CN101853067A - 减少装置功率消耗的方法及具有嵌入式存储器模块的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种减少装置功率消耗的方法及具有嵌入式存储器模块的装置，其中上述方法用于包含嵌入式存储器模块的装置，上述方法包含：划分嵌入式存储器模块为多个存储器区块；根据第一既定规则划分软件模块的指令组与数据组为多个区段，其中第一既定规则根据操作需求决定；以及载入区段进存储器区块；其中存储器区块根据条件分别开启或关闭。本发明能够在处理器处于完全操作模式下，关闭对应未用的指令及数据的至少一个存储器区块来达成功率节省的目的。

Description

减少装置功率消耗的方法及具有嵌入式存储器模块的装置
技术领域
本发明是有关于减少装置功率消耗的方法及具有嵌入式存储器模块的装置，更具体地，是关于一种方法，用于采用芯片上系统(SystemOn Chip，SOC)的装置，当芯片上系统处于完全操作模式时，本方法用于减少其功率消耗。
背景技术
现代的芯片上系统(SOC)是用于高速处理，且包含一个或多个处理器核心(processor cores)，以及与上述一个或多个处理器核心直接连接(directly attach)或耦接的存储器。如今，现代SOC利用先进半导体工艺技术制造，以达到大幅降低晶体管栅极(transistor gates)的宽度及长度。可是，由于现代SOC具有更深次微米领域(deeper sub-micro region)的制造，造成静态漏电流(static leakage current)的增大。
因此，对于采用现代SOC的装置，节省功率消耗是一个重要指标。对于传统功率消耗方法，采用现代SOC的装置能操作于操作模式(operation mode)或功率节省模式(power saving mode)。当装置处于操作模式时，电压源必须持续给直接连接至装置的一个或多个处理器核心的存储器提供电源。结果，直接连接的存储器的静态漏电流(staticcurrent leakage)为处于操作模式的装置的电压源的一个主要漏电流点。当装置处于功率消耗模式，现代SOC已不再操作于最高时钟速率，其中现代SOC的操作频率将较低或中止(halt)。
因此，需要一种方法及系统来减少功率消耗，当系统保持在操作模式时可以节省功率。
发明内容
为了解决系统的功率消耗的问题，本发明提供一种减少装置功率消耗的方法及具有嵌入式存储器模块的装置。
本发明提供一种减少装置功率消耗的方法，其中装置包含嵌入式存储器模块，上述方法包含：划分嵌入式存储器模块为多个存储器区块；根据第一既定规则划分软件模块的指令组与数据组为多个区段，其中第一既定规则根据操作需求决定；以及载入区段进存储器区块；其中存储器区块根据条件分别开启或关闭。
本发明另提供一种减少装置功率消耗的方法，其中装置包含嵌入式存储器模块，上述方法包含：划分软件模块的指令组与数据组为多个区段；根据第一既定规则划分嵌入式存储器模块为多个存储器区块，其中第一既定规则根据区段的大小决定；以及载入区段进存储器区块；其中根据条件分别开启或关闭存储器区块。
本发明另提供具有嵌入式存储器模块的装置，包含：处理器；处理器存取的嵌入式存储器模块，其中嵌入式存储器模块根据第一既定规则被划分为多个存储器区块；软件模块，包含指令组与数据组，其中软件模块根据第二既定规则被划分为多个区段；供电单元，用于提供电源给存储器区块；以及辅助逻辑，用于控制供电单元，其中根据条件开启或关闭供给至存储器区块的电源。
利用本发明能够可利用当处理器处于完全操作模式下，关闭对应未用的指令及数据的至少一个存储器区块来达成功率节省的目的。
附图说明
图1显示减少功率消耗的装置的实施方式示意图。
图2显示嵌入式存储器模块的划分示意图。
图3显示减少装置功率消耗的方法的实施方式的流程图。
图4显示减少装置的功率消耗的方法的实施方式流程图。
具体实施方式
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来称呼特定的元件。本领域的技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”是开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦接”一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接于第二装置，则代表第一装置可直接电气连接于第二装置，或通过其它装置或连接手段间接地电气连接到第二装置。
本发明提供一种减少功率消耗的装置。图1显示减少功率消耗的装置的实施方式示意图，装置1包含处理器10，嵌入式存储器模块(embedded memory module)11，供电单元12，以及辅助逻辑(auxiliarylogic)13。嵌入式存储器模块11与处理器10耦接，且可被处理器10存取。在本实施方式中，嵌入式存储器模块11是一个直接连接存储器(directly-attached memory)，其与处理器10耦接并操作于单周期处理模式(single cycle execution)，例如紧密耦接的存储器。如图2所示，图2显示嵌入式存储器模块的划分示意图，嵌入式存储器模块11被划分为多个存储器区块MB#0～MB#n。处理器10执行的软件模块的指令组(instruction set)与指令组使用的软件模块的数据组(data set)被分为多个区段(segment)。区段被载入存储器区块。
