用于降低功耗的转换方法及其运算装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于降低功耗的转换方法及其运算装置。所述运算装置包括转换单元、数据储存单元以及指令处理单元。该转换单元接收第一指令串。在省电模式中，该转换单元混合第二指令串与至少一特殊指令而获得并输出第三指令串，其中该第二指令串与该第一指令串具有相同功能，而所述至少一特殊指令不属于该第一指令串包含的每一指令所属的指令集。该数据储存单元包含易失性部分与非易失性部分。该指令处理单元耦接至该转换单元与该数据储存单元。该指令处理单元处理该第三指令串，以及依照所述至少一特殊指令管理该数据储存单元的储存状态。

【技术实现步骤摘要】
用于降低功耗的转换方法及其运算装置
本专利技术有关于一种用于降低功耗的转换方法及其运算装置。
技术介绍
近年来低功率芯片的设计技术陆续地被开发，以降低功耗并进一步地延长移动装置(mobiledevice)的电池寿命(batterylifetime)。举例来说，常闭运算(normally-offcomputing)是一种降低功耗的技术。常闭运算功能可以利用功率栅控(power-gating)与包含有非易失性部分(non-volatilepart)的存储器元件来降低功率消耗。然而，现有硬件尚无法支持常闭运算功能。
技术实现思路
本专利技术公开了一种降低功耗的转换方法及其运算装置，以支持常闭运算功能。本专利技术的一实施例公开了一种运算装置。所述运算装置包括转换单元、数据储存单元以及指令处理单元。该转换单元接收第一指令串(instructionsequence)，以及在省电模式中混合具有与该第一指令串执行相同功能的第二指令串与至少一特殊指令而获得并输出第三指令串。其中，该第一指令串中的每一指令均属于一指令集，而所述至少一特殊指令不属于该指令集。该数据储存单元包含易失性部分(volatilepart)与非易失性部分(non-volatilepart)。该指令处理单元耦接至该转换单元与该数据储存单元。该指令处理单元处理该第三指令串以及依照所述至少一特殊指令管理该数据储存单元的储存状态。在一可实施例中，其中至少一特殊指令包括数据备份指令与数据重存指令。当该指令处理单元执行该第三指令串中的所述数据备份指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以将该易失性部分的数据储存至该非易失性部分，以及在该易失性部分的数据储存至该非易失性部分后停止供电给该易失性部分与该非易失性部分。当该指令处理单元执行该第三指令串中的所述数据重存指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以供电给该易失性部分与该非易失性部分，以及将储存至该非易失性部分的数据重存至该易失性部分。在一可实施例中，其中至少一特殊指令包括数据备份指令、断电指令、供电指令与数据重存指令。当该指令处理单元执行该第三指令串中的所述数据备份指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以将该易失性部分的数据储存至该非易失性部分。当该指令处理单元执行该第三指令串中的所述断电指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以停止供电给该易失性部分与该非易失性部分。当该指令处理单元执行该第三指令串中的所述供电指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以恢复供电给该易失性部分与该非易失性部分。当该指令处理单元执行该第三指令串中的所述数据重存指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以将储存至该非易失性部分的数据重存至该易失性部分。在一可实施例中，其中数据储存单元包括存储器电路以及电力控制器。该存储器电路耦接至该指令处理单元。该存储器电路受控于该指令处理单元，而将该存储器电路内的易失性部分的数据储存至该存储器电路内的非易失性部分，或是将该非易失性部分的数据重存至该易失性部分。该电力控制器耦接至该指令处理单元与该存储器电路。该电力控制器受控于该指令处理单元，而停止供电给该存储器电路，或是恢复供电给该存储器电路。在一可实施例中，其中运算装置还包括功率管理单元。该功率管理单元耦接至该转换单元与该指令处理单元。其中，该指令处理单元执行用于运行操作系统的指令串；以及操作系统保存被中断事件所中断的进程的状态，并且由服务该中断事件的中断服务例程触发该功率管理单元输出具有一值的模式切换信号至该转换单元，该值指出上述的运算装置处于该省电模式。