[发明专利]延长CPU睡眠时间的方法及装置

说明书

本申请公开了一种延长CPU睡眠时间的方法。当CPU进入睡眠状态后，中断控制器对可推迟的外部中断推迟报告给CPU，推迟时间默认配置或自行设置。本申请还提供了与之相对应的装置。本申请可以延长各类智能电子设备中的CPU的睡眠时间，使CPU进入深度睡眠模式，从而降低功耗而基本不影响系统性能。

技术领域

本申请涉及一种计算机、平板电脑、手机等智能电子设备中延长CPU睡眠时间的方法及装置。

背景技术

智能电子设备中的CPU或处于运行状态，或处于睡眠状态。CPU的睡眠状态通常分为由浅到深的多种睡眠模式，睡眠模式越深，功耗越低，但同时唤醒的代价（苏醒时间、唤醒所需功耗）也越大。当操作系统发现当前无事可做、准备将CPU置于睡眠状态时，会权衡各种因素，将CPU置于合适的睡眠模式。

各种型号CPU的睡眠模式在数量和含义上有所区别，但原理大体相同。以德州仪器（TI）公司的OMAP4460芯片为例，这是一款采用了ARM Cortex A9内核的双核CPU，有四种睡眠模式C1～C4。操作系统根据预期睡眠时间来决定CPU进入哪种睡眠模式，如下表1所示：

表1OMAP4460芯片的四种睡眠模式

谷歌Galaxy Nexus手机的CPU正是OMAP4460芯片，该款手机除显示屏以外的整体功耗为：运行状态下1W；C1睡眠模式下0.62W；C2睡眠模式下0.15W；C3睡眠模式下0.12W；C4睡眠模式下0.08W。显然，如果能在保证系统性能的同时延长CPU处于睡眠状态的时间、或者将CPU的睡眠模式由浅变深，就能够显著降低功耗。

在单处理器的智能电子设备中，如下三类事件会将CPU从睡眠状态唤醒为运行状态：

其一，CPU检测到外部中断；

其二，CPU检测到外部设备的异步错误事件（asynchronous abort）；

其三，CPU检测到调试事件，例如JTAG（Joint Test Action Group）或者ICE（In-Circuit Emulator）的调试。

操作系统通常将中断分为硬件中断和软件中断两大类，其中的硬件中断又分为外部中断和内部中断两小类。所述外部中断是由指外部设备（即除CPU和内存以外的硬件设备）发出的中断请求。外部中断由中断控制器负责报告给CPU，目前广泛使用的是可编程中断控制器（PIC，Programmable Interrupt Controller）。早期的中断控制器是与CPU独立封装的一块硬件芯片，如今通常与CPU集成在一个封装内。

请参阅图1，这是一种现有的中断控制器。其一方面连接多个外部设备，接收它们所发出的外部中断；另一方面连接CPU，向CPU报告外部中断，即向CPU发出中断信号。通常情况下，中断控制器在收到外部中断后就立即报告给CPU。如果多个外部中断同时发生，中断控制器会根据优先级依次报告给CPU。CPU一旦接收到外部中断，就会调用相应的中断处理函数进行处理。

请参阅图2，外部中断在时间上并无规律，中断控制器采用的实时报告机制并不考虑CPU是处于运行状态还是睡眠状态。处于睡眠状态的CPU一旦接收到中断信号，就会被唤醒为运行状态。各种外部中断使得CPU的睡眠时间碎片化，并使CPU难以进入深度睡眠模式。

对称多处理器系统（SMP，symmetric multi processor）是指在一台智能电子设备上配置有两个以上的处理器，这些处理器共享内存等资源。一个处理器芯片上汇集多个运算核心的情况也属于SMP系统，每个运算核心视作一个CPU。在SMP系统中，除了上述三类事件以外，处于睡眠状态的CPU一旦检测到其他CPU的存储器一致性广播，也会被唤醒回到运行状态。