[发明专利]CPU和IO设备低能耗调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式系统CPU和IO设备能耗管理技术领域，具体是适用于动态优先级系统的CPU和IO设备低能耗调度方法。

背景技术

嵌入式系统，例如手机、笔记本、IPad、无人机等，通常是采用电池供电，受体积和重量的限制，电池的容量是有限的，且电池的寿命也是有限的，因此，其只能消耗有限的能耗。

随着嵌入式系统功能的逐渐增多，处理器技术的快速发展，嵌入式系统的能耗问题越来越凸显。因此，能耗问题成为制约嵌入式系统市场竞争力的一个重要因素。动态电压调节(DVS)技术和动态功耗管理(DPM)技术是目前降低嵌入式系统能耗的常用技术。

嵌入式系统的能耗主要来自CPU、内存、LCD、硬盘等IO设备。目前针对嵌入式系统能耗的研究要么仅仅利用DVS技术降低CPU能耗；要么仅仅利用DPM技术降低IO设备能耗，很少有研究将这二者的能耗作为一个整体加以研究。针对现有研究存在的不足，提出适用于动态优先级系统的CPU和IO设备低能耗调度方法，该方法考虑资源受限周期任务设备能耗调度问题，利用DVS技术降低CPU能耗，且利用DPM技术降低设备能耗，有效地降低系统层次能耗。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种CPU和IO设备低能耗调度方法，该方法考虑资源受限周期任务设备能耗调度问题，利用DVS技术降低CPU能耗，且利用DPM技术降低设备能耗，适用于动态优先级系统。

本发明采用如下技术方案：

CPU和IO设备低能耗调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立资源受限周期任务设备能耗调度模型；

计算任务T_i执行的低速度S_L；

计算任务T_i执行的高速度

计算设备D_i的设备空闲时间I(D_i)；

利用最早截止期限优先策略和栈资源协议调度任务；

根据设备空闲时间I(D_i)降低设备能耗。

优选的，所述建立资源受限周期任务设备能耗调度模型，包括：

在单处理器系统中，考虑有n个资源受限周期任务的周期任务集T＝{T₁,T₂,...,T_n}；周期任务T_i用四元组(P(T_i),W(T_i),Dev(T_i),Rs(T_i))表示，P(T_i)是任务T_i的周期，W(T_i)是任务T_i的最坏情况下的执行时间，Dev(T_i)＝{D₁,D₂,...,D_m}是任务T_i执行时所用到的设备集合，Rs(T_i)＝{R₁,R₂,...,R_k}是T_i执行时所用到的非抢占的资源集合；非抢占的设备可以被认为是非抢占的资源；不同的任务其使用同一设备的时间不同；可抢占的设备是属于集合Dev(T_i)但不属于集合Rs(T_i)；将任务按照其周期进行非降序排列，即有P(T₁)≤P(T₂)≤...≤P(T_n)；任务T_i的第j个实例用T_i,j表示。

优选的，计算任务T_i执行的低速度S_L：

其中，P(T_i)是任务T_i的周期，W(T_i)是任务T_i的最坏情况下的执行时间，n为周期任务集T中周期任务的个数，i为整数。

优选的，计算任务T_i执行的高速度

且