在一可实施例中，在接获具有该值的该模式切换信号后，上述的转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。在一可实施例中，在该转换单元基于该值设定转换单元内的模式切换标识后，依据被设定的该模式切换标识，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。在一可实施例中，其中运算装置还包括总线。该总线耦接至该转换单元与该指令处理单元。其中，该转换单元具有模式切换标识；当操作系统的至少一功率管理进程决定切换上述的运算装置的操作模式为该省电模式时，该指令处理单元执行用于模式切换的对应指令串并且经由该总线控制该转换单元以设置该模式切换标识；以及在该模式切换标识被设置后，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。在一可实施例中，其中运算装置还包括状态存储器以及总线。该状态存储器具有模式切换标识。该总线耦接至该状态存储器、该转换单元与该指令处理单元。其中，当操作系统中的至少一功率管理进程决定切换上述的运算装置的操作模式为该省电模式时，该指令处理单元执行用以模式切换的对应指令串并且经由该总线设置该状态存储器的该模式切换标识；以及依据被该转换单元检查的该模式切换标识，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。在一可实施例中，其中运算装置还包括中断控制器。该中断控制器耦接至该转换单元。其中，当发生硬件中断时，由该中断控制器输出具有一值的模式切换信号至该转换单元，该值指出上述的运算装置处于该省电模式；以及在该转换单元接获具有该值的该模式切换信号后，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。在一可实施例中，其中运算装置还包括统计分析器。该统计分析器耦接至硬件模块以分析该硬件模块的操作状况，并依据该硬件模块的操作状况来决定是否输出具有一值的模式切换信号至该转换单元，该值指出上述的运算装置处于该省电模式。在该转换单元接获具有该值的该模式切换信号后，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。在一可实施例中，其中运算装置还包括指令串侦测器。该指令串侦测器耦接至该转换单元，以及从该第一指令串侦测默认的模式切换样式。当该指令串侦测器从该第一指令串中发现默认的模式切换样式时，该指令串侦测器输出具有一值的模式切换信号至该转换单元，该值指出上述的运算装置处于该省电模式。在该转换单元接获具有该值的该模式切换信号后，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。本专利技术的一实施例公开一种降低功耗的转换方法。所述转换方法包括：由运算装置的转换单元接收第一指令串，其中该第一指令串中的每一指令均属于一指令集；在省电模式中，由该转换单元混合具有与该第一指令串执行相同功能的第二指令串与至少一特殊指令而获得第三指令串，其中所述至少一特殊指令不属于该指令集；由该运算装置的指令处理单元处理该第三指令串，以及依照所述至少一特殊指令管理该运算装置的数据储存单元的储存状态，其中该数据储存单元包含易失性部分与非易失性部分。在一可实施例中，其中第一指令串等于第二指令串。在一可实施例中，在正常操作模式中，其中的转换单元将该第一指令串输出给该指令处理单元作为该第三指令串。在一可实施例中，其中至少一特殊指令包括数据备份指令与数据重存指令，而所述的降低功耗的转换方法还包括：当该指令处理单元执行该第三指令串中的数据备份指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元，以将该易失性部分的数据储存至该非易失性部分，以及在该易失性部分的数据储存至该非易失性部分后，停止供电给该易失性部分与该非易失性部分；以及当该指令处理单元执行该第三本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运算装置，其特征在于，该运算装置包括：转换单元，接收第一指令串，以及在省电模式中混合具有与该第一指令串执行相同功能的第二指令串与至少一特殊指令而获得并输出第三指令串，其中该第一指令串中的每一指令均属于指令集，而所述至少一特殊指令不属于该指令集；数据储存单元，包含易失性部分与非易失性部分；以及指令处理单元，耦接至该转换单元与该数据储存单元，该指令处理单元处理该第三指令串以及依照所述至少一特殊指令管理该数据储存单元的储存状态。

