基于动态电压调节的多核嵌入式实时系统的节能调度研究

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对于嵌入式系统来说,功耗是极其重要的问题,低功耗意味着更长的电池使用时间,更好的可靠性,以及更低的封装成本。而实时性则是另一关键问题,嵌入式系统往往处于实时的计算模式,如传感器网络,无人汽车,卫星系统等,亦可称之为嵌入式实时系统。如何采用调度技术降低嵌入式实时系统的能耗,同时保证实时任务的正常运行,成为嵌入式实时系统的重要研究课题。与此同时,随着多核处理器广泛运用于嵌入式实时系统,底层结构发生了变化,带来了新的研究热点。本文研究的就是如何将单核处理器上广泛应用的有效节能技术,如动态电压调整DVS技术,结合到多核嵌入式实时系统中,在保证实时任务顺利执行的前提下获得优秀的节能效率。。本文在研究有效的初始分割方法之后,将循环恢复EDF调度算法(Cycle-conseving)应用于多核嵌入式实时系统,归纳为DVS-CC算法。提出了一种实时节能调度算法:DVS-DA,DVS-DA算法考虑到:一般的静态分割调度算法,如DVS-CC初始分割之后,任务只在其分配好的核上执行,即使有其他核已经处于空闲的状态。这事实上造成了能耗上的浪费。DVS-DA将新进入的任务或者是下一作业到达的任务分配到负载最低的核中,以期使运行期间的各核的任务分配更为平衡,从而获得更好的节能效率。DVS-DS算法则针对对于漏电能耗进行了改进,通过尝试将低负载的处理单元转入休眠状态,达到更好的节能效率。模拟实验表明,两种算法都是有效的节能调度算法。
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