dsp+fpga平台功耗管理的研究与实现

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1、硕士学位论文DSP+FPGA平台功耗管理的研究与实现RESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFTHEDSP+FPGAPLATFORMONTHEPOWERMANAGEMENT任程哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TP29学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文DSP+FPGA平台功耗管理的研究与实现硕士研究生：任程导师：袁峰教授申请学位：全日制工程硕士学科：仪器仪表工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP29U.D

2、.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFTHEDSP+FPGAPLATFORMONTHEPOWERMANAGEMENTCandidate：RenChengSupervisor：Prof.YuanFengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：InstrumentandMeterEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEng

3、ineeringandAutomationDateofDefence：June,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着电子技术的发展，人们对于电子产品的性能以及可靠性需求也日渐增长，其中电子产品的寿命问题，也被越来越多的人所关注。然而电子产品的寿命与集成电路的温度密切相关，温度升高，寿命相对降低。降低集成电路的功耗可以有效的控制系统的温度，从而延长电子产品的寿命。因此，功耗成为集成电路设计中一个十分关键的问题，而低功耗设计

4、已逐渐成为集成电路设计中重要的研究方向。本文主要对原有的DSP+FPGA平台进行功耗的分析，综合平台本身工作特点以及现有的功耗优化手段，本文重点采用系统级的动态功耗管理方法同时综合电源设计、软件优化等功耗优化方法来降低平台的功耗。本文建立了动态功耗管理模型，将系统中不同模块的工作模式进行划分，定义了空闲模式、休眠模式，计算了进行工作模式切换的转换条件；在动态功耗管理策略中，结合了超时策略以及预测策略，在预测策略中比较指数平均预测算法、改进指数预测算法、应对突发状况的预测算法、灰色预测算法。总结算法中的优点，从而结合灰色预测算法和应对突发状况的

5、预测算法来应对实际状况。在硬件上，采用超低功耗单片机MSP430进行模式控制，成功的将改进的算法应用于DSP+FPGA平台的功耗管理中。最后，在DSP+FPGA平台中，通过电能表，分别测量了正常工作模式、空闲模式、休眠模式、以及采用超时策略与预测策略结合的动态功耗管理模式这四种方式的功耗，来验证采用超时策略与预测策略的动态功耗管理方式能够更好的降低系统功耗。关键词：低功耗；动态功耗管理；DSP+FPGA；预测算法；-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofelectronictechnolog

6、y,thedemandfortheperformanceofelectronicproductsandreliabilityisgrowing,theproblemoftheelectronicproductshasbeenmoreandmorepeopleconcerned.However,theservicelifeofelectronicproductsiscloselyrelatedtotheintegratedcircuittemperature.Ifthetemperatureincreases,thelifeoftheelect

7、ronicproductswillberelativelyreduced.Reducingthepowerconsumptionoftheintegratedcircuitcaneffectivelycontrolthetemperatureofthesystem,soastoprolongthelifeofelectronicproducts.Powerconsumption,therefore,becomeacriticalprobleminthedesignofintegratedcircuit,thelowpowerdesignhas

8、graduallybecomeimportantresearchdirectioninthedesignofintegratedcircuit.Inthispape