CN107306445A - 功率控制方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种功率控制方法及其装置；所述功率控制方法包含：根据应用程序运行电子装置的一个或多个子系统；测量该一个或多个子系统的功率消耗；基于该一个或多个子系统的该功率消耗，从该一个或多个子系统取得用于该应用程序的一个或多个高功率消耗子系统；以及向该应用程序提供低功率模式，以运行具有一个或多个低功率方案的该一个或多个子系统，其中该一个或多个低功率方案对应该一个或多个高功率消耗子系统；本发明提出的功率控制方法及其装置可改善系统功率管理。

Description

功率控制方法及其装置
技术领域
本发明涉及一种电子装置中应用程序的功率控制方法，其中，上述电子装置包含多个子系统。
背景技术
现今，电子芯片一般由数以亿计的晶体管组成。由此带来的事实是，电子装置中的计算硬件变得更强大并且更具功能性。然而，上述更复杂的计算硬件或者更强的处理能力需要消耗更大电量，或者显著提高硬件温度，其将造成目前令人担心的功率问题或热问题。
许多电子装置上的应用程序也消耗大量电池电量并且增大硬件温度。同时，应用程序的功率消耗影响电池的持久性。另外由于上述热问题，应用程序的速度也会下降。在更糟糕情况下，上述问题可导致计算系统崩溃。
因此，亟需一种新颖结构或方法用于在带来较小副作用情况下改善系统功率管理。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种功率控制方法及其装置。
根据一实施例，本发明揭露一种功率控制方法。其中该功率控制方法包含：根据应用程序运行电子装置的一个或多个子系统；测量该一个或多个子系统的功率消耗；基于该一个或多个子系统的该功率消耗，从该一个或多个子系统取得用于该应用程序的一个或多个高功率消耗子系统；以及向该应用程序提供低功率模式，以运行具有一个或多个低功率方案的该一个或多个子系统，其中该一个或多个低功率方案对应该一个或多个高功率消耗子系统。
根据另一实施例，本发明揭露一种功率控制装置。其中该功率控制装置包含：用于电子装置的一个或多个子系统的元件以及功率测量模块。当根据应用程序运行该一个或多个子系统时，该功率测量模块用于分别测量该一个或多个子系统的功率消耗值；其中，基于该一个或多个子系统的该功率消耗值，从该一个或多个子系统取得用于该应用程序的一个或多个高功率消耗子系统；以及向该应用程序提供低功率模式，以运行具有一个或多个低功率方案的该一个或多个子系统，其中该一个或多个低功率方案对应该一个或多个高功率消耗子系统。
本发明提出的功率控制方法及其装置可改善系统功率管理。
附图说明
图1是根据本发明实施例描述的功率控制装置示意图；
图2显示三个不同应用程序APP1、APP2、APP3的功率消耗以及效率惩罚信息列表；
图3是显示模块显示的示例列表；
图4A与图4B是根据本发明实施例描述的功率控制方法流程图。
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指称特定的元件。所属技术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作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求项中所提及的“包含”为一开放式的用语，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至第二装置。
接下来的描述是实现本发明的最佳实施例，其是为了描述本发明原理的目的，并非对本发明的限制。可以理解地是，本发明实施例可由软件、硬件、固件或其任意组合来实现。
图1是根据本发明实施例描述的功率控制装置示意图。图1所示为电子装置100。功率控制装置包含电子装置100的至少一部分(例如，部分或全部)。例如，功率控制装置可为电子装置100中的片上系统(System on Chip，SoC)102。在另一示例中，功率控制装置可为整个电子装置100。在另一示例中，功率控制装置为包含电子装置100的系统。例如，功率控制装置可为包含电子装置100的音频/视频系统。在另一实施例中，功率控制装置可包含电子装置100与服务器104。电子装置100的示例可包含，但不限于，智能手机、平板电脑、可穿戴设备、个人计算机等。
