[發(fā)明專利]一種用于異常溫度處理的芯片頻率動態(tài)調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210052416.2
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114489235A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀鵬;遲春紅;王金輝;顧正付
• 申請（專利權(quán)）人: 上海天數(shù)智芯半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: G06F1/08
• 分類號: G06F1/08;G06F11/30;H02H7/20
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 王磊

本發(fā)明公開一種用于異常溫度處理的芯片頻率動態(tài)調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，提出一種異常溫度處理的硬件方案，硬件系統(tǒng)主要包括若干溫度傳感器、溫度傳感控制器、Alert溫度比較器、Prochot溫度比較器和帶有狀態(tài)機(jī)的PLL控制器。發(fā)生溫度異常時無需上層軟件干預(yù)，也無需底層固件干預(yù)，不等中斷、不停任務(wù)即可進(jìn)行快速響應(yīng)，降溫迅速；通過預(yù)設(shè)兩級權(quán)重，在保證有效降溫的前提下，控制靈活，盡量減少對芯片性能的影響；通過兩級降頻可以有效防止芯片電壓的正向過沖，兩級升頻也可以有效防止電壓的負(fù)向過沖。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于芯片溫度異常控制領(lǐng)域，具體涉及一種用于異常溫度處理的芯片頻率動態(tài)調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

PCIe板卡的溫度控制大體上分為主動散熱和被動散熱兩種，主動散熱為板卡自帶風(fēng)扇，風(fēng)扇由芯片產(chǎn)生的PWM脈寬調(diào)制波來控制轉(zhuǎn)速，脈寬調(diào)制波的占空比和溫度相關(guān)，以起到降溫作用。被動散熱是PCIe板卡本身不帶風(fēng)扇，風(fēng)扇位于服務(wù)器系統(tǒng)里，由主控CPU進(jìn)行風(fēng)扇的統(tǒng)一控制，服務(wù)器內(nèi)通常有多塊板卡，比如8塊，主控CPU會通過帶外BMC系統(tǒng)讀取芯片溫度，然后統(tǒng)一調(diào)整服務(wù)器的風(fēng)扇系統(tǒng)保證芯片工作在正常工作溫度內(nèi)。

以上都為正常的溫度控制，頻率和負(fù)載都在正常范圍內(nèi)。一旦由于超頻或者負(fù)載超重導(dǎo)致溫度超越正常范圍，進(jìn)入異常狀態(tài)，用于主動散熱或者被動散熱的風(fēng)冷或者水冷無法處理這種情形。通常的異常處理，一種方式是交給上層軟件，當(dāng)收到溫度異常中斷，然后停發(fā)任務(wù)，從而達(dá)到減輕負(fù)載的作用，但是負(fù)載的減輕需要時間，雖然軟件可以控制不再發(fā)放任務(wù)，但是已發(fā)放任務(wù)的仍然在運(yùn)行，負(fù)載并未立即減輕，仍然會導(dǎo)致溫度異常或者異常溫度繼續(xù)上升。另一種方式是交給系統(tǒng)控制單元固件，當(dāng)收到溫度異常中斷，或者通過周期性的檢測溫度，發(fā)現(xiàn)溫度超過Alert閾值(Talert)或者Prochot閾值(Tprochot)后采取對應(yīng)處理策略，可控制頻率，從而降低溫度，但是此為軟件方案，從收到中斷或是周期性的檢測到發(fā)命令干預(yù)處理，需要一段時間，此段時間溫度繼續(xù)上升，存在過溫隱患，有可能導(dǎo)致Thermaltrip，直接斷電，丟失現(xiàn)場。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種用于異常溫度處理的芯片頻率動態(tài)調(diào)節(jié)方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了硬件的方案，提供溫度異常時的快速保護(hù)機(jī)制，在保證芯片溫度安全的前提下,同時平衡溫度異常時的芯片頻率性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于異常溫度處理的芯片頻率動態(tài)調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

步驟1：將多組溫度傳感器設(shè)置在芯片的多個熱點(diǎn)區(qū)域，對各熱點(diǎn)區(qū)域的溫度信息進(jìn)行定時采樣，并將溫度信息通過ADC轉(zhuǎn)化得到的溫度數(shù)字表征傳送給溫度傳感控制器；

步驟2：:溫度傳感控制器通過硬件統(tǒng)計(jì)獲取同一時刻接收到的各溫度數(shù)字表征中的最大值T_max，并將最大值分別傳送給Alert溫度比較器、Prochot溫度比較器和PLL控制器；

步驟3：Prochot溫度比較器將T_max與設(shè)定的Prochot閾值T_prochot進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳送給PLL控制器，同時，Alert溫度比較器將T_max與設(shè)定的Alert閾值T_alert進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳送給PLL控制器；

步驟4：PLL控制器根據(jù)Alert溫度比較器和Prochot溫度比較器的比較結(jié)果，計(jì)算芯片應(yīng)處于的工作頻率，并據(jù)此輸出相應(yīng)的分頻系數(shù)，分頻系數(shù)將控制PLL控制器的外圍電路進(jìn)行無毛刺的時鐘切換以調(diào)整芯片的工作頻率。

進(jìn)一步地，所述步驟4中，

若T_max≤T_prochot且T_max≤T_alert，則保持當(dāng)前頻率不變，不進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)；