本文關鍵詞：基于體系結構級的嵌入式軟件能耗模型及性能研究

  更多相關文章： 嵌入式系統(tǒng) 能耗Petri網 軟件體系結構 軟件性能

【摘要】：隨著嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展及其廣泛應用,嵌入式低能耗設計已成為當前重點研究,如何設計一套低能耗高性能的方法成為當今的研究熱點。本文首先分析嵌入式系統(tǒng)當中影響能耗的軟件特征值,然后再建立一個基于時間的能耗Petri網,根據能耗Petri網,對嵌入式系統(tǒng)軟件體系結構級中的構件模塊、構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軟件屬性進行了分析與建模。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,算法和體系結構設計影響著系統(tǒng)能耗,其中算法對能耗的差異主要來源于算法的時間復雜度,而算法工作的時長決定CPU使用的時長,所以算法的好壞決定CPU使用率；體系結構設計對能耗的差異主要來源于構件設計,構件數目、構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網的基礎上加入了執(zhí)行時間和時間內的能耗變化,建立了能耗Petri網。通過能耗Petri網建立了構件模塊的能耗模型,且對各個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模塊連接起來,形成了整個系統(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構能耗模型進行了軟件性能的評估。對軟件的可靠性、實時性、安全性等給出了相應的度量方法,再根據其度量方法對軟件交互行為進行建模。針對以上的所有研究工作,本文選取了嵌入式智能家居系統(tǒng)進行了實驗驗證。實驗證明,本論文提出的嵌入式系統(tǒng)軟件能耗模型具有較高的準確性,且對系統(tǒng)設計時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)設計低能耗高性能的軟件提供有力支持。
【關鍵詞】：嵌入式系統(tǒng) 能耗Petri網 軟件體系結構 軟件性能
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 本文的結構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 指令級能耗分析方法18-20
• 2.2.2 算法級能耗分析方法20-21
• 2.2.3 軟件體系結構級能耗分析方法21
• 2.3 軟件能耗研究分析21-22
• 2.4 基于軟件能耗的評估技術22-23
• 2.5 本章小結23-24
• 第三章 嵌入式系統(tǒng)應用軟件能耗研究24-36
• 3.1 計算機軟件系統(tǒng)24-26
• 3.1.1 計算機軟件基本概念24-25
• 3.1.2 計算機軟件特點25
• 3.1.3 計算機軟件類別25-26
• 3.2 Petri網的定義與發(fā)展26-30
• 3.2.1 Petri網概述26-27
• 3.2.2 Petri網模型的特點與行為27-29
• 3.2.3 Petri網的分析方法29-30
• 3.3 嵌入式系統(tǒng)應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 算法對軟件能耗的影響31-32
• 3.4.2 軟件體系結構對軟件能耗的影響32-35
• 3.5 本章小結35-36
• 第四章 基于能耗Petri網的嵌入式軟件能耗模型36-52
• 4.1 嵌入式系統(tǒng)能耗函數36
• 4.2 基于Petri網的能耗模型36-38
• 4.2.1 基本定義37
• 4.2.2 Petri網的圖模型37-38
• 4.3 嵌入式系統(tǒng)軟件的體系結構能耗模型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計42-45
• 4.4 嵌入式系統(tǒng)軟件的體系結構能耗模型實驗分析45-51
• 4.5 本章小結51-52
• 第五章 基于體系結構級能耗的軟件交互行為模型52-56
• 5.1 軟件屬性52
• 5.2 基于體系結構級能耗的軟件質量屬性度量方法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55-56
• 第六章 總結和展望56-58
• 致謝58-60
• 參考文獻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 碩士期間參與項目66

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 錢賈敏,王力生;基于復雜度的嵌入式軟件功耗模型[J];單片機與嵌入式系統(tǒng)應用;2004年09期

2 張廣泉;張侃;祝義;周航;;基于體系結構能耗建模的CPS軟件可信性評估方法[J];電子學報;2013年11期

3 趙霞;郭耀;陳向群;;軟件能耗優(yōu)化技術研究進展[J];計算機研究與發(fā)展;2011年12期

4 王愛峰;李曦;雷霆;周學海;;算法級能耗分析方法研究[J];計算機工程與應用;2006年29期

5 趙磊;呂莉媛;趙國生;;一種軟件體系結構級基本路徑覆蓋方法[J];計算機工程;2012年10期

6 羅剛;郭兵;沈艷;廖海艷;任磊;;源程序級和算法級嵌入式軟件功耗特性的分析與優(yōu)化方法研究[J];計算機學報;2009年09期

7 張滕滕;吳曉;李長德;董云衛(wèi);;基于CSP的構件化嵌入式軟件能耗分析與評估方法研究[J];計算機學報;2009年09期

8 郭兵;沈艷;邵子立;;綠色計算的重定義與若干探討[J];計算機學報;2009年12期

9 張法;Antonio Fernandez Anta;王林;侯晨穎;劉志勇;;網絡能耗系統(tǒng)模型及能效算法[J];計算機學報;2012年03期

10 王振宇;程序復雜性度量[J];計算機與數字工程;1998年05期

中國碩士學位論文全文數據庫 前3條

1 陸潔;動態(tài)模糊Petri網理論及其應用研究[D];蘇州大學;2010年

2 王璽;嵌入式實時系統(tǒng)的低能耗研究[D];西安電子科技大學;2011年

3 郭真林;安全關鍵嵌入式系統(tǒng)的能耗測量分析與實時調度研究[D];電子科技大學;2012年

，

本文編號：738383