用于集成电路的空闲阶段预测制造技术

本发明专利技术公开了一种用于集成电路中的空闲阶段预测的方法和装置。在一个实施方案中，一种集成电路(IC)包括功能单元，其被配置成在活动状态的间隔与空闲状态的间隔之间循环。所述IC还包括预测单元，其被配置成记录针对所述空闲状态的多个间隔的空闲状态持续时间的历史。基于所述空闲状态持续时间的历史，所述预测单元被配置成生成针对所述空闲状态的下一个间隔的持续时间的预测。在多个用途中，功率管理单元可以使用所述预测来确定是否要将所述功能单元置于低功率(例如，休眠)状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及集成电路，并且更具体地来说，涉及管理集成电路的功耗。
技术介绍
管理诸如计算机系统处理器和多种类型的芯片上系统(SoC) IC等集成电路(IC)中的功耗越来越重要。这不仅在IC主动地执行工作时，而且在IC处于空闲时均是事实。具体来说，IC中的晶体管的特征尺寸小可能导致漏电电流，并由此在其它方面未执行任何工作的功能单元中导致功耗。当IC的功能单元转为空闲时，功率管理硬件或软件可以采取多种动作来降低功耗。降低时钟频率或门控时钟可以降低动态功耗。降低供电电压可以产生功耗上的额外降低。在一些情况中，可以在功能单元处于空闲时对该功能单元进行门控(即，可以从其撤除电力)。这可以称为深度休眠状态。可以通过执行多种动作来实现进入低功率或休眠状态。考虑例如具有多个处理器核心和其上执行的功率管理单元的SoC。将处理器核心置于休眠状态中执行的动作可以包括刷新将失去供电的任何高速缓存、关断来自锁相环(PLL)的电源、保存系统状态等。当进入低功率或休眠状态时，处理器核心可以保持在此处直到导致唤醒该核心的启动的外部中断或其它动作为止。
技术实现思路
公开了一种用于集成电路中的空闲阶段预测的方法和装置。在一个实施方案中，一种方法包括使集成电路(IC)的功能单元在活动状态的间隔与空闲状态的间隔之间循环。该方法还包括记录针对空闲状态的多个间隔的空闲状态持续时间的历史，并基于空闲状态持续时间的历史来预测空闲状态的下一个间隔的持续时间。在一个实施方案中，一种IC包括被配置成在活动状态的间隔与空闲状态的间隔之间循环的功能单元。该IC还包括被配置成记录针对空闲状态的多个间隔的空闲状态持续时间的历史的预测单元。该预测单元还被配置成基于空闲状态持续时间的历史来预测空闲状态的下一个间隔的持续时间。【附图说明】阅读下文详细描述以及参见附图时，本专利技术的其它方面将变得明显，现在对附图进行简要描述。图1是集成电路(IC)的一个实施方案的框图。图2是图示IC的一个实施方案中的功能单元的操作的图；图3是图示功率管理单元的一个实施方案和与之耦合的预测单元的一个实施方案的框图。图4包括多个直方图以图示预测单元的各种实施方案使用的分段(binning)方法。图5是图示用于基于平均值来预测空闲状态持续时间的方法的一个实施方案的流程图。图6是图示用于基于最快增长段(bin)的确定来预测空闲状态持续时间的方法的一个实施方案的流程图。图7是图示用于基于空闲状态持续时间的双峰分布来预测空闲状态持续时间的方法的一个实施方案的流程图。图8是图示用于基于阈值分开的段对来预测空闲状态持续时间的方法的一个实施方案的流程图。图9是图示用于使用分段方法来预测IC的功能单元的活动时间的方法的一个实施方案的流程图。图10是图示计算机可读存储介质的一个实施方案的框图。本文公开的主题易于设想多种修改和替代形式，而其特定实施方案在附图中通过实例的方式示出并将在本文予以详细描述。然而，应该理解，附图及其描述无意限制于所公开的特定形式，而相反，应涵盖落在所附权利要求定义的本公开的精神和范围内的所有修改、等效物和替代物。【具体实施方式】概述本公开涉及用于基于先前空闲状态持续时间的历史预测IC的功能单元的下一个空闲状态的持续时间的多种方法。该预测信息可以用于多种目的，包括(但不限于)确定是否允许该功能单元进入某些低功率状态(例如，休眠状态)以及何时退出此类低功率状??τ O在示范实施方案中，IC可以是具有多个处理器核心的芯片上系统(SoC)。SoC可以包括被配置成监视处理器核心的活动以确定是否有处理器核心已进入空闲状态的预测单元。