用于处理数据的设备和处理数据的方法技术

一种用于处理数据的设备，所述设备包括：　　　　处理器，可操作来执行数据处理操作，所述处理器可操作来产生性能控制信号，所述性能控制信号表示想要的、所述处理器的数据处理性能级别；和　　　　至少一个另外的电路，响应于所述性能控制信号操作来支持所述想要的、所述处理器的数据处理性能级别；其中　　　　当响应对应于从第一想要的数据处理性能级别到第二想要的数据处理性能级别变化的、性能控制信号的变化时，所述至少一个另外的电路可操作来在至少一个中间数据处理性能级别支持数据处理，并且所述处理器在所述变化期间暂时在所述至少一个中间数据处理性能级别操作。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数据处理系统领域。更特别地是，本专利技术涉及控制数据处理性能诸如以减少由数据处理系统消耗的能量的领域。在数据处理系统中重要考虑因素是它们的能量消耗。消耗较少能量的数据处理系统在移动设备中允许更长的电池寿命，易于较冷并可靠地运行，并且对于处理热损耗等，要求较少的专用设计考虑因素。非常希望减少数据处理系统的能量消耗。与希望减少数据处理系统的能量消耗相平衡的是同时希望提高它们的性能级别，以便处理日益计算集中的任务。这种任务短时间内常常要求非常集中的处理操作，在所述短时间后面是其中要求少量计算的相对长的空闲时间。为了解决上述两个因素，已知提出这样的数据处理系统，其能改变它们的性能级别以便在某些配置中提供高计算性能而在其它配置中提供低能量消耗。诸如由Transmeta生产的LongRun软件或由Intel生产的SpeedStep系统之类的已知系统，使处理器能够在这种不同的配置之间切换。为了匹配想要的性能目标，高计算性能配置往往是这样的配置，具有相对高的操作电压和相对高的处理器时钟频率。反之，低能量消耗配置具有相对低的操作电压和相对低的处理器时钟频率。除提供上述性能和能量管理能力之外，另一重要的设计特性是硬件和软件设计在相对较多的不同环境中应该是可以重新使用的。如果对于不同的硬件实现必须重新编写诸如操作系统软件之类的计算机软件，或者对于不同的硬件实现要较大地修改硬件设计，那么这是非常不利的。依照一个方面，本专利技术提供了一种用于处理数据的设备，所述设备包括处理器，可操作来执行数据处理操作，所述处理器可操作来产生性能控制信号，所述性能控制信号表示想要的、所述处理器的数据处理性能级别；和至少一个另外的电路，响应于所述性能控制信号操作来支持所述想要的、所述处理器的数据处理性能级别；其中当响应对应于从第一想要的数据处理性能级别到第二想要的数据处理性能级别变化的、性能控制信号的变化时，所述至少一个另外的电路可操作来在至少一个中间数据处理性能级别支持数据处理，并且所述处理器在所述变化期间暂时在所述至少一个中间数据处理性能级别操作。本技术提供了一种系统，其中当响应性能控制信号的变化时，所述另外的电路可操作来支持至少一个中间数据处理性能级别，并且所述处理器利用其来在所述变化期间在所述至少一个中间数据处理性能级别上操作。一旦较高中间性能级别可用来在执行所关注的代码过程中有助于更好的向前进展，正在发生的性能变化就可以是随采用的所述较高中间性能级别的增高而在性能级别上的提高。作为选择，在性能级别下降期间，一旦较低中间性能级别可用来更迅速地减少能量消耗，这种技术就导致所述较低中间性能级别被采用。在性能级别提高的情况下，可以在到达那个提高的性能级别之前删除对于提高的性能级别的要求。作为一个例子，当服务高优先级但是相对计算不集中时，中断可以触发试图切换到最大性能级别，但是事实上只在几个处理周期内就完全地执行了中断代码，并且在该处理级别上升至最大量之前很早就完全地执行了中断代码，中间处理级的使用更迅速地启用该中断服务。当消除了对较高处理级的需要时，设置新的想要的数据处理性能级别，取消切换到最大性能级别。尽管当前技术适用于控制多种不同类型的其它电路，但是当控制时钟发生器和电压控制器时其尤为有用。在这种环境中，一旦更高的频率可用并且电源电压足以支持该提高速度的操作时，可以切换到该更高的时钟频率以便更好地向前进展通过所关注的程序代码，即使该更高的时钟频率可能只是一个接近于想要的最终目标频率的中间频率也是如此。本专利技术的优选实施例还提供了优先级信号，其能够触发改变到预先确定的性能级别，而不管控制信号值(例如最大或降低的级别)。这允许硬件机制采用可以便于迅速响应环境的方式来直接控制性能级别，所述环境诸如硬件中断、降低的电池功率信号等。从另一方面观察，本专利技术提供了处理数据的方法，所述方法包括步骤用处理器来执行数据处理操作，所述处理器可操作来产生性能控制信号，所述性能控制信号表示所述想要的、所述处理器的数据处理性能级别；并且响应于所述性能控制信号，操作一个或多个另外的电路以便支持所述想要的、所述处理器的数据处理性能级别；其中当响应对应于从第一想要的数据处理性能级别到第二想要的数据处理性能级别变化的、性能控制信号的变化时，所述一个或多个另外的电路可操作来在至少一个中间数据处理性能级别支持数据处理，并且所述处理器在所述变化期间暂时在所述至少一个中间数据处理性能级别操作。