一种可调配休眠模式控制的SoC系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供的可调配休眠模式控制的SoC系统及方法，包括执行模块、浅度休眠模块、任务派遣模块和取指模块；执行模块执行休眠指令时，发送休眠驱动信号；浅度休眠模块根据休眠驱动信号和任务清空响应信号，生成浅度休眠响应信号；取指模块在接收浅度休眠响应信号之后，停止取指动作；执行模块在接收浅度休眠响应信号之后，执行完当前指令后停止执行动作，以使SoC系统进入浅度休眠模式。本发明专利技术实施例提供的SoC系统及方法，通过在处理器内核中添加任务派遣模块与浅度休眠模块来确保处理器当前所有指令是否已经执行完毕，使处理器内核能安全进入浅度休眠模式，在保证处理器内核正确工作的同时，有效减少动态功耗与静态功耗。

A SoC system and method of adjustable sleep mode control

【技术实现步骤摘要】
一种可调配休眠模式控制的SoC系统及方法
本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种可调配休眠模式控制的SoC系统及方法。
技术介绍
微处理器芯片被广泛应用于各种各样的应用场景，例如：集成芯片是物联网系统采集信息、网络通信核心部件，也是区块链中实现数据加密传输的重要器件等。无论是利用数据服务特点的领域或是保证数据安全传输的领域，微处理器芯片在特定单元中均发挥着主导性的作用。作为信息化社会发展的核心设备之一，随着制造工艺的进步与结构的改进，处理器芯片的性能取得了长足的进步，但是芯片在功耗方面一直面临着巨大的挑战。由于多方面原因，单核处理器的性能在经历约十年的高速增长后逐渐放缓，其中功耗成为影响并制约处理器发展的主要因素之一。功耗过高会造成多方面的问题：高功耗会带来高成本、影响设备的便携性、影响处理器的可靠性等，同时，低功耗也是环保的需要。在一些特定的应用场景中，为了延长芯片的工作时间，保证系统安全、稳定、高效运行，必须尽可能地降低功耗。目前，芯片低功耗设计的方法多种多样，其中在架构层次采用休眠模式是降低功耗的一种十分有效的方法，即当处理器空闲时则进入休眠模式。但是该方法存在以下缺陷：一方面，可能会出现在指令未运行完毕的时候，强行进入休眠状态，从而造成处理器功能错误的情况发生；另一方面，采用上述降低功耗的方法，需要用大量的寄存器来保存进入休眠模式之前的信息从而使芯片的面积增大；最后，在上述方法中，虽然内核进入了休眠模式减少了动态功耗，但还存在着静态功耗，而在90nm以下的工艺，静态功耗在某些设计中已经占整个电路功耗的42％以上。有鉴于此，亟需提供一种芯片低功耗设计的方法，在确定当前指令运行完毕的情况下，方才使得在处理器进入休眠模式，以防止处理器功能错误的情况发生。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种可调配休眠模式控制的SoC系统及方法，用以解决目前在芯片低功耗设计上所存在的诸多不足。第一方面，本专利技术实施例提供一种可调配休眠模式控制的SoC系统，包括：执行模块、浅度休眠模块、任务派遣模块和取指模块，其中：执行模块用于在其所执行的调取系统操作指令为休眠指令时，向浅度休眠模块发送休眠驱动信号；浅度休眠模块用于根据休眠驱动信号和任务派遣模块发送的任务清空响应信号，生成浅度休眠响应信号，并将浅度休眠响应信号发送至取指模块和所述执行模块；取指模块用于在接收到浅度休眠响应信号之后，停止取指动作；执行模块还用于在接收浅度休眠响应信号之后，执行完当前指令后停止执行动作，以使SoC系统进入浅度休眠模式。进一步地，上述任务派遣模块还用于在执行模块执行完当前指令后停止执行动作之后，生成任务清空响应信号。进一步地，SoC系统还包括设置于高频时钟区域的可编程中断控制器；该可编程中断控制器用于生成第一触发信号，控制SoC系统退出浅度休眠模式。进一步地，上述SoC系统还包括设置于低频时钟区域的电源管理单元；该电源管理单元用于接收浅度休眠响应信号；若SoC系统的运行状态为空闲，则根据浅度休眠响应信号关断高频时钟区域的电源，以使SoC系统进入深度休眠模式。进一步地，上述SoC系统还包括设置于低频时钟区域的实时计时器；该实时计时器用于生成第二触发信号，控制电源管理单元运行，使SoC系统退出深度休眠模式。进一步地，上述SoC系统还包括设置于高频时钟区域的高频时钟产生模块，该高频时钟产生模块用于生成第一时钟信号；将第一时钟信号与浅度休眠响应信号作为第一与门的输入，将该第一与门的输出发送至取指模块，用于控制取指模块在接收浅度休眠响应信号之后，停止取指动作。进一步地，上述高频时钟产生模块还用于生成第二时钟信号；将该第二时钟信号作为第二与门的第一输入；将浅度休眠模块输出的浅度休眠响应信号与任务派遣模块输出的任务清空响应信号作为或门的输入，将该或门的输出作为第二与门的第二输入；将所述第二与门的输出发送至执行模块，用于控制执行模块执行完当前指令后停止执行动作，以使SoC系统进入浅度休眠模式。进一步地，上述任务派遣模块包括FIFO存储器。第二方面，本专利技术实施例提供一种可调配休眠模式控制的方法，包括：执行模块在其所执行的调取系统操作指令为休眠指令时，向浅度休眠模块发送休眠驱动信号；该浅度休眠模块根据休眠驱动信号和任务派遣模块发送的任务清空响应信号，生成浅度休眠响应信号，并将浅度休眠响应信号发送至取指模块和执行模块；取指模块在接收到浅度休眠响应信号之后，停止取指动作；执行模块在接收浅度休眠响应信号之后，执行完当前指令后停止执行动作，以使SoC系统进入浅度休眠模式。进一步地，若SoC系统的运行状态为空闲，设置于低频时钟区域的电源管理单元接收浅度休眠响应信号，并根据浅度休眠响应信号关断高频时钟区域的电源，以使SoC系统进入深度休眠模式。本专利技术实施例提供的可调配休眠模式控制的SoC系统及方法，通过在处理器内核中添加任务派遣模块与浅度休眠模块来确保处理器当前所有指令是否已经执行完毕，使处理器内核能安全进入浅度休眠模式，在保证处理器内核正确工作的同时，有效减少动态功耗与静态功耗。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种可调配休眠模式控制的SoC系统的构架示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种可调配休眠模式控制的SoC系统的硬件结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种可调配休眠模式控制的SoC系统中，任务派遣模块的工作原理示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种可调配休眠模式控制方法流程示意图；图5本专利技术实施例提供的一种可调配休眠模式控制的SoC系统进入浅度休眠模式的原理示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供一种可调配休眠模式控制的SoC系统，包括但不限于：执行模块1、浅度休眠模块2、任务派遣模块3和取指模块4，其中：执行模块1用于在其所执行的调取系统操作指令为休眠指令时，向浅度休眠模块2发送休眠驱动信号；浅度休眠模块2用于根据休眠驱动信号和任务派遣模块3发送的任务清空响应信号，生成浅度休眠响应信号，并将浅度休眠响应信号发送至取指模块4和所述执行模块1。进一步地，取指模块4用于在接收浅度休眠响应信号之后，停止取指动作；执行模块1还用于在接收浅度休眠响应信号之后，执行完当前指令后停止执行动作，以使SoC系统进入浅度休眠模式。具体地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调配休眠模式控制的SoC系统，其特征在于，包括：执行模块、浅度休眠模块、任务派遣模块和取指模块；/n所述执行模块用于在其所执行的调取系统操作指令为休眠指令时，向所述浅度休眠模块发送休眠驱动信号；/n所述浅度休眠模块用于根据所述休眠驱动信号和所述任务派遣模块发送的任务清空响应信号，生成浅度休眠响应信号，并将所述浅度休眠响应信号发送至所述取指模块和所述执行模块；/n所述取指模块用于在接收所述浅度休眠响应信号之后，停止取指动作；/n所述执行模块还用于在接收所述浅度休眠响应信号之后，执行完当前指令后停止执行动作，以使所述SoC系统进入浅度休眠模式。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调配休眠模式控制的SoC系统，其特征在于，包括：执行模块、浅度休眠模块、任务派遣模块和取指模块；
所述执行模块用于在其所执行的调取系统操作指令为休眠指令时，向所述浅度休眠模块发送休眠驱动信号；
所述浅度休眠模块用于根据所述休眠驱动信号和所述任务派遣模块发送的任务清空响应信号，生成浅度休眠响应信号，并将所述浅度休眠响应信号发送至所述取指模块和所述执行模块；
所述取指模块用于在接收所述浅度休眠响应信号之后，停止取指动作；
所述执行模块还用于在接收所述浅度休眠响应信号之后，执行完当前指令后停止执行动作，以使所述SoC系统进入浅度休眠模式。


