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电量的动态电源管理方法、装置、计算机设备和存储介质

申请号 CN202311634797.6 申请日 2023-11-30 公开(公告)号 CN117747983A 公开(公告)日 2024-03-22
申请人 深圳供电局有限公司; 发明人 刘昕林; 饶竹一; 郑筠;
摘要 本 申请 涉及一种电量的动态电源管理方法、装置、计算机设备、存储介质和 计算机程序 产品。所述方法包括:构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模 块 和 数据采集 模块;将目标 操作系统 内核 移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。采用本方法能够通过智能化的控制技术进一步降低电 力 系统的功耗 水 平,推进 电网 在线监测进一步发展。
权利要求

1.一种电量的动态电源管理方法,其特征在于,所述方法包括:
构建动态电源测控系统,其中所述动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模数据采集模块;
将目标操作系统内核移植入所述动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;
调用所述动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述构建动态电源测控系统包括:
设计所述动态电源测控系统的系统架构,所述动态电源测控系统的系统架构包括目标可编程逻辑设备;
设计所述动态电源测控系统的外围硬件电路,所述动态电源测控系统的外围硬件电路包括供电电源模块和数据采集模块。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述设计所述动态电源测控系统的系统架构包括:
采用目标开发板搭载目标可编程逻辑设备,其中所述目标可编程逻辑设备包括ARM处理器和FPGA。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将目标操作系统内核移植入所述动态电源测控系统包括:
基于所述动态电源测控系统构建目标虚拟机环境;
根据所述目标虚拟机环境安装目标操作系统。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述调用所述动态电源管理系统进行动态功耗管理包括:
调用所述动态电源管理系统,根据应用场景选择动态功耗管理策略;其中,所述动态功耗管理策略包括超时策略、预测策略和随机策略。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据应用场景选择动态功耗管理策略还包括:
在采用随机策略的情况下,采用尔科夫链确定动态功耗管理的最优解。
7.一种电量的动态电源管理装置,其特征在于,所述装置包括:
动态电源测控系统构建模块,用于构建动态电源测控系统,其中所述动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模块和数据采集模块;
目标操作系统内核移植模块,用于将目标操作系统内核移植入所述动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;
动态电源管理方案生成模块,用于调用所述动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。
8.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

说明书全文

电量的动态电源管理方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

[0001] 本申请涉及电量动态管理技术领域,特别是涉及一种电量的动态电源管理方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术

[0002] 随着视频监测及图像采集技术的发展,图像采集装置作为前端设备被广泛应用于智能交通、医疗成像、工厂产品检测等领域,为各领域智能化产业升级提供助。在智能电网领域,图像采集装置作为智能检测系统的重要技术逐步得到广泛应用,相关的视频图像监测及识别技术在电力系统建设的过程中也有了长足的发展。
[0003] 但因为电力系统的特殊性和图像采集及处理市场发展的不均衡问题,导致现有的视频图像采集产品虽已解决绝大部分的电力系统视频图像采集及处理需求,但是对于包括杆塔、电缆沟、电缆隧道、户外配电网箱柜等特殊的应用场景,因为面临无可靠电源、无低成本传输方案、高运维难度的问题,至今仍没有很好的低成本、低功耗的电量的动态电源管理方法。发明内容
[0004] 基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够实现对电源消耗智能化控制的电量的动态电源管理方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
[0005] 第一方面,本申请提供了一种电量的动态电源管理方法,包括:
[0006] 构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模数据采集模块;
