用于基于消息的细粒度片上系统功率门控的系统和方法技术方案

提供了用于基于消息的片上系统(SoC)功率门控的系统实施方式和方法实施方式。实施方式使得能够进行细粒度SoC功率门控而不造成大量延迟，并且实质性地最大程度降低SoC功率。在实施方式中，一种用于基于消息的功率门控的第一SoC资源中的方法包括：在第一SoC资源处接收来自第二SoC资源的唤醒通知消息(WNM)，其中，WNM包括来自第二SoC资源的结果消息预期到达第一SoC资源的时间；第一SoC资源根据来自第二SoC资源的结果消息预期到达第一SoC资源的时间来确定唤醒时间；设置唤醒时间定时器在所述唤醒时间处到期；以及当唤醒时间定时器到期且第一SoC资源休眠时，唤醒第一SoC资源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求于2014年3月11日提交的题为“Systems and Methods for Messaging-based Fine Granularity System-on-a-Chip Power Gating(用于基于消息的细粒度片上系统功率门控的系统和方法)”的美国非临时申请第14/204,555号的权益，该美国非临时申请通过引用并入本文中。
本专利技术涉及用于管理片上系统(system on a chip，SoC)功率门控的系统和方法，以及在特定实施方式中涉及基于消息的细粒度SoC功率门控。
技术介绍
片上系统(system on a chip，SoC)是一种将计算机或其他电子系统的多个关键部件集合成单个芯片的集成电路(integrated circuit，IC)。SoC可以在单个芯片基板上包含数字信号、模拟信号、混合信号和/或射频功能。降低片上系统(system on a chip，SoC)的总体功耗是低功率设计的主要目标。存在有用于实现该目标的各种技术，例如，对SoC的完整分区进行门控。功率门控的一个主要问题在于决定何时能够在不损害系统的操作性能的情况下对SoC的各个分区进行功率门控。对于必须满足明确延迟限制的实时系统而言，这点尤为重要。SoC架构一般包括使用通过片上网络(Network-on-a-Chip，NoC)或高级扩展接口(Advanced Extensible Interface，AXI)互连网络的消息来互相通信的一组计算/存储资源。这些资源之间的通信包括具有操作指令和/或数据的消息。
技术实现思路
根据实施方式，一种用于基于消息的功率门控的第一片上系统(system on a chip，SoC)资源中的方法包括：在第一SoC资源处接收来自第二SoC资源的唤醒通知消息(wakeup notification message，WNM)，其中，WNM包括来自第二SoC资源的结果消息预期到达第一SoC资源的时间；第一SoC资源根据来自第二SoC资源的结果消息预期到达第一SoC资源的时间来确定唤醒时间；设置唤醒时间定时器在所述唤醒时间处到期；以及当唤醒时间定时器到期且第一SoC资源休眠时，唤醒第一SoC资源，其中，唤醒第一SoC资源包括唤醒第一SoC资源中的至少一个子资源。根据实施方式，一种片上系统(system on a chip，SoC)资源包括：与互连网络连接的输入/输出(input/output，I/O)接口，该I/O接口被配置成经由互连网络接收来自第二SoC资源的唤醒通知消息(wakeup notification message，WNM)，其中，WNM包括来自第二SoC资源的结果消息预期到达所述SoC资源的时间；以及耦接至I/O接口的功率管理控制器，该功率管理控制器被配置成：根据来自第二SoC资源的结果消息预期到达所述SoC资源的时间来确定唤醒时间；设置唤醒时间定时器在所述唤醒时间处到期；以及当唤醒时间定时器到期且所述SoC资源休眠时，唤醒所述SoC资源。根据实施方式，一种数据处理系统包括：多个片上系统(system on a chip，SoC)资源，所述多个SoC资源被配置为基于消息来互相通信；以及网络总线，该网络总线与多个SoC资源中的每个SoC资源连接，其中，SoC资源中的每个SoC资源包括：输入/输出(input/output，I/O)接口，该I/O接口与网络总线连接；至少一个资源处理子部件或资源存储子部件，所述至少一个资源处理子部件或资源存储子部件与I/O接口连接；功率管理控制器，该功率管理控制器与I/O接口连接；至少一个电源开关，所述至少一个电源开关与功率管理控制器连接、与电源连接并且与连接至I/O接口的所述至少一个资源处理子部件或资源存储子部件连接；以及唤醒时间定时器，该唤醒时间定时器与功率管理控制器连接，其中，I/O接口被配置成接收来自SoC资源中的另一SoC资源的唤醒通知消息(wakeup notification message，WNM)，其中，WNM包括来自SoC资源中的所述另一SoC资源的结果消息预期到达所述SoC资源的时间，以及其中，功率管理控制器被配置成：根据来自SoC资源中的所述另一SoC资源的结果消息预期到达所述SoC资源的时间来确定唤醒时间；设置唤醒时间定时器在所述唤醒时间处到期；以及当唤醒时间定时器到期且资源处理子部件或资源存储子部件中的至少一个资源处理子部件或资源存储子部件休眠时，唤醒所述至少一个资源处理子部件或资源存储子部件。