嵌入式通讯系统之运算资源调适控制机置设计与制作.pptVIP

嵌入式通訊系統之運算資源調適控制機置設計與製作 報告者：龔旭陽 教授 日期：2008/11/04 國立屏東科技大學 資訊管理系 報告大綱 研究背景 研究議題 系統設計目標 系統架構與流程 系統實作展示 系統效能分析 成果可應用性 結論 研究背景 研究背景與動機 隨著行動通訊技術日漸成熟，使用者將可於任何時間(Anytime)及任何地點(Anywhere)進行個人化的影音聲光服務。 然而在行動通訊網路環境下，尚有一些特性需要去克服解決，如：低頻寬(Low Bandwidth)、可用網路頻寬(Available Bandwidth)變動快速及隨機封包遺失(Random Loss)等。 行動裝置(Mobile Appliances)與桌上型電腦之運算環境差異甚大，其中央處理器(CPU)運算速度慢、記憶體(Memory)容量少、電力(Power)有限與網路頻寬(Bandwidth)不足等有限資源之缺點。 研究議題 影音串流服務時，對行動通訊設備運算資源的影響 CPU處理能力－需進行大量複雜運算 –但 CPU 能力有限 記憶體負載－需進行串流資訊之緩衝暫存 – 但 memory 容量小 電力耗損－無線網路開啟與多媒體播放耗用大量電力 – 但電池容量小 螢幕感觀效果－手持設備無法提供大畫面播放效果 影音串流服務時，對網路頻寬狀況影響 傳輸速率－串流傳輸需依靠穩定傳輸速率 網路頻寬－串流傳輸需仰賴一定頻寬大小 延遲－串流傳輸可能造成客戶端接收不一的封包順序 封包遺失－串流傳輸產生封包遺失 系統設計目標 研究目標 本計畫提出一行動裝置之運算資源與多媒體服務品質控制系統(Computing Resource Adaptation Control Mechanism for Embedded Communication Systems, CRAC)。 提出運算資源調適控制機制(Computing Resource Adaptation Control) ，針對中央處理器(CPU)、記憶體(Memory)、行動網路(Mobile Network)及電源(Power)進行系統資源監控與管理。 根據運算資源資訊執行多媒體品質調適決策，提供使用者較合適之多媒體服務品質(Quality of Service, QoS)。 專案開發模式: LW-CMMI 需求分析與系統設計階段：負責收集相關資訊，進而分析CRAC系統的軟硬體需求。 系統(雛型)開發階段：撰寫CRAC系統程式。 系統(雛型)整合階段：整合CRAC系統內子系統。 系統(雛型)測試階段：評估CRAC系統效能，當系統的執行效能不如預期時，則必須重回第一階段。 專案結案階段：撰寫系統報告文件。 系統架構 CRAC系統控制機制： 　 　(1) 運算資源與多媒體服務品質控制機制 　(2) 預排式多媒體流量控制機制 系統功能說明- Multimedia Server 事件分析者(Event Analyzer)：主要功能為接收行動客戶端所傳送之連線要求、多媒體服務品質(QoS)決策與網路頻寬狀況等。 多媒體檔案櫃(Multimedia File Storage)：主要負責存放MPEG-4之多媒體影片。 傳輸控制器(Rate Controller)：根據行動客戶端所回傳之網路頻寬資訊來調整多媒體之傳輸速率，以符合行動網路快速變動之特性。 QoS監控器(QoS Monitor)：根據行動客戶端所回傳之QoS決策來平順切換多媒體服務品質 。 系統功能說明- Mobile Client QoS決策者(QoS Decision)：分析行動裝置之網路頻寬資訊、記憶體(Memory)及中央處理器(CPU)的使用情況，來決定是否需要調整QoS，並將QoS決策傳送至Feedback Dispatcher。 電源管理者(Power Manager)：主要監控行動裝置之即時電源消耗資訊，並依照播放多媒體串流之不同情境，動態調適感觀裝置之電力供應等級，提升行動裝置續電力。 回饋派送者(Feedback Dispatcher)：將行動裝置之運算資源及QoS決策回傳至多媒體伺服器之Event Analyzer，提供行動客戶端之即時資訊。 運算資源與多媒體服務品質控制機制(CRMQ) 其目的依據客戶端中央處理器能力、記憶體負載程度與網路頻寬之變化進行資源監控 依據監控的設備資源參數值進行多媒體串流影音品質調適決策，並且加入電力管理機制，依據各項運算資源情境進行感觀設備調適。 預排式多媒體流量控制機制(PSFC) 預排式多媒體流量控制機制(PSFC) 　　評估網路狀況，並於壅塞狀態時進行影音串流速率控制，將所接收的資訊暫存於記憶卡內，以達到網路狀況不穩時也能平順播放影音串流服務。 CRAC