实现系统级芯片SOC低功耗控制的方法及SOC技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种实现系统级芯片SOC低功耗控制的方法及SOC，所述SOC包括：电源模块、MCU内核、高性能运算处理器内核、可编程DC‑DC开关电压调节器、可编程时钟产生器；所述MCU内核用于根据SOC应用情况生成供电控制信号和时钟控制信号，向可编程DC‑DC开关电压调节器发送供电控制信号，向可编程时钟产生器发送时钟控制信号。在本发明专利技术实施例中基于SOC应用情况产生满足于高性能运算处理器内核所需的工作电源和工作时钟，实现整体芯片的低功耗。

The Method of Realizing Low Power Control of SOC on System-level Chip and SOC

【技术实现步骤摘要】
实现系统级芯片SOC低功耗控制的方法及SOC
本专利技术涉及计算机芯片
，尤其涉及一种实现系统级芯片SOC低功耗控制的方法及系统级芯片SOC。
技术介绍
SOC为系统级芯片或者片上系统，是一个将计算机或其他电子系统集成单一芯片的集成电路。系统芯片可以处理数字信号、模拟信号、混合信号甚至更高频率的信号。系统芯片常常应用在嵌入式系统中。系统芯片的集成规模很大，一般达到几百万门到几千万门。SOC相对比较灵活，它可以将ARM架构的处理器与一些专用的外围芯片集成到一起，组成一个系统。其实现有的ARM处理器如Hisi-3507、hisi3516等处理器都是一个SOC系统，尤其是应用处理器它集成了许多外围的器件，为执行更复杂的任务、更复杂的应用提供了强大的支持。由于SOC自身的灵活性，它将多个器件集成到一个极小的芯片上从而组成一个系统，SOC芯片可在版图层面上结合工艺、电路设计等因素对系统的功耗进行系统的优化，这样比由现今外围的PCB版搭建出来的系统功耗更低，占用面积更小。目前，在高性能运算SOC应用中不能根据应用的实际情况，灵活地同时调整工作电压以及工作时钟频率，致使系统的功耗会存在冗余的浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种实现系统级芯片SOC低功耗控制的方法及SOC，基于SOC应用情况产生满足于高性能运算处理器内核所需的工作电源和工作时钟，实现整体芯片的低功耗。为了解决上述问题，本专利技术提出了一种系统级芯片SOC，所述SOC包括：电源模块、MCU内核、高性能运算处理器内核、可编程DC-DC开关电压调节器、可编程时钟产生器，其中：所述电源模块用于为MCU内核供电，并基于可编程DC-DC开关电压调节器向高性能运算处理器内核供电；所述MCU内核用于根据SOC应用情况生成供电控制信号和时钟控制信号，向可编程DC-DC开关电压调节器发送供电控制信号，向可编程时钟产生器发送时钟控制信号；所述可编程DC-DC开关电压调节器用于接收供电控制信号，并基于供电控制信号将电源模块所供给的电源转换成所述高性能运算处理器内核在所述SOC应用情况下所需的输出供电电压，并将所述输出供电电压所对应的供电电源输入至高性能运算处理器内核上；所述可编程时钟产生器用于接收时钟控制信号，并基于时钟控制信号产生所述高性能运算处理器内核在所述SOC应用情况下所需的输出时钟频率，并将所述输出时钟频率所对应的输出时钟输入至高性能运算处理器内核上；所述高性能运算处理器内核用于在SOC应用情况下基于所述输出供电电压所对应的供电电源和所述输出时钟频率所对应的输出时钟进行工作。所述系统级芯片SOC还包括电压域转换模块，所述电压域转换模块用于在所述MCU内核和高性能运算处理器内核之间进行控制信息和数据交互时，对MCU电压域信息与高性能运算处理器电压域信息之间进行转换。所述系统级芯片SOC还包括复位产生模块，所述复位产生模块用于在SOC上电后和SOC工作时产生上电复位信号。所述系统级芯片SOC还包括内核时钟产生器，所述内核时钟产生器用于向MCU内核输入所需的工作时钟。