專利名稱：一種動態(tài)電源管理策略性能評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計算機動態(tài)電源管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種動態(tài)電源管理策略性能評估方法。
背景技術(shù)：
動態(tài)電源管理(Dynamic Power Management, DPM)是一種系統(tǒng)級低功耗技術(shù)，DPM根據(jù)系統(tǒng)實際運行的工作量來決定電源的狀況。動態(tài)電源管理本質(zhì)是通過將空閑的系統(tǒng)部件關(guān)閉或轉(zhuǎn)入低能耗狀態(tài)，來達到降低系統(tǒng)能耗的目的。在動態(tài)電源管理中，DPM策略決定了設(shè)備何時切換以及如何切換設(shè)備的能耗狀態(tài)，策略的性能直接決定動態(tài)電源管理技術(shù)的省點效果。由此，針對不同情況，不同性能的動態(tài)電源管理策略被提出?，F(xiàn)有的動態(tài)單元管理框架中并不具備策略性能評估的功能，如中國專利CN20061012202.3，名稱為“ー種基于嵌入式系統(tǒng)的動態(tài)電源管理架構(gòu)”，所述架構(gòu)包括了操作點管理、操作狀態(tài)管理、策略管理、設(shè)備約束管理、系統(tǒng)負荷檢測以及策略優(yōu)化，其是根據(jù)系統(tǒng)的運行負荷來實現(xiàn)策略優(yōu)化的，但是所選擇的不同策略在實時的運行環(huán)境中的性能如何，所述架構(gòu)無法檢測和評估，現(xiàn)有技術(shù)中都是通過理論證明或仿真的方式來評估策略的性能，但是這并不能反應(yīng)策略在多變的真實環(huán)境下的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種在線對不同動態(tài)電源管理策略的性能進行實時評估的動態(tài)電源管理策略性能評估方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:ー種動態(tài)電源管理策略性能評估方法，所述方法基于動態(tài)電源管理框架實現(xiàn)，在動態(tài)電源管理框架上設(shè)置有策略評估層，所述策略評估層實時檢測并計算獲取系統(tǒng)部件處于不同動態(tài)電源管理策略下的性能參數(shù)，根據(jù)性能參數(shù)對不同動態(tài)電源管理策略的性能進行評估分析。本發(fā)明在已有的動態(tài)電源管理框架上進行擴展，増加策略評估層，采用不同的性能參數(shù)對動態(tài)電源管理策略的性能進行評估，能夠?qū)崿F(xiàn)實時及多能耗狀態(tài)下系統(tǒng)動態(tài)電源管理策略性能的評估。上述方案中，所述性能參數(shù)包括能耗評估參數(shù)、時間評估參數(shù)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)。上述方案中，根據(jù)能耗評估參數(shù)對策略功耗性能進行評估，其具體是對能耗評估參數(shù)中的系統(tǒng)運行平均功率進行比較分析，系統(tǒng)運行平均功率越小，其對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略越節(jié)能，其中，所述系統(tǒng)運行平均功率通過策略評估層直接檢測獲取。上述方案中，述策略功耗性能還通過能耗評估參數(shù)中的實際效率值EVij進行評估，實際效率值EVu表示高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的效率，其中i〈 j〈n，n表示系統(tǒng)部件功耗狀態(tài)總數(shù)，0代表能耗最高的狀態(tài)，n-1代表能耗最低的狀態(tài)，其具體獲取方式為:檢測并記錄系統(tǒng)部件的功耗參數(shù)，包括高功耗狀態(tài)i的功率P1、低功耗狀態(tài)j的功率Pp從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的功率Pu、從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的功率Pm ;檢測并記錄系統(tǒng)部件的狀態(tài)時間參數(shù)，包括系統(tǒng)部件處于低功耗狀態(tài)j的時間TA、從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的時間Tu、從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的時間Tji ；檢測并記錄系統(tǒng)部件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的轉(zhuǎn)換次數(shù)Nu，從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的轉(zhuǎn)換次數(shù)Nji ；根據(jù)檢測并記錄到的參數(shù)，計算從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的總能量消Eij=Nij*Tij*Pij+Nji*Tji*Pji+TSj*Pj ;根據(jù)檢測并記錄到的參數(shù)，計算不發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換時保持高功耗狀態(tài)i的總能耗Eji= (N.^T.j+Nj^Tj.+TSj) ^Pi ；計算獲取實際效率值EVu=EuZ^i,當(dāng)EVU〈1時，表示系統(tǒng)部件運行過程中從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j是省電的。上述方案中，所述策略功耗性能還通過能耗評估參數(shù)中的實際效率值與理想效率值差值進行評估，實際效率值EVu與理想效率值EVIu差值EVu-EVIu，用于評估實際效率與理想效率的差距，其值越小，表示其對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略的狀態(tài)轉(zhuǎn)換能耗越??