CN105786614A - 电子设备中处理器的负载计算方法和负载计算系统 - Google Patents

电子设备中处理器的负载计算方法和负载计算系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于电子设备中处理器的负载计算方法和负载计算系统。该负载计算系统包括：检测单元、确定单元和计算单元。该负载计算方法包括：检测所述处理器的多个切换动作以生成检测结果；确定用来分离所述检测结果的时间间隔，以生成多个时间段；以及根据所述多个时间段中非空闲事件的执行时间，计算所述处理器负载。采用本发明，可以提高计算处理器负载的精准度，而不受取样频率的影响。

Description

电子设备中处理器的负载计算方法和负载计算系统
技术领域
本发明涉及一种负载计算(loadingcalculation)方法和负载计算系统，更特别地，涉及一种通过检测处理器及其日志文件的切换动作(switchingaction)，能够精确计算处理器的负载的负载计算方法和负载计算系统。
背景技术
通常，用于电子设备(如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、个人电脑或手持计算设备)中的CPU的传统的负载计算方法使用取样法(samplingmethod)。例如，该传统的负载计算方法使用Linux内核中的全局变量jiffies来记录系统启动以来经历的滴答(ticks)数，Ticks为系统时钟中断的间隔，Hz为每秒时钟中断的数量，其中，ticks等于1/Hz。例如，当Hz＝100时，ticks＝0.01或10微秒。
当要求较高的负载计算精度时，必须拉高Hz，即每秒更多的ticks数以增加精确度。例如，当Hz从100提高至1000时，负载计算精度将提高10倍。然而，由于Hz数值决定定时器中断的频率，因此，较高的Hz数值意味着CPU必须处理更多的定时器中断(例如，处理10倍的定时器中断)，进而影响原本在系统中运行的程序。因此，当要求较高的负载精度时，传统的负载计算方法具有给CPU引入额外负载的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种用于电子设备中处理器的负载计算方法和负载计算系统，以解决上述问题。
根据本发明的实施例，公开了一种用于电子设备中处理器的负载计算方法。该负载计算方法包括：检测所述处理器的多个切换动作以生成检测结果；确定用来分离所述检测结果的时间间隔，以生成多个时间段；其中，用来分离所述检测结果的时间间隔是对应于所述检测结果中的非空闲事件或者空闲事件的执行时间；根据所述多个时间段中非空闲事件的执行时间，计算所述处理器负载。
根据本发明的实施例，公开了一种用于电子设备中处理器的负载计算系统。该负载计算系统包括：检测单元、确定单元和计算单元。检测单元用于检测所述处理器的多个切换动作以生成检测结果。确定单元用于确定用来分离所述检测结果的时间间隔，以生成多个时间段，其中，用来分离所述检测结果的时间间隔是对应于所述检测结果中的非空闲事件或者空闲事件的执行时间。计算单元用于根据所述多个时间段中非空闲事件的执行时间，计算所述处理器负载。
本发明公开的负载计算方法和负载计算系统能够通过检测处理器的切换动作来计算该处理器的负载，而不是使用取样方法，其中，该取样方法在要求较高的负载计算精度时会给处理器引入额外的负载。因此，采用本发明，可以提高计算处理器负载的精准度，且不受取样频率的限制。
附图说明
图1是根据本发明实施例的一种用于处理器的负载计算系统的简化图；
图2是根据本发明另一实施例的一种用于处理器的负载计算系统的简化图；
图3是说明图2中负载计算系统所执行的处理器的负载计算的示例实施例的时序图；
图4是说明图2中负载计算系统所执行的处理器的负载计算的示例实施例的时序图；
图5是根据用于图1中的处理器的负载计算系统的操作方案来说明处理器负载计算方法的流程图；
图6是根据用于图2中的处理器的负载计算系统的操作方案来说明处理器负载计算方法的流程图。
具体实施方式
以下描述为本发明实施的较佳实施例。以下实施例仅用来例举阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的范畴。在通篇说明书及以下权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别的基准。本发明中使用的术语“元件”、“系统”和“装置”可以是与计算机相关的实体，其中，该计算机可以是硬件、软件、或硬件和软件的结合。在以下描述和权利要求书当中所提及的术语“包含”和“包括”为开放式用语，故应解释成“包含，但不限定于…”的意思。此外，术语“耦接”意指间接或直接的电气连接。因此，若文中描述一个装置耦接于另一装置，则代表该装置可直接电气连接于该另一装置，或者透过其它装置或连接手段间接地电气连接至该另一装置。
