[發(fā)明專利]用于控制電源電壓的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180010951.1
• 申請日: 2011-02-22
• 公開（公告）號: CN102959488A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史蒂夫·費利克斯;皮特·卡明
• 申請（專利權(quán)）人: 輝達技術(shù)英國有限公司
• 主分類號: G06F1/26
• 分類號: G06F1/26
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 董巍;徐丁峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于控制電源電壓的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

本發(fā)明屬于主動電源管理領(lǐng)域(AMP)，其意味著在主動模式下處理器時鐘頻率和核電源電壓(Vdd)的短期控制以最小化功耗。主動電源管理通常是由快速電源管理組件控制，其中時鐘頻率和電壓每隔幾百微秒需要修正。基于短期的應(yīng)用需要做出決定。

為了正確地運轉(zhuǎn)，要求許多計算系統(tǒng)運行在特定的速度。例如，為了實時處理呼叫數(shù)據(jù)以允許終端的操作者參加與另一個人的實時通信而且不掉線，無線通信網(wǎng)絡(luò)的移動終端中的處理器要求操作在特定的速度。這僅是要求操作在特定的速度的計算系統(tǒng)的一個示例。為操作在特定的速度，用于計算系統(tǒng)中的時鐘信號的頻率要求為至少一個特定的閾值。

為了使計算系統(tǒng)操作在高時鐘頻率，要求對應(yīng)的高電源電壓。然而，當(dāng)用于計算系統(tǒng)中的電源電壓增大時，計算系統(tǒng)使用的功率也增大，這是不利的。這就期望保持低電源電壓，但也不能太低以致使得計算系統(tǒng)不能操作在所需的時鐘頻率。

自動跟蹤軟件可以用來選擇所需的電源電壓用于計算系統(tǒng)中。例如AVS(自動電壓控制)函數(shù)可以用來選擇電源電壓。

在試圖適應(yīng)計算系統(tǒng)上運行的軟件時設(shè)置電源電壓。具體地，由于表示為所執(zhí)行軟件的操作的結(jié)果的電源電流可比電源電壓調(diào)節(jié)器電路能夠反應(yīng)的變化更快，因此當(dāng)執(zhí)行軟件時，電源電壓將發(fā)生波動。電源電壓中的這種改變被稱為電源“跳動”、“下降”、“瞬態(tài)響應(yīng)”或簡單“噪音”。電壓調(diào)節(jié)器電路和其至計算系統(tǒng)的連接將包含電感和電容組件，因此，將會帶來諧振頻率，如果在激起這些諧振的頻率上軟件碰巧造成負載瞬變，那么該諧振頻率可增大電壓“跳動”的影響。如果電源電壓變得太低，那么計算系統(tǒng)的關(guān)鍵時序路徑中的邏輯能夠失敗并且一些電路能夠在任何速度下均不工作。例如，WRITE操作，尤其是至6晶體管靜態(tài)隨機存取存儲器(存儲器)單元，在低電源電壓條件下可能很容易故障。

為了避免計算系統(tǒng)中關(guān)鍵路徑的故障，實施電壓裕度，使得在正常操作條件下電源電壓設(shè)置為比在當(dāng)前時鐘頻率下關(guān)鍵路徑所需的最低電壓略高(高電壓裕度的數(shù)量)。該電壓裕度允許由于操作軟件而使電壓略下降而不下降至防止關(guān)鍵路徑故障所需的最小值以下。典型地選擇電壓裕度以覆蓋制造和軟件變化性(即軟件的因素)。選擇電壓裕度為對于在特定的速度的計算系統(tǒng)的關(guān)鍵路徑中的任何部件均被認為是“安全”的水平。

附加的電壓裕度增大計算系統(tǒng)在操作時的功耗。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明人已經(jīng)意識到計算系統(tǒng)中大部分部件不要求如計算系統(tǒng)中目前所提供的大的電壓裕度。因此，這些部件操作能在較低的電壓裕度下操作，從而減少計算系統(tǒng)的功耗。另一方面一些部件要求比當(dāng)前提供的電壓裕度更大的裕度例如，當(dāng)部件老化時，它們可能開始要求更大的電壓裕度。本文提供一種方法和系統(tǒng)，用于調(diào)整用于計算系統(tǒng)中的電壓裕度以適應(yīng)具體的計算系統(tǒng)。通過這種方法，電壓裕度可以優(yōu)化用于特定的計算系統(tǒng)，從而減少功耗和/或減少計算系統(tǒng)的關(guān)鍵路徑中的故障。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種控制計算系統(tǒng)中電源電壓的方法，該方法包括：存儲電壓依賴性參數(shù)，用于設(shè)置計算系統(tǒng)的電源電壓；基于所存儲的參數(shù)設(shè)置用于計算系統(tǒng)的電源電壓；檢測計算系統(tǒng)的崩潰并且基于此確定用于計算系統(tǒng)中的調(diào)整后的電壓依賴性參數(shù)值；基于調(diào)整后的參數(shù)設(shè)置調(diào)整后的電源電壓；并且存儲調(diào)整后的參數(shù)用于計算系統(tǒng)的進一步使用。

電壓依賴性參數(shù)(電壓相關(guān)的指示)可以是用于計算系統(tǒng)中的電壓裕度，或?qū)⒂绊戨娫措妷涸６鹊娜我馄渌蓽y量的和可控的參數(shù)。例如，如果已經(jīng)通過使用位于計算系統(tǒng)中的電源電壓依賴性振蕩器的希望頻率和所觀察頻率之間的差作為反饋對電源電壓進行控制，那么裕度設(shè)置可表示為與所述振蕩器的希望頻率的偏移。在這種情況下將裕度表示并存儲為頻率值，但仍可能影響電源電壓裕度。

根據(jù)本發(fā)明的第二個方面提供一種計算系統(tǒng)，該計算系統(tǒng)包括：存儲裝置，用于存儲指示，用于設(shè)置計算系統(tǒng)的電源電壓；

設(shè)置裝置，用于基于所存儲的指示設(shè)置用于計算系統(tǒng)的電源電壓；

確定裝置，用于檢測計算系統(tǒng)的崩潰，并基于此確定用于計算系統(tǒng)中的調(diào)整后的指示；

其中計算系統(tǒng)配置為基于調(diào)整后的指示設(shè)置調(diào)整后的電源電壓，并存儲調(diào)整后的指示用于計算系統(tǒng)的進一步使用。