；其中，理想效率值EVIu表示從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的時間Tu和從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的時間ち均為0時的高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j 的效率，EVIij = EijZEji=TS產(chǎn)Pノ (TS產(chǎn)Pi) =PjAV上述方案中，根據(jù)所述時間評估參數(shù)對策略預(yù)測性能進行評估，其具體是對時間評估參數(shù)中的各功耗狀態(tài)平均維持時間進行比較分析，功耗狀態(tài)平均維持時間越大，其對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略預(yù)測性能越優(yōu)，功耗狀態(tài)平均維持時間的具體獲取方式為:檢測并獲取系統(tǒng)部件在各個功耗狀態(tài)的維持時間；檢測并獲取系統(tǒng)部件從其他功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到各功耗狀態(tài)的次數(shù)；根據(jù)系統(tǒng)部件在各個功耗狀態(tài)的維持時間和從其他功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)到各功耗狀態(tài)的次數(shù)，計算各功耗狀態(tài)平均維持時間。所述各功耗狀態(tài)的平均時間可評估策略預(yù)測性能，該參數(shù)越大，表明系統(tǒng)部件處于該功耗狀態(tài)的時間更長，表示該策略預(yù)測性能越優(yōu)。上述方案中，根據(jù)所述時間評估參數(shù)對策略響應(yīng)性能進行評估，其具體是對時間評估參數(shù)中的系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于高功耗狀態(tài)的平均等待時間進行比較分析，系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于高功耗狀態(tài)的平均等待時間越小，對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略響應(yīng)越快，其具體獲取方式為:檢測并獲取低功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換如處于聞功耗狀態(tài)的等待時間；
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檢測并獲取高功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)的轉(zhuǎn)換次數(shù)；計算系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于高功耗狀態(tài)的平均等待時間。所述系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于較高功耗狀態(tài)的平均等待時間可以評估策略響應(yīng)性能，該參數(shù)越小，策略響應(yīng)性能越好，表明策略對低功耗狀態(tài)的轉(zhuǎn)換反應(yīng)更快，能夠減少等待轉(zhuǎn)換過程中能量的消耗。上述方案中，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)對策略的系統(tǒng)影響性能進行評估，其具體是通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)中的系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)次數(shù)進行比較分析，系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)次數(shù)越少，對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略對系統(tǒng)造成的性能損失越?。幌到y(tǒng)部件轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)次數(shù)表示從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的次數(shù)，其通過策略評估層直接檢測獲取，其中，其中Kj〈n，n表示系統(tǒng)部件功耗狀態(tài)總數(shù)，O代表能耗最高的狀態(tài)，n-1代表能耗最低的狀態(tài)。頻繁的狀態(tài)轉(zhuǎn)換會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生較大的影響，因此，該參數(shù)值越小，表明系統(tǒng)部件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的頻率越小，策略對系統(tǒng)造成的性能損失也越小。