专利名称：一种改进自适应学习树电源管理方法
技术领域：
本发明涉及人工智能领域和嵌入式领域，尤其是采用智能预测方法进行设备电源管理的嵌入式领域。
背景技术：
在嵌入式技术高速发展的今天，随着移动终端功能的多元化，功耗问题引起了人们越来越多的重视，电源管理技术已经成为衡量一个移动終端性能的重要指标。动态电源管理(Dynamic Power Management, DPM)作为可以由操作系统控制设备电源开启或者关闭以达到节省电力的技术获得了越来越多的研究。总体上讲，DPM策略分为3类超时策略、预测策略以及随机策略。超时策略的基本思想是预先设定一系列超时阈值，一旦持续空闲时间超过该阈值，就切換到相应休眠模式，阈值可以固定，也可以随系统负荷的变化自适应调整。预测策略一旦预测到本次空闲时间能够弥补状态切换带来的功耗损失就将设备置于某种低功耗状态。随机策略则是将DPM作为随机优化问题，通过建立随机决策模型来描述设备的行为。自适应学习树(Adaptive Learning Tree,简写为ALT)是较早提出的ー种预测结构模型，该树由决策节点(用圆表示)、预测分支(用虚线表示)、历史分支(用实线表示)和叶子节点(用矩形表示)组成。每个决策节点表示过去的一段空闲时间里设备所处的状态，预测分支用来连接决策节点和叶子节点，历史分支用来连接相邻的决策节点，叶子节点代表设备状态的置信度(见附图
I)。ALT主要采用了空闲时间聚类IPC原理(Idle PeriodClustering， ノ。空闲时间定义为从系统或设备进入空闲状态到其退出空闲状态所持续的时间。同样地，占用时间则是其连续处于工作状态所持续时间。因此，系统的整体行为可以用ー组工作时间和空闲时间的时间序列来模拟。当一个空闲时间长度足够抵消设备关闭所引起的功耗时，系统可以关闭设备来获得功耗节省。假设/7是系统拥有的低功耗状态数目，则系统总共拥有/7+1种电源状态。用B={p0,Pi,--,PJ来表示电源状态的集合(A对应工作状态，其余依次类推)，那么系统状
态级别越高，其状态功耗越低，而与工作状态相互切換的功耗越高。对确定的空闲时间,
其功耗乓计算如下
;=i4( ⑴
其中，衅是从空闲状态切换到状态的时间，麵是从状态切换到空闲状态的时间，PA和则是相应的切换功耗水平，巧代表状态 下的功耗。基于越低的功耗状态损失更低的状态功耗同时具有更高切换功耗的假设，禺应该大于等于马+1并且当其相等时，得到的代表了状态 和状态i+Ι的临界阈值。通过这样，可以求取每ー对相邻功耗状态的阈值时间，用h表示功耗状态A和Pm之间的阈值，则
权利要求
1.一种改进自适应学习树电源管理预测方法，其特征在于在基于概率的学习树结构中最底层的每一个决策节点之上增加一个代表空闲时间长度节点的叶子节点，叶子节点与决策节点连接的状态概率节点为兄弟节点；建立历史序列索弓I，设定历史路径序列长度，根据历史序列确定实际空闲时间长度，根据实际空闲时间长度TLfeal、及其对应功耗状态在学习树中保存的概率、上次预测空闲时间长度Iii，调用公式计算本次预测空闲时间长度值，对学习树进行更新；当有空闲时间出现时，控制设备进入低功耗状态；设备空闲时间结束，控制设备进入工作模式以响应用户的使用请求，其中，P幽成代表实际空闲时间长度对应的功耗状态在学习树中保存的概率，为实际空闲时间长度，TeM为上次预测空闲时间长度值，Tmw为本次预测空闲时间长度值。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述对学习树进行更新具体为计算设定长度的历史路径序列的进制”索引值，更新该索引值下学习树结构中保存的预测状态概率节点，根据新的预测状态概率更新本次预测空闲时间长度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算进制”索引值具体包括，将历史空闲时间离散值序列看做进制数，通过加法和乘法运算得到当前序列下的决策节点索引值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，每一个索引值代表一条历史路径序列，全部历史路径序列为在设定的长度Z下，根据IPC原理得到的功耗状态的长度为Z的所有组合，当设备处于工作状态时，根据学习树中的历史路径序列对应的索引值获得预测空闲时间的长度值。
全文摘要
本发明公开一种基于空闲时间长度学习树的电源管理预测方法，涉及网络技术，在现有的基于概率的自适应学习树结构基础上增加了空闲时间长度节点，以空闲时间长度值作为预测依据，并用其对应的低功耗状态控制空闲时间到来时设备进入的模式，同时在空闲时间结束时采用学习树中各种功耗状态的实际历史概率统计对该空闲时间长度预测值进行加权更新，采用“N进制”方法避免了学习树中历史路径的匹配过程。本发明保证了设备空闲时间长度预测值具有较高的准确性，从而得到了更低的设备功耗损失，同时降低了自适应学习树预测和更新过程的复杂性。
文档编号G05B13/04GK102662325SQ201210135838
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者李伟生, 王冬 申请人:重庆邮电大学