CN101853066A - 一种自动实时调整系统时钟频率的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于集成电路领域，具体为一种自动实时调整处理器(processor)系统时钟频率或供电电压的方法和装置。该方法通过匹配(match)、判断、调整三个步骤实现处理器系统时钟频率或供电电压的自动实时调整。在处理器运行过程中，通过自动实时调整处理器系统时钟频率或供电电压，以达到处理器实时运行在最佳时钟频率或供电电压上，既保证系统正常运行，同时又能有效降低处理器功耗。

Description

一种自动实时调整系统时钟频率的方法和装置

技术领域

本发明属于集成电路领域，具体为一种自动实时调整处理器系统时钟频率的方法和装置。

背景技术

在处理器产品蓬勃发展的今天，性能和功耗成为人们衡量产品好坏的重要指标，尤其是对于手持设备来说更是如此，因此，设计者采用各种先进技术来设计处理器，以提高其性能。然而，随着处理器性能的提升，其功耗也显著增加，系统以峰值性能运算的电池寿命急剧缩短，虽然设计者在进行设计时已充分采用了低功耗的设计方法，并且电池技术也已经取得了更大的进步，但仍然跟不上电子产品迅速增加的功率需求。

为了降低处理器的功耗，设计人员采用了各种方法，通过优化电路结构、调整器件尺寸来降低处理器的峰值功耗，广泛运用门控时钟来降低处理器的平均功耗，而对于处理器的动态功耗，上述技术却无能为力。目前已经有系统计算机厂商采用调整时钟频率的方法来降低处理器的动态功耗并申请了相关专利，但主要依靠应用软件和软件系统来实施，且在一定程度上需要系统或者用户的干预，同时目前现有技术方案和思路大多以高性能为前提，在保证高性能的前提下降低系统功耗，而本发明以按需调整为出发点，在保证系统正常运行的前提下降低系统功耗。

下面针对目前已有的技术发明专利进行分析，并结合本发明进行比较：

台湾仁宝电脑工业股份有限公司发明一种动态调整中央处理器频率的方法并申请了专利(中国专利局，专利号：200310121239.6)包含一对应关系表，该对应关系表包括多个阶层，且每一阶层定义一组前端总线操作频率及相应的中央处理器使用率范围；在实施中首先取得中央处理器的目前使用率；根据该目前使用率与对应关系表比对，调整中央处理器的前端总线操作频率至对应阶层，以使处理器运行在目前使用率包含于该对应阶层所定义的中央处理器使用率范围内。借由发明的方法，系统可根据不同供电状况采用不同的中央处理器使用率与前端总线操作频率对应关系表，并藉此可达到不同的处理速度消耗不同的电力，可有效减少处理器非必要的耗能。尤其是在电池供电模式下，藉由改变中央处理器的操作频率，就可达到节省电力的目的。该发明需要软件的支持，尤其是处理器使用率完全依靠软件来检测，其次该发明需要一张对应关系表，对处理器操作频率的调整需要查找对应关系表才能实现，因此调整过程复杂，在一定程度上导致调整速度比较慢，与本发明完全采用硬件来实现的方法有本质的区别。

美国加利福尼亚州的英特尔公司提出的确定有多性能状态能力的微处理器的转换点的方法(中国专利局，专利号：02806816.5)，提供一种用于在保持系统响应性的同时进行处理器频率的自动调节方法。该发明的性能级别策略算法足够快地检测处理器使用率的提高，以便向比得上最大系统性能的更高性能级别转换。所述性能级别比得上最大系统性能。本发明实施例的性能级别策略算法延迟了处理器向较低性能级别的转换，使得所要求的快速反转不会促成不必要的转换。该方法与本发明不同，其时钟频率的调节也离不开软件的支持，尤其需要功率管理软件来控制工作电压和工作频率的调整。

台湾微星科技股份有限公司提出的调整中央处理器工作频率方法(中国专利局，专利号：03137089.6)，该发明根据中央处理器实时运作状态进行工作频率的逐步调整，其包括如下步骤：建立一频率阶级转换表；取得中央处理器之一当前使用状态数据；根据该频率阶级转换表，转换产生一目标频率阶级值；逐步调整工作频率至该目标频率阶级值。该方法可减少人为操作错误，使中央处理器发挥最佳效能，且可减少资源浪费和硬件组件的损耗。但该方法完全依靠软件的方法来实现中央处理器工作频率的调整，该技术手段速度比较慢，很难达到实时调整。同时该方法根据处理器工作状态进行工作频率的模糊调整。对于处理器功耗的降低能力有限，与本发明在实现方式上有本质的区别，同时在效果上与本发明也有一定的差距。

