[发明专利]移动应用处理器的自适应中断调控方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应中断调控方法及装置，尤其是一种移动应用处理器的自适应中断调控方法及装置。

背景技术

中断，是一种外设与CPU之间的通信机制，外设通过中断，通知CPU特定的事件发生(数据等待处理，等等)，CPU停止当前的指令，转而去处理中断请求。现代高性能SoC(System on Chip)通常运行某种多任务操作系统，在中断发生时，通常要执行下列的程序：1)、保存当前线程环境(context)；2)、根据中断向量表跳转到中断处理程序；3)、执行中断处理程序，处理数据；4)、中断处理程序结束，恢复当前线程环境；

现代SoC，尤其移动应用处理器，集成多种通信外设，如WiFi，3G(第三代通信)/4G(第四代通信)modem，蓝牙，GPS，触摸屏控制器等等。不同的外设，其本身发生的速率不同，对中断响应延迟的要求也不同，比如触摸屏，其单位时间内不会有大量中断产生，但对每个中断，要求很快能够响应(既尽可能短的中断延迟)。对于WiFi，3G/4G modem取决于当前是否在传输大量数据；如果是，则单位时间内，会有大量中断发生，对于中断响应延迟要求减低，如果没有传输大量数据，则期望有很短的中断延迟。总体来说，如果某一个外设在一定时间内产生了巨量的中断，则会造成系统非常缓慢，因为每个中断处理有系统开销。这就造成不必要的CPU资源浪费。随着越来越高速的通信机制在移动设备中的应用，如何减低系统开销，同时保持很好的中断延迟响应，成为一个新挑战。

用Wifi 802.11ac，最新的标准使物理层速度达到500Mbps到1Gbps，每个数据包大约2KB，那么如果每个数据包产生一个中断，500Mbps下每秒大概有31000个中断请求！

目前，减低高速通信速率下中断数量的方法有2种：

1、软件调控方法：软件设定一个阀值T_w，每次中断发生后，软件把此外设的中断禁止，然后去读取此外设中的数据，假设此外设是WiFi，那么软件循环读取数据包，直到读取的数量达到阀值T_w。若外设中还有未处理的数据，则通知操作系统，下次计划(schedule)继续读此外设数据包。否则，则重新允许此设备中断。

2、硬件调控方法：硬件设定一个阀值T_h，只有当此设备中等待处理的数据包达到T_h个，设备才发生中断请求。为了避免在低数据率情况下，设备中待处理数据包不能很快达到阀值而造成严重的中断延迟，硬件通常维持一个可设定计时器，当设备中收到数据包，计时器开始计时，如果计时器超过了设定值，即使设备中的数据包数量没达到T_h个，设备也产生中断，请求CPU处理数据。

当前的硬件和软件解决方案都有一个最大的问题，即：如何确定中断阀值？对硬件方案，还有一个如何确定计时器时间的问题。

通常这2个值由系统软件编写人员，根据最坏情况(worst case analysis)分析得出，但实际情况是数据传输情况每时每刻都不同，数据包传输率时刻变化，所以此方案有很大局限性，远非最佳，甚至有时会造成数据传输超时的严重问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种移动应用处理器的自适应中断调控方法及装置，其结构紧凑，有效控制中断数量，提高移动应用处理器的处理性能。

按照本发明提供的技术方案，所述移动应用处理器的自适应中断调控方法，包括移动处理器及与所述移动处理器相连的通信外设，包括用于处理通信外设流量的流量监控单元，所述自适应中断调控方法包括如下步骤：

a、在流量监控单元内设定所需的中断调控周期T_m，最大中断阈值T_max以及最大中断速率I_max；

b、在中断调控周期T_m内，流量监控单元统计通信外设收到的数据包数量；

c、流量监控单元根据统计的数据包数据量预测通信外设下一中断调控周期T_m内的数据包数量，其中，流量监控单元采用P＝(1-w)*P_T+w*P_T-1，0＜w＜1，进行下一中断调控周期T_m的数据包数量预测，P为预测数据包数量，P_T为当前中断调控周期接收的数据包数量，P_T-1为前一中断调控周期接收的数据包数量，w为加权系数；