تحقیق پیشینه سیستم تعبیه شده و لزوم استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در آن
دوشنبه , 28 تیر 1400 ساعت 18:03 دسته بندی :تحقیق پیشینه سیستم تعبیه شده و لزوم استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در آن
فرمت : ورد ( قابل ویرایش )
تعداد صفحه : 57
حجم : 500 کیلوبایت
ارائه شده در دانشگاه معتبر و نمره کامل گرفتن در تحقیق
توضیحات بیشتر در ادامه مطلب . . .
فهرست مطالب
مقدمه 5
فصل اول: معرفی سیستم تعبیه شده و نیازمندی آن و اهمیت استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در سیستمهای تعبیه شده 7
2-1 مقدمه 7
2-2 سیستمهای تعبیه شده 7
2-3 سیستم بیدرنگ 9
2-4 زمانبندی وظایف 10
2-4-1 انواع زمانبندی 10
2-5 تعاریف اولیه 11
2-6 الگوریتمهای زمانبندی اولیه 13
2-6-1 الگوریتم زمانبندی نزدیکترین سررسید اول (EDF) 13
2-6-2 الگوریتم زمانبندی نرخ یکنواخت (RMS) 14
2-7 برداشت انرژی محیطی 15
2-7-1 اجزای سیستم تعبیهشده مبتنی بر برداشت انرژی 16
2-7-2 انواع سیستم برداشتگر انرژی 17
2-8 مدیریت توان در سیستمهای تعبیه شده 20
2-9 نتیجه گیری 21
فصل دوم:: الگوریتمهای زمانبندی سیستم تعبیه شده مبتنی بر باطری و برداشتگر انرژی 21
3-1 مقدمه 21
3-2 الگوریتمهای زمانبندی سیستم تعبیه شده بدون برداشتگر انرژی 22
3-2-1 الگوریتم زمانبندی MILP وLEDF 22
3-3 عوامل مشترک در زمانبندی سیستمهای بیدرنگ برداشتگر انرژی 24
3-4 الگوریتمهای زمانبندی سیستم تعبیهشده مبتنی بر برداشتگر انرژی 25
3-4-1 روش زمانبندی LSA 25
3-4-2 روش زمانبندی EA-DVFS 29
3-4-3 روش زمانبندی AS-DVFS 32
3-4-4 روش زمانبندی LM-APM 35
3-4-5 روش زمانبندی HA-DVFS 40
3-4-6 الگوریتم انتخاب فرکانس باتوجه به وضعیت سیستم 47
3-5 نتیجه گیری 54
مراجع 55
مراجع
[1] C. Xian, Y.-H. Lu, and Z. Li, “Energy-Aware Scheduling for Real-Time Multiprocessor Systems with Uncertain Task Execution Time,” in Design Automation Conference,IEEE, 2007, pp. 664–669.
[2] O. Ozel, J. Yang, and S. Ulukus, “Optimal Broadcast Scheduling for an Energy Harvesting Rechargeable Transmitter with a Finite Capacity Battery,” IEEE Trans. Wirel. Commun., vol. 11, no. 6, pp. 2193–2203, 2012.
[3] Y. Abdedda and D. Masson, “Real-Time Scheduling of Energy Harvesting Embedded Systems with Timed Automata,” Embed. Real-Time Comput. Syst. Appl., no. 8, pp. 31–40, 2012.
[4] K. Ramamritham and J. A.Stankic, “Scheduling Algorithms and operating Systems Support for Real Time Systems,” IEEE, vol. 82, pp. 55–67, 1994.
[5] J. J. Labrosse and W. Street, MicroC / OS-II The Real-Time Kernel Second Edition. 2002.
[6] J. A. Stankovic and E. T. Al, “Strategic Directions in Real-Time and Embedded Systems,” ACM Comput. Surv., vol. 28, no. 4, pp. 751–763, 1996.
[7] C. Moser, “Power Management in Energy Harvesting Embedded Systems,” Swiss Federal Institute Of Technology Zurich, 2009.
[8] V. Raghunathan and P. H. Chou, “Design and Power Management of Energy Harvesting Embedded Systems,” in international symposium on Low power electronics and design, 2006, pp. 369–374.
[9] C. Moser, D. Brunelli, L. Thiele, and L. Benini, “Real-time scheduling for energy harvesting sensor nodes,” Real-Time Syst., vol. 37, no. 3, pp. 233–260, Jul. 2007.