上述方案中，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)對策略的決策性能進行評估，其具體是通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)中的策略錯誤狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)進行比較分析，當(dāng)從高功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)后系統(tǒng)部件所維持的時間小于不同功耗狀態(tài)的時間閾值Tbe時，表明此次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的決策是錯誤的，統(tǒng)計策略錯誤狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)，其值越小，對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略的決策性能越優(yōu)；其中，從高功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)后系統(tǒng)部件所維持的時間通過策略評估層實時檢測獲取；不同功耗狀態(tài)的時間閾值Tbe的具體獲取方式為:獲取存儲在策略評估層中的關(guān)閉系統(tǒng)部件所消耗的能量Esd、喚醒系統(tǒng)部件所消耗的能量Ewu、關(guān)閉系統(tǒng)部件所消耗的時間Tsd、喚醒系統(tǒng)部件所消耗的時間Twu ；檢測并獲取當(dāng)前工作狀態(tài)的功耗Pw ；檢測并獲取由當(dāng)前工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)的功耗Ps ;設(shè)不同功耗狀態(tài)的時間閾值為 Tbe，根據(jù) PffXTbe=Esd + Ewu + PsX (Tbe — Tsd — Twu)，獲取時間閾值 Tbe 的值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是:本發(fā)明在已有的動態(tài)電源管理框架上進行擴展，増加策略評估層，采用不同的性能參數(shù)對動態(tài)電源管理策略的性能進行評估，包括對策略功耗性能、策略預(yù)測性能、策略響應(yīng)性能、策略對系統(tǒng)影響性能和策略狀態(tài)轉(zhuǎn)換的準確率進行實時評估，能夠?qū)崿F(xiàn)多能耗狀態(tài)下系統(tǒng)動態(tài)電源管理策略性能的評估。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為本發(fā)明中某時刻狀態(tài)轉(zhuǎn)換的功耗示意圖；圖3為本發(fā)明中不同功耗狀態(tài)的時間閾值定義圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進ー步的說明。如圖1所示，為本發(fā)明中ー種動態(tài)電源管理策略性能評估方法的系統(tǒng)架構(gòu)圖，所述方法基于動態(tài)電源管理框架實現(xiàn)，在動態(tài)電源管理框架上設(shè)置有策略評估層，策略評估層實時檢測并計算獲取系統(tǒng)部件處于不同動態(tài)電源管理策略下的性能參數(shù)，根據(jù)性能參數(shù)對不同動態(tài)電源管理策略的性能進行評估分析。其中，性能參數(shù)包括能耗評估參數(shù)、時間評估參數(shù)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)，根據(jù)不同的性能參數(shù)對不同動態(tài)電源管理策略的性能進行評估，包括對對策略功耗性能、策略預(yù)測性能、策略響應(yīng)性能、策略對系統(tǒng)影響性能和策略狀態(tài)轉(zhuǎn)換的準確率進行實時評估，具體地:根據(jù)能耗評估參數(shù)對策略功耗性能進行評估，其具體是對能耗評估參數(shù)中的系統(tǒng)運行平均功率進行比較分析，系統(tǒng)運行平均功率越小，其對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略越節(jié)能，其中，系統(tǒng)運行平均功率通過策略評估層直接檢測獲取。策略功耗性能還通過能耗評估參數(shù)中的實際效率值EVij進行評估，實際效率值EVij表示高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的效率，其中i〈j〈n，n表示系統(tǒng)部件功耗狀態(tài)總數(shù)，0代表能耗最高的狀態(tài)，n-1代表能耗最低的狀態(tài)，實際效率值EVu具體獲取方式為:檢測并記錄系統(tǒng)部件的功耗參數(shù)，包括高功耗狀態(tài)i的功率Pp低功耗狀態(tài)j的功率Pp從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的功率Pu、從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的功率Pm ;檢測并記錄系統(tǒng)部件的狀態(tài)時間參數(shù)，包括系統(tǒng)部件處于低功耗狀態(tài)j的時間TA、從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的時間Tu、從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的時間Tji ；檢測并記錄系統(tǒng)部件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的轉(zhuǎn)換次數(shù)Nu，從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的轉(zhuǎn)換次數(shù)Nji ；根據(jù)檢測并記錄到的參數(shù)，計算從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的總能量消Eij=Nij*Tij*Pij+Nji*Tji*Pji+TSj*Pj ;根據(jù)檢測并記錄到的參數(shù)，計算不發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換時保持高功耗狀態(tài)i的總能耗Eji= (N.^T.j+Nj^Tj.+TSj) ^Pi ；計算獲取發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換的效率值EVij=Ei^EjP-EVijU時，表示系統(tǒng)部件運行過程中從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j是省電的。