[发明专利]一种功耗优先的嵌入式处理器实时任务分配方法

摘要

本发明提出了一种功耗优先的嵌入式处理器实时任务分配方法，通过确定嵌入式处理器各工作频率段与功耗之间对应的关系，进而提出一种既满足功耗优先又满足实时性要求的任务分配方法。该方法先通过一个测试任务计算其在处理器某个频率段的工作时间，然后通过嵌入式处理各频率段的频率比值换算出上述工作任务在所有频率段的工作时间，进而计算出测试任务在每一个频率段上工作的功耗开销，确定工作频率与功耗的对应关系。最后找出执行任务的最佳功耗频率段，对应用的计算任务进行分配。该方法操作简单，实用性强。可广泛适用于各种嵌入式系统软件的开发。

主权项

1.一种能耗优先的嵌入式处理器实时任务分配方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1、获取频率段、电流和电压参数：获取CPU在不同频率段fj的工作电流Ij与电源的额定电压U，其中，j＝1,2…N，N为CPU支持的频率段；步骤2、计算单一任务在CPU最高频率段的运行时间：通过给定合适的单线程计算任务，测量该任务在CPU最高频率fH的运行时间tH；步骤3、计算单一任务在CPU所有频率段的运行时间：通过频率之间的比例换算出该任务在所有频率段的运行时间tj；步骤4、计算工作频率与功耗关系表：根据功耗公式：Q＝UIjtj式一计算出处理器在不同频率段完成同一工作任务的功耗，随着工作频率越大，功耗越大的趋势，局部可能会出现若干功耗极小值点,本步骤通过计算工作频率与功耗关系确定了嵌入式处理器各工作频率段与功耗之间的对应关系，具体是基于任务分配方法得到，包括：步骤a、选择执行任务的最佳频率段：设目标任务的限定时间为Tlim,任务运行在CPU最高频率fH的执行时间为TH；设将计算任务置于低频段运行时的CPU使用率(纯计算时间在任务周期的占比)为u，则根据公式(二)计算理论最佳功耗频率fW：由于CPU工作频率段有限，实际最佳功耗频率应该从CPU频率段中选择大于fW的频率点fWR，作为理想功耗点；步骤b，分割并执行计算任务：根据实际最佳功耗频率fWR，将需要在限定周期Tlim内完成的长任务分配为短任务，设短任务的周期时间为Tsam，短任务的CPU持续计算时间为TSW，其中TSW＝Tsam·u；每个短周期Tsam内，CPU持续计算时间为TSW，然后释放CPU，等一个Tsam周期结束进入下一Tsam周期。