此外，台湾英业达股份有限公司提出的调整中央处理器工作频率的架构及其方法(中国专利局，专利号：03101741.X)，可随时切换信息处理系统的中央处理器的运作速度，其中包含有韧件(firmware)的架构及其搭配的软件所组成，同时该方法主要通过检测处理器温度来进行工作频率的调整，与本发明通过检测处理器当前使用率来进行工作频率的调整有本质的区别。上海环达计算机科技有限公司提出的调整微处理器工作频率的控制方法和系统(中国专利局，专利号：200410067153.4)提出了一种新的软件调整工作频率的方法，首先在载入一音/视频资料段的同时取得该资料段的播放时间并加以存储然后通过微处理器解码该资料段并同时动态存储解码时间；根据所存储的播放时间和动态解码时间，计算出动态解码时间与播放时间的比值以取得微处理器的当前使用率并加以存储。根据所存储的当前使用率来控制微处理器的工作时钟频率。该发明由于需要载入音/视频资料段并进行存储、解码等，且用软件的方法实现速度比较慢，无法实时进行调整，同时调整过程严重增加了处理器负载，与本发明完全采用硬件实现有本质的区别。

通过上面的分析可知，目前已有的发明和技术均需要软件的支持，调整速度比较慢，难以达到实时调整。

对于如何调整处理器时钟频率或供电电压的具体方法在现有技术中已有充分公开，而如何完全采用硬件实现实时检测以确定是否需要调整则尚未有类似发明。

发明内容

本发明针对上述问题，并结合现有技术的不足之处。提出了一种自动实时调整处理器系统时钟频率的方法和装置，该装置及其自动实时调整时钟频率的方法完全用硬件的方式来实现，旨在通过自动实时调整时钟频率来降低处理器的动态功耗。

本发明采用以下技术方案实现：

本发明所述的自动实时调整处理器系统时钟频率或供电电压的方法采用硬件的方式实现，主要包括以下两个步骤：

A、匹配空闲任务特征，确定当前处理器使用率；

B、根据当前处理器使用率和基准使用率调整系统时钟频率或供电电压，如果当前处理器使用率大于基准使用率，则上调系统时钟频率或供电电压；如果当前处理器使用率小于基准使用率，则下调系统时钟频率或供电电压；如果当前处理器使用率等于基准使用率，则保持系统时钟频率或供电电压不变。

本发明所述的空闲任务特征可以是表示空闲任务的单数条或连续复数条指令码，也可以由软件系统通过指令提示。

本发明所述的处理器使用率指单位时间内处理器执行非空闲任务的比率。举例而言，设单位时间为1百万个处理器时钟周期对应的时长，如果在连续1百万个时钟周期内，有2万个时钟周期执行空闲任务，其余98万个时钟周期执行其他任务，那么处理器使用率即为98％。假设基准使用率是30％，一旦在连续1百万个时钟周期内，有超过70万个时钟周期执行空闲任务，则当前处理器使用率小于基准使用率，需要下调时钟频率或供电电压。在本例中，为了便于实现，可以每连续1百万个时钟周期计算一次处理器使用率，即每隔1百万个时钟周期进行一次时钟频率或供电电压的调整。

当本发明所述的空闲任务特征是表示空闲任务的单数条或连续复数条指令码时，用事先存储的软件系统空闲任务循环时执行的指令码与处理器当前执行的指令进行匹配，得到单位时间内处理器执行非软件系统空闲任务指令的比率，即处理器使用率。再对所述使用率和基准使用率进行比较，根据比较结果调节处理器的时钟频率或供电电压。所述处理器使用率即单位时间内处理器执行非软件系统空闲任务循环的比率。

