基于复杂度的嵌入式软件功耗模型

系统功耗是嵌入式系统的一个重要方面,功耗很大程度上取决于执行的软件。传统的底层指令级模型功耗分析方法虽然能比较准确地估算出嵌入式系统的功耗,但是这种方法所需要的时间过长。本文介绍一种高层嵌入式软件功耗分析估测方法,以对象函数所使用的算法的复杂度来对该函数构建功耗模型,从而根据此功耗模型能快速估算出该函数在各种输入情形下的功耗情况。     

基于复杂网络理论的内存访问功耗优化研究

近年来随着移动处理、嵌入式应用的大量涌现,以及通用微处理器工艺水平和主频的不断提升,双核乃至四核的出现,功耗日益成为设计者必须关心的问题,功耗问题也已成为制约处理器发展的一个重要瓶颈。制约着嵌入式设备广泛应用的障碍不再是处理器的速度、芯片的工艺,而是设备功耗,如何在相同电池能量的供给情况下工作时间最长,成为嵌入式领域备受国内外关注的研究方向。因此,嵌入式的功耗优化问题就成为嵌入式发展亟待解决的重要问题。提出用复杂网络理论来降低存储器访问的功耗。     

源程序级和算法级嵌入式软件功耗特性的分析与优化方法研究

嵌入式系统的功耗优化可以在硬件和软件的多个层次进行,随着微电子技术的不断发展,各种底层先进硬件功耗优化技术的出现和应用,使得高层软件方面的功耗管理和优化技术逐步成为控制计算机系统功耗的重要手段.文中首先在完成嵌入式软件功耗度量的基础上,在硬件微结构级和电路级分析了软件功耗的产生原因和构成因素.然后,在软件源程序级和算法级两个层次上,采取相应措施改善影响嵌人式软件功耗特性的关联特征,以降低软件功耗.最后,针对"八皇后"典型算法问题进行了仿真实验,经过源程序级、算法级和源程序级与算法级混合3种优化,系统功耗最大降幅可以达到93.2%,实验结果表明软件功耗优化方法对于降低系统功耗是可行的和有效的.     

基于GINI指数分类的嵌入式CPU功耗预测方法

文中提出了一种基于嵌入式系统CPU功耗预测并对其进行低功耗优化的方法.引入GINI指数的构建训练分类器,利用PowerTop工具对系统CPU进行监测,并以此作为训练数据集,将该分类器封装到系统中,对嵌入式系统的CPU频率、电压及所处的状态进行预测.通过仿真实验表明,该方法在系统负载较小的情况下,对嵌入式CPU功耗的优化的效果更好.     

一种增强的低功耗的嵌入式系统设计

嵌入式系统片上Cache功耗是微处理器的功耗的最主要部分.提出新的低功耗技术,将Filter Cache方法与Loop Table方法相结合,无需增加新的指令,不需要复杂的硬件结构,并可针对具体的应用程序对处理器系统结构进行定制.     

动态功耗管理算法在ucLinux中的研究和实现

嵌入式产品体积的缩小和更长使用时间的要求,使嵌入式系统对功耗管理的要求越来越高.给出了一种实时功耗管理算法,对其功耗管理效果进行了研究和分析.详细描述了ucLinux中的功耗管理机制,并结合嵌入式系统的特点,对其进行了研究和改进.以此基础,在ucLinux中实现了动态功耗管理算法,给出了具体的功能实现描述,并验证了其效果.结果表明,这种方法起到了较好的功耗管理效果,实现了对嵌入式系统外设有效的功耗管理.     

功耗分析仿真软件设计与实现

设计并自主开发一个功耗分析仿真软件,完成对硬件描述语言实现的密码算法IP核进行功耗仿真分析。用软件仿真功耗分析攻击,可以在嵌入式加密芯片的设计阶段评估设计方案和抗功耗分析攻击的性能,提高工作效率,降低开发时间和成本,具有很高的实用价值。该软件已经实现了几种常用密码算法及其改进后加密算法的一阶功耗分析和高阶功耗分析功能。经测试得到的仿真结果与理论分析出来的攻击结果相符合,实现了本软件的设计目标。     

嵌入式Linux的低功耗策略研究

功耗是嵌入式设备的一个十分重要的性能指标。在硬件设计和选型之后,功耗水平在极大程度上取决于软件的设计。鉴于Linux在嵌入式设备中的应用日益广泛。提出在嵌入式Linux下软件编写的几种策略。通过这些软件编写方式,能有效降低最终产品的功耗水平。     

基于随机决策模型的动态功耗管理策略研究

由于功耗的严格约束,现代嵌入式计算终端必须采用科学的动态功耗管理策略.文中在对计算机系统的动态功耗管理(Dynamic Power Management,DPM)模型深入研究的基础上,采用改进的DPM随机决策模型,从理论上证明了DPM最优策略是确定性马尔可夫策略,这为简化DPM控制算法提供了理论依据.在实例研究中,比较了空闲时间长度服从负指数分布与Pareto分布两种情况,发现经典的空闲时间长度服从负指数分布的假设与实际情况偏差很大.Pareto分布很好解释DPM超时策略在实际应用中可以取得优良节能效果这一现象.     

