KR102460249B1 - Apparatus and method for power management of non-volatile computing system - Google Patents

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Abstract

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치는, 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로 공급할 전력을 생산하는 에너지 하베스팅 장치로부터 생산된 전력 정보를 수신하는 전력 정보 수신부, 수신된 상기 전력 정보를 기반으로, 상기 에너지 하베스팅 장치의 전력 생산 패턴을 분석하는 전력 생산 패턴 분석부, 상기 전력 생산 패턴에 상응하도록, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 수행 모드를 설정하는 전력 관리 수행 모드 설정부, 그리고 상기 전력 관리 수행 모드를 기반으로 선택된 캐패시터를 이용하여, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로의 전력 공급을 수행하는 캐패시터 제어부를 포함한다. An apparatus and method for power management of a non-volatile computing system are disclosed. A power management device for a non-volatile computing system according to the present invention includes a power information receiver configured to receive power information generated from an energy harvesting device for generating power to be supplied to the non-volatile computing system, and based on the received power information, A power generation pattern analysis unit that analyzes a power generation pattern of an energy harvesting device, a power management execution mode setting unit that sets a power management execution mode of the nonvolatile computing system to correspond to the power generation pattern, and the power management execution and a capacitor control unit configured to supply power to the nonvolatile computing system by using a capacitor selected based on a mode.

Description

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POWER MANAGEMENT OF NON-VOLATILE COMPUTING SYSTEM}APPARATUS AND METHOD FOR POWER MANAGEMENT OF NON-VOLATILE COMPUTING SYSTEM

본 발명은 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 기술에 관한 것으로, 특히 에너지 하베스팅 장치의 전력 생산량에 따라 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 수행 정책을 설정하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technology for managing a power of a non-volatile computing system, and more particularly, to a technology for setting a performance policy of a non-volatile computing system according to the amount of power produced by an energy harvesting device.

비휘발성 컴퓨팅 시스템은 최근 차세대 비휘발성 메모리 기술이 발전하면서 새롭게 부각되고 있는 기술이다. 비휘발성 컴퓨팅 시스템은 비휘발성 메모리와 에너지 하베스팅 모듈을 사용하여, 외부에서 전력을 공급받지 않더라도 자체적으로 전력을 생산하고, 전력의 불안정한 생산에도 계산중인 데이터를 잃어버리지 않고 계산을 진행하는 컴퓨팅 시스템을 의미한다.The non-volatile computing system is a technology that is newly emerging as next-generation non-volatile memory technology develops. A non-volatile computing system uses a non-volatile memory and an energy harvesting module to generate power on its own even when no external power is supplied. it means.

기존에도 에너지 하베스팅을 사용하여 계산을 진행하는 디바이스가 있었으나, 전력이 공급될 때만 하드웨어적으로 정해진 작업을 수행하고, 전력의 공급이 중단되면 꺼지는 형태였다. 그러나 최근 기술에 발전함에 따라, 정해진 작업만 수행할 수 있는 하드웨어 형태가 아니라 다양한 작업을 수행할 수 있는 컴퓨터 형태로 소프트웨어를 실행하는 기술이 개발되고 있다. In the past, there have been devices that perform calculations using energy harvesting, but they perform hardware-specific tasks only when power is supplied, and are turned off when power supply is stopped. However, as technology develops in recent years, technology for executing software in the form of a computer capable of performing various tasks, rather than in the form of hardware capable of performing only a predetermined task, has been developed.

에너지 하베스팅 모듈과 컴퓨팅 시스템 사이에는 캐패시터가 구비되며, 구비된 캐패시터를 이용하여 자체적으로 생산된 전력을 일시적으로 저장하고, 저장된 전력을 사용하여 컴퓨팅 시스템에서 계산을 수행한다. A capacitor is provided between the energy harvesting module and the computing system, the self-generated power is temporarily stored using the provided capacitor, and the computing system performs calculations using the stored power.

기존의 컴퓨팅 시스템에서는 에너지 하베스팅 모듈로부터의 전력의 공급이 중단되면 계산 중이던 데이터들이 다 사라졌다. 그러나 비휘발성 메모리를 활용하여, 전력의 공급이 중단되는 상황에 대비하도록 설계된 시스템에서는, 계산 중이던 주요 데이터를 비휘발성 메모리에 저장하여 전력의 공급이 중단되었다 다시 공급되더라도 계산 중이던 작업을 유지하고 계속 진행할 수 있도록 한다. In the existing computing system, when the supply of power from the energy harvesting module is stopped, all data being calculated is lost. However, in a system designed to prepare for a situation in which power supply is interrupted by utilizing non-volatile memory, the main data being calculated is stored in the non-volatile memory, so that even if the power supply is interrupted and supplied again, the operation being calculated is maintained and continued. make it possible

하지만, 아직까지 에너지 하베스팅 모듈의 전력 생산량에 따라 비휘발성 메모리가 최적화된 계산을 수행할 수 있도록 하는 기술 및 전력 생산이 불안정한 상황에 대비하는 기술에 대해서는 연구가 부족한 실정이다. However, there is still a lack of research on a technology for enabling a non-volatile memory to perform an optimized calculation according to the power output of the energy harvesting module and a technology for preparing for a situation in which power production is unstable.

한국 등록 특허 제10-1311116호, 2013년 09월 25일 공고(명칭: 비-휘발성 메모리를 구비한 시스템에 대한 전력 예산의 동적 할당)Korean Patent No. 10-1311116, Announced on September 25, 2013 (Title: Dynamic Allocation of Power Budget for Systems with Non-Volatile Memory)

본 발명의 목적은 비휘발성 컴퓨팅 시스템에서 전력 공급의 형태에 따라, 캐패시터 관리 정책을 설정하여 적용하는 하는 것이다. It is an object of the present invention to set and apply a capacitor management policy according to a type of power supply in a nonvolatile computing system.

또한, 본 발명의 목적은 비휘발성 컴퓨팅 시스템에서 전력 공급의 형태에 따라, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책을 설정하여 적용하는 것이다. Another object of the present invention is to set and apply a backup policy of a non-volatile computing system according to a form of power supply in the non-volatile computing system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치는 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로 공급할 전력을 생산하는 에너지 하베스팅 장치로부터 생산된 전력 정보를 수신하는 전력 정보 수신부, 수신된 상기 전력 정보를 기반으로, 상기 에너지 하베스팅 장치의 전력 생산 패턴을 분석하는 전력 생산 패턴 분석부, 상기 전력 생산 패턴에 상응하도록, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 수행 모드를 설정하는 전력 관리 수행 모드 설정부, 그리고 상기 전력 관리 수행 모드를 기반으로 선택된 캐패시터를 이용하여, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로의 전력 공급을 수행하는 캐패시터 제어부를 포함한다. In order to achieve the above object, a power management device for a non-volatile computing system according to the present invention includes a power information receiver configured to receive power information generated from an energy harvesting device that generates power to be supplied to a non-volatile computing system, and the received power. Based on the information, a power generation pattern analysis unit that analyzes a power generation pattern of the energy harvesting device, a power management execution mode setting unit that sets a power management execution mode of the non-volatile computing system to correspond to the power generation pattern and a capacitor control unit configured to supply power to the nonvolatile computing system by using a capacitor selected based on the power management execution mode.

