زمانبندی وظایف در سیستمهای تعبیه شده بی درنگ برداشتگر انرژی با هدف کاهش نرخ خطای سررسید و افزایش کارایی انرژی مصرفی

یکی از رشته های زیر مجموعه فنی مهندسی که علاقمندان بسیاری در کشور ما  دارد رشته کامپیوتر و فناوری اطلاعات هستش که اتفاقا سایت دیجی لود در حال تکمیل سری جدیدی از پایان نامه های ارشد این رشته تحصیلی برای کاربران گرانقدر خود میباشد. دیجی لود در ادامه پایان نامه ” زمانبندی وظایف در سیستمهای تعبیه شده بی درنگ برداشتگر انرژی با هدف کاهش نرخ خطای سررسید و افزایش کارایی انرژی مصرفی ”   با فرمت Word (قابل ویرایش) در 107 صفحه را معرفی مینماید.

چکیده پایان نامه زمانبندی وظایف در سیستمهای تعبیه شده بی درنگ برداشتگر انرژی با هدف کاهش نرخ خطای سررسید و افزایش کارایی انرژی مصرفی :

با رشد و توسعه تکنولوژی در زندگی بشر، نیاز به رشد و توسعه سیستمهای تعبیه شده که بخش عمده­ای از سیستم­های دیجیتال را شامل می­شوند هم بیشتر می­شود.ازجمله مشخصه ­های اصلی یک سیستم تعبیه شده، بی­درنگ بودن و مصرف انرژی مناسب می­باشد بعلاوه اجرای یک برنامه شامل وظایف مختلفی است که هرکدام منابع خاص خود را از سیستم می­طلبند حال اگر این منابع در زمان مناسب در اختیار وظایف قرار نگیرد، سیستم نمی­تواند بازده و کارایی مناسبی داشته باشد بنابراین وجود یک زمانبند مناسب برای چنین سیستم­هایی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. محدودیت مصرف انرژی در سیستم­های تعبیه شده، بسیار حائز اهمیت است این اهمیت از آنجا ناشی می­ شود که بسیاری از این سیستم­ها، مبتنی بر باطری هستند و اغلب مواقع امکان شارژ مجدد باطری وجود ندارد و درصورت اتمام انرژی موجود در باطری، سیستم از کار خواهد افتاد در چنین مواقعی استفاده از برداشتگرهای انرژی می­تواند راهکار مناسبی برای غلبه بر محدودیت انرژی سیستم باشد.

الگوریتم­های زمانبندی زیادی در زمینه بی­درنگ بودن و بهبود مصرف انرژی ارائه شده است اما هرکدام دارای محدودیت­ها و نواقصی می­باشند در اغلب مطالعات انجام شده از باطری ایده آل بعنوان منبع انرژی که مقدار معین انرژی را در یک ولتاژ خروجی ثابت، ذخیره یا پخش می­کند استفاده شده است و از تاثیر ضریب شارژ/دشارژ باطری در میزان انرژی منتقل شده، صرف­نظر شده است لیکن این امر همیشه صحیح نیست و طراحی بر مبنای این مدل ساده و حداقل کردن میانگین مصرف انرژی لزوما منجر به بهینه شدن طول عمر باطری نمی­شود.

در این راستا در این پایان نامه روشی را برای زمان بندی سیستمهای تعبیه شده مبتنی بر برداشت انرژی و باطری غیرایده­آل با هدف بهبود انرژی مصرفی درحین اجرای بی­درنگ وظایف سیستم و کاهش نرخ خطای سررسید مجموعه وظایف، پیشنهاد می­دهیم در این روش با انتخاب بازه مناسب برای برداشت انرژی از محیط، به بررسی موجودیت انرژی سیستم و میزان انرژی مورد نیاز برای اجرای بی­درنگ وظایف در آن بازه پرداخته و با توجه به پارامترهای موجود، انرژی مورد نیاز برای اجرای وظیفه و سطح فرکانس مناسب برای پردازنده را اختصاص می­دهیم. نتایج حاصل از شبیه­ سازی نشان می­دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با روش­های موجود، نرخ خطای سررسید را کمتر می­کند همچنین در روش پیشنهادی، تعداد دفعات رجوع به باطری کمتر شده که در نتیجه باعث اتلاف کمتر انرژی حاصل از شارژ/دشارژ باطری و افزایش طول عمر آن و در نهایت افزایش طول عمر سیستم می­شود.

کلمات کلیدی :  سیستم­های تعبیه شده ، برداشتگر انرژی، زمان بندی بی­درنگ، ذخیره ­ساز انرژی غیرایده ­آل

