一种电压调节方法和电子设备技术

本申请公开了一种电压调节方法和电子设备，涉及电子技术领域，以保证处理器在负载轻和负载重的情况下均能够实现功耗降低和性能提升。该方法应用于具有处理器以及向处理器供电的电源的电子设备。该方法包括：该处理器根据下一时段主频向电源发送供电调节信息；电源根据供电调节信息确定用于向该处理器供电的供电电压V

【技术实现步骤摘要】
一种电压调节方法和电子设备


[0001]本申请涉及电子
，特别涉及一种电压调节方法和电子设备。

技术介绍

[0002]电路摩尔定律是一种揭示信息技术进步速度的定律，其内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能将每隔18-24个月翻一倍以上。
[0003]近年来，随着集成电路工作频率、集成度的不断提高，集成电路的功耗快速增加，使得集成电路难以继续适用电路摩尔定律，导致处理器性能和集成度无法提升，冷却成本增加等问题。
[0004]为了解决上述问题，一般采用动态电压频率调整(Dynamic Voltage and Frequency Scaling，缩写为DVFS)技术调节电源向处理器供电的供电电压，以在处理器负载轻时，降低处理器主频和供电电压；在处理器负载重时，提升处理器主频和供电电压，从而降低处理器功耗的一种降功耗技术。但是，在处理器负载重的情况下，DVFS技术无法降低处理器的供电电压，因此，DVFS技术在降低功耗方面的效果并不明显。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种电压调节方法和电子设备，以保证处理器在负载轻和负载重的情况下均能够实现功耗降低和性能提升。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种电压调节方法，应用于具有处理器以及向处理器供电的电源的电子设备。该方法包括：该处理器根据下一时段主频向电源发送供电调节信息，该供电调节信息包括下一时段主频的设定供电电压V，下一时段主频是指根据当前主频预测的主频；电源根据下一时段主频的设定供电电压V和下一时段主频的设定电压斜率R向该处理器供提供给你供电电压V
out
。电压斜率是指随着电源的负载电流增加供电电压V
out
的下降速度。该供电电压V
out
随着负载电流的增加减小。V
min
≤V
out
≤V，V
min
为处理器在下一时段主频运行时，在负载电流增大的情况下，正常运行的最低供电电压。
[0008]本申请提供的方法中，下一时段主频是指根据当前主频预测的主频，而电源根据下一时段主频的设定供电电压V和下一时段主频的设定电压斜率R向处理器提供的供电电压V
out
与处理器的下一时段主频相适应。并且，由于负载电流具有周期性的从最小值增加到最大负载电流的特点，使得现有技术中电源以恒压的方式输出负载端电压时，在负载电流增大的过程中，负载端电压被动下降。而本申请提供的方法主动控制电源输出的供电电压V
out
随着负载电流的增加而减小，使得在负载电流开始升高时电源所输出的供电电压V
out
主动随着负载电流的增加而下降。此时供电电压V
out
小于处理器在下一时段主频的设定供电电压V且大于或等于处理器在下一时段主频运行时，在负载电流增大的情况下，正常运行的最低供电电压V
min
。由此可见，与现有技术相比，本申请提供的方法中电源所提供的供电电
压V
ou
能够保证处理器正常运行的情况下，降低处理器功耗，从而提升处理器性能。而且，由于处理器的主频越高，处理器的负载量越高，因此，本申请提供的方法能够保证处理器的负载量无论高低，电源均能够在负载电流增大时，以低于当前主频设定供电电压的方式向处理器供电，使得处理器在正常运行的同时，具有较低功耗。
[0009]在一些可能的实现方式中，上述处理器根据下一时段主频向电源发送供电调节信息前，上述方法还包括：处理器根据当前负载量预测下一时段负载量，根据下一时段负载量确定下一时段主频。例如：在主板或处理器的内置存储器内存储负载量与主频的对应关系表，根据预测的下一时段负载量在负载量与主频的对应关系表中查询下一时段主频。
[0010]在一些可能的实现方式中，上述方法还包括：处理器确定下一时段主频与所述当前主频不相等的情况下，设定当前主频等于下一时段主频。鉴于供电电压调节与主频调节是相互依存的关系，上述处理器确定下一时段主频与当前主频不相等的情况下，设定当前主频等于下一时段主频包括：处理器确定下一时段主频小于当前主频，处理器根据下一时段主频向电源发送供电调节信息前，设定当前主频等于下一时段主频；处理器确定下一时段主频大于当前主频，电源根据下一时段主频的设定供电电压V和下一时段主频的设定电压斜率R向处理器提供供电电压V
