基于軟實(shí)時(shí)任務(wù)的節(jié)能調(diào)度算法設(shè)計(jì)與研究

【摘要】：近年來,隨著軟實(shí)時(shí)技術(shù)的快速發(fā)展,以多媒體為主導(dǎo)的便攜式設(shè)備,如：智能手機(jī)、平板電腦、itouch等,在人們的生活中越來越變得重要。而各種新功能的需求以及芯片的發(fā)展,對以電池供電為主的便攜式設(shè)備提出了越來越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn),能耗的急劇變化,容易增加芯片的散熱負(fù)擔(dān),更會(huì)影響實(shí)時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性,因此,如何在既能有效地降低實(shí)時(shí)任務(wù)執(zhí)行時(shí)的能耗的同時(shí),又能保證其實(shí)時(shí)性穩(wěn)定在可接受的范圍之內(nèi),一直以來都是軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)所研究的重要課題。國內(nèi)外目前主要的節(jié)能調(diào)度算法均是以動(dòng)態(tài)電壓縮放(DVS)技術(shù)為核心的,并在不斷探索和改進(jìn)著。其基本原理均可表述為：在保證軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)整體實(shí)時(shí)性的前提下,有效的對任務(wù)的執(zhí)行速度做出調(diào)整,通過降低處理器的電壓／頻率(速度)來降低處理器的能耗。 本文首先介紹和分析了有關(guān)軟實(shí)時(shí)節(jié)能調(diào)度算法的研究現(xiàn)狀,討論了有關(guān)DVS技術(shù)的基本原理并引出能耗公式,分析了有關(guān)軟實(shí)時(shí)節(jié)能調(diào)度算法的相關(guān)的節(jié)能算法調(diào)度技術(shù),針對已有方法以及存在的不足,最后對基于離散系統(tǒng)的軟實(shí)時(shí)任務(wù)節(jié)能調(diào)度算法做了一定的研究,所完成的工作主要體現(xiàn)在以下方面： (1)許多文獻(xiàn)都證明,利用空閑時(shí)間回收算法可以有效的降低處理器能耗并保證較好的實(shí)時(shí)性,但是目前已有的文獻(xiàn)均是應(yīng)用在了連續(xù)系統(tǒng),本文針對如何應(yīng)用空閑時(shí)間回收算法在離散系統(tǒng),做了改進(jìn)性的研究。 (2)目前大多數(shù)的節(jié)能調(diào)度策略都是僅考慮單一的因素,例如：僅考慮處理器動(dòng)態(tài)功耗為主,而實(shí)際中需要考慮的因素其實(shí)還有很多,只有綜合性的考慮才更符合實(shí)際。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn),處理器在改變頻率(或者速度)時(shí),同樣承載著一定的額外功耗。本文在同時(shí)考慮此情況以及處理器動(dòng)態(tài)功耗的前提下,對節(jié)能調(diào)度算法做了一定的研究。 本文對所研究的內(nèi)容做了詳盡的理論分析以及大量是隨機(jī)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)仿真,仿真結(jié)果表明新提出的算法對能耗的優(yōu)化具有良好的效果,并保證了系統(tǒng)對實(shí)時(shí)性的需求。 【關(guān)鍵詞】：軟實(shí)時(shí) 能耗 節(jié)能調(diào)度算法
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP301.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外的研究狀況10-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容12
• 1.4 本文的組織框架12-14
• 第2章 軟實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度的基本方法14-22
• 2.1 動(dòng)態(tài)電壓縮放(DVS)技術(shù)原理14-16
• 2.2 軟實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度的基本概念16-21
• 2.2.1 軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)的新特性16-17
• 2.2.2 有關(guān)軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)的基本定義17-18
• 2.2.3 軟實(shí)時(shí)調(diào)度算法分析18-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第3章 基于離散系統(tǒng)的軟實(shí)時(shí)節(jié)能調(diào)度算法22-47
• 3.1 已有方法及存在的問題22-25
• 3.2 模型的設(shè)計(jì)25-26
• 3.3 調(diào)度算法的設(shè)計(jì)26-42
• 3.3.1 實(shí)時(shí)調(diào)度算法的總框架26-28
• 3.3.2 靜態(tài)調(diào)度算法設(shè)計(jì)28-35
• 3.3.3 動(dòng)態(tài)調(diào)度算法設(shè)計(jì)35-42
• 3.4 HSR-2-AEOUT算法實(shí)例演示與分析42-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 性能測試與分析47-55
• 4.1 靜態(tài)調(diào)度測試與分析48-49
• 4.2 動(dòng)態(tài)調(diào)度測試與分析49-51
• 4.3 HSR-2-AEOUT算法測試與分析51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 第5章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 總結(jié)55
• 5.2 展望55-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-60

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