CN105009020A - 在便携式计算设备中用于电压模式的温度驱动选择的系统和方法 - Google Patents

在便携式计算设备中用于电压模式的温度驱动选择的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105009020A
CN105009020A CN201480009644.5A CN201480009644A CN105009020A CN 105009020 A CN105009020 A CN 105009020A CN 201480009644 A CN201480009644 A CN 201480009644A CN 105009020 A CN105009020 A CN 105009020A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pcd
service voltage
minimum service
temperature sensor
minimum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201480009644.5A
Other languages
English (en)
Inventor
W·陈
S·多布雷
R·F·奥尔顿
J·J·安德森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of CN105009020A publication Critical patent/CN105009020A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/20—Cooling means
    • G06F1/203—Cooling means for portable computers, e.g. for laptops
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/20—Cooling means
    • G06F1/206—Cooling means comprising thermal management
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
    • G06F1/32—Means for saving power
    • G06F1/3203—Power management, i.e. event-based initiation of a power-saving mode
    • G06F1/3234—Power saving characterised by the action undertaken
    • G06F1/3296—Power saving characterised by the action undertaken by lowering the supply or operating voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Sources (AREA)

Abstract

公开了用于便携式计算设备(“PCD”)中的最小供给电压等级选择的各个方法和系统。各个实施例的优点在于，PCD设计者们可以在特定最小供给电压以及操作温度阈值处闭合时序，该操作温度阈值高于PCD必须在其中才起作用的主操作温度范围的最低端。通过在较高操作温度阈值处闭合时序，在PCD中可以使用要求相对较低的功耗的相对较小的部件，从而在PCD操作于阈值之上的操作温度时提供改进的整体功耗。为了在操作温度降低到阈值之下时维持功能，增加部件的最小供给电压。系统和方法牺牲了涉及操作温度阈值以下的功耗，换来了外形尺寸的降低以及在更高、更典型的操作温度状况下的功率效率的改进。

Description

在便携式计算设备中用于电压模式的温度驱动选择的系统和方法
背景技术
便携式计算设备(“PCD”)正成为人们在个人级别和专业级别上的必需品。这些设备可以包括蜂窝电话、便携式数字助理(“PDA”)、便携式游戏控制台、掌上型计算机、以及其它便携式电子设备。
PCD设计的趋势是在降低外形尺寸的同时增加功能。所以，如今的PCD从其设计过程的开始就典型地受限于尺寸，并且，因此，用于PCD内的部件的空间通常是非常珍贵的。因此，PCD设计者和工程师们在对部件进行选择时需要考虑的经常是部件的尺寸，这并不奇怪。
较小部件的优势在于，除了其所带来的固有的空间节省之外，还降低了功率需求。有利的是，在正常操作温度下，较小部件与它们的较大的弟兄们相比，通常会消耗较少的功率，而不会牺牲处理能力。然而，存在一个折衷，这是因为较小部件容易受到“温度反转效应”的影响，当它们被暴露于设计规范的较低范围中的操作温度时，该“温度反转效应”会减缓其处理速度。
例如，通常要求PCD可操作于从-30℃到85℃的温度范围内。例如，当操作在低于0℃的温度点时，小部件的其它理想的低阈值电源需求可能不足以维持时序收敛。因此，即使最小的部件可能完全适合于中等范围的操作温度，设计者们也不得不选择足够大的部件以抵抗在较冷操作环境下的温度反转效应。
因此，在本领域中需要一种系统和方法，其允许在冷操作环境中使用具有低功率阈值的部件，并且改善PCD中的产量以及芯片集的鲁棒性。更具体的，在本领域中需要一种系统和方法，其通过修改处理部件的供给电压等级，以避免由于低操作温度而导致的在PCD中时序收敛的失败。
发明内容
本文公开了用于便携式计算设备(“PCD”)中的最小供给电压等级选择(即，电压模式选择技术)的方法和系统的各个实施例。各个实施例的优势在于：PCD设计者们可以在特定的最小供给电压和操作温度阈值下闭合时序，该操作温度阈值高于PCD必须在其中才起作用的主操作温度范围的最低端。有利的是，通过在较高操作温度阈值下闭合时序，可以在PCD中使用要求相对较低功耗的相对较小的部件，从而当PCD操作于阈值之上的操作温度时，提供改进的整体功耗。特别地，为了在操作温度降低到阈值以下时维持功能，增加部件的最小供给电压，从而使得在整个主操作温度范围内维持功能。如本领域普通技术人员将认识到的，该系统和方法牺牲了涉及操作温度阈值以下的功耗，换来了外形尺寸的降低以及在更高的、更典型的操作温度状况下的功率效率的改进。
用于便携式计算设备(“PCD”)中的电压模式选择的示例性方法包括定义PCD中的第一操作温度阈值。如上文所提到的，该第一操作温度阈值可以表示这样一种温度，在该温度之下，PCD中的一个或多个部件不能以第一最小供给电压等级维持时序收敛。监控一个或多个温度传感器(例如，芯片上的管芯级传感器)。如果传感器所产生的温度读数表明已经越过了该第一操作温度阈值，则可以调整最小供给电压。特别地，如果越过阈值使得所测量的操作温度在该阈值之下，则可以将最小供给电压向上调整，以防止部件慢化到致使电路不能够满足时序收敛要求的那种程度。同样地，如果越过阈值使得所测量的操作温度在阈值之上，则可以将最小供给电压向下调整，以使得部件不会消耗过多的功率。
附图说明
在附图中，除非另外指出，否则贯穿各个视图的相同的附图标记指代相同的部分。对于具有字母符号标号的附图标记，例如“102A”或“102B”，该字母符号标号可以区分在同一附图中出现的两个同样的部分或元件。当附图标记旨在包括在所有附图中的具有相同附图标记的所有部分时，可以省略用于附图标记的字母符号标号。
图1是示出了在便携式计算设备(“PCD”)中用于实施电压模式选择方法的片上系统的实施例的功能框图；
图2是示出了用于实施基于温度读数来修改被提供给处理部件的阈值电压等级的方法和装置的、以无线电话形式的、图1中的PCD的示例性的非限制性方面的功能性框图；
图3A是示出了用于图2所示芯片的硬件的示例性空间布置的功能性框图；
图3B是示出了用于电压模式选择和最小化电压等级修改的图2的PCD的示例性软件架构的示意图；
图4是示出了在图1的PCD中用于电压模式选择的方法的逻辑流程图；
图5是示出了用于基于电压模式来应用静态电压缩放(“SVS”)的子方法或子例程的逻辑流程图。
具体实施方式
本文中所使用的词语“示例性”意指“用作例子、实例或说明”。本文中被描述为“示例性”的任何方面不必被解释为比其它方面更高级、更优选或更具优势。
在本说明书中，术语“应用程序”也可以包括具有可执行内容的文件，例如：目标代码、脚本、字节代码、标记语言文件、以及补丁。另外，本文中所提及的“应用程序”也可以包括自然态时不可执行的文件，例如可能需要被打开的文档或其它需要被访问的数据文件。
