嵌入式实时系统的节能式任务管理

【摘要】： 随着嵌入式技术的发展,大量嵌入式设备不断涌现,嵌入式系统已渗透于我们日常生活的各个角落。而这些应用大多同时对系统有较高的实时性的要求。嵌入式实时操作系统作为嵌入式实时系统研制开发的核心软件,它的发展需要面临着各种复杂而苛刻的约束条件的挑战。而其中,能耗与性能的矛盾是嵌入式实时系统所面临的重要问题之一。 随着硬件技术的发展,动态电压调整和动态电源管理技术的出现使得从软件的角度解决嵌入式系统的能耗问题变得可能。但这种以牺牲系统性能为代价的节能技术在实时应用领域暴露出其局限性的一面。嵌入式实时系统的节能式任务管理同时以满足任务实时性和降低系统能耗为目的,对嵌入式实时操作系统的发展有着很大的意义。 ARTs-OS是由华祥软件研究开发中心研制开发的一个嵌入式实时操作系统。针对嵌入式实时系统中的能耗问题,ARTs-OS自主设计并实现了其基于动态电源管理和动态电压调整技术的实时动态能耗管理子系统。 ARTs-OS的实时动态能耗管理子系统(DEM)分为基于任务管理的动态能耗管理(DEM-TM)和基于设备的动态能耗管理(DEM-DEV)两个模块。DEM-TM和ARTs-OS的任务管理子系统相结合,通过对系统负载和任务实时性要求的分析,动态的改变处理器工作的电压/模式。DEM-DEV则和ARTs-OS的设备管理子系统一起,利用设备具有不同工作模式的特性,通过对设备使用情况的监视和分析,动态的改变设备的工作模式。 ARTs-OS的实时动态能耗管理子系统为ARTs-OS取得了显著的节能效果。 【关键词】：嵌入式实时系统 动态能耗管理 动态电压调整 动态电源管理
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP316.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 嵌入式实时操作系统介绍8-9
• 1.2 嵌入式系统所面临的能耗问题9-11
• 1.3 嵌入式实时操作系统的任务管理11-12
• 1.4 本文研究的主要内容12-13
• 2 基于实时调度策略的动态电压调整技术13-25
• 2.1 实时操作系统的调度策略13-16
• 2.2 实时电压调整技术分析16-17
• 2.3 基于静态表驱动的静态能量优化策略17-23
• 2.4 小结23-25
• 3 ARTS-OS 的实时动态能耗管理设计25-39
• 3.1 ARTS-OS 的系统结构25-27
• 3.2 ARTS-OS 的任务管理27-33
• 3.3 基于任务管理的动态能耗管理33-35
• 3.4 ARTS-OS 的设备管理35-37
• 3.5 基于设备管理的动态能耗管理37-39
• 4 ARTS-OS 的实时动态能耗管理实现39-52
• 4.1 ARTS-OS 的硬件平台39-40
• 4.2 53C4480X 的电源管理特性40-43
• 4.3 ARTS-OS 的基于任务管理的动态能耗管理模块实现43-47
• 4.4 ARTS-OS 的基于设备管理的动态能耗管理模块实现47-50
• 4.5 小结50-52
• 5 结束语52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-59
• 附录1 攻读学位期间已录用论文目录59

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