一种多核异构芯片的性能与功耗管理系统及方法技术方案

一种多核异构芯片的性能与功耗管理系统，包括，多核异构芯片，其获取片上的温度，并根据获取的片上不同温度，控制其内部CPU簇、GPU簇的工作频率，进行动态功耗与性能管理，以及控制实时开关电源单元、可控电源单元的工作；实时时钟电源单元，为多核异构芯片内低功耗供电域提供常供电；实时开关电源单元，其接受多核异构芯片的控制，为其对应的多核异构芯片内的CPU簇和GPU簇提供供电实时开关，进行静态功耗与性能管理；可控电源单元，其接受多核异构芯片的控制，为易失性存储颗粒、非易失性存储颗粒，以及对应的多核异构芯片内CPU簇提供供电。本申请还提供一种多核异构芯片的性能与功耗管理方法，可实现芯片高温静态功耗管理。可实现芯片高温静态功耗管理。可实现芯片高温静态功耗管理。

【技术实现步骤摘要】
一种多核异构芯片的性能与功耗管理系统及方法


[0001]本申请涉及芯片功耗管理
，尤其涉及一种芯片在不同环境温度下的性能与功耗管理方法。

技术介绍

[0002]在能源、矿业等工业控制设备领域，通常需要控制设备内的主控芯片在户外常年不停机工作，而电子器件（包括芯片）的使用寿命，温度每升高10度，寿命减半。为了适应户外使用需求，许多设备采用防水塑料密封外壳，非常不利于散热，因此，对工作在上述环境下片长时间运行的芯片进行实时控制与管理芯片显得非常重要，特别是在户外阳光照射条件下，密封结构中温度大幅上升时，管理控制好芯片的工作温度才能保证设备的超长使用寿命。
[0003]现有芯片的功耗管理，主要采用芯片内部电源管理模块，仅是针对于非异构芯片的同簇CPU的关核与降频调压对芯片的性能和功耗进行管理，多适用非异构芯片性能功耗管理。对于多核异构芯片中的多个不同的CPU内核簇和芯片内部各模块，现有芯片的功耗管理则缺乏实时性能&功耗的针对性管理，不能使多核异构芯片的性能&功耗管理达到最优。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的缺陷，本申请的目的在于提供一种多核异构芯片的性能与功耗管理系统及方法，针对多核异构芯片包含多个不同的CPU簇和多个功能模块，随时间环境温度和应用场景变化，进行针对性的实时性能与功耗管理。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供的多核异构芯片的性能与功耗管理系统，包括，多核异构芯片、实时时钟电源单元、实时开关电源单元、可控电源单元、易失性存储颗粒，以及非易失性存储颗粒，其中，所述多核异构芯片，其根据获取的片上不同温度，控制其内部CPU簇、GPU簇的工作频率，进行动态功耗与性能管理，以及控制所述实时开关电源单元、所述可控电源单元的工作；所述实时时钟电源单元，为所述多核异构芯片内低功耗供电域提供常供电；所述实时开关电源单元，其接受所述多核异构芯片的控制，为其对应的所述多核异构芯片内的CPU簇和GPU簇提供供电实时开关，进行静态功耗与性能管理；所述可控电源单元，其接受多核异构芯片的控制，为所述易失性存储颗粒、所述非易失性存储颗粒，以及对应的所述多核异构芯片内CPU簇提供供电。
[0006]进一步地，所述多核异构芯片，包括，电源逻辑控制单元、第一CPU簇、第二CPU簇、第三CPU簇、GPU簇、非易失存储控制单元、易失存储控制单元、片上温度传感器、神经网络模块，以及视频编解码模块，其中，所述电源逻辑控制单元，其根据所述片上温度传感器获取的片上温度，对所述第一CPU簇、所述GPU簇、所述神经网络模块、所述视频编解码模块、所述非易失存储控制单元、
所述易失存储控制单元的工作频率进行控制，以及对所述实时开关电源单元和所述可控电源单元的供电进行控制。
[0007]所述第一CPU簇、所述GPU簇，分别由所述实时开关电源单元提供供电；所述第二CPU簇、所述第三CPU簇，分别由所述可控电源单元提供供电。