如在本说明书中所使用的那样，术语“部件”、“数据库”、“模块”、“系统”、“处理部件”以及类似的术语意指与计算机相关的实体，其可以是硬件、固件、软件和硬件的结合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以但不限于是：处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序、和/或计算机。通过说明的方式，计算设备上运行的应用程序和计算设备都可以是部件。在执行的进程和/或线程内可以驻留一个或多个部件，并且，部件可以位于一台计算机上和/或分布于两台或更多台计算机之间。另外，可以从存储了多种数据结构的多种计算机可读介质上执行这些部件。通过本地和/或远程进程的方式，例如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自与本地系统、分布式系统中的另一个部件进行交互、和/或通过信号的方式在诸如互联网这样的网络上与其它系统进行交互的一个部件的数据)，这些部件可以进行通信。
在本说明书中，术语“中央处理单元(“CPU”)”、“数字信号处理器(“DSP”)”、“图形处理单元(“GPU”)”、以及“芯片”可以互换使用。进一步地，CPU、DSP、GPU或芯片可以由在本文中通常被称作“核”的一个或多个不同的处理部件所组成。另外，就CPU、DSP、GPU、芯片或核是在PCD内的功能性部件来说，其消耗多种等级的功率以在多种等级的功能效率上进行操作，本领域普通技术人员将认识到这些术语的使用不是将所公开的实施例、或它们的等效物的应用限制到PCD内的处理部件的上下文中。也就是说，尽管在处理部件的上下文中描述了许多的实施例，但是可以预见，可以将模态电压选择方法应用到PCD内的任何功能部件上，该功能部件包括但不限于：调制解调器、照相机、无线网络接口控制器(“WNIC”)、显示器、视频编码器、外围设备、电池等。
在本说明书中，应当理解，术语“热”和“热能”可以与能够产生或耗散能量的设备或部件关联使用，能量可以以“温度”为单位进行测量。类似地，术语如“操作温度”和“环境温度”通常可互换使用，以指代设备或部件被暴露的、以“温度”为单位测量的热状况。照此，本领域的普通技术人员将认识到，从设备自身或其它附近的热能产生部件耗散的热能可以对给定设备或部件所暴露的“操作温度”产生影响。此外，将进一步理解到，参考一些标准值，术语“温度”设想了可以指示“热能”产生设备或部件的相对暖、或缺乏热量的任何测量。例如，当两个部件处于“热”平衡的时候，两个部件的“温度”相同。
在本说明书中，术语“工作负载”、“处理负载”和“处理工作负载”可以互换使用，并且通常指向与给定实施例中的给定处理部件相关联的处理负荷、或处理负荷的百分比。除了上文所定义的之外，“处理部件”、或“热能产生部件”或“热量侵略方(thermal aggressor)”可以是但不限于是：中央处理单元、图形处理单元、核、主核、子核、处理区域、硬件引擎等，或存在于便携式计算设备内的集成电路内部或外部的任何部件。
在本说明书中，术语“便携式计算设备”(“PCD”)用于描述在有限容量电源(例如，电池)上操作的任何设备。尽管使用电池进行操作的PCD已经使用了几十年，但是随着可充电电池的技术进步加上第三代(“3G”)和第四代(“4G”)无线技术的出现已经使得许多PCD能够具有多种能力。因此，除了其它项之外，PCD可以是蜂窝电话、卫星电话、寻呼机、PDA、智能电话、导航设备、智能本或阅读器、媒体播放器、以上提及的设备的组合、以及具有无线连接的膝上计算机等等。
在本说明书中，术语“时序收敛”、“闭合时序”、“关闭时序”等将被本领域普通技术人员理解为鉴于阈值电压供给等级与部件选择相关的电路设计考虑因素的参考。此外，本领域普通技术人员将认识到：在给定的阈值电压供给等级处存在低操作温度限制，在该低操作温度限制之下，给定部件的功能变得太慢而不足以维持电路的时序要求。因此，在特定低操作温度处的“闭合时序”指示在给定最小供给电压的情况下在给定电路内的部件将在“时序收敛”温度处起作用。
此外，电路设计者和工程师们对部件进行选择，所述部件能够在操作温度的特定范围上维持时序要求的同时，以给定的最小或阈值电压等级进行操作。例如，PCD设计者们常常必须设计能够在-30℃到85℃的周围环境范围内进行工作的电路，并且因此，在他们的设计里，当选择电路部件时，在-30℃处闭合时序。特别地，尽管本文所描述的各个实施例是针对具有-30℃到85℃的操作温度范围的PCD在其中的情况，但是应当理解的是，这些实施例是出于示例性的目的而被提供的，并且提到这个操作范围并不是将实施例的应用限制于针对-30℃到85℃的操作范围而设计的PCD。也可设想其它操作范围。
为了使电路能够在整个操作温度范围内正常工作，本领域普通技术人员将认识到，时序容限(timing margin)必须维持在电路上的所有时钟边沿上。也就是说，例如，随着信号传播通过晶体管链，所有晶体管都必须在由时序边沿所限定的时间量内(即，在“时间窗口”内)执行它们的功能；否则，电路将不能正常工作。
特别地，随着晶体管的操作温度变化，晶体管开关处的速度也会发生变化。如以上所提到的，在选择部件时，设计者们必须考虑到在操作温度的目标范围内的开关速度的变化量。设计者们选择在何种温度闭合时序指示了部件的选择，例如晶体管的尺寸。例如，如果时序闭合于-30℃，则所选择的晶体管必须能够处理在-30℃所需要的开关速度，并且无论设计者打算向电路提供怎样的最小电压。特别地，如果设计者增加了阈值电压，则可以选择较小的晶体管。另一方面，如果设计者为了节省功耗而选择在相对较低的最小电压上运行，则将需要相对较大的晶体管。
本质上，在电路设计中的时序收敛指示了：1)选择相对较大的、可以在被暴露于操作温度范围的低端时以相对较低的阈值功率等级工作的晶体管；或2)选择较小的、需要相对较高的阈值功率等级以便工作在操作温度范围的低端的晶体管。特别地，如本领域技术人员将认识到的，这是外形尺寸与功耗的权衡。
为了保证电路会在操作温度范围的最低温度处闭合时序，选择较大部件可以保证在低操作温度下的功能，却以外形尺寸的增加以及在PCD操作于较高温度时的不必要的高功耗率为代价。相反地，选择较小部件可以节省空间以及在中等范围的操作温度下的功耗，但是却冒着在较低操作温度下的功能损失的风险。简单地说，在较低操作温度下的时序收敛的考虑因素通常指示在PCD设计阶段期间的晶体管的选择，当PCD操作于中上范围的操作温度时，该晶体管的选择不会被认为是最佳选择。
有利地，系统和方法的实施例使得能够在操作温度断点处闭合时序，该操作温度断点在为PCD设计的较宽操作温度范围内。因此，可以使用相对较小的部件，所述相对较小的部件能够在给定特定最小供给电压的情况下在温度断点处或者在高于温度断点处维持时序，而不在较宽操作温度范围(假定是相同的最小供给电压)的较低温度处维持时序。因此，可以设想某些实施例将会被指向包括28nm、20nm、和/或16nm或更小结点的PCD。
在操作中，系统和方法对实际操作温度进行监控，并且，一旦操作温度接近温度断点或者降落到温度断点以下，则可以增加各个部件的最小供给电压。这样，鉴于PCD可以在大部分时间在温度断点之上的操作温度进行操作，可以实现与较小部件相关联的功率节省以及外形尺寸的优点。特别地，如本领域普通技术人员将认识到的，PCD可能较少地被要求在低于断点温度的操作温度下工作，并且因此，当操作温度降低到断点之下时由最小供给电压的增加引起的功耗的增加表示良好的设计权衡。
用于将电压模式应用到PCD部件中以使得可以在位于较宽操作温度范围之内的操作温度处闭合时序的系统和方法可以通过利用(leveraging)与PCD的核、叠层封装(“PoP”)存储器部件、外壳(即，“表面”)等中的硅结温度中的一个或多个温度相关的一个或多个传感器的测量来完成。通过密切监控关联于这些部件的温度，在PCD中的电压模式选择模块可以引起部件的最小供给电压的增加或减少，以便在优化平均功耗的同时维持其功能。
特别地，尽管本文中的电压模式选择方法的示例性实施例是在单个操作温度断点的上下文中描述的，但是可以设想的是，一些实施例可以利用多个温度阈值或断点，并且因此，本公开内容并不受限于对作为触发器的单个操作温度阈值进行监控以改变电压模式的实施例。例如，尽管本领域普通技术人员将认识到必须在所选择的温度点闭合给定电路的时序，可以设想的是，一些实施例可以定义在时序被闭合的温度之下的多个温度断点。在这些实施例中，可以定义与在断点和每次在操作温度读数表明与给定范围相交时被修改的最小供给电压之间的温度范围相关联的一系列电压模式。