当本发明所述的空闲任务特征由软件系统通过指令提示时，所述提示方法可以是通过软件系统中的指令或指令在处理器中的执行结果。当执行到所述指令或形成所述指令的执行结果时，处理器记录当前的线程号(TID)或进程号(PID)。在之后的执行中，用所述线程号或进程号与处理器当前线程号或进程号进行匹配，得到单位时间内处理器执行除所述线程号或进程号对应的线程或进程之外的其他线程或进程的比率，即处理器使用率；再对所述使用率和基准使用率进行比较，根据比较结果调节处理器的时钟频率或供电电压。所述处理器使用率即单位时间内处理器执行非所述线程号对应线程或非所述进程号对应进程的比率。

根据本发明技术方案，可以在软件中空闲任务对应的代码段中增加一条所述指令，一旦执行到空闲任务中的所述指令，处理器就会将所述空闲任务对应的线程号或进程号记录下来，用于之后的匹配并计算处理器使用率。

举例而言，所述由软件系统通过指令提示的方法可以是通过软件系统中的指令对处理器中的一个特定寄存器进行写操作，或对处理器中某寄存器中的一特定位(bit)进行写操作。当所述寄存器或寄存器位被写入时，处理器记录当前线程号。在之后的执行中，用所述线程号与处理器当前线程号进行匹配，即可按本发明所述技术方案通过计算得到当前处理器使用率。再对所述使用率和基准使用率进行比较，根据比较结果调节处理器的时钟频率或供电电压。

本发明所述的自动实时调整处理器系统时钟频率或供电电压的方法中的基准使用率可固定不变，也可重新配置或自学习确定，可以固化在芯片内部，也可以在系统启动时由系统写入，还可以由软件写入。

本发明提出一种自动实时调整处理器系统时钟频率或供电电压的装置，能根据被执行的软件系统中指令的特征调节处理器系统时钟频率或供电电压。所述装置包括特征指令存储器、特征匹配电路、比较判断装置和时钟或电压调节装置。其中：

特征指令存储器，用于存储软件系统空闲任务循环时执行的指令码；所述软件系统包括但不限于具有空闲任务循环的操作系统、系统软件或者应用软件。

特征匹配电路，用于空闲任务循环指令码和处理器当前执行指令的智能特征匹配；

比较判断装置，用于比较当前处理器使用率和基准使用率，并根据比较结果确定调节方式；

时钟或电压调节装置，用于调整处理器时钟频率或供电电压。

本发明所述的特征指令存储器可以存储全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码，也可以存储全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码经算法变换得到的特征码，在进行特征匹配时，可以匹配全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码，也可以匹配全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码经算法变换得到的特征码。

本发明所述特征指令存储器中的指令码、操作码或特征码可以在芯片生产时，固化到芯片内部，也可以在系统启动时由系统或软件写入，还可以自学习写入，其存储媒介可以是挥发性的，也可以是非挥发性的，可以是一次写入，也可以是可多次写入。

本发明所述的时钟或电压调节装置根据处理器当前使用率和基准使用率实时调整处理器时钟频率或供电电压。

根据本发明技术方案，可以用两个计数器求得当前处理器使用率。其中第一计数器每个时钟周期都加一，一旦达到预设数(如：溢出)时即归零，同时表示已经过了单位长度的时间。第二计数器只在空闲任务循环指令码匹配成功时才加一，并在第一计数器达到预设数时归零。根据给定的基准使用率，一旦第二计数器溢出、或归零前大于某个数值，则表示当前处理器使用率小于基准使用率，可以下调系统时钟频率或供电电压；一旦第二计数器归零前小于某个数值，则表示当前处理器使用率大于基准使用率，可以上调系统时钟频率或供电电压；一旦第二计数器归零前等于某个数值，则表示当前处理器使用率等于基准使用率，可以保持系统时钟频率或供电电压不变。若第一计数器可代表的最大值为M，基准使用率为P，空闲任务循环指令码执行周期数为L，则所述数值为N＝(M*(1-P))/L。在具体实现中，可以根据需要减小第二计数器的位宽，使之能表示的值大于等于N即可。

举例而言，如果单位时间为1百万个时钟周期，基准使用率是60％，空闲任务循环指令码执行周期数为100个时钟周期，那么所述数值为N＝(1000000*(1-60％))/100，即N＝4000。

本发明还提出另一种自动实时调整处理器系统时钟频率或供电电压的装置，能通过指令提示，根据被执行的程序线程或进程特征调节处理器系统时钟频率或供电电压，包括空闲特征寄存器、线程或进程号存储器、特征匹配电路、比较判断装置和时钟或电压调节装置。其中：

