[發(fā)明專利]一種基于馬爾科夫鏈的構(gòu)件化嵌入式軟件能耗估算模型無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010552123.8 | 申請日: | 2010-11-22 |
| 公開(公告)號: | CN102004679A | 公開(公告)日: | 2011-04-06 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 郭兵;沈艷;熊冰;陳曉豐;王繼禾;伍元勝;劉云本;王奇;王敏;王敞 | 申請(專利權(quán))人: | 四川大學(xué) |
| 主分類號: | G06F11/00 | 分類號: | G06F11/00 |
| 代理公司: | 暫無信息 | 代理人: | 暫無信息 |
| 地址: | 610065 四川*** | 國省代碼: | 四川;51 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 基于 馬爾科夫鏈 構(gòu)件 嵌入式 軟件 能耗 估算 模型 | ||
所屬技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及嵌入式軟件能耗估算技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及一種針對能耗相關(guān)的構(gòu)件化嵌入式軟件估算模型-基于馬爾科夫鏈的構(gòu)件化嵌入式軟件能耗估算模型。
背景技術(shù)
目前在全球倡導(dǎo)“低碳經(jīng)濟(jì)”的背景下,嵌入式系統(tǒng)的能耗是一個日益引起人們關(guān)注的熱點問題,成為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的重要考量因素。
能耗優(yōu)化可以在各個層次上展開,越高的設(shè)計層次所提供的節(jié)能空間越大,設(shè)計效率也越高。嵌入式系統(tǒng)的能耗優(yōu)化先期主要集中在硬件層,包括材料級、工藝級、電路級、門級、RTL級、算法級以及微結(jié)構(gòu)級等層次。隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展,各種底層先進(jìn)硬件能耗優(yōu)化技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用,使得高層軟件方面的功耗優(yōu)化技術(shù)逐步成為控制系統(tǒng)功耗的重要手段。目前,軟件層的能耗優(yōu)化技術(shù)可分為源程序結(jié)構(gòu)級、算法級和軟件體系結(jié)構(gòu)級三個層次。
對嵌入式軟件功耗的研究已經(jīng)成為嵌入式研究領(lǐng)域的研究者所關(guān)注的焦點,但上述大多數(shù)研究仍然停留在指令級、源程序結(jié)構(gòu)級和算法級的能耗分析與估算上,對更高層次的體系結(jié)構(gòu)級的能耗分析與估算的研究還較少。
本發(fā)明對軟件體系結(jié)構(gòu)級軟件能耗估算模型進(jìn)行研究,著眼于構(gòu)件化的嵌入式軟件,從基于狀態(tài)的角度出發(fā),將嵌入式軟件系統(tǒng)的運行過程視為一個狀態(tài)的集合,提出了一種基于馬爾科夫鏈的嵌入式軟件能耗估算模型。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于馬爾科夫鏈的構(gòu)件化嵌入式軟件能耗估算模型。
本發(fā)明解決其技術(shù)難題所采用的技術(shù)方案的步驟如下:
1)為了克服主觀判斷造成軟件狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率準(zhǔn)確性低的弊端,對常用的軟件體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格進(jìn)行分類,確定不同風(fēng)格下軟件狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率,生成軟件狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣,不同風(fēng)格下軟件狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率的計算方法如下:
●在管道和過濾器的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格中,過濾器構(gòu)件通過管道聯(lián)系,若過濾器構(gòu)件連接的后向過濾器只有一個,則過濾器構(gòu)件向相應(yīng)管道的轉(zhuǎn)移概率為1;若后向過濾器數(shù)量為n,則過濾器構(gòu)件向相應(yīng)管道的轉(zhuǎn)移概率為1/n。
●在倉庫風(fēng)格和黑板風(fēng)格的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格中,知識源構(gòu)件向控制單元構(gòu)件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為1,控制單元構(gòu)件向中央數(shù)據(jù)處理單元構(gòu)件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為1/2,控制單元構(gòu)件向知識源構(gòu)件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為1/2n,其中n為知識源構(gòu)件數(shù)量。
●在分層系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)風(fēng)格中,客戶構(gòu)件提出需求,由于客戶構(gòu)件本身不具備服務(wù)處理能力,只能交給第一層服務(wù)構(gòu)件進(jìn)行處理,狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為1,第n層服務(wù)構(gòu)件向n-1層服務(wù)構(gòu)件狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為n-1/n,向客戶構(gòu)件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為1/n。同樣,第n-1層服務(wù)構(gòu)件向n-2層服務(wù)構(gòu)件狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為n-2/n-1,向第n層服務(wù)構(gòu)件的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為1/n-1。
●在C/S和B/S風(fēng)格的體系結(jié)構(gòu)中,客戶端向服務(wù)器端的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為1,設(shè)客戶端服務(wù)器端交互時間為Δt1,服務(wù)器端運行服務(wù)時間為Δt2,則服務(wù)器端向客戶端的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為服務(wù)器端向自身的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率為
2)若軟件狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣為非正規(guī)概率矩陣,將非正規(guī)概率矩陣調(diào)整為正規(guī)概率矩陣,調(diào)整的步驟如下:
●將矩陣中的第一個零元素替換為構(gòu)件化嵌入式軟件能耗要求精度內(nèi)的最小正數(shù)值,如軟件能耗最小精度要求為小數(shù)點后4位,則可以將狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣中的0替換為0.0001。
●判斷調(diào)整后矩陣是否為非正規(guī)概率矩陣,不是則轉(zhuǎn)到步驟1,是則轉(zhuǎn)到步驟3。
●輸出調(diào)整后矩陣。
3)根據(jù)測量得到的構(gòu)件平均能耗值,估算軟件平均能耗值,估算公式如下:
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