嵌入式系统低功耗的软件实现方案

在研究嵌入式系统软件功耗优化技术的基础之上,开发一个完整的基于μC/OS - Ⅱ的GSM终端系统.以降低该系统软件的功耗为目标,通过软件设置系统的低功耗模式,减小系统空闲时间的电量消耗.最后通过功率测量仪对优化前后的系统进行功耗测试.实验结果表明,低功耗模式比系统空闲状态下功耗下降50.86％左右.     

源程序级和算法级嵌入式软件功耗特性的分析与优化方法研究

嵌入式系统的功耗优化可以在硬件和软件的多个层次进行,随着微电子技术的不断发展,各种底层先进硬件功耗优化技术的出现和应用,使得高层软件方面的功耗管理和优化技术逐步成为控制计算机系统功耗的重要手段.文中首先在完成嵌入式软件功耗度量的基础上,在硬件微结构级和电路级分析了软件功耗的产生原因和构成因素.然后,在软件源程序级和算法级两个层次上,采取相应措施改善影响嵌人式软件功耗特性的关联特征,以降低软件功耗.最后,针对"八皇后"典型算法问题进行了仿真实验,经过源程序级、算法级和源程序级与算法级混合3种优化,系统功耗最大降幅可以达到93.2%,实验结果表明软件功耗优化方法对于降低系统功耗是可行的和有效的.     

面向IPv4/IPv6云计算虚拟机迁移实时功耗建模研究

随着当前云计算技术的飞速发展,云计算平台资源池规模亦不断膨胀,带来了高功耗问题.云计算平台的功耗优化已成为业界关注的焦点.针对IPv4/IPv6异构网络进行云计算平台资源池功耗度量研究,分析CPU功耗变化与CPU计算密度关系结合线性回归方法建立数学模型,针对数据关系确定数学模型参数值,并依据实验结果分析了实验数据,进一步验证了模型的正确性,该模型的建立为云计算平台功耗优化提供理论依据.     

一种增强的低功耗的嵌入式系统设计

嵌入式系统片上Cache功耗是微处理器的功耗的最主要部分.提出新的低功耗技术,将Filter Cache方法与Loop Table方法相结合,无需增加新的指令,不需要复杂的硬件结构,并可针对具体的应用程序对处理器系统结构进行定制.     

一种基于GPU的高精度体系结构级功耗模型

随着硬件功能的不断丰富和软件开发环境的逐渐成熟,GPU开始被应用于通用计算领域,协助CPU加速程序运行。为了追求高性能,GPU往往包含成百上千个核心运算单元,高密度的计算资源使得其性能远高于CPU的同时功耗也高于CPU,功耗问题已经成为制约GPU发展的重要问题之一。在深入研究Fermi GPU架构的基础上,提出一种高精度的体系结构级功耗模型,该模型首先计算不同native指令及每次访问存储器消耗的功耗;然后根据应用在硬件上的执行指令和采样工具获得采样结果,分析预测其功耗;最后通过13个基准测试应用对实际测试与功耗模型测试结果进行对比分析,该模型的预测精度可达90%左右。     

动态功耗管理算法在ucLinux中的研究和实现

嵌入式产品体积的缩小和更长使用时间的要求,使嵌入式系统对功耗管理的要求越来越高.给出了一种实时功耗管理算法,对其功耗管理效果进行了研究和分析.详细描述了ucLinux中的功耗管理机制,并结合嵌入式系统的特点,对其进行了研究和改进.以此基础,在ucLinux中实现了动态功耗管理算法,给出了具体的功能实现描述,并验证了其效果.结果表明,这种方法起到了较好的功耗管理效果,实现了对嵌入式系统外设有效的功耗管理.     