请参照图1。图1是根据本发明实施例的一种用于处理器(processor)120的负载计算系统(loadingcalculationsystem)100的简化图，其中，处理器120可以是应用于电子设备(如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、个人电脑(PersonalComputer，PC)或手持计算设备等)的CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)。如图1所示，负载计算系统100可以包括：检测单元(detectingunit)102、确定单元(determiningunit)104和计算单元(calculatingunit)108。检测单元102耦接于处理器120，且用于检测处理器120的多个切换动作(switchingaction)，以生成检测结果。例如，检测处理器120切换进程或线程的多个切换动作，具体实现中，也可以是检测其它事件的切换动作，如凡是可以用来判断处理器是否占用资源的事件均可，具体地，本发明不做限制。检测单元102(检测处理器120的多个切换动作以生成检测结果)的功能可具体包括：若检测到处理器120的多个切换动作，确定处理器120的多个非空闲(non-idle)事件和空闲(idle)事件。从而，可以获知非空闲事件向空闲事件切换的切换动作，或，空闲事件向非空闲事件切换的切换动作，或某一非空闲事件向另一非空闲事件的切换动作等等。检测结果表示处理器的多个切换动作，如可以包括非空闲事件和/或空闲事件之间进行切换时的各时间点，还可以包括非空闲事件和/或空闲事件的执行时间等。
确定单元104耦接于检测单元102，且用于确定用来分离该检测结果的时间间隔(timeinterval)，以生成多个时间段(timeperiod)；其中，用来分离所述检测结果的时间间隔是对应于所述检测结果中的非空闲事件或者空闲事件的执行时间。确定单元104的功能可具体包括：若检测到处理器120的第一切换动作，确定第一时间段的开始时间点；以及，根据时间间隔确定该第一时间段的结束时间点和第二时间段的开始时间点。值得说明的是，第一时间段的结束时间点可以为第二时间段的开始时间点。
计算单元(calculatingunit)108耦接于确定单元104，用于根据多个时间段中非空闲事件的执行时间，计算处理器负载。例如，假设时间段T10中非空闲事件的执行时间为10微妙，时间段T10的时间长度为100微妙，则可计算得处理器在时间段T10内的负载为10/100*100％＝10％。再例如，假设时间段T20中非空闲事件的执行时间为5微妙，时间段T20的时间长度为100微妙，则可计算得处理器在时间段T20内的负载为5/100*100％＝5％。
请参照图2，图2是根据本发明另一实施例的一种用于处理器(processor)120的负载计算系统101的简化图。如图2所示，负载计算系统101可以包括：检测单元(detectingunit)102、确定单元(determiningunit)104、生成单元(generatingunit)106和计算单元(calculatingunit)108。为了简洁起见，此处不再赘述关于检测单元102和确定单元104的说明，详情请参照图1所示实施例的相关描述。
生成单元106耦接于确定单元104，且用于根据检测单元102所生成的检测结果和确定单元104所确定的多个时间段生成调度日志文件。处理器120耦接于生成单元106，且用于使能(enable)该调度日志文件。计算单元108耦接于生成单元106，且用于根据该调度日志文件计算处理器120负载，例如，根据该调度日志文件中非空闲事件的执行时间计算处理器120负载。计算单元108的功能可具体包括：计算处理器120在该多个时间段的每个时间段期间的非空闲事件的执行时间(executingtime)；以及，确定每个时间段中非空闲事件的执行时间与该每个时间段的时间长度的比率，以生成每个时间段的处理器120负载。例如，假设各时间段的时间长度预设为t，且计算得某时间段T中的非空闲事件的执行时间为tnon，则在该时间段T内处理器负载为tnon/t*100％。再例如，若t＝1000，tnon＝0，则在该时间段内处理器负载为0。再例如，若tnon＝1000，则在该时间段内处理器负载为100％。再例如，若tnon＝100，则在该时间段内处理器负载为10％。应当说明的是，本发明实施例对时间长度t的取值并不做任何限制，如可以为100毫秒，1000微妙等，具体实现中可根据实际需要进行设定。
