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申请/专利权人：南通芯勇者半导体有限公司

摘要：本发明涉及嵌入式芯片领域，特别涉及DSP芯片的任务模型的低功耗与可靠性，本发明还涉及一种DSP芯片的任务模型的低功耗与可靠性协同优化调度方法。所述的方法包括功耗模型、可靠性模型、常带宽服务器规则、RLPMABC算法。RLPMABC算法不仅有效地节约了系统能耗，而且增加了系统的可靠性。

主权项：1.一种面向DSP芯片多任务模型的低功耗与可靠性协同优化方法，其特征在于：具体如下，首先定义一个周期模型Ti,i＝1,2,3,...是一组相互独立的周期任务的集合。设每个周期任务都可以用二元组来表示，即为Ti在最坏情况下的执行时间，为Ti的周期；用和分别表示任务Ti的释放时间和截止时间，Ti,j表示Ti的第j个实例，用表示Ti,j的实际执行时间，表示Ti的利用率，Up表示周期任务集的利用率，同时假设所有的周期任务都在时刻0准备就绪。而非周期任务定义为J＝J1,J2,...,Jn，其参数只有在任务释放的时候才能获得；Jk可以应二元组表示，即表示非周期任务最坏情况下的执行时间，表示非周期任务的释放时间；功耗模型根据可变频率处理器能够提供的最大主频与最小主频对处理器频率进行归一化处理，使得处理器最大频率fmax＝1，处理器能够提供的最小频率为fmin；处理器的频率f可在fmax与fmin之间取值，令处理器的速度S＝f；可变电压处理器功耗主要包括3部分：静态功耗Ps、与速度无关的功耗Pind和与速度相关的Pdep；Pind主要来自漏电电流功耗，Pdep主要来自动态功耗；处理器以频率f运行的动态功耗Pdep可表示为Pdep＝Ceffm，其中Cef代表电路中的负载电容，f为处理器的频率，m是和处理器功耗无关的常指数，2≤m≤3；处理器的总功耗可以表示为：P＝Ps+hPind+Pdep＝Ps+hPind+Ceffm1其中h为系数，当h＝1，表示有任务在运行；否则h＝0；处理器动态功耗因频率降低而大幅度降低。但是低频率势必会导致任务的实际执行时间延长，从而增加静态功耗。为保证系统总功耗最优我们使用处理器频率feem＝3，指出超过或低于这个频率，处理器的功耗会增加，其中fee： 因此，处理器的执行速度应满足：fee≤f≤1；处理器核心有三个状态：关闭状态，空闲状态，运行状态；当处理器处于关闭状态时不消耗能量；若采用DPM技术，考虑到关闭处理器所需的开销，令E0为处理器状态切换所需的能耗开销，Pidie为空闲状态的功耗，则关闭处理器的时间开销当空闲时间大于t0，且没有就绪任务时，则暂时关闭处理器；可靠性模型在任务运行时，可能会出现故障；发生瞬时错误的概率大于发生永久错误的概率，瞬时错误通常服从泊松分布，系统以处理器频率f的速度执行任务时，平均瞬时错误发生的概率λf可以表示为：λf＝λ0·gf3其中，λ0是处理器以频率fmax执行时平均瞬时错误发生概率，即gfmax＝1；采用DVS技术降低处理器速度执行的任务，其任务发生瞬时错误的概率增大；因此，当ffmax时，gf1，可以得到： d0是一个常量，代表任务出错对DVS的敏感量；由4式看出，处理器频率越低，gf越大；当处理器以最低频率执行时，具有最高的失效率λmax＝λ0·10d；为确保任务可靠性，需为任务分配备份任务；每一个任务的执行完毕的时候向对应的备份任务发送消息，通知主版本执行完毕，如果备份任务在指定的时间内仍未收到任务发来的消息，则认为任务所在的处理机出现故障；一旦发现故障，将执行备份任务；任务的可靠性定义为一个任务成功完成的可能性，任务Ti在频率f下执行的可靠性为： 确保系统整体的可靠性依赖于每一个任务都能正确执行，对于存在n个相互独立实时任务的系统，系统的原始可靠性为：其中代表任务Ti的原始可靠性；RLPMABC算法此算法基于常带宽服务器调度实时任务，目的是在保证任务不错过截止时间的前提下尽可能使得系统总能耗最小，即最小化： 同时保证系统的可靠性，即对于i与qi＝1，2，3，...，n；q＝1，2，3，...，k，使得其中分别为周期性任务与非周期任务的可靠性。

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