基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型

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基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型

刘啸滨, 郭兵, 沈艳, 朱建, 王继禾, 伍元胜

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刘啸滨, 郭兵, 沈艳, 朱建, 王继禾, 伍元胜. 基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 770-774. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

引用本文:

刘啸滨, 郭兵, 沈艳, 朱建, 王继禾, 伍元胜. 基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 770-774. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

LIU Xiao-bin, GUO Bing, SHEN Yan, ZHU Jian, WANG Ji-he, WU Yuan-sheng. ARM-Based Embedded Software Statistical Energy Model[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(5): 770-774. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

Citation:

LIU Xiao-bin, GUO Bing, SHEN Yan, ZHU Jian, WANG Ji-he, WU Yuan-sheng. ARM-Based Embedded Software Statistical Energy Model[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(5): 770-774. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

1.
四川大学计算机学院成都 610065;
2.
成都信息工程学院控制工程学院成都 610225

基金项目:

国家自然科学基金(61272104,61073045);四川省杰出青年科技基金(2010JQ0011);中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室开放课题(ICT-ARCH201003)

作者简介:
刘啸滨(1987-),男,博士生,主要从事嵌入式实时系统方面的研究.

中图分类号: TP302

ARM-Based Embedded Software Statistical Energy Model

1.
School of Computer Science & Engineering,Sichuan University Chengdu 610065;
2.
School of Control Engineering,Chengdu University of Information Technology Chengdu 610225

摘要: 提出了一种嵌入式软件能耗的统计模型,包括处理器、存储器和I/O控制器等硬件单元产生的能耗,然后通过分析ARM指令周期数的规律,设计了指令周期数的相应计算方法,该方法能够快速地计算软件运行时处理器产生的能耗。在高精度指令级嵌入式软件能耗模拟器HMSim中进行了模型实现。实验结果表明,该模型的能耗计算结果与实际仪器测量结果的误差在10%以内,可较准确地反映软件实现方式对系统能耗的影响程度。
- 嵌入式软件能耗 /
- 嵌入式系统 /
- 能耗统计模型 /
- 处理器能耗
Abstract: The energy consumption of embedded software has become a key factor in embedded system design, and it is a fundamental work of analysis and optimization of energy consumption to measure the energy consumption of embedded software. This paper proposes a statistical model of embedded software energy consumption, including the energy consumptions of processor, memory and I/O controller, etc. Then, by analyzing the instruction cycle of ARM instruction set, a method for computing the instruction cycle number is designed so as to rapidly calculate the processor energy consumption of embedded software. This model has implemented in a high-precision instruction-level energy simulator HMSim. The experimental results show that the error rate of embedded software energy consumption estimated by this model is less than 10% compared with that measured by an electronic instrument. The achieved results also reflect how the embedded system energy consumption is influenced by different software designs.
- embedded software energy consumption /
- embedded system /
- energy statistical model /
- microprocessor energy consumption

