CN101465810B - 一种芯片能耗控制的方法、装置和系统 - Google Patents

一种芯片能耗控制的方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种芯片能耗控制方法、装置和系统,涉及通信技术领域。为解决现有芯片能耗控制技术节能效率不高的问题而发明。本发明实施例提供的芯片能耗控制方法包括:监测是否有报文传输到芯片;如果没有报文传输到芯片,将所述芯片切换到节能模式;如果有报文进入芯片,但是流量低于芯片的处理能力,可以控制芯片内部部分功能模块切换到节能模式。本发明实施例实现了根据芯片处理的报文流量的状况而调整其能耗,在不影响芯片正常工作的情况下,较大程度的提高了节能效率。

Description

一种芯片能耗控制的方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其一种芯片能耗控制的方法、装置和系统。
背景技术
随着通信技术的不断发展,网络设备的处理能力越来越强大,数据处理速度越来越高,随之而来的问题是网络设备的功耗也越来越大,增加了工程设计的难度以及运营成本,因此,通信设备的能耗控制需求日益迫切。
通信芯片的能耗控制一般是通过使芯片或芯片内部功能模块进入节能模式来实现。在节能模式下,系统会切断芯片或芯片内部功能模块的电源,或者关闭芯片或芯片内部功能模块的时钟信号,以达到节能的效果。现有的通信芯片能耗控制方法是根据芯片或芯片内部功能模块与当前工作系统之间物理连接的通断来控制其向节能模式的切换。例如系统检测到某一芯片或芯片内部功能模块与其之间物理连接断开,那么系统就会向电源电路和/或时钟电路发出控制信息,切断所述芯片或芯片内部功能模块的电源和/或时钟信号,从而所述芯片或芯片内部功能模块切换至节能模式。
发明人发现现有的能耗控制技术在实际应用当中,存在着如下的问题:
首先,如果芯片或芯片内部功能模块与系统保持着物理连接,但此时却没有用户数据,依照现有的能耗控制技术,所述芯片或芯片内部功能模块仍然要处于正常工作状态,这样就没有起到节能的效果;另外,现有的通信芯片能耗控制方法对负载各种不同业务的芯片或芯片内部功能模块的能耗控制方法都是一样的,而实际上由于不同的业务有着不同的服务质量要求,因此,对负载不同业务的芯片或芯片内部功能模块分别采取不同的能耗管理策略会有更好的节能效果。
发明内容
一方面,本发明实施例提供了一种芯片能耗控制方法,解决了现有芯片能耗控制技术节能效率不高的问题。
本发明实施例芯片能耗控制方法,包括:
监测是否有报文传输到芯片;
如果没有报文传输到芯片,将所述芯片切换到节能模式。
一方面,本发明实施例提供了一种芯片能耗控制装置,解决了现有芯片能耗控制技术节能效率不高的问题。
本发明实施例芯片能耗控制装置,包括:
监测报文模块,用于监测有无报文传输至芯片;
模式切换模块,用于所述监测报文模块的监测结果是没有报文传输到芯片时,将所述芯片切换到节能模式。
另一方面,本发明实施例提供了一种芯片能耗控制系统,解决了现有芯片能耗控制技术节能效率不高的问题。
本发明实施例芯片能耗控制系统,包括:
存储器设备,用于存储传送到芯片的报文;
时钟电路设备,用于为芯片提供工作时钟频率;
供电设备,用于为所述芯片能耗控制系统内所有设备以及芯片提供电源;
报文检测设备,用于监测有无报文传送至芯片,如果没有报文传送到芯片,则将芯片切换至节能模式;如果有报文传送到芯片,则将芯片切换至工作模式,或获取所述报文的业务类型,并获取所述业务类型所需要的服务质量等级,根据所述服务质量等级为芯片选择相应的工作时钟频率,或获取报文传输的平均速率,将所述报文传输的平均速率与预设的报文传输速率阈值相比较,根据比较结果控制芯片采用相应的工作时钟频率,或分析所述存储器设备内报文的数量,在所述报文的数量达到所述高切换阈值时,将所述芯片切换到工作模式,在所述报文的数量低于所述低切换阈值时,将所述芯片切换回节能模式。