out
后，处理器设定当前主频等于下一时段主频。
[0011]在一些可能的实现方式中，上述供电电压V
out
＝V-I*R，I为电源的负载电流，由供电电压V
out
的计算公式可以看出，供电电压V
out
由处理器在下一时段的设定电压斜率R、下一时段的设定供电电压V和负载电流I确定。由于电压斜率是指随着电源的负载电流增加供电电压的下降速度，因此，下一时段主频的设定电压斜率R和负载电流I的乘积实质为：电源的负载电流增大时，供电电压的主动下降量，只要保证该主动下降量大于或等于现有技术中负载电流增大情况下负载端电压被动最大下降量，就能够使得供电电压V
out
始终大于或等于处理器在下一时段运行时，在负载电流增大的情况下，正常运行的最低供电电压V
min
。
[0012]在一些可能的实现方式中，上述下一时段主频的设定供电电压V可以由处理器提供，而下一时段主频的设定电压斜率R可以存在于电源中，也可以由处理器提供。当处理器仅向电源提供下一时段主频的设定供电电压V时，处理器无需利用处理器与电源的通信接口动态设定电源内的下一时段主频的设定电压斜率R，从而有效减小通信延时和调压延时，提高调压速度。
[0013]在一些可能的实现方式中，上述处理器根据下一时段主频向电源发送供电调节信息包括：处理器根据下一时段主频从目标对应关系中查找下一时段主频的设定供电电压V，并向电源发送下一时段主频的设定供电电压V。此处目标对应关系为处理器的主频、设定供电电压和设定电压斜率的对应关系。当然，目标对应关系也可以是处理器的主频和设定供电电压的对应关系。此时处理器只需从目标对应关系中查询下一时段主频的设定供电电压，向电源发送下一时段主频的设定供电电压，这样就能够减小通信延时和调压延时，缩短电压调节时间。
[0014]在一些可能的实现方式中，当处理器仅向电源提供下一时段主频的设定供电电压V时，上述下一时段主频的设定电压斜率R可以以恒定电压斜率的形式存在于电源中。存在方式可以为保存方式。恒定电压斜率为处理器在各个主频的设定供电电压所允许的电压斜率的最小值R
min
，R
min
＞0。由于R
min
＞0，可以保证处理器在任何负载量或主频工作时，电源始终能够以小于或等于设定供电电压的方式向处理器提供供电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电压调节方法，其特征在于，应用于具有处理器和电源的电子设备，该方法包括：所述处理器根据下一时段主频向所述电源发送供电调节信息；所述供电调节信息包括所述下一时段主频的设定供电电压V，所述下一时段主频是指根据当前主频预测的主频；所述电源根据所述下一时段主频的设定供电电压V和所述下一时段主频的设定电压斜率R向所述处理器提供供电电压V
out
；其中，所述电压斜率是指随着所述电源的负载电流增加所述供电电压V
out
的下降速度；所述供电电压V
out
随着所述负载电流的增加减小；V
min
≤V
out
≤V，V
min
为所述处理器在所述下一时段主频运行时，在所述负载电流增大的情况下，正常运行的最低供电电压。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供电电压V
out
＝V-I*R，I为所述电源的负载电流。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述处理器根据下一时段主频向所述电源发送所述处理器在下一时段主频的设定供电电压V包括：所述处理器根据所述下一时段主频从目标对应关系中查找下一时段主频的设定供电电压V，并向所述电源发送所述下一时段主频的设定供电电压V；其中，所述目标对应关系为所述处理器的主频、设定供电电压和设定电压斜率的对应关系或所述处理器的主频和设定供电电压的对应关系。4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述下一时段主频的设定电压斜率R以恒定电压斜率的形式存在在所述电源内，所述恒定电压斜率为所述处理器在各个主频的设定供电电压所允许的电压斜率的最小值R
min
，R
min
