主要内容

在动态电压缩放应用程序中建模负载

这个例子使用了:

开放模式

概述

这个例子展示了AT90S8535微控制器如何根据工作负载使用动态电压缩放(DVS)功能来调整输入电压。通过在工作负荷较低时降低输入电压，在保证服务质量的同时降低能耗。分布式交换机控制器基于一种称为无穷小扰动分析(IPA)的在线梯度估计技术。在参数化系统的单一模拟中，而不是传统有限差分方法所需要的大量模拟，IPA可以提供灵敏度信息，产生系统性能指标作为参数函数的一阶近似。

在控制器上应用IPA

要最小化的性能指标是每个作业的平均成本，由

$ $ J(\θ)= wP(\θ)+ Sθ(\)= wc_{2} \离开(V_ {t} / \离开(1-c_{1}θ/ \ \)\右]^ {2}+ Sθ(\)$ $

在哪里

  • $$ \theta $$为作业的平均使用时间，是输入电压v的函数，即求$$ \theta $$也得到V的最优值。

  • $ w $$是一个权重常数。

  • $$ P(\theta) $$为工作的平均能量消耗，单位为焦耳。

  • $$ S(\theta) $$是作业的平均系统时间，用于衡量服务质量。该模型使用M/M/1排队系统，因此为$$ S(\theta) $$提供了一种将模拟IPA结果与理论结果进行比较的方法。

  • $$ c_{1} $$而且$$ c_{2} $$是设备相关的常数。

  • $$ V_{t} $$为设备最小输入电压。

求的值$$ \theta $$的$$ dJ/d\theta $$是0，这个模型使用的是步长不变的梯度方法$$ \Delta=10^{-5} $$．的$ k $$优化的第Th次迭代，它发生在偏离$ k $$该工作，使用估计$$ \theta_{k} $$生产

的IPA估计$$ dS/d\theta $$，见中所列作品参考文献．

模型结构

该模型包括以下组件:

  • 作业到达部分:提供构成工作负载的作业源

  • 蓝色区域的“FIFO Queue”、“Single Server”和其他块:为系统中的作业提供排队功能

  • 分布式交换机优化子系统:使用队列长度，$$ \theta_{k} $$值、最新作业的服务时间以及要计算的作业总数$$ \theta_{k+1} $$和相应更新的输入电压。

结果和显示

该模型包括以下可视化方法来理解其性能:

  • 动态图，显示分布式交换机控制器在模拟过程中如何改变电压以降低每个作业的平均成本。

  • 显示作业的平均服务时间的显示块。

  • 显示相应输入电压的显示块。

若要进行实验，请在运行模拟之前尝试更改平均到达间隔时间块的值。

参考文献

卡桑德拉斯，c.g.和S.拉福琼。离散事件系统导论“，．马萨诸塞州波士顿:Kluwer学术出版社，1999年。

[2]李，W.， C. G.卡桑德拉斯，M. I.克伦。基于SimEvents在线梯度估计的动态电压缩放控制器的模型设计。第45届IEEE决策与控制会议论文集．2006，第6088-6092页。

[3]韦泽，M.韦尔奇，A.德默斯，S.申克。“为降低CPU能量进行调度。”第一届操作系统设计与实现研讨会论文集．1994年，第13-23页。

另请参阅

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