發(fā)布時間：2020-09-22 17:47

　　 近年來,Android智能設備日益普及,其應用軟件迅速增長,但隨著用戶對其功能和性能需求的不斷增加,設備功耗也隨之上升,而現(xiàn)代電池技術的發(fā)展卻相對滯后。在系統(tǒng)層面通過設計動態(tài)低功耗策略來降低系統(tǒng)功耗,已成為移動設備設計中一項重要的研究內(nèi)容。本文通過研究分析動態(tài)電壓頻率調節(jié)技術(Dynamic Voltage Frequency Scaling,DVFS),設計本文的DVFS策略,并將其在移動金融支付終端上實現(xiàn)。本文著重分析與設計了DVFS策略,策略核心是根據(jù)系統(tǒng)負載率對CPU電壓頻率進行動態(tài)調節(jié)。針對傳統(tǒng)策略中普遍存在的變頻延遲的問題,本文通過定量分析實際測試結果,設計AVG算法模型,并以此算法作為負載預測算法,實現(xiàn)對下一時間段的系統(tǒng)負載率的預測。嵌入式設備中默認采用的按需策略,過多的將系統(tǒng)運行在最高頻率并且沒有針對多核CPU進行優(yōu)化,造成系統(tǒng)功耗浪費。本文在策略中采用CPU硬件熱插拔技術(Hotplug),實現(xiàn)根據(jù)系統(tǒng)負載率實時啟停CPU次級核心,并且根據(jù)Android特有的用戶體驗程度的判定標準,設計本文的基于用戶體驗優(yōu)先的Hotplug策略。本文最終將設計的DVFS策略在基于MT6582開發(fā)的移動金融支付終端上實現(xiàn),在Android系統(tǒng)上以客戶端/服務端的架構設計并實現(xiàn)了變頻機制的整個系統(tǒng)框架。為了探討DVFS技術對于系統(tǒng)功耗的優(yōu)化程度以及對系統(tǒng)性能的影響,本文制定了相關的測試方案。經(jīng)過分析測試結果,本文設計的預測算法模型符合CPU負載預測實際情況,策略調頻命中率相比按需策略提高5%,基于用戶體驗優(yōu)先的Hotplug策略的實現(xiàn),使得系統(tǒng)運行時功耗為528mA,睡眠時功耗為13mA,正常運行的平均功耗下降了15.7%。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TP316;TN86
【部分圖文】：

態(tài)；如果中斷請求變更，系統(tǒng)會回調所有設備注冊的Ｓｕｓｐｅｎｄ函數(shù)，然后同步文件系統(tǒng)，并執(zhí)行類逡逑似Ｌｉｎｕｘ進入休眠狀態(tài)的流程，此時Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)正式進入休眠。逡逑如圖２＂４所示，Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)的喚醒過程與Ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)的喚醒過程類似。當Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)收到喚逡逑醒中斷后，開始逐步喚醒設備。與ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ不同的是，當喚醒ＣＰＵ及部分外圍設備之后，系統(tǒng)逡逑會先執(zhí)行喚醒操作，喚醒ＣＰＵ及部分外圍設備，只留下在ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ狀態(tài)下休眠的設備（如ＬＣＤ逡逑等）依然保持休眠。完成該部分喚醒后系統(tǒng)會執(zhí)行ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ，逐步喚醒先前ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ狀態(tài)時逡逑關閉的設備，例如打開ＬＣＤ背光，啟用重力傳感器，使能觸摸屏等等，完成后系統(tǒng)進入正常運行狀逡逑態(tài)。逡逑〔開始）逡逑系統(tǒng)休眠＊邋Ｉ逡逑醒事——逡逑Ｙ逡逑？邐逡逑喚醒ＣＰＵ及逡逑部分外設逡逑Ｉ逡逑執(zhí)行延遲恢復喚醒逡逑預掛起設備逡逑結束）逡逑圖２￣４邋Ａｎｄｒｏｉｄ喚醒流程圖逡逑ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ與ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ實際是Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)所提出的一種新的系統(tǒng)操作。當ＣＰＵ、用戶進逡逑程和內(nèi)核任務都已恢復后，ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ用來喚醒在ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ階段關閉或進入休眠的設備。這樣逡逑兩種狀態(tài)的引入使系統(tǒng)的睡眠喚醒的結構更加清楚，分工更加明確。在系統(tǒng)進入ＥａｒｌｙＳｕｓｐｅｎｄ狀態(tài)逡逑而尚未進入休眠狀態(tài)時，如發(fā)生喚醒事件，則由ＬａｔｅＲｅｓｕｍｅ來喚醒已關閉的設備。逡逑２．２．３．３邋Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)電源狀態(tài)逡逑Ａｎｄｒｏｉｄ系統(tǒng)電源狀態(tài)ＰＷ如圖２－５所示

逡逑圖３－３邋Ｈｏ時ｕｇ策略流程逡逑本文中ＭＴ６５８２平臺支持Ｈｏｔｐｌｕｇ技術，利用這種技術可Ｗ在系統(tǒng)進入睡眠態(tài)后關閉多余ＣＰＵ逡逑核忙、，當系統(tǒng)喚醒時，隨著系統(tǒng)負載率的X椉櫻鷥齷叫壓乇盞模茫校蘸送�、。本文利用逊w椋鑠澹剩錚悖胱藻義閑萏砑右桓觶茫校掌舳俳岷舷低程峁┑慕尤眨鰨潁椋簦澹擼穡澹睿擼潁洌澹幔螅逖≡瘢茫校蘸送�、进行暑^擰ｅ義鮮迪腫救耄茫校漲賞汀⒋肴縵攏誨義希椋睿簟悖穡酰椋睿椋翦澹猓錚錚簟螅澹悖锿梗洌幔潁ǎ酰睿螅椋绱潁澹溴澹椋睿翦澹悖穡�，邋ｓｔ}酰悖翦寤螅搿螅簦潁酰悖翦澹椋洌歟澹╁義希義希酰睿螅椋紓睿澹溴澹歟錚睿玨澹簦椋恚澹錚酰簦誨澹幔簦錚恚椋悖擼椋睿悖ǎΓ瑁錚簦穡歟酰紓擼悖穡酰擼悖錚酰睿簦誨義希螅穡椋睿擼歟錚悖耄ǎΓ猓錚錚簟歟錚悖耄誨義希鰨潁椋簦澹擼擼穡澹睿擼潁澹歟澹幔螅澹ǎ悖穡酰誨義希螅鰨椋簦悖

本文編號：2824722