除了SoC 102，图1的电子装置100包含通信模块106、装配触控面板110的显示模块108以及功率管理集成电路(Power Management Integrated Circuit，PMIC)112。耦接通信模块106以及显示模块108的SoC 102包含中央处理单元114、图像处理单元116、动态随机存取存储器118、非挥发性存储器120以及功率测量模块122。电子装置100上的元件可进一步分割为多个子系统，其中功率测量模块122可分别测量每个子系统的功率消耗。例如，电子装置100可包含具有显示模块108的图像显示子系统、具有触控面板110的触控感应子系统、具有中央处理单元114的CPU子系统、具有图像处理单元116的GPU子系统、具有动态随机存取存储器118的DRAM子系统等。SoC 102具有对应电子装置100不同子系统的元件，在图1中未具体示出。功率控制装置(其可为电子装置100中的SoC 102)包含对应不同子系统的元件以及功率测量模块122。功率控制装置(其可为整个电子装置100或包含电子装置100的系统)包含对应不同子系统的元件以及功率测量模块122，其中功率测量模块122并不限于在SoC 102中。在许多其他实施例中，图像处理单元116及、动态随机存取存储器118及/或非挥发性存储器120并不集成在SoC 102中。
当根据应用程序运行子系统时，功率测量模块122分别测量子系统的功率消耗。功率测量模块122可包含多个功率测量仪表(power measuring instrument)。多个功率测量仪表依次对应多个子系统。每个功率测量仪表估计对应子系统的功率消耗值。在另一实施例中，功率测量模块122包含比子系统数量要少的功率测量仪表，并且除了使用功率测量仪表，在没有对应功率测量仪表情况下，从功率管理集成电路112估计子系统的功率消耗值。例如，功率管理集成电路112可估计供应至电子装置100中元件的总功率值，并且功率管理集成电路112通过从总功率值中减去可用功率测量仪表所测量的功率消耗值，从而估计不具有对应功率测量仪表的子系统的功率消耗值。基于不同子系统的功率消耗值，中央处理单元114从子系统中取得应用程序的一个或多个高功率消耗子系统(high power-consuming subsystem)，并且向应用程序提供低功率模式，以运行具有一个或多个低功率方案(low-power methodology)的子系统，其中上述一个或多个低功率方案对应一个或多个高功率消耗子系统。对于应用程序，可将已测量功率消耗值、已获取高功率消耗子系统以及相应低功率方案存入非挥发性存储器120以便建立数据库124。在许多实施例中，为每个子系统提供相应功率消耗阈值。超出相应功率消耗阈值的子系统可称为高功率消耗子系统。
对应子系统的低功率方案可存入非挥发性存储器120，如126所示。每个低功率方案可降低相应子系统的功率消耗。CPU子系统的低功率方案可延长中央处理单元114的热插拔时间(例如，从40ms至160ms)或者提高拉升CPU动态电压频率调整(Dynamic Voltage Frequency Scaling，DVFS)的标准，例如，将标准从“每次满足特定条件拉升”至“每5次满足特定条件拉升”。GPU子系统的低功率方案可降低GPU DVFS，例如，从每秒60帧到每秒30/50帧。图像显示子系统的低功率方案可降低背光强度，例如从正常背光设置至主动显示设置(具有自适应图像对比度的背光强度)。触控感应子系统的低功率方案可降低触控协助能力(对用户触摸的敏感度)，例如从使能状态至禁能状态。DRAM子系统的低功率方案可降低工作频率。可在固件升级的同时，将对应不同子系统的低功率方案126下载至非挥发性存储器120。
在实施例中，当在低功率模式下执行应用程序以运行具有低功率方案的高功率消耗子系统时，功率测量模块122也可测量不同子系统的功率消耗并且中央处理单元114执行惩罚估计(penalty estimation)。接着，提供低功率模式中测量的功率消耗以及相应惩罚估计信息，用于节省功率与加重效率惩罚(aggravated efficiencypenalty)之间的平衡。对于应用程序，也可将低功率模式下测量的功率消耗与惩罚估计中估计的效率惩罚信息存入非挥发性存储器120的数据库124。应用程序的低功率模式的节省功率与加重效率惩罚可编辑入图表并在显示模块108中显示，因此电子装置100的用户可决定是否选择低功率模式以执行应用程序。
在图1中，电子装置100进一步与服务器104进行通信从而管理服务器104中的大数据(big data)。对于应用程序，上述大数据包含下列项目中的一个或多个：正常功率模式下(不使用任何低功率方案)测量的功率消耗值、高功率消耗子系统、对应高功率消耗子系统的低功率方案、低功率模式下测量的功率消耗以及从惩罚估计中估计的效率惩罚信息。当在电子装置100中下载应用程序以安装或升级时，可从服务器104下载应用程序的大数据。下载的大数据可升级数据库124。