이때, 상기 전력 관리 수행 모드 설정부는, 상기 전력 생산 패턴을 기반으로 캐패시터 관리 정책 및 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책 중 적어도 어느 하나의 정책을 설정하기 위한 상기 전력 관리 수행 모드를 설정할 수 있다. In this case, the power management execution mode setting unit may set the power management execution mode for setting at least one of a capacitor management policy and a backup policy of the nonvolatile computing system based on the power generation pattern.

이때, 상기 캐패시터 관리 정책은, 용량이 상이한 복수의 캐패시터들 중에서 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로의 전력 공급에 사용할 하나 이상의 캐패시터를 선택하는 정책일 수 있다. In this case, the capacitor management policy may be a policy of selecting one or more capacitors to be used for supplying power to the nonvolatile computing system from among a plurality of capacitors having different capacities.

이때, 상기 캐패시터 관리 정책은, 현재의 전력 생산량 및 상기 전력 정보를 이용하여 예측한 전력 생산 예측량을 기반으로 설정된 것일 수 있다. In this case, the capacitor management policy may be set based on a current power production amount and a predicted power production amount predicted using the power information.

이때, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책은, 상기 전력 관리 수행 모드를 기반으로, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서가 백업을 수행할 백업 빈도를 설정한 정책일 수 있다. In this case, the backup policy of the non-volatile computing system may be a policy in which a backup frequency at which the processor of the non-volatile computing system performs a backup is set based on the power management execution mode.

이때, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책은, 상기 전력 생산 패턴을 분석하여 생성한 전력 공급 안정성을 기반으로, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서가 설정한 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 빈도를 포함할 수 있다. In this case, the backup policy of the non-volatile computing system may include a backup frequency of the non-volatile computing system set by the processor of the non-volatile computing system based on the power supply stability generated by analyzing the power generation pattern. have.

이때, 상기 전력 관리 수행 모드 설정부는, 상기 전력 생산 패턴을 입력으로 훈련된 머신 러닝 및 상기 전력 생산 패턴에 대응되는 전력 관리 수행 모드가 저장된 최적 테이블 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 상기 전력 관리 수행 모드를 설정할 수 있다. In this case, the power management execution mode setting unit, using at least one of an optimal table in which machine learning trained by inputting the power generation pattern and a power management execution mode corresponding to the power generation pattern is stored, the power management execution mode can be set.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치에 의해 수행되는 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 방법은 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로 공급할 전력을 생산하는 에너지 하베스팅 장치로부터 생산된 전력 정보를 수신하는 단계, 수신된 상기 전력 정보를 기반으로, 상기 에너지 하베스팅 장치의 전력 생산 패턴을 분석하는 단계, 상기 전력 생산 패턴에 상응하도록, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 수행 모드를 설정하는 단계, 그리고 상기 전력 관리 수행 모드를 기반으로 선택된 캐패시터를 이용하여, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로의 전력 공급을 수행하는 단계를 포함한다. In addition, the power management method of the non-volatile computing system performed by the power management device of the non-volatile computing system according to an embodiment of the present invention includes power information generated from an energy harvesting device that generates power to be supplied to the non-volatile computing system. receiving, based on the received power information, analyzing a power generation pattern of the energy harvesting device, and setting a power management execution mode of the non-volatile computing system to correspond to the power generation pattern and supplying power to the non-volatile computing system by using a capacitor selected based on the power management execution mode.

이때, 상기 전력 관리 수행 모드를 설정하는 단계는, 상기 전력 생산 패턴을 기반으로 캐패시터 관리 정책 및 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책 중 적어도 어느 하나의 정책을 설정하기 위한 상기 전력 관리 수행 모드를 설정할 수 있다. In this case, the setting of the power management execution mode may include setting the power management execution mode for setting at least one of a capacitor management policy and a backup policy of the non-volatile computing system based on the power generation pattern. have.

이때, 상기 캐패시터 관리 정책은, 용량이 상이한 복수의 캐패시터들 중에서 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로의 전력 공급에 사용할 하나 이상의 캐패시터를 선택하는 정책일 수 있다. In this case, the capacitor management policy may be a policy of selecting one or more capacitors to be used for supplying power to the nonvolatile computing system from among a plurality of capacitors having different capacities.

이때, 상기 캐패시터 관리 정책은, 현재의 전력 생산량 및 상기 전력 정보를 이용하여 예측한 전력 생산 예측량을 기반으로 설정된 것일 수 있다. In this case, the capacitor management policy may be set based on a current power production amount and a predicted power production amount predicted using the power information.

이때, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책은, 상기 전력 관리 수행 모드를 기반으로, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서가 백업을 수행할 백업 빈도를 설정한 정책일 수 있다. In this case, the backup policy of the non-volatile computing system may be a policy in which a backup frequency at which the processor of the non-volatile computing system performs a backup is set based on the power management execution mode.

이때, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책은, 상기 전력 생산 패턴을 분석하여 생성한 전력 공급 안정성을 기반으로, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서가 설정한 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 빈도를 포함할 수 있다. In this case, the backup policy of the non-volatile computing system may include a backup frequency of the non-volatile computing system set by the processor of the non-volatile computing system based on the power supply stability generated by analyzing the power generation pattern. have.

이때, 상기 전력 관리 수행 모드를 설정하는 단계는, 상기 전력 생산 패턴을 입력으로 훈련된 머신 러닝 및 상기 전력 생산 패턴에 대응되는 전력 관리 수행 모드가 저장된 최적 테이블 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 상기 전력 관리 수행 모드를 설정할 수 있다. In this case, the setting of the power management execution mode may include using at least one of an optimal table in which machine learning trained by inputting the power generation pattern and a power management execution mode corresponding to the power generation pattern is stored. You can set the management execution mode.

본 발명에 따르면, 비휘발성 컴퓨팅 시스템에서 전력 공급의 형태에 따라, 캐패시터 관리 정책을 설정하여 적용할 수 있다. According to the present invention, a capacitor management policy can be set and applied according to the type of power supply in the nonvolatile computing system.

