CN101201689B - 一种多任务系统中自动管理cpu功耗的方法 - Google Patents

一种多任务系统中自动管理cpu功耗的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在多任务系统中自动管理CPU功耗的方法，以尽可能降低CPU工作的平均功耗。在该方法中，对CPU的工作负荷进行自动检测，当负荷空闲时降低核心工作电压和频率，当负荷较高时提高核心工作电压、频率。

Description

一种多任务系统中自动管理CPU功耗的方法
技术领域
本发明涉及一种多任务系统中对可调节核心电压/工作频率的CPU进行自动功耗管理的方法。
背景技术
当前嵌入式系统中，CPU的功耗已经越来越成为必须仔细考虑的问题。CPU的功耗基本是动态功耗，满足公式：Pd＝CTV2f，目前很多系统中可以对CPU的核心工作电压和工作频率进行调节，以达到可对CPU工作功耗进行管理的目的。这些系统需要开发者根据具体应用需要的MIPS估算并编程调节CPU的工作频率，而且这个指定频率未必是该系统中这个应用工作所需要的最优频率。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法，不需要应用开发人员具体考虑CPU工作频率，通过在多任务系统中设置一些流程来监控CPU的工作负荷，并根据工作负荷自动调节CPU工作频率到高于满足应用需求的最低频率。这个方法是根据CPU工作负荷自动调节的，因此，几乎是最优的。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种自动管理CPU功耗的方法：该方法在多任务系统中添加一个优先级为最低的监控任务，添加一个监控定时器，其工作的任务环境高于所有常规任务。在监控任务中，以一定的策略降低CPU工作电压/频率并复位监控定时器，在监控定时器中以一定的策略提高CPU工作电压/频率。
这样分别讨论CPU工作频率高于当前应用需求和CPU工作频率低于当前应用需求的情况：
当CPU工作频率高于当前应用需求时，工作一段时间后所有高优先级任务的工作都被处理，各任务先后进入休眠状态，这时，CPU的控制权必然落入优先级最低的监控任务，在监控任务中降低CPU工作频率，并复位监控定时器。如果调节后CPU工作频率还是偏高，那么就会继续被监控任务降低。
当CPU工作频率低于当前应用需求时，工作到达监控定时器的期限时，CPU的控制权还没有落入优先级最低的监控任务，这时在监控定时器的处理中就需要提高CPU工作频率并复位监控定时器。如果调节后CPU工作频率还是偏低，那么，就会继续达到监控定时器期限，并提高工作频率。
因此，当CPU工作频率与系统实际运行所需要的MIPS不符时，监控任务和监控定时器会很快对其进行调节。
本发明的积极进步效果在于：实现了CPU工作频率根据实际应用工作的负荷情况自动调节，从而对CPU的功耗进行优化的自动管理。
附图说明
图1为本发明中最低优先级的监控任务流程示意图。
图2为本发明中监控定时器处理函数的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，最低优先级的监控任务，当整个系统中所有其它任务都处于休眠状态时，CPU的控制权才能落入这个监控任务，也就是说，当监控任务运行时，CPU已处于空闲状态。
监控任务中包括如下步骤：
步骤11，进行降低CPU工作频率的动作，并记录该频率；
步骤12，复位监控定时器，以便CPU再次工作时重新计时；
步骤13，使CPU进入休眠状态，此时没有其它任务，应使CPU进入深入的省电状态。
当CPU进入休眠状态时，监控定时器应该不再继续计时，以免引入不希望的监控定时器处理。
如图2所示，监控定时器到期的处理流程。当整个系统中一直有高优先级的任务在运行，不能进入监控任务，就没有机会复位监控定时器，一直到监控定时器到期还没有复位，就可以认为此时CPU负荷偏高，应该调高CPU工作频率。因此，监控定时器到期的处理流程中包括如下步骤：
步骤21，进行提高CPU工作频率的动作，并记录该频率；
步骤22，复位监控定时器，以便重新开始计时监控。
本发明可应用于所有可灵活调节CPU工作电压/频率的多任务系统中，具体频率调节的幅度和监控定时器的时间设置根据具体实施的软、硬件平台而调整。

Claims (3)

1.一种多任务系统中自动管理CPU功耗的方法，其特征在于，该方法在多任务系统中添加一个优先级最低的监控任务和一个监控定时器，
当CPU工作频率高于当前应用需求时，该监控任务运行，在该监控任务中降低CPU工作频率、复位该监控定时器并使CPU进入休眠状态；
当CPU工作频率低于当前应用需求时，待该监控定时器到期，提高CPU工作频率并复位该监控定时器。
2.如权利要求1所述的多任务系统中自动管理CPU功耗的方法，其特征在于，若降低CPU工作频率后，CPU工作频率仍高于当前应用需求，则在该监控任务中继续降低CPU工作频率；若提高CPU工作频率后，CPU工作频率仍低于当前应用需求，则待该监控定时器到期，继续提高CPU工作频率。
3.如权利要求1所述的多任务系统中自动管理CPU功耗的方法，其特征在于，当CPU进入休眠状态时，该监控定时器不再计时。
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