[發明專利]降低CPU能耗的方法

有效

• 申請號: 201310117827.6
• 申請日: 2013-04-07
• 公開（公告）號: CN104102321B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 陳虎;蔡俊杰;趙浩;徐景
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32;G06F9/48
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 殷曉雪

本申請公開了一種降低CPU能耗的方法。包括如下步驟：第1步，CPU配置中斷控制器，將所有外部中斷源都配置為禁止報告。第2步，CPU開啟定時器的計時。此時，中斷控制器仍正常接收外部中斷，但停止向CPU報告。第3步，當定時器的定時周期到達，CPU配置中斷控制器，將所有外部中斷源都配置為允許報告。此時，中斷控制器將這一段時間的所有已經發生的外部中斷報告給CPU；待CPU處理完畢后，回到第1步。本申請還可根據外部中斷的類型選擇性地配置禁止報告和允許報告的外部中斷源。由此，本申請可使CPU延長睡眠時間，并有利于CPU進入較深的睡眠模式，從而達到降低能耗的目的。

技術領域

本申請涉及一種計算機、平板電腦、手機等智能電子設備中降低CPU能耗的方法及裝置。

背景技術

智能電子設備中的CPU或處于運行狀態，或處于睡眠狀態。CPU的睡眠狀態通常分為由淺到深的多種睡眠模式，睡眠模式越深，功耗越低，但同時喚醒的代價(蘇醒時間、功耗)也越大。當操作系統發現當前無事可做、準備將CPU置于睡眠狀態時，會權衡各種因素，將CPU置于合適的睡眠模式。

各種CPU的睡眠模式在數量和含義上有所區別，但原理大體相同。以德州儀器(TI)公司的OMAP4460芯片為例，這是一款采用了ARM Cortex A9內核的雙核CPU，有四種睡眠模式C1～C4。操作系統根據預期睡眠時間來決定CPU進入哪種睡眠模式，如下表1所示：

表1OMAP4460芯片的四種睡眠模式

谷歌Galaxy Nexus手機的CPU正是OMAP4460芯片，該款手機除顯示屏以外的整體功耗為：運行狀態下1W；C1睡眠模式下0.62W；C2睡眠模式下0.15W；C3睡眠模式下0.12W；C4睡眠模式下0.08W。顯然，如果能在保證系統性能的同時延長CPU處于睡眠狀態的時間、或者將CPU的睡眠模式由淺變深，就能夠顯著降低能耗。

在智能電子設備中，操作系統通常將中斷分為硬件中斷和軟件中斷兩大類，其中的硬件中斷又分為外部中斷和內部中斷兩小類。所述外部中斷是由指外部設備(即除CPU和內存以外的硬件設備)發出的中斷請求。外部中斷由中斷控制器負責報告給CPU，目前廣泛使用的是可編程中斷控制器(PIC，Programmable Interrupt Controller)。早期的中斷控制器是與CPU獨立封裝的一塊硬件芯片，如今通常與CPU集成在一個封裝內。

請參閱圖1，這是一種現有的中斷控制器。其一方面連接多個外部設備，接收它們所發出的外部中斷；另一方面連接CPU，向CPU報告外部中斷，即向CPU發出中斷信號。在中斷控制器內，對每一個外部中斷源(即外部設備)都有一個中斷禁止位(disable bit)。目前通用的中斷控制器完全由CPU控制，CPU可以配置各個中斷禁止位，從而讓中斷控制器禁止報告某些外部中斷。通常情況下，中斷控制器在收到外部中斷后，如果來自于未被禁止報告的外部中斷源就立即將該外部中斷報告給CPU，如果來自于被禁止報告的外部中斷源則不將該外部中斷報告給CPU。如果多個未被禁止報告的外部中斷同時發生，中斷控制器會根據優先級依次報告給CPU。CPU一旦接收到外部中斷，就會調用相應的中斷處理函數進行處理。

請參閱圖2，外部中斷在時間上并無規律，中斷控制器采用的實時報告機制并不考慮CPU是處于運行狀態還是睡眠狀態。處于睡眠狀態的CPU一旦接收到中斷信號，就會被喚醒為運行狀態。各種外部中斷使得CPU的睡眠時間碎片化，并使CPU難以進入深度睡眠模式。

發明內容

本申請所要解決的技術問題是通過約束外部中斷的報告時機，來降低CPU能耗的方法。

為解決上述技術問題，本申請降低CPU能耗的方法包括如下步驟：

第1’步，CPU配置中斷控制器，將可推遲的外部中斷和連續型外部中斷所對應的外部中斷源配置為禁止報告，將不可推遲的外部中斷所對應的外部中斷源配置為允許報告；