论文部分内容阅读
随着电子产业的快速发展,使得移动多媒体设备已经逐渐成为人们日常生活中不可分割的一部分,与此同时也带来了许多的问题,其中最重要的之一就是移动设备的功耗。由于移动处理器运行速度的增加以及处理器所要处理任务的复杂性增大,由电池驱动的移动设备的使用时间已经成为制约其发展的一个非常重要的因素。针对这一情况,近年来,越来越多的研究人员开始致力于降低系统功耗的研究,以使系统在尽可能满足需求的同时还能有效的延长使用时间。在已有对动态功耗进行管理的研究当中,最主要的技术有两种:动态电源管理(DPM)技术和动态电压调节(DVS)技术。本文主要研究的对象是DVS技术。
DVS技术作为一种动态低功耗策略,其主要目的是在尽量节省系统能耗的同时并保证系统的服务质量,它主要针对的对象是实时系统。在本文中,主要针对多媒体应用设计一种任务内DVS策略--BG-DVS(Battery-Guarantee DVS)。该策略试图在使设备能耗最小化的同时满足多媒体应用时间特性的需求。BG-DVS策略将DVS技术集成到软实时系统的调度当中,通过监测多媒体应用运行时的CPU使用情况来预测其需求分布。该策略根据进程(或线程)的统计性能需求以及时钟周期需求的概率分布来给该进程或线程分配处理器时钟周期。BG-DVS策略包含三个主要组成部分:分析器,SRT调度策略和频率适配器。在分析器中,BG-DVS通过使用直方图技术对多媒体应用的需求分布进行在线分析。通过将SRT调度策略和DVS整合使得BG-DVS能够支持多个进程,为每个单独的进程计算其速度需求并根据当前进程的速度调度策略设置CPU速度。在频率适配过程中,主要可以分为两步:(1)预测时钟分配需求,(2)执行预测结果。
在仿真试验中,本文通过使用SimDVS仿真平台对Non-DVS、PACE以及BG-DVS进行仿真对比。仿真结果显示,当BG-DVS的截止时间错过率为0.05时,与没有使用DVS策略的情况相比,能耗节省了将近22.8%,而CPU时间利用率则提升了近29.4%。与PACE算法相比,能耗节省了超过4.2%,CPU的利用率则提高了将近13%。