策略功耗性能還通過能耗評估參數(shù)中的實際效率值與理想效率值差值進行評估，實際效率值EVu與理想效率值EVIu差值EVu-EVIu，用于評估實際效率與理想效率的差距，差值越小，表示對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略的狀態(tài)轉(zhuǎn)換能耗越??；其中，理想效率值EVIu表示從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的時間Tu和從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的時間ん均為0時的高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的效率，EVIij = EijZEji=TSj^Pj/(TS^Pi)=PjAV根據(jù)時間評估參數(shù)對策略預(yù)測性能進行評估，其具體是對時間評估參數(shù)中的各功耗狀態(tài)平均維持時間進行比較分析，功耗狀態(tài)平均維持時間越大，其對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略預(yù)測性能越優(yōu)，功耗 狀態(tài)平均維持時間的具體獲取方式為:檢測并獲取系統(tǒng)部件在各個功耗狀態(tài)的維持時間；檢測并獲取系統(tǒng)部件從其他功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到各功耗狀態(tài)的次數(shù)；根據(jù)系統(tǒng)部件在各個功耗狀態(tài)的維持時間和從其他功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)到各功耗狀態(tài)的次數(shù)，計算各功耗狀態(tài)平均維持時間。各功耗狀態(tài)的平均時間可評估策略預(yù)測性能，該參數(shù)越大，表明系統(tǒng)部件處于該功耗狀態(tài)的時間更長，表示該策略預(yù)測性能越優(yōu)。根據(jù)時間評估參數(shù)對策略響應(yīng)性能進行評估，其具體是對時間評估參數(shù)中的系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于高功耗狀態(tài)的平均等待時間進行比較分析，系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于高功耗狀態(tài)的平均等待時間越小，對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略響應(yīng)越快，其具體獲取方式為:檢測并獲取低功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換如處于聞功耗狀態(tài)的等待時間；檢測并獲取高功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)的轉(zhuǎn)換次數(shù)；
計算系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于高功耗狀態(tài)的平均等待時間。系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于較高功耗狀態(tài)的平均等待時間可以評估策略響應(yīng)性能，該參數(shù)越小，策略響應(yīng)性能越好，表明策略對低功耗狀態(tài)的轉(zhuǎn)換反應(yīng)更快，能夠減少等待轉(zhuǎn)換過程中能量的消耗。根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)對策略的系統(tǒng)影響性能進行評估，其具體是通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)中的系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)次數(shù)進行比較分析，系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)次數(shù)越少，對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略對系統(tǒng)造成的性能損失越??；系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)次數(shù)表示從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的次數(shù)，其通過策略評估層直接檢測獲取，其中，其中i〈j〈n，n表示系統(tǒng)部件功耗狀態(tài)總數(shù)，0代表能耗最高的狀態(tài)，n-1代表能耗最低的狀態(tài)。頻繁的狀態(tài)轉(zhuǎn)換會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生較大的影響，因此，該參數(shù)值越小，表明系統(tǒng)部件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的頻率越小，策略對系統(tǒng)造成的性能損失也越小。根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)對策略的決策性能進行評估，其具體是通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)中的策略錯誤狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)進行比較分析，當(dāng)從高功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)后系統(tǒng)部件所維持的時間小于不同功耗狀態(tài)的時間閾值Tte時,表明此次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的決策是錯誤的，統(tǒng)計策略錯誤狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)，其值越小，對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略的決策性能越優(yōu)；其中，從高功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)后系統(tǒng)部件所維持的時間通過策略評估層實時檢測獲??