또한 본 발명에 따르면, 비휘발성 컴퓨팅 시스템에서 전력 공급의 형태에 따라, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책을 설정하여 적용할 수 있다. Also, according to the present invention, a backup policy of the non-volatile computing system may be set and applied according to the type of power supply in the non-volatile computing system.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치가 적용되는 환경을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 캐패시터 관리 정책을 설정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책을 설정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치가 적용된 비휘발성 컴퓨팅 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치의 멀티 캐패시터를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타낸 블록도이다.1 is a diagram schematically illustrating an environment to which a power management apparatus of a nonvolatile computing system according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a power management device of a nonvolatile computing system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a power management method of a nonvolatile computing system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of setting a capacitor management policy according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of setting a backup policy of a non-volatile computing system according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram illustrating a nonvolatile computing system to which a power management apparatus of a nonvolatile computing system according to another embodiment of the present invention is applied.
7 is an exemplary diagram illustrating a multi-capacitor of a power management apparatus of a non-volatile computing system according to an embodiment of the present invention.
8 is a block diagram illustrating a computer system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that this does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치가 적용되는 환경을 개략적으로 나타낸 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating an environment to which a power management apparatus of a nonvolatile computing system according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 에너지 하베스팅 장치(100)와 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서 사이에 위치한다. 여기서, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)은 임베디드 분야, SoC 분야, IoT 분야 등에서의 컴퓨팅 시스템을 의미할 수 있으며, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 종류는 이에 한정되지 않는다. As shown in FIG. 1 , the power management device 200 of the non-volatile computing system according to an embodiment of the present invention is located between the energy harvesting device 100 and the processor of the non-volatile computing system 300 . Here, the non-volatile computing system 300 may mean a computing system in an embedded field, an SoC field, an IoT field, and the like, and the type of the non-volatile computing system 300 is not limited thereto.

에너지 하베스팅으로 공급되는 전력의 공급량과 안정성은, 환경이나 상황에 따라 상이하다. 특히, 다중 소스의 에너지 하베스팅 장치(100)를 사용할 경우, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)이 사용되는 시간이나 공간에 따라 전력 생산 형태가 다를 수 있다. The amount and stability of the power supplied through energy harvesting differs depending on the environment or situation. In particular, when the multi-source energy harvesting apparatus 100 is used, the form of power generation may be different depending on the time or space in which the non-volatile computing system 300 is used.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 에너지 하베스팅 장치(200)의 전력 공급 형태에 따라, 최소한의 에너지를 소모하며 최적의 수행 방법을 선택하도록 할 수 있다. Therefore, the power management device 200 of the nonvolatile computing system according to an embodiment of the present invention consumes a minimum amount of energy and selects an optimal performance method according to the power supply type of the energy harvesting device 200 . can

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 에너지 하베스팅 장치(100)로부터 생산된 전력을 저장하고, 저장된 전력을 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서에 공급한다. The power management device 200 of the non-volatile computing system stores power generated from the energy harvesting device 100 and supplies the stored power to the processor of the non-volatile computing system 300 .

이때, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 에너지 하베스팅 장치(100)에서 생산되는 전압량 및 전력량 등을 측정 및 분석하여, 생산되는 전력량에 따라 상이한 형태로 전력을 관리할 수 있다. In this case, the power management device 200 of the non-volatile computing system may measure and analyze the amount of voltage and power generated by the energy harvesting device 100 , and manage power in different forms according to the amount of power produced.

즉, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 에너지 하베스팅 장치(100)로부터 입력되는 전력의 입력 패턴을 분석하여 전력 관리 수행 모드를 설정함으로써, 상황에 따라 최적화된 전력 관리를 수행할 수 있다. 특히, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 전력 관리 수행 모드를 설정하여, 캐패시터 관리 정책 및 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 백업 정책 중 적어도 어느 하나의 정책 설정에 영향을 미칠 수 있다. That is, the power management device 200 of the non-volatile computing system analyzes the input pattern of power input from the energy harvesting device 100 and sets the power management execution mode, thereby performing optimized power management according to the situation. have. In particular, the power management apparatus 200 of the non-volatile computing system may set a power management execution mode to influence at least one of a capacitor management policy and a backup policy of the non-volatile computing system 300 .

또한, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 하드웨어적으로 상황에 대한 대처를 수행하지 않고, 소프트웨어적으로 전력 예측에 맞는 동작을 선택하도록 구현될 수 있다. In addition, the power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system may be implemented to select an operation suitable for power prediction in software, without performing a hardware response to the situation.

마지막으로, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서는 전력 관리 수행 모드를 기반으로, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 백업 정책을 설정할 수 있다. 여기서, 백업 정책은 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서가 전력 관리 수행 모드에 상응하도록 백업을 수행할 백업 빈도를 포함할 수 있다. Finally, the processor of the nonvolatile computing system 300 may set a backup policy of the nonvolatile computing system 300 based on the power management execution mode. Here, the backup policy may include a backup frequency at which the processor of the non-volatile computing system 300 performs a backup to correspond to a power management execution mode.

이하에서는 도 2를 통하여 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치의 구성에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the configuration of the power management apparatus of the nonvolatile computing system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치의 구성을 나타낸 블록도이다2 is a block diagram illustrating the configuration of a power management device of a non-volatile computing system according to an embodiment of the present invention.

도 2와 같이, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 전력 정보 수신부(210), 전력 생산 패턴 분석부(220), 전력 관리 수행 모드 설정부(230) 및 캐패시터 제어부(240)를 포함한다. As shown in FIG. 2 , the power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system includes a power information receiving unit 210 , a power generation pattern analysis unit 220 , a power management execution mode setting unit 230 , and a capacitor control unit 240 . do.

먼저, 전력 정보 수신부(210)는 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로 공급할 전력을 생산하는 에너지 하베스팅 장치(100)로부터 생산된 전력 정보를 수신한다. First, the power information receiving unit 210 receives power information generated from the energy harvesting device 100 for generating power to be supplied to the nonvolatile computing system.

그리고 전력 생산 패턴 분석부(220)는 수신한 전력 정보를 기반으로, 에너지 하베스팅 장치(100)의 전력 생산 패턴을 분석한다. In addition, the power generation pattern analysis unit 220 analyzes the power generation pattern of the energy harvesting apparatus 100 based on the received power information.

전력 관리 수행 모드 설정부(230)는 전력 생산 패턴에 상응하도록, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 전력 관리 수행 모드를 설정한다. 설정된 전력 관리 수행 모드는, 캐패시터 관리 정책 및 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책 중 적어도 어느 하나의 정책 설정에 영향을 미칠 수 있다. The power management execution mode setting unit 230 sets the power management execution mode of the nonvolatile computing system 300 to correspond to the power generation pattern. The set power management execution mode may affect policy settings of at least one of a capacitor management policy and a backup policy of the nonvolatile computing system.

그리고 전력 관리 수행 모드 설정부(230)는 전력 정보를 기반으로 전력 생산 예측량을 예측하고, 현재의 전력 생산량 및 예측된 전력 생산 예측량을 기반으로 캐패시터 관리 정책을 설정할 수 있다. In addition, the power management execution mode setting unit 230 may predict a predicted power production amount based on the power information, and may set a capacitor management policy based on the current power production amount and the predicted power production prediction amount.

여기서, 캐패시터 관리 정책은 용량이 상이한 복수의 캐패시터들 중에서, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)으로의 전력 공급에 사용할 하나 이상의 캐패시터를 선택하는 정책일 수 있다. Here, the capacitor management policy may be a policy of selecting one or more capacitors to be used for supplying power to the nonvolatile computing system 300 from among a plurality of capacitors having different capacities.

