CN105068872B - 运算单元的控制方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种运算单元的控制方法通过预先确定相对电流值，然后以相对电流值作为参考。再根据目标频率及当前温度计算实际运行的运算单元的电流值之和，将该电流值之和与作为参考的相对电流值进行比较，若该电流值之和小于相对电流值，与该电流值之和对应的目标频率可以作为当前运行的运算单元的待选的运行频率。当确定最大的待选的运行频率时，将该最大的待选的运行频率设为当前运行的运算单元的运行频率。即用户在相对电流值的范围内，既能满足运算单元的运行条件，达到电流抑制的同时，提高运算单元的效率，且不会抑制运算单元的运行效能，因而又能够提高用户的体验。此外，还提供一种运算单元的控制系统。

Description

运算单元的控制方法和系统
技术领域
本发明涉及运算单元群的电流控制技术，特别是涉及一种效率高的运算单元的控制方法和系统。
背景技术
随着技术的发展，用于智能移动终端(例如手机、平板电脑)的处理器的计算能力越来越强大。处理器中在极小的物理封装中包含了越来越多的运算单元，这使得处理器的发热问题越来越受到关注。现有技术对于运算单元的电流控制，皆以参考温升与整机可供应的最大电流来动态调整运算单元的可允许执行最大频率与执行电压，藉此控制运算单元执行时的最大电流。随着多运算单元群(多核心)的发展，越来越多的平台设计以多运算单元共享同一频率为主，多运算单元群中闲置的运算单元独立进入深度睡眠模式，来达到省电同时减少电路(Power Rail)与时钟源(Clock Source)数量。
然而，藉由控制运算单元的可运行的最大频率来达到控制运算单元的电流目的，将导致所有同时钟源的运算单元被同时抑制效能，导致用户体验差。此外，现有技术进行电流控制的触发点，多为温度阀值触发，考量点皆为高温时让电流降低来避免热量越积越多。
发明内容
基于此，有必要提供一种效率高、提高用户体验的运算单元的控制方法。
一种运算单元的控制方法，包括以下步骤：
确定相对电流值；
确定与当前所有运行的运算单元对应的目标频率，确定当前所有运行的运算单元的温度，基于所述目标频率和温度计算当前所有运行的运算单元的电流值之和，其中，每个运行的运算单元对应的目标频率为该运算单元可运行的一系列频率；
将前述计算得到电流值之和与所述确定的相对电流值进行比较，若该电流值和小于所述相对电流值，则确定与该电流值之和对应的目标频率为待选的运行频率。
在其中一个实施例中，确定相对电流值的步骤包括：
确定系统需求和/或应用程序需求所对应的效能；
根据所述效能确定相对电流值。
在其中一个实施例中，确定系统需求和/或应用程序需求所对应的效能的步骤：
根据系统需求和/或应用程序需求获取所需的运算单元的个数；
根据系统需求和/或应用程序需求获取前述的运算单元所需的运行频率；
确定前述的运算单元的温度。
在其中一个实施例中，基于所述目标频率和温度计算当前所有运行的运算单元的电流值之和的步骤包括：
基于每个运算单元的目标频率和温度计算每个运算单元的电流值；将计算得到的电流值相加获得所有运行的运算单元的电流值之和。
在其中一个实施例中，还包括步骤：将目标频率由高到低的排序，初始时计算最高的目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和，若计算出的电流值和大于所述相对电流值，按照目标频率的排序，确定下一个目标频率，计算该下一个目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和。
此外，还提供一种效率高、提高用户体验的运算单元的控制系统。
一种运算单元的控制系统，包括
控制模块，用于确定相对电流值及用于确定与当前所有运行的运算单元对应的目标频率；
温度传感器，用于确定当前所有运行的运算单元的温度；
电流计算器，用于基于所述目标频率和温度计算当前所有运行的运算单元的电流值之和，其中，每个运行的运算单元对应的目标频率为该运算单元可运行的一系列频率；
控制模块还用于将前述计算得到电流值之和与所述确定的相对电流值进行比较，若该电流值和小于所述相对电流值，则确定与该电流值之和对应的目标频率为待选的运行频率；
运算单元群部，用于接收待选的运行频率，并将该待选的运行频率设定为当前所有运行的运算单元的运行频率。
在其中一个实施例中，所述控制模块还用于确定系统需求和/或应用程序需求所对应的效能；并根据所述效能确定相对电流值。
在其中一个实施例中，所述控制模块还用于根据系统需求和/或应用程序需求获取所需的运算单元的个数；
所述控制模块还用于根据系统需求和/或应用程序需求获取前述的运算单元所需的运行频率；
所述温度传感器还用于确定前述的运算单元的温度。
在其中一个实施例中，所述电流计算器还用于基于每个运算单元的目标频率和温度计算每个运算单元的电流值；将计算得到的电流值相加获得所有运行的运算单元的电流值之和。
