Control inteligente mediante escalado dinámico voltaje-frecuencia (DVFS) de la temperatura en procesadores embebidos

Abstract

El aumento de la capacidad de cálculo de los procesadores embebidos ha generado una revolución en numerosos dominios de aplicación como la computación móvil o la robótica. La disipación del consumo producido por estos cálculos en una superficie tan pequeña hace que la disipación de energía suponga un problema de primer orden. Por un lado, no es posible aplicar técnicas de disipación activas y, por otro, las exigencias de diseño impiden una correcta disipación pasiva. Para resolver este problema, este trabajo presenta una metodología de control para el mantenimiento de una temperatura bajo control mediante el uso de escalado dinámico de la frecuencia del procesador (DVFS, Dynamic Voltage Frequency Scaling). La solución incluye un esquema de control de temperatura basado en realimentación junto con un supervisor que ajusta los parámetros del controlador en base al tipo de carga del trabajo. La estrategia de control propuesta se ha implementado tanto en espacio de usuario como driver dentro del kernel de Linux. Los experimentos realizados en una plataforma real demuestran que, comparado con el control existente en la actualidad, nuestra propuesta es capaz de gestionar la temperatura del procesador con más precisión, manteniendo niveles similares de eficiencia en la ejecución de benchmarks conocidos.