；如圖2所示，為不同功耗狀態(tài)的時間閾值Tbe的定義圖，具體獲取方式為:獲取存儲在策略評估層中的關(guān)閉系統(tǒng)部件所消耗的能量Esd、喚醒系統(tǒng)部件所消耗的能量Ewu、關(guān)閉系統(tǒng)部件所消耗的時間Tsd、喚醒系統(tǒng)部件所消耗的時間Twu ；檢測并獲取當(dāng)前工作狀態(tài)的功耗Pw ；檢測并獲取由當(dāng)前工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)的功耗Ps ；不同功耗狀態(tài)的時間閾值為Tbe，根據(jù)PwXTbe=Esd + Ewu + PsX (Tbe — Tsd — Twu),獲取時間閾值し的值。下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明加以詳細說明，應(yīng)指出的是，所描述的實施例旨在便于對本發(fā)明的理解，對本發(fā)明不起限定作用。現(xiàn)有技術(shù)中一般將系統(tǒng)部件的狀態(tài)劃分為Active、idle、Standby和Sleep四種狀態(tài)，設(shè)置系統(tǒng)部件的狀態(tài)集合S= {0,1,…n-1}= {0，1，2，3}，0代表能耗最高的狀態(tài)，n-1代表能耗最低的狀態(tài),0,1,2,3分別表示Active、idle、Standby和Sleep,定義i〈j〈n。通過在動態(tài)電源管理框架中増加策略評估層，使得動態(tài)電源管理模塊支持在線策略性能評估，可在多變的現(xiàn)實環(huán)境中實時評估不同動態(tài)電源管理策略的性能。在策略評估層中預(yù)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，具體地:用ー個ニ維數(shù)組B表示不同功耗狀態(tài)的時間閥值(Tbe)，B[i] [j]表示由狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到狀態(tài)j的時間閥值。用ー個ニ維數(shù)組EVI表示理想效率值，EVI [i] [j]表示Pj/Pi (其中i〈j)。用ー個ニ維數(shù)組T表示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時間，T[i] [j]表示由狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到狀態(tài)j的的時間。 用ー個ニ維數(shù)組P表示功率，P[i] [j]表示:(I)當(dāng)i==j，表示狀態(tài)i的功率，(2)當(dāng)i!=j，表示由狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到狀態(tài)j的的功率； 設(shè)備功耗狀態(tài)總數(shù)n ；實時更新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):用ー個ニ維數(shù)組N保存狀態(tài)轉(zhuǎn)換信息，N[i] [j]表示從狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到狀態(tài)j的次數(shù)；用ー個ー維數(shù)組TS保存各功耗維持時間，TS[i]為處于功耗狀態(tài)i的時間；用ー個ニ維數(shù)組TB保存功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換前處于高功耗的時間，TB[i] [j]表示轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)j前處于較高功耗i的時間；用Nwd表示策略錯誤轉(zhuǎn)換次數(shù)；用E表不系統(tǒng)的總能耗；用ー個ニ維數(shù)組EV表示轉(zhuǎn)換的實際效率值，EV [i] [j]表示從狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到狀態(tài)j的效率值(其中i〈j);用ー個ー維數(shù)組TSA保存各功耗平均維持時間，TSA[i]為處于功耗狀態(tài)i的平均維持時間用ー個ニ維數(shù)組TBA保存功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換前處于高功耗的平均時間，TBA[i] [j]表示轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)j前處于較高功耗i的平均時間；
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輔助數(shù)組更新實現(xiàn):a表示當(dāng)前狀態(tài)，b表示要轉(zhuǎn)換到的狀態(tài)，time表示狀態(tài)a維持的時間，偽代碼如下:
Translation I a, b, time) {
TS[a] += time;
IN [a] [b] ++;
if (a くb) {
TB[a][ b] += time;
I
if (b < a) {
if (I[a] [ b] + T[b] [ a] + time < B[b] [ a]))
Nwd++;
}
I評估參數(shù)更新實現(xiàn):
偽代碼實現(xiàn)如下:
EvaiuateQ {
//計算總能耗=轉(zhuǎn)換的能量+處于各個狀態(tài)的能量 foiin =0; a < n; a ++、{for(b =0; b < n; b++)
E+=N[api*P[a]fb]*T[Hl[bl；
E+=TS[a]*P[a][ h];
I
//H-算效率值for(a =0; a < n; a ++)for(b=0; b < n； Ii h.)
