片上系统和调节电压和频率的方法技术方案

提供一种片上系统和调节电压和频率的方法。片上系统包括：处理单元，用于以预定时间间隔周期性地发送第一调频调压指令；硬件监测单元，用于在预定时间间隔内获取实时的性能检测信号，并根据性能检测信号发送第二调频调压指令；调频调压控制器，用于根据第一调频调压指令和第二调频调压指令调节时钟频率和供电电压；片上总线，用于耦接处理单元、硬件监测单元和调频调压控制器。根据本公开实施例，在软件程序发送的两个第一调频调压指令之间，通过硬件监测单元决定是否发送第二调频调压指令，从而有助于解决软件预测不准确的问题，并能更快地响应系统的调频调压需求。地响应系统的调频调压需求。地响应系统的调频调压需求。

【技术实现步骤摘要】
片上系统和调节电压和频率的方法


[0001]本公开涉及芯片领域，具体而言，涉及一种片上系统和调节电压和频率的方法。

技术介绍

[0002]集成电路的小型化趋势使得处理器制造商对如何降低功耗充满热情。处理器降低功耗的方法主要有两种：动态电压与频率调节(Dynamic Voltage and Frequency Scaling,DVFS)和自适应电压与频率调节(Adaptive Voltage Frequency Scaling，AVFS)。DVFS根据处理器所运行的应用程序对计算能力的不同需要，动态调节系统的时钟频率和供电电压，从而达到节能的目的。AVFS通过传感器实时测量检测数据决定供电电压。
[0003]对于DVFS系统还是AVFS系统而言，操作系统会每隔一个固定时间调整一次时钟频率，通用做法是定义一个独立的定时器，每隔一段时间(例如20ms)发起中断，在该中断服务程序中处理单元会根据预测的下一个调频周期(20ms)的负载情况，并根据负载情况发起调频调压请求。
[0004]该方案的缺点是：间隔一段时间发起调频调压请求，这个时间间隔如果设定的过长，可能无法满足调频需求，如果设定的过短，又可能由于频繁中断造成系统额外开销，对于系统性能提升，反而得不偿失。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开的目的是提供一种片上系统和调节电压和频率的方法，以解决现有技术中的问题。
[0006]第一方面，本公开实施例提供一种片上系统，包括：
[0007]处理单元，用于以预定时间间隔周期性地发送第一调频调压指令；
[0008]硬件监测单元，用于在所述预定时间间隔内获取实时的性能检测信号，并根据所述性能检测信号发送第二调频调压指令；
[0009]调频调压控制器，用于根据所述第一调频调压指令和/或所述第二调频调压指令调整时钟频率和供电电压；
[0010]片上总线，用于耦接所述处理单元、所述硬件监测单元和所述调频调压控制器。
[0011]可选地，所述处理单元还用于将所述第一调频调压指令发送给所述硬件监测单元，所述硬件监测单元还用于在接收到所述第一调频调压指令之后，延迟设定时长获取实时的性能检测信号。
[0012]可选地，所述硬件监测单元还用于：根据所述性能检测信号确定所述处理单元的目标频率，如果所述目标频率与所述第一调频调压指令中的目标频率相同，则不发送所述第二调频调压指令，否则发送所述第二调频调压指令。
[0013]可选地，所述调频调压控制器包括：
[0014]仲裁器，用于在同时接收到所述第一调频调压指令和所述第二调频调压指令时，仲裁只将所述第一调频调压指令和所述第二调频调压指令之一发送给调频调压处理单元；
[0015]调频调压处理单元，用于所述第一调频调压指令或所述第二调频调压指令调节所述时钟频率和所述供电电压。
[0016]可选地，所述第一调频调压指令或所述第二调频调压指令中包括指示信息，所述仲裁器根据所述指示信息进行仲裁。
[0017]可选地，当所述第一调频调压指令中包含第一指示信息时，所述仲裁器将所述第一指示信息存储在寄存器中，并在当前以及之后都仲裁只将所述第一调频调压指令发送给所述调频调压处理单元，直到所述第一调频调压指令包含第二指示信息。
[0018]可选地，当所述第二调频调压指令中包含第三指示信息时，所述仲裁器将所述第三指示信息存储在寄存器中，并在当前以及之后都仲裁只将所述第二调频调压指令发送给所述调频调压处理单元，直到所述第二调频调压指令包含第四指示信息。
[0019]可选地，所述硬件监测单元根据实时的性能检测信号为所述第二调频调压指令添加指示信息。
[0020]可选地，所述调频调压处理单元包括：
[0021]多个寄存器组，用于存储至少一个频率电压对；
[0022]变频寄存器，用于存储所述目标频率；
[0023]比较器，用于将所述目标频率与所述至少一个频率电压对分别比较，并输出结果信号；
[0024]变频生成单元，用于根据所述结果信号生成所述调频信号；
[0025]电压生成单元，用于根据所述结果信号生成所述调压信号。
[0026]可选地，所述硬件监测单元还用于统计在先的所述预定时间间隔内所述第二调频调压指令的发送频率并以此调整在后的所述预定时间间隔内所述第二调频调压指令的发送频率。