作为如何将温度驱动的电压模式选择应用到示例性的PCD中的非限制性例子，对管芯级温度传感器的取样可以发生在PCD被初始上电的时候。这样做，实施例可以确定PCD的初始操作温度。如果从初始取样所确定的操作温度表明PCD是在时序收敛断点之下的(诸如，例如，对于被设计为工作在-30℃到85℃的较宽操作温度范围上的PCD，低于0℃的时序收敛断点)，则电压模式选择(“VMS”)模块可以使得静态电压缩放(“SVS”)等级增加到所需要的最小电压供给，以确保部件能够维持时序收敛。特别地，如本领域普通技术人员将认识到的，在电压模式选择系统中被监控的各个温度传感器可以产生精密指示与传感器关联的部件的真实操作温度的温度读数，或者替代地，可以产生可从某些部件的真实温度推测出的温度读数。
返回该非限制性例子，如果从初始取样所确定的操作温度表明PCD是处于或高于时序收敛断点的(诸如，例如，对于被设计为工作在-30℃到85℃的较宽操作温度范围上的PCD，处于或者高于0℃的时序收敛断点)，则VMS模块可以指示将默认的SVS等级保持在所需要的相对较低的最小电压供给，以在高于温度断点的操作温度处维持时序收敛。
在另一个非限制性例子中，VMS系统和方法的实施例可以在处于坍塌(collapsed)功率状态(例如，处于“睡眠”模式)的PCD中实施。如本领域普通技术人员将理解的，在这样的情况下，PCD可以时常“醒来”以监控调制解调器上的寻呼信道、检查温度传感器等。在醒来期间，如果识别到所监控的与PCD的操作温度相关联的温度已经下降到温度断点以下，则VMS模块可以使得PCD被唤醒以及最小供给电压增加，以确保合适的时序收敛得以维持。有利地，通过唤醒PCD，识别到操作温度已经下降到温度断点以下并且然后增加供给电压，可以允许PCD返回睡眠状态而不会有由于低热能等级而将变得功能失常的风险。
特别地，尽管在本说明书中所描述的各个实施例包括与管芯级结传感器、PoP传感器和/或表面温度传感器相关联的温度读数，但是可以设想的是，VSM系统的一些实施例可以不监控结、PoP和表面温度。即，可以设想的是，一些实施例可以监控与部件的其它组合相关联的温度，以及因此VMS系统和方法的实施例将不受限于特定地监控与本说明书中所说明的部件的示例性组合相关联的温度。
返回该非限制性例子，通过监控时序收敛温度断点，VMS模块可以使得最小供给电压被向上或者向下调整，从而在考虑到操作温度的情况下优化功耗和PCD的功能。
图1是示出了在便携式计算设备100中用于基于温度的电压模式选择的片上系统102的示例性实施例的功能框图。为了对照与时序收敛相关联的温度阈值来监控操作温度，片上系统102可以利用用于测量与各个部件(例如，PoP存储器112A、PCD外壳24以及核222、224、226、228的结)相关联的温度的各个传感器157。有利地，通过监控与各个部件相关联的温度，以及识别操作温度何时越过与电路的时序收敛相关联的温度断点，当PCD 100被暴露于断点之上的操作温度时，PCD 100的功耗可以得到优化。此外，由于使用了在高于断点的操作温度处能够维持时序收敛的相对较小的部件来代替在较宽操作温度范围的低端为了保证功能而通常所需要的相对较大的部件，从而可以实现较小的外形尺寸。
一般而言，系统采用两个主模块(其中在一些实施例中，这两个主模块可以包含于单个模块中)：(1)用于分析由监控模块114所监控的温度读数以及触发电压模式调整的电压模式选择(“VMS”)模块101(特别地，在一些实施例中，监控模块114和VMS模块101可以是同一个)；以及(2)用于使得根据从VMS模块101接收到的指令来对在电源轨(power rails)上被传递到个别部件的最小供给电压进行调整的静态电压缩放(“SVS”)模块26。有利地，包括这两个主模块的系统和方法的实施例在宽操作温度范围上维持功能的同时，利用温度数据来优化PCD 100内的平均功耗。
图2是示出了示例性的、以用于实施基于温度读数对被提供给处理部件的阈值电压等级进行修改的系统和方法的无线电话的形式的图1的PCD100的非限制性方面的功能框图。如图所示，PCD 100包括片上系统102，该片上系统102包括耦合在一起的多核中央处理单元(“CPU”)110和模拟信号处理器126。如本领域普通技术人员所理解的，CPU 110可以包括第零核222、第一核224、以及第N核230。进一步地，如本领域普通技术人员所理解的，也可以采用数字信号处理器(“DSP”)来代替CPU 110。
一般而言，静态电压缩放(“SVS”)模块26可以负责实施被传递给功耗部件(例如，核222、224、230)的最小供给电压的增加或减少，以在操作于典型的操作温度时帮助PCD 100优化其平均功耗，并在操作温度下降到低于特定温度阈值时仍能维持功能。
监控模块114与分布在整个片上系统102上的多个操作传感器(例如，热传感器157A、157B)、和PCD 100的CPU 110、以及VMS模块101进行通信。在一些实施例中，监控模块114也可以监控表面温度传感器157C，以得到与PCD 100的触摸温度或周围环境温度相关联的温度读数。在另外的实施例中，监控模块114可以利用从片上温度传感器157A、157B获取的读数基于可能增量来推测周围环境温度。VMS模块101可以与监控模块114合作以识别出已经越过温度断点，并且指示SVS模块减少或增加最小供给电压，从而使得时序收敛得以维持。
如图2所示，显示控制器128和触摸屏控制器130都耦合到数字信号处理器110。在片上系统102外部的触摸屏显示器132耦合到显示控制器128和触摸屏控制器130。PCD 100可以进一步包括视频编码器134，例如，逐行倒相制式(“PAL”)编码器、顺序与存储彩色电视系统制式(“SECAM”)编码器、全国电视系统委员会制式(“NTSC”)编码器或任何其它类型的视频编码器134。视频编码器134耦合到多核中央处理单元(“CPU”)110。视频放大器136耦合到视频编码器134和触摸屏显示器132。视频端口138耦合到视频放大器136。如图2所描述的，通用串行总线(“USB”)控制器140耦合到CPU 110。此外，USB端口142耦合到USB控制器140。存储器112和用户识别模块(SIM)卡146也可以耦合到CPU 110。进一步地，如图2所示，数字照相机148可以耦合到CPU 110。在示例性方面中，数字照相机148是电荷耦合器件(“CCD”)照相机或互补型金属氧化物半导体(“CMOS”)照相机。
如图2进一步示出的那样，立体声音频编解码器150可以耦合到模拟信号处理器126。此外，音频放大器152可以耦合到立体声音频编解码器150。在示例性的方面中，第一立体声扬声器154和第二立体声扬声器156都耦合到音频放大器152。图2示出的麦克风放大器158也可以耦合到立体声音频编解码器150。另外，麦克风160可以耦合到麦克风放大器158。在特定方面中，调频(“FM”)无线电调谐器162可以耦合到立体声音频编解码器150。此外，FM天线164耦合到FM无线电调谐器162。进一步地，立体声耳机166可以耦合到立体声音频编解码器150。
图2进一步指示射频(“RF”)收发器168可以耦合到模拟信号处理器126。RF开关170可以耦合到RF收发器168和RF天线172。如图2所示，键盘174可以耦合到模拟信号处理器126。此外，具有麦克风的单声道耳机176可以耦合到模拟信号处理器126。进一步地，振荡器设备178可以耦合到模拟信号处理器126。图2还示出了电源188(例如,电池)通过PMIC 180耦合到片上系统102。在特定方面中，电源包括可充电DC电池或DC电源，该DC电源来源于连接到交流电源的交流(“AC”)到DC转换器。SVS模块26可以与PMIC 180合作以基于由越过温度阈值所触发的电压模式的改变来减少或增加最小供给电压。
CPU 110也可以耦合到一个或多个内部的、片上的热传感器157A，以及一个或多个外部的、片外的热传感器157C。片上热传感器157A可以包括一个或多个与绝对温度成比例(“PTAT”)的温度传感器，所述温度传感器是基于纵向PNP结构的并且通常专用于互补型金属氧化物半导体(“CMOS”)超大型集成(“VLSI”)电路。片外热传感器157C可以包括一个或多个热敏电阻。热传感器157C可以产生压降，利用模数转换器(“ADC”)控制器103将该压降转换为数字信号。然而，在不背离本发明的范围的情况下，也可以采用其它类型的热传感器157A、157B、157C。
SVS模块26和VMS模块101可以包括由CPU 110执行的软件。然而，在不背离本发明的范围的情况下，SVS模块26和VMS模块101也可以由硬件和/或固件形成。与SVS模块26结合的VMS模块101可以负责指示最小电压供给的变化，其可以在优化更高、更普遍的操作温度下的功耗的同时，帮助PCD 100在操作温度范围的低端处维持功能。
