嵌入式系统的动态功耗管理结构

近几年来功耗问题成为在嵌入式系统领域中普遍关注的热点问题。其中动态功耗管理便是一种重要的减少系统范围的能量的方式。在近年的处理机设计技术中引入了支持基于动态电压与频率缩放的功耗管理的系统,主要提出一种基于这种技术的动态功耗管理的层次体系结构,它是基于"策略"的一种抽象定义。最后文章还用一个实例说明该结构不但能很好地完成复杂系统的功耗管理功能,而且具有较好的可扩展性,并且可以大幅度地降低系统功耗。     

基于概率的自适应学习预测策略

动态电源管理技术降低系统功耗的主要办法是根据工作负载的变化动态地切换目标设备工作模式。针对自适应学习树模型的缺陷,提出基于概率的自适应学习预测策略,通过概率描述设备行为,能够提高预测正确率,从而达到系统功耗与性能之间的优化平衡。基于概率的自适应学习预测策略是一种集预测、控制、反馈为一体的预测策略。实验结果表明,该预测策略具有较好的稳定性,与其他预测策略相比可以进一步降低系统的功耗。     

SoC设计中的时钟低功耗技术

针对时钟网络在SoC芯片中的作用和时钟网络自身的特点,研究并实现3种时钟低功耗技术,包括在系统级采用动态时钟管理技术动态地关断和配置芯片内各模块的时钟,在逻辑综合时基于功耗优化工具Power Compiler插入门控时钟单元,在时钟树综合时以时钟树规模为目标进行低功耗时钟树综合。在音视频解码芯片的设计中采用以上3种技术,结果表明其功耗优化效果明显。     

高级动态电源管理在系统软件层的设计与实现

现在可移动嵌入式系统在飞速发展,而相应的电池技术发展速度却与之不符,这就使得电源管理成为了一个迫切需要解决的问题.动态电源管理(DPM)就是一种有效的系统级电源管理策略,它在恰当的时机选择性地切换设备状态,其目的是节省系统功耗以及系统响应延时.介绍了现有的几种DPM策略,如贪婪策略、超时策略、预判策略以及随机模型最优化策略等等,通过分析现有策略的优缺点,提出了一种系统级高级动态电源管理策略(ADPM),并在软件模拟环境中实现了ADPM策略和现有的其它几种DPM策略,并通过实验将几种策略进行比较,结果表明,ADPM在系统响应速度上要平均提高13%,在功耗节省上平均要提高16%,证明ADPM是一种有效的动态电源管理策略.     

WOLF-Linux系统上的脉冲式动态电源管理

动态电源管理(dynamic power management,DPM)是一种动态重构系统资源以提供适当系统处理能力和优化的系统功耗的设计方法,着眼于动态获得功耗和效率之间的平衡.动态电源管理结合津科WOLF-Linux系统采用的类纸显示单元的应用需求,产生了DPM结合APM的脉冲式动态电源管理方法.该方法目标是在对媒体阅读系统中实现阅读不耗电的目标.     

基于动态电压调节的低功耗视频解码技术研究

讨论在嵌入式系统中使用动态电压调节技术降低视频解码功耗。提出一种基于动态电压调节的低功耗解码技术。该方法采用移动平均法预测帧的解码时间,依据预测的结果动态地调节解码过程中微处理器的工作电压,降低能量消耗。实验结果表明,基于动态电压调节的视频解码器比常规解码器减少10%￣30%的能量消耗。     

一种面向异构并行系统的最大功耗管理方法

高功耗已成为制约高性能计算机发展的重要问题之一.近年来,大量研究关注于如何在满足系统功耗约束的条件下优化系统执行性能.然而,已有方法大都针对同构系统,未考虑异构处理器之间的功耗或速度差异,难以高效应用于基于加速器的异构系统.对当前异构并行系统执行模型进行了抽象,并提出了融合两级功耗控制机制的系统功耗管理框架,自顶向下依次为系统级功耗控制器和异构处理引擎功耗控制器.在异构处理引擎功耗控制中,针对类OpenMP 并行循环,首先分析了异构多处理器在满足功耗约束条件下达到性能最优的条件.基于该结果,给出了功耗受限的并行循环划分算法,该方法通过协调并行循环调度和动态电压频率调节技术以优化异构并行处理.在系统级功耗控制中,建立了异构处理引擎效能评估方法,以此作为功耗划分的依据,在兼顾并发应用公平性的同时,提高系统整体执行效能.最后,基于典型CPU-GPU 异构系统验证了方法的有效性.     

面向芯核设计的功耗层次化管理策略

在对现有的各种低功耗设计技术和动态功耗管理策略进行研究的基础上,提出了一种适合于面向芯核设计的层次化电路功耗层次化管理策略及其实现方法．通过让系统在处于空闲状态时迅速进入极低功耗模式的方法来降低功耗,不但能很好地完成复杂系统的功耗管理功能,而且具有较好的可扩展性．将此方法应用于一款数百万门级的片上系统设计中的实验结果表明,在对芯片面积和性能影响不大的情况下,在很大程度上实现了功耗管理,并大幅度地降低了系统功耗。     

低功耗射频微系统时钟动态切换方法

为满足射频微系统芯片的降低功耗要求,使国产射频微系统能够得到更为广泛的应用,提出了一种考虑低功耗的射频微系统时钟动态切换管理方法.考虑芯片功耗设计问题,利用局部位置的系统时钟的自适应动态切换,对芯片运行切入点进行了设计;基于数字时钟对射频微系统的处理加速单元进行晶振替换,并对芯片时钟进行动态自适应调整,降低了芯片运行功耗;仿真分析表明:相对于实测数据,所提方法在芯片运行功耗上具有更优异的表现.     

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.