[10] S. Liu, J. Lu, Q. Wu, and Q. Qiu, “Load-Matching Adaptive Task Scheduling for Energy Efficiency in Energy Harvesting Real-Time Embedded Systems,” in International Symposium on Low-Power Electronics and Design (ISLPED), 2010, pp. 325–330.
[11] M. Chetto, “Task Scheduling In Energy Harvesting Real-time Embedded Systems,” J. Inf. Technol. Softw. Eng., vol. 02, no. 03, 2012.
[12] Hillsboro, “Dynamic Power Management In An Embedded Systems,” pp. 1–13, 2005.
[13] M. Chetto, D. Masson, and S. Midonnet, “Fixed Priority Scheduling Strategies for Ambient Energy-Harvesting Embedded Systems,” 2011 IEEE/ACM Int. Conf. Green Comput. Commun., pp. 50–55, Aug. 2011.
مقدمه
در فصل اول بطور کامل به معرفی سیستمهای تعبیه شده و مشخصات آنها میپردازیم. سیستمهای تعبیهشده (نهفته یا توکار نیز گفته می شوند) سیستمهایی کامپیوتری هستند که به عنوان بخشی از یک سیستم بزرگتر که خود شامل اجزای الکترونیکی و یا مکانیکی است، میباشند و وظیفهی کنترل عملکرد و پردازش درست سیستم را بر عهده دارند. بر خلاف کامپیوترهای همه منظوره ( به عنوان مثال کامپیوترهای شخصی) که برای رفع نیازهای عمومی طراحی شدهاند، سیستمهای نهفته به گونهای طراحی میشوند که برای یک کاربرد خاص با کمترین هزینه بهترین کارایی را از خود نشان دهند. امروزه درون اکثر وسایل و دستگاههای پیرامون ما (خودپرداز، تلفنهمراه، اتومبیل و ماشین لباسشویی) سیستم نهفتهای قرار دارد. مشخصهی کلیدی این سیستمها، طراحی اختصاصی برای انجام یک کار مشخص است. به این دلیل که سیستمهای نهفته برای یک کار مشخص اختصاص یافتهاند، مهندسین طراح میتوانند محصول را برای کاهش اندازه و قیمت بهینه کرده و اطمینان پذیری و کارایی آن را بالا ببرند. امروزه، انواع باطری، نقش اساسی را در جهت تأمین انرژی سیستمها برعهده دارند. این مسئله باعث بروز مشکلاتی همچون کاهش طول عمر سیستمها و عدم پیوستگی عملیات آنها میشود. که برای غلبه بر این مشکلات راهکاری که معرفی میشود، استفاده از تکنیک برداشت انرژی از محیط با استفاده از برداشتگرهای انرژی است. با استفاده از این روش، انرژی همواره در اختیار سیستم قرار گرفته و مشکلات ناشی از عدم وجود انرژی کافی و سایر مشکلات، مرتفع میشود. سیستمهای تعبیه شدهای که انرژی مورد نیاز خود را از محیط پیرامون تأمین میکنند به سیستمهای تعبیهشده مبتنی بر برداشتگر انرژی[1] معروفند. مسائل مهمی که در این نوع از سیستمها مطرح است، بحث زمانبندی وظایف یک برنامه با درنظر گرفتن محدودیت انرژی و محدودیت زمانی خاص وظایف، کارایی ذخیره سازی انرژی و البته کارایی تمام بخشهای یک سیستم تعبیهشده مبتنی بر برداشتگر انرژی و … میباشد. که این مسائل در کنار انواع سیستمهای برداشتگر انرژی و الگوریتمهای اولیه زمانبندی در سیستمهای تعبیهشده همچنین معرفی روشهای مدیریت توان در سیستمهای تعبیهشده بیدرنگ نیز در فصل دوم بیان خواهند شد.
