CN115185211A - 一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法，包括电源传感器模块、关键器件传感器模块和微处理器模块；电源传感器模块用于检测电池的状态；关键器件传感器模块用于感知器件关键参数，所述关键器件为最大能耗单元CPU单和A/D转换器，所述关键参数包括最大能耗单元CPU中的CPU电流、CPU电压、CPU使用频率和A/D转换器中的A/D转换芯片电流、A/D转换芯片电压、A/D转换芯片使用频率以及系统总功耗、电池总消耗功率；所述关键参数为变量参数；微处理器模块获取到所述关键器件传输的关键参数输入后，输出控制动作对所述电源传感器模块进行能耗控制；控制动作包括工作、待机、断电和延时。

Description

一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法

技术领域

本发明涉及动态电源管理技术领域，具体为一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法。

背景技术

由于严寒条件下，极低的温度对感知芯片、电控系统、供电系统的性能和稳定性造成了极大的影响，如何在严寒低温环境下，稳定的对动态微感知系统进行保障运维，是及其重要的。特别是在使用电池供电的环境下，低温环境使得电池性能和稳定性急剧下降，有效的对电源进行性能管理，直接影响探测感知性能的监测精度；

动态电源管理(DPM)技术通过选择性地将系统组件置于低功耗状态，帮助系统高效利用能源。一个DPM系统模型由服务提供者、服务队列、服务请求者和电源管理器组成。电源管理器根据对工作负载的观察实现一个控制过程。它可以被建模为一个电源状态机，每个状态都由功耗和性能的水平来表征。此外，状态转换具有功耗和延迟成本。当一个组件处于低功耗状态时，它将变得不可用，直到它被切换到有源状态；

针对低温环境下嵌入式系统，芯片微控制系统对电源供电系统控制的要求更为严苛，导致目前基于先验经验的刚性电源控制算法已经无法对电源能耗进行更加智能精准的控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统，包括电源传感器模块、关键器件传感器模块和微处理器模块；

电源传感器模块用于检测电池的状态；

关键器件传感器模块用于感知器件关键参数，关键器件为最大能耗单元CPU单和A/D转换器，关键参数包括最大能耗单元CPU中的CPU电流、CPU电压、CPU使用频率和A/D转换器中的A/D转换芯片电流、A/D转换芯片电压、A/D转换芯片使用频率以及系统总功耗、电池总消耗功率；关键参数为变量参数；

A/D转换器将关键器件的关键参数转换为数字信号，并将数字信号传输到微处理器模块中；

微处理器模块用于处理并控制单元器件的功耗；微处理器模块获取到关键器件传输的关键参数输入后，输出控制动作对电源传感器模块进行能耗控制；控制动作包括工作、待机、断电和延时。

进一步的，关键器件传感器模块还包括电阻旁路检测单元、多路激活单元；

电阻旁路检测单元用于设置电压检测电阻旁路和电流检测电阻旁路，电压检测电阻旁路用于获取关键器件中的电压信号并监测，电流检测电阻旁路用于获取关键器件中的电流信号并监测，且电压检测电阻旁路和电流检测电阻旁路直接连通于微处理器模块；

多路激活单元包括多组时钟节点单元和时钟树激活单元，多路激活单元用于对关键器件进行激活步骤的处理；

时钟节点单元设置一个缓冲器和一个反相器组成多组并行结构，统计元器件的激活频率，且时钟节点单元设置信号为翻转率最高的信号；

时钟树激活单元基于时钟节点单元的信号设置、激活频率以及各元器件的额定功耗占比，以一组缓冲器和反相器为节点建立时钟树，在并行级联过程中拓展为多级时钟树，利用多级时钟树对关键器件进行激活处理，且设置八个关键参数为多级时钟树逻辑的输入点；