＞0。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述供电调节信息包括还包括所述下一时段主频的设定电压斜率R。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述处理器根据下一时段主频向所述电源发送供电调节信息包括：所述处理器根据所述下一时段主频从目标对应关系中查找所述下一时段主频的设定供电电压V和所述下一时段主频的设定电压斜率R，并向所述电源发送所述下一时段主频的设定供电电压V和所述下一时段主频的设定电压斜率R；其中，所述目标对应关系为所述处理器的主频、设定供电电压和设定电压斜率的对应关系。7.根据权利要求3或6所述的方法，其特征在于，所述处理器根据下一时段主频向所述电源发送供电调节信息前，所述方法还包括：所述处理器根据性能差异信息对所述目标对应关系进行校准，使得校准后的所述目标对应关系与所述电子设备所包括的处理器匹配，其中，所述性能差异信息包括延时时间或振荡频率。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述处理器根据性能差异信息对所述目标对应关系进行校准，使得校准后的所述目标对应关系与所述处理器匹配包括：所述处理器根据所述性能差异信息从多种处理器性能差异与最低供电电压差异的对应关系中查找所述性能差异信息匹配的最低供电电压差异；根据所述性能差异信息匹配的最低供电电压差异对所述目标对应关系中每个主频的设定供电电压进行校准，使得校准后
的所述目标对应关系与所述电子设备所包括的处理器匹配；或，所述处理器根据当前温度从多种处理器在多个温度档位的性能差异与最低供电电压差异的对应关系中查找多种处理器在所述当前温度所在温度档位的性能差异与最低供电电压差异的对应关系；根据所述性能差异信息从所述当前温度所在温度档位的多种处理器性能差异与最低供电电压差异的对应关系中查找所述性能差异信息匹配的最低供电电压差异；根据所述性能差异信息匹配的最低供电电压差异对所述目标对应关系中每个主频的设定供电电压进行校准，使得校准后的所述目标对应关系与所述电子设备所包括的处理器匹配。9.根据权利要求3、6～8任一项所述的方法，其特征在于，所述目标对应关系为基准处理器的目标对应关系，所述基准处理器是多种处理器在同一主频的最低供电电压最大的处理器。10.根据权利要求3、6～9任一项所述的方法，其特征在于，所述处理器根据下一时段主频向所述电源发送供电调节信息前，所述方法还包括：所述处理器根据当前温度从基准处理器在多个温度档位的目标对应关系中查找目标对应关系；所述目标对应关系为所述基准处理器在所述当前温度所在温度档位的目标对应关系，所述基准处理器是多种处理器在同一主频的最低供电电压最大的处理器。11.根据权利要求3或6所述的方法，其特征在于，所述处理器根据下一时段主频向所述电源发送供电调节信息前，所述方法还包括：所述处理器根据性能差异信息从多种处理器的目标对应关系中查找与所述电子设备包括的处理器匹配的目标对应关系；所述性能差异信息包括延时时间或振荡频率；或，所述处理器根据当前温度从多种处理器在多个温度档位的目标对应关系查找所述多种处理器在所述当前温度所在温度档位的目标对应关系；根据性能差异信息从所述多种处理器在所述当前温度所在温度档位的目标对应关系中查找与所述电子设备包括的处理器匹配的目标对应关系；所述性能差异信息包括延时时间或振荡频率。12.根据权利要求1～11任一项所述的方法，其特征在于，所述处理器在每个所述主频的设定电压斜率为所述处理器在每个所述主频的设定供电电压所允许的电压斜率；或，所述处理器在所有主频的设定电压斜率均等于恒定电压斜率；所述恒定电压斜率为所述处理器在各个主频的设定供电电压所允许的电压斜率的最小值R
min
，R
min
＞0。13.根据权利要求4或12所述的方法，其特征在于，所述处理器在每个所述主频的设定供电电压所允许的电压斜率为R
(i)
，R
(i)
＝R
max(i)-ΔR
(i)
，R
max(i)
为所述处理器在每个所述主频的设定供电电压的最大电压斜率，ΔR
(i)
为所述处理器在每个所述主频的电压斜率裕量。14.根据权利要求1～13任一项所述的方法，其特征在于，所述处理器在每个所述主频的设定供电电压为V
(i)
，V
(i)
＝V
min(i)
+ΔV
(i)
，V
min(i)
为所述处理器在每个所述主频运行时，在所述负载电流增大的情况下，正常运行的最低供电电压，ΔV
(i)
为所述处理器在每个所述主频的供电电压裕量。15.根据权利要求1～14任一项所述的方法，其特征在于，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠建，王晓坤，许仕彬，李年兵，张良义，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：