本發(fā)明涉及微控制器，特別涉及一種多重冗余柔性供電mcu控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代電子設(shè)備與系統(tǒng)中，微控制器單元（mcu）作為核心組件，其穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于mcu的要求也日益增高，尤其是在復(fù)雜環(huán)境和關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景下，確保mcu持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行成為了亟待解決的問題。傳統(tǒng)供電方案往往采用單一或簡(jiǎn)單的冗余設(shè)計(jì)，難以滿足高可靠性和高性能的雙重需求。這就促使了對(duì)更加智能、靈活且可靠的供電控制方法的研究，以適應(yīng)不斷變化的工作條件，并確保mcu能夠在各種環(huán)境下都能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能。

2、然而，在實(shí)際應(yīng)用中，現(xiàn)有技術(shù)面臨著多個(gè)挑戰(zhàn)。一方面，由于工作環(huán)境的變化以及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行帶來的老化問題，mcu的實(shí)際工作電壓可能會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，這對(duì)mcu的正常運(yùn)行構(gòu)成了威脅。傳統(tǒng)的供電策略通常依賴固定的閾值進(jìn)行切換，缺乏靈活性和精確性，無法有效應(yīng)對(duì)實(shí)時(shí)變化的工作狀態(tài)。另一方面，隨著mcu功能的不斷增強(qiáng)，其功耗模式也變得更加多樣化，如何根據(jù)不同的工作負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整供電配置，以達(dá)到能效最大化同時(shí)保證系統(tǒng)穩(wěn)定性，成為了一個(gè)重要的研究方向。

3、此外，多重冗余供電系統(tǒng)的引入雖然提高了供電的可靠性，但同時(shí)也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。如何有效地管理和協(xié)調(diào)這些冗余供電資源，使得它們能夠在需要時(shí)迅速響應(yīng)并提供支持，是目前研究中的一個(gè)難點(diǎn)。特別是在分布式系統(tǒng)中，協(xié)同機(jī)制的設(shè)計(jì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的供電控制至關(guān)重要。因此，開發(fā)一種能夠基于mcu實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行智能評(píng)估和動(dòng)態(tài)調(diào)整的供電控制方法，對(duì)于提升整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和效能具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的為提供一種多重冗余柔性供電mcu控制方法及系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)的供電策略通常依賴固定的閾值進(jìn)行切換，缺乏靈活性和精確性，無法有效應(yīng)對(duì)實(shí)時(shí)變化的工作狀態(tài)的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多重冗余柔性供電mcu控制方法，應(yīng)用于多重冗余供電系統(tǒng)，所述多重冗余供電系統(tǒng)與mcu電性連接，包括以下步驟：

3、對(duì)所述mcu進(jìn)行實(shí)時(shí)工作電壓采樣檢測(cè)，得到工作電壓采樣序列；

4、基于所述工作電壓采樣序列對(duì)所述mcu進(jìn)行多維度工作狀態(tài)評(píng)估，得到mcu狀態(tài)特征矩陣；

5、通過自適應(yīng)權(quán)重分配機(jī)制對(duì)所述mcu狀態(tài)特征矩陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)閾值劃分，得到多級(jí)供電切換判據(jù)；

6、基于所述多級(jí)供電切換判據(jù)對(duì)所述mcu進(jìn)行供電模式實(shí)時(shí)調(diào)度，得到最優(yōu)供電配置方案；

7、通過分布式協(xié)同機(jī)制對(duì)所述最優(yōu)供電配置方案進(jìn)行執(zhí)行分配，得到實(shí)時(shí)供電控制指令；

8、基于所述實(shí)時(shí)供電控制指令協(xié)同控制所述多重冗余供電系統(tǒng)向所述mcu穩(wěn)定供電。

9、進(jìn)一步的，所述對(duì)所述mcu進(jìn)行實(shí)時(shí)工作電壓采樣檢測(cè)，得到工作電壓采樣序列，包括：

10、通過多通道同步采樣電路對(duì)所述mcu進(jìn)行工作電壓采集，得到原始電壓信號(hào)集合；

11、基于預(yù)設(shè)的卡爾曼濾波融合器對(duì)所述原始電壓信號(hào)集合進(jìn)行噪聲抑制與信號(hào)重構(gòu)，得到優(yōu)化電壓特征向量；