在其中一个实施例中，所述控制模块还用于将目标频率由高到低的排序，初始时计算最高的目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和，若计算出的电流值和大于所述相对电流值，按照目标频率的排序，确定下一个目标频率，计算该下一个目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和。
上述运算单元的控制方法和系统通过预先确定相对电流值，然后以相对电流值作为参考。再根据目标频率及当前温度计算实际运行的运算单元的电流值之和，将该电流值之和与作为参考的相对电流值进行比较，若该电流值之和小于相对电流值，与该电流值之和对应的目标频率可以作为当前运行的运算单元的待选的运行频率。当确定最大的待选的运行频率时，将该最大的待选的运行频率设为当前运行的运算单元的运行频率。即用户在相对电流值的范围内，既能满足运算单元的运行条件，达到电流抑制的同时，提高运算单元的效率，且不会抑制运算单元的运行效能，因而又能够提高用户的体验。
附图说明
图1为运算单元的控制方法的流程图；
图2为运算单元的控制系统的模块图；
图3为最佳运行频率查找流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本文中的运算单元(Processing Unit)可以为单一SoC(System on Chip)处理芯片中的运算单元，其可以为处理器中的中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)的核心，例如，现有典型的用于移动终端的处理器，如美国高通公司的用于手机等的多核心骁龙TM处理器，包含的中央处理单元可以具有4个、6个或8个核心。运算单元还可以为处理器中的图形处理单元(Graphics Processing Unit，GPU)。可以理解地，本领域技术人员会意识到，运算单元并不局限于前述二者，在其他实施方式中，该运算单元可以为处理器中的核心、主核心、子核心及硬件引擎等具有计算能力的组件。上述运算单元可以为上述的单独一种，或是上述的多种之组合。
如图1所示，为本发明的一个实施例中的运算单元的控制方法的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S110，确定相对电流值。
在本实施方式中，根据需求确定相对电流值，所述需求指系统需求和/或应用程序需求。具体的，根据系统(例如手机操作系统)和/或应用程序(例如手机中正在运行的应用程序)的需求确定所需的效能，所述的效能的定义为“温度(℃)|运算单元的个数|运行频率(MHz)”。
具体的，确定系统需求和/或应用程序需求的效能的步骤包括：
根据需求获取所需的运算单元的个数。
根据需求获取前述的运算单元所需的运行频率。
确定前述的运算单元的温度。
在一个实施方式中，运算单元的运行频率和温度之间大致成反比关系，这符合运算单元的基于其温度进行控制的典型策略，例如，当运算单元的温度较高时，运算单元的可运行的最高频率被降低，当其温度降低时，运算单元的可运行的最高频率被升高。依据预先存储的运行频率和温度之前的关系表，可以确定前述的运行频率所对应的温度。可以理解地，确定温度的方法并不局限于前述方式。
例如，智能移动终端当前同时运行两个应用程序(例如即时通讯应用和音乐播放音乐)，根据需求确定所需要的效能为“60|2|700”，即2个运算单元在60℃时以700MHz运行时提供的效能，在此效能下，系统和应用程序能够流畅/无卡顿的运行。即系统和应用程序在该运行频率以运算单元的利用率百分之百时亦不会出现死机、反应慢等影响用户体验的情况。
在本实施方式中，根据需求确定相对电流值可以指经过实际测的得到的运算单元的电流值，例如，预先测量并存储在各种效能时的电流值，如效能为“60|2|700”时，此时有2个运算单元在运行，测量得到的2个运算单元的电流值之和即为效能“60|2|700”时的相对电流值。
此外，在其他实施方式中，根据需求确定相对电流值还可以指基于特定的公式来计算出相对电流值。例如，相对电流值＝Vt*Fn/(1-Lt)，其中，Vt为温度t时运算单元的修正后的电压、Fn为前述的运算单元运行频率n次方、Lt为温度t时电压转换遗失率，其中，0<＝Lt<1。
步骤S120，确定与当前所有运行的运算单元对应的目标频率，确定当前所有运行的运算单元的温度，基于所述目标频率和温度计算当前所有运行的运算单元的电流值之和。其中，每个运行的运算单元对应的目标频率为该运算单元可运行的一系列频率。
在一个实施方式中，预先存储每个运算单元对应的目标频率，例如，目标频率包括384MHz、480MHz、768MHz、864MHz、960MHz、1248MHz、1344MHz、1632MHz、1766MHz。需要注意的是，在一个实施方式中，如果当前运行的运算单元共享同一时钟源(clock source)，则当前运行的运算单元的运行频率可以同步地被调整。
