Design and Implementation of Low-Power Technique based on Monitoring Workload on Real-Time Operating Systems

실시간 운영체제에서 작업량 관찰에 기반한 저전력 기법의 설계 및 구현

In recent years, embedded mobile systems have been expanding their application domains from embedded portable devices which only execute a specialized application such as MP3 player or digital camcoder to digital convergence devices which execute more complicated applications converged various functionalities such as video and audio play, digital dictionary, DMB, games, phone, etc. As it requires the increasing hardware performance such as more faster CPU and more larger RAM, display, disk size, it has brought about a corresponding increase in power consumption. However, coupled with relatively small gains in battery capacity over recent years, the importance of software architecture including intelligent power management has become paramount. In this paper, we have ported UbiFOSTM with energy saving techniques on the ARM9-based MBA2440 platform. For energy savings, we adapted the dynamic power management and the device power management schemes based on monitoring workload. Experimental results with some well-known applications show that proposed low power technique could save energy up to 24 %.

오늘날의 내장형 이동 시스템은 MP3플레이어나 디지털 캠코더와 같이 하나의 기능만을 지원했던 단일 응용프로그램 시스템에서 PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Digital Assistants)와 같이 MPEG, W3플레이어, 전자사전, DMB(Digital Multimedia Broadcasting), 게임, 통신 기능 등을 모두 포함하는 하나의 디지털 컨버전스 기기로 변화해가고 있다. 이러한 변화는 CPU 성능 향상과 메모리, 저장장치의 증가, LCD의 크기 증가와 같은 하드웨어적인 요구사항의 증가로 이어졌고, 이로 인해 단말기에서 소모하는 전력이 그에 비례하여 증가하였다. 소모 전력의 증가에 따른 배터리 용량의 증가는 더딘 상황이며, 이를 해결하기 위해 소프트웨어적으로 소모 전력을 감축시키는 연구들이 많이 진행되고 있다. 본 논문에서는 소모 전력 감축 기법이 적용된 실시간 운영체제 UbiFOSTM을 ARM9계열의 MBA2440에 탑재하였다. 전력 감축 기법으로 시스템 작업량 관찰에 기반한 동적 전력 관리 기법과 장치 전력 관리기법을 적용하였다. 본 논문의 저전력 기법을 통해 작업량에 따라 24% 이상의 소모 전력 감축효과가 있음을 확인하였다.