处理器功耗控制方法、处理器及电子设备与流程

专利2026-08-19  9


本技术涉及计算机,尤其涉及一种处理器功耗控制方法、处理器及电子设备。


背景技术:

1、随着科技的发展,如今的处理器在实现越来越高的性能的同时,功耗也越来越高,因此,如何优化处理器的功耗是目前的一个重要研究方向。

2、目前的功耗优化策略种类较多,比如通过物理散热的方式降低功耗、软件管理方式降低功耗等。软件管理方式使用内置在计算机中的pmc(power management controller,功耗管理控制器)单元,实时监控计算机输入/输出设备的活动状态,当设备在一段时间内处于空闲状态时(例如鼠标长时间没有点击或移动,键盘长时间没有任何键入),pmc可以将处理器cpu切换到低功耗的模式中。但此方案的缺点在于,pmc需要等待所有相关的设备都保持空闲状态的一段时间后,才能进入低功耗模式,这就导致计算机真正处于低功耗状态的时间很短,功耗控制效果一般。

3、因此,目前功耗优化策略的功耗控制效果有待进一步提高。


技术实现思路

1、本技术提供一种处理器功耗控制方法、处理器及电子设备,用以解决目前功耗优化策略的功耗控制效果有待进一步提高的问题。

2、本技术第一方面提供一种处理器,包括:功耗检测单元、处理器核心单元和时钟复位生成单元;

3、所述功耗检测单元的输入端与处理器核心单元输出端连接,所述功耗检测单元的输出端与时钟复位生成单元输入端连接;

4、所述时钟复位生成单元输出端与所述处理器核心单元输入端连接;

5、所述功耗检测单元用于检测处理器核心单元在第一预设统计周期内对应的第一指令完成次数,并在所述第一指令完成次数小于第一预设次数阈值时,发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元;

6、所述时钟复位生成单元用于根据所述高电平的低活跃信号降低处理器核心单元的时钟频率。

7、本技术第二方面提供一种处理器功耗控制方法,应用于第一方面的处理器,所述方法包括:

8、在任务处理信号为高电平时,采用功耗检测单元确定处理器核心单元在第一预设统计周期内对应的第一指令完成次数;所述任务处理信号为处理器核心单元生成的;

9、判断所述第一指令完成次数是否小于第一预设次数阈值;

10、若确定所述第一指令完成次数小于第一预设次数阈值,则通过功耗检测单元发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述高电平的低活跃信号降低处理器核心单元的时钟频率。

11、进一步地,如上所述的方法,所述功耗检测单元包括:第一计数器和第二计数器;

12、所述采用功耗检测单元确定处理器核心单元在第一预设统计周期内对应的第一指令完成次数,包括:

13、启动所述第一计数器,并按照第一预设统计周期从零开始累加计数;

14、采用第二计数器统计指令执行完成信号为高电平的次数;所述指令执行完成信号为处理器核心单元生成并发送至功耗检测单元的;

15、当所述第一计数器累加计数至第一预设统计周期时,将统计后的所述指令执行完成信号为高电平的次数确定为第一指令完成次数。

16、进一步地,如上所述的方法,所述功耗检测单元还包括:第一比较器;

17、所述判断所述第一指令完成次数是否小于第一预设次数阈值,包括:

18、从预设寄存器中读取所述第一预设次数阈值;

19、采用第一比较器比较所述第一指令完成次数和所述第一预设次数阈值之间的大小,以判断所述第一指令完成次数是否小于第一预设次数阈值。

20、进一步地,如上所述的方法,所述功耗检测单元还包括:第三计数器和第二比较器;

21、所述通过功耗检测单元发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述高电平的低活跃信号降低处理器核心单元的时钟频率之后,还包括:

22、采用第三计数器计算处理器核心单元在第二预设统计周期内对应的第二指令完成次数;

23、采用第二比较器比较所述第二指令完成次数和第二预设次数阈值之间的大小,以判断所述第二指令完成次数是否小于第二预设次数阈值;

24、若确定所述第二指令完成次数小于第二预设次数阈值,则通过功耗检测单元发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述高电平的低活跃信号调整处理器核心单元的时钟频率;

25、若确定所述第二指令完成次数大于或等于第二预设次数阈值,则通过功耗检测单元发送低电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述低电平的低活跃信号增加处理器核心单元的时钟频率。

26、进一步地,如上所述的方法,所述功耗检测单元还包括:第四计数器;