请参照图3和图4。图3和图4是说明负载计算的示例实施例的时序图，该负载计算用于由图2中负载计算系统100执行的处理器120。如图3所示，检测单元102用于检测处理器120的多个切换动作，以生成检测结果，其中，在时间12987.570715秒处检测到处理器120的第一切换动作，该第一切换动作从非空闲事件adbd-421切换到非空闲事件adbd-417；在时间12987.570747秒处检测到处理器120的第二切换动作，该第二切换动作从非空闲事件adbd-417切换到空闲事件<idle>-0；在时间12987.571713秒处检测到处理器120的第三切换动作，该第三切换动作从空闲事件<idle>-0切换到非空闲事件sh-7864；以及在时间12987.572956秒处检测到处理器120的第四切换动作，该第四切换动作从非空闲事件sh-7864切换到空闲事件<idle>-0。
接下来，确定单元104用于确定用来分离该检测结果的时间间隔(为方便说明，本实施例中的预设单位长度以1000微秒为例，但应当说明的是，本发明实施例对各时间段的时间长度的取值并不做限制，特别地，每个时间段所对应的时间长度可以相同，也可以不相同)，从而生成两个时间段T1和T2，如图4所示。由于在时间12987.570715秒处检测到处理器120的第一切换动作，因此，确定单元104确定时间段T1的开始时间点为在时间12987.570715秒处，以及，确定单元104确定时间段T1的结束时间点和时间段T2的开始时间点为在时间12987.571715秒处，以及根据时间间隔和预设的时间长度(如本实施例中为1000微秒)确定时间段T2的结束时间点为在时间12987.572715秒处。
接下来，生成单元106用于根据检测结果和时间段T1和T2生成调度日志文件，以及，处理器120用于使能该调度日志文件。计算单元108计算时间段T1期间处理器120的非空闲事件adbd-417和非空闲事件sh-7864的执行时间为34微秒(12987.570747-12987.570715+12987.571715-12987.571713＝0.034)，以及，计算时间段T2期间处理器120的非空闲事件sh-7864的执行时间为1000微秒(12987.572715-12987.571715＝0.001)。计算单元108确定时间段T1中非空闲事件的执行时间和该时间段T1的时间长度的比率，从而生成时间段T1中的处理器120负载为3.4％(34/1000*100％＝3.4％)。计算单元108确定时间段T2中非空闲事件的执行时间和该时间段T2的时间长度的比率，从而生成时间段T2中的处理器120负载为100％(1000/1000*100％＝100％)。请注意，上述实施例仅用于说明目的，且并不意味着对本发明的限制。例如，可以根据不同的设计要求改变时间间隔和时间段的数量。
请参照图5。图5是根据用于上述实施例中的处理器120的负载计算系统100的操作方案来说明处理器负载计算方法的流程图。假定达到实质上相同的结果，图5中的步骤不要求按图5所示的先后顺序执行。根据本发明的负载计算系统100的上述实施例，该处理器负载计算方法包括以下步骤。
步骤200：开始。
步骤210：检测处理器的多个切换动作，以生成检测结果。例如，检测处理器切换进程或线程的多个切换动作来生成检测结果。
步骤220：确定用来分离该检测结果的时间间隔，以生成多个时间段。
步骤230：根据所述多个时间段中非空闲事件的执行时间，计算所述处理器负载。
此外，检测处理器的多个切换动作以生成检测结果的步骤210包括：若检测到处理器的多个切换动作，确定处理器的多个非空闲事件和空闲事件。确定用来分离该检测结果的时间间隔以生成多个时间段的步骤220包括：若检测到处理器的第一切换动作，确定第一时间段的开始时间点；以及，根据时间间隔确定第一时间段的结束时间点和第二时间段的开始时间点，其中，第一时间段的结束时间点与第二时间段的开始时间点可以相同。步骤230包括：计算处理器在该多个时间段的每个时间段期间的至少一个非空闲事件的执行时间；以及，在每个时间段期间，确定每个时间段中非空闲事件的执行时间与该每个时间段的时间长度的比率以生成每个时间段的处理器负载。从而，在操作过程中实时计算处理器的负载。
图6是根据用于上述实施例中的处理器120的负载计算系统101的操作方案来说明处理器负载计算方法的流程图。假定达到实质上相同的结果，图6中的步骤不要求按图6所示的先后顺序执行。根据本发明的负载计算系统101的上述实施例，该处理器负载计算方法包括以下步骤。
步骤300：开始。
步骤310：检测处理器的多个切换动作，以生成检测结果。例如，检测处理器切换进程或线程的多个切换动作来生成检测结果。
步骤320：确定用来分离该检测结果的时间间隔，以生成多个时间段；其中，用来分离所述检测结果的时间间隔是对应于所述检测结果中的非空闲事件或者空闲事件的执行时间。
步骤330：根据该检测结果和该多个时间段生成调度日志文件。
步骤340：利用处理器使能该调度日志文件。