[0007] 将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;
[0008] 调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。
[0009] 在其中一个实施例中,构建动态电源测控系统包括:
[0010] 设计动态电源测控系统的系统架构,动态电源测控系统的系统架构包括目标可编程逻辑设备;
[0011] 设计动态电源测控系统的外围硬件电路,动态电源测控系统的外围硬件电路包括供电电源模块和数据采集模块。
[0012] 在其中一个实施例中,设计动态电源测控系统的系统架构包括:
[0013] 采用目标开发板搭载目标可编程逻辑设备,其中目标可编程逻辑设备包括ARM处理器和FPGA。
[0014] 在其中一个实施例中,将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统包括:
[0015] 基于动态电源测控系统构建目标虚拟机环境;
[0016] 根据目标虚拟机环境安装目标操作系统。
[0017] 在其中一个实施例中,调用动态电源管理系统进行动态功耗管理包括:
[0018] 调用动态电源管理系统,根据应用场景选择动态功耗管理策略;其中,动态功耗管理策略包括超时策略、预测策略和随机策略。
[0019] 在其中一个实施例中,根据应用场景选择动态功耗管理策略还包括:
[0020] 在采用随机策略的情况下,采用尔科夫链确定动态功耗管理的最优解。
[0021] 第二方面,本申请还提供了一种电量的动态电源管理装置,包括:
[0022] 动态电源测控系统构建模块,用于构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模块和数据采集模块;
[0023] 目标操作系统内核移植模块,用于将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;
[0024] 动态电源管理方案生成模块,用于调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。
[0025] 第三方面,本申请还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:
[0026] 构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模块和数据采集模块;
[0027] 将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;
[0028] 调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。
[0029] 第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
[0030] 构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模块和数据采集模块;
[0031] 将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;
[0032] 调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。
[0033] 第五方面,本申请还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:
[0034] 构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模块和数据采集模块;
[0035] 将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;
[0036] 调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。
[0037] 上述电量的动态电源管理方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品,通过构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模块和数据采集模块;将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。不但可根据当前任务需求及电能信息对电源消耗进行智能化的控制,而且可以根据不同的业务场景对不同模块的电能消耗进行分级控制,通过智能化的控制技术进一步降低电力系统的功耗平,推进电网在线监测进一步发展。附图说明
[0038] 为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039] 图1为一个实施例中电量的动态电源管理方法的流程示意图;
[0040] 图2为一个实施例中电量的动态电源管理算法的流程示意图;
[0041] 图3为另一个实施例中电量的动态电源管理方法的流程示意图;
[0042] 图4为一个实施例中电量的动态电源管理装置的装置示意图;
[0043] 图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