در ادامه در فصل دوم به معرفی کارهای انجام شده در زمینه زمانبندی سیستمهای تعبیه شده بیدرنگ مبتنی بر باطری و همینطور مبتنی بر برداشت انرژی، خواهیم پرداخت و نواقص کارهای انجام شده نیز در این فصل بررسی خواهند شد. بطورکلی منابعی که در زمینه زمانبندی این نوع سیستمها معرفی شدهاند به دو دسته کلی روشهای تحلیلی بر پایه مسائل ریاضی و روابط آن و روشهای مبتنی بر الگوریتم و شبیهسازی و پیادهسازی قابل تقسیماند. در فصل دوم در ابتدا به معرفی چند روش ابتدایی که وظایف را در سیستمهای مبتنی بر باطری و بدون در نظر گرفتن تکنیک برداشت انرژی، زمانبندی میکنند میپردازیم و در ادامه برخی روشهای زمانبندی که مبتنی بر تکنیک برداشت انرژی میباشند را معرفی و بررسی خواهیم کرد. بطور خاص در این بخش از فصل دوم، الگوریتمهایی را که در روش پیشنهادی این گزارش، از آنها استفاده شده است را معرفی و مقایسه میکنیم. لازم به ذکر است که ترتیب معرفی این روشها بدین صورت است که هر الگوریتمی که در ادامه الگوریتم (ها)ی قبلی معرفی شده است، سعی در رفع نواقص روش(ها)ی قبلی دارد.
فصل دوم: معرفی سیستم تعبیه شده و نیازمندی آن و اهمیت استفاده از
سیستمهای برداشتگر انرژی در سیستمهای تعبیه شده
2-1 مقدمه
در این فصل به معرفی سیستم تعبیه شده و نیازمندی آن، همینطور تکنیک برداشت انرژی از محیط و لزوم استفاده از آن میپردازیم. در یک سیستم تعبیه شده بیدرنگ مبتنی بر برداشت انرژی علاوه بر اجرای وظایف در سررسید متناظرشان با توجه به محدودیتهای زمانی تعریف شده، بحث مدیریت توان و انرژی نیز بسیار حائز اهمیت است. بنابراین در این فصل قبل از معرفی الگوریتمها و روشهای موجود، مفاهیم اولیه در این سیستمها را بررسی خواهیم کرد.
2-2 سیستمهای تعبیه شده
امروزه کاربردهای فراوان سیستمهای دیجیتال، برکسی پوشیده نیست. لیکن بسیاری از مردم تنها کامپیوتر شخصی خود را به عنوان یک سیستم کامپیوتری میشناسند. حال آنکه روزانه با دهها سیستم مبتنی بر پردازنده، برخورد و تعامل دارند. مایکروفرها، اتومبیلها (حتی اجزای درون اتومبیل مثل سیستم ضدقفل و …)، دستگاههای کنترل از راه دور، تلفن همراه، آسانسورها و حتی ماوس و صفحه کلید یک کامپیوتر رومیزی نیز در ردهی سیستمهای مبتنی بر پردازنده قرار میگیرند. برخلاف کامپیوترهای همهمنظوره که برای رفع نیازهای عمومی طراحی شدهاند، سیستمهای نهفته به گونهای طراحی میشوند که برای یک کاربرد خاص با کمترین هزینه بهترین کارایی را از خود نشان دهند. این سیستمها داری هسته پردازشی شامل میکروکنترلر، ریزپردازنده و یا پردازنده سیگنالهای دیجیتال میباشند این هسته پردازشی بعنوان یک واحد مهم در سختافزار یک سیستم تعبیهشده ایفای نقش میکند]1[ .
سیستمهای تعبیهشده برای اهداف خاص طراحی میشوند و اغلب توسط ابزارهای دیگر(نه لزوما کامپیوترها) و پروسههای خاصی کنترل میشوند. برخی از این سیستمها نیازمندیهای خاصی نظیر حمایت از پردازشهای بیدرنگ دارند. معمولا برنامههای کاربردی یک سیستم تعبیه شده را روی یک کامپیوتر رومیزی، طراحی و در نهایت روی سخت افزار و سیستمعامل تعبیهشده خاص خود، پیاده سازی میکنند که در طراحی این برنامهها باید مشخصههای خاص و عام سیستم تعبیهشده در نظر گرفته شود.
[1] Energy Harvesting Embedded Systems
?> الگوریتمهای زمانبندی سیستم تعبیه شده بدون برداشتگر انرژی , تحقیق در مورد سیستم تعبیه شده و لزوم استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در آن , تحقیق سیستم تعبیه شده و لزوم استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در آن , دانلود تحقیق سیستم تعبیه شده و لزوم استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در آن , سیستم تعبیه شده , سیستم تعبیه شده و لزوم استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در آن , سیستمهای برداشت گر , مدیریت توان در سیستمهای تعبیه شده , مقاله در مورد سیستم تعبیه شده و لزوم استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در آن , مقاله سیستم تعبیه شده و لزوم استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در آن , پیشینه تحقیق سیستم تعبیه شده و لزوم استفاده از سیستمهای برداشتگر انرژی در آنمطالب مرتبط :