[發明專利]延長CPU睡眠時間的方法及裝置

有效

• 申請號: 201310118000.7
• 申請日: 2013-04-07
• 公開（公告）號: CN104102322B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 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
• 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

本申請公開了一種延長CPU睡眠時間的方法。當CPU進入睡眠狀態后，中斷控制器對可推遲的外部中斷推遲報告給CPU，推遲時間默認配置或自行設置。本申請還提供了與之相對應的裝置。本申請可以延長各類智能電子設備中的CPU的睡眠時間，使CPU進入深度睡眠模式，從而降低功耗而基本不影響系統性能。

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延長CPU睡眠時間的方法及裝置。

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、喚醒所需功耗）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。

各種型號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，就能夠顯著降低功耗。

在單處理器的智能電子設備中，如下三類事件會將CPU從睡眠狀態喚醒為運行狀態：

其一，CPU檢測到外部中斷；

其二，CPU檢測到外部設備的異步錯誤事件（asynchronous abort）；

其三，CPU檢測到調試事件，例如JTAG（Joint Test Action Group）或者ICE（In-Circuit Emulator）的調試。

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。通常情況下，中斷控制器在收到外部中斷后就立即報告給CPU。如果多個外部中斷同時發生，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。

對稱多處理器系統（SMP，symmetric multi processor）是指在一臺智能電子設備上配置有兩個以上的處理器，這些處理器共享內存等資源。一個處理器芯片上匯集多個運算核心的情況也屬于SMP系統，每個運算核心視作一個CPU。在SMP系統中，除了上述三類事件以外，處于睡眠狀態的CPU一旦檢測到其他CPU的存儲器一致性廣播，也會被喚醒回到運行狀態。