本文關(guān)鍵詞：基于Android嵌入式系統(tǒng)的低功耗優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天,隨著集成電路技術(shù)和移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,基于Android嵌入式系統(tǒng)多核處理器的手機已經(jīng)越來越普及,成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡碾娮赢a(chǎn)品。然而,由于受到手機體積、重量和散熱等因素的限制,Android智能手機的待機時間往往不能滿足人們的需求。因此,優(yōu)化基于Android嵌入式系統(tǒng)多核處理器智能手機的功耗,提高待機時間成為一個研究熱點問題。本文主要通過優(yōu)化Android嵌入式系統(tǒng)底層的多核處理器的功耗,來優(yōu)化基于Android嵌入式系統(tǒng)智能手機的功耗。本文首先介紹了集成電路的發(fā)展與CMOS集成電路的功耗。由于移動嵌入式系統(tǒng)的多核處理器是由CMOS集成電路構(gòu)成的,進而闡述了CMOS晶體管電路的靜態(tài)功耗與動態(tài)功耗的理論。闡述了優(yōu)化多核處理器功耗的三種關(guān)鍵技術(shù),動態(tài)電壓頻率調(diào)整(Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS)技術(shù)、動態(tài)核數(shù)調(diào)整(Dynamic Core Scaling, DCS)技術(shù)和動態(tài)電源管理(Dynamic Power Management, DPM)技術(shù),用以降低AAndroid智能手機系統(tǒng)功耗。DVFS技術(shù)主要是通過降低供電電壓和工作頻率來達到動態(tài)功耗的降低與優(yōu)化。DCS技術(shù)主要是根據(jù)需要來調(diào)整多核處理器核的工作數(shù)目,確定核的工作數(shù)目后,再通過DPM技術(shù)優(yōu)化核的功耗。DPM技術(shù)則主要是通過關(guān)閉核或進入休眠狀態(tài)來優(yōu)化系統(tǒng)的靜態(tài)功耗,DCS技術(shù)和DPM技術(shù)經(jīng)常一起使用。其次,對多核處理器的功耗進行了理論分析,通過分析多核處理器的功耗影響因素,建立了簡單的三維空間離散點的模型。將復雜問題進行簡化處理,通過簡單理論推導,得到多核處理器低功耗優(yōu)化基于的理論基礎(chǔ),從而利于進行功耗優(yōu)化,指導進行功耗優(yōu)化的方向。最后,本文提出了一種優(yōu)化的、細粒度的調(diào)頻算法,提出了一個實現(xiàn)基于Android嵌入式系統(tǒng)移動終端低功耗優(yōu)化的流程圖,并通過編寫Android程序分別實現(xiàn)動態(tài)電壓頻率調(diào)整(Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS)技術(shù)、動態(tài)核數(shù)調(diào)整(Dynamic Core Scaling, DCS)技術(shù)和動態(tài)電源管理(Dynamic Power Management, DPM)技術(shù)。通過實驗,聯(lián)合運用三種功耗優(yōu)化技術(shù),達到優(yōu)化基于Android嵌入式系統(tǒng)的功耗。通過實驗與測量,將聯(lián)合應(yīng)用三種技術(shù)優(yōu)化后的功耗和沒有進行優(yōu)化的功耗相比,優(yōu)化后的系統(tǒng)功耗降低了8.59%,提高了智能手機的續(xù)航時間。
【關(guān)鍵詞】：Android 嵌入式系統(tǒng) 低功耗優(yōu)化 多核處理器 動態(tài)電壓頻率調(diào)整 動態(tài)核數(shù)調(diào)整 動態(tài)電源管理
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP316;TN929.53
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-20
• 1.1 Android智能手機及智能手機ARM架構(gòu)的CPU處理器的發(fā)展11-15
• 1.2 Android嵌入式系統(tǒng)智能手機的多核處理器低功耗優(yōu)化的必要性15-16
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 論文的主要工作18
• 1.5 論文的組織結(jié)構(gòu)18-19
• 1.6 本章小結(jié)19-20
• 2 Android嵌入式系統(tǒng)的移動終端低功耗優(yōu)化的原理與技術(shù)20-26
• 2.1 集成電路的發(fā)展與CMOS集成電路的功耗20-23
• 2.1.1 集成電路的發(fā)展20-21
• 2.1.2 CMOS集成電路的功耗21-23
• 2.2 移動終端功耗優(yōu)化的三種關(guān)鍵技術(shù)23-25
• 2.2.1 DPM技術(shù)23
• 2.2.2 DVFS技術(shù)23-25
• 2.2.3 DCS技術(shù)25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 移動終端的低功耗優(yōu)化的實現(xiàn)26-48
• 3.1 功耗的理論分析與功耗的三維空間模型26-28
• 3.1.1 多核處理器動態(tài)功耗與靜態(tài)功耗26-27
• 3.1.2 多核處理器的三維空間模型27-28
• 3.2 低功耗優(yōu)化基于的理論基礎(chǔ)28-29
• 3.3 Linux內(nèi)核的cpufreq(變頻)策略29-35
• 3.3.1 管理策略29-30
• 3.3.2 Cpufreq在用戶態(tài)接口作用30-31
• 3.3.3 軟件架構(gòu)31-35
• 3.4 細粒度的調(diào)頻算法35-38
• 3.4.1 Linux系統(tǒng)默認的調(diào)頻算法35-37
• 3.4.2 改進的細粒度的調(diào)頻算法37-38
• 3.5 低功耗優(yōu)化的實現(xiàn)方案38-46
• 3.5.1 Android智能手機運行過程的相關(guān)參數(shù)38-41
• 3.5.2 低功耗優(yōu)化實現(xiàn)的流程41-42
• 3.5.3 低功耗優(yōu)化實現(xiàn)技術(shù)的軟件實現(xiàn)42-46
• 3.6 本章小結(jié)46-48
• 4 實驗與測量48-57
• 4.1 硬件平臺48
• 4.2 軟件平臺48-51
• 4.2.1 Android的系統(tǒng)架構(gòu)與開發(fā)環(huán)境48-50
• 4.2.2 Android手機應(yīng)用程序50-51
• 4.3 功耗測量51-55
• 4.3.1 功耗測量儀器51-53
• 4.3.2 功耗測量的方法53-55
• 4.4 實驗與測量結(jié)果分析55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 5 結(jié)論57-59
• 5.1 本文工作與總結(jié)57-58
• 5.2 未來工作展望58-59
• 參考文獻59-61
• 作者簡歷61-63
• 學位論文數(shù)據(jù)集63

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1 林耕宇;;觀摩50名Google Android程序開發(fā)競賽作品[J];電子與電腦;2008年08期

2 樹子;;Android中文版不完全體驗[J];互聯(lián)網(wǎng)天地;2009年04期

3 Jason Whitmire;;產(chǎn)業(yè)軟件專家如何協(xié)助解決Android的分裂困境[J];電子與電腦;2010年02期

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6 韓青;;Android平臺發(fā)展的動力與挑戰(zhàn)[J];中國電子商情(基礎(chǔ)電子);2010年09期

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本文編號：413292