[發明專利]用于系統管理的有限狀態機

有效

• 申請號: 201310048999.2
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN103294641A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: K.黑澤
• 申請（專利權）人: 英特爾移動通信科技德累斯頓有限責任公司
• 主分類號: G06F15/76
• 分類號: G06F15/76
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 殷瑞劍;盧江

技術領域

本發明涉及用于系統管理的混合有限狀態機（FSM）。本發明具體地涉及用于計算機芯片上的系統管理的混合FSM。

背景技術

現今的復雜片上系統（SOC）包含硅的單個裸片上的多種不同功能模塊，包括數十億個晶體管。這些SOC通常包含一個或多個嵌入式處理器、片上存儲器、用于例如密碼術的硬件加速器以及用于人類接口技術的外圍控制器（例如，鍵盤、屏幕）等。使用不同頻率和潛在地甚至不同協議、經由總線的層級來互連所有這些單元，利用專用總線橋將這些總線段相連接。

首要的是系統管理控制器，其通常連接至負責用于SOC的適當功率和時鐘供給的主應用處理器，系統管理控制器與潛在地片外的電壓調節器、PLL以及時鐘分頻器和時鐘脈沖門進行相互作用。

圖1示出了現有技術的SOC?11的實施例，其中，系統管理12連接至與多個模塊相連接的外圍總線15、時鐘供給13和電壓供給14；鍵盤114、觸摸板115、音頻116、LCD?117和攝像機118連接至外圍總線15；外圍總線15經由總線橋119連接至處理器總線16；應用處理器18、RAM?19、密碼機110和以太網111連接至處理器總線16；處理器總線16經由總線橋120連接至存儲器總線17；以及ROM?112和閃存113連接至存儲器總線17。

這些芯片的系統管理也變得越發復雜，并且簡單的開/關/待機的時間漫長。尤其對于移動設備，采用積極主動的功率管理以延長電池壽命，而且具有壁插電源的系統也嘗試控制功率消耗以最小化熱設計功率，從而允許針對更好的用戶體驗的更慢的風扇速度和/或更緊湊的情況。此外，現代SOC需要若干個不同時鐘和電壓，這通常還需要特定的定序。因此，現代系統管理具有各種各樣的任務要處理：

·?控制系統提升（ramp-up），即，按具體順序開啟電壓和時鐘

·?將系統帶入和帶出待機，即，關閉系統的大多數部分

·?再次，確保適當定序

·?系統的部分可能保持處于保留，即，防止休眠狀態中的數據丟失

·?待機還意味著：當關閉SOC的其余部分時，系統管理保持被供電（始終開啟域）

·?對喚醒事件起作用

·?在正常操作期間對功率消耗進行微調，這包括：

·?放慢或關閉當前不需要的系統部分的時鐘；

·?當需要處理能力時，暫時提高時鐘速度；

·?根據時鐘速度，動態提高/降低電壓。

在抽象級，系統管理是一種有限狀態機（FSM），其存儲狀態向量，該狀態向量可以：包含系統狀態，例如休眠、慢處理、高速處理等；以及作用于輸入，例如功率和時鐘請求、喚醒事件等；以及生成輸出，例如電壓控制、時鐘使能等。

在物理級，存在實質上兩種方案來實現該FSM：

a）如圖2所示的硬接線的。狀態向量25是觸發器的陣列，并且組合邏輯22處理輸入21，以基于當前狀態23，計算接下來的狀態24并通過輸出邏輯26來生成輸出27。

b）作為如圖3所示的嵌入式處理器中的程序：狀態向量35僅是處理器的存儲器36中的位置，并且軟件代碼32處理輸入條件以計算接下來的狀態和輸出向量。處理器31可以是系統管理單元中的專用小型嵌入式處理器，或者該任務與其其他任務一起由主應用處理器來處理。

這兩種方案均具有其優勢和缺點：

·?硬接線的FSM較小且容易包含始終開啟的功率域。然而，在其狀態及這些狀態的轉移的意義上，其在功能上也是固定的。當調整變得必要時，這可能成為有問題的，因為這隨后會需要硅自旋。

·?嵌入式處理器上的軟件相對容易調整，從而添加或刪除狀態或轉移僅需要新程序。然而，嵌入式處理器需要相對較大的硅面積、更多功率，并且在待機期間通常還需要比硬接線FSM將需要的更高的時鐘。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種具有改進效率的有限狀態機和相應系統。具體地，目的是提供一種具有改進靈活性和較小硅覆蓋區（footprint）的有限狀態機和相應系統。

該目的利用獨立權利要求的特征來實現的。從屬權利要求涉及本發明的其他方面。

本發明涉及一種可編程的有限狀態機，其被配置為在接收到輸入符號之后從當前狀態轉移至接下來的狀態，所述輸入符號包括多個輸入，接下來的狀態和當前狀態中的每一個由N個比特表示，并且每個輸入符號由I個比特表示，所述有限狀態機還被配置為生成包括多個輸出的輸出符號，所述輸出符號由W個比特表示，所述輸出符號取決于當前狀態，其中，FSM是混合FSM。