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，在附图中：图1示出了实施方式的用于基于消息的细粒度SoC功率门控的SoC架构；图2示出了实施方式的基于消息的功率门控方法的概要时序图；图3示出了实施方式的具有功率管理控制器的SoC资源；以及图4示出了对用于基于消息的SoC功率门控的示例方法进行说明的流程图。具体实施方式下文将详细论述当前优选实施方式的实施和使用。然而，应了解，本专利技术提供可在各种具体上下文中体现的许多适用的专利技术构思。所论述的具体实施方式仅仅说明用于实施和使用本专利技术的具体方式，而不限制本专利技术的范围。本文公开了用于低功率控制器的系统、方法和装置，低功率控制器优化SoC中的计算/存储资源可被功率门控的时间段，进而降低总体SoC功耗。在实施方式中，基于数据流消息的系统中出现的所有类型的计算/存储资源都可共用所述系统、方法和装置。所公开的系统、方法和装置的一个优点在于对功率门控进行实时细粒度控制，以确保最大资源功率门控时间，并使得在任何给定时间点处SoC的功耗最低，而不会给实时应用的处理增加额外延迟。在实施方式中，细粒度功率门控方案的一个目标在于协调功率门控的使用与操作/存储资源需要被唤醒以执行操作的时间。在实施方式中，系统架构是处理来自消息的数据并向其他资源(数据流)发送新消息的独立资源的集合。系统资源的示例包括中央处理单元(central processing unit，CPU)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、硬件加速器集群(hardware accelerator cluster，HAC)以及存储子系统。在实施方式中，为了进行协调，针对每个资源限定了操作时段和空闲时段。在实施方式中，资源的操作时段被限定为资源非空闲时的任何时间。在实施方式中，空闲时段是取决于资源类型来限定的，其中，某些类型的资源(例如，CPU和DSP)的空闲时段被限定为无程序线程运行且无程序线程被调度运行(所述运行可由驻留实时操作系统(Real-time Operating System，RTOS)控制)的时间，其他类型的其他资源(例如，HAC)的空闲时段被限定为没有操作正在执行的时间。在其他实施方式中，可以存在其他资源类型，以及在不同的实施方式中对空闲时段的限定可以不同。本公开内容的实施方式能使细粒度功率门控处理算法对消息传递系统中的所有类型的资源通用，其中所述细粒度功率门控处理算法能够使计算资源被功率门控成在短时段(例如，十几个周期)内处于非活动状态。相比之下，传统技术包括需要使计算资源在大段时间内处于非活动状态的粗功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于消息的功率门控的第一片上系统(SoC)资源中的方法，所述方法包括：在所述第一SoC资源处接收来自第二SoC资源的唤醒通知消息(WNM)，其中，所述WNM包括来自所述第二SoC资源的结果消息预期到达所述第一SoC资源的时间；所述第一SoC资源根据来自所述第二SoC资源的所述结果消息预期到达所述第一SoC资源的所述时间来确定唤醒时间；设置唤醒时间定时器在所述唤醒时间处到期；以及当所述唤醒时间定时器到期且所述第一SoC资源休眠时，唤醒所述第一SoC资源，其中，唤醒所述第一SoC资源包括唤醒所述第一SoC资源中的至少一个子资源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.11 US 14/204,5551.一种用于基于消息的功率门控的第一片上系统(SoC)资源中的方法，所述方法包括：在所述第一SoC资源处接收来自第二SoC资源的唤醒通知消息(WNM)，其中，所述WNM包括来自所述第二SoC资源的结果消息预期到达所述第一SoC资源的时间；所述第一SoC资源根据来自所述第二SoC资源的所述结果消息预期到达所述第一SoC资源的所述时间来确定唤醒时间；设置唤醒时间定时器在所述唤醒时间处到期；以及当所述唤醒时间定时器到期且所述第一SoC资源休眠时，唤醒所述第一SoC资源，其中，唤醒所述第一SoC资源包括唤醒所述第一SoC资源中的至少一个子资源。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：当所述第一SoC资源处于空闲状态且从当前时间到所述唤醒时间定时器设置到期的当前唤醒时间之间的持续时间大于资源盈亏平衡时间时，将所述第一SoC资源置为休眠状态，其中，所述休眠状态包括针对所述第一SoC资源中的一个或更多个子部件的低功率状态。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述盈亏平衡时间包括为了弥补给所述第一SoC资源上电的开销需要使所述第一SoC资源保持在下电状态的时间。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述盈亏平衡时间还包括差错保护带，所述差错保护带被附加到为了弥补给所述第一SoC资源上电的开销需要使所述第一SoC资源保持在下电状态的所述时间。