供电单元12提供电源给嵌入式存储器模块11的存储器区块MB#0～MB#n。辅助逻辑13控制供电单元12，以分别开启或关闭供给存储器区块MB#1～MB#n的电源。基于存储器存取方式或操作的时序需求，辅助逻辑13控制供电单元12，以开启或关闭供给存储器区块MB#1～MB#n中至少一个的电源。举例来说，当装置的电池电量较低，装置可在停止显示功能时，仍然维持紧急呼叫功能，例如报警呼叫。根据低电压的存储器存取方式(memory access pattern)，辅助逻辑13控制供电单元12来关闭供给到用于显示功能的至少一个存储器区块的电源，并开启供给到用于紧急呼叫功能的至少一个存储器区块的电源。请注意，上述的显示功能以及紧急呼叫功能仅为说明之用，并非本发明的限制。存储器区块中有不同功能的不同指令。
根据本实施方式，供给存储器区块MB#0～MB#n的电源可分别控制。因此，当处理器10处于完全操作模式下，可通过关闭对应未用的指令及数据的至少一个存储器区块来达成功率节省。
如图1所示，装置1更包含第二存储器14，耦接至嵌入式存储器模块11。第二存储器14储存电源被关闭的至少一个存储器区块的区段。举例来说，假设供给存储器区块MB#1的电源根据存储器存取方式被决定为关闭。在功率提供单元12关闭供给存储器区块MB#1的电源之前，存储器区块MB#1的区段被传输到第二存储器14来储存。供给存储器区块MB#1的电源可根据另一存储器存取方式来开启。同时，之前传输到第二存储器14的与存储器区块MB#1相关的区段，在供电单元12开启供给至存储器区块MB#1的电源之后，上述区段又从第二存储器14传输回到存储器区块MB#1。
在本实施方式中，辅助逻辑13控制供电单元12，以分别开启或关闭所有供给存储器区块MB#1～MB#n的电源。在一些实施方式中，当维持剩余的存储器区块为总开启(always-on state)状态时，辅助逻辑13控制供电单元12，以根据不同事件或条件分别切换供给存储器区块MB#1～MB#n中的一些区块的电源，其中事件或条件例如存储器存取方式。
在图1的实施方式中，处理器10与存储器12都处于芯片上系统内。并且，在图1的实施方式中，辅助逻辑13耦接至处理器10。在一些实施方式中，辅助逻辑13可被纳入处理器10内。
图3显示减少装置功率消耗的方法的实施方式的流程图。上述方法会参考图1-3进行说明。首先，嵌入式存储器模块11被划分为多个存储器区块MB#0～MB#n(步骤S30)。在本实施方式中，每一存储器区块的大小都被预定。简单来说，本实施方式中嵌入式存储器模块11中每一存储器区块的大小都平均分配，但这并不应该被理解为对本发明的限制。处理器10所执行的软件模块的指令组(instruction set)与指令组所使用的软件模块的数据组根据第一既定规则划分为多个区段(步骤S31)。举例来说，当128MB的嵌入式存储器模块11划分为四个32MB的存储器区块时，指令组与数据组也划分为四个32MB的区段。并且，指令组与数据组可根据操作需求被进一步划分区段，操作需求可为：例如即时/非即时操作，指令处理可能性，指令处理频率，存储器存取频率，存储器类型，或者系统中电路设计的电源分配。举例来说，即时操作(real time operation)的指令组与数据组可被划分进四个32MB区段中的至少一个内，非即时操作的(non-real time operation)指令组与数据组可被划分进四个32MB区段中剩余的至少一个。区段被分别载入存储器区块(步骤S32)。在一些其它实施方式中，根据既定方式，区段被载入存储器区块，其中既定方式为例如两个区段被载入一个存储器区块。
接着，基于第二既定规则，例如事件中存储器存取方式或用于操作的时序需求的条件，例如低电量事件，其通过软件管理消息获取，辅助逻辑13能控制供电单元12，以分别开启或关闭供给到存储器区块MB#1～MB#n其中至少一个存储器区块的电源(步骤S33)。
在步骤S33中，若根据存储器存取模式或操作的时序需求决定关闭提供给存储器区块的电源，存储器区块的区段可在供电单元12关闭提供至上述存储器区块的电源之前，被传输到第二存储器14以便储存。另外，若根据存储器存取模式或操作的时序需求，决定开启提供至存储器区块的电源，之前被传输至第二存储器14的与上述存储器区块相关的区段，可在供电单元12开启供给上述存储器区块之后，从第二存储器14重新储存至上述存储器区块。