空闲特征寄存器，用于标志当前线程为空闲任务线程或当前进程为空闲任务进程；可以通过软件系统中的指令对所述空闲特征寄存器进行写操作；所述软件系统为运行在目标处理器上的程序代码；

线程或进程号存储器，用于存储空闲任务线程的线程号或进程号；当所述空闲特征寄存器被写入时，处理器当前的线程号或进程号被写入线程或进程号存储器；

特征匹配电路，用于线程或进程号存储器中的空闲任务线程号或进程号和所述处理器当前线程号或进程号的匹配；

比较判断装置，用于比较当前处理器使用率和基准使用率，并根据比较结果确定调节方式；

时钟或电压调节装置，用于调整处理器时钟频率或供电电压；所述的时钟调节装置根据处理器当前使用率和基准使用率实时调整处理器时钟频率或供电电压。

根据本发明所述技术方案，对所述空闲特征寄存器进行写入操作能触发将当前线程号或进程号写入线程或进程号存储器的操作，并触发特征匹配电路开始进行线程号或进程号的匹配，及比较判断装置开始进行当前处理器使用率和基准使用率的比较。

根据本发明所述技术方案，可以在所述空闲特征寄存器被写入某一特定值的时候将当前线程号或进程号写入线程或进程号存储器，也可以在所述空闲特征寄存器被写入任意值的时候将当前线程号或进程号写入线程或进程号存储器。可以只在所述装置加电运行后所述空闲特征寄存器的最初单数次或复数次被写入时将当前线程号或进程号写入线程或进程号存储器，也可以在所述空闲特征寄存器在特定次或任意次写入时将当前线程号或进程号写入线程或进程号存储器。

例如，所述处理器的指令集中有一条专门用于写空闲特征寄存器的指令。可以在空闲线程或不需要高速运行的线程对应的代码中加入所述指令。这样，当处理器执行到所述指令时，当前线程号被写入线程号存储器，同时特征匹配电路开始匹配线程号，且比较判断装置根据匹配得到的当前处理器使用率与基准使用率的关系，判断是否需要调节及如何调节系统时钟频率。

同样地，根据本发明技术方案，可以用两个计数器求得当前处理器使用率。其中第一计数器每个时钟周期都加一，一旦达到预设数(如：溢出)时即归零，同时表示已经过了单位长度的时间。第二计数器只在所述记录下来的线程号或进程号与处理器当前线程号或进程号匹配成功时才加一，并在第一计数器达到预设数时归零。在具体实现中，并不需要在每个周期都对线程号或进程号进行匹配，而是只需在线程或进程切换的时候进行线程号或进程号匹配即可。此时，一旦匹配成功，则在下一次线程或进程切换前不需要再次进行匹配，第二计数器每个时钟周期都加一；一旦匹配不成功，则在下一次线程或进程切换前不需要再次进行匹配，第二计数器值保持不变。

根据给定的基准使用率，一旦第二计数器溢出、或归零前大于某个数值，则表示当前处理器使用率小于基准使用率，可以下调系统时钟频率或供电电压；一旦第二计数器归零前小于某个数值，则表示当前处理器使用率大于基准使用率，可以上调系统时钟频率或供电电压；一旦第二计数器归零前等于某个数值，则表示当前处理器使用率等于基准使用率，可以保持系统时钟频率或供电电压不变。此时，若第一计数器可代表的最大值为M，基准使用率为P，则所述数值为N＝M*(1-P)。同样地，在具体实现中可以根据需要减小第二计数器的位宽，使之能表示的值大于等于N即可。

举例而言，如果单位时间为1百万个时钟周期，基准使用率是60％，那么所述数值为N＝1000000*(1-60％)，即N＝400000。

本发明所述的处理器包括但不限于通用处理器、嵌入式处理器、单核处理器、多核/众核处理器、数字信号处理器。

有益效果：

本发明具有以下有益效果：通过在本发明中所述的自动实时调整处理器时钟频率的方法和装置，用硬件的方式实施自动实时调整处理器系统时钟频率，在保证处理器正常工作的前提下，有效降低了处理器运行中的动态功耗，实现了处理器按需求调整时钟频率，对于移动手持设备来说，延长了电池一次充电的使用寿命，且尽量减少人为的干预实施，同时由于本发明完全采用硬件的方式实现，速度快，能够更有效的实现处理器时钟频率的实时调整。