[0044] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
[0045] 在一个实施例中,如图1所示,提供了一种电量的动态电源管理方法,本实施例以该方法应用于终端进行举例说明,可以理解的是,该方法也可以应用于服务器,还可以应用于包括终端和服务器的系统,并通过终端和服务器的交互实现。本实施例中,该方法包括以下步骤:
[0046] 步骤102,构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模块和数据采集模块。
[0047] 示例性的,目标可编程逻辑设备包括XC7Z020(Xilinx公司推出的一款ZYNQ‑7000系列的可编程逻辑器件)设备。
[0048] 具体地,XC7Z020设备是一种小型的ZYNQ‑7000设备(Xilinx推出的可扩展处理平台系列),拥有一系列逻辑单元、内存、存储和外设接口,包括基于Artix‑7(用于ASSP、ASIC和低成本FPGA所针对的市场领域的产品)的逻辑构造、13300个逻辑单元以及140个BlockRAM(Block Random Access Memory,块随机存储器)和220个DSP48E(Digital Signal Processing,数字信号处理)核,尽管没有高速收发器和PCI(Peripheral Component Interconnect,用于定义局部总线的标准)串行总线模块,但是设备有一个基于XADC(Xilinx Analog‑to‑Digital Converter,Xilinx推出的集成模拟信号采集、温度传感器电压参考等模块的IP核)的IP硬核(intellectual property core,知识产权核)。ZYNQ设备上的外设和接口包括256Mbit的QuadSPI(Quad Serial Peripheral Interface,一种高速串行外设接口标准)闪存、512MB的DDR3(double‑data‑rate 3synchronous dynamic RAM,第三代双倍速率同步动态随机存储器)内存、4GBSD卡(Secure Digital Memory Card,安全数字卡),还有两个振荡时钟源,其中一个频率为100MHz,另一个频率为33.3333MHz,处理器ARM(Advanced RISC Machine,一种RISC微处理器)与逻辑资源FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程阵列)之间的数据交互通过AXI4(Advanced eXtensible Interface,Xilinx从6系列的FPGA开始引入的一个接口协议)接口,ZYNQ内部的吞吐量非常大,最高可达100Gbps。
[0049] 步骤104,将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统。
[0050] 示例性地,目标操作系统包括Linux(GNU/Linux,一种免费使用和自由传播的类UNIX操作系统)。
[0051] 步骤106,调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。
[0052] 示例性地,嵌入式系统进行动态功耗管理(DPM,dynamic power management)时,应根据具体的应用场景选择合适的动态功耗管理策略,其中嵌入式系统即为动态电源管理系统。DPM策略将决定电力系统中设备处于空闲状态时,低功耗模式如何切换、模式切换何时进行、切换到何种低功耗模式以及何时切换到正常工作模式,DPM策略的设定需针对电力系统的运行状态进行合理分析及建模,并且在保证电力系统性能要求的条件下,对电力系统中设备的低功耗模式的切换时机以及切换状态进行控制。
[0053] 上述电量的动态电源管理方法中,通过构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模块和数据采集模块;将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。通过智能化的功耗控制,进一步降低电力系统的功耗水平,推进电网在线监测进一步发展。
[0054] 在一个示例性的实施例中,构建动态电源测控系统包括设计动态电源测控系统的系统架构,动态电源测控系统的系统架构包括目标可编程逻辑设备;设计动态电源测控系统的外围硬件电路,动态电源测控系统的外围硬件电路包括供电电源模块和数据采集模块。
[0055] 示例性的,目标可编程逻辑设备即为XC7Z020设备。
[0056] 具体地,基于ZYNQ开发板搭载XC7Z020设备设计动态电源测控系统的架构。进一步地,设计动态电源测控系统的外围硬件电路,构建以ZYNQ‑7000为核心的动态电源测控系统,即为动态电源管理系统的硬件验证平台,负责对12路电压信号进行高速采集和处理,用于分析传感器信号、节点电压,实现故障诊断和寿命预测。其中,动态电源测控系统包括ZYNQ开发板、数据采集板、供电电源板。
