一种矫正功率传感器数据的方法
【专利说明】一种矫正功率传感器数据的方法 所属技术领域
[0001] 本发明涉及嵌入式软件功耗测量技术领域，尤其是涉及一种矫正功率传感器数据 的方法。
【背景技术】
[0002] 在提倡"节能减排"的当今世界，用电设备尤其是占比重较大的科学计算设备的能 耗问题成为一个不可忽视的问题，越来越受到软硬件开发商、科研机构和政府的重视。
[0003] 在工业界有一句名言"如果你不能度量它，那么你就不能改进它"，这句话蕴含了 度量是后续工作的基础。在能耗的度量上主要有直接的方式和间接的方式。间接的方式是 利用能耗模型、利用与硬件性能计数器或硬件事件和能耗之间的关联模型进行估测软件运 行的能耗。间接方式方便了用户获得功率或能耗数据，但这些数据通常误差较大且在硬件 环境改变的情况下模型中的参数就必须重新进行训练。软件能耗测量最直接的方式是使用 功率测量仪器，但它在能耗测量上存在和设备连接困难的缺点。目前，利用内置传感器进行 功率采集测量已经成为一种趋势，如NVIDIA的Tesla系列显卡。内置传感器测量方式带来 了很大的方便，同时也引起了诸如功率迟滞、程序能耗受其启动时间影响等问题。
[0004] 2010年，HongS等人基于部件访问率提出了一种功率模型，用来估测部件的功率 和整个程序的功率消耗。2012年，刘啸滨等人通过估算指令能耗提出了入式软件能耗计算 方法和操作系统内核能耗估算模型。2013年，SongS等人基于神经网络的训练结果提出了 GI 3U的功耗模型。2014年，BurtscherM通过引入一个经验参数进行解决，但它不具有通用 性。为此本发明提出了一种无需经验参数的基于逼近函数的数据采集矫正方法，通过实验 验证该方法能够很好地解决此类问题。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在提出一种矫正功率传感器数据的方法。
[0006] 本发明解决其技术难题所采用技术方案的步骤如下：
[0007] 1)通过采集一定数量软件的功耗数据，得到功率传感器数据趋于真实数据时的时 间，该时间用t p表示；
[0008] 2)软件刚开始运行时，由于软件运行时间小于tp，测得的数据是趋向性数据，所以 利用采集到的数据拟合成函数，然后再求得来表示真实功率数据；因此运 行时间小于％时的程序的功率数据使用如下公式进行矫正：
【主权项】
1. 一种矫正功率传感器数据的方法，其特征在于该方法的步骤如下： 1) 通过采集一定数量软件的功耗数据，得到功率传感器数据趋于真实数据时的时间， 该时间用tp表示； 2) 软件刚开始运行时，由于软件运行时间小于tp，测得的数据是趋向性数据，所以利用 采集到的数据拟合成函数，然后再求得(%)来表示真实功率数据；因此运行 时间小于tp时的程序的功率数据使用如下公式进行矫正：
3) 在软件运行时间大于tp以后，传感器采集的数据逐渐逼近真实数据，此时采用以误 差方向为判断标准的逼近函数进行数据矫正；因此运行时间大于％时的程序的功率数据使 用如下公式进行矫正：
其中，在步骤2)、3)的公式中，
用来表示当前误差方向， %是功率传感器数据趋于真实数据时的时间，/&_('):表示真实功率数据，PMal(ti)表示心 时刻矫正后的功率数据，P_s(t)表示传感器在t时刻所采集的功率数据，示根据 传感器测得的数据拟合形成的函数，At为下次有效采样间隔时间，表示在当前误差 方向K的情况下传感器所采集到的功率数据，它的取值为未矫正过的数据，&的取值为程序 开始时间（tstart)和结束时间（tmd)之间的值； 4) 获得程序运行时的真实数据之后，将上述矫正后的数据在程序运行的时间内进行积 分得到程序的真实能耗数据：
其中，E表示软件能耗，三元组下标（tstart，tmd，Sw)分别表示程序开始时间、程序结束时 间、运行的软件，上标Actual表示设备实际消耗能耗情况。
【专利摘要】本发明公布了一种矫正功率传感器数据的方法。首先，根据软件运行时间长短来分别采用不同方法进行数据矫正。运行时间短的程序传感器采集到的功耗数据是趋向性数据，需要进行拟合来进行矫正。运行时间长的程序，传感器采集的数据是逐渐逼近的真实数据，采用基于误差方向的逼近函数进行矫正。通过在K20系列的GPU平台上进行实验，表明该方法适用于解决传感器测量能耗存在的问题。通过使用本方法较准确地获得软件在设备中运行的能耗，为以后的程序能耗优化奠定了基础。
【IPC分类】G06F11-34
【公开号】CN104778113
【申请号】CN201510166270
【发明人】郭兵, 沈艳, 李君科, 顾建辉, 王继茹, 刘孝伍, 陈楚雄, 何建成, 董亚楠
【申请人】四川大学
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月10日