本发明实施例通过监测有无报文传送至芯片,以及缓存内报文的数量,来为芯片选择相应的节能模式和工作模式,并根据芯片所负载的流量状况为处于工作模式下的芯片选择适当的工作时钟频率,从而能够实现根据芯片处理的报文流量的状况而调整其能耗,在不影响芯片正常工作的情况下,较大程度的提高了节能效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的芯片能耗控制方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的根据缓存内报文数量来改变芯片工作模式的流程图;
图3为本发明实施例提供的根据缓存内报文数量来改变芯片工作模式的原理图;
图4为本发明实施例提供的根据芯片处理业务来改变芯片工作时钟频率的流程图;
图5为本发明实施例提供的根据报文传输的平均速率来改变芯片工作时钟频率的流程图;
图6为本发明实施例提供的根据报文传输的平均速率来改变芯片工作时钟频率的原理图;
图7为本发明实施例提供的芯片能耗控制装置的结构图;
图8为本发明实施例提供的芯片能耗控制系统的结构图。
具体实施方式
为了解决现有芯片能耗控制技术节能效率不高的问题,本发明实施例提供了一种芯片能耗控制的方法、装置和系统。
如图1所示,一种芯片能耗控制方法,包括:
101、监测是否有报文传输至芯片;
102、如果没有报文传输到芯片,将所述芯片切换到节能模式。
所述节能模式是指给芯片下电。本发明实施例首先判断芯片是否接收报文;如果检测到芯片没有接收报文,则使所述芯片处于节能模式。解决了芯片与系统保持着物理连接,此时虽然没有用户数据传输,却无法使所述芯片切换到节能模式的问题,从而提高了节能的效果。
对于不同工作机制的芯片或者芯片的内部模块应采取不同的能耗控制策略。例如,对于动态随机存储器(DRAM),由于其需要周期性的动态刷新,因此即使没有报文传输到所述动态随机存储器时,也不能对其下电或关闭其时钟。
如果监测到有报文传输到芯片,就将芯片切换回工作模式。
当芯片接收到的报文数量较少,或者报文传输速率较小时,如果芯片一直处于工作模式进行处理的话,也在一定程度上浪费了能量,因此可以先将报文存储于缓存当中,等缓存当中的报文数量积攒到一定程度时,再将芯片切换回工作模式,对所述报文进行统一处理。
如图2所示、根据缓存内存储的报文数量,来改变芯片的工作模式,其主要步骤包括:
201、为芯片设置高切换阈值和低切换阈值;
202、监测是否有报文传输至芯片;
203、如果有报文传输到芯片,将所述报文存储于缓存当中;
当有报文传输到芯片,将所述报文存储于缓存当中,芯片暂时先不对所述报文进行处理,实时监测缓存当中的报文数量。
204、当缓存当中报文的数量达到所述高切换阈值时,将所述芯片切换到工作模式;
当报文数量不断增多,达到所设定的高切换阈值时,将芯片切换到工作模式,芯片开始对报文进行处理。
205、当缓存当中报文的数量低于所述低切换阈值时,将所述芯片切换回节能模式。
一般来讲,芯片处理报文的速度要高于报文的传输速度,随着芯片的处理,缓存当中的报文数量不断减少,当缓存当中报文的数量低于所述低切换阈值时,将所述芯片切换回节能模式。
如图3所示,th1与th2为设置的高切换阈值和低切换阈值,某种业务的数据在T1到T5期间一直以较低的平均速率到达,T1到T2’期间芯片中相应的业务处理模块对报文不进行处理,而是先把报文暂存在报文缓存里,到T2’时刻,缓存中的报文数量达到th1,这时,报文检测装置根据缓存的填充水平控制业务处理模块以时钟频率f1进行处理报文,到T2时刻,缓存中的报文数量下降到th2,业务处理模块将被切换回节能模式,具体实现时也可使业务处理模块处于极度节能模式。图3中T2到T5期间业务处理模块的模式转换可以参考T1到T2期间的能耗转换过程。