12、通過動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整算法對(duì)所述優(yōu)化電壓特征向量進(jìn)行時(shí)序?qū)R與歸一化處理，得到工作電壓采樣序列。

13、進(jìn)一步的，所述基于所述工作電壓采樣序列對(duì)所述mcu進(jìn)行多維度工作狀態(tài)評(píng)估，得到mcu狀態(tài)特征矩陣，包括：

14、對(duì)所述工作電壓采樣序列進(jìn)行多維度特征分解與重構(gòu)，得到電壓波動(dòng)特征張量，并對(duì)所述電壓波動(dòng)特征張量進(jìn)行非線性映射變換，得到電壓動(dòng)態(tài)特性集；

15、通過多層小波包分解對(duì)所述電壓動(dòng)態(tài)特性集進(jìn)行時(shí)頻域特征提取，得到電壓質(zhì)量特征向量，并基于所述電壓質(zhì)量特征向量對(duì)所述多重冗余供電系統(tǒng)進(jìn)行綜合評(píng)估，得到多重冗余供電系統(tǒng)的狀態(tài)評(píng)分矩陣；

16、基于所述狀態(tài)評(píng)分矩陣多維度特征映射所述mcu的工作狀態(tài)，得到mcu工作狀態(tài)特征集，并對(duì)所述mcu工作狀態(tài)特征集進(jìn)行層次化分解，得到mcu性能參數(shù)矩陣；

17、基于所述mcu性能參數(shù)矩陣對(duì)所述mcu進(jìn)行動(dòng)態(tài)特征識(shí)別，得到mcu運(yùn)行特征向量，基于所述mcu運(yùn)行特征向量進(jìn)行狀態(tài)空間重構(gòu)與特征提取，得到mcu初始狀態(tài)特征矩陣；

18、對(duì)所述mcu初始狀態(tài)特征矩陣進(jìn)行時(shí)序相關(guān)性分析，得到mcu狀態(tài)演化序列，并對(duì)所述mcu狀態(tài)演化序列進(jìn)行多維度特征融合與優(yōu)化，得到mcu狀態(tài)特征矩陣；其中，所述mcu狀態(tài)特征矩陣包括電壓穩(wěn)定性程度向量、功耗波動(dòng)程度向量及任務(wù)執(zhí)行效率程度向量。

19、進(jìn)一步的，所述通過自適應(yīng)權(quán)重分配機(jī)制對(duì)所述mcu狀態(tài)特征矩陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)閾值劃分，得到多級(jí)供電切換判據(jù)，包括：

20、對(duì)所述mcu狀態(tài)特征矩陣進(jìn)行多維度特征分層與解耦，得到狀態(tài)特征分量集合，并通過自適應(yīng)權(quán)重分配機(jī)制對(duì)所述狀態(tài)特征分量集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)權(quán)重優(yōu)化，得到自適應(yīng)權(quán)重系數(shù)矩陣；

21、基于所述自適應(yīng)權(quán)重系數(shù)矩陣進(jìn)行特征重要度評(píng)估，得到特征重要度排序表，并對(duì)所述特征重要度排序表進(jìn)行多層次閾值分析，得到閾值候選集，并基于所述閾值候選集進(jìn)行動(dòng)態(tài)分區(qū)映射，得到供電狀態(tài)分區(qū)矩陣；

22、基于所述供電狀態(tài)分區(qū)矩陣進(jìn)行多級(jí)閾值優(yōu)化與校準(zhǔn)，得到閾值優(yōu)化序列，并對(duì)所述閾值優(yōu)化序列進(jìn)行分級(jí)判決規(guī)則構(gòu)建，得到供電切換規(guī)則集，其中，包括電壓切換規(guī)則、性能保護(hù)規(guī)則及系統(tǒng)協(xié)同規(guī)則；

