本发明专利技术涉及一种多级电压供电计算机(4)的控制装置，包括控制器(2)，该控制器用于接收用于该计算机(4)的负载数据(Ci)、截止期限数据(Ni)以及瞬时速度数据(w)，以便计算基准速度(w_ref)，并根据该基准速度(w_ref)计算用于该计算机的控制电压等级(V_lvl)以及操作频率(f_op)，基准速度可使该计算机在截止期限数据(Ni)某一周期内进行一定数量的负载数据(Ci)计算，根据瞬时速度数据(w)计算基准速度(w_ref)和操作频率(f_op)中的至少一个要素。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种计算机电源控制装置。
技术介绍
电子电路和相关组件领域已成为迅猛发展的领域。起初，集成电路规模庞大，几乎由在印刷板上组合在一起的大量芯片或处理器构成。小型化的发展使包含各种部件或“IP”的微处理器体积演化为芯片大小成为可能。这些集成电路通常被称为“System on Chip” (片上系统)或SoC。这些集成电路尤其引人注意的原因是该集成电路在非常小的尺寸范围内蕴藏了极其多样的一组功能。此外，将电路的所有元件放置在单一芯片上减少了系统的能耗。为了减少芯片的能耗，执行负载之前已开展了调整电压和操作频率的工作。然而， 这种匹配不是动态匹配，即电压和频率在处理给定任务期间不会发生变化。这是不匹配的， 尤其是负载很难评估时或发生变化时。
技术实现思路
本专利技术的目的在于改善上述情况。为达到上述目的，本专利技术提出了一种用于控制能够以多级电压供电的计算机的控制装置，包括控制器，该控制器用于接收用于所述计算机的负载数据、截止期限数据以及瞬时速度数据，以便计算基准速度，并根据该基准速度计算用于该计算机的控制电压等级以及操作频率，基准速度使该计算机在截止期限数据某一周期内进行一定数量的负载数据计笪弁。在该装置中，利用瞬时速度数据计算基准速度和操作频率中的至少一个要素。装置的优点尤其在于可以针对计算机的操作系统发出的逻辑需求给出适应的供电指令，同时最大限度地优化计算机的能耗。附图说明阅读下列说明后本专利技术的其他特点和优势会更加明了，选取的下列附图用于举例，但不局限于此，其中图1表示本专利技术中电源控制装置的通用视图；图2表示图1所示装置的操作回路示意图；图3表示图1所示装置的第一可选择实施例；图4表示图1所示装置的第二可选择实施例；图5表示图1所示装置的第三可选择实施例；图6表示图1所示装置的第四可选择实施例；图7表示适于利用具有多个内核的计算机进行操作的另一实施例；图8表示图7所示装置的可选择实施例。具体实施例方式下列附图和说明基本包含一定性质的要素。因此不仅可用于更好地理解本专利技术， 而且有助于定义本专利技术(如果适用)。此外，附录A展开了详细说明，给出了本专利技术所使用的某些数学公式的方程式。附录单独列出以便阐明，便于参考。附录是本说明不可缺少的一部分，因此不仅可用于更好地理解本专利技术，而且有助于定义本专利技术(如果适用)。本专利技术尤其适用于CMOS电路。在这些电路中，能源消耗主要来自三方面-电路逻辑门的切换，-电流短路，-电流泄漏。因此给定电路的瞬时功率可被视为这三种功率的总和，用附录A中的公式(10)表7J\ ο公式示出了电路的电源电压V的主要作用。因此减少能耗的一个解决方案是降低电压。但是，这也造成了电路的逻辑门传输延时增大，因此降低了电路执行任务的速度。这意味着根据临界时间(即电路处理给定指令所花的最大时间)有必要降低电路的频率，以便确保在下一时钟周期前执行所有指令。在前期研究工作中，不存在实现节能的这类调整的自动化管理。图1示出了根据本专利技术的电源控制装置2。装置2控制计算机4的电源。“计算机”指的是任何可进行逻辑运算处理数据或计算的电子系统。例如，包括但不限于处理器、微处理器、SoC芯片、FPGA类型的可编程芯片等等。如图1所示，电源控制装置2 —方面接收数据Ci以及Ni，另一方面接收数据W。数据Ci以及Ni分别表示计算机4的负载数据以及负载数据的截止期限数据。电源控制装置2从高级逻辑层(例如计算机4的操作系统)接收数据Ci以及Ni。电源控制装置2接收的数据w表示计算机4的运算处理速度。运算处理速度作为反馈信息被电源控制装置2用于控制电源，避免该装置发出的指令有任何偏离。电压和频率可控制计算机4。事实上，计算机4能够在不同的电压下工作，每个电压对应相应范围的可能操作频率。电压等级￥_14以及操作频率f_op为电源控制装置2的输出。