[发明专利]一种基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型

权利要求书

1.一种基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型，其特征在于建立该模型的步骤如下：

1)根据嵌入式系统的硬件组成，嵌入式软件能耗可分为处理器(MPU)能耗、存储器能耗、I/O控制器能耗(如数据总线、UART控制器、LCD控制器、网卡控制器等)和其它硬件单元产生的能耗，即：

E_software＝E_mpu+E_mem+E_io+E_other

其中，E_software表示嵌入式软件能耗，E_mpu表示处理器能耗，E_mem表示存储器能耗，E_io表示I/O控制器能耗，E_other表示嵌入式系统主板上其它硬件单元的能耗，此部分能耗在软件执行时能耗值一般较小，可忽略不计；

2)在步骤1)公式中的E_mpu按照如下公式进行计算：

Empu=Einstr+Einter=Σi=1i=nIi×Ni×Vmpufmpu+Σi=2i=nΔIi,i-1×Ni×Vmpufmpu]]>

其中，E_instr为指令能耗(Instruction Energy Consumption)，表示软件执行时单条二进制指令在MPU上产生的能耗，E_inter为指令对能耗(或指令间能耗，Inter-Instruction EnergyConsumption)，表示软件执行时相邻指令间相互影响在MPU上产生的额外能耗，I_i表示指令i执行时MPU平均电流，N_i为执行指令i所需的时钟周期数，V_mpu为MPU的工作电压，f_mpu为MPU的时钟频率，n为软件的指令总条数，ΔI_i，i-1表示指令i和前一条指令i-1形成的平均指令对电流；

3)在步骤2)公式中ΔI_i，i-1按照如下公式进行计算：

Δ_i，i-1＝I_meas-I_ever＝I_meas-(I_i×N_i+I_i-1×N_i-1)/(N_i+N_i-1)

其中，I_meas表示循环执行一对指令时测得的MPU平均电流值，I_ever表示一对指令的电流分权平均值，I_i和I_i-1分别是指令i和i-1的电流值，N_i和N_i-1分别是指令i和i-1在考虑流水线情况下运行所需的MPU时钟周期数；

4)在步骤1)公式中的E_mem按照如下公式进行计算：

Emem=Imem×Vmem×Nmemfmem]]>

其中，I_mem表示存储器在有数据访问时的平均电流值，V_mem表示存储器的工作电压，f_mem表示存储器的时钟频率，N_mem表示MPU访问存储器总的时钟周期数；

5)在步骤1)公式中的E_io按照如下公式进行计算：

E_io＝E_bus+E_uart+E_lcd+E_net

其中，E_bus表示总线能耗，E_uart表示UART控制器能耗，E_lcd表示LCD控制器能耗，E_net表示网卡控制器能耗。