EV[a][ h] =(N[a][ h] * T[a][ b]* P[a][ h] + N[h][ h] * T[b][ a] * P[h][ a] + TS[h] * P[h][ h])/((N[H][ h] * T[h][ h]+N[h][ h] ^ T[h][ n]十 TSlbJ) * PlajL hJ)；
//U 算時間評估參數(shù)for(a =0; a <n; a ++) {
for(b=0; b < n; j++)
ガ統(tǒng)計轉(zhuǎn)換到狀態(tài)H的次數(shù) total += N[b][ a]
TSA[a] = TS[a]/total;` }
for(a =0; a < n: a ++) for(b=0; b< n; b++)`
TBAfaf bl = TBfnfh];

//轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)NInNwd,己在數(shù)肌更新階段做了鏡計
I下面基于筆記本電腦對硬盤進行動態(tài)電源管理，利用本發(fā)明的策略性能評估方法對動態(tài)電源管理經(jīng)典策略---超時策略、指數(shù)平均策略、半馬爾科夫模型策略、更新理論模型策略進行性能評估，井根據(jù)評估結(jié)果對各個策略進行比較。I)測試環(huán)境如下表I所示:表I測試環(huán)境
權(quán)利要求
1.種動態(tài)電源管理策略性能評估方法，所述方法基于動態(tài)電源管理框架實現(xiàn)，其特征在于，在動態(tài)電源管理框架上設(shè)置有策略評估層，所述策略評估層實時檢測并計算獲取系統(tǒng)部件處于不同動態(tài)電源管理策略下的性能參數(shù)，根據(jù)性能參數(shù)對不同動態(tài)電源管理策略的性能進行評估分析。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)電源管理策略性能評估方法，其特征在于，所述性能參數(shù)包括能耗評估參數(shù)、時間評估參數(shù)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)電源管理策略性能評估方法，其特征在于，根據(jù)能耗評估參數(shù)對策略功耗性能進行評估，其具體是對能耗評估參數(shù)中的系統(tǒng)運行平均功率進行比較分析，系統(tǒng)運行平均功率越小，其對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略越節(jié)能，其中，所述系統(tǒng)運行平均功率通過策略評估層直接檢測獲取。
4.據(jù)權(quán)利要求3所述的動態(tài)電源管理策略性能評估方法，其特征在于，所述策略功耗性能還通過能耗評估參數(shù)中的實際效率值EVij進行評估，實際效率值EVij表示高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的效率，其中i〈j〈n，n表示系統(tǒng)部件功耗狀態(tài)總數(shù)，O代表能耗最高的狀態(tài)，n-1代表能耗最低的狀態(tài)，其具體獲取方式為: 檢測并記錄系統(tǒng)部件的功耗參數(shù)，包括高功耗狀態(tài)i的功率Pp低功耗狀態(tài)j的功率P〗、從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的功率Pu、從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的功率Pji ; 檢測并記錄系統(tǒng)部件的狀態(tài)時間參數(shù)，包括系統(tǒng)部件處于低功耗狀態(tài)j的時間TSp從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的時間Tu、從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的時間Tj. 檢測并記錄系統(tǒng)部件的狀態(tài)轉(zhuǎn)換參數(shù)，包括從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的轉(zhuǎn)換次數(shù) ，從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的轉(zhuǎn)換次數(shù) ； 根據(jù)檢測并記錄到的參數(shù)，計算從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的總能量消Eu=Nij*Tij*Pij+Nji*Tji*Pji+TSj*Pj ; 根據(jù)檢測并記錄到的參數(shù)，計算不發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換時保持高功耗狀態(tài)i的總能耗Eji=(N.j^T.j+Nj^Tj.+TSj) ^Pi ； 計算獲取實際效率值EVu=EuZ^i，當(dāng)EVU〈1時，表示系統(tǒng)部件運行過程中從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j是省電的。
5.據(jù)權(quán)利要求4所述的動態(tài)電源管理策略性能評估方法，其特征在干，所述策略功耗性能還通過能耗評估參數(shù)中的實際效率值與理想效率值差值進行評估，實際效率值EVu與理想效率值EVIu差值EVu-EVIu，用于評估實際效率與理想效率的差距，其值越小，表示其對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略的狀態(tài)轉(zhuǎn)換能耗越??； 其中，理想效率值EVIu表示從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的時間Tu和從低功耗狀態(tài)j轉(zhuǎn)換到高功耗狀態(tài)i的時間k均為O時的高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的效率，EVIij = EijZEji=TS^Pノ (TS^Pi)=PjAV