또한, 전력 관리 수행 모드 설정부(230)는 전력 관리 수행 모드의 정보를 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서로 전송하여, 프로세서가 전력 관리 수행 모드에 상응하는 백업 빈도를 설정하고, 백업 정책을 수립하도록 할 수 있다. 여기서, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 백업 정책은, 전력 관리 수행 모드를 기반으로 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서가 백업을 수행할 백업 빈도를 설정한 정책일 수 있다.In addition, the power management execution mode setting unit 230 transmits information on the power management execution mode to the processor of the non-volatile computing system 300 , the processor sets a backup frequency corresponding to the power management execution mode, and sets a backup policy. can be established. Here, the backup policy of the non-volatile computing system 300 may be a policy in which a backup frequency at which the processor of the non-volatile computing system 300 performs a backup is set based on a power management execution mode.

이때, 전력 관리 수행 모드 설정부(230)는 전력 생산 패턴을 입력으로 훈련된 러닝 머신 및 전력 생산 패턴에 대응되는 전력 관리 수행 모드가 저장된 최적 테이블 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 전력 관리 수행 모드를 설정할 수 있다. At this time, the power management execution mode setting unit 230 uses at least one of the optimal table in which the power management execution mode corresponding to the power production pattern and the treadmill trained as an input of the power production pattern is stored, to select the power management execution mode. can be set.

마지막으로 캐패시터 제어부(240)는 설정된 전력 관리 수행 모드를 기반으로 선택된 캐패시터를 이용하여, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서로의 전력 공급을 수행한다. Finally, the capacitor control unit 240 supplies power to the processor of the nonvolatile computing system by using the capacitor selected based on the set power management execution mode.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 통하여, 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 방법에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, a power management method of a nonvolatile computing system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 5 .

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 3 is a flowchart illustrating a power management method of a nonvolatile computing system according to an embodiment of the present invention.

먼저, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 에너지 하베스팅 장치(100)로부터 생산된 전력 정보를 수신한다(S310). First, the power management device 200 of the non-volatile computing system receives power information generated from the energy harvesting device 100 ( S310 ).

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 에너지 하베스팅 장치(100)가 생산한 전압량 및 전력량 등을 측정할 수 있다. The power management device 200 of the non-volatile computing system may measure the amount of voltage and power produced by the energy harvesting device 100 .

다음으로 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 전력 생산 패턴을 분석한다(S320).Next, the power management device 200 of the non-volatile computing system analyzes the power generation pattern (S320).

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 에너지 하베스팅 장치(100)가 생산한 전압량, 전력량 및 생산량 등을 기반으로, 전력 생산 패턴을 분석한다. The power management device 200 of the non-volatile computing system analyzes a power generation pattern based on the voltage amount, the amount of power, and the amount of power produced by the energy harvesting device 100 .

그리고 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 전력 관리 수행 모드를 설정한다(S330). In addition, the power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system sets the power management execution mode of the nonvolatile computing system 300 ( S330 ).

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 S320 단계에서의 전력 생산 패턴 분석 결과를 기반으로, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 전력 관리 수행 모드를 설정한다. 또한, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 현재 멀티 캐패시터에 저장된 전력량을 추가적으로 고려하여, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 전력 관리 수행 모드를 설정할 수 있다. The power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system sets the power management execution mode of the nonvolatile computing system 300 based on the power generation pattern analysis result in step S320 . Also, the power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system may set the power management execution mode of the nonvolatile computing system 300 by additionally considering the amount of power currently stored in the multi-capacitor.

여기서, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 전력 관리 수행 모드는, 캐패시터 관리 정책 및 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 백업 정책 중 적어도 어느 하나의 정책 설정에 이용될 수 있다. 그리고 전력 관리 수행 모드에 따라 수행을 위한 최소한의 전압(Vth, threshold voltage) 및 스케줄링 정책 등도 달라질 수 있다. Here, the power management execution mode of the nonvolatile computing system 300 may be used to set at least one of a capacitor management policy and a backup policy of the nonvolatile computing system 300 . In addition, a minimum voltage (V th , threshold voltage) and a scheduling policy for performing may also vary according to a power management execution mode.

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 전력 관리 수행 모드의 결정에 소모되는 전력을 최소화하기 위하여, 머신 러닝이나 최적화된 테이블을 사용하여 전력 관리 수행 모드를 설정할 수 있다. The power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system may set the power management execution mode using machine learning or an optimized table in order to minimize power consumed in determining the power management execution mode.

머신 러닝을 사용하는 경우, 사전에 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 생산된 전력 정보에 따라 다음 전력량을 예측하고, 어떠한 전력 관리 수행 모드가 적합한지 미리 훈련시킨다. 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 이와 같이 훈련된 머신 러닝의 결과를 이용하여 S330 단계에서 전력 관리 수행 모드를 선택함으로써, S330 단계에서의 전력 소모를 최소화할 수 있다. In the case of using machine learning, the power management device 200 of the nonvolatile computing system predicts the next amount of power according to the generated power information, and trains in advance which power management execution mode is suitable. The power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system may minimize power consumption in step S330 by selecting a power management execution mode in step S330 using the result of the machine learning trained as described above.

또한 최적화된 테이블을 이용하는 경우, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 사전에 각 전력 생산 패턴별로 최적화된 전력 관리 수행 모드를 계산하여 저장하고, S330 단계에서 해당 전력 생산 패턴에 대응되는 전력 관리 수행 모드를 선택함으로써, S330 단계에서의 전력 소모를 최소화할 수 있다. In addition, when using the optimized table, the power management device 200 of the nonvolatile computing system calculates and stores the power management execution mode optimized for each power generation pattern in advance, and in step S330 , the power corresponding to the power generation pattern By selecting the management execution mode, power consumption in step S330 can be minimized.

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)가 전력 관리 수행 모드를 설정하는 과정에 대해서는 후술할 도 4 및 도 5를 통하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. A process in which the power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system sets the power management execution mode will be described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5 to be described later.

마지막으로, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 캐패시터 제어 및 전력 공급을 수행한다(S340). Finally, the power management device 200 of the non-volatile computing system performs capacitor control and power supply ( S340 ).

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 S330 단계에서 선택된 전력 관리 수행 모드에 상응하도록 캐패시터를 제어하여, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서로 전력을 공급할 수 있다. The power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system may supply power to the processor of the nonvolatile computing system 300 by controlling the capacitor to correspond to the power management execution mode selected in step S330 .

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)가 캐패시터를 제어하여 전력 공급을 수행하는 과정에 대해서는 후술할 도 7을 통하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. A process in which the power management device 200 of the nonvolatile computing system performs power supply by controlling the capacitor will be described in more detail with reference to FIG. 7 to be described later.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 캐패시터 관리 정책을 설정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 4 is a flowchart illustrating a method of setting a capacitor management policy according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 도 3의 S320 단계를 통해 전력 생산 패턴을 분석한 후, 전력 생산 예측량을 계산한다(S410). As shown in FIG. 4 , the power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system analyzes the power generation pattern through step S320 of FIG. 3 and then calculates the predicted amount of power generation ( S410 ).

