您现在的位置是：首页 > 技术资料 > EasiSHA_一种软硬件协同的物联网可重塑终端架构

推荐星级：

EasiSHA_一种软硬件协同的物联网可重塑终端架构

更新时间：2019-12-09 14:37:12 大小：3M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：物联网传感器网络 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

提出了一种软硬件协同的物联网可重塑终端架构EasiSHA,采用以可重塑计算部件为核心的终端体系结构,能够针对应用需求动态调整软硬件资源配置,在提供较高通用性的同时能够有效降低终端的硬件冗余度.提出了一种软硬件任务调度机制,根据物联网应用运行时所需终端的性能指标,实时动态改变计算任务的执行方式,在终端性能满足应用需求的前提下优化终端整体功耗.提出了一种计算任务复用机制,采用软硬件协同的方式实现应用程序与标准计算任务之间的松耦合,减小应用程序与计算任务之间的关联度,并结合云端任务共享机制实现任务的可复用性,能够有效优化物联网应用的开发速度和成本.

部分文件列表

文件名	大小
EasiSHA_一种软硬件协同的物联网可重塑终端架构.pdf	3M

立即下载

【关注视频号领20积分】【关注公众号立即送20积分】

部分页面预览

（完整内容请下载后查看）

计算机研究与发展DOI：10．7544／issnl000—1239．2014．20120627

51(5)：959—973，2014

Research and

Journal

Computer

Development

EasiSHA：一种软硬件协同的物联网可重塑终端架构

石海龙“2

李

栋1

邱杰凡

崔

莉

100190)

1(中国科学院计算技术研究所北京

100190)

2(中国科学院大学北京

(shihailong@ict．ac．cn)

Based on

Node Architecture for loT

Joint

Design

EasiSHA：A

Reconfigurable

Hardware

Software and

Shi

Cui I．i1

Jiefanl～，and

Hailong’～，Li Don91，Qiu

1(Institute

100190)

Sciences，Beijing

of Cornputing Technology，ChineseA(’ademy of

1001 90)

Chinese

Sciem

es．Beijing

2(University of

Academy of

wide

variety

Abstract More and more IoT(Internet of

have been

deployed

Things)systems

are

of our life．However，IoT

characteristic of loT has

many

applications

applications，and they

influencing

aspects

domain

strong specificity．This

new

characterized

requirements

their

brought

design

have

be able to

to a

of the

nodes must

adapt

node．Firstly，IoT

strong versatility，and

strong professional

nodes need tO have

applications．Secondly，IoT

characteristic，and can

variety

be customized tO fit well

meet these

requirements，we propose

specific application．To

node architecture for IoT based

the

of software and hardware，named

design

reconfigurable

joint

the

task

mechanism，which can

change dynamically

scheduling

EasiSHA．Specifically，we present

can reduce

redundancy

of tasks based

the

performance

requirements．Thus，it

implementation

hardware and software，and also minimize overall

power consumption．Furthermore，we propose

the

of software，and reduce the

reusability

shield

between

and tasks

applications

improve

layer

and

applications

correlation

and

tasks．Therefore，the

improved

node

prototype

applications

development speed

costs are reduced．Based on EasiSHA，we have

designed

system development

it tO

of actual

number

verified results show that it can accelerate the

applications．The

and

applied

of the loT

reduce R&D costs

effectively．

speed

deployment

applications，and

architect

ure；reconfigurable；task

words Internet

networks；node

scheduling；

Key

Things；sensor

reS01lree reUSe

摘要提出了一种软硬件协同的物联网可重塑终端架构EasiSHA，采用以可重塑计算部件为核心的

终端体系结构，能够针对应用需求动态调整软硬件资源配置，在提供较高通用性的同时能够有效降低终

端的硬件冗余度．提出了一种软硬件任务调度机制，根据物联网应用运行时所需终端的性能指标，实时

动态改变计算任务的执行方式，在终端性能满足应用需求的前提下优化终端整体功耗．提出了一种计算

任务复用机制，采用软硬件协同的方式实现应用程序与标准计算任务之间的松耦合，减小应用程序与计

收稿日期：2012—07—25；修回日期：2012-09

基金项目：国家“九七三”重点基础研究发展计划基金项目(2011CB302803)；中国科学院战略性先导科技专项项目(XDA06010403)；国家自

然科学基金项目(61003293)；北京市自然科学基金项目(4112054)；江苏省自然科学基金重点研究专项项目(BK2011007)；国家科

技重大专项项目(2010ZX03006—006)

