[发明专利]一种基于三速度周期任务的降低系统能耗的方法

说明书

本发明涉及一种基于三速度周期任务的降低系统能耗的方法，计算周期任务T_x中前部分运行速度S_x.L下的执行时间c_x.L、中间部分的运行速度S_x.M下的执行时间c_x.M和后部分的运行速度S_x.H下的执行时间c_x.H，充分利用任务调度过程中产生的空闲时间，利用三速度策略执行任务，降低任务的运行速度，能够实现比现有的低能耗调度方法降低约29.63％的能耗，有效地降低系统能耗。对于用在便捷式设备的实时系统而言，由于这些设备的电池容量都是有限的，本发明的实施能够降低能耗，可以延长这些设备的使用时间，完善系统功能，同时减少电池更换周期，提高系统性能。同时，系统能耗的降低，处理器的发热量也会减低，这会提高系统可靠性，同时减少对系统散热和制冷的成本投入。

技术领域

本发明涉及嵌入式系统能耗管理技术领域，更具体地说，涉及一种基于三速度周期任务的降低系统能耗的方法。

背景技术

实时系统低能耗调度算法的研究起始于二十世纪九十年代，它结合了经典的实时调度理论与节能技术，在保证系统实时性的前提下，降低系统能耗；其中，动态电压调节(DVS)是目前常用的低能耗技术。

DVS技术根据系统的负载，动态改变处理器的工作电压或时钟频率，通常能够立方级地减少能耗，而实时任务的执行时间一般近似为线性的增加。因此，能耗就会近似得到平方级的减少。

低能耗调度算法能够降低系统能耗。其中，针对周期性任务，基于经典的最早截止期限优先(EDF)调度策略提出了回收高优先级任务空闲时间的DRA(dynamic reclaimalgorithm)算法；在此基础上，DSTRA(dynamic slack time reclaim algorithm)算法不仅可以回收高优先级任务的空闲时间，而且也可以回收低优先级任务的空闲时间。

但上述方法都基于系统速度是连续的这个假设，实际上处理器只能够提供有限个离散的速度，进而在相当的程度上造成系统能耗的过度消耗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于三速度周期任务的降低系统能耗的方法，在回收空闲时间的基础上，将运行速度更多的分散到相邻的低速度上，保证系统实时可靠的同时，有效地降低系统能耗。

本发明的技术方案如下：

一种基于三速度周期任务的降低系统能耗的方法，步骤如下：

1)建立周期任务模型，根据最早截止期限策略，计算周期任务T_i的离线速度S_off；

2)建立空闲时间管理队列α，计算周期任务产生的空闲时间Spare_Time；

3)计算周期任务T_x能耗最低的速度S_x；

4)根据处理器提供的离散速度，确定周期任务T_x的前部分的运行速度S_x.L、中间部分的运行速度S_x.M和后部分的运行速度S_x.H；

5)计算周期任务T_x中前部分运行速度S_x.L下的执行时间c_x.L、中间部分的运行速度S_x.M下的执行时间c_x.M和后部分的运行速度S_x.H下的执行时间c_x.H；