CN106708246A - 一种基于dsp的soc低功耗控制方案 - Google Patents

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万上宏
叶媲舟
涂柏生
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Abstract

本发明公开了一种基于DSP的SOC低功耗控制方案，包括DSP内核、电压域转换模块、MCU内核、可编程电压调节单元、电源模块、时钟单元和可编程时钟单元，本发明通过SOC内部的MCU内核可以控制高性能DSP的工作电压以及工作时钟频率。在DSP处于对频率要求不高的应用阶段，通过同时降低DSP的工作电压以及工作时钟频率，可以大大降低SOC的功耗。因为对于典型的应用，高性能DSP一般只在很小的时间比例中需要高性能，而在其余的大多数时间里面，只需要使用低性能、低功耗的处理就足够了，所以本方案具有非常强的实用性。本方案可以使SOC能够适用于对功耗要求较高的场合。

Description

一种基于DSP的SOC低功耗控制方案
技术领域
本发明涉及DSP技术领域，具体是一种基于DSP的SOC低功耗控制方案。
背景技术
数字信号处理，简称DSP，是面向电子信息学科的专业基础课，它的基本概念、基本分析方法已经渗透到了信息与通信工程，电路与系统，集成电路工程，生物医学工程，物理电子学，导航、制导与控制，电磁场与微波技术，水声工程，电气工程，动力工程，航空工程，环境工程等领域。
现有的DSP芯片在使用时其普遍存在功耗较大的问题，阻碍了其使用范围，因此有待于改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种速度标尺调节方法及装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于DSP的SOC低功耗控制方案，包括DSP内核、电压域转换模块、MCU内核、可编程电压调节单元、电源模块、时钟单元和可编程时钟单元，所述DSP内核分别连接可编程电压调节单元、电压域转换模块和可编程时钟单元，电压域转换模块还连接MCU内核，MCU内核还分别连接电源模块、时钟单元、可编程电压调节单元和可编程时钟单元。
作为本发明的进一步技术方案：所述电源模块还连接可编程电压调节单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过SOC内部的MCU内核可以控制高性能DSP的工作电压以及工作时钟频率。在DSP处于对频率要求不高的应用阶段，通过同时降低DSP的工作电压以及工作时钟频率，可以大大降低SOC的功耗。因为对于典型的应用，高性能DSP一般只在很小的时间比例中需要高性能，而在其余的大多数时间里面，只需要使用低性能、低功耗的处理就足够了，所以本方案具有非常强的实用性。本方案可以使SOC能够适用于对功耗要求较高的场合。在DSP处于对频率要求较高的应用阶段，通过同时提高DSP的工作电压以及工作时钟频率，又可以使DSP获得高性能，使其能够处理复杂的运算任务。
附图说明：
图1为本发明的整体方框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种基于DSP的SOC低功耗控制方案，包括DSP内核、电压域转换模块、MCU内核、可编程电压调节单元、电源模块、时钟单元和可编程时钟单元，所述DSP内核分别连接可编程电压调节单元、电压域转换模块和可编程时钟单元，电压域转换模块还连接MCU内核，MCU内核还分别连接电源模块、时钟单元、可编程电压调节单元和可编程时钟单元。
电源模块还连接可编程电压调节单元。
本发明的工作原理是：SOC内部包括电源模块（POWER）、可编程电压调节单元（PVCC）、可编程时钟单元（PCKM）、时钟单元（CKM）、DSP核（DSP）、MCU内核（MCU）、以及电压域转换模块（PDSW）等组成部分。
SOC外部供电至SOC，然后在SOC内部会产生两个供电电压。其中，一个供电电压为MCU内核（MCU）及相关逻辑供电，称之为MCU电压域。另一个供电电压为DSP核（DSP）及相关逻辑供电，称之为高性能DSP电压域。
时钟单元（CKM）负责产生MCU内核工作时钟clk_mcu。可编程时钟单元（PCKM）可以通过其编程控制端口控制其输出端的时钟频率clk_dsp，输出的时钟用作DSP核的工作时钟。在MCU内核与DSP的逻辑分别由不同的电压域来供电，当他们之间需要进行控制信息、数据交互时，需要由电压域转换模块（PDSW）对MCU电压域信息与DSP电压域信息之间进行转换。
在本方案中，当SOC工作时，MCU内核负责处理实时的任务，高性能DSP负责处理需要进行大量数据运算处理任务。由于MCU内核负责处理实时的任务需要比较准确的定时，所以应用中不适合将MCU内核的工作电压降低，否则将会影响其时钟的频率的准确性，从而影响定时任务的准确性。
在SOC工作时，MCU内核（MCU）输出的供电控制信号（v1c）输出至可编程电压调节单元（PVCC）的编程控制端口，通过控制可编程电压调节单元（PVCC）的输出供电电压V1_A，可以控制DSP核（DSP）的供电电压。MCU内核（MCU）输出的时钟控制信号（ck_ctrl）输出至可编程时钟单元（PCKM）的编程控制端口，通过控制可编程时钟单元（PCKM）的输出时钟频率，可以控制DSP核（DSP）的工作时钟频率。在应用中，当高性能DSP在对频率要求不高的应用阶段里，MCU内核（MCU）输出的供电控制信号（v1c）输入至可编程电压调节单元（PVCC）的编程控制端口，降低高性能DSP的供电电压。同时，MCU内核（MCU）输出的时钟控制信号（ck_ctrl）可以通过可编程时钟单元（PCKM）降低其输出时钟clk_dsp的时钟频率。高性能DSP在对频率要求不高的应用阶段时，由于其工作时钟以及工作电压同时被降低，使得其功耗能够被大大地降低。当高性能DSP需要处理复杂任务时，即其处于对频率要求较高的应用阶段时，MCU内核（MCU）可以通过供电控制信号（v1c）提高可编程电压调节单元（PVCC）的输出电压。同时，MCU内核（MCU）通过时钟控制信号（ck_ctrl）提高可编程时钟单元（PCKM）的输出时钟clk_dsp的时钟频率。使高性能DSP能够高速运行，甚至是全速运行。而对于典型的应用，高性能DSP一般只在很小的时间比例中需要高性能，而在其余的大多数时间里面，只需要使用低性能、低功耗的处理就足够了。所以在高性能DSP不需要全速运行时，可以通过降低其频率来达到降低功耗的目的。使用CMOS工节的高性能DSP的最大频率与供电电压相关，所以在低频时处理器可以工作在低供电电压下。因为功耗与供电电压的平方成正比，所以降低供电电压将非常有效地降低SOC的功耗。

Claims (2)

1.一种基于DSP的SOC低功耗控制方案，其特征在于，包括DSP内核、电压域转换模块、MCU内核、可编程电压调节单元、电源模块、时钟单元和可编程时钟单元，所述DSP内核分别连接可编程电压调节单元、电压域转换模块和可编程时钟单元，电压域转换模块还连接MCU内核，MCU内核还分别连接电源模块、时钟单元、可编程电压调节单元和可编程时钟单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于DSP的SOC低功耗控制方案，其特征在于，所述电源模块还连接可编程电压调节单元。
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