嵌入式系統(tǒng)降低功耗的方法研究

更新事件列表算法代碼如下：

顯式資源需要對(duì)驅(qū)動(dòng)程序作一些修改，即在驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送執(zhí)行命令前和硬件完成服務(wù)并通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序告訴內(nèi)核設(shè)備就緒后這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)，插入一個(gè)NotifyEvent()函數(shù)調(diào)用。具體的代碼插入點(diǎn)根據(jù)不同類(lèi)型的設(shè)備和對(duì)服務(wù)開(kāi)始與結(jié)束的不同定義而不同。
根據(jù)觀測(cè)器得到的系統(tǒng)資源訪(fǎng)問(wèn)歷史記錄計(jì)算出優(yōu)化策略之后，控制模塊將在通過(guò)電源管理機(jī)發(fā)出控制命令給相應(yīng)的硬件完成服務(wù)，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序告訴內(nèi)核設(shè)備就緒后這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)插入一個(gè)NotifyEvent()函數(shù)調(diào)用。
(2)DVS策略
目前，嵌入式系統(tǒng)降低功耗多采用動(dòng)態(tài)電壓縮放技術(shù)Ⅲ，即系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)可以通過(guò)設(shè)置可編頻率寄存器控制處理器的工作頻率。實(shí)驗(yàn)觀察發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷具有明顯的非平穩(wěn)特性，短時(shí)間內(nèi)可能具有很高的執(zhí)行負(fù)荷，但絕大部分時(shí)間維持輕負(fù)荷狀態(tài)。DVS技術(shù)根據(jù)嵌入式系統(tǒng)這一特點(diǎn)，在系統(tǒng)負(fù)荷較重時(shí)將處理器設(shè)置為最高執(zhí)行速度，以保證系統(tǒng)的計(jì)算能力；而在系統(tǒng)負(fù)荷較輕時(shí)動(dòng)態(tài)降低處理器的工作頻率，以降低處理器的執(zhí)行功耗，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)計(jì)算性能與功耗的優(yōu)化控制，如圖 6所示。DVS的預(yù)測(cè)通過(guò)采用了基于時(shí)間間隔AVGn算法的cpu_dvs函數(shù)實(shí)現(xiàn)。該函數(shù)讀取CPU使用信息，按照AVGn算法來(lái)估算系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，并根據(jù)返回給cpu_scan函數(shù)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)具體的動(dòng)態(tài)電壓縮放。

AVGn算法分析了多種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的估計(jì)算法和平滑技術(shù)。其基本思想是采用指數(shù)平滑平均值方法，即預(yù)測(cè)即將到來(lái)的間隔的n個(gè)運(yùn)行百分比的加權(quán)平均值。但AVGn算法存在一個(gè)問(wèn)題就是，逐檔改變頻率導(dǎo)致系統(tǒng)不能及時(shí)地響應(yīng)負(fù)載變化，還需要大量深入細(xì)致的研究。
2．3 應(yīng)用程序?qū)?br /> 在基于微處理器、微控制器的系統(tǒng)中，軟件起到了引導(dǎo)硬件活動(dòng)的主導(dǎo)作用。也就是說(shuō)，軟件對(duì)系統(tǒng)的能量消耗有很大的影響。直到目前，還沒(méi)有有效且精確的方法可用來(lái)評(píng)估軟件設(shè)計(jì)對(duì)能量消耗所起的效應(yīng)。沒(méi)有能量評(píng)估，就無(wú)法對(duì)軟件進(jìn)行優(yōu)化進(jìn)而減少電能消耗。引起CPU電能消耗的眾多因素中，至少有2個(gè)受軟件的影響極大――存儲(chǔ)系統(tǒng)與系統(tǒng)總線(xiàn)。在嵌入式系統(tǒng)的低功耗軟件設(shè)計(jì)中，主要考慮這2個(gè)因素。

3 總 結(jié)
功耗已經(jīng)成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中優(yōu)先要考慮的問(wèn)題，隨著處理器速度越來(lái)越快，如何降低功耗已經(jīng)成為衡量嵌入式系統(tǒng)性能優(yōu)良的一個(gè)重要方面。因此，在低功耗嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮各部分具體的低功耗設(shè)計(jì)方法，同時(shí)也要充分發(fā)揮各抽象層的低功耗技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
本文介紹的低功耗嵌入式系統(tǒng)中仍有很多不足，有待進(jìn)一步探索：①DPM隨機(jī)決策模型和求解算法，并沒(méi)有解答最優(yōu)策略是否存在、若存在最優(yōu)策略具有什么特性等基本問(wèn)題，也沒(méi)能從理論上解釋“實(shí)踐中超時(shí)策略可以取得優(yōu)良節(jié)能效果”的原因。②本文的DVS策略采用與AVGn算法類(lèi)似的假設(shè)條件，在實(shí)際應(yīng)用中這些條件過(guò)于苛刻。如何將本文DVS策略的思想應(yīng)用到特定的非理想情況的嵌入式系統(tǒng)中，尚需進(jìn)一步研究。