【问题1】
静态节能技术是在编译时刻对代码扫描，找出可以针对目标平台特性优化的部分进行代码重构。
动态节能技术是在设备运行时根据任务负载、功率与输入电压平方的线性关系等进行运行状态以达到节能的技术，主流的动态节能技术有动态电压调节、动态频率调节、动态电源管理、动态电压缩放、体偏压调节、自适应衬底偏置等。
【问题2】
在不违背时限，保证延迟的前提下，合理调度任务到各设备上，求得最佳调度以降低系统能耗。
设备调度策略是直接影响任务实时性能的因素。
【问题3】
s1、s2和s3在不考虑节能调度算法的情况下，100ms周期内的能耗都是60×100=6000mw。
根据图3-2，在考虑了节能调度算法的情况下：
s1的能耗：60×10+60×10+10×20+30×10+60×10+60×10+10×20+30×10 = 3400mw
s1的节能比：（6000-3400）/6000=0.43。
s2的能耗：60×10+60×20+60×10+10×30+30×10+60×20 = 4200mw
s2的节能比为：（6000-4200）/6000=0.3。
s3的能耗：60×10+10×10+30×10+60×30+60×10+60×10+60×10+10×10 = 4700mw
s3的节能比：（6000-4700）/6000=0.22。

本题主要考查考生对嵌入式系统基本知识的掌握程度，尤其是对手持设备节能管理技术的应用。
手持设备的智能化已成为未来嵌入式系统的发展方向，而嵌入式系统的能耗问题始终是嵌入式系统发展的瓶颈。本题首先通过一款手持式野外辅助装备出现待机时间短问题开展了论述，以提问的方式考查考生对节能技术的知识掌握能力，能否分清楚常用的静态/动态节能技术内涵与区别，在分清楚动态节能通常采用的方法基础上，以便更好理解后面两个问题；其次，针对动态节能技术，考查考生对设备调度策略的核心算法知识的了解程度；最后，通过一个任务与设备能耗调度事例，考查考生对实际问题的分析和设计能力。此类题目要求考生认真阅读题目对问题的描述，通过对动态能耗管理知识掌握，采用总结、概括和分析等的方式，可从问题描述中发现问题的相关性，以正确回答问题。
【问题1】
本问题提到的手持式野外辅助装备类似于我们日常的手机产品，其电池的待机时间是手持设备的关键考核指标，节能技术是在设备设计时重点要解决的问题。通常节能技术包含了静态节能和动态节能。
静态节能技术主要是利用硬件的能耗特性，将节能方法纳入产品的设计中。此技术能够显著地减少系统局部组件所消耗的能力。静态节能一般采用两种方法，其一是可以通过设计低功耗硬件来节省能量，然而，硬件电路设计方面可优化的步幅已越来越少，且成本大；其二是可以通过使用编译优化技术来生成能量感知的机器代码，这种技术虽然成本小，但是对于降低功耗的潜力不大。
动态节能技术主要在系统运行过程中根据负载的变化来降低能耗，利用底层硬件提供的特征，从系统运行范围内降低系统总体功耗，从而能够节省大量的能量。动态节能通常采用三种技术，其一是动态调频调压技术；其二是动态电源管理技术；其三是任务调度技术。
（1）动态调频调压技术（Dynamic Voltage and Frequency Scaling DVFS）依据处理器的功耗与电路的运行电压之间存在的平方关系，在获取处理器的实时使用情况后，调整电路的运行电压、动态升高或降低运行频率，从而减少能量消耗。
（2）动态电源管理技术（Dynamic Power Management）是在系统运行过程，根据系统的运行情况切换系统各个组件的状态，在满足系统正常服务请求的前提下，使得系统组件处于工作状态的时间最短，从而节省能量。
（3）任务调度技术在保证系统中所用任务满足截止期的情况下，充分利用系统的空间和时间，安排系统中各个任务的运行次序和调度关系，减少任务运行时的抢占次数，减少任务上下文切换次数，从而通过调度来降低系统的运行能耗。
【问题2】
考生首先可从题干“由于设计时对功耗问题考虑不周，使得产品出现了批次责任事故”进行分析，该宇航公司研发的手持式野外辅助装备如果采用静态节能技术，势必带来严重的经济损失（所有设备硬件要重新替换），而采用动态节能技术，可在满足应用需求的基础上，缩短时间周期，降低成本。因此，王工程师提出了采用设备调度节能策略来降低系统能耗。设备调度节能策略的核心思想是：由于系统中能量消耗的主要来源是系统的各种硬件设备，设备工作与关闭两种状态功耗消费差距很大，为了使系统能够节约更多的能量，应该尽可能晚的唤醒一个设备，既在应用任务使用设备时才打开设备。也就是说，在有效调度时刻唤醒设备常常能够节省更多的能量，同时能够及时响应任务的访问请求，保证满足系统的实时性要求，这种算法称为“设备有效时刻调度策略”。
【问题3】
本问题给出了网工编制的节能方案中采用的“有效时刻调度策略”的事例分析，通过事例分析，考生可计算出采用有效调度时刻的策略，在保证周期任务按时完成的前提下，设备能耗消费最少。应仔细分析题干，重点关注“假设初始状态（t=0）设备处于工作状态，且所有设备的工作状态功率为60mW/ms，转换功率为30mW/ms，睡眠功率为10mW/ms。同时假设设备被唤醒的转换时间为10ms。设备待机后被关闭的超时值为10ms”的条件限制，既分析案例仅仅关注周期任务的第一个主周期（t=0开始的100ms）对设备管理；设备的功率在不同的状态（工作、转换和睡眠）其功耗不一样，而节能策略恰恰利用了这一特点，达到节能的作用。考生还应注意到设备从工作到睡眠，不存在转换事件，而从睡眠到工作，存在10ms的转换，并存在不一样的功耗，图3-2已给了t1任务对设备s1的控制过程，如果考生理解了算法的核心思想，在图3-2的提示下，就不难算出三个设备在第一个100ms周期内的各自的功耗，及各自的设备的节能比。