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 도 3의 S320 단계에서 전력 생산 패턴을 분석한 후, 에너지 하베스팅 장치(100)의 전력 생산 예측량을 계산한다. 이때, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 에너지 하베스팅 장치(100)로부터 생산된 전력 정보를 기반으로 전력 생산 예측량을 계산할 수 있다. The power management device 200 of the non-volatile computing system analyzes the power production pattern in step S320 of FIG. 3 , and then calculates the predicted amount of power production of the energy harvesting device 100 . In this case, the power management device 200 of the non-volatile computing system may calculate a predicted amount of power production based on power information generated from the energy harvesting device 100 .

그리고 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 현재의 전력 생산량과 전력 생산 예측량을 기반으로 캐패시터를 선택한다(S420). In addition, the power management device 200 of the nonvolatile computing system selects a capacitor based on the current power production amount and the power production predicted amount ( S420 ).

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 현재의 전력 생산량, 미래의 전력 생산 예측량 및 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서가 수행할 작업량 중 적어도 어느 하나를 기반으로, 전력 공급에 사용할 캐패시터의 종류 및 개수를 선택할 수 있다. The power management device 200 of the non-volatile computing system determines the amount of the capacitor to be used for power supply based on at least one of the current power production amount, the future power production forecast amount, and the amount of work to be performed by the processor of the non-volatile computing system 300 . You can select the type and number.

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 현재의 전력 생산량이 생산량 기준값 미만이고, 전력 생산 예측량도 예측량 기준값 미만인 경우, 용량이 적은 캐패시터의 조합을 선택할 수 있다. The power management apparatus 200 of the non-volatile computing system may select a combination of capacitors with small capacities when the current power production is less than the production reference value and the predicted power production is also less than the predicted amount reference value.

이때, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서에서 수행할 작업량이 작업량 기준값 미만인지 여부를 판단한 후, 수행할 작업량이 작업량 기준값 미만인 경우 용량이 적은 캐패시터의 조합을 선택할 수 있다. At this time, the power management device 200 of the non-volatile computing system determines whether the amount of work to be performed by the processor of the non-volatile computing system 300 is less than the reference value of the amount of work to be performed. You can choose any combination.

또한, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 현재의 전력 생산량이 생산량 기준값 이상이고, 전력 생산 예측량도 예측량 기준값 이상인 경우, 용량이 큰 캐패시터의 조합을 선택할 수 있다. In addition, the power management apparatus 200 of the non-volatile computing system may select a combination of capacitors with large capacity when the current power production is equal to or greater than the reference value and the predicted amount of power production is also greater than or equal to the reference value.

그리고 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서에서 수행할 작업량이 작업량 기준값 이상인지 여부를 판단한 후, 수행할 작업량이 작업량 기준값보다 큰 경우 용량이 큰 캐패시터의 조합을 선택할 수 있다. And after determining whether the amount of work to be performed by the processor of the nonvolatile computing system 300 is greater than or equal to the reference value of the amount of work to be performed, the power management device 200 of the non-volatile computing system determines whether the amount of work to be performed is greater than the reference value of the amount of work to be performed. You can choose any combination.

비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 캐패시터를 선택한 후, 선택된 캐패시터를 충전하고, 선택된 캐패시터를 이용하여 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)에 전력을 공급할 수 있다. The power management apparatus 200 of the nonvolatile computing system may select a capacitor, charge the selected capacitor, and supply power to the nonvolatile computing system 300 using the selected capacitor.

설명의 편의상, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)가 현재의 전력 생산량 및 전력 생산 예측량을 기준값과 비교하여 캐패시터를 선택하거나, 프로세서가 수행할 작업량을 기반으로 캐패시터를 선택하는 것으로 설명하였다. 그러나 이에 한정하지 않고, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)는 현재의 전력 생산량 및 전력 생산 예측량 중 적어도 어느 하나와 기준값의 비교 결과와 프로세서가 수행할 작업량을 기반으로, 캐패시터의 조합을 더욱 세분화하여 선택할 수 있다. For convenience of explanation, the power management device 200 of the non-volatile computing system compares the current power production and predicted power production with reference values to select the capacitor, or select the capacitor based on the amount of work to be performed by the processor. It has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the power management device 200 of the non-volatile computing system further determines the combination of the capacitors based on the comparison result of at least one of the current power production amount and the power production predicted amount with the reference value and the amount of work to be performed by the processor. You can select by segmentation.

또한, 설명의 편의를 위하여, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200)가 전력 생산 예측량을 계산하고, 이를 기반으로 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서로 전력을 공급할 캐패시터를 선택하는 것으로 설명하였으나 이에 한정하지 않고, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서가 전력 생산 예측량을 계산하고, 전력 생산 예측량에 따라 전력을 공급받을 때 사용할 캐패시터를 선택하는 형태로 구현될 수 있다. In addition, for convenience of explanation, it has been described that the power management device 200 of the non-volatile computing system calculates the predicted amount of power production and selects a capacitor to supply power to the processor of the non-volatile computing system 300 based on this. However, the present invention is not limited thereto, and the processor of the nonvolatile computing system 300 may be implemented in the form of calculating a predicted amount of power production and selecting a capacitor to be used when receiving power according to the predicted amount of power production.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서가 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책을 설정하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a method for a processor of a non-volatile computing system to set a backup policy of a non-volatile computing system according to an embodiment of the present invention.

도 5와 같이, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서는 전력 생산 패턴을 기반으로 전력 공급 안정성을 생성한다(S510). As shown in FIG. 5 , the processor of the non-volatile computing system 300 generates power supply stability based on the power generation pattern ( S510 ).

비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서는 도 3의 S320 단계에서 전력 생산 패턴을 분석한 결과를 수신한 후, 분석된 전력 생산 패턴을 기반으로 전력 공급 안정성을 계산할 수 있다. After receiving the result of analyzing the power generation pattern in step S320 of FIG. 3 , the processor of the nonvolatile computing system 300 may calculate power supply stability based on the analyzed power generation pattern.

그리고 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서는 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 빈도를 설정한다(S520). In addition, the processor of the non-volatile computing system 300 sets a backup frequency of the non-volatile computing system ( S520 ).

비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서는 전력 공급이 중단될 경우를 대비하여, 진행 중인 작업의 중요 데이터를 비휘발성 메모리 영역에 저장하는 백업을 수행한다. 이때, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서는 전력 공급 안정성을 기반으로 백업 빈도를 설정하여, 스케줄러가 백업 빈도에 상응하도록 백업을 수행하도록 할 수 있다. The processor of the non-volatile computing system 300 performs a backup by storing important data of a work in progress in a non-volatile memory area in case power supply is interrupted. In this case, the processor of the non-volatile computing system 300 may set the backup frequency based on power supply stability so that the scheduler performs the backup to correspond to the backup frequency.

