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线性加速比并行实时任务的节能研究
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:计算机学报
  • 时间:0
  • 页码:384-392
  • 分类:TP306[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]东北大学信息科学与工程学院,沈阳110004
  • 相关基金:国家自然科学基金(60973017); 博士学科点专项科研基金(20110042110021)资助~~
  • 相关项目:多核系统中实时调度策略的设计与分析技术的研究
中文摘要:

节能设计是嵌入式实时系统中一个重要的研究方向.目前的研究大多采用串行任务模型,很少关注并行任务.文中研究了在离散工作模式与实时约束下,多核平台下的线性加速比并行实时任务的能耗最小化问题.文中假设所有处理器核都支持DVS技术且加速比是线性的,在此条件下,文中首先给出一个定理证明了当各任务执行在系统全部核上时系统能耗最小.然后,将问题建模为一个0-1整数线性规划,利用最早截止期优先算法确定任务调度,并给出了两个高效的节能算法确定各任务的工作频率.文中最后通过大量的模拟实验,证明提出的算法的效果显著,可以达到几乎与最优解相同的节能效果.

英文摘要:

Energy-efficiency is one of the most important design goals for embedded real-time systems. While much work has addressed the problem for sequential tasks where each task can run on only one processor at a time, little work has been done for parallel tasks where an individ- ual task can be executed by multiple processors simultaneously. In this paper, we study the energy minimization problem for parallel task systems with discrete operation modes and under timing constraints. We focus on a system with DVS (Dynamic Voltage Scaling) enabled proces sors and workload satisfying linear speedup ratio model. We first prove a lemma, a sufficient con dition for minimizing the system energy, which indicates that the overall system energy is mini- mized when each task runs on all of the processors simultaneously. Then, adopting the earliest deadline first (EDF) scheduling policy and the lemma proved, we employ a 0-1 Integer Linear Program (0 1 ILP) to derive the optimized frequency assignment with minimized energy consump- tion. Furthermore, two polynomial time complexity heuristics with opposite frequency assign- ment searching directions are also proposed. The simulation experiment results show that the proposed heuristics can significantly reduce the system energy consumption and consume nearly the same energy as does 0-1 ILPs.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:48433