一种针对嵌入式系统的功耗管理系统

本发明实施例涉及嵌入式系统，尤其涉及一种针对嵌入式系统的功耗管理系统。

背景技术：

1、有源植入式医疗设备是指内置电池或其他电源的医疗设备例如心脏起搏器、睡眠呼吸机等，其可以通过手术等方式植入到患者体内，用于治疗、监测或支持身体的正常功能。有源植入式医疗设备的使用寿命是减小患者手术次数，扩大市场应用范围的重要影响因素。

2、含有电池的植入式医疗设备的功耗是影响其寿命的关键，通常植入式电刺激器的功耗分为静态功耗和动态功耗两部分：当电路的状态没有输出(保持高电平或低电平)时，电路的功耗属于静态功耗，其大小等于电路的电压与流过的电流的乘积，因此静态功耗产生的能量损耗较小，对植入式医疗设备的电池使用寿命的影响较小。而动态功耗是输出改变时产生的功耗，由于闭环有源植入式器件需要不断监测信号的采集输入，也需要根据输入信号调整刺激输出的剂量，因此，相比静态功耗，动态功耗更直接地消耗电池能量，从而影响有源植入式医疗设备的使用寿命。

3、因此，如何降低动态功耗以延长有源植入式医疗设备的使用寿命成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种针对嵌入式系统的功耗管理系统，以至少部分解决上述问题。

2、根据本发明实施例，提供了一种针对嵌入式系统的功耗管理系统，包括监测功耗模块、性能指标模块、功耗确定模块、性能目标模块、分析和优化策略模块、动态调整系统参数模块、反馈和控制模块及循环迭代模块，监测功耗模块包括：电流监测单元，用于对嵌入式系统的电流进行监测；电压监测单元，用于对嵌入式系统的电压进行监测；频率监测单元，用于对嵌入式系统的频率进行监测；延迟监测单元，用于对嵌入式系统的延迟进行监测。

3、在一种实现方式中，性能指标模块包括：运行时间监测单元，用于对嵌入式系统的运行时间进行监测；吞吐量监测单元，用于对嵌入式系统的吞吐量进行监测；响应时间监测单元，用于对嵌入式系统的响应时间进行监测。

4、在另一种实现方式中，功耗确定模块包括：功能处理单元，用于对嵌入式系统的功能进行处理；性能处理单元，用于对嵌入式系统的性能进行处理；功耗处理单元，用于对嵌入式系统的功耗进行处理。

5、在另一种实现方式中，性能目标模块包括：应用场景监测单元，用于对嵌入式系统的应用场景进行监测；系统需求监测单元，用于对嵌入式系统的需求进行监测。

6、在另一种实现方式中，分析和优化策略模块包括：功耗分析单元，用于对嵌入式系统的功耗进行分析；功耗管理单元，用于对嵌入式系统的功耗进行管理；功耗优化单元，用于对嵌入式系统的功耗进行优化。

7、在另一种实现方式中，动态调整系统参数模块包括：频率调整单元，用于对嵌入式系统的频率进行调整；电压调整单元，用于对嵌入式系统的电压进行调整；睡眠单元，用于使嵌入式系统进入睡眠模式。

8、在另一种实现方式中，反馈和控制模块包括：功耗反馈单元，用于对嵌入式系统的功耗进行反馈；性能反馈单元，用于对嵌入式系统的性能进行反馈；温度反馈单元，用于对嵌入式系统的温度进行反馈；算法优化单元，用于对嵌入式系统的算法进行优化。

9、在另一种实现方式中，循环迭代模块包括：重复执行单元，用于对功耗确定模块、性能目标模块及动态调整系统参数模块进行重复执行。

10、监测功耗模块和性能指标模块通过硬件或软件手段，实时监测嵌入式系统的功耗和性能指标，如电流、电压、频率、延迟等；功耗确定模块和性能目标模块根据系统需求和应用场景，确定系统的功耗和性能目标，例如要求在满足一定性能要求的前提下，尽可能降低系统的功耗；分析和优化策略模块根据监测到的功耗和性能指标，分析系统的工作状态和效率，找出影响功耗和性能的关键因素，并制定相应的优化策略；动态调整系统参数模块根据优化策略，动态调整系统的工作模式和参数，以达到最佳的功耗和性能平衡，如调整处理器的频率、电压、睡眠模式等；反馈和控制模块根据调整后的系统参数，再次监测功耗和性能指标，并与目标进行比较，根据反馈结果，进行进一步的调整和优化，使系统逐渐接近目标状态；循环迭代模块重复执行功耗确定模块、性能目标模块和动态调整系统参数模块，不断优化系统的功耗和性能，直到达到预期的目标。

11、综上，本发明实施例通过优化算法和数据结构减少了嵌入式系统的计算和存储需求，从而降低了功耗；采用适当的功耗管理策略，根据系统负载和需求动态调整功耗水平；通过合理的任务调度和资源管理，控制嵌入式系统功耗的同时，最大程度地利用了嵌入式系统资源，提高了系统性能和效率。

技术特征：

1.一种针对嵌入式系统的功耗管理系统，包括监测功耗模块、性能指标模块、功耗确定模块、性能目标模块、分析和优化策略模块、动态调整系统参数模块、反馈和控制模块及循环迭代模块，其特征在于，所述监测功耗模块包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述性能指标模块包括：

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功耗确定模块包括：

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述性能目标模块包括：

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述分析和优化策略模块包括：

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述动态调整系统参数模块包括：

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反馈和控制模块包括：

8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，所述循环迭代模块包括：

技术总结
本发明实施例提供了一种针对嵌入式系统的功耗管理系统。该系统包括监测功耗模块、性能指标模块、功耗确定模块、性能目标模块、分析和优化策略模块、动态调整系统参数模块、反馈和控制模块及循环迭代模块。本发明实施例通过优化算法和数据结构减少了嵌入式系统的计算和存储需求，从而降低了功耗；采用适当的功耗管理策略，根据系统负载和需求动态调整功耗水平；通过合理的任务调度和资源管理，控制嵌入式系统功耗的同时，最大程度地利用了嵌入式系统资源，提高了系统性能和效率。

技术研发人员：袁媛,覃小雅,胡迎炳
受保护的技术使用者：清华大学深圳国际研究生院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15