전력 공급 안정성이 임계값 이상인 경우, 즉 전력이 안정적으로 공급될 것으로 예상되는 경우, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서는 스케줄러가 더 적은 빈도로 백업을 수행하도록 백업 빈도를 설정할 수 있다. When the power supply stability is greater than or equal to the threshold, that is, when power is expected to be stably supplied, the processor of the non-volatile computing system 300 may set the backup frequency so that the scheduler performs the backup less frequently.

반면, 전력 생산 패턴이 불안정하게 변화하여 전력 공급 안정성이 낮은 경우, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서는 스케줄러가 더 잦은 백업을 수행하도록 백업 빈도를 설정할 수 있다. On the other hand, when power supply stability is low due to unstable power generation patterns, the processor of the nonvolatile computing system 300 may set the backup frequency so that the scheduler performs more frequent backups.

이때, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(300)의 프로세서는 스케줄러에 백업 빈도를 설정하여 설정된 백업 빈도에 상응하도록 백업을 수행함으로써, 갑자기 전력 공급이 중단되는 상황에 대비할 수 있도록 한다. In this case, the processor of the non-volatile computing system 300 sets a backup frequency in the scheduler to perform a backup corresponding to the set backup frequency, thereby preparing for a situation in which power supply is suddenly interrupted.

이하에서는 도 6 및 도 7을 통하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 과정에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, a power management process of a nonvolatile computing system according to another embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7 .

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치가 적용된 비휘발성 컴퓨팅 시스템을 설명하기 위한 예시도이다. 6 is an exemplary diagram illustrating a nonvolatile computing system to which a power management apparatus of a nonvolatile computing system according to another embodiment of the present invention is applied.

도 6과 같이, 비휘발성 컴퓨팅 시스템(600)은 전력 관리 장치(Power Management Module)(700)를 포함할 수 있다. 그리고 전력 관리 장치(700)는 에너지 하베스팅 장치(Energy Source)(500)와 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서(Processor)(800) 사이에 위치한다. 6 , the non-volatile computing system 600 may include a power management module 700 . And the power management device 700 is located between the energy harvesting device (Energy Source) 500 and the processor (Processor) 800 of the non-volatile computing system.

전력 관리 장치(700)의 전압 모니터링부(Voltage Monitor)(710)는 에너지 하베스팅 장치(500)로부터 생산되는 전력량 및 전압량 등을 측정하고, 측정된 결과를 전력 관리부(Power Manager)(720)로 전달한다. The voltage monitoring unit (Voltage Monitor) 710 of the power management device 700 measures the amount of power and voltage generated from the energy harvesting device 500 , and the measured result is returned to the power management unit (Power Manager) 720 . forward to

그리고 전력 관리부(720)는 생산되는 전압, 전력량 및 생산량 등의 패턴을 분석하고, 패턴의 분석 결과를 기반으로 멀티 캐패시터(730)의 캐패시터들을 제어하여 프로세서(800)로의 전력 공급을 관리한다. In addition, the power management unit 720 analyzes a pattern such as a voltage, an amount of power, and a production amount to be produced, and controls the capacitors of the multi-capacitor 730 based on the analysis result of the pattern to manage the power supply to the processor 800 .

이때, 전력 관리부(720)는 전력 생산 패턴을 분석하여 전력 관리 수행 모드를 결정하고, 결정된 전력 관리 수행 모드에 따라 캐패시터 관리 정책, 스케줄링 정책, 백업/복구 정책 및 프로세서의 동작 수행을 위한 최소한의 전압값(Vth, threshold voltage) 등이 결정될 수 있다. At this time, the power management unit 720 analyzes the power generation pattern to determine the power management execution mode, and according to the determined power management execution mode, the capacitor management policy, the scheduling policy, the backup/recovery policy, and the minimum voltage for performing the operation of the processor A value (V th , threshold voltage) and the like may be determined.

도 6의 전력 관리 장치(700), 전압 모니터링부(710), 전력 관리부(720) 및 멀티 캐패시터(730) 각각은 도 2의 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치(200), 전력 정보 수신부(210), 전력 관리 수행모드 설정부(230) 및 캐패시터 제어부(240)와 실질적으로 동일할 수 있으며, 설명의 편의를 위하여 중복되는 설명은 생략한다. Each of the power management device 700 , the voltage monitoring unit 710 , the power management unit 720 , and the multi-capacitor 730 of FIG. 6 is the power management device 200 of the nonvolatile computing system of FIG. 2 , and the power information receiving unit 210 . ), the power management execution mode setting unit 230 and the capacitor control unit 240 may be substantially the same, and overlapping descriptions will be omitted for convenience of description.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치의 멀티 캐패시터를 나타낸 예시도이다. 7 is an exemplary diagram illustrating a multi-capacitor of a power management apparatus of a non-volatile computing system according to an embodiment of the present invention.

도 7에 도시한 바와 같이, 전력 관리 장치(700)의 멀티 캐패시터(730)는 복수의 캐패시터들(735)을 포함할 수 있다. 도 7에서, 제1 캐패시터(735_1)의 용량은 1?F이고, 제2 캐패시터(735_2)의 용량은 2?F이며, 제3 캐패시터(735_3)의 용량은 3?F일 수 있다. 또한, 제4 캐패시터(735_4)의 용량은 5?F이고, 제5 캐패시터(735_5)의 용량은 10?F이며, 제6 캐패시터(735_6)의 용량은 20?F이고, 제7 캐패시터(735_7)의 용량은 40?F인 것으로 가정한다. 7 , the multi-capacitor 730 of the power management apparatus 700 may include a plurality of capacitors 735 . In FIG. 7 , the capacitance of the first capacitor 735_1 may be 1 μF, the capacitance of the second capacitor 735_2 may be 2 μF, and the capacitance of the third capacitor 735_3 may be 3 μF. Further, the capacitance of the fourth capacitor 735_4 is 5 μF, the capacitance of the fifth capacitor 735_5 is 10 μF, the capacitance of the sixth capacitor 735_6 is 20 μF, and the seventh capacitor 735_7 has a capacitance of 20 μF. It is assumed that the capacity of is 40°F.

그리고 전력 관리부(720)는 복수의 캐패시터들(735) 중에서 프로세서(800)의 전력 공급을 위해 사용할 하나 이상의 캐패시터를 선택할 수 있다. 전력 관리부(720)는 하나의 캐패시터를 선택하거나, 복수의 캐패시터들의 조합을 선택하여 프로세서(800)로 전력을 공급할 수 있다. In addition, the power management unit 720 may select one or more capacitors to be used for power supply of the processor 800 from among the plurality of capacitors 735 . The power management unit 720 may supply power to the processor 800 by selecting one capacitor or a combination of a plurality of capacitors.

또한, 전력 관리부(720)는 전력 생산 패턴을 분석하고, 현재 캐패시터에 저장된 전력량을 확인하며, 현재의 전력 관리 수행 모드의 정보를 포함하는 현재 상황 정보를 프로세서(800)로 전송할 수 있다. 이를 통하여, 전력 관리부(720)는 프로세서(800)가 전력 관리 수행 모드에 상응하도록 백업 정책을 설정하고, 설정된 백업 정책에 따라 스케줄러(850)가 백업을 수행하도록 할 수 있다. In addition, the power management unit 720 may analyze the power generation pattern, check the amount of power currently stored in the capacitor, and transmit current status information including information on the current power management execution mode to the processor 800 . Through this, the power management unit 720 may set the backup policy so that the processor 800 corresponds to the power management execution mode, and the scheduler 850 may perform the backup according to the set backup policy.

