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动态调节电压和频率的方法。该片上系统包括：主处理单元，用于向安全处理单元发送调频调压指示；安全处理单元，用于生成频率配置指令，并在接收到调频调压指示时，生成调频调压指令；调频调压控制器，用于根据频率配置指令进行频率电压配置，以及根据调频调压指令调节时钟频率和供电电压；片上总线，用于耦接主处理单元、安全处理单元和调频调压控制器。在该片上系统中，只有安全处理单元能够生成频率配置指令，主处理单元不能生成频率配置指令，因此由主处理单元执行的外部程序无法生成频率配置指令，如此提高调频调压过程的安全性。程的安全性。程的安全性。

【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系统的供电电压。
[0003]无论是DVFS系统还是AVFS系统，应用程序都可以通过系统接口发起调频调压请求，调频调压控制器根据调频调压请求调节时钟频率和供电电压。而攻击软件可以利用这一点，给系统带来安全问题。例如，攻击软件可发起包含较大频率的调频调压请求，如果将处理器设置为该频率，则可能导致系统崩溃。

技术实现思路

[0004]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，以提高调频调压操作的安全性。
[0005]第一方面，本公开实施例提供一种片上系统，包括：
[0006]主处理单元，用于向安全处理单元发送调频调压指示；
[0007]安全处理单元，用于生成频率配置指令，并在接收到所述调频调压指示时，生成调频调压指令；
[0008]调频调压控制器，用于根据所述频率配置指令进行频率电压配置操作，以及根据调频调压指令调整所述主处理单元和/或所述安全处理单元的时钟频率和供电电压；
[0009]片上总线，用于耦接所述主处理单元、所述安全处理单元和所述调频调压控制器。
[0010]可选地，所述调频调压控制器为DVFS控制器或AVFS控制器。
[0011]可选地，所述DVFS控制器根据所述频率配置指令设置至少一个频率电压对，并在所述调频调压指令的目标频率与所述至少一个频率电压对中的第一频率相符的情况下，基于所述第一频率产生调频信号，基于所述第一频率对应的电压产生调压信号，所述调频信号用于修改所述主处理单元和/或所述安全处理单元的时钟频率，所述调压信号用于修改所述主处理单元和/或所述安全处理单元的供电电压。
[0012]可选地，所述AVFS控制器还与传感器组件耦接，所述传感器组件用于获取检测数据，所述AVFS控制器用于根据所述频率配置指令配置至少一个频率，并在所述调频调压指令中的目标频率与所述至少一个频率中的第一频率相符的情况下，基于所述第一频率调节所述时钟频率，并基于所述检测数据和所述第一频率确定所述供电电压。
[0013]可选地，所述安全处理单元还用于：判断所述调频调压指示是否为安全指令，并在所述调频调压指示为安全指令的情况下，生成调频调压指令。
[0014]可选地，所述安全处理单元根据所述调频调压指示是否具有特定标签判断所述调频调压指示是否为安全指令。
[0015]可选地，所述安全处理单元在判断所述调频调压指示为非安全指令时，启动对所述调频调压控制器的保护机制。
[0016]可选地，所述保护机制为：将所述调频调压控制器锁定；以及向所述主处理单元发送告警。
[0017]可选地，所述DVFS控制器包括：
[0018]多个寄存器组，用于存储至少一个频率电压对；
[0019]变频寄存器，用于存储所述目标频率；
[0020]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；
[0021]变频生成单元，用于根据所述结果信号生成所述调频信号；
[0022]电压生成单元，用于根据所述结果信号生成所述调压信号。
[0023]可选地，所述DVFS控制器还包括：
[0024]中断生成单元，用于生成中断信号；
[0025]复位生成单元，用于生成复位信号；
[0026]总线响应单元，用于生成总线错误信号；
[0027]错误检测单元，用于采样所述结果信号，并根据所述结果信号指示所述中断生成单元、所述复位生成单元和所述总线响应单元之一启动。
[0028]可选地，所述AVFS控制器包括：
[0029]温度传感器控制器，用于从温度传感器获取实时温度；
[0030]工艺传感器控制器，用于从工艺传感器获取工艺偏差；
[0031]电压传感器控制器，用于从电压传感器获取实时电压；
[0032]电压计算单元，用于根据所述实时温度、工艺偏差和所述第一频率计算所述供电电压。