通信作者：李栋(1idong@ict．ac．cn)

万方数据

960

计算机研究与发展2014，51(5)

算任务之间的关联度，并结合云端任务共享机制实现任务的可复用性，能够有效优化物联网应用的开发

速度和成本．

关键词物联网；传感器网络；节点架构；可重塑；任务调度；资源复用

中图法分类号TP393

近年来，物联网技术得到迅速发展[I一，在重大事

故监测。2 31、环境保护‘4 7、智慧医疗哺]、智能交

通卜¨ ”、油田矿井”j等领域已取得重大进展．物联网

应用具备以下特点：首先，物联网具有应用广泛性的

特点，其应用面越来越广，辐射到各行各业的趋势也

愈发明显；其次，物联网应用具有很强的领域专用

性．行业应用都有其特殊要求，例如，太湖蓝藻监测

系统对系统的计算性能和节点寿命有较高要求，远

程医疗与健康监护系统要求系统具有较强的智能信

息处理能力及较高的预测精度，而车辆信息采集系

统要求有较强的多媒体处理能力和精确的实时控制

机制．现有物联网应用系统研发往往通过定制专用

的软硬件来满足不同的应用需求，然而单个物联网

应用的市场规模一般有限。12】且应用需求复杂，导

致物联网软硬件系统的研发周期和成本较高．在文

献[13-14]中也提出了类似的观点．

端硬软件资源无法得到有效复用，降低了物联网应

用的开发速度，增加了系统的研发成本．例如，基于

传感器网络的车辆信息采集系统采用的Imote2节

点运行TinyOS系统，而太湖蓝藻监测系统由于需要

扩展其他功能(如接人3G网络等)采用包含’ARMll

架构CPU的节点并运行Linux系统，虽然二者都需

要实现图像的采集、压缩与识别，但二者绝大部分的

软硬件都无法复用．

针对以上未来物联网应用需求对终端软硬件体

系结构提出的挑战，本文提出了一种软硬件协同的

物联网可重塑终端架构EasiSHA，EasiSHA能够通

过软硬件动态配置满足物联网应用广泛性和领域专

用性的需求，大幅降低针对具体应用单独设计终端

软硬件的研发成本，同时能够有效控制物联网终端

功耗和数据处理能效比，大幅提高物联网应用的开

发速度．

物联网的应用特点对物联网终端提出了新的需

求：首先，物联网终端须具备强通用性，能够适应各

种物联网应用，从简单的温湿度信息采集，到复杂的

智能处理算法，都不需要重新设计终端硬件．其次，

物联网终端需要具备强专业性，能定制适合应用需求

指标的软硬件，以使得系统成本与应用规模相匹配．

传统的终端技术在未来物联网应用中面临诸多

挑战：

本文所做的贡献包括：

1)提出了一种以可重塑计算部件为核心的新

型物联网终端体系结构EasiSHA．在该结构中，超

低功耗CPU负责执行网络协议及一些计算复杂度

较低的计算与控制任务，而可重塑计算部件执行与

应用相关的复杂计算任务，针对不同的应用，可重塑

计算部件可以采用软硬件协同动态配置机制重塑其

计算任务以满足物联网应用广泛性和领域专用性的

要求．同时，EasiSHA采用模块化的设计方法使终

端的成本性能与具体应用相匹配．物理上，可重塑计

1)为了支持物联网应用的广泛性，传统终端为

保证其通用性而通常采用具有一定硬件性能冗余度

的设计，使其存在高成本、高功耗缺点，导致传统终

端无法以较高效能比支持大多数的物联网应用．例

如，为保持通用性，物联网终端常采用功能强大的

CPU，通过统一的操作系统采用软件方式实现专用

算部件采用硬件模块可拔插的设计模式，当任务计

算复杂度较低时，可取下可重塑计算模块，将所有任

务调度至CPU中执行，而当任务计算复杂度较高

或需要多任务并行执行时，可以插上可重塑计算部

件进行任务执行与调度．逻辑上，可重塑计算部件由

多个逻辑计算单元组成，能够根据计算任务量动态

调整各逻辑计算单元的工作模式，最小化终端的整

体功耗．这种动态可配置的模块化设计方法可以根

据应用需求不同选择最优的任务执行模式，增加了

系统设计的灵活性、可动态调节应用的硬件成本和

功耗．

算法，导致其对于大多数应用而言软硬件成本过高，

难以大规模推广，同时CPU由于运行了通用的操

作系统底层支持软件导致系统整体功耗很高，采用

软件方式实现专用算法相比于采用专用硬件实现，

其能效比较低．

2)如果优先保证物联网应用的领域专用性，需

要针对不同的物联网应用单独设计专用终端，由于

物联网的应用广泛性和领域专用性，单独设计的终

2)提出了一种基于EasiSHA的软硬件任务调

万方数据

全部评论(0)

暂无评论

评论赚积分>>

上传资源上传优质资源有赏金

最新上传

打赏
30日榜单

21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：基于STM32的音乐播放器电路+PCB源文件+源码等
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：USART文本数据包——TEXT数据包模式 keil平台原创教程