6.據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)電源管理策略性能評估方法，其特征在于，根據(jù)所述時間評估參數(shù)對策略預(yù)測性能進行評估，其具體是對時間評估參數(shù)中的各功耗狀態(tài)平均維持時間進行比較分析，功耗狀態(tài)平均維持時間越大，其對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略預(yù)測性能越優(yōu)，功耗狀態(tài)平均維持時間的具體獲取方式為:檢測并獲取系統(tǒng)部件在各個功耗狀態(tài)的維持時間； 檢測并獲取系統(tǒng)部件從其他功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到各功耗狀態(tài)的次數(shù)； 根據(jù)系統(tǒng)部件在各個功耗狀態(tài)的維持時間和從其他功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)到各功耗狀態(tài)的次數(shù)，計算各功耗狀態(tài)平均維持時間。
7.據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)電源管理策略性能評估方法，其特征在于，根據(jù)所述時間評估參數(shù)對策略響應(yīng)性能進行評估，其具體是對時間評估參數(shù)中的系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于高功耗狀態(tài)的平均等待時間進行比較分析，系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于高功耗狀態(tài)的平均等待時 間越小，對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略響應(yīng)越快，其具體獲取方式為: 檢測并獲取低功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換前處于高功耗狀態(tài)的等待時間； 檢測并獲取高功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)的轉(zhuǎn)換次數(shù)； 計算系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)入低功耗狀態(tài)前處于高功耗狀態(tài)的平均等待時間。
8.據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)電源管理策略性能評估方法，其特征在于，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)對策略的系統(tǒng)影響性能進行評估，其具體是通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)中的系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)次數(shù)進行比較分析，系統(tǒng)部件轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)次數(shù)越少，對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略對系統(tǒng)造成的性能損失越?。幌到y(tǒng)部件轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)次數(shù)表示從高功耗狀態(tài)i轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)j的次數(shù)，其通過策略評估層直接檢測獲取，其中，其中i〈j〈n，n表示系統(tǒng)部件功耗狀態(tài)總數(shù)，O代表能耗最高的狀態(tài)，n-1代表能耗最低的狀態(tài)。
9.據(jù)權(quán)利要求2所述的動態(tài)電源管理策略性能評估方法，其特征在于，根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)對策略的決策性能進行評估，其具體是通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)評估參數(shù)中的策略錯誤狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)進行比較分析，當(dāng)從高功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)后系統(tǒng)部件所維持的時間小于不同功耗狀態(tài)的時間閾值Tbe時，表明此次狀態(tài)轉(zhuǎn)換的決策是錯誤的，統(tǒng)計策略錯誤狀態(tài)轉(zhuǎn)換次數(shù)，其值越小，對應(yīng)的動態(tài)電源管理策略的決策性能越優(yōu)； 其中，從高功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)后系統(tǒng)部件所維持的時間通過策略評估層實時檢測獲?。? 不同功耗狀態(tài)的時間閾值Tbe的具體獲取方式為: 獲取存儲在策略評估層中的關(guān)閉系統(tǒng)部件所消耗的能量Esd、喚醒系統(tǒng)部件所消耗的能量Ewu、關(guān)閉系統(tǒng)部件所消耗的時間Tsd、喚醒系統(tǒng)部件所消耗的時間Twu ； 檢測并獲取當(dāng)前工作狀態(tài)的功耗Pw ; 檢測并獲取由當(dāng)前工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到低功耗狀態(tài)的功耗Ps ; 設(shè)不同功耗狀態(tài)的時間閾值為Tbe,根據(jù)Pff X Tbe=Esd十Ewu + Ps X (Tbe — Tsd — Twu)，獲取時間閾值し的值。
全文摘要
本發(fā)明屬于計算機動態(tài)電源管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種動態(tài)電源管理策略性能評估方法。所述方法基于動態(tài)電源管理框架實現(xiàn)，在動態(tài)電源管理框架上設(shè)置有策略評估層，所述策略評估層實時檢測并計算獲取系統(tǒng)部件處于不同動態(tài)電源管理策略下的性能參數(shù)，根據(jù)性能參數(shù)對不同動態(tài)電源管理策略的性能進行評估分析。本發(fā)明在已有的動態(tài)電源管理框架上進行擴展，增加策略評估層，采用不同的性能參數(shù)對動態(tài)電源管理策略的性能進行評估，能夠?qū)崿F(xiàn)實時及多能耗狀態(tài)下系統(tǒng)動態(tài)電源管理策略性能的評估。
文檔編號G06F11/34GK103092744SQ20121055737
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者劉發(fā)貴, 林錦標, 邢曉勇, 林俊 申請人:華南理工大學(xué)