在一个实施方式中，每个运算单元均设置有对应的温度传感器，通过温度传感器能够获得每个运算单元在任意时刻的温度。
具体的，基于所述目标频率和温度计算当前所有运行的运算单元的电流值之和的步骤包括：
首先，基于每个运算单元的目标频率和温度计算每个运算单元的电流值。
具体的，可以采用公式Vt*Fn/(1-Lt)计算当前运行的每个运算单元的电流值，Vt为温度t时修正后的电压、Fn为一个目标频率n次方、Lt为温度t时电压转换遗失率，其中，0<＝Lt<1。
然后，将计算得到的电流值相加获得所有运行的运算单元的电流值之和。
在一个实施方式中，如果包括多运算资源的处理器(例如多核心的骁龙TM处理器)提供有电流计算器(Instant Power Calculator)，则可以利用该电流计算器来计算当前所有运行的运算单元的电流值之和。电流计算器亦根据每个运行的运算单元的一个目标频率和温度进行计算。电流计算器还可以同时考虑当前运算单元的状态(如闲置或运行中)等，计算出更准确的当前所有运行的运算单元的电流值之和。
步骤S130，将步骤S120中计算得到电流值之和与所述步骤S110中的相对电流值进行比较，若该电流值和小于所述相对电流值，则确定与该电流值之和对应的目标频率为待选的运行频率。
请结合图3，在本实施方式中，将目标频率由高到低的排序，初始时计算最高的目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和，若计算出的电流值和大于所述相对电流值，按照目标频率的排序，确定下一个目标频率，然后返回步骤S120，计算该下一个目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和。
依照上述的循环计算方式，确定的第一个小于所述相对电流值的电流值之和所对应的待选的运行频率，为所有待选的运行频率中的最大者，此时，将该所有待选的运行频率中的最大者设为所有运行的运算单元的运行频率。
在本实施方式中，当前运行的运算单元共享同一时钟源，假定当前运行的运算单元具有相同的目标频率：384MHz、480MHz、768MHz、864MHz、960MHz、1248MHz、1344MHz、1632MHz、1766MHz。将目标频率由高到低的顺序依次计算每个目标频率对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和，直到找到小于所述相对电流值的当前所有运行的运算单元的电流值之和所对应的最大待选频率。
在其他实施方式中，除了上述最大待选频率，还可确定特定数量的待选频率，所述特定数量的待选频率均小于上述最大待选频率，不是最优的选择对象，但是可以作为后备频率。
以“60|2|700”为所需的效能为例，如果在目前60℃下只有1个运算单元在运行，而其他运算单元闲置或关闭，则被选中的最大待选频率必然大于700MHz，即能提供的性能比需求的性能更高。另一例，如果目前有3个运算单元正在使用，但因为其温度只有40℃，则最终被挑选的最大待选频率也有很大的机会能高于700MHz，才能达到在指定相对电流值内，提供满足用户体验的效能。
基于上述实施例，提供能低于指定相对电流值，从而节约能源，又有最大机会满足效能的选择，以用户为中心，故能够提高用户体验。
如图2所示，为运算单元的控制系统的模块图。
一种运算单元的控制系统，包括
控制模块30，用于确定相对电流值及用于确定与当前所有运行的运算单元对应的目标频率。
存储器40，用于存储相对电流值及目标频率。
温度传感器20，用于确定当前所有运行的运算单元的温度。
电流计算器10，用于基于所述目标频率和温度计算当前所有运行的运算单元的电流值之和，其中，每个运行的运算单元对应的目标频率为该运算单元可运行的一系列频率。
控制模块30还用于将前述计算得到电流值之和与所述确定的相对电流值进行比较，若该电流值和小于所述相对电流值，则确定与该电流值之和对应的目标频率为待选的运行频率。
运算单元群部50，运算单元群部，用于接收待选的运行频率，并将该待选的运行频率设定为当前所有运行的运算单元的运行频率。
控制模块30还用于确定系统需求和/或应用程序需求所对应的效能；并根据所述效能确定相对电流值。
控制模块30还用于根据系统需求和/或应用程序需求获取所需的运算单元的个数。
所述控制模块30还用于根据系统需求和/或应用程序需求获取前述的运算单元所需的运行频率。
所述温度传感器20还用于确定前述的运算单元的温度。
电流计算器10还用于基于每个运算单元的目标频率和温度计算每个运算单元的电流值；将计算得到的电流值相加获得所有运行的运算单元的电流值之和。