所述MCU内核存储有应用场景下各SOC应用情况和各对应SOC应用情况下所对应的供电控制信号和时钟控制信号，所述各SOC应用情况关联有所对应高性能运算处理器内核下的高性能运算任务量；所述MCU内核基于所述高性能运算处理器内核的高性能运算任务量调节供电控制信号和时钟控制信号。所述MCU在所述高性能运算处理器内核的高性能运算任务量少的情况下，所述供电控制信号用于调低所述输出供电电压，所述时钟控制信号用于调低输出时钟的输出时钟频率；所述MCU在所述高性能运算处理器内核的高性能运算任务量多的情况下，所述供电控制信号用于提高所述输出供电电压，所述时钟控制信号用于提高输出时钟的输出时钟频率。相应的，本专利技术还提出了一种实现系统级芯片SOC低功耗控制的方法，所述方法包括：SOC中的MCU内核根据SOC应用情况生成供电控制信号和时钟控制信号，并将所述供电控制信号发送给可编程DC-DC开关电压调节器，以及将所述时钟控制信号发送给可编程时钟产生器；所述可编程DC-DC开关电压调节器在收到供电控制信号后，基于供电控制信号将电源模块所供给的电源转换成所述高性能运算处理器内核在所述SOC应用情况下所需的输出供电电压，并将所述输出供电电压所对应的输出电源输入至高性能运算处理器内核上；所述可编程时钟产生器在收到时钟控制信号后，基于时钟控制信号产生所述高性能运算处理器内核在所述SOC应用情况下所需的输出时钟频率，并将所述输出时钟频率所对应的输出时钟输入至高性能运算处理器内核上；所述高性能运算处理器内核在SOC应用情况下基于所述输出供电电压所对应的供电电源和所述输出时钟频率所对应的输出时钟进行工作。所述方法还包括：在所述MCU内核和高性能运算处理器内核之间进行控制信息和数据交互时，基于电压域转换模块对MCU电压域信息与高性能运算处理器电压域信息之间进行转换。所述MCU内核存储有应用场景下各SOC应用情况和各对应SOC应用情况下所对应的供电控制信号和时钟控制信号，所述各SOC应用情况关联有所对应高性能运算处理器内核下的高性能运算任务量；所述MCU内核基于所述高性能运算处理器内核的高性能运算任务量调节供电控制信号和时钟控制信号。所述SOC中的MCU内核根据SOC应用情况生成供电控制信号和时钟控制信号包括：所述MCU在所述高性能运算处理器内核的高性能运算任务量少的情况下，所述供电控制信号用于调低所述输出供电电压，所述时钟控制信号用于调低输出时钟的输出时钟频率；所述MCU在所述高性能运算处理器内核的高性能运算任务量多的情况下，所述供电控制信号用于提高所述输出供电电压，所述时钟控制信号用于提高输出时钟的输出时钟频率。在本专利技术实施例中，在高性能运算SOC应用场景中，可以根据SOC应用的实际情况，灵活地同时调整工作电压以及工作时钟频率，使系统的功耗与性能比处理更优的状态，可以降低高性能运算SOC的功耗。MCU内核可以结合SOC应用场景下的应用情况来生成供电控制信号和时钟控制信号，通过这些控制信号促使相应器件产生高性能运算处理器内核在该SOC应用情况下所需的工作电源和工作时钟，从而使得高性能运算处理器在面对不同SOC应用情况所产生的功耗不同，使得整体内核所需的功耗得以控制，从整体SOC应用场景满足了低功耗控制需求。在高性能运算应用中，通过高性能运算SOC内部的MCU内核可以控制高性能运算处理器的工作电压以及工作时钟频率。在高性能运算处理器处于对频率要求不高的应用阶段，通过同时降低高性能运算处理器的工作电压以及工作时钟频率，可以大大降低高性能运算SOC的功耗。在比较典型的应用场景中，高性能运算处理器内核一般只在很小的时间比例中需要高性能运算任务量处理，而在其余的大多数时间里面，只需要使用低性能、低功耗的处理就足够了，所以本方案具有非常强的实用性。本方案可以使高性能运算SOC能够适用于对功耗要求较高的场合。在高性能运算处理器处于对频率要求较高的应用阶段，通过同时提高高性能运算处理器的工作电压以及工作时钟频率，又可以使高性能运算处理器获得高性能，使其能够处理复杂的视频处理运算。