时钟树激活单元在激活过程中采用遗传策略将激活频率转化为函数优化问题，遗传策略包括适应度函数、选择策略、交叉策略和变异策略。

进一步的，遗传策略包括适应度函数，具体包括以下：

将关键器件逻辑启停空间表示成染色体串空间，逻辑启停空间设定启动能耗最小，在多器件并行启动环境下，采用二叉树构建方法；

二叉树构建方法将二叉树按照自上而下进行分级，共分为m级，其中每一级又和下一级的每一项用连接线相连，则利用公式计算：

其中，表示表示第i级增加的连线长度，j表示第i级的第j个节点，表示第j个节点的权值，r表示节点的总量；

为满足整个二叉树的连线长度达到最小，则使每一级的连线长度最小，在第i级遗传算法中采用适应性函数为：

其中，f表示适应度函数，h为超参数。

进一步的，遗传策略包括选择策略，具体包括以下：

选择策略设置第i个关键器件对应的适应度为fi，则第i关键器件被选择的概率为：

其中，M为关键器件的个数，Pi为第i个关键器件被选择的概率；

当确定第i个关键器件的选择概率后，系统产生[0,1]区间上的均匀随机数来决定第i个关键器件参与交叉策略；基于选择策略中确定第i个关键器件的选择概率后，实施最优个体保留策略。

进一步的，遗传策略包括交叉策略和变异策略，具体为以下过程：

交叉策略用于对整个多级时钟树采用顺序交叉、局部映射交叉和循环交叉，对关键器件在多级时钟树上的节点位置连接进行泛化处理；

变异策略用于对关键器件在多级时钟树上的节点位置两两进行位置交换，在交换过程中，选择不同关键器件的关键参数作为替换节点。选取不同器件的关键参数作为替换节点是为了避免交换的无效性。

进一步的，输出控制动作对电源传感器模块进行能耗控制，包括以下过程：

电源传感器模块接收控制动作时记录的状态为第二状态，且记录控制动作前的状态为第一状态，第一状态、第二状态均属于工作、待机、断电和延时中四种状态的任一种，且在转换前后第一状态不同于第二状态；

设置第一状态的环境温度Q1和第二状态的环境温度Q2，且Q1大于Q2，Q2属于小于零摄氏度的低温环境；记录第一状态转换为第二状态的变换功率为W1，第二状态转换为第一状态的变化功率为W2，以及第一状态转换为第二状态的时刻T1、第二状态转换为第一状态的时刻T2，利用公式：

计算节约能量，其中T0表示两次状态转换的时间间隔，T1k表示第一状态转换为第二状态所需要的时间，T2k表示第二状态转换为第一状态所需要的时间，判断此时节约能量E的正负；

记录此时的温度差值Q0=Q1-Q2，遍历四种状态任意两种状态的转换过程并获取对应的温度差值和节约能量E，标记节约能量E小于等于零时对应的两种状态转换为第一状态转换集合G1；

标记节约能量E大于零时对应的两种状态转换为第二状态转换集合G2，且集合G2中记录任意两种状态下的温度差值阈值[Q0min，Q0max]，其中Q0min表示集合G2中温度差值的最小值，Q0max表示集合G2中温度差值的最大值；

输出控制动作对电源传感器模块进行能耗控制后，电源传感器模块基于第一状态集合和第二状态集合对系统状态进行反馈调节。

进一步的，电源传感器模块基于第一状态集合和第二状态集合对系统状态进行反馈调节：

当输出控制动作对应的状态与输出控制动作前系统的状态属于第一状态集合时，电源传感器模块反馈系统保持输出控制动作前系统的状态；

当输出控制动作对应的状态与输出控制动作前系统的状态属于第二状态集合时，判断转换前后的环境温度差值是否属于温度差值阈值；若转换前后的环境温度差值属于温度差值阈值，电源传感器模块服从输出控制动作，系统状态发生改变；若转换前后的环境温度差值不属于温度差值阈值，电源传感器模块服从输出控制动作，并记录此时环境温度调整温度差值阈值。

一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法，包括以下过程：

在关键器件输入端布设旁路感知电阻，用以获得关键器件电流和电压信号；关键器件中设置激活单元，激活单元加入缓冲器和反相器，并统计芯片激活频率以及信号设置为翻转率最高的信号；

使用多组缓冲器和反相器，组件多路激活模块，多芯片激活频率进行并行处理，建立多级时钟树对关键器件的激活步骤进行处理；

在处理过程中采用遗传策略，遗传策略包括选择策略、交叉策略、变异策略和适应度函数，最终将激活频率转化为函数优化问题；

对多级时钟树建立组合逻辑判断开关；根据{CPU电流、CPU电压、CPU使用频率、A/D转换芯片电流、A/D转换芯片电压、A/D转换芯片使用频率、系统总功耗、电池总消耗功率八个核心监测变量预设，最终输出控制变量为工作、待机、断电、延时的四种状态；