[0033]可选地，所述温度传感器、所述工艺传感器和所述电压传感器位于所述片上系统内部但在所述AVFS控制器之外。可选地，所述片上总线包括第一总线和第二总线，所述第一总线与所述主处理单元耦接，所述第二总线与所述安全处理单元耦接，所述第一总线和第二总线之间采用通信单元耦接。
[0034]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：
[0035]主处理单元发送调频调压指示；
[0036]安全处理单元生成频率配置指令，并在接收到所述调频调压指示时，生成调频调压指令；以及
[0037]调频调压控制器根据所述频率配置指令进行频率电压配置操作，以及根据调频调压指令调节时钟频率和供电电压。
[0038]第三方面，本公开实施例提供一种计算装置，包括：
[0039]上述任一项所述的片上系统；
[0040]片外总线；
[0041]通过所述片外总线与所述片上系统耦接的存储设备；
[0042]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。
[0043]本公开实施例提供的片上系统，包括物理上分离的主处理单元和安全处理单元，安全处理单元与调频调压控制器耦接，只有安全处理单元能够生成频率配置指令，主处理单元不能生成频率配置指令，也即由主处理单元执行的外部程序无法生成频率配置指令，则攻击软件也就无法影响到频率配置，如此提高了调频调压操作的安全性。
附图说明
[0044]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：
[0045]图1是本公开一实施例提供的片上系统的结构示意图；
[0046]图2是本公开另一实施例提供的片上系统的结构示意图；
[0047]图3和4是图1或图2中的调频调压控制器的示例性实施例的结构示意图；
[0048]图5是本公开实施例提供的调节电压和频率的方法的流程图；
[0049]图6是本公开实施例所应用的通用计算机系统的结构示意图；
[0050]图7是本公开实施例所应用的嵌入式系统的结构示意图。
具体实施方式
[0051]以下基于实施例对本公开进行描述，但是本公开并不仅仅限于这些实施例。在下文对本公开的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片上系统，包括：主处理单元，用于向安全处理单元发送调频调压指示；安全处理单元，用于生成频率配置指令，并在接收到所述调频调压指示时，生成调频调压指令；调频调压控制器，用于根据所述频率配置指令进行频率电压配置，以及根据所述调频调压指令调节时钟频率和供电电压；片上总线，用于耦接所述主处理单元、所述安全处理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，所述调频调压控制器为DVFS控制器或AVFS控制器。3.根据权利要求2所述的片上系统，其中，所述DVFS控制器用于：根据所述频率配置指令配置至少一个频率电压对，并在所述调频调压指令的目标频率与所述至少一个频率电压对中的第一频率相符的情况下，基于所述第一频率调节所述时钟频率，并基于与所述第一频率对应的电压调节所述供电电压。4.根据权利要求2所述的片上系统，其中，所述AVFS控制器还与传感器组件耦接，所述传感器组件用于获取检测数据，所述AVFS控制器用于根据所述频率配置指令配置至少一个频率，并在所述调频调压指令中的目标频率与所述至少一个频率中的第一频率相符的情况下，基于所述第一频率调节所述时钟频率，并基于所述检测数据和所述第一频率确定所述供电电压。5.根据权利要求1所述的片上系统，其中，所述安全处理单元还用于：判断所述调频调压指示是否为安全指令，并在所述调频调压指示为安全指令的情况下，生成所述调频调压指令。6.根据权利要求5所述的片上系统，其中，所述安全处理单元根据所述调频调压指示是否具有特定标签确定所述调频调压指示是否为安全指令。7.根据权利要求5所述的片上系统，其中，所述安全处理单元在确定所述调频调压指示为非安全指令时，启动对所述调频调压控制器的保护机制。8.根据权利要求7所的片上系统，其中，所述保护机制为：将所述调频调压控制器锁定；以及向所述主处理单元发送告警。9.根据权利要求3所述的片上系统，其中，所述DVFS控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：江鹏，蒲宇，陈林飞，杨运福，高云，王洁，
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：