图4显示减少装置的功率消耗的方法的实施方式流程图。上述方法会根据图1-2及图4来说明。首先，由处理器10执行的软件模块的指令组以及指令组使用的软件模块的数据组根据操作需求被划分为多个区段(步骤S40)，其中操作需求可为即时/非即时操作，处理可能性，或处理频率。举例来说，即时操作的指令组与数据组以及非即时操作的指令组与数据组分别划分为区段。嵌入式存储器模块11被划分为多个存储器单元(步骤S41)。每一区段的存储器单元的数量根据指令组与数据组的划分来决定，例如每一区段的大小，以及决定数量的存储器单元被分组(grouped)，以作为对应存储器区块(步骤S42)。因此，存储器区块的大小可为不同大小。区段被分别载入存储器区块中(步骤S43)。在一些其它实施方式中，分组方式(grouping pattern)可有所变化，例如第一存储器单元被分组进第一存储器区块，第二存储器单元与第三存储器单元被分组进第三存储器区块，以及第二存储器区块因其它特定原因被留空。分组模式可为第一存储器单元分组为多个存储器区块，或是多个存储器单元被分组进单个存储器区块。
基于既定事件(例如低电量)的存储器存取方式或操作的时序需求，辅助逻辑13能控制供电单元12来开启或关闭供给至存储器区块MB#1～MB#n中至少一个存储器区块的电源。
在步骤S44中，若根据存储器存取方式或操作的时序需求决定关闭供给至存储器区块的电源，存储器区块的区段可在供电单元12关闭提供给存储器区块的电源之前传输到第二存储器14来储存。另外，若根据存储器存取方式或操作的时序需求电源来决定开启供给存储器区块的电源，在供电单元12开启供给存储器区块的电源之后，先前传输到第二存储器14的与上述存储器区块相关的区段可重新从第二存储器14储存到存储器区块中。
根据上述实施方式，供给至存储器区块的电源可分别开启或关闭。当处理器10处于完全操作模式，供给至未用指令及数据的存储器区块可被关闭，如此减少完全操作模式下的功率消耗。
本发明虽用较佳实施方式说明如上，然而其并非用来限定本发明的范围，任何本领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，做的任何更动与改变，都在本发明的保护范围内，具体以权利要求界定的范围为准。

Claims (13)

1.一种减少装置功率消耗的方法，其中上述装置包含嵌入式存储器模块，上述减少装置功率消耗的方法包含：
划分上述嵌入式存储器模块为多个存储器区块；
根据第一既定规则划分软件模块的指令组与数据组为多个区段，其中上述第一既定规则根据操作需求决定；以及
载入上述多个区段进上述多个存储器区块；
其中上述多个存储器区块根据条件分别开启或关闭。
2.如权利要求1所述的减少装置功率消耗的方法，其特征在于，上述条件根据控制管理消息或第二既定规则决定。
3.如权利要求2所述的减少装置功率消耗的方法，其特征在于，上述第二既定规则为存储器存取方式。
4.如权利要求1所述的减少装置功率消耗的方法，其特征在于，上述操作需求根据上述多个存储器区块的大小决定。
5.一种减少装置功率消耗的方法，其中上述装置包含嵌入式存储器模块，上述减少装置功率消耗的方法包含：
划分软件模块的指令组与数据组为多个区段；
根据第一既定规则划分上述嵌入式存储器模块为多个存储器区块，其中上述第一既定规则根据上述多个区段的大小决定；以及
载入上述多个区段进上述多个存储器区块；
其中根据条件分别开启或关闭上述多个存储器区块。
6.如权利要求5所述的减少装置的功率消耗的方法，其特征在于，划分上述嵌入式存储器模块的上述步骤包含：
划分上述嵌入式存储器模块为多个存储器单元；以及
根据每一上述多个区段的大小决定每一上述多个区段的一数量的存储器单元，其中决定的上述数量的存储器单元被分组以作为对应存储器区块。
7.一种具有嵌入式存储器模块的装置，包含：
处理器；
上述处理器存取的嵌入式存储器模块，其中上述嵌入式存储器模块根据第一既定规则被划分为多个存储器区块；
软件模块，包含指令组与数据组，其中上述软件模块根据第二既定规则被划分为多个区段；
供电单元，用于提供电源给上述多个存储器区块；以及
辅助逻辑，用于控制上述供电单元，其中供给至存储器区块的电源根据条件开启或关闭。
8.如权利要求7所述的具有嵌入式存储器模块的装置，其特征在于，上述第一既定规则根据第一操作需求所决定，且上述指令组与上述数据组根据上述存储器的划分而划分为多个区段，以及上述多个区段被载入上述多个存储器区段中。
9.如权利要求8所述的具有嵌入式存储器模块的装置，其特征在于，上述第一操作需求根据上述多个存储器区块的大小决定。
10.如权利要求7所述的具有嵌入式存储器模块的装置，其特征在于，上述第二既定规则根据第二操作需求决定，且上述嵌入式存储器模块根据上述指令组与上述数据组的划分而被划分为上述多个存储器区块，以及上述多个区段被载入上述多个存储器区块内。
11.如权利要求10所述的具有嵌入式存储器模块的装置，其特征在于，上述第二操作需求根据上述多个区段的大小决定。
12.如权利要求7所述的具有嵌入式存储器模块的装置，其特征在于，更包含第二存储器，其中上述辅助逻辑控制上述供电单元以关闭供给至上述多个存储器区块其中之一的电源之前，上述存储器区块内的区段被传输至上述第二存储器。
13.如权利要求12所述的具有嵌入式存储器模块的装置，其特征在于，上述辅助逻辑控制上述供电单元开启供给上述存储器区块的电源之后，与上述存储器区块相关的区段从上述第二存储器重新被储存至上述存储器区块内。
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