[0008]进一步地，所述实时时钟电源单元，包括，第一实时开关电源模块和第二实时开关电源模块，其中，所述第一实时开关电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述第一CPU簇提供供电；所述第二实时开关电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述GPU簇提供供电。
[0009]进一步地，所述可控电源单元，包括，第一可控电源模块、第二可控电源模块、第三可控电源模块，以及第四可控电源模块，其中，所述第一可控电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述第二CPU簇提供供电；所述第二可控电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述第三CPU簇提供供电；所述第三可控电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述非易失性存储颗粒提供供电；所述第四可控电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述易失性存储颗粒提供供电。
[0010]进一步地，所述电源逻辑控制单元，当系统上电时，通过控制所述可控电源模块和实时开关电源模块使所述第一CPU簇、所述第三CPU簇和所述GPU簇运行，第二CPU簇不运行。
[0011]进一步地，所述电源逻辑控制单元，当片上温度达到第一阈值时，控制所述实时开关电源模块触发所述第一CPU簇降频工作；进一步地，所述电源逻辑控制单元，当片上温度达到第二阈值时，控制所述实时开关电源模块触发所述GPU簇降频工作；进一步地，所述电源逻辑控制单元，当片上温度达到第三阈值时，控制所述实时开关电源模块触发第一CPU簇进行关核操作。
[0012]进一步地，所述第一CPU簇进行关核操作，包括，以1核为单位，每次执行增加1核关闭，最终保留1核运行。
[0013]进一步地，所述电源逻辑控制单元，当片上温度达到第四阈值时，将所述第一CPU簇的任务和状态切换到所述第二CPU簇简易图形单元，控制所述实时开关电源模块关闭所述第一CPU簇的供电。
[0014]更进一步地，所述电源逻辑控制单元，当片上温度达到第五阈值时，将所述GPU簇的任务和状态切换到所述第二CPU簇简易图形单元，控制所述实时开关电源模块关闭所述GPU簇的供电。
[0015]为了实现上述目的，本申请还提供一种多核异构芯片的性能与功耗管理方法，包括以下步骤，系统上电运行，通过片上温度传感器，确认芯片温度；
当芯片温度小于第一阈值时，芯片内第一CPU簇、第三CPU簇、GPU簇全速运行，第二CPU簇保持关核状态；当芯片温达到第一阈值、小于第二阈值时，对第一CPU簇进行降频处理；当芯片温达到第二阈值、小于第三阈值时，对GPU簇进行降频处理；当芯片温达到第三阈值、小于第四阈值时，对第一CPU簇进行逐步关核处理；当芯片温达到第四阈值、小于第五阈值时，将第一CPU簇的任务和状态切换到第二CPU簇，对第一CPU簇进行断电关核处理；当芯片温达到第五阈值时，将GPU簇的任务和状态切换到第二CPU簇的简易图像单元，对GPU簇进行断电关核处理。
[0016]进一步地，所述对第一CPU簇进行降频处理的步骤，还包括，将第一CPU簇的运行频率降至第一设定频率运行；如果芯片温度继续上升，则将第一CPU簇的运行频率降至第二设定频率运行。
[0017]进一步地，所述对GPU簇进行降频处理的步骤，还包括，将GPU簇的运行频率降至第三设定频率运行；如果芯片温度继续上升，则将GPU簇的运行频率降至第四设定频率运行。
[0018]更进一步地，所述对第一CPU簇进行逐步关核处理的步骤，还包括，以1核为单位，芯片温度上升时，每次执行关闭1核处理，最终保留1核运行；芯片温度下降时，每次执行打开1核处理，最终保持第一CPU簇的所有核运行。
[0019]为了实现上述目的，本申请还提供一种多核异构芯片，所述多核异构芯片，输出由其内部电源逻辑控制单元生成的逻辑控制指令，以实现如上所述的多核异构芯片的性能与功耗管理方法的步骤。
