本文基于电池放电特性,提出一种自适应超时动态电源管理策略BUCBAT。该策略充分利用电池的放电特性,使得自适应超时动态电源管理策略从原来单纯对工作负载进行自适应扩展到了对系统电压源的自适应,拓展了DPM策略中自适应对象的范畴。实验结果表明,本文所提出的BUCBAT动态电源管理策略在兼顾系统QoS性能的同时,能够在很大程度上延长系统的可持续使用时间。将工作负载和系统电压源的自适应超时策略结合起来进行动态电源管理有待于进一步研究,这也是今后工作的重点之一。 系统级DPM功耗管理策略可分为三类:超时策略、预测策略和随机策略。DPM策略的节能效果与设计者对功耗可管理器件PMC的负载特性的认识程度密切相关,然而在实际应用中PMC负载的特性有时候很难预知。本文结合电池的放电特性针对应用最广泛的超时策略进行改进,提出一种基于电池放电特性的自适应TimeOut动态电源管理策略BUCBAT。收支平衡点TBE的意义是只有当功耗可管理器件处于空闲状态的时间大于该时间时,将PMC从Running状态转为Sleeping状态才能节省能量。人们通常关心电池的输出电压和容量,理想电池模型的输出电压是一个常数,当电池放电完毕之后,输出电压骤降为零。然而实际的电池放电过程与理想电池模型有很大的区别。 由于电池在放电的过程中,电池内阻会逐渐增大,因而输出电压逐渐减小;当电压减小到某个阙值后,就认为该电池放电完全。电池的容量与放电电流密切相关,放电电流越大,电池存储的化学能转化为电能的效率越低。也就是说,放电电流越大,电池的容量越小。电池具有恢复效应,当电池处于间断性放电时,电池的电能会有某种程度上的恢复,并且电压呈现波动性,放电电压下降慢,放电时间较长。使用电池的过程中应该注意到电池电压下降给系统带来的影响;避免使电池处于过大电流放电状态,以保证电池的放电效率不会太低;使用多块电池轮流放电,使每块电池处于间断放电状态,充分利用电池的恢复效应。 自适应TimeOut策略就是根据系统中某些参量动态调整超时阙值Tfix。因为电池在放电过程中电压逐渐下降,为了延长电池的放电时间,希望系统能够更快进入休眠状态,从而节省更多能量来延长电池的使用寿命,所以应尽可能减小Tfix值。另一方面,频繁进入休眠状态,会给系统的性能带来一定的影响。当系统处于休眠状态而响应某个到来的任务请求时,系统需要先从休眠态返回到工作状态,然后再去响应请求,这样系统的实时响应性能会受到影响。根据电池放电电压动态调整Tfix的大小,以求得功耗和性能在某种程度上的折衷。 越来越多的嵌入式系统利用电池供电,但是电池容量在最近几十年中的增长速度已经严重滞后于数字集成电路运算功耗的增长速度。因此,在系统中采用合适的动态电源管理DPM策略就显得尤为重要。
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