面向嵌入式系统的功耗管理硬件抽象层

由于缺乏面向嵌入式系统的功耗管理硬件标准接口，嵌入式操作系统在不同硬件平台上的功耗管理功能缺乏可移植性。该文针对嵌入式系统提出了一种功耗管理硬件抽象层模型，同时引入了抽象功耗可管理组件模型，为操作系统提供了统一的功耗状态转移函数。基于此抽象层，可屏蔽不同硬件结构的功耗管理细节，有效地提高嵌入式操作系统的可移植性。     

矿用低功耗Wi—Fi移动终端设计

采用低功耗的Cortex—MO内核处理器作为嵌入式开发平台的微处理器,设计了基于Wi—Fi技术的矿用移动终端。在软件设计上,根据应用和实时任务要求进行工作模式切换,在完成Wi—Fi数据传输功能的同时,有效地降低了终端的系统功耗。重点分析了Wi-Fi移动终端的软硬件设计思路,尤其是在降低功耗上采取的措施。最后,给出了终端传输功能和功耗的实际测试结果。     

嵌入式处理器微内核低功耗设计*

针对嵌入式处理器微内核的结构特点,结合32位微处理器"龙腾C1",提出了一种微内核的低功耗设计方法.在体系结构层次上,分别从微操作ROM、微堆栈和微操作编码几个不同角度出发,对嵌入式处理器的微内核进行了功耗优化设计.在几乎不影响速度和面积的前提下,微内核的功耗有19%的降低.     

基于路访问轨迹的指令高速缓存低功耗策略

现代嵌入式处理器中指令高速缓存的功耗十分显著,对此提出一种基于路访问轨迹的组相联指令高速缓存的低功耗策略,利用改进的指令高速缓存和转移目标缓存建立和维护运行时指令高速缓存的路访问轨迹来减少指令高速缓存命中检测及无关路访问.进一步提出了基于跨行访问前驱指针、转移前驱状态、转移前驱指针及转移目标索引的路访问轨迹信息维护策略用以降低信息重建的频度,从而更有效地利用已建立的路访问轨迹信息.实验结果表明:采用优化后的路访问轨迹策略的指令高速缓存的标志存储器访问和数据存储器访问分别降低到传统指令高速缓存的3.60％和27.70％.     

基于嵌入式软件算法级能耗问题研究

能耗已经成为嵌入式系统设计中一个重要的约束条件.嵌入式系统是典型的软件驱动执行系统,硬件的电路活动直接导致系统参数功耗,而软件中的指令执行和数据存取等操作底层的微处理、总线、Cache、存储器和I/O接口等硬件的活动都会间接的导致系统参数功耗.在现代“低碳经济”的背景下嵌入系统的功耗已经引起人们关注的一个重点.而软件设计早期对高层所作的功率耗评估和优化对整个系统的的能耗影响最为显著.本文通过构建算法级能耗估算模型,并通过实例采用神经网络算法、遗传算法等进行能耗求解,同时在求解过程中进行能耗分析.     

嵌入式系统低功耗的软件实现方案

在研究嵌入式系统软件功耗优化技术的基础之上,开发一个完整的基于μC/OS - Ⅱ的GSM终端系统.以降低该系统软件的功耗为目标,通过软件设置系统的低功耗模式,减小系统空闲时间的电量消耗.最后通过功率测量仪对优化前后的系统进行功耗测试.实验结果表明,低功耗模式比系统空闲状态下功耗下降50.86％左右.     

嵌入式系统动态电源管理算法研究

嵌入式系统的能耗问题已经成为嵌入式系统设计中的难点与热点。动态电源管理策略、内存管理机制、总线编码技术和硬件设计等方法被用来降低能耗。比较而言,动态电源 管理是最直接、最有效的方法。本文先从理论上分析了能耗问题的特点,然后研究了目前比较流行的几种动态电源管理算法,并对试验结果进行了比较和理论分析。     

基于Intel PXA250处理器工作状态的功耗仿真模型及分析

设计了一个基于Intel PXA250处理器工作状态的功耗仿真模型，并且对SimIt-ARM的指令集模拟器进行修改，使其模拟Intel PXA250处理器，然后，为其添加上功耗分析模块，均用C 实现，试验结果表明，该模型在分析嵌入式处理器的工作状态变换引起的功耗变化方面具有良好的效果．     

高精度超低功耗热量表的研发

通过建立热量表数学模型、选择热焓值法作为数据处理的算法，设计了基于MSP430微处理器的高精度热量表，并详细阐述了系统硬件中单片机MSP430、温度传感器和流量传感器的选择和应用；系统软件由六个模块组成。为了降低功耗，尽量缩短CPU的运行时间，利用MSP430的各工作模式，进行合理的切换和利用I／O口对模块供电进行控制。因此，设计出的热量表具有体积小、功耗低、精度高等特点。其支持USB通信方式，使用M-bus传送方式、并且实现了冷热设计重切换，为热量计量提供了新思路。     

VLSI低功耗设计方法的研究

针对近年来VLSI 功耗问题越来越被关注,尤其是在电池供电的便携式设备中CMOS 电路的功耗问题尤为重 要。本文对VLSI 的低功耗设计方法进行了研究,首先对VLSI 作了简介,其次分析了VLSI 的功耗来源,最后就如何实现VLSI 开关功耗的低功耗设计,着重讨论了几项技术。本文对电子行业从业人员有一定的积极意义。     

嵌入式系统的低功耗调度算法研究

嵌入式系统的低功耗调度算法是嵌入式低功耗技术研究的重要研究方向,文中研究了一种任务间存在依赖关系的嵌入式系统的低功耗调度算法,建立了该低功耗调度算法的数学模型,由于模型的求解复杂性,结合嵌入式系统低功耗调度流程,通过一种比较简单的分步式思想,方便地求解了该低功耗调度算法的数学模型;建立了一个有6个任务的有依赖关系的任务集,通过该调度算法,对该任务集进行了调度,调度后的算法与调度前的算法对比降低的该任务集的能耗;最后用VC编程语言编程仿真验证了该低功耗调度算法的低功耗特性.