基于输出的四种控制状态，分析不同状态下的节约能量并进行反馈调节。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明公开了一种低温环境下基于多级门控技术的芯片启动时钟管理技术，结合门控时钟和信号控制时钟的组合信号控制技术，引入时钟树和反相器，在系统不工作时可以关闭时钟，使整个系统处于非激活状态，在某种程度上降低系统功耗。在使用过程中，芯片的激活模块由大量的缓冲器和反相器组成多级时钟树，以时钟信号为准，通过时钟树的逻辑判断，减少了时钟树的开关行为，节省了开关功耗。本发明能够在不降低芯片使用效率的前提下节省20%~60%的功耗，在低温环境下通过控制功耗，稳定频率，可以非常有效地降低设计的功耗。可用于嵌入式系统，芯片微控制系统的电源管理。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统的结构示意图；

图2是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法的时钟树激活个数为1时的数据图；

图3是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法的时钟树激活个数为2时的数据图；

图4是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法的时钟树激活个数为3时的数据图；

图5是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法的时钟树激活个数为4时的数据图；

图6是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法的时钟树激活个数为5时的数据图；

图7是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法的时钟树激活个数为6时的数据图；

图8是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法的时钟树激活个数为7时的数据图；

图9是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法的时钟树激活个数为8时的数据图；

图10是本发明一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法的时钟树激活个数为1至8时的最优能耗组合策略图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图10，本发明提供技术方案：一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统，包括电源传感器模块、关键器件传感器模块和微处理器模块；

电源传感器模块用于检测电池的状态；

关键器件传感器模块用于感知器件关键参数，关键器件为最大能耗单元CPU单和A/D转换器，关键参数包括最大能耗单元CPU中的CPU电流、CPU电压、CPU使用频率和A/D转换器中的A/D转换芯片电流、A/D转换芯片电压、A/D转换芯片使用频率以及系统总功耗、电池总消耗功率；关键参数为变量参数；

A/D转换器将关键器件的关键参数转换为数字信号，并将数字信号传输到微处理器模块中；

微处理器模块用于处理并控制单元器件的功耗；微处理器模块获取到关键器件传输的关键参数输入后，输出控制动作对电源传感器模块进行能耗控制；控制动作包括工作、待机、断电和延时。

关键器件传感器模块还包括电阻旁路检测单元、多路激活单元；

电阻旁路检测单元用于设置电压检测电阻旁路和电流检测电阻旁路，电压检测电阻旁路用于获取关键器件中的电压信号并监测，电流检测电阻旁路用于获取关键器件中的电流信号并监测，且电压检测电阻旁路和电流检测电阻旁路直接连通于微处理器模块；

多路激活单元包括多组时钟节点单元和时钟树激活单元，多路激活单元用于对关键器件进行激活步骤的处理；

时钟节点单元设置一个缓冲器和一个反相器组成多组并行结构，统计元器件的激活频率，且时钟节点单元设置信号为翻转率最高的信号；

时钟树激活单元基于时钟节点单元的信号设置、激活频率以及各元器件的额定功耗占比，以一组缓冲器和反相器为节点建立时钟树，在并行级联过程中拓展为多级时钟树，利用多级时钟树对关键器件进行激活处理，且设置八个关键参数为多级时钟树逻辑的输入点；

