[Eng-Spa] Power Management at the Software Intermediate Layer in Embedded Systems

Para las soluciones de desarrollo de sistemas, que utilizan esta gestión de energía, están dispuestos en tres bandas.

Una, desde los diseños a la medida o convencionales donde se tienen en cuenta los requerimientos particulares de la aplicación.

La segunda, que echa mano de sistemas operativos empotrados, requiriendo de procesadores que manejen muchos más recursos. Entre ellos se encuentran sistemas operativos de tiempo real autónomos de energía como FreeRTOS, AtomThreads, TinyOS, Contiki.

Y la tercera, aplicaciones empotradas que manejan medianos y bajos recursos, que para cumplir con las especificaciones deben gestionar las tareas, que en muchos casos son concurrentes y demandan gestión de energía. En estas ocasiones, la solución recae en incorporar algoritmos de planificación, que pudieran ser de tiempo real.

Cualquiera de las tres, debe tener facilidades y recursos para dicha gestión, técnicas que a continuación presento.

coloca en diversos estados de alimentación al equipo o dispositivos (preparado, inactivo, suspendido, hibernación y apagado). Es decir, deshabilita ciertas partes del sistema, dejando solo las partes esenciales del mismo tales como: reloj, los circuitos temporizadores y la memoria.

ajusta el voltaje utilizado en un componente. Son capaces de ahorrar energía drásticamente a la vez que proporcionan la potencia de cálculo máxima necesaria en los sistemas de uso general, es decir, cuando se necesite una potencia computacional significativa, se aumenta el voltaje.

ajusta la frecuencia del procesador dependiendo de las necesidades reales, para conservar energía y reducir la cantidad de calor generado por el chip.

es una técnica que ajusta la energía consumida por un sistema, variando el voltaje y frecuencia de operación del procesador con características de bajo consumo de energía. Es decir, es un ahorro de potencia compuesto.

Para el DPM es necesario una colaboración directa con el hardware, ya que este tiene que soportar la programación de interfaces que permitan a la capa intermedia de software cambiar los estados de energía.

Las técnicas DVS, DFS y DVFS utilizan lo señalado de la Potencia Dinámica (P_dynamic) que varía linealmente con la frecuencia y en forma cuadrática con respecto al voltaje (V_DD).

Además, los procesadores utilizados tienen facilidades para cambiar sus modos de energía y/o la capacidad de variar la velocidad. Todo lo anterior con el compromiso de no degradar el desempeño del sistema o aplicación.

Nos vemos pronto, espero que la lectura haya sido enriquecedora.

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