控制模块30还用于将目标频率由高到低的排序，初始时计算最高的目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和，若计算出的电流值和大于所述相对电流值，按照目标频率的排序，确定下一个目标频率，计算该下一个目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和。
上述运算单元的控制方法和系统通过预先确定相对电流值，然后以相对电流值作为参考。再根据目标频率及当前温度计算实际运行的运算单元的电流值之和，将该电流值之和与作为参考的相对电流值进行比较，若该电流值之和小于相对电流值，与该电流值之和对应的目标频率可以作为当前运行的运算单元的待选的运行频率。当确定最大的待选的运行频率时，将该最大的待选的运行频率设为当前运行的运算单元的运行频率。即用户在相对电流值的范围内，既能满足运算单元的运行条件，达到电流抑制的同时，提高运算单元的效率，且不会抑制运算单元的运行效能，因而又能够提高用户的体验。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种运算单元的控制方法，包括以下步骤：
确定相对电流值；
确定与当前所有运行的运算单元对应的目标频率，确定当前所有运行的运算单元的温度，基于所述目标频率和温度计算当前所有运行的运算单元的电流值之和，其中，每个运行的运算单元对应的目标频率为该运算单元可运行的一系列频率；
将前述计算得到电流值之和与所述确定的相对电流值进行比较，若该电流值和小于所述相对电流值，则确定与该电流值之和对应的目标频率为待选的运行频率；
其中确定相对电流值的步骤包括：
确定系统需求和/或应用程序需求所对应的效能；
根据所述效能确定相对电流值。
2.根据权利要求1所述的运算单元的控制方法，其特征在于，确定系统需求和/或应用程序需求所对应的效能的步骤：
根据系统需求和/或应用程序需求获取所需的运算单元的个数；
根据系统需求和/或应用程序需求获取前述的运算单元所需的运行频率；
确定前述的运算单元的温度。
3.根据权利要求1所述的运算单元的控制方法，其特征在于，基于所述目标频率和温度计算当前所有运行的运算单元的电流值之和的步骤包括：
基于每个运算单元的目标频率和温度计算每个运算单元的电流值；将计算得到的电流值相加获得所有运行的运算单元的电流值之和。
4.根据权利要求3所述的运算单元的控制方法，其特征在于：还包括步骤：
将目标频率由高到低的排序，初始时计算最高的目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和，若计算出的电流值和大于所述相对电流值，按照目标频率的排序，确定下一个目标频率，计算该下一个目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和。
5.一种运算单元的控制系统，其特征在于，包括
控制模块，用于确定相对电流值及用于确定与当前所有运行的运算单元对应的目标频率；所述控制模块还用于确定系统需求和/或应用程序需求所对应的效能；并根据所述效能确定相对电流值；
温度传感器，用于确定当前所有运行的运算单元的温度；
电流计算器，用于基于所述目标频率和温度计算当前所有运行的运算单元的电流值之和，其中，每个运行的运算单元对应的目标频率为该运算单元可运行的一系列频率；
控制模块还用于将前述计算得到电流值之和与所述确定的相对电流值进行比较，若该电流值和小于所述相对电流值，则确定与该电流值之和对应的目标频率为待选的运行频率；
运算单元群部，用于接收待选的运行频率，并将该待选的运行频率设定为当前所有运行的运算单元的运行频率。
6.根据权利要求5所述的运算单元的控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据系统需求和/或应用程序需求获取所需的运算单元的个数；
所述控制模块还用于根据系统需求和/或应用程序需求获取前述的运算单元所需的运行频率；
所述温度传感器还用于确定前述的运算单元的温度。
7.根据权利要求5所述的运算单元的控制系统，其特征在于，所述电流计算器还用于基于每个运算单元的目标频率和温度计算每个运算单元的电流值；将计算得到的电流值相加获得所有运行的运算单元的电流值之和。
8.根据权利要求5所述的运算单元的控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于将目标频率由高到低的排序，初始时计算最高的目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和，若计算出的电流值和大于所述相对电流值，按照目标频率的排序，确定下一个目标频率，计算该下一个目标频率所对应的当前所有运行的运算单元的电流值之和。
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