48、嵌入式系统的优化与测试技术

嵌入式系统的优化与测试技术

1. 嵌入式系统优化

1.1 动态电压缩放（DVS）

动态电压缩放（DVS）是一种优化技术，它基于任务的执行情况调整电压，以提高效率和降低能耗。通常，任务可选择的电压数量越多，效率提升越明显。若有大量空闲时间，更多的电压级别有助于找到接近最优的电压。不过，四个电压级别常常就能取得不错的效果。

当任务实际运行速度比最坏情况执行时间预测的更快时，上述算法无法充分利用这一情况。可以通过设置检查点来解决这个问题，在检查点处比较实际和最坏情况执行时间，然后根据这些信息降低电压。此外，还提出了多速率任务图中的电压缩放方法，并且 DVS 可以与其他优化技术（如体偏置）结合使用，体偏置是一种减少泄漏电流的技术。

1.2 动态电源管理（DPM）

为了降低能耗，我们可以利用节能状态。关键问题是何时进入节能状态。简单的方法是使用定时器进行状态转换，更复杂的方法则通过随机过程对空闲时间进行建模，以更准确地预测子系统的使用情况。基于指数分布的模型不太准确，而基于更新理论的模型则具有足够的准确性。

有综合的电源管理讨论，也有将 DVS 和 DPM 集成到单一优化方法中的高级算法。分配电压和计算 DPM 的转换时间可能是优化嵌入式软件的最后步骤。

电源管理还与热管理相关。热管理依赖于运行时的温度信息，利用这些信息控制额外热量的产生，并可能影响冷却机制。例如，控制风扇是一种简单的热管理方式。当温度超过最大阈值时，系统可能会完全关闭，更高级的系统可能会降低时钟频率和电压。对于多处理器系统，任务可能会在不同处理器之间自动迁移。

1.3 优化任务示例

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