触摸屏显示器132、视频端口138、USB端口142、照相机148、第一立体声扬声器154、第二立体声扬声器156、麦克风160、FM天线164、立体声耳机166、RF开关170、RF天线172、键盘174、单声道耳机176、振荡器178、电源188、PMIC 180、以及热传感器157C在片上系统102的外部。然而，应当理解，监控模块114也可以通过模拟信号处理器126和CPU110从这些外部设备中的一个或多个设备接收一个或多个指示或信号，以帮助对PCD 100上可操作的资源进行实时管理。
在特定方面中，可以由存储在存储器112中的可执行指令和参数来实施本文所描述的方法步骤中的一个或多个方法步骤，存储在存储器112中的可执行指令和参数形成一个或多个VMS模块101和SVS模块26。形成模块101、26的这些指令可以由CPU 110、模拟信号处理器126、或另一个处理器、以及ADC控制器103执行，以执行本文所描述的方法。进一步地，处理器110、126、存储器112、存储于存储器112中的指令、或其组合可以担当用于执行本文所描述的方法步骤中的一个或多个方法步骤的单元。
图3A是示出了用于图2所示的芯片102的硬件的示例性空间布置的功能框图。根据这个示例性实施例，应用CPU 110被安置在芯片102的极左侧区域，而调制解调器CPU 168、126被安置在芯片102的极右侧区域。应用CPU 110可以包括多核处理器，该多核处理器包括第零核222、第一核224、以及第N核230。应用CPU 110可以执行VMS模块101A和/或SVS模块26A(当具体化为软件时)或其可以包括VMS模块101A和/或SVS模块26A(当具体化为硬件时)。应用CPU 110进一步被示出为包括操作系统(“O/S”)模块207和监控模块114。关于监控模块114的进一步细节将会在以下结合附图3B进行描述。
应用CPU 110可以耦合到一个或多个锁相环(“PLL”)209A、209B，一个或多个PPL 209A、209B被安置在与应用CPU 110相邻并且位于芯片102左侧的区域。与锁相环209A、209B相邻，并且在应用CPU 110的下方可以包括模拟-数字(“ADC”)控制器103，ADC控制器103可以包括它自身的、与应用CPU 110的主模块101A、26A结合工作的电压模式选择模块101B和/或SVS模块26B。
ADC控制器103的VMS模块101B可以负责监控和追踪多个热传感器157，多个热传感器157可以被提供为“片上”102和“片外”102。片上或内部热传感器157A、157B可以被安置在多种位置，并且与邻近这些位置的部件(例如，与相领于第二热图形处理器135B和第三热图形处理器135C的传感器157A3)或温度敏感部件(例如，与相邻于存储器112的传感器157B1)的操作温度相关联。
作为非限制性例子，第一内部热传感器157B1可以被安置在应用CPU110和调制解调器CPU 168、126之间的芯片102的顶部中心区域，并且与内部存储器112相邻。第二内部热传感器157A2可以被安置在调制解调器CPU 168、126的下部、芯片102的右侧区域上。该第二内部热传感器157A2也可以被安置在改进的精简指令集计算机(“RISC”)指令集机器(“ARM”)177和第一图形处理器135A之间。数字-模拟控制器(“DAC”)173可以被安置在第二内部热传感器157A2和调制解调器CPU 168、126之间。
第三内部热传感器157A3可以被安置在第二图像处理器135B和第三图像处理器135C之间的、芯片102的极右区域。第四内部热传感器157A4可以被安置在芯片102的极右区域，并且在第四图形处理器135D的下方。而第五内部热传感器157A5可以被安置在芯片102的极左区域，并且与PPL209和ACD控制器103相邻。
一个或多个外部热传感器157C也可以耦合到ADC控制器103。第一外部热传感器157C1可以被安置在片外，并且与可以包括调制解调器CPU168、126、ARM 177以及DAC 173的芯片102的右上象限区相邻。第二外部热传感器157C2可以被安置在片外，并且与可以包括第三图形处理器135C和第四图形处理器135D的芯片102的右下象限区相邻。特别地，可以利用外部热传感器157C中的一个或多个外部热传感器以指示PCD 100的触摸温度或周围环境温度。
本领域普通技术人员将认识到，在不背离本发明的范围的情况下，可以提供图3A所示的硬件的各个其它空间布置。图3A已经示出了一个示例性的空间布置，还示出了主VMS模块101A和SVS模块26A以及具有VMS模块101B和SVS模块26B的ADC控制器103如何识别热操作状况(这是图3A所示的示例性空间布局的功能)，将温度阈值或断点与操作温度相比较并选择电压模式。
图3B是示出了用于支持电压模式选择和最小化电压等级修改的图2和图3A的PCD 100的示例性软件架构的示意图。任何数量的算法可以形成至少一个电压修改策略或可以作为至少一个电压修改策略的一部分，所述至少一个电压修改策略可以在满足特定的热状况时由VMS模块101应用，然而，在优选实施例中，当识别出操作温度已经下降到低于与时序收敛相关联的温度断点时，VMS模块101与SVS模块26合作以增加在芯片102中的个别部件的最小电压等级。特别地，在PCD 100被暴露于相对低的操作温度时，通过增加最小供给电压可以在较低的温度中维持PCD 100的功能，而当PCD 100在高于断点的温度下操作时，通过减小最小供给电压而实现功率的节省。
如图3B所示，CPU或数字信号处理器110通过总线211耦合到存储器112。如上所提到的CPU 110是具有N核处理器的多核处理器。即，CPU 110包括第一核222、第二核224、以及第N核230。如本领域普通技术人员所知，第一核222、第二核224以及第N核230中的每一个核均可用于支持专用的应用或程序。作为选择，一个或多个应用或程序可以被分配用于在两个或多个可用核上进行处理。
CPU 110可以接收来自VMS模块101和/或SVS模块26的命令，VMS模块101和/或SVS模块26可以包括软件和/或硬件。如果具体化为软件，则模块101、26包括由CPU 110执行的指令，CPU 110向由CPU 110和其它处理器执行的其它应用程序发布命令。
可以将CPU 110的第一核222、第二核224直到第N核230集成到单个集成电路管芯上，或可以将它们集成到或耦合到多电路封装件中的单独的管芯上。设计者们可以通过一个或多个共享的高速缓冲存储器对第一核222、第二核224直到第N核230进行耦合，并且它们可以通过网络拓扑(例如，总线型、环形、网状和纵横制拓扑)来实施消息或指令的传送。
如本领域所公知的，总线211可以包括通过一个或多个有线或无线连接的多通信路径。为了能够进行通信，总线211可以具有附加的元件(例如，控制器、缓冲器(高速缓冲存储器)、驱动器、转发器、以及接收器)，出于简化的目的，附加的元件将被省略。进一步地，总线211可以包括地址连接、控制连接、和/或数据连接，以使得能够在此前提及的部件中进行合适的通信。
当PCD 100所使用的逻辑单元在软件中实施时，如图3B所示，应当注意的是，启动逻辑单元250、管理逻辑单元260、电压模式选择接口逻辑单元270、应用存储器280中的应用程序以及文件系统290的部分中的一个或多个可以存储在任何计算机可读介质或设备中，以供或结合任何计算机相关系统或方法使用。
在本文的上下文中，计算机可读介质或设备是电子的、磁的、光的、或其它的物理设备或单元，其可以包括或存储供或结合计算机相关系统或方法使用的计算机程序和数据。各个逻辑元件和数据存储器可以具体化到任何计算机可读介质中，以供或结合指令执行系统、装置、或设备(例如，基于计算机的系统、包含处理器的系统、或其它可以从指令执行系统、装置、或设备取得指令并且执行指令的系统)使用。在本文的上下文中，“计算机可读介质”可以是能够存储、传送、传播、或传输程序以供或结合指令执行系统、装置或设备使用的任何单元。
计算机可读介质可以是，例如但不限于，电子的、磁的、光的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置、设备、或传播介质。计算机可读介质的更具体的例子可以包括如下(非穷举列表)：具有一条或多条导线的电连接(电)、便携式计算机磁盘(磁)、随机存取存储器(RAM)(电)、只读存储器(ROM)(电)、可擦写可编程只读存储器(EPROM、EEPROM、或快闪存储器)(电)、光纤(光)、以及便携式只读压缩光盘存储器(CDROM)(光)。注意，计算机可读介质甚至可以是程序打印于其上的纸张或另外的合适介质，这是因为程序可以被电子地捕获，例如通过对纸张或其它介质进行光扫描，然后编译、解释或必要时以其它合适方式进行的处理，然后将其存储到计算机存储器中。
