[发明专利]一种计算机系统的能耗监管方法

权利要求书

1.一种计算机系统的能耗监管方法，包括以下步骤：由多个无线连接的传感器、执行器和基站组成；传感器采样周期信号发送给基站，基站可以处理相应的数据，然后激发执行器作出相应的动作；基站上通常装备一个数据缓冲区，存储数据从传感器获取却来不及处理的数据；处理器按照顺序在完成上一轮数据处理之后依次取出缓存的数据。

2.根据权利要求1所述的计算机系统的能耗监管方法，其特征在于：在没有任务或者负载较轻的时候降低处理器的电压和工作频率。

3.根据权利要求2所述的计算机系统的能耗监管方法，其特征在于：假设每一个节点都支持m种离散的操作模式,每一个操作模式对标准任务负载都有不同的能量消耗和执行时间，以及相应的CPU运行频率。

4.根据权利要求2所述的计算机系统的能耗监管方法，其特征在于：为了避免任务的延时，需要找到表征系统工作负载的模型，CPU的利用率可以直接反映系统工作负载的情况,假设CPU的利用率可以由如下公式计算：

其中,nk是第k个周期处理任务的数量，es和ds分别是任务的执行时间和相对截止时间；期望利用率U(k)不能超过100％，同时应该大于一个设定值δ。

5.根据权利要求2所述的计算机系统的能耗监管方法，其特征在于：给定CPU利用率设定值δ(δ≤100％)，缓冲区大小为γ，处理器操作模式集合是M_i＝{(t_i,p_i)|i＝1,...,m}，其中m是操作模式的数量，ti是模式i的执行时间，pi是模式i的能量消耗；定义pki为模式i在第k个周期的能量消耗；问题的目标则是分配合适的运行模式给处理器，同时保证在n个周期内系统总的能量消耗最小，即：

同时满足约束条件：

(|Rate(k)-Rate|)·T≤γ,k＝1,...,n (2)

其中T是采样周期；在不等式(2)中，固定的速率Rate_T和服务速率Rate(k)之间的差值不能超过缓冲区的大小γ，以便避免系统缓存溢出。

6.根据权利要求5所述的计算机系统的能耗监管方法，其特征在于：当处理器的利用率低于可调度的上限δ时，所有子任务都可以保证顺利完成，因此满足条件(3)即可以保证系统的实时性约束。