附图说明

图1为本发明所提出的自动实时调整处理器系统时钟频率流程图。

图2为本发明所提出的自动实时调整处理器系统时钟频率方法中的特征匹配流程图。

图3为本发明所提出的自动实时调整处理器系统时钟频率装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在本发明技术方案的前提下进行实施，给出了详细实施方式以及具体操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例，同时应当理解的是，本发明所述的自动实时调整处理器系统时钟频率的方法和装置，在下面具体实施例中进行了具体的描述，但对于本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和构思进行各种可能的替换、调整和改进，而所有这些替换、调整和改进都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

为便于说明，以下实施例中均以处理器系统时钟频率的自动实时调整为例进行说明，关于处理器系统供电电压的调整与之类似。

请参阅图1，该图为本发明所提出的自动实时调整处理器系统时钟频率流程图。该流程基本按照匹配、判断和调整的步骤进行，首先获取处理器当前执行指令(101)，特征匹配电路对特征指令(105)和处理器当前执行指令进行智能特征匹配，获取处理器当前使用率(102)，然后比较判断装置将处理器当前使用率和基准使用率(106)进行比较(103)，如果处理器当前使用率大于基准使用率，则上调处理器时钟频率；如果处理器当前使用率小于基准使用率，则下调处理器时钟频率；如果处理器当前使用率等于基准使用率，则保持当前处理器时钟频率不变；最后时钟调节装置根据比较结果调整处理器时钟频率(104)，一次调整结束后，则回到步骤(101)继续下一循环调整。对于自动实时调整来说，系统在运行期间，一直进行时钟频率的自动实时调整，一次循环调整后立即进入下一次循环调整，直到系统关闭或者自动调整功能被系统或用户关闭为止。

请参阅图2，该图为本发明所提出的自动实时调整处理器系统时钟频率方法中的特征匹配流程图。特征匹配流程主要用于计算处理器当前使用率，首先初始化计数器(201)，包括时钟计数器和特征匹配计数器。在系统时钟频率下，时钟计数器开始累加(202)，同时系统取出处理器当前执行指令和当前特征指令码(203)，处理器当前运行指令和特征指令码进行特征匹配(204)，如果匹配成功，则特征匹配计数器加1(205)，否则保持原值，然后判断时钟计数器是否等于基数值(206)，如果相等，则计算处理器当前使用率(207)，本次匹配循环结束；否则继续回到时钟计数器累加操作(202)，直到时钟计数器等于基数值为止。

请参阅图3，该图为本发明所提出的自动实时调整处理器系统时钟频率装置的结构框图。包括特征指令存储器(302)、特征匹配电路(305)、比较判断装置(306)、时钟调节装置(307)、锁相环(308)、处理器核(303)以及操作系统(304)，其中，特征指令存储器(302)存储操作系统空闲任务循环时执行的特征指令，可以是全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码，也可以是全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码经算法变换得到的特征码(全部或部分)；在系统运行时，特征指令存储器(302)提取当前特征指令或特征码(309)送往特征匹配电路(305)，特征匹配电路(305)进行空闲任务循环指令码或特征码(309)和处理器当前执行指令(310)的智能特征匹配，并计算出当前处理器使用率(311)送往比较判断装置(306)。比较判断装置(306)对当前处理器使用率(311)和基准使用率进行比较，并根据比较结果确定如何调节时钟频率，时钟调节装置(307)根据比较判断装置(306)确定的调节方案来调整从锁相环(308)送出的系统时钟(313)，并将调整后的时钟(314)送到处理器核(303)，处理器核(303)以及运行的操作系统(304)构成被调整的目标系统，同时将当前执行指令(310)送入特征匹配电路(305)进行特征匹配，以上所述的各个部分共同构成自动实时调整处理器系统时钟频率装置(301)。

Claims (12)

