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  3. 阅读以下关于嵌入式系统能耗管理设计的描述，在答题纸上回答问题1至问题3。 随着嵌入式系统智能化技术的持续发展，系统的能耗问题已成为亟待解决的难题。某宇航公司研发的一款手持式野外辅助装备，需要较长的巡航时间，由于设计时对功耗问题考虑不周，使得产品出现

阅读以下关于嵌入式系统能耗管理设计的描述，在答题纸上回答问题1至问题3。 随着嵌入式系统智能化技术的持续发展，系统的能耗问题已成为亟待解决的难题。某宇航公司研发的一款手持式野外辅助装备，需要较长的巡航时间，由于设计时对功耗问题考虑不周，使得产品出现

admin2017-09-13  75
问题 阅读以下关于嵌入式系统能耗管理设计的描述，在答题纸上回答问题1至问题3。
    随着嵌入式系统智能化技术的持续发展，系统的能耗问题已成为亟待解决的难题。某宇航公司研发的一款手持式野外辅助装备，需要较长的巡航时间，由于设计时对功耗问题考虑不周，使得产品出现了批次责任事故。公司领导决定抽调王工等5人组建专门的攻关小组，要求在三个月内完成故障归零。王工接到任务后，经反复论证与实验，给公司提交了一份基于软件动态节能的改进方案，得到了领导及专家的好评。
根据上述设备有效调度时刻的策略，分析以下实例，并将答案写在答题纸上。
    手持式野外辅助装备由三个实时任务和三个独立设备组成(分别表示为：t1、t2和t3；s1、s2和s3)，表3-1给出了手持式设备实时任务的时间参数表，这些任务使用独立的设备并且所有设备的特征一致，各设备待机超时可直接进入睡眠状态，处于睡眠状态的设备要经过转换状态后才能进入运行状态。假设初始状态(t=0)设备处于工作状态，且所有设备的工作状态功率为60mW／ms，转换功率为30mW／ms，睡眠功率为10 mW／ms。同时假设设备被唤醒的转换时间为10 ms。设备待机后被关闭的超时值为10ms。
    图3-1给出了未考虑节能需求时任务调度算法，在采用了设备有效时刻调度策略之后，三个设备100ms周期内将按一定顺序被依次关闭和唤醒。图3．2给出了采用设备有效时刻调度策略后s1的功率随时间的变化规律。请计算此时三个设备在100ms周期内的功耗，并计算100ms周期内，每个设备的节能比。
  节能比=(未节能情况下的系统能耗一节能后系统能耗)÷未节能情况下的系统能耗
选项
答案三个设备在第一个100ms周期内的功耗如下： s1：60*20+10*30+30*10+60*20+10*20=4400 s2：60*40+10*40+30*10+60*10=3700 s3：60*10+10*20+30*10+60*50+10*10=4200 三个设备的节能比： s1的节能比=(60*100-4400)／(60*100)=0．267 s2的节能比=(60*100-3700)／(60*100)=0．383 s3的节能比=(609100一4200)／(60*100)=0．3
解析 本问题给出了王工编制的节能方案中采用的“有效时刻调度策略”的事例分析，通过事例分析，考生可计算出采用有效调度时刻的策略，在保证周期任务按时完成的前提下，设备能耗消费最少。应仔细分析题干，重点关注“假设初始状态(t=0)设备处于工作状态，且所有设备的工作状态功率为60mW／ms，转换功率为30mW／ms，睡眠功率为10 mW／ms。同时假设设备被唤醒的转换时间为10 ms。设备待机后被关闭的超时值为10ms”的条件限制，既分析案例仅仅关注周期任务的第一个主周期(t=0开始的100ms)对设备管理；设备的功率在不同的状态(工作、装换和睡眠)其功耗不一样，而节能策略恰恰利用了这一特点，达到节能的作用。考生还应注意到设备从工作到睡眠，不存在装换时间，而从睡眠到工作，存在10ms的装换，并存在不一样的功耗，图3—2已给了t1任务对设备s1的控制过程，如果考生理解了算法的核心思想，在图3—2的提示下，就不难算出三个设备在第一个100ms周期内的各自的功耗，及各自的设备的节能比。
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