[0027]可选地，所述处理单元在执行软件程序的可执行代码时，发送所述第一调频调压指令。
[0028]第二方面，本公开实施例提供一种调节电压和频率的方法，包括：
[0029]软件程序按照设定时间间隔周期性地执行对下一周期内的负载状况进行预测，并根据预测结果确定是否发送第一调频调压指令并据此执行；
[0030]硬件监测单元在所述预定时间间隔内获取实时的性能检测信号，并根据所述性能检测信号确定是否发送第二调频调压指令并据此执行；
[0031]调频调压控制器根据所述第一调频调压指令或所述第二调频调压指令调节时钟频率和供电电压。
[0032]可选地，所述软件程序还用于将所述第一调频调压指令发送给所述硬件监测单元，所述硬件监测单元还用于在接收到所述第一调频调压指令之后，延迟设定时长获取实时的性能检测信号。
[0033]可选地，所述硬件监测单元还用于：根据所述性能检测信号确定所述处理单元要调整到的目标频率，如果所述目标频率与所述第一调频调压指令中的目标频率相同，则不发送所述第二调频调压指令，否则发送所述第二调频调压指令。
[0034]第三方面，本公开实施例提供一种计算装置，包括：
[0035]上述任一项所述的片上系统；
[0036]片外总线；
[0037]通过所述片外总线与所述片上系统耦接的存储设备；
[0038]与所述片上系统中的调频调压控制器耦接的电源管理电路。
[0039]本公开实施例提供的片上系统，在软件程序发送的两个第一调频调压指令之间，通过硬件监测单元决定是否发送第二调频调压指令，由于软件程序是通过预测下一周期内的负载状况来确定是否需要调频，因此可能存在预测不准确的情况，而硬件监测单元通过监测系统性能决定是否发送第二调频调压指令，由此在两个第一调频调压指令之间根据性能监测情况决定是否发送第二调频调压信号，从而有助于解决软件程序对负载状况预测不准确的问题，并能更快地响应系统的调频调压需求。
附图说明
[0040]通过参考以下附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0041]图1是本公开一实施例提供的片上系统的结构示意图；
[0042]图2是用于示意发送第一调频调压指令和第二调频调压指令的时序关系的时序示意图；
[0043]图3是本公开另一实施例提供的片上系统的结构示意图；
[0044]图4和5分别是图1或图3中的调频调压处理单元的两个不同实施例的结构示意图；
[0045]图6是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片上系统，包括：处理单元，用于以预定时间间隔周期性地发送第一调频调压指令；硬件监测单元，用于在所述预定时间间隔内获取实时的性能检测信号，并根据所述性能检测信号发送第二调频调压指令；调频调压控制器，用于根据所述第一调频调压指令和/或所述第二调频调压指令调整时钟频率和供电电压；片上总线，用于耦接所述处理单元、所述硬件监测单元和所述调频调压控制器。2.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述处理单元还用于将所述第一调频调压指令发送给所述硬件监测单元，所述硬件监测单元还用于在接收到所述第一调频调压指令之后，延迟设定时长获取实时的性能检测信号。3.根据权利要求1或2所述的片上系统，其中，所述硬件监测单元还用于：根据所述性能检测信号确定所述处理单元的目标频率，如果所述目标频率与所述第一调频调压指令中的目标频率相同，则不发送所述第二调频调压指令，否则发送所述第二调频调压指令。4.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述调频调压控制器包括：仲裁器，用于在同时接收到所述第一调频调压指令和所述第二调频调压指令时，仲裁只将所述第一调频调压指令和所述第二调频调压指令之一发送给调频调压处理单元；调频调压处理单元，用于所述第一调频调压指令或所述第二调频调压指令调整所述时钟频率和所述供电电压。5.根据权利要求4所述的片上系统，其中，所述第一调频调压指令或所述第二调频调压指令中包括指示信息，所述仲裁器根据所述指示信息进行仲裁。6.根据权利要求5所述的片上系统，其中，当所述第一调频调压指令中包含第一指示信息时，所述仲裁器将所述第一指示信息存储在寄存器中，并在当前以及之后都仲裁只将所述第一调频调压指令发送给所述调频调压处理单元，直到所述第一调频调压指令包含第二指示信息。7.根据权利要求5所述的片上系统，其中，当所述第二调频调压指令中包含第三指示信息时，所述仲裁器将所述第三指示信息存储在寄存器中，并在当前以及之后都仲裁只将所述第二调频调压指令发送给所述调频调压处理单元，直到所述第二调频调压指令包含第四指示信息。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：江鹏，蒲宇，陈林飞，
申请(专利权)人：阿里巴巴集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：