Nghiên cứu các phương pháp để giảm thiểu năng lượng trong phát triển hệ thống nhúng


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ




VŨ VĂN PHÚC




NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐỂ GIẢM
THIỂU NĂNG LƢỢNG TRONG PHÁT TRIỂN HỆ
THỐNG NHÚNG



LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Hà Nội – 2014


TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

VŨ VĂN PHÚC



NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐỂ GIẢM
THIỂU NĂNG LƢỢNG TRONG PHÁT TRIỂN HỆ
THỐNG NHÚNG






LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN


NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC BÌNH

Hà Nội – 2014

1



LỜI CAM ĐOAN
     
     1-2013     

“
Nghiên cứu các phƣơng pháp để giảm thiểu năng lƣợng trong
phát triển hệ thống nhúng







Học viên thực hiện Luận văn


Vũ Văn Phúc

2



LỜI CẢM ƠN
i li cc t Tin Ngc
i th  




 trong





t .
i li cn NCS. Phu
kinh nghic trong v t th

vu kin thnh nghi 

c gi li ci
u h thi hi hc
Qui, nh kt qu u, 
 nhng kinh nghi
trong mi bui seminar n.
c gi li c ca nhng

kh n lu














3



MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 7

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 7

DANH MỤC CÁC KÝ PHÁP 8

MỞ ĐẦU 9

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 11

1.1

11
1.1.1  11
1.1.2  12
1.1.3  12
1.2 
 14
1.3  15
1.4 Xu  16
1.5  16
1.6  17
1.6.1  18
1.6.2  21
1.6.3  21
1.6.4  22
CHƢƠNG 2. CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẢM THIỂU NĂNG
LƢỢNG TRONG HỆ THỐNG NHÚNG 23

2.1  23
2.2 Ma vic gim thing 25
2.3  25
2.4   26
2.4.1  26
2.4.1.1  26
4



2.4.1.2  27
2.4.1.3  27
2.4.1.4  27
2.5  28
2.5.1  28
2.5.2  29
2.5.3  29
2.5.4  29
2.5.5  30
2.5.6  30
2.5.7 -chip) 31
2.5.8  31
2.5.9 
 31
2.5.10  32
2.6  32
2.6.1  32
2.6.2  32
2.6.3 




 33
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP TỐI ƢU ĐIỆN NĂNG TIÊU THỤ
CỦA HỆ THỐNG NHÚNG DỰA TRÊN KỸ NGHỆ NGƢỢC VÀ
TÁI CẤU HÌNH CPU 35

3.1   35
3.2  36
3.2.1  36
3.2.2  37
3.3  39
3.3.1  39
3.3.2  39
CHƢƠNG 4. THỰC NGHIỆM 43

4.1  43
4.2  44
4.3  44
5



4.3.1  44
4.3.2  46
4.3.3  47
4.3.4 Sim-Wattch  . 47
4.4  49
4.5  51
CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN 53

 53


 54
 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

PHỤ LỤC A. MỘT SỐ LỆNH THỰC THI 59

 59
1. Platform 59
2.  59
a.  59
b. -990811 59
c. - 59
-Wattch 62
PHỤ LỤC B. MỘT SỐ CHƢƠNG TRÌNH DÙNG MÔ PHỎNG 63

PHỤ LỤC C. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH KHOA HỌC LIÊN QUAN
78





6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Diễn giải
Ý nghĩa
PC
Personal Computer

LAN
Local Area Network

RR
Round-Robin

CPU
Central Processing Unit


ROM
Read-Only Memory


RAM
Random Access Memory

    

GCC
GNU Compiler Collection


DFG
Data Flow Graph

TSP
Travelling Salesman Problem
 
PDT
Power Dissipation Table

FP-
ISLP
Force-Directed Scheduling
For Low Power
    


PSO
Particle Swarm Optimization



7



DANH MỤC CÁC BẢNG
PXA255 27
 50

 51


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
 30
 33
 37
 40
 40
 41
 41
 43
 45
 45
 45
 46
 46
 47
 48
Sim-Wattch 48
 49
Sim-Wattch  50
 50
 51


8

DANH MỤC CÁC KÝ PHÁP
Ký pháp
Diễn giải
E
p

Tng c
B
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n
S lnh trong mt khi
N
i

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N
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C
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E
1

 ci c

E
2

 ci c

ng tit kim



9



MỞ ĐẦU
H thi vi
cuc sng h       liu th   y doanh
thuca mt qu phn m th
chim mt t trng ln trong nn kinh t qu 
i qupht lc, khoa h
ngh.
nh s n mnh m ca h thn m
p phi mt s a h thng
 t trong s u t
u t ng. Vic tng trong h th 
cho h thng hong hiu qu i gian s dt
b  
Trong lunh mn
 ng tng
g ng tip cn mi trong tng. Cu
n sau:

Chương 1.Tổng quan.

,  
              


Chương 2.Các phương pháp giảm thiểu năng lượng. 




Chương 3.Phương pháp tối ưu điện năng tiêu thụ của hệ thống
nhúng dựa trên kỹ nghệ ngược và tái cấu hình.


Chương 4.Thực nghiệm. 


10




.
Chương 5.Kết luận.



 , 





              
n khai

            

, 




11




Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1
Giới thiệu về hệ thống nhúng

n cn t 1960- n
ca PC-an 1980-n hu PC- c d
 n c
thi mi th 3 [2].
H th n cn ph 
Theo th trong [1], 95% 





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
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
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

 gii, phn m c then cht ca nn
kinh t, hu h, Nht bc, Trung Quc
n. Nhng quc p nhiu vin

tr  n h thn mt s sn phm c
 
 Vit Nam, h thn mc
u nhiun phm v h thn m
c ch yu vn ch n mnh
i mt mt s   c mt
  i mt khong
th c mt sn ph
i phn thp cht ch c
v  
 Vit Nam cn ng chi
y m  th
ngay t u.
1.1.1 H th
Hệ thống nhúng (Embedded system) 







 .

12



            
.
H th   c thit k  thc hin mt ch 
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1.1.2 Phn m
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13



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Phân loại hệ thống thời gian thực [29]:
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
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 : 
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14




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
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1.2 Đặc điểm khác biệt giữa phần mềm nhúng và phần mềm thông
thƣờng


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 
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15




  

 






 



1.3 Ứng dụng của hệ nhúng





 
].

 

 Tr 


 
 
  
16



 

1.4 Xu hƣớng phát triển của các hệ thống nhúng

 [2].

              


  

               
 
n cao.
 
 
.
 

 


1.5 Những thách thức và các vấn đề còn tồn tại

 [2]:
   .
 
ng 
           
 
.
17



     

.
 .



 
 

1.6 Một số hƣớng tiếp cận tối ƣu trong hệ thống nhúng
Tron


 

              
 



.








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21



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22




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1.6.4 T
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Tổng kết chƣơng 1
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
2.

23




Chƣơng 2.CÁC PHƢƠNG PHÁP GIẢM THIỂU NĂNG LƢỢNG
TRONG HỆ THỐNG NHÚNG


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2.1 Khái niệm về giảm thiểu năng lƣợng

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