[发明专利]基于活动处理器的动态电压和频率管理

说明书

本发明的在实施例中公开了一种系统，该系统可以包括多个处理器和被配置成在各操作点之间切换处理器的自动功率状态控制器(APSC)。可以由被编程到APSC中的数据来描述操作点，并且APSC可以包括寄存器，该寄存器能够利用目标操作点请求来编程，该请求用于标识所描述操作点中用于处理器的目标操作点。对操作点进行描述的数据还可以包括在操作点处可以同时活动的处理器的数量是否受到限制的指示。基于该指示和活动处理器的数量，APSC可以利用降低的操作点来覆盖所请求的操作点。在一些实施例中，数字功率估计器(DPE)可以监测处理器的操作，并可以在检测到高功耗时抑制处理器。

技术领域

本发明涉及处理器中的功率管理。

背景技术

能够结合在给定半导体衬底上以形成集成电路的晶体管的数量一直在增大。同时，操作集成电路的时钟频率(“操作频率”)也持续增大。尽管电源电压大小随着时间在降低，但集成电路的功耗一直在增大。在将集成电路用于能量存储有限的设备中时(例如，依靠电池操作的移动设备)，功耗是必须对设备重新充电之前设备能够使用多长时间的一个因素。此外，功耗产生的热量可能是移动设备和非移动设备中都有的问题。

包括处理器以执行软件的设备能够管理处理器中的功耗。典型地，如果当前需要在处理器上执行软件，可以停止给定的处理器。停止处理器可以包括时钟门控和功率门控，在时钟门控中停止时钟，但处理器保持加电并准备好在重新启动时钟时执行指令，在功率门控中，使处理器断电，并在执行指令之前加电重置。

很多设备包括多个处理器，包括移动设备。处理器还可能是大功率消耗者，尤其是在特定工作负荷下。因此，可能有一些这样的操作点(电源电压大小和操作频率的组合)，在这些操作点处，如果所有处理器都活动地执行，则设备处于超过设备中功率源容量的风险。亦即，电源能够输出最大量的电流。如果所有处理器都在某些操作点活动地执行功率密集型工作负荷，则造成的电流消耗可能超过功率源能够提供的电流量。超过功率源容量可能导致错误的操作(例如，电源电压大小可能下降到集成电路在该操作频率下不再正常工作的点)。

发明内容

在实施例中，一种系统可以包括多个处理器和被配置成在各操作点之间切换处理器的自动功率状态控制器(APSC)。可以由编写到APSC中的数据来描述操作点，并且APSC可以包括寄存器，该寄存器可以利用目标操作点请求来编程，该请求用于标识所描述操作点中用于处理器的目标操作点。描述操作点的数据还可以包括在操作点可以同时活动的处理器数量是否受到限制的指示。基于该指示和活动处理器的数量，APSC可以利用降低的操作点覆盖请求的操作点。降低的操作点可以是该数量的活动处理器可以安全工作(例如，不会超过电源的容量)的操作点。在一些实施例中，数字功率估计器(DPE)可以监测处理器的操作，并可以在检测到高功耗时抑制处理器。在包括DPE的实施例中，依赖于DPE抑制以控制最大功耗情形，降低的操作点可以稍微高于处理器可以安全工作的操作点。

附图说明

现在对附图进行简要说明，下面的具体说明将参照附图进行描述。

图1是包括中央处理单元(CPU)复合体的片上系统的一个实施例的框图。

图2是图1所示的自动功率状态控制器(APSC)的一个实施例的框图。

图3是示出了图2所示APSC的一个实施例的操作的流程图。

图4是示出了图1所示数字功率估计器(DPE)的一个实施例结合APSC的操作的流程图。

图5是CPU复合体中的DPE的实施例方框图。

图6是示出了选择性启用DPE的一个实施例的流程图。

图7是示出了在启用DPE时图5中部件的一个实施例的操作的流程图。

图8是系统的一个实施例的框图。