이때, 전력 관리부(720)가 설정된 전력 관리 수행 모드를 프로세서(800)에 전달하면, 프로세서(800) 상에서 수행되는 소프트웨어가 전력 관리 수행 모드에 최적화된 형태로 작업 수행 방식을 조절하고, 백업 방식을 설정할 수 있다. 또한, 프로세서(800)는 현재 상황에서의 전력 생산량 및 저장량과 앞으로의 전력 생산 예측량의 추세를 파악할 수 있다. At this time, when the power management unit 720 transmits the set power management execution mode to the processor 800 , the software executed on the processor 800 adjusts the operation execution method in a form optimized for the power management execution mode, and sets the backup method. can be set. In addition, the processor 800 may grasp the trend of the amount of power production and storage in the current situation and the predicted amount of power production in the future.

그리고 프로세서(800)는 당분간 전력이 안정적으로 공급될 것으로 예상될 경우, 스케줄러(850)의 백업 빈도를 줄여 백업 수행에 소요되는 전력과 연산량을 절감할 수 있다. 반면, 전력 생산 패턴이 불안정하게 변화하는 것으로 판단한 경우 프로세서(800)는 스케줄러(850)의 백업 빈도를 늘려 전력 공급이 중단되는 상황에 대비할 수 있다. In addition, when power is expected to be stably supplied for a while, the processor 800 may reduce the backup frequency of the scheduler 850 to reduce power and computational power required to perform the backup. On the other hand, when it is determined that the power generation pattern is unstable, the processor 800 may increase the backup frequency of the scheduler 850 to prepare for a situation in which power supply is interrupted.

이와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치는 전력 생산 패턴에 상응하도록 전력 관리 수행 모드를 설정하여, 최적의 캐패시터 관리 정책 및 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책을 수립할 수 있다. In this way, the power management apparatus of the nonvolatile computing system according to an embodiment of the present invention sets the power management execution mode to correspond to the power generation pattern to establish an optimal capacitor management policy and a backup policy of the nonvolatile computing system. can

예를 들어, 전력 생산량이 적거나, 전력 생산이 불안정하여, 전력 관리 수행 모드가 불안정 모드인 경우, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서는 멀티 캐패시터의 조합을 작게 변경하여 전압 충전 속도를 빠르게 하고, 충전 대기 시간을 줄일 수 있다. 또한, 프로세서는 백업 빈도를 늘려 계산 중이던 데이터의 손실을 예방할 수 있다. For example, if the power production is low or the power production is unstable, and the power management execution mode is the unstable mode, the processor of the non-volatile computing system changes the combination of multi-capacitors small to speed up the voltage charging speed, and wait for charging. time can be reduced. In addition, the processor may increase the backup frequency to prevent loss of data being calculated.

그리고 전력 생산량이 많거나, 전력 생산이 안정적이며, 전력 관리 수행 모드가 안정 모드인 경우, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서는 멀티 캐패시터의 조합을 크게 설정하여 많은 양의 전력이 보관될 수 있도록 한다. 또한, 프로세서는 백업 빈도를 줄여, 작업 계산이 전력을 많이 사용할 수 있도록 하며 빠른 성능을 발휘할 수 있도록 한다. In addition, when the power production is high, the power production is stable, and the power management execution mode is the stable mode, the processor of the non-volatile computing system sets the combination of the multi-capacitors to be large so that a large amount of power can be stored. In addition, the processor reduces the frequency of backups, allowing task calculations to be power-hungry and perform faster.

즉, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치가 설정한 전력 관리 수행 모드에 따라, 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서는 각각의 상황에 적합한 수행 정책을 설정하고, 최적화된 전력 관리를 수행할 수 있다. That is, according to the power management execution mode set by the power management device of the nonvolatile computing system, the processor of the nonvolatile computing system may set a performance policy suitable for each situation and perform optimized power management.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 시스템을 나타낸 블록도이다.8 is a block diagram illustrating a computer system according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체와 같은 컴퓨터 시스템(900)에서 구현될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(900)은 버스(920)를 통하여 서로 통신하는 하나 이상의 프로세서(910), 메모리(930), 사용자 인터페이스 입력 장치(940), 사용자 인터페이스 출력 장치(950) 및 스토리지(960)를 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(900)은 네트워크(980)에 연결되는 네트워크 인터페이스(970)를 더 포함할 수 있다. 프로세서(910)는 중앙 처리 장치 또는 메모리(930)나 스토리지(960)에 저장된 프로세싱 인스트럭션들을 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(930) 및 스토리지(960)는 다양한 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 매체일 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(931)이나 RAM(932)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , an embodiment of the present invention may be implemented in a computer system 900 such as a computer-readable recording medium. As shown in FIG. 8 , the computer system 900 includes one or more processors 910 , a memory 930 , a user interface input device 940 , and a user interface output device 950 that communicate with each other via a bus 920 . and storage 960 . In addition, computer system 900 may further include a network interface 970 coupled to network 980 . The processor 910 may be a central processing unit or a semiconductor device that executes processing instructions stored in the memory 930 or storage 960 . The memory 930 and the storage 960 may be various types of volatile or non-volatile storage media. For example, the memory may include ROM 931 or RAM 932 .

따라서, 본 발명의 실시예는 컴퓨터로 구현된 방법이나 컴퓨터에서 실행 가능한 명령어들이 기록된 비일시적인 컴퓨터에서 읽을 수 있는 매체로 구현될 수 있다. 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어들이 프로세서에 의해서 수행될 때, 컴퓨터에서 읽을 수 있는 명령어들은 본 발명의 적어도 한 가지 태양에 따른 방법을 수행할 수 있다.Accordingly, the embodiment of the present invention may be implemented as a computer-implemented method or a non-transitory computer-readable medium in which computer-executable instructions are recorded. When the computer readable instructions are executed by a processor, the computer readable instructions are capable of performing a method according to at least one aspect of the present invention.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치 및 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. As described above, in the power management apparatus and method of a nonvolatile computing system according to the present invention, the configuration and method of the described embodiments are not limitedly applicable, but the embodiments are provided so that various modifications can be made. All or part of each embodiment may be selectively combined and configured.