现在将仅以举例形式，参考附图来描述本专利技术的实施例，其中附图说明图1示意地举例说明了数据处理系统的一部分，包括性能控制器、时钟发生器和电压控制器；图2是示意地举例说明了在设置想要的性能级别过程中操作系统计算机程序操作的流程图；图3示意地举例说明了在想要的性能级别和控制信号值之间的示例性映射；图4是示意地举例说明了控制电压控制器的流程图；图5是示意地举例说明了控制时钟发生器的流程图；图6是示意地举例说明了利用当前技术的数据处理系统的另一例子的图；图7是示意地举例说明了在想要性能级别和控制信号值之间映射的进一步例子的图；图8举例说明了电源电压在保持模式级别和处理模式级别之间的调制；图9示意地举例说明了结合图8技术的电路；图10是示意地举例说明了使用调制的电压来控制性能的流程图11是示意地举例说明使用图8技术的另一数据处理系统的图；和图12是举例说明用于诸如图8到11的实施例的各个控制信号的图。图1举例说明了数据处理系统的一部分，包括性能控制器2、时钟发生器4和电压控制器6。典型地是，在图1中的电路形成较大集成电路的一部分，所述集成电路包括处理器，诸如由英国剑桥ARM有限公司生产的ARM处理器，以及其它电路元件，也可以作为芯片内系统设计的一部分。为了简化起见，从图1中省略了除性能控制器2、时钟发生器4和电压控制器6之外的电路元件。所述性能控制器2接收性能级别请求信号/值，该信号/值由在处理器(未举例说明)上执行的计算机程序在程序指令的控制下产生，所述计算机程序诸如操作计算机程序。为了该目的，可以把所想要的数据处理性能级别请求写入在存储地址空间内专用存储单元上，也可以写入到控制寄存器(诸如在例如CP5 ARM体系结构之类的配置协处理器内的控制寄存器)，或者采用其它方式存储。性能控制器2还结合性能监视器，所述性能监视器可以是一个或多个性能计数器，其计数实际时间、时钟信号、执行的工作或其它性能监视参数的经过。当性能控制器2接收表示想要的性能级别上的变化的数据处理性能级别请求时，那么其用来向时钟发生器4发布对新的目标时钟速度的请求以及向电压控制器6发布对新的目标电压的请求。应当理解的是，一旦程序指令将其想要的数据处理性能级别写入到适当的位置时，它就把控制如何实施所述想要的数据处理性能级别的控制权交给硬件(性能控制器2)。所述性能控制器2把所想要的数据处理性能请求映射到对时钟发生器4和电压控制器6适当的控制信号值(所述性能控制器2包括映射电路)。数据处理性能请求信号可以是格雷(Gray)编码信号值或简单的线性编码值。所述映射可以是温度计编码控制信号值，因为这样就对在可能是异步的时钟域之间采样时针对采样错误提供较好的抵抗性。此外，这提供了一种故障安全状态，借此采样错误易于生成最低的稳定同步值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理数据的设备，所述设备包括处理器，可操作来执行数据处理操作，所述处理器可操作来产生性能控制信号，所述性能控制信号表示想要的、所述处理器的数据处理性能级别；和至少一个另外的电路，响应于所述性能控制信号操作来支持所述想要的、所述处理器的数据处理性能级别；其中当响应对应于从第一想要的数据处理性能级别到第二想要的数据处理性能级别变化的、性能控制信号的变化时，所述至少一个另外的电路可操作来在至少一个中间数据处理性能级别支持数据处理，并且所述处理器在所述变化期间暂时在所述至少一个中间数据处理性能级别操作。2.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个另外的电路包括电压控制器，可操作来在多个不同的电压电平为所述处理器产生功率信号。3.如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个另外的电路包括时钟发生器，可操作来产生具有可选时钟频率的时钟信号。4.如权利要求2和权利要求3所述的设备，其中响应于想要的数据处理性能级别的提高，所述时钟发生器把时钟信号频率提高到中间时钟信号频率，此时，所述电压控制器正在产生具有足以支持所述中间时钟信号频率的电压电平的功率信号。5.如先前权利要求中任何一个所述的设备，其中一个或多个优先级信号用来触发所述另外的电路改变，以便独立于所述性能控制信号支持预先确定的数据处理性能级别。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·弗林，
申请(专利权)人：ARM有限公司，
类型：发明
国别省市：