基于随机延时的嵌入式CPU抗DPA硬件架构

针对嵌入式CPU运行加解密算法时产生的功耗边道效应问题,提出了一种基于随机延时的抗DPA攻击的嵌入式处理器架构。该架构在处理器前级流水级中插入随机的等待延时,在时间轴上对每一次程序运行的功耗轨迹进行干扰,从而达到抗DPA攻击目的。实验表明,该架构具有良好的抗差分功耗分析的特性,且硬件电路的设计复杂度较低。     

基于复杂度的嵌入式软件功耗模型

系统功耗是嵌入式系统的一个重要方面,功耗很大程度上取决于执行的软件。传统的底层指令级模型功耗分析方法虽然能比较准确地估算出嵌入式系统的功耗,但是这种方法所需要的时间过长。本文介绍一种高层嵌入式软件功耗分析估测方法,以对象函数所使用的算法的复杂度来对该函数构建功耗模型,从而根据此功耗模型能快速估算出该函数在各种输入情形下的功耗情况。     

无线传感器网络异步任务集双效节能延迟调度算法研究

深亚微米技术的发展,使得漏电功耗在CMOS电路总功耗中所占比重日益增大,传统的传感器节点CPU节能研究主要针对动态功耗,其能耗估计和优化方法已凸显局限.针对此问题,提出动态电压调节(DVS)和动态功耗管理(DPM)相结合的双效节能延迟调度算法.从相对截止期小于等于周期的异步实时任务调度出发,结合DVS技术,综合考虑动态功耗和漏电功耗的影响,在满足任务实时性的前提下,选取每个任务的CPU执行速度,以降低总能耗,并通过任务的延迟调度对CPU空闲时段加以合并,采用DPM方法使CPU在空闲时段有选择性的进入低功耗状态,从而进一步降低漏电能耗.仿真实验验证了该算法的有效性.     

一种基于并行度分析模型的GPU功耗优化技术

随着硬件功能的不断丰富和软件开发环境的逐渐成熟,GPU开始被应用于通用计算领域,协助CPU加速程序的运行.为了追求高性能,GPU往往包含成百上千个核心运算单元.高密度的计算资源,使得其在性能远高于CPU的同时功耗也高于CPU.功耗问题已经成为制约GPU发展的重要问题之一.DVFS技术被广泛应用于处理器的低功耗优化,而对...     

电力系统中功率因数提高的方法和仿真

对于众多供电企业来说,用户用电功率因数的高低,直接关系到电网中的电能损耗和功率损耗,关系到供电线路的电压波动和电压损失,而且关系到电能的节约和供电的质量。为此,如何提高配电网功率因数,已成为众多供电企业的一个重要课题。首先提出了电力系统中功率因数低对电网的所带来的影响及提高功率因数的意义,然后再给出了具体提高功率因数的方法,并在此基础上设定了一定参数进行了功率因数提高的仿真。从而从理论上解决了提高功率因数的基本办法,符合了众多供电企业功率因数的要求。     

肌电信号的功率谱分析方法

当用传统的检测方法对肌电信号(EMG)进行处理时,会出现较大的个体差异,针对这一不足,我们对其在频域中作具体的分析,提出了一种新的表面肌电信号特征提取方法--功率谱比值法.并在非特定人的条件下,经过多次实验确定实际所用肌电信号的主要频率范围和功率谱的各项参数,将功率谱比值法应用于前臂肌群的表面EMG特征提取,减小了个体差异,进而实现非特定人的动作模式识别.     

一种减少嵌入式处理器功耗的综合DVS方法

对于使用电池作为供电电源的嵌入式设备而言,如何降低功耗已经成为设计中一个非常重要的方面。嵌入式处理器的功耗可以分为确定性功耗和非确定性功耗。目前很多的研究还都只是集中在如何减少确定性功耗这个方面,但随着芯片体积的不断缩小,非确定性功耗变得越来越突出,该文综合考虑这两方面提出了一种综合的DVS方法,并对此方法进行了分析。     

风光互补发电系统设计方法研究

风光互补发电系统是将风力发电和太阳能光伏发电组合起来构成的发电系统。整个发电系统由光伏电池阵列、光伏方阵直流防雷汇流箱、控制器、逆变器、交流防雷配电柜、防雷接地装置、蓄电池组、测量设备等各部分组成。阐述了风光互补发系统各部分的构成特点及设计中应注意的问题。     