23、對(duì)所述供電切換規(guī)則集進(jìn)行多維度交叉驗(yàn)證與融合，得到多級(jí)供電切換判據(jù)，其中，所述多級(jí)供電切換判據(jù)包括電壓降額系數(shù)、功耗補(bǔ)償因子及任務(wù)優(yōu)先級(jí)。

24、進(jìn)一步的，所述基于所述多級(jí)供電切換判據(jù)對(duì)所述mcu進(jìn)行供電模式實(shí)時(shí)調(diào)度，得到最優(yōu)供電配置方案，包括：

25、對(duì)所述多級(jí)供電切換判據(jù)進(jìn)行多維度特征解析與重構(gòu)，得到供電切換特征集，并基于所述供電切換特征集對(duì)所述mcu進(jìn)行供電模式分類，得到供電模式候選方案；

26、通過層次分析方法對(duì)所述供電模式候選方案進(jìn)行多目標(biāo)評(píng)估，得到供電方案評(píng)估矩陣，并對(duì)所述供電方案評(píng)估矩陣進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序，得到供電方案優(yōu)先級(jí)序列；

27、基于所述供電方案優(yōu)先級(jí)序列進(jìn)行多維度約束條件構(gòu)建，得到供電調(diào)度約束集，并對(duì)所述供電調(diào)度約束集進(jìn)行動(dòng)態(tài)邊界劃分，得到供電調(diào)度邊界條件；

28、對(duì)所述供電調(diào)度邊界條件進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化求解，得到供電調(diào)度策略集，并對(duì)所述供電調(diào)度策略集進(jìn)行方案評(píng)估與篩選，得到候選配置方案組，并對(duì)所述候選配置方案組進(jìn)行多維度綜合評(píng)估，得到最優(yōu)供電配置方案；其中，所述最優(yōu)供電配置方案包括電源切換時(shí)序、電壓調(diào)節(jié)參數(shù)及功耗均衡策略。

29、進(jìn)一步的，所述通過分布式協(xié)同機(jī)制對(duì)所述最優(yōu)供電配置方案進(jìn)行執(zhí)行分配，得到實(shí)時(shí)供電控制指令，包括：

30、對(duì)所述最優(yōu)供電配置方案進(jìn)行多維度參數(shù)解析與分解，得到供電配置參數(shù)集，并基于所述供電配置參數(shù)集進(jìn)行執(zhí)行時(shí)序規(guī)劃，得到供電控制時(shí)序表；

31、通過分布式協(xié)同機(jī)制對(duì)所述供電控制時(shí)序表進(jìn)行執(zhí)行序列生成，得到控制指令序列矩陣，并對(duì)所述控制指令序列矩陣進(jìn)行時(shí)序一致性校驗(yàn)，得到指令執(zhí)行約束集；

32、基于所述指令執(zhí)行約束集對(duì)所述控制指令序列矩陣進(jìn)行多維度沖突檢測(cè)與消解，得到優(yōu)化指令序列，并對(duì)所述優(yōu)化指令序列進(jìn)行執(zhí)行優(yōu)先級(jí)劃分，得到分級(jí)執(zhí)行方案；

33、對(duì)所述分級(jí)執(zhí)行方案進(jìn)行多維度執(zhí)行資源分配，得到實(shí)時(shí)供電控制指令，其中，所述實(shí)時(shí)供電控制指令包括電源切換控制指令、功耗調(diào)節(jié)控制指令及穩(wěn)定性保障控制指令。

34、進(jìn)一步的，所述基于所述指令執(zhí)行約束集對(duì)所述控制指令序列矩陣進(jìn)行多維度沖突檢測(cè)與消解，得到優(yōu)化指令序列，包括：

35、對(duì)所述指令執(zhí)行約束集進(jìn)行時(shí)序依賴關(guān)系分析與分解，得到指令沖突特征集，并對(duì)所述指令沖突特征集進(jìn)行層次化分類處理，得到指令沖突類型矩陣；