为了取得更高的节能效率,还可以对处于工作模式下的芯片进行更细致的管理。芯片进入工作模式之后,根据为其提供的工作时钟频率进行工作,工作时钟频率越高,芯片运转速度越快,能耗也就越大;工作时钟频率越低,芯片运转速度越慢,能耗也就越小。因此,可以根据芯片所负载的流量状况为芯片选择适当的工作时钟频率,对芯片进行能耗管理。
本发明实施例可以分别根据芯片处理业务所要求的服务质量等级或者报文传输到芯片的平均速率,来改变芯片的工作时钟频率,下面将分别进行详细描述:
如图4所示,根据芯片处理业务所要求的服务质量等级来改变芯片的工作时钟频率,其主要步骤包括:
401、为所述芯片或芯片内部不同的功能模块设置至少两种工作时钟频率;
根据芯片处理业务类型对服务质量等级的要求来为芯片或芯片内部不同的功能模块设置不同的工作时钟频率;业务要求的服务质量等级较高,工作时钟频率就要设置的较高;业务要求的服务质量等级较低,工作时钟频率就可以设置的较低。
402、如果有报文传输到芯片,获取当前传输到芯片的报文的业务类型,并获取业务类型所需要的服务质量等级;
根据传送来的报文,来分析业务的类型,从而获得业务所需要的服务质量等级。
403、根据业务所需要的服务质量等级,为芯片选取相应的工作时钟频率。
如果芯片处理的业务中,既包含服务质量等级要求较高的业务,如实时业务,又包含服务质量等级要求较低的业务,可首先对报文流进行分类,然后再对芯片进行节能控制,即将实时业务的报文流分离出来,统一汇聚到芯片中指定的业务处理模块进行处理,对所述指定模块不进行能耗控制或选取较高的工作时钟频率,而对处理其余服务质量等级要求较低业务的处理模块,可选取较低的时钟频率进行能耗控制。
如图5所示,根据报文传输到芯片的平均速率来改变芯片的工作时钟频率,其主要步骤包括:
501、为所述芯片设置至少两种工作时钟频率;
根据传输到芯片的报文平均速率来设置不同的工作时钟频率;报文传输到芯片的平均速率较高,工作时钟频率就要设置的较高;报文传输到芯片的平均速率较低,工作时钟频率就可以设置的较低;
502、设置至少一个报文传输速率阈值;
报文传输速率阈值的设置是为了给报文传输的平均速率划分等级,不同的等级对应着不同的工作时钟频率;
503、如果有报文传输到芯片,获取报文传输的平均速率;
504、将所述报文传输的平均速率与设置的报文传输速率阈值相比较,并根据比较结果控制芯片采用相应的工作时钟频率;
即通过将当前报文传输平均速率与设置的报文传输速率阈值进行比较,获得当前报文传输平均速率所对应的平均速率等级,进而根据所述等级为芯片选取工作时钟频率。
如图6所示,图中的f1,f2代表为芯片设置的两种不同的工作时钟频率,R1为设置的报文传输速率阈值。在T1到T2时间段内,报文传输的平均速率低于R1,为芯片设置较低的工作时钟频率f2;在T2到T3时间段内,报文传输的平均速率高于R1,则调整业务处理功能电路的时钟频率为较高的工作时钟频率f1。
在上述实施例中,只设置了一个报文传输速率阈值R1,在实际应用中可以根据需要,设置多个阈值以及阈值对应的工作时钟频率,从而实现对芯片更精细的能耗管理。
本发明实施例芯片能耗控制装置,如图7所示,包括:
监测报文模块701,用于监测有无报文传输至芯片;
模式切换模块702,用于所述监测报文模块的监测结果是没有报文传输至芯片,将所述芯片切换到节能模式。
可选地,所述模式切换模块还用于所述监测报文模块的监测结果是有报文传输到芯片时,将所述芯片切换到工作模式。
可选地,所述模式切换模块,包括:
