基于DRT模型的实时系统能耗优化研究

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随着信息技术的飞速发展,实时系统已经被广泛地应用到各个领域。然而,系统性能的不断提升,也随之带来了不可忽视的能耗问题。低能耗是衡量实时系统优良程度的一项重要指标。由于发展缓慢的电池技术与不断提高的性能需求之间的矛盾日益突出、系统封装和冷却成本的不断增加、过高的温度对实时系统可靠性和稳定性造成的不良影响,以及倡导低碳环保理念的时代主题,实时系统的能耗优化成为了当前亟需解决的问题。另一方面,在实时调度中,为了解决任务截止时间与高效利用系统资源的矛盾,通常建立任务模型,调整执行时间的参数来解决这个问题。相对于其它任务模型而言,最.新提出的任务模型——有向图实时任务模型(The Digraph Real-Time Task Model,DRT)具有既可以兼顾任务的高表达性即描述任务种类的多样性,又可以保证任务分析的高效性的优点,已在实时系统研究领域发挥重要作用。本文根据上述实时系统存在的能耗问题,结合DRT模型的优点,提出了一种基于DRT模型的实时系统能耗优化算法。该算法的核心思想是找到实时任务内各个作业的执行时间所能提高的最大值,使得其对应的需求界限函数尽可能接近给定的目标需求界限函数,在降低频率提高执行时间的同时,保证任务的可调度性,降低系统能耗。本文假设各个实时任务之间具有优先级,优先级按照单位执行时间的增加所降低的能耗由高到低排列。本文使用动态电压调节技术,建立了更接近于实际系统的频率离散可调的处理器模型和与之对应的离散型能耗模型。论文的最后,针对本文提出的算法,通过大量的对比实验,对实验结果进行分析,验证了本算法的可行性与高效性。
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