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低能耗嵌入式软件的软件架构转换新方法

1. 引言

在硬件设计领域，低功耗设计技术已在不同设计层次得到研究。分析效率和可实现的功耗节省在较高层次上更为显著。那么，这种现象是否能延伸到软件设计领域呢？

在软件设计中，低功耗技术在指令级和高级编程语言编译过程的各个阶段得到了广泛研究。然而，软件架构层面在降低能耗方面的研究却相对较少。

本文聚焦于软件架构设计对能耗的影响，考虑了各种软件架构转换，这些转换会影响程序功能如何组织成架构组件以及组件之间的连接方式。具体采用的是由操作系统驱动的多进程软件架构风格。

在这种风格下，软件架构转换主要分为两类：
-组件结构化：将应用程序的行为描述转换为包含软件架构组件的模型。
-连接器替换：在所选操作系统提供的替代方案范围内，用一种通信或同步方法替换另一种。

通过定义合适的软件架构表示，可以自动执行软件架构转换以获得优化的软件架构。为了驱动软件架构探索，需要提供高效准确的反馈机制，本文主张使用系统功能的高级能耗宏模型来评估架构转换的能耗影响。

2. 贡献与相关工作

2.1 贡献

• 提出了应用软件架构转换的系统方法，包括：
  • 构建软件架构图来表示软件程序。
  • 使用详细的能耗模拟框架获取能耗和执行统计的初始概况。
  • 通过能耗宏模型评估原子软件架构转换的能耗影响。
  • 构建能实现最大能耗降低的原子转换序列。