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：USART收发数据包 HEX数据包模式 keil教程开发原创详细
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：小猫做电路
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：gsy幸运
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：liqiang9090
21ic下载打赏310.00元 3天前

用户：zhengdai
21ic下载打赏160.00元 3天前

用户：w1966891335
21ic下载打赏160.00元 3天前

用户：w178191520
21ic下载打赏160.00元 3天前

用户：kk1957135547
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：WK520077778
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：sun2152
21ic下载打赏30.00元 3天前

用户：xuzhen1
21ic下载打赏50.00元 3天前

用户：铁蛋锅
21ic下载打赏30.00元 3天前

用户：xzxbybd
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：z00
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：forgot
21ic下载打赏40.00元 3天前

用户：happypcb
21ic下载打赏20.00元 3天前

用户：zhaoqshan
21ic下载打赏5.00元 3天前

用户：17724187683
21ic下载打赏5.00元 3天前

用户：zmm1818

21ic小能手打赏15.00元 3天前

资料：16通道相控阵TR组件原理图与PCB(原创)
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于FPGA的交通灯设计课程设计
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：UC3843 12V 2.5A原理图和变压器制作方案设计
chenruiji 打赏1.00元 3天前

资料：血糖仪原理图
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于51单片机的酒精检测设计方案源码
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于STM32出租车计价器实验例程
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于FreeRTOS的语音桌宠实验例程
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：基于stm32和esp32的共享充电宝项目
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于ROS2和STM32的摘桃机器人
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：一辆控制系统稳定的无人驾驶汽车
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于STM32F103与FreeRTOS系统开发的航模遥控辅助控制器
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于STM32H745的网络天气数码相框
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：测试智能语音控制模块
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：STM32通过串口实现ESP8266模块连接
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：单片机开发教程资料合集内容
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：氮化镓65W快充最新方案资料包
21ic小能手打赏10.00元 3天前

资料：200W开关电源高P半桥全套方案资料
cai0603 打赏3.00元 3天前

用户：CJQ_ENJOY
21ic小能手打赏5.00元 3天前

资料：基于STM32f103c8t6的can回环测试

EasiSHA_一种软硬件协同的物联网可重塑终端架构

资料介绍

部分文件列表

部分页面预览

相关下载

全部评论(0)

热门标签

最新上传

热门下载

推荐下载

专栏首页