【技术特征摘要】
2014.11.05 US 14/533,0941.一种运算装置，其特征在于，该运算装置包括：转换单元，接收第一指令串，以及在省电模式中混合具有与该第一指令串执行相同功能的第二指令串与至少一特殊指令而获得并输出第三指令串，其中该第一指令串中的每一指令均属于指令集，而所述至少一特殊指令不属于该指令集；数据储存单元，包含易失性部分与非易失性部分；指令处理单元，耦接至该转换单元与该数据储存单元，该指令处理单元处理该第三指令串以及依照所述至少一特殊指令管理该数据储存单元的储存状态；以及功率管理单元，耦接至该转换单元与该指令处理单元；其中该指令处理单元执行用于运行操作系统的指令串；以及该操作系统保存被中断事件所中断的进程的状态，并且接着由服务该中断事件的中断服务例程触发该功率管理单元输出具有一值的模式切换信号至该转换单元，该值指出该运算装置处于该省电模式。2.如权利要求1所述的运算装置，其中该第一指令串等于该第二指令串。3.如权利要求1所述的运算装置，其中在正常操作模式中，该转换单元将该第一指令串输出给该指令处理单元作为该第三指令串。4.如权利要求1所述的运算装置，其中所述至少一特殊指令包括数据备份指令与数据重存指令；当该指令处理单元执行该第三指令串中的该数据备份指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以将该易失性部分的数据储存至该非易失性部分，以及在该易失性部分的数据储存至该非易失性部分后停止供电给该易失性部分与该非易失性部分；以及当该指令处理单元执行该第三指令串中的该数据重存指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以供电给该易失性部分与该非易失性部分，以及将储存至该非易失性部分的数据重存至该易失性部分。5.如权利要求1所述的运算装置，其中所述至少一特殊指令包括数据备份指令、断电指令、供电指令与数据重存指令；当该指令处理单元执行该第三指令串中的该数据备份指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以将该易失性部分的数据储存至该非易失性部分；当该指令处理单元执行该第三指令串中的该断电指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以停止供电给该易失性部分与该非易失性部分；当该指令处理单元执行该第三指令串中的该供电指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以恢复供电给该易失性部分与该非易失性部分；以及当该指令处理单元执行该第三指令串中的该数据重存指令时，由该指令处理单元触发该数据储存单元以将储存至该非易失性部分的数据重存至该易失性部分。6.如权利要求1所述的运算装置，其中该数据储存单元包括：存储器电路，耦接至该指令处理单元，其中该存储器电路受控于该指令处理单元而将该存储器电路内的该易失性部分的数据储存至该存储器电路内的该非易失性部分，或是将该非易失性部分的数据重存至该易失性部分；以及电力控制器，耦接至该指令处理单元与该存储器电路，其中该电力控制器受控于该指令处理单元而停止供电给该存储器电路，或是恢复供电给该存储器电路。7.如权利要求6所述的运算装置，其中该存储器电路包括非易失性静态随机存取存储器、非易失性动态随机存取存储器、或是非易失性正反器。8.如权利要求1所述的运算装置，其中该数据储存单元包括非易失性静态随机存取存储器、非易失性动态随机存取存储器、或是非易失性正反器。9.如权利要求1所述的运算装置，其中所述至少一特殊指令包含多个存储器群组指令，而该数据储存单元包括：多个存储器电路群组，耦接至该指令处理单元，其中该指令处理单元依照所述多个存储器群组指令分别管理所述多个存储器电路群组的储存状态。10.如权利要求1所述的运算装置，其中在接获具有该值的该模式切换信号后，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。11.如权利要求1所述的运算装置，其中在该转换单元基于该值设定该转换单元内的模式切换标识后，依据被设定的该模式切换标识，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。12.