本文關(guān)鍵詞：基于體系結(jié)構(gòu)級(jí)的嵌入式軟件能耗模型及性能研究

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【摘要】：隨著嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展及其廣泛應(yīng)用,嵌入式低能耗設(shè)計(jì)已成為當(dāng)前重點(diǎn)研究,如何設(shè)計(jì)一套低能耗高性能的方法成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。本文首先分析嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中影響能耗的軟件特征值,然后再建立一個(gè)基于時(shí)間的能耗Petri網(wǎng),根據(jù)能耗Petri網(wǎng),對(duì)嵌入式系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)級(jí)中的構(gòu)件模塊、構(gòu)件通信模塊和硬件模塊建立能耗模型,最后通過能耗模型對(duì)軟件屬性進(jìn)行了分析與建模。為了更加精確測試能耗,本文分析出在嵌入式系統(tǒng)軟件中,算法和體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響著系統(tǒng)能耗,其中算法對(duì)能耗的差異主要來源于算法的時(shí)間復(fù)雜度,而算法工作的時(shí)長決定CPU使用的時(shí)長,所以算法的好壞決定CPU使用率；體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)能耗的差異主要來源于構(gòu)件設(shè)計(jì),構(gòu)件數(shù)目、構(gòu)件耦合度等決定嵌入式軟件能耗的大小�；谏鲜龅难芯糠治�,文章在傳統(tǒng)Petri網(wǎng)的基礎(chǔ)上加入了執(zhí)行時(shí)間和時(shí)間內(nèi)的能耗變化,建立了能耗Petri網(wǎng)。通過能耗Petri網(wǎng)建立了構(gòu)件模塊的能耗模型,且對(duì)各個(gè)模塊的通信接口也建立了能耗模型,利用通信接口能耗模型將各個(gè)模塊連接起來,形成了整個(gè)系統(tǒng)的能耗模型。為了不影響軟件性能,本文在建立系統(tǒng)的能耗模型之后,基于嵌入式軟件體系結(jié)構(gòu)能耗模型進(jìn)行了軟件性能的評(píng)估。對(duì)軟件的可靠性、實(shí)時(shí)性、安全性等給出了相應(yīng)的度量方法,再根據(jù)其度量方法對(duì)軟件交互行為進(jìn)行建模。針對(duì)以上的所有研究工作,本文選取了嵌入式智能家居系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)證明,本論文提出的嵌入式系統(tǒng)軟件能耗模型具有較高的準(zhǔn)確性,且對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)軟件性能的考慮提供了幫助,因此本文提出的方法可以有效描述和分析嵌入式軟件能耗問題,可以為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)低能耗高性能的軟件提供有力支持。
【關(guān)鍵詞】：嵌入式系統(tǒng) 能耗Petri網(wǎng) 軟件體系結(jié)構(gòu) 軟件性能
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP301.1;TP368.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述11-13
• 1.3 本文主要工作13-14
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 嵌入式系統(tǒng)概述及軟件能耗分析方法16-24
• 2.1 嵌入式系統(tǒng)概述16-18
• 2.1.1 發(fā)展概述與系統(tǒng)定義16
• 2.1.2 系統(tǒng)特性分析16-18
• 2.2 嵌入式系統(tǒng)軟件能耗分析方法18-21
• 2.2.1 指令級(jí)能耗分析方法18-20
• 2.2.2 算法級(jí)能耗分析方法20-21
• 2.2.3 軟件體系結(jié)構(gòu)級(jí)能耗分析方法21
• 2.3 軟件能耗研究分析21-22
• 2.4 基于軟件能耗的評(píng)估技術(shù)22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件能耗研究24-36
• 3.1 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)24-26
• 3.1.1 計(jì)算機(jī)軟件基本概念24-25
• 3.1.2 計(jì)算機(jī)軟件特點(diǎn)25
• 3.1.3 計(jì)算機(jī)軟件類別25-26
• 3.2 Petri網(wǎng)的定義與發(fā)展26-30
• 3.2.1 Petri網(wǎng)概述26-27
• 3.2.2 Petri網(wǎng)模型的特點(diǎn)與行為27-29
• 3.2.3 Petri網(wǎng)的分析方法29-30
• 3.3 嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件能耗研究路線30
• 3.4 軟件能耗的特征值30-35
• 3.4.1 算法對(duì)軟件能耗的影響31-32
• 3.4.2 軟件體系結(jié)構(gòu)對(duì)軟件能耗的影響32-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 基于能耗Petri網(wǎng)的嵌入式軟件能耗模型36-52
• 4.1 嵌入式系統(tǒng)能耗函數(shù)36
• 4.2 基于Petri網(wǎng)的能耗模型36-38
• 4.2.1 基本定義37
• 4.2.2 Petri網(wǎng)的圖模型37-38
• 4.3 嵌入式系統(tǒng)軟件的體系結(jié)構(gòu)能耗模型38-45
• 4.3.1 嵌入式系統(tǒng)軟件能耗研究與分析38-40
• 4.3.2 嵌入式系統(tǒng)軟件能耗模型40-42
• 4.3.3 嵌入式系統(tǒng)軟件能耗模型的算法設(shè)計(jì)42-45
• 4.4 嵌入式系統(tǒng)軟件的體系結(jié)構(gòu)能耗模型實(shí)驗(yàn)分析45-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 基于體系結(jié)構(gòu)級(jí)能耗的軟件交互行為模型52-56
• 5.1 軟件屬性52
• 5.2 基于體系結(jié)構(gòu)級(jí)能耗的軟件質(zhì)量屬性度量方法52-53
• 5.3 嵌入式系統(tǒng)軟件交互行為的建模53-55
• 5.4 本章小結(jié)55-56
• 第六章 總結(jié)和展望56-58
• 致謝58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 附錄A 碩士期間發(fā)表的論文專利及軟著64-66
• 附錄B 碩士期間參與項(xiàng)目66

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：738383