在可选实施例中，在启动逻辑单元250、管理逻辑单元260以及或许电压模式选择接口逻辑单元270中的一个或多个在硬件中实施的情况下，可以利用以下本领域均公知的任何技术或其组合来实施各个逻辑单元：具有用于对数据信号实施逻辑功能的逻辑门的分立逻辑电路、具有适当的组合逻辑门的专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)等。
存储器112是非易失性数据存储设备，例如快闪存储器或固态存储器设备。尽管被描述为单个设备，但存储器112可以是耦合到数字信号处理器110(或另外的处理器核)的具有分离数据存储器的分布式存储器设备。
启动逻辑单元250包括用于选择性识别、加载、以及执行选择程序的一个或多个可执行指令，该选择程序用于管理或控制在PCD 100内的各个部件的最小供给电压。启动逻辑单元250可以基于由VMS模块101对各个温度测量和与PCD部件或方面相关联的阈值温度设置进行的比较来识别、加载以及执行精选程序。示例性的精选程序可以在嵌入式文件系统290的程序存储器296中被找到，并且由算法297的具体组合和参数集298来定义。当被CPU 110中的核处理器中的一个或多个核处理器执行时，示例性的精选程序可以根据由监控模块114提供的、与由一个或多个VMS模块101和SVS模块26提供的控制信号相结合的一个或多个信号来操作，以“向上”或者“向下”地对各个部件的最小供给电压进行缩放。在这点上，监控模块114可以提供事件、过程、应用、资源状况条件、占用时间、以及从VMS模块101接收到的温度的一个或多个指示。
管理逻辑单元260包括一个或多个可执行指令，该可执行指令用于在相应的处理器核中的一个或多个处理器核上终止程序，以及选择性地识别、加载、和执行更合适的用于管理或控制最小供给电压的替代程序。管理逻辑单元260被配置为在运行时间或当PCD 100被设备的操作者加电并使用时执行这些功能。替代程序可以在嵌入式文件系统290的程序存储器296中被找到。
当被数字信号处理器中的核处理器中的一个或多个核处理器执行时，替代程序可以根据由监控模块114提供的一个或多个信号或在各个处理器核的相应的控制输入上提供的一个或多个信号来操作，以对部件的最小供给电压进行修改。在这点上，监控模块114可以响应于源自VMS 101的控制信号，来提供事件、过程、应用、资源状况条件、占用时间、温度等的一个或多个指示。
接口逻辑单元270包括用于呈现外部输入、管理外部输入以及与外部输入相互作用的一个或多个可执行指令，以对存储于嵌入式文件系统290中的信息进行观察、配置、或另外的升级。在一个实施例中，接口逻辑单元270可以与通过USB端口142接收到的制造商的输入相结合进行操作。这些输入可以包括将要从程序存储器296中被删除的或者将要被加入到程序存储器296的一个或多个程序。可选地，所述输入可以包括对程序存储器296中的一个或多个程序的编辑或改变。此外，所述输入可以对启动逻辑单元250和管理逻辑单元260中的一个或二者的一个或多个的改变，或整体的替换进行标识。
接口逻辑单元270使得制造商能够在PCD 100上在定义的操作状况之下，对终端用户的体验进行可控地配置和调整。当存储器112是快闪存储器时，可以对启动逻辑单元250、管理逻辑单元260、接口逻辑单元270、应用存储器280中的应用程序或嵌入式文件系统290中的信息中的一个或多个进行编辑、替换、或另外的修改。在一些实施例中，接口逻辑单元270可以准许PCD 100的终端用户或操作者对启动逻辑单元250、管理逻辑单元260、应用存储器280中的应用程序以及嵌入式文件系统290中的信息进行搜索、定位、修改或替换。操作者可以使用所得到的接口进行修改，该修改将会在PCD 100的下一次启动时被实施。可选地，操作者可以使用所得到的接口进行修改，该修改将会在运行时间期间被实施。
嵌入式文件系统290包括被分级布置的程序存储器296。在这点上，文件系统290可以包括其总文件系统容量的保留部分，用于存储用于对PCD100所使用的各个参数298和算法297进行配置和管理的信息。如图3B所示，存储器296包括部件存储器294，部件存储器294包括程序存储器296，程序存储器296包括一个或多个电压模式选择程序。
图4是示出了在PCD 100中用于电压模式选择的方法400的逻辑流程图。图4的方法400开始于第一方框402，在其中对电压模式触发点进行了设置。触发点是操作温度，并且也可以是在PCD 100的设计期间时序被闭合时的温度。因此，如上所述，PCD 100可以包括在给定的最小供给电压下、在温度处于或者高于触发点时维持合适功能的部件。相反的，在不增加最小供给电压的情况下，同样的部件可能在温度低于触发点时变得太慢而不能维持合适的时序收敛。
返回方法400，在方框404，对温度传感器(例如，对处于或者靠近结处的热能等级进行监控的管芯级传感器)进行监控。特别地，由温度传感器产生的温度读数可以指示操作温度状况。在判决方框406，将温度读数与触发点进行比较。如果温度读数高于触发点，则沿着“是”分支到达判决方框412，并且SVS模块26可以确定最小电压等级是否被设置为与暖等级电压模式相关联的最小电压。如果最小电压已经被设置为与暖等级电压模式一致的电压等级，则沿着“是”分支到达方框410并且维持最小电压。如果没有，则沿着“否”分支到达方框414，并且SVS模块26可以与PMIC180合作以降低最小电压等级，从而使得部件处的功率节省得以优化。然后该方法返回方框404，并且继续对温度传感器进行监控。
返回判决方框406，如果温度读数低于触发点，则沿着“否”分支到达判决方框408。特别地，如果触发点与表示下限的操作温度相关联(在给定特定的最小供给电压等级的情况下，时序将在该下限处闭合)，则低于触发点的温度读数指示PCD 100的功能可能存在风险。因此，如果在判决方框408确定最小电压等级没有被设置为与冷等级电压模式一致的电压等级，则该方法运行到方框416，并且VMS模块101和SVS模块26与PMIC 180合作以增加最小电压供给。这样做时，PCD 100中的各个部件能够满足时序收敛的要求并且在操作温度低于触发点时维持功能。随后该方法返回方框404，并且继续对温度传感器进行监控。
返回判决方框408，如果确定最小供给电压已经被设置为与冷等级电压模式一致的等级，则沿着“是”分支到达方框410，并且维持最小供给电压等级。该过程返回并且继续进行监控。
特别地，如上所述，可以设想的是一些实施例可以具有多个触发点，所述多个触发点具有在它们之间定义的、与特定电压模式相关联的操作温度范围。在具有多个触发点的实施例中的最高触发点也可以与在PCD 100的设计阶段期间时序被闭合时的操作温度相关联。通过将温度读数与触发点进行比较以及根据这些比较针对最小供给电压的修改而选择的电压模式的过程可以由方法400所表示。
图5是示出了用于基于电压模式应用静态电压缩放(“SVS”)的子方法或子例程414、416的逻辑流程图。如上所述，在对最小供给电压的设置进行修改的电压模式的应用中，VMS模块101和/或SVS模块26可以利用SVS技术。在特定实施例中，SVS技术可以被应用到个别部件的电源中，而在其它实施例中，它们可以被应用到多个部件或甚至所有部件中。
方框505是用于在电压模式框架中应用SVS技术的子方法或子例程414、416中的第一步。在第一方框505中，VMS模块101和/或监控模块114可以基于由热传感器157A提供的温度读数来确定已经触犯了(violated)温度阈值或触发(例如，结操作温度阈值)。因此，在方框510中，VMS模块101接着可以向SVS模块26发起指令以查看当前SVS的设置。接下来，在方框515中，SVS模块26可以确定处理部件的最小供给功率等级能够被减少或增加。
接下来，在方框520中，根据具体情况，SVS模块26可以对当前最小供给电压等级进行调整以维持功能或优化功耗。对设置进行调整可以包括对SVS算法中允许的最小供给电压进行调整或“缩放”。特别地，尽管监控模块114、VMS模块101以及SVS模块26已经在本发明中被描述为具有单独功能的单独模块，可以理解的是，在一些实施例中，多种模块、或多种模块的方面可以被并入用于实施自适应热管理策略的通用模块中。
本说明书所描述的过程或处理流程中的特定步骤在自然情况下先于其它步骤以使本发明如所描述地起作用。然而，如果次序或顺序不改变本发明的功能，则本发明不限于所描述的步骤的次序。即，应认识到，在不脱离本发明的范围及精神的情况下，一些步骤可以在其它步骤的之前、之后或与其它步骤并行地(实质上同时地)被执行。在一些个例中，在不脱离本发明的情况下，可以省略或者不执行特定步骤。进一步地，例如“其后”、“然后”、“接下来”等词语不是旨在要限制步骤的次序。这些词语仅用于引导读者通读示例性方法的描述。
