[發(fā)明專(zhuān)利]用于控制最優(yōu)時(shí)鐘和電壓切換的分布式表格驅(qū)動(dòng)電源模式計(jì)算

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980155810.1
• 申請(qǐng)日: 2009-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102301307A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 皮埃特·斯特勒伊克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新思科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F1/32
• 分類(lèi)號(hào): G06F1/32
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張?zhí)焓?/td>

對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求2008年12月31日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.12/347,008的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)片上系統(tǒng)(SoC)的電源模式進(jìn)行計(jì)算和控制的方法。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及SoC的全局電源管理。

背景技術(shù)

隨著能源成本的持續(xù)增加，全局電源管理變得越來(lái)越重要。另外，通過(guò)在可能包含移動(dòng)應(yīng)用和便攜式媒體播放器的應(yīng)用中降低功耗并延長(zhǎng)電池壽命，電源控制管理提供了在無(wú)需增大電池容量和設(shè)備尺寸的情況下增強(qiáng)功能性的能力。半導(dǎo)體的全局電源管理是預(yù)期在不遠(yuǎn)的將來(lái)具有顯著增長(zhǎng)的市場(chǎng)。

近來(lái)已經(jīng)出現(xiàn)控制半導(dǎo)體的電源模式的嘗試。例如，在開(kāi)放多媒體應(yīng)用平臺(tái)(OMAP)中，德州儀器微處理器(更具體來(lái)說(shuō)是OMAP3)所使用的一種機(jī)制，其可在Linux中獲得，稱(chēng)為“CPUidle”。“CPUidle”利用可能的全局電源模式的表格進(jìn)行初始化，并且包括多種屬性，CPUidle可以基于這些屬性確定何時(shí)從一種電源模式切換至另一種電源模式。CPUidle框架包括：管理器(governor)，其決定系統(tǒng)的目標(biāo)狀態(tài)C；CPUidle驅(qū)動(dòng)器，其操作于(populate)系統(tǒng)支持的C狀態(tài)并且實(shí)現(xiàn)各種功能以轉(zhuǎn)換至C狀態(tài)；和通用CPUidle框架，每當(dāng)調(diào)用(call)空閑循環(huán)時(shí)，該通用CPUidle框架調(diào)用當(dāng)前的管理器來(lái)決定系統(tǒng)的目標(biāo)狀態(tài)C。該通用CPUidle框架還調(diào)用當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)器以轉(zhuǎn)換至管理器所選擇的C狀態(tài)。

另外，已知每個(gè)驅(qū)動(dòng)器在登記至Linux驅(qū)動(dòng)器模塊(LDM)之后實(shí)現(xiàn)掛起/恢復(fù)。驅(qū)動(dòng)器釋放時(shí)鐘，隨后在掛起調(diào)用中保存相關(guān)數(shù)據(jù)，并且當(dāng)調(diào)用“恢復(fù)”時(shí)恢復(fù)這些數(shù)據(jù)。此外，已經(jīng)釋放其時(shí)鐘并且保存了相關(guān)數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)器在其掛起調(diào)用中不需要做任何動(dòng)作。

不過(guò)，全局(自上而下)電源管理控制器的一個(gè)問(wèn)題是該控制器必須詢(xún)問(wèn)關(guān)于SoC當(dāng)前狀態(tài)的大量數(shù)據(jù)，以決定哪種電源模式是最合適的。例如，當(dāng)詢(xún)問(wèn)這種信息時(shí)，實(shí)際上需要關(guān)于SoC的全部細(xì)節(jié)(例如所有外部設(shè)備的地址映射等)。

如果同時(shí)管理時(shí)鐘和Vdd，則無(wú)法使用簡(jiǎn)單的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)。例如，當(dāng)Vdd的基準(zhǔn)計(jì)數(shù)在前次遞減之后到達(dá)零，則Vdd一定不能被禁用。當(dāng)Vdd＝0時(shí)，所有硬件模塊的狀態(tài)(寄存器)都將丟失。因此在禁用Vdd之前需要保存狀態(tài)。這種保存需要時(shí)間，并且對(duì)于當(dāng)基準(zhǔn)計(jì)數(shù)到達(dá)零時(shí)是否禁用Vdd的決定必須考慮與保存所用時(shí)間相比期望的空閑時(shí)間有多長(zhǎng)。

一般來(lái)說(shuō)，禁用時(shí)鐘通常是個(gè)好主意，因?yàn)閮H需要占用幾個(gè)周期。不過(guò)，禁用Vdd需要更復(fù)雜的權(quán)衡以及需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換所占用的周期成本。另外，如果SoC具有嵌入式Vdd開(kāi)關(guān)，則該權(quán)衡會(huì)更復(fù)雜。例如存在如下情況，其中兩個(gè)硬件模塊(A和B)均具有相同的Vdd電源，但A還具有Vdd開(kāi)關(guān)。于是，通過(guò)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)或者使Vdd變?yōu)榱?或二者)能夠使A斷電。

因此，本領(lǐng)域需要針對(duì)時(shí)鐘和電壓切換的改進(jìn)系統(tǒng)和方法，使得能夠針對(duì)電源狀態(tài)來(lái)管理時(shí)鐘、Vdd、和嵌入式Vdd開(kāi)關(guān)，從而能夠禁用或關(guān)閉前述的時(shí)鐘、Vdd、和嵌入式Vdd開(kāi)關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明通過(guò)提供用于模塊和電壓切換的分布式表格驅(qū)動(dòng)模式計(jì)算來(lái)解決本領(lǐng)域的需求。能夠有利地針對(duì)電源狀態(tài)來(lái)管理時(shí)鐘、Vdd、和嵌入式Vdd開(kāi)關(guān)，從而能夠禁用或關(guān)閉前述模塊。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的基本算法的描述；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的樹(shù)狀層次的負(fù)載示圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的片上系統(tǒng)和負(fù)載控制的示圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的片上系統(tǒng)和電源管理的另一個(gè)示圖；和

圖5是例示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示例方法步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的一個(gè)示例方面，片上系統(tǒng)被分成最多具有一個(gè)時(shí)鐘、一個(gè)Vdd、和一個(gè)嵌入式開(kāi)關(guān)的多個(gè)硬件模塊。當(dāng)負(fù)載活動(dòng)(active)時(shí)，只能存在一種活動(dòng)的電源狀態(tài)。當(dāng)負(fù)載空閑時(shí)，可以處在任何電源狀態(tài)。

表1

表1是根據(jù)本發(fā)明的示例性轉(zhuǎn)換表，其中行表示電源狀態(tài)，各列表示電源管理資源(在此示例中為時(shí)鐘、Vdd、和開(kāi)關(guān))。在此轉(zhuǎn)換表中，第一行對(duì)應(yīng)于活動(dòng)電源狀態(tài)，第二行對(duì)應(yīng)于待命狀態(tài)，第三行對(duì)應(yīng)于保持狀態(tài)，第四和第五行對(duì)應(yīng)于斷電狀態(tài)。

繼續(xù)參照表1，該轉(zhuǎn)換表中的每一行具有多個(gè)屬性：