[1]	黄姝娟, 肖锋, 曹子建. 高利用率集合Sporadic实时任务调度方法研究 . 电子科技大学学报, 2021, 50(4): 572-579. doi: 10.12178/1001-0548.2020228
[2]	黄姝娟, 刘白林, 张雅, 茹媛. 时间/事件触发的安全关键系统调度研究 . 电子科技大学学报, 2017, 46(3): 631-635. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2017.03.025
[3]	陈丽蓉, 燕立明, 罗蕾. 汽车电子嵌入式操作系统的隔离保护机制 . 电子科技大学学报, 2014, 43(3): 450-456. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.03.023
[4]	桑楠, 赵丽, 郭文生. 多核平台嵌入式浏览器并行机制的研究与设计 . 电子科技大学学报, 2014, 43(3): 400-404. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2014.03.014
[5]	刘啸滨, 郭兵, 沈艳, 王继禾, 伍元胜. 嵌入式软件算法级功耗BP网络模型研究 . 电子科技大学学报, 2011, 40(6): 921-926. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.06.022
[6]	杨霞, 雷剑, 熊光泽. 支持MLS的多层次嵌入式高可信软件架构 . 电子科技大学学报, 2009, 38(6): 1001-1005. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.06.023
[7]	郭宁. 嵌入式系统基于RMS对象存储机制的设计与实现 . 电子科技大学学报, 2008, 37(1): 105-108.
[8]	靳京, 桑楠, 刘一. 基于XML的嵌入式Linux系统用户界面定制 . 电子科技大学学报, 2007, 36(3): 510-513.
[9]	郭振宇, 桑楠, 杨霞. 一种嵌入式系统内存管理的延迟合并伙伴机制 . 电子科技大学学报, 2007, 36(3): 555-558.
[10]	廖勇, 熊光泽, 陈旭东, 桑楠, 朱清新. 分布式实时嵌入式系统端到端性能确保 . 电子科技大学学报, 2007, 36(3): 541-544.
[11]	储毅, 赵敏. 基于马尔可夫决策的动态电源管理技术 . 电子科技大学学报, 2007, 36(3): 521-523.
[12]	吴琦, 熊光泽. 嵌入式系统功耗优化电池模型 . 电子科技大学学报, 2007, 36(3): 551-554.
[13]	张海涛, 艾云峰. 一种分布式实时嵌入式系统的调度分析算法 . 电子科技大学学报, 2007, 36(3): 489-492.
[14]	李向蔚, 桑楠, 熊光泽. 基于软件复用的嵌入式操作系统的定制 . 电子科技大学学报, 2007, 36(3): 559-562.
[15]	施俞行, 高峰, 罗克露, 梁军峰. 一种适用于智能家电嵌入式软件的框架构件模型 . 电子科技大学学报, 2006, 35(5): 807-810.
[16]	曹玲芝, 庞宏, 崔光照, 石军. 基于S3C2410的电话远程家电智能控制系统 . 电子科技大学学报, 2006, 35(3): 359-362.
[17]	张宇旻, 罗蕾. Newlib的研究与最小实现 . 电子科技大学学报, 2005, 34(4): 525-528.
[18]	杨照宇, 涂晓东, 李乐民. OBS网络中基于SNMP的嵌入式代理的实现 . 电子科技大学学报, 2004, 33(6): 667-670.
[19]	詹瑾瑜, 熊光泽, 孙明. 一种嵌入式GUI软件结构实现方案 . 电子科技大学学报, 2003, 32(1): 89-93.
[20]	雷剑, 罗克露. 嵌入式系统仿真开发环境的体系结构 . 电子科技大学学报, 2003, 32(6): 669-672,678.

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基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

1. 四川大学计算机学院成都 610065;

2. 成都信息工程学院控制工程学院成都 610225

基金项目:

国家自然科学基金(61272104,61073045);四川省杰出青年科技基金(2010JQ0011);中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室开放课题(ICT-ARCH201003)

作者简介:
刘啸滨(1987-),男,博士生,主要从事嵌入式实时系统方面的研究.

收稿日期: 2010-11-17
修回日期: 2011-01-17
刊出日期: 2012-10-15

中图分类号: TP302

关键词:

摘要: 提出了一种嵌入式软件能耗的统计模型,包括处理器、存储器和I/O控制器等硬件单元产生的能耗,然后通过分析ARM指令周期数的规律,设计了指令周期数的相应计算方法,该方法能够快速地计算软件运行时处理器产生的能耗。在高精度指令级嵌入式软件能耗模拟器HMSim中进行了模型实现。实验结果表明,该模型的能耗计算结果与实际仪器测量结果的误差在10%以内,可较准确地反映软件实现方式对系统能耗的影响程度。

English Abstract

刘啸滨, 郭兵, 沈艳, 朱建, 王继禾, 伍元胜. 基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 770-774. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

引用本文:

刘啸滨, 郭兵, 沈艳, 朱建, 王继禾, 伍元胜. 基于ARM处理器的嵌入式软件能耗统计模型[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(5): 770-774. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

LIU Xiao-bin, GUO Bing, SHEN Yan, ZHU Jian, WANG Ji-he, WU Yuan-sheng. ARM-Based Embedded Software Statistical Energy Model[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(5): 770-774. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

Citation:

LIU Xiao-bin, GUO Bing, SHEN Yan, ZHU Jian, WANG Ji-he, WU Yuan-sheng. ARM-Based Embedded Software Statistical Energy Model[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(5): 770-774. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.05.024

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