阈值设置单元,用于对应芯片不同的工作模式,设置不同的切换阈值;例如,为芯片的节能模式设置一低切换阈值,为芯片的工作模式设置一高切换阈值;
切换判决单元,用于所述监测报文模块的监测结果是有报文传输到芯片时,根据当前的流量状况,为芯片选择工作模式;具体实现可以为:将所述报文存储于缓存当中,并在缓存当中报文的数量达到所述高切换阈值时,为所述芯片选择工作模式,在缓存当中报文的数量低于所述低切换阈值时,为所述芯片选择节能模式;
切换控制单元,用于控制芯片向所选择的工作模式进行切换。
对于根据芯片处理业务所要求的服务质量等级来改变芯片的工作时钟频率的情景,则所述芯片节能装置还包括:
业务类型获取模块,用于所述监测报文模块的监测结果是有报文传输到芯片时,获取当前传输到芯片的报文的业务类型;
业务等级分析模块,用于根据所述报文的业务类型,分析业务需要的服务质量等级;
所述模式切换模块,还用于根据所述服务质量等级,为芯片选择相应的工作时钟频率。
对于根据报文传输到芯片的平均速率来改变芯片的工作时钟频率,则所述芯片节能装置还包括:
报文传输速率监测模块,用于所述监测报文模块的监测结果是有报文传输到芯片时,获取当前报文传输的平均速率;
比较模块,用于将所述报文传输的平均速率与预设的报文传输速率阈值相比较;
时钟频率控制模块,还用于根据所述比较模块的比较结果控制芯片采用相应的工作时钟频率。
如图8所示:本发明实施例提供的芯片能耗控制系统,包括:
报文检测设备801,用于监测有无报文传送至芯片,如果没有报文传送到芯片,则将芯片切换至节能模式;如果有报文传送到芯片,则将芯片切换至工作模式;获取所述报文的业务类型,根据报文的业务类型为报文分配芯片进行处理;获取业务类型所需要的的服务质量等级,根据所述服务质量等级为芯片选择相应的工作时钟频率;分析传送至芯片的报文的平均传输速率,为芯片选择相应的工作时钟频率;分析存储器设备802内报文的数量,为芯片选择相应的工作模式;
存储器设备802,用于存储传送到芯片的报文;
时钟电路设备803,用于为芯片提供工作时钟频率;
供电设备804,用于为所述芯片能耗控制系统内所有设备以及芯片提供电源。
具体实现时,报文检测设备可用于监测有无报文传送至芯片,如果没有报文传送到芯片,则将芯片切换至节能模式;如果有报文传送到芯片,则将芯片切换至工作模式,或获取所述报文的业务类型,并获取所述业务类型所需要的服务质量等级,根据所述服务质量等级为芯片选择相应的工作时钟频率,或获取报文传输的平均速率,将所述报文传输的平均速率与预设的报文传输速率阈值相比较,根据比较结果控制芯片采用相应的工作时钟频率,或分析所述存储器设备内报文的数量,在所述报文的数量达到所述高切换阈值时,将所述芯片切换到工作模式,在所述报文的数量低于所述低切换阈值时,将所述芯片切换回节能模式。
本发明实施例所提供的芯片能耗控制系统,通过监测有无报文传送至芯片,以及缓存内报文的数量,来为芯片选择相应的节能模式和工作模式,并根据芯片所负载的流量状况为处于工作模式下的芯片选择适当的工作时钟频率,从而能够实现根据芯片处理的报文流量的状况而调整其能耗,在不影响芯片正常工作的情况下,较大程度的提高了节能效率。
本发明实施例所提供的芯片能耗控制方法,不仅适用于通信处理芯片,也适用于其它能够对所处理的数据进行解析的芯片;不仅可以用于芯片内部的能耗管理,也可适用于设备级别的能耗管理。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一计算机或通信设备可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟或光盘等。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种芯片能耗控制方法,其特征在于,包括:
监测是否有报文传输到芯片;
如果没有报文传输到芯片,将所述芯片切换到节能模式;
如果有报文传输到芯片,将所述报文存储于缓存当中,并在缓存当中报文的数量达到一高切换阈值时,将所述芯片切换到工作模式;
在所述芯片切换到工作模式后,根据芯片处理业务所要求的服务质量等级或者报文传输到芯片的平均速率来改变所述芯片的工作时钟频率;其中,
所述根据芯片处理业务所要求的服务质量等级来改变所述芯片的工作时钟频率包括:为所述芯片或芯片内部不同的功能模块设置至少两种工作时钟频率;如果有报文传输到芯片,获取当前传输到芯片的报文的业务类型,并获取业务类型所需要的服务质量等级;根据业务所需要的服务质量等级,为芯片选取相应的工作时钟频率;
根据所述报文传输到芯片的平均速率来改变所述芯片的工作时钟频率包括:
为所述芯片设置至少两种工作时钟频率;设置至少一个报文传输速率阈值;如果有报文传输到芯片,获取报文传输的平均速率;将所述报文传输的平均速率与设置的报文传输速率阈值相比较,并根据比较结果控制芯片采用相应的工作时钟频率。
2.根据权利要求1所述的芯片能耗控制方法,其特征在于,还包括:
当缓存当中报文的数量低于一低切换阈值时,将所述芯片切换回节能模式。
3.一种芯片能耗控制装置,其特征在于,包括:
监测报文模块,用于监测有无报文传输至芯片;
模式切换模块,用于在所述监测报文模块的监测结果是没有报文传输到芯片时,将所述芯片切换到节能模式;其中,所述模式切换模块包括:切换判决单元,用于所述监测报文模块的监测结果是有报文传输到芯片时,将所述报文存储于缓存当中,并在缓存当中报文的数量达到高切换阈值时,为所述芯片选择工作模式,在缓存当中报文的数量低于低切换阈值时,为所述芯片选择节能模式;以及,
所述芯片能耗控制装置还包括:业务类型获取模块,用于所述监测报文模块的监测结果是有报文传输到芯片时,获取当前传输到芯片的报文的业务类型;业务等级分析模块,用于根据所述报文的业务类型,分析业务需要的服务质量等级;相应的,所述模式切换模块,还用于根据所述服务质量等级,为芯片选择相应的工作时钟频率;
或者所述芯片能耗控制装置还包括:报文传输速率监测模块,用于所述监测报文模块的监测结果是有报文传输到芯片时,获取当前报文传输的平均速率;比较模块,用于将所述报文传输的平均速率与预设的报文传输速率阈值相比较;时钟频率控制模块,还用于根据所述比较模块的比较结果控制芯片采用相应的工作时钟频率。
4.根据权利要求3所述的芯片能耗控制装置,其特征在于,所述模式切换模块还包括:
阈值设置单元,用于为芯片的节能模式设置一低切换阈值,为芯片的工作模式设置一高切换阈值;
切换控制单元,用于控制芯片向所选择的工作模式进行切换。
5.一种芯片能耗控制系统,其特征在于,包括:
存储器设备,用于存储传送到芯片的报文;
时钟电路设备,用于为芯片提供工作时钟频率;
供电设备,用于为所述芯片能耗控制系统内所有设备以及芯片提供电源;
报文检测设备,用于监测有无报文传送至芯片,如果没有报文传送到芯片,则将芯片切换至节能模式;如果有报文传送到芯片,则将芯片切换至工作模式,或分析所述存储器设备内报文的数量,在所述报文的数量达到一高切换阈值时,将所述芯片切换到工作模式,在所述报文的数量低于一低切换阈值时,将所述芯片切换回节能模式;
所述报文检测设备,还用于获取传输到芯片的报文的业务类型,并获取所述业务类型所需要的服务质量等级,根据所述服务质量等级为芯片选择相应的工作时钟频率;或者,获取报文传输的平均速率,将所述报文传输的平均速率与预设的报文传输速率阈值相比较,根据比较结果控制芯片采用相应的工作时钟频率。
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