36、通過張量分解對(duì)所述指令沖突類型矩陣進(jìn)行多維特征映射，得到?jīng)_突特征向量組，并基于所述沖突特征向量組對(duì)所述控制指令序列矩陣進(jìn)行沖突傳播路徑追蹤，得到?jīng)_突傳播拓?fù)鋱D；

37、對(duì)所述沖突傳播拓?fù)鋱D進(jìn)行多維度約束條件構(gòu)建，得到?jīng)_突消解規(guī)則集，并基于所述沖突消解規(guī)則集對(duì)所述控制指令序列矩陣進(jìn)行指令重排序處理，得到指令執(zhí)行優(yōu)化方案；

38、對(duì)所述指令執(zhí)行優(yōu)化方案進(jìn)行多維度交叉驗(yàn)證，得到指令優(yōu)化評(píng)估矩陣，并對(duì)所述指令優(yōu)化評(píng)估矩陣進(jìn)行可行性分析及多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化，得到優(yōu)化指令序列。

39、本發(fā)明還提供了一種多重冗余柔性供電mcu控制系統(tǒng)，應(yīng)用于多重冗余供電系統(tǒng)，所述多重冗余供電系統(tǒng)與mcu電性連接，包括：

40、采樣模塊，用于對(duì)所述mcu進(jìn)行實(shí)時(shí)工作電壓采樣檢測(cè)，得到工作電壓采樣序列；

41、評(píng)估模塊，用于基于所述工作電壓采樣序列對(duì)所述mcu進(jìn)行多維度工作狀態(tài)評(píng)估，得到mcu狀態(tài)特征矩陣；

42、劃分模塊，用于通過自適應(yīng)權(quán)重分配機(jī)制對(duì)所述mcu狀態(tài)特征矩陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)閾值劃分，得到多級(jí)供電切換判據(jù)；

43、調(diào)度模塊，用于基于所述多級(jí)供電切換判據(jù)對(duì)所述mcu進(jìn)行供電模式實(shí)時(shí)調(diào)度，得到最優(yōu)供電配置方案；

44、分配模塊，用于通過分布式協(xié)同機(jī)制對(duì)所述最優(yōu)供電配置方案進(jìn)行執(zhí)行分配，得到實(shí)時(shí)供電控制指令；

45、控制模塊，用于基于所述實(shí)時(shí)供電控制指令協(xié)同控制所述多重冗余供電系統(tǒng)向所述mcu穩(wěn)定供電。

46、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述方法的步驟。

47、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

48、本發(fā)明提供的多重冗余柔性供電mcu控制方法，包括以下步驟：對(duì)所述mcu進(jìn)行實(shí)時(shí)工作電壓采樣檢測(cè)，得到工作電壓采樣序列；基于所述工作電壓采樣序列對(duì)所述mcu進(jìn)行多維度工作狀態(tài)評(píng)估，得到mcu狀態(tài)特征矩陣；對(duì)所述mcu狀態(tài)特征矩陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)閾值劃分，得到多級(jí)供電切換判據(jù)；基于所述多級(jí)供電切換判據(jù)對(duì)所述mcu進(jìn)行供電模式實(shí)時(shí)調(diào)度，得到最優(yōu)供電配置方案；對(duì)所述最優(yōu)供電配置方案進(jìn)行執(zhí)行分配，得到實(shí)時(shí)供電控制指令；基于所述實(shí)時(shí)供電控制指令協(xié)同控制所述多重冗余供電系統(tǒng)向所述mcu穩(wěn)定供電，解決了傳統(tǒng)的供電策略通常依賴固定的閾值進(jìn)行切換，缺乏靈活性和精確性，無法有效應(yīng)對(duì)實(shí)時(shí)變化的工作狀態(tài)的技術(shù)問題。實(shí)現(xiàn)了基于多級(jí)供電切換判據(jù)對(duì)mcu進(jìn)行供電模式的實(shí)時(shí)調(diào)度，可以得到最優(yōu)供電配置方案。這有助于提高能源利用效率，同時(shí)保證mcu在各種負(fù)載條件下均能獲得穩(wěn)定的電力供應(yīng)，提升了整體系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性的技術(shù)效果。