一种运算装置，其特征在于，该运算装置包括：转换单元，接收第一指令串，以及在省电模式中混合具有与该第一指令串执行相同功能的第二指令串与至少一特殊指令而获得并输出第三指令串，其中该第一指令串中的每一指令均属于指令集，而所述至少一特殊指令不属于该指令集；数据储存单元，包含易失性部分与非易失性部分；指令处理单元，耦接至该转换单元与该数据储存单元，该指令处理单元处理该第三指令串以及依照所述至少一特殊指令管理该数据储存单元的储存状态；以及总线，耦接至该转换单元与该指令处理单元；其中该转换单元具有模式切换标识；当操作系统的至少一功率管理进程决定切换该运算装置的操作模式为该省电模式时，该指令处理单元执行用于模式切换的对应指令串并且经由该总线控制该转换单元以设置该模式切换标识；以及在该模式切换标识被设置后，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。13.一种运算装置，其特征在于，该运算装置包括：转换单元，接收第一指令串，以及在省电模式中混合具有与该第一指令串执行相同功能的第二指令串与至少一特殊指令而获得并输出第三指令串，其中该第一指令串中的每一指令均属于指令集，而所述至少一特殊指令不属于该指令集；数据储存单元，包含易失性部分与非易失性部分；指令处理单元，耦接至该转换单元与该数据储存单元，该指令处理单元处理该第三指令串以及依照所述至少一特殊指令管理该数据储存单元的储存状态；状态存储器，具有模式切换标识；以及总线，耦接至该状态存储器、该转换单元与该指令处理单元；其中当操作系统中的至少一功率管理进程决定切换该运算装置的操作模式为该省电模式时，该指令处理单元执行用以模式切换的对应指令串并且经由该总线设置该状态存储器的该模式切换标识；以及依据被该转换单元检查的该模式切换标识，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。14.一种运算装置，其特征在于，该运算装置包括：转换单元，接收第一指令串，以及在省电模式中混合具有与该第一指令串执行相同功能的第二指令串与至少一特殊指令而获得并输出第三指令串，其中该第一指令串中的每一指令均属于指令集，而所述至少一特殊指令不属于该指令集；数据储存单元，包含易失性部分与非易失性部分；指令处理单元，耦接至该转换单元与该数据储存单元，该指令处理单元处理该第三指令串以及依照所述至少一特殊指令管理该数据储存单元的储存状态；以及中断控制器，耦接至该转换单元；其中当发生硬件中断时，由该中断控制器输出具有一值的模式切换信号至该转换单元，该值指出该运算装置处于该省电模式；以及在该转换单元接获具有该值的该模式切换信号后，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。15.一种运算装置，其特征在于，该运算装置包括：转换单元，接收第一指令串，以及在省电模式中混合具有与该第一指令串执行相同功能的第二指令串与至少一特殊指令而获得并输出第三指令串，其中该第一指令串中的每一指令均属于指令集，而所述至少一特殊指令不属于该指令集；数据储存单元，包含易失性部分与非易失性部分；指令处理单元，耦接至该转换单元与该数据储存单元，该指令处理单元处理该第三指令串以及依照所述至少一特殊指令管理该数据储存单元的储存状态；以及统计分析器，耦接至硬件模块以分析该硬件模块的操作状况，并依据该硬件模块的操作状况而决定是否输出具有一值的模式切换信号至该转换单元，该值指出该运算装置处于该省电模式；其中在该转换单元接获具有该值的该模式切换信号后，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串。16.一种运算装置，其特征在于，该运算装置包括：转换单元，接收第一指令串，以及在省电模式中混合具有与该第一指令串执行相同功能的第二指令串与至少一特殊指令而获得并输出第三指令串，其中该第一指令串中的每一指令均属于指令集，而所述至少一特殊指令不属于该指令集；数据储存单元，包含易失性部分与非易失性部分；指令处理单元，耦接至该转换单元与该数据储存单元，该指令处理单元处理该第三指令串以及依照所述至少一特殊指令管理该数据储存单元的储存状态；以及指令串侦测器，耦接至该转换单元，以及从该第一指令串侦测默认的模式切换样式；其中当该指令串侦测器从该第一指令串中发现该默认的模式切换样式时，该指令串侦测器输出具有一值的模式切换信号至该转换单元，该值指出该运算装置处于该省电模式；以及在该转换单元接获具有该值的该模式切换信号后，该转换单元将所述至少一特殊指令插入该第二指令串而获得该第三指令串...

【专利技术属性】
技术研发人员：王茂银，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71