[發(fā)明專利]一種SOC芯片動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710924020.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN107797644A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦華標(biāo);曹欽平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F1/32
• 分類號(hào): G06F1/32;G06F1/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種SOC芯片動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于由軟件層和硬件層兩部分實(shí)現(xiàn)，軟件層部分包含CPU頻率調(diào)整策略、電壓調(diào)整驅(qū)動(dòng)、時(shí)鐘頻率調(diào)整驅(qū)動(dòng)三部分；硬件層部分由電源管理芯片和CPU鎖相環(huán)兩部分組成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOC芯片動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于軟件層部分按照用戶的設(shè)置和嵌入式系統(tǒng)的電源管理策略模式，得到目標(biāo)工作頻率，同時(shí)結(jié)合動(dòng)態(tài)控制，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓和工作頻率的調(diào)整。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOC芯片動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于硬件層部分的工作時(shí)鐘頻率由SOC片內(nèi)的CPU鎖相環(huán)組成，由軟件層部分進(jìn)行時(shí)鐘頻率的動(dòng)態(tài)調(diào)整；電源管理芯片部分由SOC片外的DC-DC電壓轉(zhuǎn)換芯片組成，由軟件層部分通過(guò)I2C總線進(jìn)行電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOC的動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于軟件層部分包括非硬件相關(guān)層和硬件相關(guān)層，其中非硬件相關(guān)層通過(guò)算法計(jì)算得到目標(biāo)工作頻率，并傳遞給硬件相關(guān)層；硬件相關(guān)層負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘和電源管理芯片部分，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作頻率和供電電壓的調(diào)整。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種SOC的動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于電源管理策略模式包括高性能模式、低功耗模式、應(yīng)用程序模式、按需模式、保守模式和交互模式；其中高性能模式和低功耗模式屬于靜態(tài)功耗控制模式，CPU工作頻率不會(huì)隨著系統(tǒng)負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整，其余模式屬于動(dòng)態(tài)功耗控制模式。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種SOC的動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述動(dòng)態(tài)功耗模式具體是：在固定的時(shí)間間隔，檢測(cè)CPU的空閑時(shí)間，如果小于設(shè)定值，則提高CPU工作頻率，CPU的工作頻率的上限不高于該模式下預(yù)先設(shè)定的最高工作頻率；如果CPU空閑時(shí)間大于30%，則降低CPU工作頻率，每次調(diào)整的幅度不低于當(dāng)前頻率的5%；CPU的工作頻率的下限不低于該模式下預(yù)先設(shè)置的最低工作頻率。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種SOC的動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于動(dòng)態(tài)功耗模式調(diào)整工作頻率的操作為：先提升CPU 電壓，延遲等待一段時(shí)間，等待電壓調(diào)整模塊輸出穩(wěn)定的目標(biāo)電壓，然后再提升CPU工作頻率，這個(gè)延遲等待時(shí)間由電壓調(diào)整芯片的響應(yīng)時(shí)間以及外置電容的大小決定。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOC的動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于對(duì)于硬件層部分的電源管理芯片部分，CPU通過(guò)I2C進(jìn)行配置，電壓管理通過(guò)監(jiān)測(cè)可變電壓區(qū)的電流實(shí)現(xiàn)性能監(jiān)控；對(duì)于處理高性能需求的操作，CPU空閑時(shí)間少，電流需求大；對(duì)于處理低性能需求的操作，CPU空閑時(shí)間多，電流需求少。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種SOC的動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于電源管理芯片部分由DC-DC電壓轉(zhuǎn)換芯片組成，由軟件層部分能通過(guò)I2C總線進(jìn)行控制和電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種SOC的動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整步驟為：先調(diào)整DC-DC電壓轉(zhuǎn)換芯片的可調(diào)電阻，使其供電電壓達(dá)到1000MHZ時(shí)鐘頻率的標(biāo)準(zhǔn)電壓0.93V，確保SOC的CPU可以工作在1000MHZ時(shí)鐘頻率；根據(jù)動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整電壓和工作頻率的配置，確認(rèn)SOC在各種電壓和工作頻率組合都能正常工作。