Lipskoch, Henrik (2010) Optimisation of battery operating life considering software tasks and their timing behaviour. PhD, Universität Oldenburg.

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Abstract

The battery operating life of embedded systems is to be optimised. This thesis considers multiple independent software tasks that are assigned the same processor, with a battery as power supply. The tasks are supposed to have hard deadlines and are to be scheduled earliest deadline first (EDF). Energy consumption is optimised using processor voltage and frequency scaling, per task or per task set, and processor shutdown, periodically or task-dependent. An event stream based hard real-time test ensures the feasibility of the solutions, and it provides low computational complexity. A best configuration in the sense of a long operating life is determined using a battery model. The model is evaluated with measurements on real batteries. A positive effect of pulsed discharge was not found for pulses in the range of 50us to 10ms. A simple battery model based on predischarge and termination current was found, with a maximal error of 6.7% for used battery samples.

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Die Batterienutzungsdauer eingebetteter Systeme ist zu optimieren. Diese Arbeit betrachtet Software-Tasks, die einem Prozessor zugeordnet sind. Für die Tasks werden harte Fristen angenommen, ebenso wie die Ablaufplanungsstrategie nach frühester Frist zuerst (EDF). Die Energieoptimierung basiert auf Prozessorfrequenzskalierung, pro Task und pro Task-Set, sowie auf Abschalten des Prozessors, periodisch oder nach einer Task nachgeschaltet. Die Echtzeitfähigkeit des Systems wird durch die Integration eines Ereignisstrom-basierten Tests sichergestellt, welcher zudem für eine geringe Berechnungskomplexität sorgt. Aus den verschiedenen Lösungen wird eine mittels eines Batteriemodells ausgewählt. Dafür wurde ein Modell mit Hilfe von Messungen an Batterien erstellt. Ein positiver Effekt gepulster Entladung mit Pulsdauern von 50us bis 10ms konnte nicht nachgewiesen werden. Ein einfaches auf Vorentladung und Entladeendstrom basierendes Batteriemodell wurde gefunden, bei einem Fehler von max. 6.7%.

Item Type:	Thesis (PhD)
Uncontrolled Keywords:	[Keine Schlagwörter von Autor/in vergeben.]
Controlled Keywords:	Eingebettetes System , Batterie , Nutzungsdauer , Optimierung , Hartes Echtzeitsystem
Subjects:	Generalities, computers, information > Computer science, internet
Divisions:	School of Computing Science, Business Administration, Economics and Law School of Computing Science, Business Administration, Economics and Law > Department of Computing Science
Date Deposited:	17 Jan 2013 14:24
Last Modified:	08 Jul 2013 13:04
URI:	https://oops.uni-oldenburg.de/id/eprint/932
URN:	urn:nbn:de:gbv:715-oops-10011
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