17291

17291

سامانه مديريت انرژي-كارايي براي پردازنده‌هاي قابل‌بازپيكربندي قابل‌حمل

كارشناسي ارشد

الكترونيك

اسفند 1395

دكتر هادي‌شهريار شاه‌حسيني

برق

چكيده پردازنده‌هاي قابل‌بازپيكربندي به طور گسترده در سامانه‌هاي قابل ‌حمل مورد استفاده قرار مي‌گيرند. با توجه به اين‌كه سامانه‌هاي قابل‌بازپيكربندي پياده‌سازي شده بر روي FPGA از نظر مصرف انرژي پرمصرف مي‌باشند. و همچنين با توجه به اين‌كه انرژي در دسترس باتري محدود بوده، مديريت مصرف انرژي در اين سامانه‌ها ضروري مي¬باشد. در اين پايان‌نامه، سامانه مديريت انرژي-كارايي براي پردازنده‌هاي قابل‌بازپيكربندي كه انرژي آن‌ها از طريق باتري و سلول‌هاي خورشيدي تامين مي‌شوند، معرفي شده‌‌است. اين سامانه ويژگي‌هاي باتري و غيرخطي‌هاي آن ‌را در نظر گرفته و تلاش مي‌كند كه مجموعه‌اي از انواع وظايف را به صورتي انتخاب كند كه در راستاي سياست‌هاي مديريتي انرژي-كارايي بوده و هچنين قيود زماني، انرژي و سخت‌افزار اشغالي را نيز ارضا كند. اين سامانه بر اساس نرخ تغييرات شارژ باتري و همچنين سطح شارژ باقي مانده باتري يكي از دو راهبرد: 1) حداقل سازي مصرف انرژي، 2) مصالحه انرژي-كارايي را انتخاب مي¬كند. روش پيشنهادي مصرف انرژي را با كاهش تعداد دفعات بازپيكربندي و همچنين كاهش سخت‌افزار اشغالي، كاهش مي‌دهد. شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهند كه، مديريت مصرف انرژي-كارايي طول عمر باتري را در سناريو حداقل‌سازي مصرف انرژي، 34% افزايش مي‌دهد و همچنين ميانگين كارايي سامانه در سناريو تخليه كامل باتري 43% افزايش مي‌يابد. در سناريو شارژ و تخليه باتري اين سامانه 74% ميانگين كارايي را افزايش مي‌دهد. كلمات كليدي: زمان‌بندي بازپيكربندي، مديريت انرژي، سامانه‌هاي قابل‌حمل، FPGA

1396/03/06

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Reconfigurable processors are widely used in battery powered portable platforms. As the FPGA based reconfigurable processors are power hungry and also energy source is limited in battery powered system, energy-performance management is vital for such systems. This paper addresses an intelligent energy-performance management method for coarse grained battery-solar reconfigurable processors. It considers battery characteristics and nonlinearities to select the best set of tasks type with respect to energy-performance management policies, satisfying area and energy consumption constraints in different situations. It decides based on remaining battery charge and rate of discharge to adopt two different strategies: 1) energy-performance trade-off; 2) energy minimization. The proposed method reduces the power consumption by reducing the total number of performed reconfiguration and also reducing occupied resources. The simulations show that, the energy-performance management system 34% extends the battery life in energy minimizing scenario and 43% boost the average performance in complete discharging scenario. In a situation that the battery is charging, the energy-performance management system 74% increases the average performance. Keywords: reconfigurable platforms, scheduling, FPGA