基于“龙芯”操作系统级电源管理策略的研究和设计

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1、lIIlllIIIT11IlllTIl[IIIIIIY1875797ResearchandDesignofPowerManagementPoliciesonOperatingSystemLayerforLoongsonAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LinZhiqiangSupervisor：WuShaogangCollegeofComputer&CommunicationEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastCh

2、ina)性C、■，参l关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：日期：趵，f年乡月多秒日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(

3、华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其印刷版和电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：盔!垫耋塞．指导教师签名：是．尘园』．日期：压I1年罗月岁p日日期：少ff年岁月弓7日摘要计算机系统的能量消耗在全球的所有耗能设备中占据着举足轻重的地位，功耗成为企业和用户选

4、购计算机的一个重要参考因素。龙芯计算机采用我国自主研制的龙芯处理器生产而成，其性能一直受到业界的关注，但是，功耗的优越与否同样关系到其普及程度的又一关键指标。计算机系统的功耗并不仅仅局限于某个设备，而是分布于各个功能设备中，这就形成了针对不同设备的不同节能方法。研究计算机节能方法的关键点在于找出关键的耗能设备，并分析对其节能的可能性。本文在测量龙芯计算机功耗分布的结果后，得出要对龙芯2F处理器采取电源管理策略的研究目标。龙芯2F处理器支持多种频率运行级别，可以根据不同的处理器负载来动态调节处理器的工作频率，这有利于节能

5、。CPUFreq子系统是Linux内核中所提供的CPU动态变频的框架，每种处理器都能够根据该框架实现自己的变频驱动。本文的后续任务就在于分析了CPUFreq子系统的运行流程、关键的数据结构和函数接口，并介绍了该系统所提供的五种调控器的不同特点，最终结合龙芯2F处理器自身的特性，设计并实现了CPUFreq所提供的变频驱动。在本文的最后一章，根据所实现的CPUFreq变频驱动，给出具体的访问操作命令，并对其节能效果通过实际测试和模拟测试两种方法做了验证。两种测试结果均表明：CPUFreq驱动的实现相比让CPU一直处于最高性

6、能状态具有一定的优越性，特别是当CPU支持自动电压调节时，该优势将更加明显。最后，在结论这一章节中，本文对CPU节能方法提出了一些展望。本文的工作使得龙芯计算机顺利通过了国家节能产品认证。关键词：电源管理；龙芯；CPUFreq-]7：系统；驱动；时钟源卜，●ResearchandDesignofPowerManagementPoliciesonOperatingSystemLayerforLoongsonLinZhiqiang(ComputerScienceandTechnology)DirectedbyAssocia

7、teProfessorWuShaogangAbstractEnergyconsumptionofcomputersystemisgloballycountformuchinallenergy．intensivedevices，powerisbecomingallimportantreferencefactorwhencorporationsorcustomerspurchasingcomputers．Loongsoncomputerswhichusedprocessorsresearchedbyourowncountr

8、yareconcernedforitsperformance，butitspoweradvantagesalsobecominganparameterkeyforthepurposeofitswidespread．Incomputersystem，powerconsumptionisn’trestrictedtoonedevice