[0057] 进一步地,动态电源测控系统的外围硬件电路包括供电电源模块和数据采集模块。动态电源测控系统中供电电源板的+24V输入电压由直流电源模块产生,选用开关电源LM25118进行大幅度降压,将+24V电压转化为+12V电压。LTC3260是低噪声、双极性输出电源,包括一正一负两个LDO稳压器(Low dropout regulator,低压差线性稳压器),每个LDO稳压器的输出电流值可达50mA,而负LDO稳压器由负输出充电供电。由于数据采集板中的运算放大器需要±10V供电,所以采用LTC3260产生±11V电源,再通过ADP7104和ADP7182进行稳压,分别产生+10V和‑10V电压,其中ADP7104和ADP7182均为LDO稳压器。同时再通过两片ADP7104将+10V电压转化为+5V,分别用来给光电耦合器、AD转换器(Analog to Digital Converter,模数转换器)供电和用于产生+3.3V电压,+3.3V电压由TPS75933将+5V电压转换得来,其中TPS75933为LDO稳压器。
[0058] 进一步地,数据采集模块中选用A/D转换芯片,该芯片为8/6/4路同步采样输入,属于16位逐次逼近型ADC(Analog to Digital Converter,模拟数字转换器)、片内精密基准电压源并且具有高速串并行接口,AD7606为+5V模拟单电源供电,具有1MΩ的模拟端输入阻抗,每个通道的采样率均能高达200kSPS(Sample Per Second,每秒采样次数)。供电电源板中供电电路为数字电路和模拟电路隔离供电,数据采集板中输入信号中有12路3.3V~24V不等的电压,其中10路模拟电压信号由2片AD7606完成采集任务,2路数字电压信号由1片AD7606采集完成,模拟电压信号采集电路中模数转换器接收的来自ZYNQ的控制信号以及模数转换器发出的信号和采集结果均由高速光电耦合器HCPL‑0631进行隔离。
[0059] 本实施例中,通过设计动态电源测控系统的系统架构,动态电源测控系统的系统架构包括目标可编程逻辑设备;设计动态电源测控系统的外围硬件电路,动态电源测控系统的外围硬件电路包括供电电源模块和数据采集模块,构成动态电源测控系统,负责对12路电压信号进行高速采集和处理,用于分析传感器信号、节点电压,实现故障诊断和寿命预测;使用开关电源模块进行大幅度降压,从+24V转化为+12V电压;利用A/D转换芯片进行8/6/4路同步采样,支持16位逐次逼近型ADC,为植入Linux内核、实现动态电源管理做好准备。
[0060] 在一个示例性的实施例中,设计动态电源测控系统的系统架构包括采用目标开发板搭载目标可编程逻辑设备,其中目标可编程逻辑设备包括ARM处理器和FPGA。
[0061] 其中,目标开发板即为ZYNQ开发板,目标可编程逻辑设备即为XC7Z020设备。在动态电源测控系统架构中,ZYNQ开发板上的ARM处理器和FPGA逻辑资源通过协同工作来完成各种应用的开发,其中ARM处理器负责控制程序的开发,FPGA则用于高速算法开发,两者可以独立工作,但可通过MIO(Multiplexed I/O,多路复用的I/O串行接口的闪存设备)和EMIO(Extended MIO,扩展的多路复用的I/O串行接口的闪存设备)连接,实现更复杂的控制。数据交互通过ARM的软件驱动完成。
[0062] 具体地,应用开发包括控制程序开发、FPGA逻辑资源的开发、数据交互模块的设计、软硬件协同设计、应用整合与测试和性能优化。控制程序开发包括ARM处理器被设计为系统的核心,主要负责控制和协调整个系统。在ARM处理器上进行控制程序的开发,包括初始化硬件、处理中断、管理外设等,这些程序通常由裸机代码或者嵌入式操作系统(例如Linux)上的应用程序实现;ARM处理器通过MIO与FPGA连接,用户可以利用ARM处理器的GPIO(General‑purpose input/output,通用输入输出)等接口进行对FPGA的基本控制。当需要更多的外部控制接口时,用户可以通过EMIO在FPGA上扩展ARM处理器的管脚,实现更复杂的外部控制。FPGA逻辑资源被设计用于高性能计算,用户可以在FPGA上开发高速算法,利用其中的逻辑单元、BlockRAM和DSP核,这使得动态电源测控系统能够处理需要大量并行计算的任务,比如数字信号处理、图像处理等。同时,用户可以在FPGA上设计模块,通过AXI4接口与ARM进行数据交互。这些模块可以是定制的硬件加速器,用于执行特定的计算任务,或者是与外部设备进行通信的接口,开发这些模块需要考虑数据的流动和处理。通过AXI接口,FPGA中的硬件模块可以与ARM处理器上的软件进行通信。用户需要在FPGA中实现与ARM处理器相对应的接口,同时在ARM处理器上编写相应的软件驱动程序,以确保数据交互的正确性和高效性。将ARM处理器上的控制程序与FPGA中的逻辑资源整合在一起,形成一个完整的系统。这可能包括配置FPGA中的逻辑资源、初始化各种外设、建立通信链路等。对整个系统进行功能测试,确保ARM和FPGA之间的协同工作正常,各个外设和模块能够按照预期进行数据交互和处理。在应用开发的过程中,可能需要进行性能优化,包括优化算法、调整数据传输方式、提高系统吞吐量等。
[0063] 示例性地,用户通过合理利用ZYNQ中的ARM处理器和FPGA逻辑资源来完成各种应用的开发,整个平台以ARM处理器为核心,在ARM上侧重开发控制程序,而FPGA则作为扩展平台,侧重开发高速算法。ARM和FPGA都独立工作,而且ARM有连接FPGA的管脚MIO,在没有较大容量数据传输的需求时,用户通过MIO来完成ARM对FPGA的控制;当用户需要利用ARM来完成更多的外部控制接口时,通过EMIO在FPGA上扩展ARM管脚,从而实现更复杂的外部控制,对于ZYNQ的开发,用户根据需求对ARM进行裸机开发或者进行嵌入式系统开发,在FPGA部分开发的模块通过AXI接口与ARM进行数据交互,这样数据交互的功能会由ARM中相应的软件驱动来完成。