空闲状态一般可以定义为其中IC的功能单元未在执行工作所处的状态。在处理器核心的情况中，可以采用多种方式来定义空闲状态，诸如处理器核心未在执行任何指令所处的状态。该预测单元可以包括确定处理器核心处于空闲状态的时间量的定时器，其中定时器在处理器核心恢复活动状态中的操作(例如，处理指令)时复位。当空闲状态的给定间隔结束时，预测单元可以记录该间隔的持续时间。该预测单元还可以将空闲状态的最近N个间隔(其中N是大于I的整数)的持续时间历史细分成段。使用段指示的信息，预测单元可以生成针对下一个空闲状态的持续时间的预测。可以使用多种方法以基于空闲状态持续时间历史来生成预测。示例方法包括计算平均空闲状态持续时间并基于此来进行预测，基于具有最快速增长计数的段来进行预测，在空闲状态时间的历史分布为双峰时基于两个段中较大者来进行预测等等。正如上文提到的，可以使用此类预测来确定是否要在空闲时间期间进入低功率状态。例如，使用空闲状态时间的预测，功率管理单元可以基于预测的空闲时间中可获得的节能来确定进入休眠(即，功率门控)状态是否会导致过量性能丧失。具有功率管理单元的芯片上系统(SoC)及其操作:图1是耦合到存储器的集成电路(IC)的一个实施方案的框图。在此示例中，IC2和存储器6连同显示器3和显示器存储器300形成计算机系统10的至少一部分。在示出的实施方案中，IC 2是具有多个处理节点11的芯片上系统(SoC)。在本特定实施例中，处理节点11是处理器核心，并且由此也表示为核心#1、核心#2等。注意，本文要描述的方法可以施加到单独、唯一的IC晶片上的其它布置，诸如实现多个处理器(其可以是单核心或多核心处理器)的多处理器计算机系统。此外，仅有一个处理节点11的多个实施方案也是可能且可设想的。在所示的实施方案中，每个处理节点11耦合到北桥12。北桥12可以为每个处理节点11提供范围广的多种接口功能，包括至存储器的接口和至多种外设的接口。此外，北桥12包括被配置成管理每个处理节点11的功耗的功率管理单元20。注意，在一些实施方案中，功率管理单元20可以在北桥12外部的位置来实现。功率管理单元20执行的功率管理功能是基于处理节点11的活动水平确定是否要进入多种低功率状态。例如，如果处理节点11处于空闲状态，则功率管理单元20可以降低对其提供的电压和/或降低对其提供的时钟信号频率。此外，如果给定的处理节点11持续足够时间量处于空闲，则功率管理单元20可以通过门控(即，关断)对其提供的时钟信号以及对其提供的功率来将其置于休眠状态。功率管理单元20可以在对处理节点11提供门控功率和时钟信号之前向处理节点11提供多种信号，以使其能够执行如刷新高速缓存、保存状态等的动作。在所示的实施方案中，北桥12包括耦合到功率管理单元20的预测单元21。预测单元21被配置成存储并分析与每个处理器核心11的先前空闲状态的历史相关的信息，并且还可以存储与先前活动状态的历史相关的信息。具体来说，预测单元21可以存储有关每个处理器核心11的多个先前出现的空闲状态的相应持续时间的信息。预测单元21可以存储有关每个处理器核心11的多个先前出现的活动状态的相应持续时间的信息。可以将每个处理器核心的持续时间信息安排在段中，正如下文进一步论述的。使用空闲状态的信息持续时间，预测单元21可以预测每个处理器核心11的下一个空闲状态的持续时间。使用预测单元21作出的预测，功率管理单元20可以响应确定处理器核心11处于空闲状态而确定是否要将处理器核心11置于低功率状态。本文定义的低功率状态可以是将对处理器核心提供的电压从其最大值降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：使集成电路(IC)的功能单元在活动状态的间隔与空闲状态的间隔之间循环；记录针对所述空闲状态的多个间隔的空闲状态持续时间的历史；以及基于所述空闲状态持续时间的历史来预测所述空闲状态的下一个间隔的持续时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安古·埃克特，利斯拉塔·曼妮，威廉·L·伯奇，马赫杜·S·S·戈文丹，迈克尔·J·舒尔特，
申请(专利权)人：超威半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US