时钟树激活单元在激活过程中采用遗传策略将激活频率转化为函数优化问题，遗传策略包括适应度函数、选择策略、交叉策略和变异策略。

遗传策略包括适应度函数，具体包括以下：

将关键器件逻辑启停空间表示成染色体串空间，逻辑启停空间设定启动能耗最小，在多器件并行启动环境下，采用二叉树构建方法；

二叉树构建方法将二叉树按照自上而下进行分级，共分为m级，其中每一级又和下一级的每一项用连接线相连，则利用公式计算：

其中，表示表示第i级增加的连线长度，j表示第i级的第j个节点，表示第j个节点的权值，r表示节点的总量；

为满足整个二叉树的连线长度达到最小，则使每一级的连线长度最小，在第i级遗传算法中采用适应性函数为：

其中，f表示适应度函数，h为超参数。根据书的长度情况而定，针对该属性结构，定义为20。

遗传策略包括选择策略，具体包括以下：

选择策略设置第i个关键器件对应的适应度为fi，则第i关键器件被选择的概率为：

其中，M为关键器件的个数，Pi为第i个关键器件被选择的概率；

当确定第i个关键器件的选择概率后，系统产生[0,1]区间上的均匀随机数来决定第i个关键器件参与交叉策略；基于选择策略中确定第i个关键器件的选择概率后，实施最优个体保留策略。最优个体保留策略具体过程为：找出当前群体中适应度高的个体和适应度最低的个体，若当前群体中最佳个体的适应度比总的迄今为止的最好个体的适应度还要高，则以当前群体中的最佳个体作为新的迄今为止的最好个体，用迄今为止的最好个体替换掉当前群体中的最差个体。

遗传策略包括交叉策略和变异策略，具体为以下过程：

交叉策略用于对整个多级时钟树采用顺序交叉、局部映射交叉和循环交叉，对关键器件在多级时钟树上的节点位置连接进行泛化处理；

变异策略用于对关键器件在多级时钟树上的节点位置两两进行位置交换，在交换过程中，选择不同关键器件的关键参数作为替换节点。选取不同器件的关键参数作为替换节点是为了避免交换的无效性。

输出控制动作对电源传感器模块进行能耗控制，包括以下过程：

电源传感器模块接收控制动作时记录的状态为第二状态，且记录控制动作前的状态为第一状态，第一状态、第二状态均属于工作、待机、断电和延时中四种状态的任一种，且在转换前后第一状态不同于第二状态；

设置第一状态的环境温度Q1和第二状态的环境温度Q2，且Q1大于Q2，Q2属于小于零摄氏度的低温环境；记录第一状态转换为第二状态的变换功率为W1，第二状态转换为第一状态的变化功率为W2，以及第一状态转换为第二状态的时刻T1、第二状态转换为第一状态的时刻T2，利用公式：

计算节约能量，其中T0表示两次状态转换的时间间隔，T1k表示第一状态转换为第二状态所需要的时间，T2k表示第二状态转换为第一状态所需要的时间，判断此时节约能量E的正负；

记录此时的温度差值Q0=Q1-Q2，遍历四种状态任意两种状态的转换过程并获取对应的温度差值和节约能量E，标记节约能量E小于等于零时对应的两种状态转换为第一状态转换集合G1；

标记节约能量E大于零时对应的两种状态转换为第二状态转换集合G2，且集合G2中记录任意两种状态下的温度差值阈值[Q0min，Q0max]，其中Q0min表示集合G2中温度差值的最小值，Q0max表示集合G2中温度差值的最大值；

输出控制动作对电源传感器模块进行能耗控制后，电源传感器模块基于第一状态集合和第二状态集合对系统状态进行反馈调节。

电源传感器模块基于第一状态集合和第二状态集合对系统状态进行反馈调节：

当输出控制动作对应的状态与输出控制动作前系统的状态属于第一状态集合时，电源传感器模块反馈系统保持输出控制动作前系统的状态；

当输出控制动作对应的状态与输出控制动作前系统的状态属于第二状态集合时，判断转换前后的环境温度差值是否属于温度差值阈值；若转换前后的环境温度差值属于温度差值阈值，电源传感器模块服从输出控制动作，系统状态发生改变；若转换前后的环境温度差值不属于温度差值阈值，电源传感器模块服从输出控制动作，并记录此时环境温度调整温度差值阈值。

一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法，包括以下过程：

在关键器件输入端布设旁路感知电阻，用以获得关键器件电流和电压信号；关键器件中设置激活单元，激活单元加入缓冲器和反相器，并统计芯片激活频率以及信号设置为翻转率最高的信号；

使用多组缓冲器和反相器，组件多路激活模块，多芯片激活频率进行并行处理，建立多级时钟树对关键器件的激活步骤进行处理；

在处理过程中采用遗传策略，遗传策略包括选择策略、交叉策略、变异策略和适应度函数，最终将激活频率转化为函数优化问题；

对多级时钟树建立组合逻辑判断开关；根据{CPU电流、CPU电压、CPU使用频率、A/D转换芯片电流、A/D转换芯片电压、A/D转换芯片使用频率、系统总功耗、电池总消耗功率八个核心监测变量预设，最终输出控制变量为工作、待机、断电、延时的四种状态；