فهرست مطالب

چکیده. ……………………………….1

فصل اول: توصیف مسئله

1-1 مقدمه. 2

1-2  ساختار پایان نامه. 4

فصل دوم : مفاهیم اولیه

2-1  مقدمه. 6

2-2 سیستمهای تعبیه شده  . 6

2-3  سیستم بی درنگ….. 8

2-4  زمانبندی وظایف…. 9

2-4-1  انواع زمانبندی.. 9

2-5  تعاریف اولیه. 10

2-6  الگوریتمهای زمانبندی اولیه. 12

2-6-1  الگوریتم زمانبندی نزدیکترین سررسید اول (EDF). 12

2-6-2  الگوریتم زمانبندی نرخ یکنواخت (RMS). 13

2-7  برداشت انرژی محیطی.. 14

2-7-1  اجزای سیستم تعبیه شده مبتنی بر برداشت انرژی   .. 15

2-7-2  انواع سیستم برداشتگر انرژی.. 16

2-8  مدیریت توان در سیستمهای تعبیه شده  . 19

2-9  نتیجه گیری.. 20

فصل سوم : بررسی منابع و کارهای انجام شده

3-1 مقدمه. 21

3-2  الگوریتمهای زمان بندی سیستم تعبیه شده بدون برداشتگر انرژی.. 22

3-2-1  الگوریتم زمانبندی MILP وLEDF.. 23

3-3  عوامل مشترک در زمانبندی سیستمهای بیدرنگ برداشتگر انرژی  .. 24

3-4  الگوریتمهای زمانبندی سیستم تعبیه شده مبتنی بر برداشتگر انرژی   .. 25

3-4-1 روش زمانبندی LSA… 25

3-4-2  روش زمانبندی EA-DVFS.. 30

3-4-3  روش  زمانبندی AS-DVFS.. 33

3-4-4  روش زمانبندی LM-APM…. 35

3-4-5  روش زمانبندی HA-DVFS.. 41

3-4-6   الگوریتم انتخاب فرکانس باتوجه به وضعیت سیستم.. 48

3-5  نتیجه گیری.. 54

فصل چهارم : الگوریتم پیشنهادی

4-1 مقدمه. 55

4-2  ذخیره ساز انرژی.. 56

4-2-1  مزایای ابرخازن در برابر باطری با قابلیت شارژ مجدد. 56

4-2-2  معایب ابرخازن در برابر باطری با قابلیت شارژ مجدد. 57

4-3  مدل سیستم.. 61

4-3-1  مدل برداشتگر انرژی.. 61

4-3-2  مدل پردازنده. 61

4-3-3  مدل ذخیره ساز انرژی.. 62

4-3-4  مدل وظیفه. 63

4-4  الگوریتم زمانبندی بیدرنگ….. 63

4-4-1  انتخاب بازه زمانی.. 65

4-4-2  محاسبه انرژی مورد نیاز برای اجرای وظایف موجود در بازه. 65

4-4-3  محاسبه موجودیت انرژی.. 66

4-5  نتیجه گیری.. 74

فصل پنجم : شبیه سازی و نتیجه گیری

5-1 مقدمه. 75

5-2 تنظیمات اولیه. 75

5-3  مقایسه نرخ خطای سررسید.. 78

5-4  کمترین ظرفیت ذخیره سازی برای داشتن نرخ خطای سررسید صفر. 85

5-5  سودمندی انرژی.. 87

5-6  نرخ خطای سررسید در حالت عدم وجود واحد ذخیره ساز انرژی.. 89

5-7 : بررسی سربار زمانبندی.. 89

5-8  نتیجه گیری.. 90

5-9  پیشنهادات… 91

مراجع. 92

فهرست شکل­ها

 شکل 1-1 : نمودار مشخصات یک وظیفه. 11

شکل 2-1 : نوع اول سیستم برداشتگر انرژی.. 16

شکل3-1 : منحنی توان در روش LSA… 26

شکل 3-2 : مدل سیستم روش LM-APM… 36

شکل 3-3 :  شبه کد الگوریتم HA_DVFS قسمت تنظیم بارکاری پردازنده و انتخاب پویای ولتاژ و فرکانس…. 44

شکل 3-4 : زمانبندی دو وظیفه. 45

شکل 3-5 : شبه کد الگوریتم بهره وری از انرژی سرریز شده. 46

شکل 4-1 : اتصال دو باطری برای جداسازی فازهای شارژ و دشارژ. 59

شکل 4-2: مدل سیستم پیشنهادی.. 61

شکل 4-3: محاسبه dl در حالت Edemand = EH(tc , Dmax) + ES(tc). 68

شکل 4-4 : شبه کد الگوریتم پیشنهادی.. 73

شکل 5-1 : نمودار توان برداشت PH(t). 76

شکل 5-2 : مقایسه نرخ خطای سررسید الگوریتم پیشنهادی با سایر الگوریتم ها 79

شکل 5-3 نمودار خطی تغییرات نرخ خطای سررسید الگوریتم ها در مقادیر متفاوت بهره وری.. 80

شکل 5-4 :  4 نمونه گیری از انرژی خورشیدی.. 80

شکل 5-5 : مقایسه نرخ خطای سررسید برای 5000 مجموعه وظیفه. 81

شکل 5-6 : مقایسه نرخ خطای الگوریتم ها در مقادیر مختلف ظرفیت باطری و بهره وری.. 83

شکل 5-7 : مقایسه نرخ خطای سررسید در حالت ذخیره ساز دوگانه و باطری.. 84

شکل 5-8 : مقایسه نرخ خطای سررسید در مقادیر مختلف ذخیره سازی باطری و ابرخازن.. 85

شکل 5-9 : مقایسه حداقل ظرفیت واحد ذخیره سازی برای داشتن خطای سررسید صفر. 86

شکل 5-10: نمودار کارایی انرژی در مقادیر مختلف بهره وری.. 88

شکل 5-11 : مقایسه نرخ خطای سررسید در دو حالت صحت و حذف واحد ذخیره ساز انرژی.. 89

فهرست جدول­ها

جدول 4-1 : مقایسه باطری و ابرخازن.. 58

جدول 4-2 : حالات کاری باطری های شکل4-1.. 59

جدول 5-1 : مشخصات پردازنده XScale اینتل.. 76

جدول 5-2: نرخ خطای سررسید الگوریتم HA-DVFS براساس شکل 5-4.. 80

جدول 5-3 : محاسبه سربار زمانبندی الگوریتم ها 90

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، میتوانید از کلیه کارتهای عضو شتاب  استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فایل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.