[0064] 本实施例中,通过采用目标开发板搭载目标可编程逻辑设备,其中目标可编程逻辑设备包括ARM处理器和FPGA,用户可以最大限度地发挥ZYNQ平台上ARM处理器和FPGA逻辑资源的优势,实现既有高性能计算能力又能方便进行外部控制的应用。
[0065] 在一个示例性的实施例中,将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统包括基于动态电源测控系统构建目标虚拟机环境;根据目标虚拟机环境安装目标操作系统。
[0066] 示例性地,目标虚拟机环境即为VMware虚拟机环境,目标操作系统即为Ubuntu14.04客户机操作系统。
[0067] 具体地,首先构建VMware虚拟机环境,然后在虚拟机安装并启动Ubuntu14.04客户机操作系统,Ubuntu是一种开源的GNU/Linux操作系统,在Ubuntu操作系统中下载安装交叉编译器,用来生成能够使ZedBoard(一款面向开源社区的ZYNQ‑7000系列开发板)运行Linux系统的镜像文件,如果Linux从ramdisk(虚拟内存盘)启动所需要的镜像文件包括BOOT.BIN文件、设备树文件devicetree.dtb、内核文件zImage和文件系统ramdisk8M.image.gz。
[0068] 本实施例中,通过基于动态电源测控系统构建目标虚拟机环境;根据目标虚拟机环境安装目标操作系统,从而得到动态电源管理系统,为调用该动态电源管理系统、进行动态功耗管理提供系统支撑
[0069] 在一个示例性的实施例中,调用动态电源管理系统进行动态功耗管理包括:
[0070] 调用动态电源管理系统,根据应用场景选择动态功耗管理策略;其中,动态功耗管理策略包括超时策略、预测策略和随机策略。
[0071] 示例性地,DPM策略主要分类有三种:超时策略、预测策略和随机策略。其中,超时策略中应用比较广泛的算法是Timeout算法,该算法的主要思想是提前设定超时阈值Timeout,当电力系统的空闲时间大于超时阈值Timeout而且电力系统仍没有任务请求时,则电力系统可以进行状态切换,进入合适的低功耗的工作模式,以节约电力系统功耗;预测策略的主要决策过程为采用一定的统计模型来对电力系统过去的运行状态以及空闲时间分布情况进行分析,并对电力系统下一次的处于空闲状态的时间进行预测,然后将预测的结果作为电力系统下一次空闲状态到来之时进行低功耗模式调整的依据;采用随机策略的动态功耗管理模型大多数是采用马尔科夫链的理论,将动态功耗管理看成是随机优化问题,利用马尔科夫链可以得到动态功耗管理的最优解。
[0072] 本实施例中,通过调用动态电源管理系统,根据应用场景选择动态功耗管理策略,能够及时调整电力系统的功耗模式,通过智能化的控制技术降低电力系统的功耗水平。
[0073] 在一个示例性的实施例中,根据应用场景选择动态功耗管理策略还包括在采用随机策略的情况下,采用马尔科夫链确定动态功耗管理的最优解。
[0074] 示例性地,基于马尔科夫链模型的随机化系统的最优决策即为马尔科夫决策过程,马尔科夫决策过程可由以下参数组成:A表示系统中设备所能选取的操作的集合,用a来表示所采用的动作;S表示系统中设备所经历的可能的状态集合,用i来表示可能的状态;R表示与系统中设备的状态和采用的动作所相关的报酬集合;P表示系统中设备的状态转移概率矩阵,参数P与设备所处的状态i以及在该状态下设备所采用的动作a有关;π表示策略,即在不同状态下采取何种操作的规则,策略的选择会影响到未来的收益和最终的结果。
[0075] 本实施例中,在采用随机策略的情况下,通过采用马尔科夫链确定动态功耗管理的最优解。由于马尔科夫决策过程中设备的状态跟设备当前的状态和当前所采取的动作相关,所以可降低实现决策模型算法的存储空间的大小,基于离散时间的马尔科夫链决策和基于连续时间的马尔科夫链决策要求设备处于可能状态的时间需要符合指数分布,这样模型的应用范围受到限制,由于指数分布没有记忆性,使得采用超时策略和预测策略的动态功耗管理节约系统能耗的效果较差,即动态电源管理系统能耗地效果较差。而采用半马尔科夫链的决策可以采用非指数的分布模型来对设备的状态转换进行建模,增强了模型的适应性和准确性。
[0076] 在一个实施例中,如图2所示,提供一种电量的动态电源管理算法,包括:
[0077] 步骤202,系统架构设计。
[0078] 步骤204,外围硬件电路设计。
[0079] 步骤206,动态功耗管理。
[0080] 本实施例中,电量的动态电源管理算法的设计思路主要是针对嵌入式系统的资源利用和功耗管理,以及对于不同的系统状态采用不同的功耗优化策略。
[0081] 在另一个实施例中,如图3所示,提供一种电量的动态电源管理方法,包括:
[0082] 步骤302,采用目标开发板搭载目标可编程逻辑设备,其中目标可编程逻辑设备包括ARM处理器和FPGA。
[0083] 步骤304,设计动态电源测控系统的外围硬件电路,动态电源测控系统的外围硬件电路包括供电电源模块和数据采集模块。
[0084] 步骤306,基于动态电源测控系统构建目标虚拟机环境。
[0085] 步骤308,根据目标虚拟机环境安装目标操作系统,得到动态电源管理系统。
