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TinyML周期性采样任务的低功耗调度框架

共计 30 章节

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学习目标 · 适用人群 · 课程结构

课程导入学习目标

嵌入式机器学习概念 · 典型硬件平台（MCU · 传感器）

TinyML嵌入式机器学习概…

周期性采样任务概述

采样周期定义 · 任务模型 · 实时性与功耗的权衡

周期性采样任务概…采样周期定义

低功耗设计原则

功耗来源（动态 · 静态 · 外设）

低功耗设计原则功耗来源

调度框架核心概念

任务调度器 · 事件驱动 · 时间触发

调度框架核心概念任务调度器

RTOS与裸机调度对比

FreeRTOS · Zephyr等RTOS的调度机制 · 裸机循环与状态机

RTOS裸机调度对比

周期性任务建模

任务周期 · 执行时间 · 抖动

周期性任务建模任务周期

低功耗调度策略

动态电压频率调整（DVFS） · 动态电源管理（DPM） · 任务合并与批处理

低功耗调度策略DVFS

睡眠调度算法

固定周期唤醒 · 自适应周期调整 · 预测性唤醒（如基于历史数据）

睡眠调度算法固定周期唤醒

事件驱动与中断驱动

外部事件触发采样 · 中断服务程序（ISR）设计 · 低功耗事件检测

事件驱动断驱动

传感器数据采集优化

传感器功耗特性 · 采样窗口 · 数据缓冲

传感器数据采集优…传感器功耗特性

数据预处理与特征提取

在MCU上轻量级算法（均值 · 方差 · FFT）

数据预处理特征提取

模型推理与调度集成

TinyML模型部署（TensorF… · 推理触发时机 · 功耗与精度平衡

模型推理调度集成

功耗感知的任务调度

基于剩余电量 · 任务优先级 · 截止期的动态调度策略

功耗感知的任务调…基于剩余电量

时间同步与时钟管理

低功耗时钟源（RTC · LPTIM） · 时间戳校准

时间同步时钟管理

通信与无线传输调度

BLE · LoRa等低功耗通信协议 · 发送时机优化

通信无线传输调度

内存与存储管理

Flash写入功耗 · 环形缓冲区 · 掉电保护

内存存储管理

开发工具与调试

功耗分析仪（如Joulescope） · 逻辑分析仪 · RTOS追踪

开发工具调试

基于STM32L4的温湿度周期性采样… · 实现低功耗调度框架

案例实战STM32L4

基于ESP32-C3的电池供电环境监… · 使用FreeRTOS实现自适应采样

案例实战ESP32-C3

基于Arduino Nano 33… · 结合TinyML推理与睡眠调度

案例实战Arduino

多传感器融合的周期性采样系统 · 处理不同采样率与功耗优化

案例实战多传感器融合的周…

任务抖动导致功耗增加 · 如何通过调度器设计减少抖动

常见问题任务抖动导致功耗…

睡眠唤醒延迟与采样实时性冲突 · 如何权衡与解决

常见问题睡眠唤醒延迟

电池寿命估算与实际功耗偏差 · 如何校准与优化

常见问题电池寿命估算

多任务并发时的功耗竞争 · 如何设计优先级与资源管理

常见问题多任务并发时的功…

设计一个可扩展的低功耗调度框架 · 支持动态任务注册与功耗配置

综合提升设计一个可扩展的…

利用强化学习或在线学习优化采样周期 · 实现自适应低功耗

综合提升利用强化学习或

从原型到产品化 · 考虑可靠性 · 安全性与长期部署的功耗管理

综合提升从原型到产品化

核心要点回顾 · 项目实战复盘 · 未来趋势（如超低功耗AI

课程总结核心要点回顾