27、所述采用第三计数器计算处理器核心单元在第二预设统计周期内对应的第二指令完成次数,包括:

28、采用所述第四计数器按照第二预设统计周期从零开始累加计数;

29、采用第三计数器统计指令执行完成信号为高电平的次数;

30、当所述第四计数器累加计数至第二预设统计周期时,将统计后的指令执行完成信号为高电平的次数确定为第二指令完成次数。

31、进一步地,如上所述的方法,所述方法还包括:

32、确定低活跃信号为高电平时的总持续时间;

33、判断所述总持续时间是否大于预设时间阈值;

34、若确定所述总持续时间大于预设时间阈值,则发送睡眠指令至处理器核心单元。

35、进一步地,如上所述的方法,所述通过功耗检测单元发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述高电平的低活跃信号降低处理器核心单元的时钟频率之后,还包括:

36、分配新的数据处理任务至所述处理器核心单元或控制所述时钟复位生成单元调高处理器核心单元的时钟频率。

37、进一步地,如上所述的方法,所述处理器核心单元为多个,且其中一个处理器核心单元为监控核心单元;

38、所述通过功耗检测单元发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述高电平的低活跃信号降低处理器核心单元的时钟频率之后,还包括:

39、根据监控核心单元的中断信号重新分配各处理器核心单元对应的数据处理任务;所述中断信号为在第一指令完成次数小于第一预设次数阈值时处理器核心单元生成并发送至监控核心单元的。

40、本技术第三方面提供一种处理器功耗控制装置,位于第一方面的处理器,所述装置包括:

41、确定模块,用于在任务处理信号为高电平时,采用功耗检测单元确定处理器核心单元在第一预设统计周期内对应的第一指令完成次数;所述任务处理信号为处理器核心单元生成的;

42、判断模块,用于判断所述第一指令完成次数是否小于第一预设次数阈值;

43、调整模块,用于若确定所述第一指令完成次数小于第一预设次数阈值,则通过功耗检测单元发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述高电平的低活跃信号降低处理器核心单元的时钟频率。

44、进一步地,如上所述的装置,所述功耗检测单元包括:第一计数器和第二计数器;

45、所述确定模块在采用功耗检测单元确定处理器核心单元在第一预设统计周期内对应的第一指令完成次数时,具体用于:

46、启动所述第一计数器,并按照第一预设统计周期从零开始累加计数;采用第二计数器统计指令执行完成信号为高电平的次数;所述指令执行完成信号为处理器核心单元生成并发送至功耗检测单元的;当所述第一计数器累加计数至第一预设统计周期时,将统计后的所述指令执行完成信号为高电平的次数确定为第一指令完成次数。

47、进一步地,如上所述的装置,所述功耗检测单元还包括:第一比较器;

48、所述判断模块具体用于:

49、从预设寄存器中读取所述第一预设次数阈值;采用第一比较器比较所述第一指令完成次数和所述第一预设次数阈值之间的大小,以判断所述第一指令完成次数是否小于第一预设次数阈值。

50、进一步地,如上所述的装置,所述功耗检测单元还包括:第三计数器和第二比较器;

51、所述装置还包括:

52、控制模块,用于采用第三计数器计算处理器核心单元在第二预设统计周期内对应的第二指令完成次数;采用第二比较器比较所述第二指令完成次数和第二预设次数阈值之间的大小,以判断所述第二指令完成次数是否小于第二预设次数阈值;若确定所述第二指令完成次数小于第二预设次数阈值,则通过功耗检测单元发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述高电平的低活跃信号调整处理器核心单元的时钟频率;若确定所述第二指令完成次数大于或等于第二预设次数阈值,则通过功耗检测单元发送低电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述低电平的低活跃信号增加处理器核心单元的时钟频率。

53、进一步地,如上所述的装置,所述功耗检测单元还包括:第四计数器;

54、所述控制模块在采用第三计数器计算处理器核心单元在第二预设统计周期内对应的第二指令完成次数时,具体用于:

55、采用所述第四计数器按照第二预设统计周期从零开始累加计数;采用第三计数器统计指令执行完成信号为高电平的次数;当所述第四计数器累加计数至第二预设统计周期时,将统计后的指令执行完成信号为高电平的次数确定为第二指令完成次数。

56、进一步地,如上所述的装置,所述装置还包括:

57、睡眠模块,用于确定低活跃信号为高电平时的总持续时间;判断所述总持续时间是否大于预设时间阈值;若确定所述总持续时间大于预设时间阈值,则发送睡眠指令至处理器核心单元。

58、进一步地,如上所述的装置,所述装置还包括:

59、第一分配模块,用于分配新的数据处理任务至所述处理器核心单元或控制所述时钟复位生成单元调高处理器核心单元的时钟频率。

60、进一步地,如上所述的装置,所述处理器核心单元为多个,且其中一个处理器核心单元为监控核心单元;

61、所述装置还包括:

62、第二分配模块,用于根据监控核心单元的中断信号重新分配各处理器核心单元对应的数据处理任务;所述中断信号为在第一指令完成次数小于第一预设次数阈值时处理器核心单元生成并发送至监控核心单元的。

63、本技术第四方面提供一种电子设备,包括:处理器及存储器;所述处理器包括功耗检测单元、处理器核心单元和时钟复位生成单元;

64、所述处理器及所述存储器电路互连;

65、所述存储器存储计算机执行指令;

66、所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令,以实现如第二方面任一项所述的处理器功耗控制方法。

67、本技术第五方面提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令,所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现第二方面任一项所述的处理器功耗控制方法。

68、本技术第六方面提供一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现第二方面任一项所述的处理器功耗控制方法。

69、本技术提供的一种处理器功耗控制方法、处理器及电子设备,处理器包括:功耗检测单元、处理器核心单元和时钟复位生成单元,所述功耗检测单元的输入端与处理器核心单元的输出端连接,所述功耗检测单元输出端与时钟复位生成单元输入端连接;所述时钟复位生成单元输出端与所述处理器核心单元输入端连接;所述功耗检测单元用于检测处理器核心单元在第一预设统计周期内对应的第一指令完成次数,并在所述第一指令完成次数小于第一预设次数阈值时,发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元;所述时钟复位生成单元用于根据所述高电平的低活跃信号降低处理器核心单元的时钟频率。本技术的处理器,处理器核心单元正在处理任务时,可以采用功耗检测单元检测处理器核心单元在第一预设统计周期内对应的第一指令完成次数,通过判断第一指令完成次数是否小于第一预设次数阈值从而确定处理器核心单元当前的任务是否较少。若确定第一指令完成次数小于第一预设次数阈值,则可以通过功耗检测单元发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元的方式,使时钟复位生成单元降低处理器核心单元的时钟频率,从而更快的降低处理器核心单元的功耗,提高处理器的功耗控制效果。


技术特征:

1.一种处理器,其特征在于,包括:功耗检测单元、处理器核心单元和时钟复位生成单元;

2.一种处理器功耗控制方法,其特征在于,应用于权利要求1所述的处理器,所述方法包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述功耗检测单元包括:第一计数器和第二计数器;

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述功耗检测单元还包括:第一比较器;

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述功耗检测单元还包括:第三计数器和第二比较器;

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述功耗检测单元还包括:第四计数器;

7.根据权利要求2至6任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

8.根据权利要求2至4任一项所述的方法,其特征在于,所述通过功耗检测单元发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元,以使所述时钟复位生成单元根据所述高电平的低活跃信号降低处理器核心单元的时钟频率之后,还包括:

9.根据权利要求2至4任一项所述的方法,其特征在于,所述处理器核心单元为多个,且其中一个处理器核心单元为监控核心单元;

10.一种电子设备,其特征在于,包括:处理器及存储器;所述处理器包括功耗检测单元、处理器核心单元和时钟复位生成单元;


技术总结
本申请提供一种处理器功耗控制方法、处理器及电子设备,处理器包括功耗检测单元、处理器核心单元和时钟复位生成单元,功耗检测单元的输入端与处理器核心单元的输出端连接,功耗检测单元输出端与时钟复位生成单元输入端连接;时钟复位生成单元输出端与处理器核心单元输入端连接;功耗检测单元用于检测处理器核心单元在第一预设统计周期内对应的第一指令完成次数,并在所述第一指令完成次数小于第一预设次数阈值时,发送高电平的低活跃信号至时钟复位生成单元;所述时钟复位生成单元用于根据所述高电平的低活跃信号降低处理器核心单元的时钟频率。本申请的方案,可以更快降低处理器核心单元的功耗,提高处理器的功耗控制效果。

技术研发人员:石英正,刘恒
受保护的技术使用者:上海合芯数字科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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