基于输出的四种控制状态，分析不同状态下的节约能量并进行反馈调节。

如图2-9表示通过八个核心参数选择关键器件的关停，以及调整CPU和A/D转换芯片的工作电压和电流，获得不同额定比例下的实验数据，分别对应时钟树激活个数为1-8的8种情况；如图10表示时钟树激活个数对应1-8时的最优能耗组合；

且最优能耗组合的监测数据分析如下：

(1) 时钟树刚开始训练的时候，只有一个输出，所以只能控制一组缓冲器和反相器，其余关键器件均采用额定输出功率；

(2) 随着输入数据的增多和时钟树的逐步优化，控制的缓冲器和反相器的组数逐渐增多，最后逐步完成所有的关键器件翻转频率能耗优化；

(3) 如图2-10的表格中表示随着时钟树数量的逐步增多，优化效率逐步提升的过程。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统，其特征在于，包括电源传感器模块、关键器件传感器模块和微处理器模块；

所述电源传感器模块用于检测电池的状态；

所述关键器件传感器模块用于感知器件关键参数，所述关键器件为最大能耗单元CPU单和A/D转换器，所述关键参数包括最大能耗单元CPU中的CPU电流、CPU电压、CPU使用频率和A/D转换器中的A/D转换芯片电流、A/D转换芯片电压、A/D转换芯片使用频率以及系统总功耗、电池总消耗功率；所述关键参数为变量参数；

所述A/D转换器将关键器件的关键参数转换为数字信号，并将所述数字信号传输到所述微处理器模块中；

所述微处理器模块用于接收所述关键器件传感器模块传输的数字信号。

2.根据权利要求2所述的一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统，其特征在于：所述关键器件传感器模块还包括电阻旁路检测单元、多路激活单元；

所述电阻旁路检测单元用于设置电压检测电阻旁路和电流检测电阻旁路，所述电压检测电阻旁路用于获取关键器件中的电压信号并监测，所述电流检测电阻旁路用于获取关键器件中的电流信号并监测，且所述电压检测电阻旁路和电流检测电阻旁路直接连通于微处理器模块；

所述多路激活单元包括多组时钟节点单元和时钟树激活单元，所述多路激活单元用于对关键器件进行激活步骤的处理；

所述时钟节点单元设置一个缓冲器和一个反相器组成多组并行结构，统计元器件的激活频率，且所述时钟节点单元设置信号为翻转率最高的信号；

所述时钟树激活单元基于所述时钟节点单元的信号设置、激活频率以及各元器件的额定功耗占比，以一组缓冲器和反相器为节点建立时钟树，在并行级联过程中拓展为多级时钟树，利用多级时钟树对关键器件进行激活处理，且设置八个关键参数为多级时钟树逻辑的输入点；

所述时钟树激活单元在激活过程中采用遗传策略将激活频率转化为函数优化问题，所述遗传策略包括适应度函数、选择策略、交叉策略和变异策略。

3.根据权利要求2所述的一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法，其特征在于：所述遗传策略包括适应度函数，具体包括以下：

将关键器件逻辑启停空间表示成染色体串空间，所述逻辑启停空间设定启动能耗最小，在多器件并行启动环境下，采用二叉树构建方法；

所述二叉树构建方法将二叉树按照自上而下进行分级，共分为m级，其中每一级又和下一级的每一项用连接线相连，则利用公式计算：

其中，表示表示第i级增加的连线长度，j表示第i级的第j个节点，表示第j个节点的权值，r表示节点的总量；

为满足整个二叉树的连线长度达到最小，则使每一级的连线长度最小，在第i级遗传算法中采用适应性函数为：

其中，f表示适应度函数，h为超参数。

4.根据权利要求1所述的一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法，其特征在于：所述遗传策略包括选择策略，具体包括以下：

所述选择策略设置第i个关键器件对应的适应度为fi，则第i关键器件被选择的概率为：

其中，M为关键器件的个数，Pi为第i个关键器件被选择的概率；

当确定第i个关键器件的选择概率后，系统产生[0,1]区间上的均匀随机数来决定第i个关键器件参与交叉策略；基于选择策略中确定第i个关键器件的选择概率后，实施最优个体保留策略。

5.根据权利要求4所述的一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法，其特征在于：所述遗传策略包括交叉策略和变异策略，具体为以下过程：

