【硕士论文】基于CPU使用率的动态电源管理（DPM）研究与实现.pdf

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1、浙江大学硕士学位论文基于CPU使用率的动态电源管理（DPM）研究与实现姓名：杨建海申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：陈文智20060602浙江大学硕士学位论文：基于CPU使用率的动态电源管理研究与实现摘要：动态电源管理主要是为了在满足用户需求时动态调整系统资源状态，达到系统节能的效果。对于电池供电的嵌入式系统而言，延长电池的供电时间非常重要，DPM系统为我们延长电池使用时间提供了良好的解决方案。使用DPM的系统中必须包含多功耗状态部件，通过动态调整部件的功耗状态，使得该部件能满足系统需求的同时功耗最小，这是我们的最终目的。为了实现基于CP

2、U的DPM，我们必须预测下一个时间内CPU的工作状态，通过预测我们可以设置CPU的电压和频率，因此CPU不必维持最高的电压、频率，可以达到CPU的节能效果。系统CPU使用率的预测是为CPU设置状态的依据，是基于CPU使用率的DVS(动态电压调整)的关键所在，预测准确性和系统节能与性能之间关系重大。在完成本论文的过程中，作者主要做了如下工作：1、针对嵌入式系统的功耗分析、节能可行性进行分析，从硬件指令集到软件优化的不同层次进行分析，作为电源管理研究的首要工作。2、针对基于CPU使用率的DPM进行研究。在一种基于进程的静态预测算法上进行了改进。由于静态算法缺

3、乏对环境的适应性，改进算法通过历史系统状态和历史预测效果来动态调整计算因子，是一种自适应预测算法。实验结果显示，改进算法的预测效果可以接近静态预测的最佳效果。3、考虑到在低性能状态下预测系统高性能需求的困难，本文对原预测算法进行了改进，提出了“预留空间”算法来进行修整。4、本文还提出了针对PXA272平台、Linux2．6内核的DPM框架和实现。利用自适应的CPU使用率预测算法，结合2．6内核计时器和进程的特性，我们实现了一套基于动态time．out监测的DPM系统。总而言之，本文比较系统地研究了动态电源管理，提出一种CPU使用率预测算法改进，在此基础上

4、实现了一套DPM系统。关键字：DPM、CPU使用率、预测算法、Linux、PXA浙江大学硕士学位论文：基于CPU使用率的动态电源管理研究与实现Abstract：DPMisaimedatchangingstatesofsystemcomponentsdynamicallyforpowersavingwhilesatisfyinguser’sperformancerequirement．Extendingthebatterylifeisofgreatimportance，especiallyforembeddedsystems，andDPMisoneofth

5、econvenientmeanstoachieveit．Firstofall，weanalyzetheavailabilityandthecapabilitytoSaVeenergyforembeddedsystems．DifferentwaysarrangedfrominstmetionsettosoftwareframeworksCallattributetohelpusandit’sthefirststeptodoresearchinPowerManagement．Then，wefocus0111"researchonDPM．Asystemthat

6、wantstotakeuseofDPMmusthavesomecomponentS)supportingmultiplestateswithdifferentpower-consumption．Tosettheappropriatestate(s)ofthecomponent(s)isourmaintarget．Usually,thestatewesetforacomponentisusedforthenextperiodthatthecomponentwillberunningat．Thenitcomestothequestion：whenshould

7、wesetastateforacomponentandwhatstateisappropriate?Theanswerisapredictor．Inthispaperwedescribeapredictorbasedonanadaptivefactorthatisoptimizedfromanexistingstaticalgorithm．AndtheexperimentalresultstellthatwehavemadeabigimprovementinincreasingthestabilityforpredictingCPUutilization

8、．Aftergivingtheresultsofthesophisticated