架基礎(chǔ)上，本文提出的基于周期保存的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)算法在操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)度和任務(wù)管理模塊的基礎(chǔ)上，通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)處理器頻率來減低功耗且滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性。
　　 通過將本文提出的DPM架構(gòu)和DVS算