一种微控制器低功耗模式进入方法和系统与流程

本发明属于低功耗微控制器，尤其涉及一种微控制器低功耗模式进入方法和系统。

背景技术：

1、mcu又称单片微型计算机或者单片机。adc（analog-to-digital converter，模数转换器）是mcu芯片外设之一，在产品应用开发中，adc的应用场景比较多，同时，用户对mcu芯片在低功耗模式下的需求也越来越多。在嵌入式应用技术领域，微控制器是其核心组成部分，微控制器芯片内部都集成有一定容量的存储器、gpio接口、pll、rtc、定时器、看门狗、adc、dac、spi、串口等模块。

2、随着社会和科技的不断发展进步，安全芯片和智能卡芯片在很多领域得到了广泛的应用，在银行、社保、身份证、公交以及身份识别等领域得到了普及和推广。但随着市场需求的不断变化，对芯片提出了更高的性能要求，微控制器作为主控单元需要提供更多的功耗节约来支撑更好的待机和实时响应速度。

3、微控制器的工作状态一般都可以分为运行模式和低功耗模式。当然低功耗模式还可以细分为一些具体的模式，例如：低功耗模式和超低功耗模式。在某些以微控制器为主控芯片的应用方案中，尤其是低功耗的应用方案中，主控芯片的功耗显得尤为重要。

4、现有技术中存在如下问题：（1）现有技术中的低功耗进入方式不能够根据操作系统层面反应的情况来进行软件层次的指导，将软硬指征结合起来引导低功耗模式的进入；因此，也就更不能利用任务所呈现的大数据信息作低功耗模式的引导进入；（2）在进行任务资源需求分析时，往往将任务的竞争和共享对资源的影响进行同时考虑，而未能考虑发挥任务组中各个任务之间的对资源的共享特性，从而在低功耗模式进入控制时，对不同的任务并行执行情况均提供公平的指征引导；（3）未能充分考虑静态任务分析的指导作用，因此，只能基于临时获取的实时信息作低功耗模式的进入引导，未给充分的量化计算留出时间。基于上述问题，本发明从资源需求特征入手，通过基于动静信息结合的量化分析引导运行模式或低功耗模式的进入，提高了运行模式或低功耗模式进入的准确性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种微控制器低功耗模式进入方法和系统，所述方法包含：

2、步骤s1：获取微控制器的任务调度队列，根据微控制器的任务并行度、任务在任务调度队列中的先后顺序及其估计执行时间，将该任务调度队列转换为初任务执行序列；其中：所述初任务执行序列中包含一个或多个按照执行先后顺序排列的任务组，任务组中包含一个或多个并行执行的任务；根据任务组中任务的估计执行时间设置任务组的执行时间长度；

3、步骤s2：根据初任务执行序列中各个任务/任务组的资源需求情况，将所述初任务执行序列按照任务/任务组在执行过程中的资源需求情况作进一步划分和合并以得到任务执行序列；步骤s2：所述步骤s2具体包括如下步骤：

4、步骤s21：依次处理初任务执行序列中的每个任务组；对于任务组中每个任务作静态分析，若任务在执行过程中的不同阶段中呈现出不同的资源需求情况，则根据所述执行阶段将任务拆分为多个子任务，并用所拆分的多个子任务替换所述任务在任务组中的位置，进而根据所述多个子任务作任务组的拆分，用每个不同的子任务和任务组中的其它任务组合以得到拆分后的多个任务组，用拆分后得到的任务组替换任务组在任务执行序列中的位置；重复该步骤直到所有任务组均处理完毕；更新每个任务组的执行时间长度属性；

5、步骤s22：依次处理完成任务组拆分的初任务执行序列中的每个任务组；获取任务组在微控制器上执行所产生的历史资源需求数据；基于任务组在当前微控制器上的历史资源需求数据设置所述任务组的资源需求特征；

6、具体为：对于每个任务组，若任务组中只有一个任务，筛选所述一个任务独自执行时所产生的历史资源需求数据，求取其平均值设置该任务组的资源需求特征；当任务组中存在多个任务时，筛选历史资源需求数据中任务组的所有任务并行执行时呈现的资源需求数据，将其平均值设置为该任务组的资源需求特征；其中：是任务编号，是任务组编号；是第t任务的第k资源需求特征；k是资源需求特征的总数量；

