[發明專利]提高處理速度且降低電力消耗的CPU控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201510614140.2
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN105446454B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 鄭淙文;趙誠雄;河泰榮;慶泰顯
• 申請（專利權）人: 延世大學校產學協力團
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊文娟;臧建明

本發明公開一種CPU控制方法及裝置。本發明的方法包括：(a)測定用戶終端對運行的應用程序的反應時間的步驟；(b)反應時間超過預先設定的臨界值時，通過階段性變更CPU頻率算出第一預測反應時間的步驟；(c)第一預測反應時間超過預先設定的臨界值時，通過階段性變更應用程序的處理加權值算出第二預測反應時間的步驟；以及，(d)第二預測反應時間超過預先設定的臨界值時重復執行(c)步驟的步驟，其中第一預測反應時間為預先設定的臨界值以下時，將變更的CPU頻率設定成當前CPU頻率，第二預測反應時間為預先設定的臨界值以下時，將變更的處理加權值設定成當前處理加權值。本發明能夠提高應用程序處理速度且降低電力消耗。

技術領域

本發明涉及CPU控制方法及裝置，尤其涉及一種在嵌入式系統中提高應用程序處理速度且降低電力消耗的CPU控制方法及裝置。

背景技術

保持應用程序性能的情況下降低電力消耗是智能手機、平板電腦等移動系統方面的重要研究課題之一。

隨著現在應用程序越來越復雜并要求更高的處理速度，因此用于滿足這些需求的CPU、GPU、RAM等硬件的性能也越來越高，而這些需求則會造成電力消耗上升、電池壽命縮短。

為解決電力消耗問題，多數采用安卓(Android)系統的智能設備都適用動態電壓及頻率調節(Dynamic Voltage and Frequency Scaling，以下稱為‘DVFS’)技術。

DVFS是通過減小CPU頻率與電壓降低電力消耗的技術，由于CPU的電力消耗與CPU頻率成比例，因此DVFS可以通過減小CPU頻率降低CPU的電力消耗。

但減小CPU頻率意味著降低處理速度，這會造成交互式應用程序(interactiveapplication)的反應時間減慢。

通常，‘反應時間’表示用戶的輸入與系統反應之間的時間，智能設備中運行的多數應用程序為交互式應用程序，從而采用用戶界面(User Interfaces；UIs)。

作為參考，交互式應用程序例如有游戲(games)、網頁瀏覽(web browsing)、圖像編輯器(image editors)等。

交互式應用程序中反應時間是最關鍵要素之一，雖然可能各用戶之間略有差異，但以往研究結果表明當反應時間超過150ms時一般用戶就會感到不便。

因此，滿足這種反應時間的臨界值(threshold)尤為重要。

并且，智能設備提供多任務(multi-tasking)功能，因此交互式應用程序與多個后臺應用程序同時運行。

在這種環境下，交互式應用程序與后臺應用程序共享有限的CPU資源，因此更難滿足對交互式應用程序的反應時間臨界值。

另外，CPU調度器的功能是向運行任務分配CPU資源，因此調度器對任務性能產生很大影響。

作為CPU調度器的例子，自Linux內核2.6.23(Linux kernel 2.6.23)版本后作為基本調度器使用的完全公平調度(Completely Fair Scheduler，以下簡稱‘CFS’)的設計目標是為運行任務保障公平性，向采用安卓系統的智能設備中運行的所有應用程序賦予相同的處理加權值。

因此使用CFS的情況下，交互式應用程序與后臺應用程序同時運行時交互式應用程序的反應時間緩慢。

因此，目前的基于CPU負載(load)的DVFS技術在后臺應用程序的CPU負載高時非有效提高CPU頻率，從而會造成消耗電力的浪費，并且，如果交互式應用程序運行時如果無法迅速提高CPU頻率，則必然會造成反應時間緩慢。

發明內容

技術問題