100: 에너지 하베스팅 장치
200: 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치
210: 전력 정보 수신부 220: 전력 생산 패턴 분석부
230: 전력 관리 수행 모드 설정부 240: 캐패시터 제어부
300: 비휘발성 컴퓨팅 시스템 500: 에너지 하베스팅 장치
600: 비휘발성 컴퓨팅 시스템 700: 전력 관리 장치
710: 전압 모니터링부 720: 전력 관리부
730: 멀티 캐패시터 735: 캐패시터
900: 프로세서 950: 스케줄러
900: 컴퓨터 시스템 910: 프로세서
920: 버스 930: 메모리
931: 롬 932: 램
940: 사용자 인터페이스 입력 장치
950: 사용자 인터페이스 출력 장치
960: 스토리지 970: 네트워크 인터페이스
980: 네트워크100: energy harvesting device
200: power management device of non-volatile computing system
210: power information receiving unit 220: power generation pattern analysis unit
230: power management execution mode setting unit 240: capacitor control unit
300: non-volatile computing system 500: energy harvesting device
600: non-volatile computing system 700: power management device
710: voltage monitoring unit 720: power management unit
730: multi-capacitor 735: capacitor
900: processor 950: scheduler
900 computer system 910 processor
920: bus 930: memory
931: rom 932: ram
940: user interface input device
950: user interface output device
960: storage 970: network interface
980: network

Claims (10)

삭제delete 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로 공급할 전력을 생산하는 에너지 하베스팅 장치로부터 생산된 전력 정보를 수신하는 전력 정보 수신부,
수신된 상기 전력 정보를 기반으로, 상기 에너지 하베스팅 장치의 전력 생산 패턴을 분석하는 전력 생산 패턴 분석부,
상기 전력 생산 패턴에 상응하도록, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 수행 모드를 설정하는 전력 관리 수행 모드 설정부, 그리고
상기 전력 관리 수행 모드를 기반으로 선택된 캐패시터를 이용하여, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로의 전력 공급을 수행하는 캐패시터 제어부를 포함하되,
상기 전력 관리 수행 모드 설정부는,
상기 전력 생산 패턴을 기반으로 캐패시터 관리 정책 및 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책 중 적어도 어느 하나의 정책을 설정하기 위한 상기 전력 관리 수행 모드를 설정하는 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치. A power information receiving unit for receiving power information generated from an energy harvesting device that produces power to be supplied to a non-volatile computing system;
Based on the received power information, a power generation pattern analysis unit to analyze the power generation pattern of the energy harvesting device,
a power management execution mode setting unit configured to set a power management execution mode of the nonvolatile computing system to correspond to the power generation pattern; and
a capacitor control unit configured to supply power to the nonvolatile computing system by using a capacitor selected based on the power management execution mode;
The power management execution mode setting unit,
The power management apparatus of a nonvolatile computing system for setting the power management execution mode for setting at least one of a capacitor management policy and a backup policy of the nonvolatile computing system based on the power generation pattern. 제2 항에 있어서, 상기 캐패시터 관리 정책은,
용량이 상이한 복수의 캐패시터들 중에서 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로의 전력 공급에 사용할 하나 이상의 캐패시터를 선택하는 정책인 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치. 3. The method of claim 2, wherein the capacitor management policy comprises:
A power management apparatus for a non-volatile computing system, wherein the policy is to select one or more capacitors to be used for supplying power to the non-volatile computing system from among a plurality of capacitors having different capacities. 제3 항에 있어서, 상기 캐패시터 관리 정책은,
현재의 전력 생산량 및 상기 전력 정보를 이용하여 예측한 전력 생산 예측량을 기반으로 설정된 것인 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치.4. The method of claim 3, wherein the capacitor management policy comprises:
A power management device for a nonvolatile computing system that is set based on a current power production amount and a predicted power production amount predicted using the power information. 제2 항에 있어서, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책은,
상기 전력 관리 수행 모드를 기반으로, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서가 백업을 수행할 백업 빈도를 설정한 정책인 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치.The method of claim 2, wherein the backup policy of the non-volatile computing system comprises:
A power management apparatus for a non-volatile computing system, which is a policy for setting a backup frequency at which the processor of the non-volatile computing system performs a backup based on the power management execution mode. 제5 항에 있어서, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책은,
상기 전력 생산 패턴을 분석하여 생성한 전력 공급 안정성을 기반으로, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 프로세서가 설정한 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 빈도를 포함하는 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치.The method of claim 5, wherein the backup policy of the non-volatile computing system comprises:
and a backup frequency of the nonvolatile computing system set by the processor of the nonvolatile computing system based on the power supply stability generated by analyzing the power generation pattern. 제2 항에 있어서, 상기 전력 관리 수행 모드 설정부는,
상기 전력 생산 패턴을 입력으로 훈련된 머신 러닝 및 상기 전력 생산 패턴에 대응되는 전력 관리 수행 모드가 저장된 최적 테이블 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 상기 전력 관리 수행 모드를 설정하는 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치.The method of claim 2, wherein the power management execution mode setting unit,
Power management of a non-volatile computing system that sets the power management execution mode using at least one of an optimal table in which machine learning trained by inputting the power generation pattern and a power management execution mode corresponding to the power production pattern is stored Device. 삭제delete 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 장치에 의해 수행되는 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 방법에 있어서,
비휘발성 컴퓨팅 시스템으로 공급할 전력을 생산하는 에너지 하베스팅 장치로부터 생산된 전력 정보를 수신하는 단계, 수신된 상기 전력 정보를 기반으로, 상기 에너지 하베스팅 장치의 전력 생산 패턴을 분석하는 단계, 상기 전력 생산 패턴에 상응하도록, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 수행 모드를 설정하는 단계, 그리고 상기 전력 관리 수행 모드를 기반으로 선택된 캐패시터를 이용하여, 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템으로의 전력 공급을 수행하는 단계를 포함하되,
상기 전력 관리 수행 모드를 설정하는 단계는,
상기 전력 생산 패턴을 기반으로 캐패시터 관리 정책 및 상기 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 백업 정책 중 적어도 어느 하나의 정책을 설정하기 위한 상기 전력 관리 수행 모드를 설정하는 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 방법.A power management method of a non-volatile computing system performed by a power management device of the non-volatile computing system, the method comprising:
Receiving power information generated from an energy harvesting device that generates power to be supplied to a non-volatile computing system, analyzing a power generation pattern of the energy harvesting device based on the received power information, the power generation setting a power management execution mode of the non-volatile computing system to correspond to the pattern, and performing power supply to the non-volatile computing system using a capacitor selected based on the power management execution mode. but,
Setting the power management execution mode includes:
A power management method of a nonvolatile computing system for setting the power management execution mode for setting at least one of a capacitor management policy and a backup policy of the nonvolatile computing system based on the power generation pattern. 제9 항에 있어서, 상기 전력 관리 수행 모드를 설정하는 단계는,
상기 전력 생산 패턴을 입력으로 훈련된 머신 러닝 및 상기 전력 생산 패턴에 대응되는 전력 관리 수행 모드가 저장된 최적 테이블 중 적어도 어느 하나를 이용하여, 상기 전력 관리 수행 모드를 설정하는 비휘발성 컴퓨팅 시스템의 전력 관리 방법.The method of claim 9, wherein the setting of the power management execution mode comprises:
Power management of a non-volatile computing system that sets the power management execution mode using at least one of an optimal table in which machine learning trained by inputting the power generation pattern and a power management execution mode corresponding to the power production pattern is stored Way.
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