試題三(共25分)
閱讀以下關(guān)于嵌入式系統(tǒng)能耗管理設(shè)計的描述,在答題紙上回答問題1至問題3。
隨著嵌入式系統(tǒng)智能化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,系統(tǒng)的能耗問題已成為亟待解決的難題。某宇航公司研發(fā)的一款手持式野外輔助裝備,需要較長的巡航時間,由于設(shè)計時對功耗問題考慮不周,使得產(chǎn)品出現(xiàn)了批次責任事故。公司領(lǐng)導決定抽調(diào)王工等5人組建專門的攻關(guān)小組,要求在三個月內(nèi)完成故障歸零。王工接到任務(wù)后,經(jīng)反復論證與實驗,給公司提交了一份基于軟件動態(tài)節(jié)能的改進方案,得到了領(lǐng)導及專家的好評。
【問題1】(7分)
在嵌入式系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)一般分為靜態(tài)節(jié)能和動態(tài)節(jié)能兩種,請用300字以內(nèi)文字分別說明什么是靜態(tài)節(jié)能技術(shù)和動態(tài)節(jié)能技術(shù),并列舉三種動態(tài)節(jié)能技術(shù)。
【問題2】(6分)
王工的方案得到認可后,他帶領(lǐng)團隊研究了調(diào)度方式和系統(tǒng)能耗之間的關(guān)系,請用150字以內(nèi)的文字說明為了節(jié)約系統(tǒng)能耗而釆用的設(shè)備調(diào)度策略的核心思路,并說明設(shè)備調(diào)度策略與任務(wù)實時性的關(guān)系。
【問題3】(12分)
根據(jù)上述設(shè)備有效調(diào)度時刻的策略,分析以下實例,并將答案寫在答題紙上。
手持式野外輔助裝備由三個實時任務(wù)和三個獨立設(shè)備組成(分別表示為:t1、t2和t3;s1、s2和S3),表3-1給出了手持式設(shè)備實時任務(wù)的時間參數(shù)表,這些任務(wù)使用獨立的設(shè)備并且所有設(shè)備的特征一致,各設(shè)備待機超時可直接進入睡眠狀態(tài),處于睡眠狀態(tài)的設(shè)備要經(jīng)過轉(zhuǎn)換狀態(tài)后才能進入運行狀態(tài)。假設(shè)初始狀態(tài)(t=0)設(shè)備處于工作狀態(tài),且所有設(shè)備的工作狀態(tài)功率為60mw/ms,轉(zhuǎn)換功率為30mw/ms,睡眠功率為10mv/ms。同時假設(shè)設(shè)備被喚醒的轉(zhuǎn)換時間為10ms。設(shè)備待機后被關(guān)閉的超時值為10ms。
圖3-1給出了未考慮節(jié)能需求時任務(wù)調(diào)度算法,在釆用了設(shè)備有效時刻調(diào)度策略之后,三個設(shè)備100ms周期內(nèi)將按一定順序被依次關(guān)閉和喚醒。圖3-2給出了采用設(shè)備有效時刻調(diào)度策略后s1的功率隨時間的變化規(guī)律。請計算此時三個設(shè)備在100ms周期內(nèi)的功耗,并計算100ms周期內(nèi),每個設(shè)備的節(jié)能比。
節(jié)能比=(未節(jié)能情況下的系統(tǒng)能耗-節(jié)能后系統(tǒng)能耗)÷未節(jié)能情況下的系統(tǒng)能耗