一种变压器空载试验微机化测试方法

分析了传统变压器空载试验的主要弊端，提出了一种变压器空载试验微机化测试的新方法，并给出了相应的软、硬件设计。实践表明，该法方便、快捷，具有较高的测试精度。     

基于瞬时无功功率的改进型谐波电流检测方法

三相瞬时无功功率理论,结合电机分析理论中的旋转坐标系思想(Park变换),改进了传统的i_p-i_q运算方式,把三相电流置于旋转坐标系中进行改进,进而提出了一种改进型谐波电流检测方法.新方法利用基波分量与谐波分量的不同特性,在旋转坐标系中对基波分量和谐波分量进行分离,求得谐波旋转分量,然后对分量进行反变换便可直接得到静止坐标系中需要检测的三相谐波电流.仿真结果表明,不论负载电流突变与否,改进型检测方法比传统方法的响应速度更快,检测精度更高.     

组合电路功耗敏感性统计分析

功耗已经成为集成电路设计的一个十分重要的问题．对于一个给定的电路,其功耗是与输入密切相关的,即对于不同的输入向量集,同一电路可能会有不同的功耗．功耗敏感性定义了由于原始输入的改变而引起的功耗变化特性．文中给出了基于信号置1概率和跳变率传输特性的功耗敏感性分析方法,并详细阐述了它在无时延动态功耗估计和静态功耗估计中的应用．实验结果表明,它在保证了较好精度的条件下,大大降低了估计时间;另外,这一方法还可以应用于时延动态功耗估计、在特定向量集上的动态及静态功耗估计,并且在一定程度上为低功耗设计提供参考．     

信号能量聚点与特征提取方法研究

为了在特征提取中充分利用信号的真实特征信息，定义了刻画信号能量分布的A水平能量聚点的概念，并进行了简要分析。根据目标信号功率分布的特点，首先对目标信号进行小波阈值消噪以突出其能量分布的特征信息，然后对消噪后的信号作功率谱估计并计算功率谱信号的A水平能量聚点，以能量聚点各A水平的频率区间作为特征量，对目标信号进行特征提取。通过对水压场信号的仿真计算，采用模糊聚类的方法对提取的信号特征量作聚类分析，对特征量的有效性进行了检验。计算结果表明，在较低信噪比条件下，信号A水平能量聚点特征量模型能够反映出真实的目标特征；采用所给出的特征提取方法，达到了目标信号检测准确率高、虚警率低的效果。     

基于NLP技术实现停电原因智能分析的方法

针对用电网络中出现的各种电力不稳定现象,如何快速、高效地发现电力网络中停电问题,成为提升电网质量急需解决的关键问题.提出了基于NLP技术分析停电原因的方法,该方法通过将NLP技术与互联网技术和大数据处理技术相结合的形式,实现电力、电网停电数据的智能处理.该系统包括电力设备检测层,数据存储层、数据分析层和数据运用层,在工作过程中,通过数据检测层将检测数据初步处理后存入相应数据库,之后经过降维与分析出便于用户处理、使用的数据,最后通过数据应用层按照根据用户需求自适应调用,进而实现了自然语言的高维度电力数据分析.通过试验分析,与传统的停电原因分析方法相比,本研究设计的方案分析误差数据小,具有较好的实用价值,为下一步电网安全工作提供了理论依据.     

一种变电压多核处理器上的有效节能方法

在考虑转换开销和核间通信开销的情况下,针对变电压多核处理器上存在时间约束的含依赖任务的应用,提出了一种用于实时多核嵌入式系统开销感知的综合节能方法.该方法用RDAG算法将任务独立化后,将动态电源管理.自适应衬底偏置和动态电压调节有效地结合起来.分别用几个随机任务图和代表实际应用的任务图做2,3处理器核上的模拟实验,结果表明提出的方法优于原方法.