所述交叉策略用于对整个多级时钟树采用顺序交叉、局部映射交叉和循环交叉，对关键器件在多级时钟树上的节点位置连接进行泛化处理；

所述变异策略用于对关键器件在多级时钟树上的节点位置两两进行位置交换，在交换过程中，选择不同关键器件的关键参数作为替换节点。

6.根据权利要求5所述的一种适用于低温振动传感器的动态电源管理系统及方法，其特征在于：

所述微处理器模块还用于处理并控制单元器件的功耗；所述微处理器模块获取到所述关键器件传输的关键参数输入后，输出控制动作对所述电源传感器模块进行能耗控制；所述控制动作包括工作、待机、断电和延时。

7.根据权利要求6所述的一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法，其特征在于：所述输出控制动作对所述电源传感器模块进行能耗控制，包括以下过程：

所述电源传感器模块接收控制动作时记录的状态为第二状态，且记录控制动作前的状态为第一状态，所述第一状态、第二状态均属于工作、待机、断电和延时中四种状态的任一种，且在转换前后第一状态不同于第二状态；

设置第一状态的环境温度Q1和第二状态的环境温度Q2，且Q1大于Q2，Q2属于小于零摄氏度的低温环境；记录第一状态转换为第二状态的变换功率为W1，第二状态转换为第一状态的变化功率为W2，以及第一状态转换为第二状态的时刻T1、第二状态转换为第一状态的时刻T2，利用公式：

计算节约能量，其中T0表示两次状态转换的时间间隔，T1k表示第一状态转换为第二状态所需要的时间，T2k表示第二状态转换为第一状态所需要的时间，判断此时节约能量E的正负；

记录此时的温度差值Q0=Q1-Q2，遍历四种状态任意两种状态的转换过程并获取对应的温度差值Q0和节约能量E，标记节约能量E小于等于零时对应的两种状态转换为第一状态转换集合G1；

标记节约能量E大于零时对应的两种状态转换为第二状态转换集合G2，且集合G2中记录任意两种状态下的温度差值阈值[Q0min，Q0max]，其中Q0min表示集合G2中温度差值的最小值，Q0max表示集合G2中温度差值的最大值；

所述输出控制动作对电源传感器模块进行能耗控制后，所述电源传感器模块基于第一状态集合和第二状态集合对系统状态进行反馈调节。

8.根据权利要求7所述的一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统及方法，其特征在于：所述电源传感器模块基于第一状态集合和第二状态集合对系统状态进行反馈调节：

当所述输出控制动作对应的状态与输出控制动作前系统的状态属于第一状态集合时，所述电源传感器模块反馈系统保持输出控制动作前系统的状态；

当所述输出控制动作对应的状态与输出控制动作前系统的状态属于第二状态集合时，判断转换前后的环境温度差值是否属于温度差值阈值；若转换前后的环境温度差值属于温度差值阈值，所述电源传感器模块服从输出控制动作，系统状态发生改变；若转换前后的环境温度差值不属于温度差值阈值，所述电源传感器模块服从输出控制动作，并记录此时环境温度调整温度差值阈值。

9.一种应用于权利要求1-8中任一项的一种适用低温振动传感器的动态电源管理系统的一种适用低温振动传感器的动态电源管理方法，其特征在于，包括以下过程：

在关键器件输入端布设旁路感知电阻，用以获得关键器件电流和电压信号；关键器件中设置激活单元，所述激活单元加入缓冲器和反相器，并统计芯片激活频率以及信号设置为翻转率最高的信号；

使用多组缓冲器和反相器，组件多路激活模块，多芯片激活频率进行并行处理，建立多级时钟树对关键器件的激活步骤进行处理；

在处理过程中采用遗传策略，所述遗传策略包括选择策略、交叉策略、变异策略和适应度函数，最终将激活频率转化为函数优化问题；

对多级时钟树建立组合逻辑判断开关；根据{CPU电流、CPU电压、CPU使用频率、A/D转换芯片电流、A/D转换芯片电压、A/D转换芯片使用频率、系统总功耗、电池总消耗功率八个核心监测变量预设，最终输出控制变量为工作、待机、断电、延时的四种状态；

基于输出的四种控制状态，分析不同状态下的节约能量并进行反馈调节。

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