嵌入式GIS系统软件的低功耗设计（2） 系统软件, 嵌入式, 资源库, 样本

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　 资源模板算法基于对地图符号图元的深人分析，建立在“几乎所有地图要素的图形表现都是以一定的周期持续不断的复制自我”这样一个事实的基础上，将被重复复制的一段作为样本存储在资源库列表中。当需要绘制该图元时，将样本从资源库中取出，按照该样本的特征进行复制，最终达到快速绘制图元的目的。资源模板法支持直接访问绘图底层驱动单元，实现了地图符号绘制与图形底层实现相融合。算法实现时将复杂三角运算变为查表定点运算，并通过图像映射和递归处理大大提高了地图符号的绘制速度。通过资源模板法也可以快速实现多边形图案填充算法。 采用资源模板法能够快速绘制地图符号，提高地图显示速度，并可降低系统运行功耗。 1.5 优化关键算法 求解同一个问题，软件编程实现时有许多不同的算法。查找线性表有顺序查找、二分查找和分块查找等算法。评价一个算法好坏的常用参数是算法时间复杂度和空间复杂度等。算法时间复杂度定义为算法的时间耗费，即所求解问题规模(求解问题的输入量)”的函数。在空间复杂度允许条件下讨论系统功耗问题更关注算法时间复杂度，因为时间复杂度越小，执行效率越高，执行时间越短，软件运行功耗越低。嵌入式GIS系统中关键算法与具体功能实现有关，如路径分析算法、信息检索算法和导航滤波算法等等。 路径分析是在电子地图上求一条从起点到终点的最佳(时间最短、费用最少、里程最短)路径，基本算法是图论中的迪杰斯特拉(Dijkstra)算法，时间复杂度是T(n2)，计算量大。针对嵌入式GIS路网拓扑特性，一些学者进行了算法研究与改进。文献提出，利用先验知识库减去不可能的搜索路径从而提高路径寻优效率。信息检索算法一般需要事先建立关键字索引表，如基于拼音字母排序查找单位名称，基于电话号码排序查找服务机构等，建立关键字索引表并采用二分检索算法能够实现快速定位地理实体本体数据。导航滤波算法一般用卡尔曼滤波求解位置、时间、航向和姿态等信息。在卡尔曼最优估计理论中，设m为量测维数，n 为状态维数，则滤波算法矩阵求逆阶数与n2+n2成正比。采用集中式卡尔曼滤波算法时，n值一般较大，导致计算量大、计算时间长和运行功耗大。此时可将集中式卡尔曼滤波通过分解降低耦合性得到解耦后的时钟平面滤波方程和高程滤波方程，状态维数被减少，滤波实时性得到提高，运行功耗也得到降低。 　 2 小 结 嵌入式GIS系统目前在多个行业得到广泛应用，低功耗是其性能指标之一。基于功能实现设计硬件平台后，低功耗实现主要从软件方面来解决。本文基于嵌入式 GIS系统特征及其功能实现，采用全动态切换处理器工作模式和降低处理器运行时间两方面来实现软件低功耗。一般来讲嵌入式系统低功耗设计是系统概念，应该在系统规划时充分考虑;如果可能，应建立模型进行低功耗评估，以确保设计出的电子系统满足功耗要求。