嵌入式系統(tǒng)底層片級到系統(tǒng)級軟件能耗建模與分析.pdf

1、隨著計算機技術的高速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的性能也不斷提高，嵌入式設備滲透到了人們生活生產(chǎn)的方方面面。其不僅應用于通信、金融、交通、醫(yī)療、儀器儀表、制造業(yè)控制等民用領域，還應用于航天航空和軍事裝備領域。由于嵌入式系統(tǒng)的廣泛應用，它在應用中所產(chǎn)生的能耗會給信息與通信技術行業(yè)以及社會環(huán)境帶來不良影響。針對此問題，本文就嵌入式系統(tǒng)能耗角度考慮，對其中相關的三個層級進行能耗估算模型的建立與分析。
　　嵌入式系統(tǒng)是針對特定功能而開發(fā)的計算機系統(tǒng)，

2、是一個軟硬件結合的綜合系統(tǒng)，它的硬件組成與軟件組成是不能分割的。對于嵌入式系統(tǒng)的能耗分析研究，需要分別從硬件能耗、軟件能耗以及硬件與軟件的相關性等多方面對系統(tǒng)進行研究。本文對硬件層結構以及與硬件層相關的軟件層的主要功能進行逐層分析，研究底層的片級能耗以及與硬件相關的BSP級和驅動級能耗，完成了以下工作:
　　1.研究分析了嵌入式系統(tǒng)的硬件組成結構和軟件體系結構，并對硬件層和軟件層的能耗相關研究工作進行了分類綜述。
　　2.建

3、立了基于傳統(tǒng)的Petri網(wǎng)的片級能耗模型。在滿足系統(tǒng)性能度量指標條件下的片級硬件結構模型中，將硬件功能模塊劃分為處理器、存儲器、輸入輸出和外設四個功能模塊，分析各功能模塊之間在工作模式下所產(chǎn)生的能耗量。
　　3.建立了BSP級和驅動級的能耗模型，并以LCD為例分別進行了能耗估算。首先分析了板級支持包BSP對硬件設備的初始化工作，并將各初始化狀態(tài)抽象成狀態(tài)連通圖，分析出各初始化階段產(chǎn)生的能耗與初始化程序、初始化時間有關，建立了BSP

4、級的能耗模型;其次以字符設備為例分析了驅動程序中的I/O服務程序、設備驅動子程序、中斷服務程序，建立驅動級的能耗模型;最后分別對兩者進行能耗估算實驗。
　　4.建立了底層片級到系統(tǒng)級總能耗模型。聯(lián)系層級之間的關系，建立了總的結構模型，并以LCD的驅動流程為例，對其過程產(chǎn)生的能耗進行估算;然后將能耗模型估算結果與能耗模擬器結果進行對比實驗，實驗結果證明了模型估算的有效性。
　　總結以上的研究工作內容，分析了嵌入式系統(tǒng)與硬件相關