CMOS技术是现代计算机系统的基础。然而随着技术的逐步提高,能耗问题也面临着越来越严峻的考验。能量敏感计算正得到越来越广泛的应用,即包括以电池供电的便携式设备,也包括有多个处理器的较大的系统,像复杂的卫星监控系统或数据仓库等等。功耗的急剧增加,不仅加大了芯片的封装和制冷成本,同时,在高温下运行增加了芯片的失效率,也导致了计算系统稳定性的下降。 动态电压调整是一种有效的低功耗技术。系统运行时能量消耗和运行电压成平方关系,执行频率和运行电压是线性关系,而执行频率的降低又会引起任务执行时间的线性延迟。因此,运行电压降低时,执行频率线性降低,任务的执行时间线性增长,但是却会引起能量消耗的平方级的降低。那么,在任务运行期间动态改变系统电压就可以有效调整系统的功耗。动态电压调整可在不同的系统设计层次上实现,而在操作系统层上,则是在调度模块中选择合适的调度算法并进行电压调整。 在实时系统中,为保证实时任务的时间要求,动态电压调整机制需要考虑到任务的截至时间和周期性,需要和实时系统中的调度算法结合来实现降低系统的能量消耗。在本文中,主要是考虑在实时系统中,当任务存在时间约束时在操作系统层上通过任务调度来减少系统能量消耗。本文首先探讨了CMOS电路的基础,并分析了CMOS电路的低功耗原理,描述了动态电压调节机制中的相关问题,接着通过运用动态电压调节机制,对实时系统中的单任务和多任务低功耗调度算法进行了分析比较。最后对单处理器实时系统和多处理器实时系统中的基于动态电压调整机制的调度问题了进行分析,给出了单处理器实时系统中的静态能量管理和动态能量管理的具体方法,并提出了在多处理器实时系统静态能量管理下的任务调度算法,并对算法进行了分析和比较。