多核系统中基于温度限制的节能调度算法研究

【摘要】：近年来,实时系统由于其响应及时,可靠性强的特点,已经广泛应用于像航空、军事,交通和工业等领域。然而,随着大规模集成电路工艺技术的不断发展,处理器上的功耗密度和能量消耗不断增加,导致散发热量的增加,降低系统的稳定性和可靠性。当前,处理器上的能耗问题和温度问题已经成为计算机领域研究的热点。 目前,系统级上有很多解决能耗问题和温度问题的方法,将实时调度方法与动态电压调节技术有效结合的方法就是其中一种。在满足任务实时性要求的前提下,通过调整处理器的工作电压,使处理器工作在一个合适的速度下,能够有效的降低能耗。处理器的稳定温度与其工作电压有关,利用动态电压调节技术限定处理器的工作电压,能有效缓解处理器上的温度问题。 在片上多处理器实时系统环境下,针对有依赖关系的任务集合,结合能量最优的静态调度算法和温度最优的静态调度算法思想,提出一种带有温度限制的静态节能调度算法。算法以热能分析得到的稳定温度为基础,将它与动态电压调整技术相结合,使得实时任务满足截止时间的同时,能够降低整个系统的能耗和最高温度。通过实验分别与只考虑温度和能耗的算法相比,提出的算法能够在控制最高温度的同时降低系统的能耗。 【关键词】：实时系统 多核处理器 调度算法 动态电压调整 节能
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 课题研究背景和意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.3 论文的研究内容及组织结构16-18
• 2 多核系统中实时系统的能量与温度管理技术18-28
• 2.1 实时系统的基本概念18-22
• 2.2 实时系统下的节能调度技术22-25
• 2.3 实时系统下的热量管理技术25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 温度控制的静态节能调度算法28-43
• 3.1 系统模型28-30
• 3.2 能量模型30-31
• 3.3 热量温度模型31-32
• 3.4 迭代模型32-33
• 3.5 能量管理机制33-34
• 3.7 ILP 建模34-42
• 3.8 本章小结42-43
• 4 模拟实验与结果分析43-51
• 4.1 实验环境43-44
• 4.2 实验结果与分析44-50
• 4.3 本章小结50-51
• 5 总结与展望51-53
• 5.1 主要研究成果51
• 5.2 未来研究展望51-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-58

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