[0086] 步骤310,调用动态电源管理系统,根据应用场景选择动态功耗管理策略;其中,动态功耗管理策略包括超时策略、预测策略和随机策略。
[0087] 步骤312,在采用随机策略的情况下,采用马尔科夫链确定动态功耗管理的最优解。
[0088] 步骤314,生成动态电源管理方案。
[0089] 应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0090] 基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的电量的动态电源管理方法的电量的动态电源管理装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个电量的动态电源管理装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于电量的动态电源管理方法的限定,在此不再赘述。
[0091] 在一个示例性的实施例中,如图4所示,提供了一种电量的动态电源管理装置,包括:动态电源测控系统构建模块402、目标操作系统内核移植模块404和动态电源管理方案生成模块406,其中:
[0092] 动态电源测控系统构建模块402,用于构建动态电源测控系统,其中动态电源测控系统包括目标可编程逻辑设备、供电电源模块和数据采集模块;
[0093] 目标操作系统内核移植模块404,用于将目标操作系统内核移植入动态电源测控系统,得到动态电源管理系统;
[0094] 动态电源管理方案生成模块406,用于调用动态电源管理系统进行动态功耗管理,生成动态电源管理方案。
[0095] 在一个实施例中,动态电源测控系统构建模块402还包括:
[0096] 系统架构设计模块,用于设计动态电源测控系统的系统架构,动态电源测控系统的系统架构包括目标可编程逻辑设备;
[0097] 外围硬件电路设计模块,用于设计动态电源测控系统的外围硬件电路,动态电源测控系统的外围硬件电路包括供电电源模块和数据采集模块。
[0098] 在一个实施例中,系统架构设计模块还包括:
[0099] 目标开发板搭载模块,用于采用目标开发板搭载目标可编程逻辑设备,其中目标可编程逻辑设备包括ARM处理器和FPGA。
[0100] 在一个实施例中,目标操作系统内核移植模块404还包括:
[0101] 目标虚拟机环境构建模块,用于基于动态电源测控系统构建目标虚拟机环境;
[0102] 目标操作系统安装模块,用于根据目标虚拟机环境安装目标操作系统。
[0103] 在一个实施例中,动态电源管理方案生成模块406还包括:
[0104] 动态功耗管理策略选择模块,用于调用动态电源管理系统,根据应用场景选择动态功耗管理策略;其中,动态功耗管理策略包括超时策略、预测策略和随机策略。
[0105] 在其中一个实施例中,动态功耗管理策略选择模块还包括:
[0106] 马尔科夫链求解模块,用于在采用随机策略的情况下,采用马尔科夫链确定动态功耗管理的最优解。
[0107] 上述电量的动态电源管理装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0108] 在一个示例性的实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口(Input/Output,简称I/O)和通信接口。其中,处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接,通信接口通过输入/输出接口连接到系统总线。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储电量的动态电源管理数据。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电量的动态电源管理方法。
[0109] 本领域技术人员可以理解,图5中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
[0110] 在一个实施例中,还提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0111] 在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0112] 在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0113] 需要说明的是,本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据,且相关数据的收集、使用和处理需要符合相关规定。
[0114] 本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read‑Only Memory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算数据处理逻辑器等,不限于此。
[0115] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0116] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
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