7、步骤s23：基于所述任务组的资源需求特征确定所述任务组对应的微控制器运行模式/低功耗模式；具体为：将能够满足任务组各种类型资源需求的功耗最小的微控制器运行模式或者低功耗模式作为所述任务组对应的微控制器运行模式；

8、步骤s24：根据微控制器运行模式/低功耗模式合并初任务执行序列中的任务组；合并后包含一个或者多个连续的任务子序列；任务子序列中包含一个或者多个按照顺序排列的任务组；每个任务子序列对应的一个相同的微控制器运行模式/低功耗模式，合并完毕后称为任务执行序列；具体为：初始状态下，将每个任务组视为包含一个任务组的任务子序列；将每个任务子序列的执行时间长度设置为其包含的任务组的执行时间长度；将任务组的微控制器运行模式/低功耗模式作为任务子序列的微控制器运行模式/低功耗模式；若相邻的任务子序列对应的微控制器运行模式/低功耗模式相同且相邻任务子序列距离小于距离阈值，则将所述相邻的任务子序列合并；将每个任务子序列对应的执行时间长度进行合并,使用所述相同的微控制器运行模式/低功耗模式与之关联；

9、采用下式（1）-（3）计算相邻任务子序列的距离；其中：是和第k资源类型相关的调整系数；是任务组tg的执行时间长度；tgt是临时任务组变量；是临时任务组tgt的执行时间长度，是任务t的第k资源类型的资源需求特征；和是相邻的任务子序列；是任务子序列的任务组的影响因子，是任务子序列的任务组的影响因子；

10、；

11、；

12、；

13、步骤s3：在微控制器运行过程中，在任务执行序列中对应的任务子序列被执行前，获取所述任务子序列对应的微控制器运行模式/低功耗模式，基于所述运行模式/低功耗模式发送模式进入指令，以使所述微控制器进入相应的运行模式/低功耗模式。

14、进一步的，相邻的任务组中包含的任务是不完全相同的。

15、进一步的，所述任务并行度等于微控制器中内核的数量。

16、进一步的，距离阈值是预设值。

17、进一步的，不同的任务、任务组、任务子序列对应的执行时间长度是相同或者不同的。

18、进一步的，所述微控制器是车载微控制器。

19、一种微控制器低功耗模式进入系统，所述微控制器低功耗模式进入系统用于实现上述微控制器低功耗模式进入方法。

20、一种微控制器低功耗模式进入控制装置，所述微控制器低功耗模式进入控制装置用于实现上述微控制器低功耗模式进入方法。

21、一种微控制器低功耗模式进入控制模块，所述微控制器低功耗模式进入控制模块用于实现上述微控制器低功耗模式进入方法。

22、一种微控制器低功耗模式进入控制电路，其特征在于，所述微控制器低功耗模式进入模块用于实现上述微控制器低功耗模式进入方法。

23、本发明的有益效果包括：

24、（1）从操作系统层面出发，通过任务的输入及其结构分析，将任务调度队列转换为能够支撑微控制器并行度的任务执行队列；使用静态资源需求情况和基于动态资源需求情况的历史资源需求数据相结合的方式将任务执行队列拆分为由对应不同微控制器运行模式的任务子序列；通过预先构建和不同任务子序列对应的微控制器运行模式，大大降低了低功耗模式进入的决策时间，从而提高了模式进入效率；

25、（2）在并行度支持方面，差异化的使用当前微控制器资源配置情况和微控制器资源配置情况做资源需求情况的确定，使得在任务组中同时并行存在多个任务执行而会发生资源的共享和竞争时，发挥任务组中各个任务之间的对资源的共享特性，而避免资源偏好相同而产生的资源竞争情况，提高了不同资源提供环境下资源需求特征描述的公平性；

26、（3）用资源需求特征连续的描述任务、任务组、任务执行子序列的动态需求情况，从而支持任务在竞争和共享环境下的资源需求状态的描述，并进而使得量化计算任务组构成的任务子序列的所对应的任务执行状态及其对应的微控制器低功耗模式，大大的提高了随任务的执行而动态的调整低功耗模式进入的准确度；

27、进一步的，采用前向距离和后向距离做量化描述，仅需较少计算即引导任务子序列的最优化形成；通过合并撤销，进一步提高了低功耗模式进入的准确性。