High Level Power Modeling for IoT

Abstract

Dette masterprosjektet fokuserer på å utvikle en allsidig tilnærming for å muliggjøre strømestimering for en programvaremodell, vanligvis referert til som en virtuell prototyp, som representerer målsystemet. Det overordnede målet er å oppnå en tidligfase-estimering av strømforbruket for systemet. Ved å gi innsikt i strømforbruk på både tidlig utviklings- og domenenivå, muliggjør arbeidet beskrevet i denne masteroppgaven informerte beslutninger om strømoptimeringsstrategier som er i tråd med systemets ytelseskrav. Denne tidlige innsikten gir utviklere muligheten til å sømløst inkorporere valg av strømbevisste designvalg, noe som forbedrer effektiviteten til utvikling av innebygde systemer og fremmer bærekraftige energiforbrukstiltak.

Virtuelle prototyper er avgjørende i de innledende fasene av produktutvikling og muliggjør samtidig utvikling av programvare og maskinvare. Å introdusere strømestimering som en tilleggsfunksjon til virtuelle prototyper kan utruste programvare- og maskinvareutviklere med en foreløpig forståelse av strømforbruket. Denne tidlige innsikten muliggjør proaktiv strømoptimering i produktets spede begynnelse.

Prosjektet tar på seg oppgaven med å instrumentere et virtuelt verktøy som samler inn data relatert til strøm på domenenivå. Dette oppnås ved å integrere det med rammeverket for strøm- og ytelsesmodellering, Fused. Resultatet er et generisk verktøy, designet for å passe forskjellige systemer med et hvilket som helst antall operative strømdomener. Dette verktøyet er åpen kildekode og tilgjengelig på GitHub, sammen med et eksempel på bruk for illustrasjonsformål.

This thesis project is focused on devising a versatile approach to enable power estimation for a software model, commonly referred to as a Virtual Prototype, representing the target system. The overarching goal is to attain an early-stage power consumption estimate for the system. By providing insights into power consumption at both the initial development and domain levels, this research enables informed decisions on power optimization strategies that align with system performance requirements. This early insight empowers developers to seamlessly incorporate power-aware design choices, enhancing the efficiency of embedded system development and fostering sustainable energy consumption practices.

Virtual Prototypes are pivotal in the initial phases of product development, facilitating concurrent Software and Hardware development. Introducing power estimation as an additional functionality to Virtual Prototypes can equip Software and Hardware developers with a preliminary understanding of power consumption. This early insight enables proactive power optimization during the product's nascent stages.

The project undertakes the task of instrumenting a virtual tool that gathers power-related data at the domain level. This is achieved through integration with the power and performance modeling framework, Fused. The outcome is a generic tool, designed to suit diverse systems featuring any number of operational power domains. This tool is open-source and readily available on GitHub, accompanied by a sample use case for illustrative purposes.