处理速度(数据w由此产生)以及计算机4消耗的功率由使用的操作频率f_op 以及计算机4的电源电压V_1 vl (或供电水平)产生，如同公式(10)所示。计算机4通过操作频率f_op控制的时钟周期进行操作。电源控制装置2操作类似。电源控制装置2通过时间周期Ts进行操作，每个周期对应于两个连续控制计算之间的持续时间。周期Ts通常接近计算机4的几个时钟周期。事实上，每个时钟周期都检查计算机4的电源几乎是无用的。在两个周期之间，控制装置2根据前一阶段计算发出电压等级和操作频率指令。电源控制装置2的周期Ts可以为根据计算机4选择的固定参数。这个周期也可以动态匹配，即可设定其为计算机4的一个周期持续时间的倍数。 在此处描述的实例中，倍数的值为‘10’(十)。但是，这个值可以设定为较高倍数。因此，每次计算时，电源控制装置2分析数据Ci、Ni和w，并将数据f_op和V_lvl 作为输出返回计算机4。需要注意的是，在此处描述的实例中，电源控制装置2发送电源控制数据，而不是电源本身。此处未提及基于来自电源控制装置2的控制数据负责给计算机4供电的电路部分。图2展示了电源控制装置2的操作回路。如上所示，电源控制装置2通过计算周期来进行操作。电源控制装置2的操作回路以接收要使用的数据Ci、Ni和w的运算20开始。然后，在运算30中，电源控制装置2计算基准速度W_ref。申请人:所做的研究显示，为了降低在给定时间内应进行给定处理负载的计算机4 的能耗，计算机4待核查的最关键操作参数是电压等级。该工作还显示大幅度降低电压是很危险的，因为存在截止期限之前不能完成计算负载的风险。因此电源控制装置2应对计算机4的电源实现动态控制以便符合下列指令-在截止期限之前完成计算负载，-最大限度地减少在此计算过程中的电压使用。为达到上述目的，电源控制装置2在各个周期开始于计算计算机4应具备的“平均”处理速度以便在截止期限(数据Ni表示)之前完成计算机负载(数据Ci表示)。然后，根据能耗优化平均速度获得基准速度w_ref。此处平均速度被称为增量速度。通过应用公式00)来计算增量速度。如公式00)所示，平均速度为有待处理的计算量，即取自数据Ci的负载减去已经处理的计算量，即接收的瞬时速度w的和乘以电源控制装置2的时间间隔，除以截止期限之前剩余的时间Li，由数据Ni表示。事实上，公式00)可写做待求平均速度等于待计算的数据量减去已经计算的量，所得差值除以剩余时间。公式(30)和(32)表示根据电源装置2的周期性将公式Q0)应用于运算的特殊案例。一旦计算出平均速度，电源控制装置2将确定基准速度W_ref。基准速度的原则是确认根据给定电压等级的最大频率操作是有利的，能够尽早降低电压等级。因此，计算平均速度时，电源控制装置2就会确定速度是否对应于前一阶段建立的电压等级频率范围。如果对应，确定该范围是否对应于最低电压等级。如果是这样的话，则W_ref接收增量频率。如果不是这样，则W_ref接收该范围的最大频率。如果增量速度不对应于前一阶段建立的电压等级频率范围，电源控制装置2则根据增量的平均速度确定对应的电压等级。这可以通过连续比较平均速度增量和从最高等级递减的每个电压等级的最大速度来完成。在该种情况下，适当的电压等级为平均速度增量刚好小于最大速度并大于其他电压等级的最大速度的电压等级。当然，许多其他方法可用于确定平均速度增量对应的电压等级本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种多级电压供电计算机（４）的控制装置，其中，该控制装置包括控制器（２），该控制器（２）用于接收用于该计算机（４）的负载数据（Ｃｉ）、截止期限数据（Ｎｉ）以及瞬时速度数据（ｗ），以便计算基准速度（ｗ＿ｒｅｆ），并根据该基准速度（ｗ＿ｒｅｆ）计算用于该计算机的控制电压等级（Ｖ＿ｌｖｌ）以及操作频率（ｆ＿ｏｐ），基准速度可使该计算机在截止期限数据（Ｎｉ）某一周期内进行一定数量的负载数据（Ｃｉ）计算，根据瞬时速度数据（ｗ）计算基准速度（ｗ＿ｒｅｆ）和操作频率（ｆ＿ｏｐ）中的至少一个要素。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·迪朗，N·马钱德，
申请(专利权)人：国家信息及自动化研究院，国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：FR
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