[發明專利]一種降低CPU功耗的方法和一種CPU

有效

• 申請號: 200910087726.2
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101581963A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 石艷
• 申請（專利權）人: 北京紅旗勝利科技發展有限責任公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司
• 代理人: 蘇培華

技術領域

本發明涉及嵌入式系統技術領域，特別是涉及一種降低CPU功耗的 方法，以及一種低功耗的CPU。

背景技術

CPU應用非常廣泛，例如，CPU作為重要器件應用在各種SOC (System?On?Chip，片上系統)中。在芯片設計和應用中，功耗是一個必須 考慮的問題，而CPU作為重要器件，如何降低其功耗也是現有技術一直 渴望改進的一個方向。

電路中耗費的能量可以分為靜態功耗和動態功耗。其中，靜態功耗 是指漏電流功耗，是電路狀態穩定時的功耗，其數量級很小。動態功耗 是指電容充放電功耗和短路功耗，是由電路的翻轉造成的。以CMOS (Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，互補金屬氧化物半導體) 電路為例，充放電功耗是跟時鐘頻率成正比的，并且在電路總功耗占據 著很大的比重。

傳統的降低CPU功耗的方法是，如果監測到CPU在一段時間內一 直處于空閑狀態，就會關閉CPU所有模塊的時鐘，使整個CPU進入睡 眠狀態，能夠減少動態功耗。

在CPU處于睡眠狀態期間，如果外部設備對CPU有訪問請求，必 須將CPU喚醒到工作狀態，會造成大的功率消耗；另外，在某些工作狀 態下，如進行DMA(Direct?Memory?Access，直接存儲器訪問)數據傳 輸時，在CPU內部，只需要相應的數據傳輸部件，如數據總線、數據存 儲器、數據存儲管理器進行數據傳輸，而不需要CPU其它模塊的參與， 然而現有技術中，這些不參與傳輸工作的CPU模塊的時鐘處于正常開啟 狀態，仍需耗費大量的能量。

因此，目前需要本領域技術人員迫切解決的一個技術問題就是：如 何能夠創造性地提供一種降低CPU功耗的方法，以降低處于不參與傳輸 工作的CPU模塊的動態功耗，從而降低整個CPU的功耗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠進一步降低CPU器件 功耗的解決方案以及應用該解決方案的CPU器件，以降低CPU器件中 不參與傳輸工作的CPU模塊的動態功耗，從而降低整個CPU器件的功 耗。

為了解決上述技術問題，本發明實施例公開了一種CPU，包括：傳 輸部件，用于在CPU與外部設備之間或者在CPU內部進行數據或指令 傳輸；所述傳輸部件包括：數據存儲器，用于存儲數據；指令存儲器， 用于存儲指令；數據存儲管理器，用于管理指向所述數據存儲器的訪問 請求；指令存儲管理器，用于管理指向所述指令存儲器的訪問請求；

運算及指令邏輯部件，用于完成各種算術、邏輯運算的非傳輸操作；

還包括：睡眠命令寄存器，用于依據其中的睡眠命令在預置的傳輸 部件開始工作的時鐘周期，生成睡眠觸發信號；時鐘控制模塊，用于依 據所述睡眠觸發信號，關閉不參與傳輸工作的所述運算及指令邏輯部件 的時鐘；所述運算及指令邏輯部件包括：運算部件，用于完成各種算術 和邏輯運算；指令讀取部件，用于從所述指令存儲器讀取指令。

優選的，所述傳輸部件工作的時鐘周期為完成運算及指令邏輯部件 工作后進入的時鐘周期。

優選的，所述時鐘控制模塊還用于依據位于CPU外部的中斷產生模 塊產生中斷信號，開啟所述運算及指令邏輯部件的時鐘。

優選的，所述時鐘控制模塊還用于依據外部或內部的定時喚醒信 號，開啟所述運算及指令邏輯部件的時鐘。

優選的，所述睡眠命令寄存器位于所述時鐘控制模塊內部。

本發明實施例還公開了一種降低CPU功耗的方法，所述CPU包括 傳輸部件和運算及指令邏輯部件，所述的方法包括：

依據睡眠命令在預置的傳輸部件工作的時鐘周期，生成睡眠觸發信 號；

依據所述睡眠觸發信號，關閉不參與傳輸工作的運算及指令邏輯部 件的時鐘；

其中，所述傳輸部件包括：數據存儲器，用于存儲數據；指令存儲 器，用于存儲指令；數據存儲管理器，用于管理指向所述數據存儲器的 訪問請求；指令存儲管理器，用于管理指向所述指令存儲器的訪問請求。

所述運算及指令邏輯部件包括：

運算部件，用于完成各種算術和邏輯運算；

指令讀取部件，用于從所述傳輸部件中的指令存儲器讀取指令。

優選的，所述傳輸部件工作的時鐘周期為完成運算及指令邏輯部件 工作后進入的時鐘周期。

優選的，所述的方法還包括：