[发明专利]一种最低利用率空闲时间分配低能耗方法

说明书

本发明公开了一种最低利用率空闲时间分配低能耗方法，包括：计算每个周期任务的利用率，找出利用率最低的周期任务；利用相对截止期限，计算出周期任务集的离线速度S_O；根据周期任务的绝对截止期限，确定周期任务的优先级；回收周期任务提早完成产生的空闲时间，将空闲时间分配给利用率最低的周期任务；确定利用率最低周期任务的运行速度S，其它周期任务以周期任务集的离线速度S_O执行；利用动态功耗管理技术，将处理器切换到低功耗状态以降低能耗；本发明方法能够有效地降低系统能耗。

技术领域

本发明涉及嵌入式实时系统能耗管理技术领域，具体是一种最低利用率空闲时间分配低能耗方法。

背景技术

实时系统根据任务的时限性划分为硬实时系统和软实时系统。硬实时系统要求任务不能错过其截止期限，否则会带来不可预料的后果，甚至会引发严重的灾难，比如飞机自动驾驶系统。软实时系统允许任务偶尔错过截止期限，不会带来严重的后果，可能会降低用户的体验，比如多媒体播放系统。目前大多数便携式设备如：手机、笔记本电脑、无人机等都搭载实时系统，由于重量与体积的限制，这些便携式设备往往采用电池供电，所以导致这些设备的续航时间有限。所以能耗对于这些便携式设备尤其重要，低能耗可以提高电池的使用寿命，延长其续航时间，还有助于降低成本。

硬实时系统按照任务的释放时间可以将任务划分为周期任务，非周期任务。周期任务实例的释放时间是固定的常数，而非周期任务是偶发的。现有针对周期任务低功耗调度算法都采取贪婪策略分配空闲时间，导致算法的计算开销大，且处理器速度切换频繁，节能效果不理想。

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，提出一种最低利用率空闲时间分配低能耗方法，该方法将空闲时间分配给利用率最低的周期任务，有效地降低系统能耗。

本发明采用如下技术方案：

一种最低利用率空闲时间分配低能耗方法，其特征在于，包括如下：

1)计算每个周期任务的利用率，找出利用率最低的周期任务；

2)利用相对截止期限，计算出周期任务集的离线速度S_O，周期任务集由若干个周期任务组成；

3)根据周期任务的绝对截止期限，确定周期任务的优先级；

4)回收周期任务提早完成产生的空闲时间，将空闲时间分配给利用率最低的周期任务；

5)确定利用率最低周期任务的运行速度S，其他周期任务以周期任务集的离线速度S_O执行；

6)利用动态功耗管理技术，将处理器切换到低功耗状态以降低能耗。

所述计算每个周期任务的利用率，找出利用率最低的周期任务；包括：

周期任务T_i由三元组(e_i,p_i,d_i)表示，其中1≤i≤n,i为整数，e_i是周期任务T_i的最坏情况下执行时间，p_i是周期任务T_i的周期，d_i是周期任务T_i的相对截止期限；周期任务T_i的利用率为将周期任务按照其利用率从小到大排序，找出利用率最低的周期任务。

所述利用相对截止期限，计算出周期任务集的离线速度S_O，具体包括：每个周期T_i在其周期内仍然有d_i-e_i个时间单位的处理器余量，所以周期任务集的离线速度S_O由下式计算：

其中，n是正整数，代表周期任务的个数。