1.一种自动实时调整处理器系统时钟频率或供电电压的方法，其特征在于采用硬件的方式实现，主要包括以下两个步骤：

A、匹配空闲(idle)任务特征，确定当前处理器使用率(utilization)；

B、根据当前处理器使用率和基准使用率调整系统时钟频率或供电电压，如果当前处理器使用率大于基准使用率，则上调系统时钟频率或供电电压；如果当前处理器使用率小于基准使用率，则下调系统时钟频率或供电电压；如果当前处理器使用率等于基准使用率，则保持系统时钟频率或供电电压不变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述空闲任务特征可以是表示空闲任务的单数条或连续复数条指令码，也可以由软件系统通过指令或指令的执行结果提示。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于当所述空闲任务特征是表示空闲任务的单数条或连续复数条指令码时，用事先存储在处理器中的软件系统空闲任务循环时执行的指令码与处理器当前执行的指令进行匹配，得到单位时间内处理器执行非软件系统空闲任务指令的比率，即处理器使用率；再对所述使用率和基准使用率进行比较，根据比较结果调节处理器的时钟频率或供电电压。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于当所述空闲任务特征由软件系统通过指令提示时，所述提示方法可以是通过软件系统中的指令或指令在处理器中的执行结果；当执行到所述指令或形成所述指令的执行结果时，处理器记录当前的线程号(TID)或进程号(PID)；在之后的执行中，用所述线程号或进程号与处理器当前线程号或进程号进行匹配，得到单位时间内处理器执行除所述线程号或进程号对应的线程或进程之外的其他线程或进程的比率，即处理器使用率；再对所述使用率和基准使用率进行比较，根据比较结果调节处理器的时钟频率或供电电压。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的基准使用率可固定不变，也可重新配置或自学习确定，可以固化在芯片内部，也可以在系统启动时由系统写入，还可以由软件写入。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于可以实现一种自动实时调整处理器系统时钟频率或供电电压的装置，包括特征指令存储器、特征匹配电路、比较判断装置和时钟或电压调节装置，其中：

特征指令存储器，用于存储软件系统空闲任务循环时执行的指令码；所述软件系统为运行在目标处理器上的程序代码；

特征匹配电路，用于空闲任务循环指令码和处理器当前执行指令的智能特征匹配；

比较判断装置，用于比较当前处理器使用率和基准使用率，并根据比较结果确定调节方式；

时钟或电压调节装置，用于调整处理器时钟频率或供电电压。

7.根据权利要求6所述的方法和装置，其特征在于所述的特征指令存储器可以存储全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码，也可以存储全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码经算法变换得到的特征码，在进行特征匹配时，可以匹配全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码，也可以匹配全部或部分空闲任务循环中的指令码或操作码经算法变换得到的特征码。

8.根据权利要求6所述的方法和装置，其特征在于所述的特征指令存储器中的指令码、操作码或特征码可以在芯片生产时，固化到芯片内部，也可以在系统启动时由系统或软件写入，还可以自学习写入，其存储媒介可以是挥发性的，也可以是非挥发性的，可以是一次写入，也可以是可多次写入。

9.根据权利要求6所述的方法和装置，其特征在于所述的时钟或电压调节装置根据处理器当前使用率和基准使用率实时调整处理器时钟频率或供电电压。

10.根据权利要求6所述的方法和装置，其特征在于所述的软件系统包括具有空闲任务循环的操作系统、系统软件或者应用软件。

11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于可以实现一种自动实时调整处理器系统时钟频率或供电电压的装置，包括空闲特征寄存器、线程或进程号存储器、特征匹配电路、比较判断装置和时钟或电压调节装置；其中：

空闲特征寄存器，用于标志当前线程或进程为空闲任务线程或进程；可以通过软件系统中的指令对所述空闲特征寄存器进行写操作；所述软件系统为运行在目标处理器上的程序代码；

线程或进程号存储器，用于存储空闲任务线程的线程号或空闲任务进程的进程号；当所述空闲特征寄存器被写入时，处理器当前的线程号或进程号被写入线程或进程号存储器；

特征匹配电路，用于线程或进程号存储器中的空闲任务线程号或进程号和处理器当前线程号或进程号的匹配；

比较判断装置，用于比较当前处理器使用率和基准使用率，并根据比较结果确定调节方式；

时钟或电压调节装置，用于调整处理器时钟频率或供电电压；所述的时钟或电压调节装置根据处理器当前使用率和基准使用率实时调整处理器时钟频率或供电电压。

12.根据权利要求6、11所述的方法和装置，其特征在于所述处理器包括通用处理器、嵌入式处理器、单核处理器、多核/众核处理器、数字信号处理器。

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