2.根据权利要求1所述的可调配休眠模式控制的SoC系统，其特征在于，所述任务派遣模块还用于在所述执行模块执行完当前指令后停止执行动作之后，生成所述任务清空响应信号。


3.根据权利要求1所述的可调配休眠模式控制的SoC系统，其特征在于，所述SoC系统还包括设置于高频时钟区域的可编程中断控制器；
所述可编程中断控制器用于生成第一触发信号，控制所述SoC系统退出所述浅度休眠模式。


4.根据权利要求1所述的可调配休眠模式控制的SoC系统，其特征在于，所述SoC系统还包括设置于低频时钟区域的电源管理单元；
所述电源管理单元用于接收所述浅度休眠响应信号；
若所述SoC系统的运行状态为空闲，则根据所述浅度休眠响应信号关断高频时钟区域的电源，以使所述SoC系统进入深度休眠模式。


5.根据权利要求4所述的可调配休眠模式控制的SoC系统，其特征在于，所述SoC系统还包括设置于低频时钟区域的实时计时器；
所述实时计时器用于生成第二触发信号，控制所述电源管理单元运行，使所述SoC系统退出所述深度休眠模式。


6.根据权利要求1所述的可调配休眠模式控制的SoC系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：高万林，周维新，杨柳，吴德华，曹咏翔，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11