步骤350：根据该调度日志文件中非空闲事件的执行时间计算处理器负载。
此外，步骤310可具体包括：若检测到处理器的多个切换动作，确定处理器的多个非空闲事件和空闲事件。步骤320可具体包括：若检测到处理器的第一切换动作，确定第一时间段的开始时间点；以及，根据时间间隔确定第一时间段的结束时间点和第二时间段的开始时间点，其中，第一时间段的结束时间点与第二时间段的开始时间点可以相同。步骤250可具体包括：根据该调度日志文件，计算处理器在该多个时间段的每个时间段期间的至少一个非空闲事件的执行时间；以及，在每个时间段期间，确定每个时间段中非空闲事件的执行时间与该每个时间段的时间长度的比率以生成每个时间段的处理器负载。从而，通过加载日志文件的方式计算处理器负载。
本发明公开的负载计算方法和负载计算系统能够通过检测处理器的切换动作及其日志文件计算该处理器的负载，而不是使用取样方法，其中，该取样方法在要求较高的负载计算精度时会给处理器引入额外的负载。
在不脱离本发明的精神以及范围内，本发明可以其它特定格式呈现。所描述的实施例在所有方面仅用于说明的目的而并非用于限制本发明。本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。本领域技术人员皆在不脱离本发明之精神以及范围内做些许更动与润饰。

Claims (11)

1.一种用于电子设备中处理器的负载计算方法，其特征在于，包括：
检测所述处理器的多个切换动作以生成检测结果；
确定用来分离所述检测结果的时间间隔，以生成多个时间段；其中，用来分离所述检测结果的时间间隔是对应于所述检测结果中的非空闲事件或者空闲事件的执行时间；
根据所述多个时间段中非空闲事件的执行时间，计算所述处理器负载。
2.如权利要求1所述的负载计算方法，其特征在于，根据所述多个时间段中非空闲事件的执行时间计算所述处理器负载的步骤之前，所述负载计算方法还包括：
根据所述检测结果和所述多个时间段生成调度日志文件；其中，所述调度日志文件中记录非空闲事件的执行时间；
利用所述处理器使能所述调度日志文件；
以及，计算所述处理器负载的步骤包括：
根据所述调度日志文件中非空闲事件的执行时间计算所述处理器负载。
3.如权利要求1或2所述的负载计算方法，其特征在于，检测所述处理器切换进程或线程的多个切换动作以生成检测结果的步骤包括：
若检测到所述处理器的多个切换动作，确定所述处理器的多个非空闲事件和空闲事件。
4.如权利要求1或2所述的负载计算方法，其特征在于，确定用来分离所述检测结果的时间间隔以生成多个时间段的步骤包括：
若检测到所述处理器的第一切换动作，确定第一时间段的开始时间点；以及
根据所述时间间隔，确定所述第一时间段的结束时间点和第二时间段的开始时间点。
5.如权利要求1或2所述的负载计算方法，其特征在于，计算所述处理器负载的步骤包括：
计算所述处理器在所述多个时间段的每个时间段中的非空闲事件的执行时间；以及
确定每个时间段中的非空闲事件的执行时间与该每个时间段的时间长度的比率，以生成每个时间段的处理器负载。
6.一种用于电子设备中处理器的负载计算系统，其特征在于，包括：
检测单元，用于检测所述处理器的多个切换动作以生成检测结果；
确定单元，用于确定用来分离所述检测结果的时间间隔，以生成多个时间段；其中，用来分离所述检测结果的时间间隔是对应于所述检测结果中的非空闲事件或者空闲事件的执行时间；
计算单元，用于根据所述多个时间段中非空闲事件的执行时间，计算所述处理器负载。
7.如权利要求6所述的负载计算系统，其特征在于，所述负载计算系统还包括生成单元，用于根据所述检测结果和所述多个时间段生成调度日志文件，其中，所述调度日志文件中记录非空闲事件的执行时间；且所述处理器用于使能所述调度日志文件；所述计算单元具体用于：根据所述调度日志文件中非空闲事件的执行时间计算所述处理器负载。
8.如权利要求6或7所述的负载计算系统，其特征在于，所述检测单元的功能包括：
若检测到所述处理器的多个切换动作，确定所述处理器的多个非空闲事件和空闲事件。
9.如权利要求6或7所述的负载计算系统，其特征在于，所述确定单元的功能包括：
若检测到所处处理器的第一切换动作，确定第一时间段的开始时间点；以及
根据所述时间间隔，确定所述第一时间段的结束时间点和第二时间段的开始时间点。
10.如权利要求6或7所述的负载计算系统，其特征在于，所述计算单元包括：
计算所述处理器在所述多个时间段的每个时间段中的非空闲事件的执行时间；以及
确定每个时间段中的非空闲事件的执行时间与该每个时间段的时间长度的比率，以生成每个时间段的处理器负载。
11.如权利要求6所述的负载计算系统，其特征在于，所述处理器为应用于所述电子设备的CPU。
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