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：当所述SoC资源处于空闲状态且未调度唤醒时间时，将所述第一SoC资源置为休眠状态，其中，所述休眠状态包括针对所述第一SoC资源中的一个或更多个子部件的低功率状态。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括：维护包括多个唤醒时间的唤醒时间队列，其中，所述唤醒时间队列保持追踪需要唤醒所述第一SoC资源的未来唤醒时间；以及设置所述唤醒时间定时器在所述多个唤醒时间中的最早到达的一个唤醒时间处到期。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括：确定针对要由所述第一SoC资源完成的处理的时间段；确定第三SoC资源，作为所述处理的完成结果而生成的第二结果消息要被发送至所述第三SoC资源；确定用于将所述第二结果消息从所述第一SoC资源传输至所述第三SoC资源的时间；以及向所述第三SoC资源发送第二WNM，其中，所述WNM包括第二唤醒时间，其中，所述第二唤醒时间包括所述第三SoC资源预期接收到所述第二结果消息的时间，以及其中，所述第二唤醒时间是根据针对要由所述第一SoC资源完成的所述处理的所述时间段和用于将所述第二结果消息从所述第一SoC资源传输至所述第三SoC资源的所述时间而确定的。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，根据来自所述第二SoC的所述结果消息预期到达所述第一SoC资源的所述时间来确定唤醒时间包括：确定使所述第一SoC资源上电并准备好无延迟进行操作所需要的时间量，以及将所述唤醒时间设置为下述时间：比来自所述第二SoC资源的所述结果消息预期到达所述第一SoC资源的所述时间至少提前了使所述第一SoC资源上电并准备好无延迟进行操作所需要的所述时间量。9.根据权利要求2和5中任一项所述的方法，其中，所述休眠状态包括三种休眠模式中的一种休眠模式，其中，所述三种休眠模式包括浅度休眠模式、深度休眠模式以及关机模式，其中，所述浅度休眠模式在所述三种休眠模式中唤醒时间最短且节能最少，其中，所述关机模式在所述三种模式中唤醒时间最长且节能最多，以及其中，所述深度休眠模式提供介于所述浅度休眠模式提供的唤醒时间和节能与所述关机模式提供的唤醒时间和节能之间的唤醒时间和节能。10.一种片上系统(SoC)资源，所述SoC资源包括：与互连网络连接的输入/输出(I/O)接口，所述I/O接口被配置成经由所述互连网络接收来自第二SoC资源的唤醒通知消息(WNM)，其中，所述WNM包括来自所述第二SoC资源的结果消息预期到达所述SoC资源的时间；以及耦接至所述I/O接口的功率管理控制器，所述功率管理控制器被配置成：根据来自所述第二SoC资源的所述结果消息预期到达所述SoC资源的所述时间来确定唤醒时间；设置唤醒时间定时器在所述唤醒时间处到期；以及当所述唤醒时间定时器到期且所述SoC资源中的至少一个子部件处于休眠状态时，唤醒所述SoC资源中的所述至少一个子部件。11.根据权利要求10所述的SoC资源，其中，所述功率管理控制器还被配置成：当所述SoC资源处于空闲状态且从当前时间到所述唤醒时间定时器设置到期的当前唤醒时间之间的持续时间大于资源盈亏平衡时间时，将所述SoC资源置为休眠状态，其中，所述休眠状态包括针对所述SoC资源中的一个或更多个子部件的低功率状态。12.根据权利要求11所述的SoC资源，其中，所述盈亏平衡时间包括为了弥补给所述SoC资源上电的开销需要使所述SoC资源保持在下电状态的时间。13.根据权利要求12所述的SoC资源，其中，所述盈亏平衡时间还包括差错保护带，所述差错保护带被附加到为了弥补给所述SoC资源上电的开销需要使所述SoC资源保持在下电状态的所述时间。14.根据权利要求10至13中任一项所述的SoC资源，其中，所述功率管理控制器还被配置成：当所述SoC资源处于空闲状态且未调度唤醒时间时，将所述SoC资源置为休眠状态，其中，所述休眠状态包括针对所述SoC资源中的一个或更多个子部件的低功率状态。15.根据权利要求10至14中任一项所述的SoC资源，其中，所述功率管理控制器还被配置成：维护包括多个唤醒时间的唤醒时间队列，其中，所述唤醒时间队列保持追踪需要唤醒所述SoC资源的未来唤醒时间；以及设置所述唤醒时间定时器在所述多个唤醒时间中的最早到达的一个唤醒时间处到期。16.根据权利要求10至15中任一项所述的SoC资源，其中，所述功率管理控制器还被配置成：确定针对要由所述SoC资源完成的处理的时间段；确定第三SoC资源，作为所述处理的完成结果而生成的第二结果消息要被发送至所述第三SoC资源；确定用于将所述第二结果消息从所述SoC资源传输至所述第三SoC资源的时间；以及向所述第三SoC资源发送第二WNM，其中，所述WNM包括第二唤醒时间，其中，所述第二唤醒时间包括所述第三SoC资源预期接收到所述第二结果消息的时间，以及其中，所述第二唤醒时间是根据针对要由所述SoC资源完成的所述处理的所述时间段和用于将所述第二结...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·布朗，迈赫兰·巴盖里，彼得·严，艾伦·葛加理，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44