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统级芯片SOC，其特征在于，所述SOC包括：电源模块、MCU内核、高性能运算处理器内核、可编程DC‑DC开关电压调节器、可编程时钟产生器，其中：所述电源模块用于为MCU内核供电，并基于可编程DC‑DC开关电压调节器向高性能运算处理器内核供电；所述MCU内核用于根据SOC应用情况生成供电控制信号和时钟控制信号，向可编程DC‑DC开关电压调节器发送供电控制信号，向可编程时钟产生器发送时钟控制信号；所述可编程DC‑DC开关电压调节器用于接收供电控制信号，并基于供电控制信号将电源模块所供给的电源转换成所述高性能运算处理器内核在所述SOC应用情况下所需的输出供电电压，并将所述输出供电电压所对应的供电电源输入至高性能运算处理器内核上；所述可编程时钟产生器用于接收时钟控制信号，并基于时钟控制信号产生所述高性能运算处理器内核在所述SOC应用情况下所需的输出时钟频率，并将所述输出时钟频率所对应的输出时钟输入至高性能运算处理器内核上；所述高性能运算处理器内核用于在SOC应用情况下基于所述输出供电电压所对应的供电电源和所述输出时钟频率所对应的输出时钟进行工作。

【技术特征摘要】
1.一种系统级芯片SOC，其特征在于，所述SOC包括：电源模块、MCU内核、高性能运算处理器内核、可编程DC-DC开关电压调节器、可编程时钟产生器，其中：所述电源模块用于为MCU内核供电，并基于可编程DC-DC开关电压调节器向高性能运算处理器内核供电；所述MCU内核用于根据SOC应用情况生成供电控制信号和时钟控制信号，向可编程DC-DC开关电压调节器发送供电控制信号，向可编程时钟产生器发送时钟控制信号；所述可编程DC-DC开关电压调节器用于接收供电控制信号，并基于供电控制信号将电源模块所供给的电源转换成所述高性能运算处理器内核在所述SOC应用情况下所需的输出供电电压，并将所述输出供电电压所对应的供电电源输入至高性能运算处理器内核上；所述可编程时钟产生器用于接收时钟控制信号，并基于时钟控制信号产生所述高性能运算处理器内核在所述SOC应用情况下所需的输出时钟频率，并将所述输出时钟频率所对应的输出时钟输入至高性能运算处理器内核上；所述高性能运算处理器内核用于在SOC应用情况下基于所述输出供电电压所对应的供电电源和所述输出时钟频率所对应的输出时钟进行工作。2.如权利要求1所述的系统级芯片SOC，其特征在于，所述系统级芯片SOC还包括电压域转换模块，所述电压域转换模块用于在所述MCU内核和高性能运算处理器内核之间进行控制信息和数据交互时，对MCU电压域信息与高性能运算处理器电压域信息之间进行转换。3.如权利要求1所述的系统级芯片SOC，其特征在于，所述系统级芯片SOC还包括复位产生模块，所述复位产生模块用于在SOC上电后和SOC工作时产生上电复位信号。4.如权利要求1所述的系统级芯片SOC，其特征在于，所述系统级芯片SOC还包括内核时钟产生器，所述内核时钟产生器用于向MCU内核输入所需的工作时钟。5.如权利要求1至4任一项所述的系统级芯片SOC，其特征在于，所述MCU内核存储有应用场景下各SOC应用情况和各对应SOC应用情况下所对应的供电控制信号和时钟控制信号，所述各SOC应用情况关联有所对应高性能运算处理器内核下的高性能运算任务量；所述MCU内核基于所述高性能运算处理器内核的高性能运算任务量调节供电控制信号和时钟控制信号。6.如权利要求5所述的系统级芯片SOC，其特征在于，所述MCU在所述高性能运算处理器内核的高性能运算任务量少的情况下，所述供电控制信号用于调低所述输出供电电压，所述时钟控制信号用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：万上宏，刘志赟，
申请(专利权)人：深圳市致宸信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44