[發(fā)明專利]移動(dòng)應(yīng)用處理器的自適應(yīng)中斷調(diào)控方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210083856.0
• 申請(qǐng)日: 2012-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN102760079A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫雷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫里外半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/48
• 分類號(hào): G06F9/48
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)中斷調(diào)控方法及裝置，尤其是一種移動(dòng)應(yīng)用處理器的自適應(yīng)中斷調(diào)控方法及裝置。

背景技術(shù)

中斷，是一種外設(shè)與CPU之間的通信機(jī)制，外設(shè)通過中斷，通知CPU特定的事件發(fā)生(數(shù)據(jù)等待處理，等等)，CPU停止當(dāng)前的指令，轉(zhuǎn)而去處理中斷請(qǐng)求。現(xiàn)代高性能SoC(System?on?Chip)通常運(yùn)行某種多任務(wù)操作系統(tǒng)，在中斷發(fā)生時(shí)，通常要執(zhí)行下列的程序：1)、保存當(dāng)前線程環(huán)境(context)；2)、根據(jù)中斷向量表跳轉(zhuǎn)到中斷處理程序；3)、執(zhí)行中斷處理程序，處理數(shù)據(jù)；4)、中斷處理程序結(jié)束，恢復(fù)當(dāng)前線程環(huán)境；

現(xiàn)代SoC，尤其移動(dòng)應(yīng)用處理器，集成多種通信外設(shè)，如WiFi，3G(第三代通信)/4G(第四代通信)modem，藍(lán)牙，GPS，觸摸屏控制器等等。不同的外設(shè)，其本身發(fā)生的速率不同，對(duì)中斷響應(yīng)延遲的要求也不同，比如觸摸屏，其單位時(shí)間內(nèi)不會(huì)有大量中斷產(chǎn)生，但對(duì)每個(gè)中斷，要求很快能夠響應(yīng)(既盡可能短的中斷延遲)。對(duì)于WiFi，3G/4G?modem取決于當(dāng)前是否在傳輸大量數(shù)據(jù)；如果是，則單位時(shí)間內(nèi)，會(huì)有大量中斷發(fā)生，對(duì)于中斷響應(yīng)延遲要求減低，如果沒有傳輸大量數(shù)據(jù)，則期望有很短的中斷延遲。總體來說，如果某一個(gè)外設(shè)在一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了巨量的中斷，則會(huì)造成系統(tǒng)非常緩慢，因?yàn)槊總€(gè)中斷處理有系統(tǒng)開銷。這就造成不必要的CPU資源浪費(fèi)。隨著越來越高速的通信機(jī)制在移動(dòng)設(shè)備中的應(yīng)用，如何減低系統(tǒng)開銷，同時(shí)保持很好的中斷延遲響應(yīng)，成為一個(gè)新挑戰(zhàn)。

用Wifi?802.11ac，最新的標(biāo)準(zhǔn)使物理層速度達(dá)到500Mbps到1Gbps，每個(gè)數(shù)據(jù)包大約2KB，那么如果每個(gè)數(shù)據(jù)包產(chǎn)生一個(gè)中斷，500Mbps下每秒大概有31000個(gè)中斷請(qǐng)求！

目前，減低高速通信速率下中斷數(shù)量的方法有2種：

1、軟件調(diào)控方法：軟件設(shè)定一個(gè)閥值T_w，每次中斷發(fā)生后，軟件把此外設(shè)的中斷禁止，然后去讀取此外設(shè)中的數(shù)據(jù)，假設(shè)此外設(shè)是WiFi，那么軟件循環(huán)讀取數(shù)據(jù)包，直到讀取的數(shù)量達(dá)到閥值T_w。若外設(shè)中還有未處理的數(shù)據(jù)，則通知操作系統(tǒng)，下次計(jì)劃(schedule)繼續(xù)讀此外設(shè)數(shù)據(jù)包。否則，則重新允許此設(shè)備中斷。

2、硬件調(diào)控方法：硬件設(shè)定一個(gè)閥值T_h，只有當(dāng)此設(shè)備中等待處理的數(shù)據(jù)包達(dá)到T_h個(gè)，設(shè)備才發(fā)生中斷請(qǐng)求。為了避免在低數(shù)據(jù)率情況下，設(shè)備中待處理數(shù)據(jù)包不能很快達(dá)到閥值而造成嚴(yán)重的中斷延遲，硬件通常維持一個(gè)可設(shè)定計(jì)時(shí)器，當(dāng)設(shè)備中收到數(shù)據(jù)包，計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，如果計(jì)時(shí)器超過了設(shè)定值，即使設(shè)備中的數(shù)據(jù)包數(shù)量沒達(dá)到T_h個(gè)，設(shè)備也產(chǎn)生中斷，請(qǐng)求CPU處理數(shù)據(jù)。

當(dāng)前的硬件和軟件解決方案都有一個(gè)最大的問題，即：如何確定中斷閥值？對(duì)硬件方案，還有一個(gè)如何確定計(jì)時(shí)器時(shí)間的問題。

通常這2個(gè)值由系統(tǒng)軟件編寫人員，根據(jù)最壞情況(worst?case?analysis)分析得出，但實(shí)際情況是數(shù)據(jù)傳輸情況每時(shí)每刻都不同，數(shù)據(jù)包傳輸率時(shí)刻變化，所以此方案有很大局限性，遠(yuǎn)非最佳，甚至有時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸超時(shí)的嚴(yán)重問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種移動(dòng)應(yīng)用處理器的自適應(yīng)中斷調(diào)控方法及裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，有效控制中斷數(shù)量，提高移動(dòng)應(yīng)用處理器的處理性能。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述移動(dòng)應(yīng)用處理器的自適應(yīng)中斷調(diào)控方法，包括移動(dòng)處理器及與所述移動(dòng)處理器相連的通信外設(shè)，包括用于處理通信外設(shè)流量的流量監(jiān)控單元，所述自適應(yīng)中斷調(diào)控方法包括如下步驟：

a、在流量監(jiān)控單元內(nèi)設(shè)定所需的中斷調(diào)控周期T_m，最大中斷閾值T_max以及最大中斷速率I_max；

b、在中斷調(diào)控周期T_m內(nèi)，流量監(jiān)控單元統(tǒng)計(jì)通信外設(shè)收到的數(shù)據(jù)包數(shù)量；

c、流量監(jiān)控單元根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)量預(yù)測(cè)通信外設(shè)下一中斷調(diào)控周期T_m內(nèi)的數(shù)據(jù)包數(shù)量，其中，流量監(jiān)控單元采用P＝(1-w)*P_T+w*P_T-1，0＜w＜1，進(jìn)行下一中斷調(diào)控周期T_m的數(shù)據(jù)包數(shù)量預(yù)測(cè)，P為預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)包數(shù)量，P_T為當(dāng)前中斷調(diào)控周期接收的數(shù)據(jù)包數(shù)量，P_T-1為前一中斷調(diào)控周期接收的數(shù)據(jù)包數(shù)量，w為加權(quán)系數(shù)；