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隨著電子系統功能的增強以及電路集成度不斷提高，電子系統的能量消耗也在迅速增加，而過高的功耗會影響到電子系統的使用壽命。因此為了提高電子系統可靠性，如何在保證系統性能的同時優化電子系統的功耗成為了設計者面臨的關鍵問題。動態電源管理可以從不同層次對嵌入式系統的功耗進行優化，成為了嵌入式系統低功耗設計的熱點。
本文主要從系統級和體系結構級對嵌入式系統進行動態電源管理的研究，根據嵌入式系統不同的運行狀態，分別采用結合動態頻率調節技術的節能任務調度算法和動態功耗管理策略對系統功耗進行優化。本文的硬件平臺為基于ZYNQ的嵌入式測控系統，文中對該平臺劃分了不同的低功耗工作模式，并建立了功耗管理模型。
本文通過分析嵌入式系統執行任務過程中采用靜態優先級調度算法和動態優先級算法的優缺點，在Linux系統中實現了算法復雜度低且性能較穩定的RM調度算法，并結合動態頻率調節技術，對任務執行過程中的功耗進行優化。針對RM算法調度過程中具有相同優先級的任務可能無法及時公平地得到響應的弱點，本文設計了RM調度算法與時間片輪轉調度算法相結合的改進算法，有效降低了任務的平均周轉時間。當系統暫時沒有任務處于就緒隊列時，Linux系統會執行空閑進程，進入空閑模式。由于頻繁地模式切換會產生額外的能量消耗，針對這一情況，本文通過對Linux內核中功耗管理模塊的研究與修改，設計并實現了采用雙超時閡值Timeout算法的動態功耗管理策略，兩個超時閾值的設定是為了根據空閑時間的長度來控制系統的正常工作模式跟空閑模式和休眠模式之間切換的時機，在硬件平臺測試中表明改進的動態功耗管理策略使得系統模式切換次數有所降低。在測試中表明本文設計的動態電源管理方案能夠在保證系統性能的同時，有效降低系統的功耗。
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