另外，一个在编程方面的普通技术人员能够基于(例如)本说明书中的流程图及相关联的描述而毫不费力地编写计算机代码或识别用于实施本发明的适当的硬件和/或电路。因此，所公开的程序代码指令的特定集合或详细硬件设备对于充分理解如何制造及使用本发明来说并不被认为是必要的。在以上的描述中以及结合可能示出了各个处理流程的附图，较详细地解释了所主张的计算机实施过程的独创功能。
在一个或多个示例性方面中，所描述的功能可以由硬件、软件、固件、或其任何组合来实施。如果由软件来实施，则该功能可作为一个或多个指令或代码在计算机可读介质上存储或传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质二者，该通信介质包括促进将计算机程序从一处传送到另一处的任何介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。通过示例而非限制，该计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁性存储设备、或可用于携带或存储呈指令或数据结构形式的期望程序代码并且可由计算机访问的任何其它介质。
而且，可将任何连接恰当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字订户线(“DSL”)、或无线技术(例如，红外线、无线电及微波)从网站、服务器、或其它远程源来传输软件，则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL、或无线技术(例如，红外线、无线电及微波)包含于介质的定义中。
本文中所使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(“CD”)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(“DVD”)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘通过激光以光学方式再现数据。以上各物的组合也应包含于计算机可读介质的范围内。
因此，尽管已详细说明和描述了所选方面，但应理解，在不脱离如由所附权利要求书所限定的本发明的精神及范围的情况下，可在其中作出各种替代及改变。

Claims (40)

1.一种用于便携式计算设备(“PCD”)中的电压模式选择的方法，所述方法包括：
定义所述PCD中的第一操作温度阈值，其中，所述操作温度阈值表示在其之下所述PCD中的一个或多个部件以第一最小供给电压等级无法维持时序收敛的温度；
监控所述PCD中的一个或多个温度传感器；
接收来自所述一个或多个温度传感器中的一个温度传感器的信号，其中，所述信号指示已经达到所述第一操作温度阈值；以及
响应于达到所述第一操作温度阈值，将所述部件中的一个或多个部件的所述第一最小供给电压等级调整到第二最小供给等级。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二最小供给电压等级高于所述第一最小供给电压等级。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二最小供给电压等级低于所述第一最小供给电压等级。
4.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
识别出所述温度阈值已经被第二次越过；以及
将所述第二最小电压供给等级调整回所述第一最小电压供给等级。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个温度传感器中的至少一个温度传感器是管芯级温度传感器。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述管芯级温度传感器与结相关联。
7.如权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个温度传感器中的至少一个温度传感器与所述PCD的外壳样子相关联。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
定义所述PCD中的第二操作温度阈值，其中，所述操作温度阈值表示在其下所述PCD中的一个或多个部件以所述第二最小供给电压等级无法维持时序收敛的温度；
接收来自所述一个或多个温度传感器中的一个温度传感器的信号，其中，所述信号指示已经越过所述第二操作温度阈值；以及
将所述部件中的一个或多个部件的所述第二最小供给电压等级调整到第三最小供给等级。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述第三最小供给电压等级高于所述第二最小供给电压等级。
10.如权利要求8所述的方法，其中，所述第三最小供给电压等级低于所述第二最小供给电压等级。
11.一种用于便携式计算设备(“PCD”)中的电压模式选择的计算机系统，所述系统包括：
电压模式选择(“VMS”)模块，被配置为：
定义所述PCD中的第一操作温度阈值，其中，所述操作温度阈值表示在其之下所述PCD中的一个或多个部件以第一最小供给电压等级无法维持时序收敛的温度；
监控所述PCD中的一个或多个温度传感器；
接收来自所述一个或多个温度传感器中的一个温度传感器的信号，其中，所述信号指示已经达到所述第一操作温度阈值；以及
静态电压缩放(“SVS”)模块，被配置为：
响应于达到所述第一操作温度阈值，将所述部件中的一个或多个部件的所述第一最小供给电压等级调整到第二最小供给等级。
12.如权利要求11所述的计算机系统，其中，所述第二最小供给电压等级高于所述第一最小供给电压等级。
13.如权利要求11所述的计算机系统，其中，所述第二最小供给电压等级低于所述第一最小供给电压等级。
14.如权利要求11所述的计算机系统，其中：
所述VMS模块被进一步配置为：
识别出所述温度阈值已经被第二次越过；以及
所述SVS模块被进一步配置为：
将所述第二最小电压供给等级调整回所述第一最小电压供给等级。
15.如权利要求11所述的计算机系统，其中，所述一个或多个温度传感器中的至少一个温度传感器是管芯级温度传感器。
16.如权利要求15所述的计算机系统，其中，所述管芯级温度传感器与结相关联。
17.如权利要求11所述的计算机系统，其中，所述一个或多个温度传感器中的至少一个温度传感器与所述PCD的外壳样子相关联。
18.如权利要求11所述的计算机系统，其中：
所述VMS模块被进一步配置为：
定义所述PCD中的第二操作温度阈值，其中，所述操作温度阈值表示在其之下所述PCD中的一个或多个部件以所述第二最小供给电压等级无法维持时序收敛的温度；以及
接收来自所述一个或多个温度传感器中的一个温度传感器的信号，其中，所述信号指示已经越过所述第二操作温度阈值；以及
所述SVS模块被进一步配置为：
将所述部件中的一个或多个部件的所述第二最小供给电压等级调整到第三最小供给等级。
19.如权利要求18所述的计算机系统，其中，所述第三最小供给电压等级高于所述第二最小供给电压等级。
20.如权利要求18所述的计算机系统，其中，所述第三最小供给电压等级低于所述第二最小供给电压等级。
21.一种用于便携式计算设备中的电压模式选择的计算机系统，所述系统包括：
用于定义PCD中的第一操作温度阈值的单元，其中，所述操作温度阈值表示在其之下所述PCD中的一个或多个部件以第一最小供给电压等级无法维持时序收敛的温度；
用于监控所述PCD中的一个或多个温度传感器的单元；
用于接收来自所述一个或多个温度传感器中的一个温度传感器的信号的单元，其中，所述信号指示已经达到所述第一操作温度阈值；以及
用于响应于达到所述第一操作温度阈值，将所述部件中的一个或多个部件的所述第一最小供给电压等级调整到第二最小供给等级的单元。
22.如权利要求21所述的计算机系统，其中，所述第二最小供给电压等级高于所述第一最小供给电压等级。
23.如权利要求21所述的计算机系统，其中，所述第二最小供给电压等级低于所述第一最小供给电压等级。
24.如权利要求21所述的计算机系统，进一步包括：
用于识别出所述温度阈值已经被第二次越过的单元；以及
用于将所述第二最小电压供给等级调整回所述第一最小电压供给等级的单元。
25.如权利要求21所述的计算机系统，其中，所述一个或多个温度传感器中的至少一个温度传感器是管芯级温度传感器。
26.如权利要求25所述的计算机系统，其中，所述管芯级温度传感器与结相关联。
27.如权利要求21所述的计算机系统，其中，所述一个或多个温度传感器中的至少一个温度传感器与所述PCD的外壳样子相关联。
28.如权利要求21所述的计算机系统，进一步包括：
