SPM-DMA结构的嵌入式系统的节能方法

摘要

一种计算机技术领域的SPM-DMA结构的嵌入式系统的节能方法，包括以下步骤：将待处理的数据划分为若干块；进行数据的并行传输和并行处理，CPU完成对每个数据块的处理；检测CPU处理每块数据的时间和DMA加载第i+1块数据并回传第i块处理后数据的时间得到最优调整因子；得到最优频率和最优电压；当CPU的工作级别中包括最优频率和最优电压时，进行静态调整；否则，进行动态调整，使CPU工作于调整后的电压和频率。本发明根据DMA数据传输的速度来调整CPU工作的电压和频率，使其在满足数据处理和等待数据传输前提下，尽可能降低工作电压和频率，从而大大减小了CPU全速运行带来的能量消耗。

主权项

1.一种高速片内存储器-动态存储器访问SPM-DMA结构的嵌入式系统的节能方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，将待处理的数据划分为若干块，且每块数据小于SPM容量的一半；第二步，进行数据的并行传输和并行处理，CPU完成对每个数据块的处理；第三步，检测CPU处理每块数据的时间T_CPU和DMA加载第i+1块数据并回传第i块处理后数据的时间T_block，根据α_optimal＝T_CPU/T_block，得到最优调整因子α_optimal；第四步，根据F_optimal＝α_optimal×F_max和V_optimal＝α_optimal×V_max，得到最优频率F_optimal和最优电压V_optimal，其中：F_max是CPU的最大频率，V_max是CPU的最大电压；第五步，当CPU的工作级别中包括最优频率F_optimal和最优电压V_optimal时，进行静态调整；否则，进行动态调整，使CPU工作于调整后的电压和频率；第二步中所述的进行数据的并行传输和并行处理，是：将SPM从逻辑上分为容量相等的两部分SPM0和SPM1，DMA装载第一块待处理数据，并将装载后的第一块数据写入SPM0，CPU处于等待状态；CPU对第i块数据进行处理，并将处理后的第i块数据写入SPM0，同时DMA装载第i+1块待处理数据，将装载后的第i+1块数据写入SPM1，并将处理后的第i块数据回写到片外存储器，1≤i≤N-1；CPU对第N块数据进行处理，并将处理后的第N块数据写入SPM1，DMA将处理后的第N块数据回写到片外存储器；第五步中所述的动态调整，包括以下步骤：1)在CPU的所有工作频率中，选择比最优频率F_optimal大且与最优频率F_optimal差值最小的频率F_high，并选择比最优频率F_optimal小且与最优频率F_optimal差值最小的频率F_low；在CPU的所有工作电压中，选择比最优电压V_optimal大且与最优电压V_optimal差值最小的电压V_high，并选择比最优电压V_optimal小且与最优电压V_optimal差值最小的电压V_low；2)根据α_low＝F_low/F_max和α_high＝F_high/F_max，得到次优调整因子α_low和次优调整因子α_high；3)根据和得到频率F_high和电压V_high的工作时间都是T_high，频率F_low和电压V_low的工作时间都是T_low；4)根据和得到频率F_high和电压V_high的迭代次数都是C_high，频率F_low和电压V_low的迭代次数都是C_low，其中：T_iteration是CPU执行一次迭代所用的时间；5)在CPU处理一块数据的过程中，CPU的工作频率为F_high且工作电压为V_high的迭代次数设置为C_high，CPU的工作频率为F_low且工作电压为V_low的迭代次数设置为C_low，从而完成CPU调整。