Betrachtung von Prozessorkernarchitekturen in Bezug auf Echtzeitverhalten und Energieverbrauch

Abstract

Die ARM big.LITTLE Technologie ist äußerst energieeffizient und damit eine Chance den Energieverbrauch von mobilen Robotern im Bereich des Embedded Systems zu minimieren. Sie wird erfolgreich im Smartphone-Segment eingesetzt. In dieser Arbeit wurde an einem heterogenen Multikern-Prozessor mit ARM-Architektur untersucht, inwieweit diese Technologie für Systeme mit Echtzeitanforderungen genutzt werden kann. Durch Zeit- und Strommessungen wurden Daten über das zeitliche Verhalten und die elektrische Leistungsaufnahme der Prozessorkern-Architekturen gesammelt. Die Ergebnisse zeigen das Echtzeitverhalten auf den Prozessorkern-Architekturen, das Verhältnis des Energieverbrauchs zwischen den Kernen und den Einfluss der Temperatur. Es lässt sich ein hohes Potential für die effiziente Nutzung der LITTLE-Komponente für Echtzeitaufgaben ableiten. Wichtige Energiesparfunktionen zeigen keinen negativen Einfluss auf die Echtzeitfähigkeit. Weiterhin sind die Ergebnisse interessant bei der Anwendung von energiesparenden Prozessorkernen in Situationen, in denen Anforderungen an eine hohe Prozessorauslastung, Echtzeitfähigkeit und geringem Energieverbrauch gestellt sind. Man kommt zu dem Schluss, dass durch einen heterogenen Multikern-Prozessor mit big.LITTLE-Technologie, Energieeffizienz und Echtzeit in mobilen Systemen möglich ist. Dieses Potential kann mit Hilfe der Analysen in dieser Arbeit ausgeschöpft werden.