[發(fā)明專利]基于活動(dòng)處理器的動(dòng)態(tài)電壓和頻率管理

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480030491.2
• 申請(qǐng)日: 2014-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105308571B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J-S·李;D·C·穆雷;練維漢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘋(píng)果公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F9/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F9/50;G06F1/32
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 吳信剛

本發(fā)明的在實(shí)施例中公開(kāi)了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以包括多個(gè)處理器和被配置成在各操作點(diǎn)之間切換處理器的自動(dòng)功率狀態(tài)控制器(APSC)。可以由被編程到APSC中的數(shù)據(jù)來(lái)描述操作點(diǎn)，并且APSC可以包括寄存器，該寄存器能夠利用目標(biāo)操作點(diǎn)請(qǐng)求來(lái)編程，該請(qǐng)求用于標(biāo)識(shí)所描述操作點(diǎn)中用于處理器的目標(biāo)操作點(diǎn)。對(duì)操作點(diǎn)進(jìn)行描述的數(shù)據(jù)還可以包括在操作點(diǎn)處可以同時(shí)活動(dòng)的處理器的數(shù)量是否受到限制的指示。基于該指示和活動(dòng)處理器的數(shù)量，APSC可以利用降低的操作點(diǎn)來(lái)覆蓋所請(qǐng)求的操作點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，數(shù)字功率估計(jì)器(DPE)可以監(jiān)測(cè)處理器的操作，并可以在檢測(cè)到高功耗時(shí)抑制處理器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及處理器中的功率管理。

背景技術(shù)

能夠結(jié)合在給定半導(dǎo)體襯底上以形成集成電路的晶體管的數(shù)量一直在增大。同時(shí)，操作集成電路的時(shí)鐘頻率(“操作頻率”)也持續(xù)增大。盡管電源電壓大小隨著時(shí)間在降低，但集成電路的功耗一直在增大。在將集成電路用于能量存儲(chǔ)有限的設(shè)備中時(shí)(例如，依靠電池操作的移動(dòng)設(shè)備)，功耗是必須對(duì)設(shè)備重新充電之前設(shè)備能夠使用多長(zhǎng)時(shí)間的一個(gè)因素。此外，功耗產(chǎn)生的熱量可能是移動(dòng)設(shè)備和非移動(dòng)設(shè)備中都有的問(wèn)題。

包括處理器以執(zhí)行軟件的設(shè)備能夠管理處理器中的功耗。典型地，如果當(dāng)前需要在處理器上執(zhí)行軟件，可以停止給定的處理器。停止處理器可以包括時(shí)鐘門(mén)控和功率門(mén)控，在時(shí)鐘門(mén)控中停止時(shí)鐘，但處理器保持加電并準(zhǔn)備好在重新啟動(dòng)時(shí)鐘時(shí)執(zhí)行指令，在功率門(mén)控中，使處理器斷電，并在執(zhí)行指令之前加電重置。

很多設(shè)備包括多個(gè)處理器，包括移動(dòng)設(shè)備。處理器還可能是大功率消耗者，尤其是在特定工作負(fù)荷下。因此，可能有一些這樣的操作點(diǎn)(電源電壓大小和操作頻率的組合)，在這些操作點(diǎn)處，如果所有處理器都活動(dòng)地執(zhí)行，則設(shè)備處于超過(guò)設(shè)備中功率源容量的風(fēng)險(xiǎn)。亦即，電源能夠輸出最大量的電流。如果所有處理器都在某些操作點(diǎn)活動(dòng)地執(zhí)行功率密集型工作負(fù)荷，則造成的電流消耗可能超過(guò)功率源能夠提供的電流量。超過(guò)功率源容量可能導(dǎo)致錯(cuò)誤的操作(例如，電源電壓大小可能下降到集成電路在該操作頻率下不再正常工作的點(diǎn))。

發(fā)明內(nèi)容

在實(shí)施例中，一種系統(tǒng)可以包括多個(gè)處理器和被配置成在各操作點(diǎn)之間切換處理器的自動(dòng)功率狀態(tài)控制器(APSC)。可以由編寫(xiě)到APSC中的數(shù)據(jù)來(lái)描述操作點(diǎn)，并且APSC可以包括寄存器，該寄存器可以利用目標(biāo)操作點(diǎn)請(qǐng)求來(lái)編程，該請(qǐng)求用于標(biāo)識(shí)所描述操作點(diǎn)中用于處理器的目標(biāo)操作點(diǎn)。描述操作點(diǎn)的數(shù)據(jù)還可以包括在操作點(diǎn)可以同時(shí)活動(dòng)的處理器數(shù)量是否受到限制的指示。基于該指示和活動(dòng)處理器的數(shù)量，APSC可以利用降低的操作點(diǎn)覆蓋請(qǐng)求的操作點(diǎn)。降低的操作點(diǎn)可以是該數(shù)量的活動(dòng)處理器可以安全工作(例如，不會(huì)超過(guò)電源的容量)的操作點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，數(shù)字功率估計(jì)器(DPE)可以監(jiān)測(cè)處理器的操作，并可以在檢測(cè)到高功耗時(shí)抑制處理器。在包括DPE的實(shí)施例中，依賴于DPE抑制以控制最大功耗情形，降低的操作點(diǎn)可以稍微高于處理器可以安全工作的操作點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

現(xiàn)在對(duì)附圖進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明，下面的具體說(shuō)明將參照附圖進(jìn)行描述。

圖1是包括中央處理單元(CPU)復(fù)合體的片上系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。

圖2是圖1所示的自動(dòng)功率狀態(tài)控制器(APSC)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。

圖3是示出了圖2所示APSC的一個(gè)實(shí)施例的操作的流程圖。

圖4是示出了圖1所示數(shù)字功率估計(jì)器(DPE)的一個(gè)實(shí)施例結(jié)合APSC的操作的流程圖。

圖5是CPU復(fù)合體中的DPE的實(shí)施例方框圖。

圖6是示出了選擇性啟用DPE的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。

圖7是示出了在啟用DPE時(shí)圖5中部件的一個(gè)實(shí)施例的操作的流程圖。

圖8是系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。