用于定义所述PCD中的第二操作温度阈值的单元，其中，所述操作温度阈值表示在其之下所述PCD中的一个或多个部件以所述第二最小供给电压等级无法维持时序收敛的温度；
用于接收来自所述一个或多个温度传感器中的一个温度传感器的信号的单元，其中，所述信号指示已经越过所述第二操作温度阈值；以及
用于将所述部件中的一个或多个部件的所述第二最小供给电压等级调整到第三最小供给等级的单元。
29.如权利要求28所述的计算机系统，其中，所述第三最小供给电压等级高于所述第二最小供给电压等级。
30.如权利要求28所述的计算机系统，其中，所述第三最小供给电压等级低于所述第二最小供给电压等级。
31.一种计算机程序产品，其包括在其中体现有计算机可读程序代码的计算机可用介质，所述计算机可读程序代码适用于被执行以实施用于便携式计算设备中的电压模式选择的方法，所述方法包括：
定义PCD中的第一操作温度阈值，其中，所述操作温度阈值表示在其之下所述PCD中的一个或多个部件以第一最小供给电压等级无法维持时序收敛的温度；
监控所述PCD中的一个或多个温度传感器；
接收来自所述一个或多个温度传感器中的一个温度传感器的信号，其中，所述信号指示已经达到所述第一操作温度阈值；以及
响应于达到所述第一操作温度阈值，将所述部件中的一个或多个部件的所述第一最小供给电压等级调整到第二最小供给等级。
32.如权利要求31所述的计算机程序产品，其中，所述第二最小供给电压等级高于所述第一最小供给电压等级。
33.如权利要求31所述的计算机程序产品，其中，所述第二最小供给电压等级低于所述第一最小供给电压等级。
34.如权利要求31所述的计算机程序产品，进一步包括：
识别出所述温度阈值已经被第二次越过；以及
将所述第二最小电压供给等级调整回所述第一最小电压供给等级。
35.如权利要求31所述的计算机程序产品，其中，所述一个或多个温度传感器中的至少一个温度传感器是管芯级温度传感器。
36.如权利要求35所述的计算机程序产品，其中，所述管芯级温度传感器与结相关联。
37.如权利要求31所述的计算机程序产品，其中，所述一个或多个温度传感器中的至少一个温度传感器与所述PCD的外壳样子相关联。
38.如权利要求31所述的计算机程序产品，进一步包括：
定义所述PCD中的第二操作温度阈值，其中，所述操作温度阈值表示在其之下所述PCD中的一个或多个部件以所述第二最小供给电压等级无法维持时序收敛的温度；
接收来自所述一个或多个温度传感器中的一个温度传感器的信号，其中，所述信号指示已经越过所述第二操作温度阈值；以及
将所述部件中的一个或多个部件的所述第二最小供给电压等级调整到第三最小供给等级。
39.如权利要求38所述的计算机程序产品，其中，所述第三最小供给电压等级高于所述第二最小供给电压等级。
40.如权利要求38所述的计算机程序产品，其中，所述第三最小供给电压等级低于所述第二最小供给电压等级。
CN201480009644.5A 2013-02-22 2014-02-13 在便携式计算设备中用于电压模式的温度驱动选择的系统和方法 Pending CN105009020A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/773,842 US20140245028A1 (en) 2013-02-22 2013-02-22 System and method for temperature driven selection of voltage modes in a portable computing device
US13/773,842 2013-02-22
PCT/US2014/016266 WO2014130339A1 (en) 2013-02-22 2014-02-13 System and method for temperature driven selection of voltage modes in a portable computing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105009020A true CN105009020A (zh) 2015-10-28

Family

ID=50288259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480009644.5A Pending CN105009020A (zh) 2013-02-22 2014-02-13 在便携式计算设备中用于电压模式的温度驱动选择的系统和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20140245028A1 (zh)
EP (1) EP2959356A1 (zh)
JP (1) JP6240225B2 (zh)
CN (1) CN105009020A (zh)
TW (1) TW201447544A (zh)
WO (1) WO2014130339A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106249842A (zh) * 2016-07-20 2016-12-21 乐视控股（北京）有限公司 终端设备调节方法和装置
CN107544646A (zh) * 2016-06-24 2018-01-05 联发科技股份有限公司 一种控制方法和电子装置
CN108139785A (zh) * 2015-10-01 2018-06-08 高通股份有限公司 用于基于关键性能指标的调制解调器管理的系统和方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160266629A1 (en) * 2015-03-09 2016-09-15 Advanced Micro Devices, Inc. Changing power limits based on device state
US9958921B2 (en) 2015-03-09 2018-05-01 Advanced Micro Devices, Inc. Power management to change power limits based on device skin temperature
US9785209B2 (en) * 2015-03-31 2017-10-10 Qualcomm Incorporated Thermal management in a computing device based on workload detection

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020007479A1 (en) * 2000-07-12 2002-01-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha LSI testing apparatus
CN1739080A (zh) * 2001-09-28 2006-02-22 英特尔公司 调节电压和频率来使多处理器系统功耗最小的方法和装置
US20080036613A1 (en) * 2002-10-03 2008-02-14 Via Technologies, Inc. Microprocessor with improved thermal monitoring and protection mechanism
CN101479685A (zh) * 2006-06-23 2009-07-08 英特尔公司 利用功率密度反馈进行热管理的方法、装置和系统
CN101622588A (zh) * 2007-03-29 2010-01-06 英特尔公司 动态功耗降低

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7661878B1 (en) * 2007-05-18 2010-02-16 Lattice Semiconductor Corporation On-chip temperature sensor for an integrated circuit
US8785823B2 (en) * 2007-07-11 2014-07-22 International Business Machines Corporation Extending the operating temperature range of high power devices
CN102227693A (zh) * 2008-10-21 2011-10-26 力登美洲公司 实现认知的电能管理的方法