[0020]为了实现上述目的，本申请还提供一种车载设备，包括处理器，以及存储器，所述处理器为如上所述的多核异构芯片，所述存储器中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多核异构芯片的性能与功耗管理系统，包括，多核异构芯片、实时时钟电源单元、实时开关电源单元、可控电源单元、易失性存储颗粒，以及非易失性存储颗粒，其特征在于，所述多核异构芯片，其根据获取的片上不同温度，控制其内部CPU簇、GPU簇的工作频率，进行动态功耗与性能管理，以及控制所述实时开关电源单元、所述可控电源单元的工作；所述实时时钟电源单元，为所述多核异构芯片内低功耗供电域提供常供电；所述实时开关电源单元，其接受所述多核异构芯片的控制，为其对应的所述多核异构芯片内的CPU簇和GPU簇提供供电实时开关，进行静态功耗与性能管理；所述可控电源单元，其接受多核异构芯片的控制，为所述易失性存储颗粒、所述非易失性存储颗粒，以及对应的所述多核异构芯片内CPU簇提供供电。2.根据权利要求1所述的多核异构芯片的性能与功耗管理系统，其特征在于，所述多核异构芯片，包括，电源逻辑控制单元、第一CPU簇、第二CPU簇、第三CPU簇、GPU簇、非易失存储控制单元、易失存储控制单元、片上温度传感器、神经网络模块，以及视频编解码模块，其中，所述电源逻辑控制单元，其根据所述片上温度传感器获取的片上温度，对所述第一CPU簇、所述GPU簇、所述神经网络模块、所述视频编解码模块、所述非易失存储控制单元、所述易失存储控制单元的工作频率进行控制，以及对所述实时开关电源单元和所述可控电源单元的供电进行控制；所述第一CPU簇、所述GPU簇，分别由所述实时开关电源单元提供供电；所述第二CPU簇、所述第三CPU簇，分别由所述可控电源单元提供供电。3.根据权利要求2所述的多核异构芯片的性能与功耗管理系统，其特征在于，所述实时时钟电源单元，包括，第一实时开关电源模块和第二实时开关电源模块，其中，所述第一实时开关电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述第一CPU簇提供供电；所述第二实时开关电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述GPU簇提供供电。4.根据权利要求2所述的多核异构芯片的性能与功耗管理系统，其特征在于，所述可控电源单元，包括，第一可控电源模块、第二可控电源模块、第三可控电源模块，以及第四可控电源模块，其中，所述第一可控电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述第二CPU簇提供供电；所述第二可控电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述第三CPU簇提供供电；所述第三可控电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述非易失性存储颗粒提供供电；所述第四可控电源模块，其接受所述电源逻辑控制单元的控制，为所述易失性存储颗粒提供供电。
5.根据权利要求2所述的多核异构芯片的性能与功耗管理系统，其特征在于，所述电源逻辑控制单元，当系统上电时，通过控制所述可控电源模块和实时开关电源模块使所述第一CPU簇、所述第三CPU簇和所述GPU簇运行，第二CPU簇不运行。6.根据权利要求2所述的多核异构芯片的性能与功耗管理系统，其特征在于，所述电源逻辑控制单元，当片上温度达到第一阈值时，控制所述实时开关电源模块触发所述第一CPU簇降频工作。7.根据权利要求2所述的多核异构芯片的性能与功耗管理系统，其特征在于，所述电源逻辑控制单元，当片上温度达到第二阈值时，控制所述实时开关电源模块触发所述GPU簇降频工作。8.根据权利要求2所述的多核异构芯片的性能与功耗管理系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢博，冯坤，
申请(专利权)人：南京芯驰半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：