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随着移动计算技术的发展,功耗问题已经成为制约嵌入式系统发展的重要因素之一。动态电压调节(DVS)技术是一种通过在线调节系统工作电压/频率的低功耗技术,在保证系统性能的同时达到降低系统能耗的目的。现有的基于电池模型的DVS策略(BRDVS)利用了电池放电特性,有效地提高了电能利用率,但还存在电池模型过于复杂,系统能耗模型粗糙等问题。针对上述不足,本文提出了一种基于电池抽象模型的BRDVS策略,主要研究内容如下:
(1)介绍了低功耗设计的基本理论和电池放电特性,为后续研究奠定基础。
(2)对电池状态转换模型进行了优化:将模型转换为直接与电池能量状态转换次数和任务指令条数相关的计算模型。
(3)分析了系统能量消耗过程并建立能耗模型,将系统能耗问题转化为时限约束条件下的能耗最优化问题并进行求解。
(4)设计并实现了BRDVS算法,然后从算法的正确性、有效性、复杂性三个角度对算法进行了验证。仿真结果表明:该策略与NBRDVS-Qfmin相比可节约11.7%的能量,与EBRDVS-Qfmax相比可节约能量达到26.7%;算法时间复杂度为:O(n2),空间复杂度为:O(n),该算法具有较高的运行效率。