US8892931B2 (en) * 2009-10-20 2014-11-18 Empire Technology Development Llc Power channel monitor for a multicore processor
JP5524568B2 (ja) * 2009-10-23 2014-06-18 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置、及び半導体装置の設計方法
US8572412B1 (en) * 2010-02-01 2013-10-29 Marvell Israel (M.I.S.L) Ltd. Method and apparatus for warming up integrated circuits
US8874949B2 (en) * 2011-12-22 2014-10-28 Intel Corporation Method, apparatus, and system for energy efficiency and energy conservation including enhanced temperature based voltage control
US8543960B1 (en) * 2012-05-31 2013-09-24 International Business Machines Corporation Power and timing optimization for an integrated circuit by voltage modification across various ranges of temperatures
US8766704B2 (en) * 2012-09-05 2014-07-01 Apple Inc. Adaptive voltage adjustment based on temperature value
US20140105246A1 (en) * 2012-10-11 2014-04-17 Easic Corporation Temperature Controlled Structured ASIC Manufactured on a 28 NM CMOS Process Lithographic Node

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020007479A1 (en) * 2000-07-12 2002-01-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha LSI testing apparatus
CN1739080A (zh) * 2001-09-28 2006-02-22 英特尔公司 调节电压和频率来使多处理器系统功耗最小的方法和装置
US20080036613A1 (en) * 2002-10-03 2008-02-14 Via Technologies, Inc. Microprocessor with improved thermal monitoring and protection mechanism
CN101479685A (zh) * 2006-06-23 2009-07-08 英特尔公司 利用功率密度反馈进行热管理的方法、装置和系统
CN101622588A (zh) * 2007-03-29 2010-01-06 英特尔公司 动态功耗降低

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108139785A (zh) * 2015-10-01 2018-06-08 高通股份有限公司 用于基于关键性能指标的调制解调器管理的系统和方法
CN107544646A (zh) * 2016-06-24 2018-01-05 联发科技股份有限公司 一种控制方法和电子装置
CN106249842A (zh) * 2016-07-20 2016-12-21 乐视控股（北京）有限公司 终端设备调节方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201447544A (zh) 2014-12-16
JP6240225B2 (ja) 2017-11-29
WO2014130339A1 (en) 2014-08-28
US20140245028A1 (en) 2014-08-28
EP2959356A1 (en) 2015-12-30
JP2016514301A (ja) 2016-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105009020A (zh) 在便携式计算设备中用于电压模式的温度驱动选择的系统和方法
KR101827666B1 (ko) 멀티-프로세서 시스템 온 칩에서의 에너지 효율 인지 열 관리
CN104412198B (zh) 用于便携式计算设备中的自适应热管理的系统和方法
CN105009021A (zh) 用于使用热阻值预测最佳功率电平以实现便携式计算设备中的热管理的系统和方法
CN103354977B (zh) 在集成电路内进行处理器系统的扩展
CN104838330A (zh) 用于从便携式计算设备估计环境温度的系统和方法
CN104067199B (zh) 在异构多处理器片上系统中进行热驱动的工作负荷调度的方法和系统
KR101324885B1 (ko) 복수의 회로들에서의 성능 파라미터들 조정
CN104737094B (zh) 芯片上的异构的多处理器系统中的模态工作负载调度
CN103688230B (zh) 以主动负载转向预先取得热负载的方法和系统
US9720487B2 (en) Predicting power management state duration on a per-process basis and modifying cache size based on the predicted duration
CN103370878B (zh) 集成电路内的电源管理
CN103294641B (zh) 用于系统管理的有限状态机
CN108780349A (zh) 用于在具有异构集群架构的片上系统中进行智能热管理的系统和方法
CN110583018B (zh) 用于片上系统中的智能数据/帧压缩的系统和方法
CN105745591A (zh) 用于便携式计算设备中的片上系统的多相关学习热管理的系统和方法
CN105242768B (zh) 可分时钟控制的低功耗高速ahb总线访问多块sram的桥装置
US10147464B1 (en) Managing power state in one power domain based on power states in another power domain
US10203749B2 (en) Method and apparatus for saving power, including at least two power saving modes
US20160224080A1 (en) Calibration margin optimization in a multi-processor system on a chip
US11132208B2 (en) System state management
US11500444B2 (en) Intelligent prediction of processor idle time apparatus and method
US20090273239A1 (en) Semiconductor power distribution and control systems and methods
Wang et al. A global bus power optimization methodology for physical design of memory dominated systems by coupling bus segmentation and activity driven block placement
Liu Techniques for leakage power reduction in nanoscale circuits: A survey

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151028