[發明專利]調諧數字系統的方法和設備

無效

• 申請號: 200680002029.7
• 申請日: 2006-01-10
• 公開（公告）號: CN101156127A
• 公開（公告）日: 2008-04-02
• 發明（設計）人: 弗朗切斯科·佩索拉諾;倫澤·I·M·P·邁耶;何塞·D·J·皮內達德干維茲;馬庫斯·J·M·杰利吉爾斯
• 申請（專利權）人: NXP股份有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 朱進桂

技術領域

本發明涉及一種方法和設備，用于調諧諸如IP塊或片上系統(SoC)的數字系統的性能，具體地涉及一種用于調諧數字系統的性能以便獲得根據具體應用程序的最佳執行的方法和設備。

背景技術

存在改進數字系統的硬件設計的連續動力，以便得到速度、功率損耗、無誤差操作等方面的最佳性能。除了改進數字系統的實際硬件設計以外，還存在通過改變系統操作參數來改進任意給定的數字系統的性能的連續動力。例如，根據給定應用程序所需要的性能，已知改變數字系統的操作參數，使得系統操作于盡可能的最快頻率和/或最低功率損耗。

技術已經發展到適應諸如分立IP塊或SoC的數字系統的性能，使得根據特定的應用程序以最佳的方式在速度和功率兩個方面保證一定性能水平。圖1示出了已知系統的示例，在其中可以修改數字系統的電源電壓、頻率和晶體管閾值電壓，以便改變該數字系統的性能。

在圖1中，數字系統1包括用于執行特定應用程序的執行裝置3。數字系統1還包括用于接收性能指示或參數的接收裝置5，性能指示或參數用于調諧數字系統1。例如，可以從軟件中接收以專用指令6為形式的性能指示，該軟件用于控制應用程序的執行。基于接收裝置5所接收到的性能指示，提供了調諧電路7，以便調諧該數字系統的頻率(f)、電源電壓(Vdd)和/或晶體管閾值電壓(Vb)。按照這種方式，由軟件6所通信的性能指示具有強迫硬件適配其操作參數的作用，以便得到所需要的性能。可以通過多種方式給定所需要的性能，例如參考每秒千兆操作(GOPS)的數量；參考最大功率損耗電平；或者參考所需要的噪聲容限或電平。因此，調諧裝置7可以調諧硬件性能以便得到所需要的性能。

圖2描述了用于控制圖1中的數字系統的操作的軟件的操作。在步驟S21，對應用程序進行編譯，在其后的步驟23中，確定該應用程序的執行簡檔。然后在步驟25確定一個或多個性能指示或參數。如上所述，可以將性能指示指定在GOPS、功率損耗或噪聲因子方面。步驟27，基于性能指示，通過調諧數字系統的參數來增強對于應用程序的執行。同樣如上所述，調諧包括調整數字系統1的頻率(f)、電源電壓(Vdd)和/或晶體管閾值電壓(Vb)。

這項技術提供了旨在對IP塊或SoC的性能進行實時最優化的調諧方案。針對速度和/或功率損耗方面的給定的所需要的性能，該技術確定了最佳電源電壓(Vdd)、閾值電壓(Vb)和時鐘頻率(f)。

現代數字系統還面對涉及慢互連、額外功率需求和復雜系統組合性等越來越多的問題。這些問題已經導致將數字系統分為單元(island)(即IP組)的概念，其中的每個單元都是內部同步的，并獨立于系統的其他部分。按照這種方式，系統變成異步。可以如上所述地對每個部分或單元的性能進行調諧，以便提供針對給定應用程序的最優性能。在這種技術有利于實現速度和/或功率損耗方面所需要的性能的同時，該技術對于數字系統的數據吞吐量和/或數據等待時間具有副作用。

本發明的目的是，提供一種方法和設備，用于調諧數字系統的性能，而不具有上述的缺點。

發明內容

根據本發明的第一方面，提供了用于調諧數字系統的性能的方法。該方法包括以下步驟：接收涉及數字系統性能的一個或多個性能指示，以及調諧數字系統的頻率、電源電壓和/或晶體管閾值電壓，以便得到所需要的性能。該方法還包括，調整數字系統的流水線深度以便對數字系統性能進行微調的步驟。

本發明的優點是根據提供的性能指示提供初始調諧步驟，以便用微調數字系統性能提供的流水線深度調節獲得所需要的性能水平。

根據本發明的另一個方面，提供了用于調諧數字系統性能的設備。該設備包括：接收裝置，用于接收涉及數字系統性能的一個或多個性能指示；以及調諧裝置，用于調諧數字系統的頻率、電源電壓和/或晶體管閾值電壓，以便得到所需要的性能。該設備還包括流水線配置裝置，用于在調諧裝置已經對數字系統進行調諧之后，調整該數字系統的流水線深度，由此對數字系統的性能進行微調。

附圖說明

為了更好地理解本發明，并更清楚地示出其如何作用，作為示例，只參考以下附圖，在附圖中：

圖1是用于調諧數字系統性能的傳統設備的方框圖；

圖2是描述了如何控制圖1中的設備以便調諧數字系統性能的流程圖；

圖3是用于調諧數字系統性能的根據本發明的設備的方框圖；

圖4是描述了如何控制圖3中的設備以便調諧根據本發明的數字系統性能的流程圖；

圖5是描述了根據本發明的系統的操作的狀態圖。

具體實施方式