图2显示三个不同应用程序APP1、APP2、APP3的功率消耗以及效率惩罚信息列表200。通过从功率管理集成电路112中输出的总功率值减去可用功率测量仪表测量的功率消耗值，获取列“其他”。对于应用程序APP1，具有超出相应阈值的功率消耗值的触控感应子系统可称为高功率消耗子系统，并且可应用降低触控感应子系统的功率消耗值的低功率方案(从80mA至60mA)，结果是6％的功率增益(power gain)以及可容许的效率惩罚。对于应用程序APP2，具有超出相应阈值的功率消耗的CPU子系统以及具有超出相应阈值的功率消耗的图像显示子系统皆可称为高功率消耗子系统，并且可应用降低CPU子系统的功率消耗的低功率方案(从200mA至160mA)以及降低图像显示子系统的功率消耗的低功率方案(从140mA至110mA)，这样导致14％功率增益以及5％的性能降低效率惩罚。对于应用程序APP3，具有超出相应阈值的功率消耗的CPU子系统以及具有超出相应阈值的功率消耗的GPU子系统皆可称为高功率消耗子系统，并且可应用降低CPU子系统的功率消耗的低功率方案(从180mA至150mA)以及降低GPU子系统的功率消耗的低功率方案(从160mA至110mA)，这样导致16％功率增益以及降低帧率(低至每秒30帧)效率惩罚。对应应用程序的功率增益以及效率惩罚信息可记录在显示模块108显示的列表中，因此电子装置100的用户可决定是否选择低功率模式执行上述应用程序或坚持使用正常功率模式执行上述应用程序。图3是显示模块108显示的示例列表300，其中用户可通过示例列表300获知节省功率以及加重效能惩罚信息。应用程序的用户界面可提供列表300以协助用户选择正常功率模式或低功率模式。
图4A与图4B是根据本发明实施例描述的功率控制方法流程图。对于第一次运行的应用程序(APP)，当在电子装置100上下载应用程序安装或升级时，从服务器104下载相应大数据至非挥发性存储器120作为数据库124。在电子装置100上运行应用程序的另一情况中，根据应用程序的前次执行历史维持数据块124。在步骤S402，为用户在显示模块108显示图3所示的列表以决定是否选择低功率模式从而执行应用程序。如果用户不选择进入低功率模式，则执行步骤S404以在正常功率模式下执行应用程序，而不使用任何低功率方案。在步骤S406，运行功率测量模块122用于功率消耗分析，以分别测量电子装置100的子系统的功率消耗值。在步骤S408，基于子系统的功率消耗值，从子系统中取得应用程序的一个或多个高功率消耗子系统。在步骤S410，对于应用程序，将在正常功率模式下测量的功率消耗值、一个或多个高功率消耗子系统以及对应一个或多个高功率消耗子系统的一个或多个低功率方案更新至数据库124，并且在步骤S412，将上述信息上传至服务器104以升级大数据。当用户选择在低功率模式下执行应用程序时，执行图4B中的步骤S414。在步骤S414，在低功率模式下执行应用程序，其中使用对应一个或多个高功率消耗子系统的一个或多个低功率方案运行子系统。在步骤S416，运行功率测量模块122用于功率消耗分析，以分别测量电子装置100的子系统的功率消耗值。在步骤S418，执行惩罚估计。在步骤S420，对于应用程序，将在低功率模式下测量的功率消耗以及效率惩罚信息更新至数据库124，并且在步骤S422，将上述信息上传至服务器104以升级大数据。
在许多其他实施例中，不将数据库124上传至服务器104从而管理大数据，并且为电子装置100单独维持数据库124。在这种情况下，第一次运行应用程序通常是使用正常功率模式，而不使用电子装置100的不同子系统的任何低功率方案。
呈现上述描述以允许本领域技术人员根据特定应用以及其需要的内容实施本发明。所述实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且可将上述定义的基本原则应用于其他实施例。因此，本发明不局限于所述的特定实施例，而是符合与揭露的原则及新颖特征相一致的最宽范围。在上述细节描述中，为了提供对本发明的彻底理解，描述了各种特定细节。然而，本领域技术人员可以理解本发明是可实施的。
上述的本发明实施例可在各种硬件、软件编码或两者组合中进行实施。例如，本发明实施例可为集成入视频压缩芯片的电路或集成入视频压缩软件以执行上述过程的程序代码。本发明的实施例也可为在数据信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)中执行的执行上述程序的程序代码。本发明也可涉及计算机处理器、数字信号处理器、微处理器或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)执行的多种功能。可根据本发明配置上述处理器执行特定任务，其通过执行定义了本发明揭示的特定方法的机器可读软件代码或固件代码来完成。可将软件代码或固件代码发展为不同的程序语言与不同的格式或形式。也可为了不同的目标平台编译软件代码。然而，根据本发明执行任务的软件代码与其他类型配置代码的不同代码样式、类型与语言不脱离本发明的精神与范围。
在不脱离本发明精神或本质特征的情况下，可以其他特定形式实施本发明。描述示例被认为说明的所有方面并且无限制。因此，本发明的范围由权利要求书指示，而非前面描述。所有在权利要求等同的方法与范围中的变化皆属于本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法包含：
根据应用程序运行电子装置的一个或多个子系统；
测量所述一个或多个子系统的功率消耗值；
基于所述一个或多个子系统的所述功率消耗值，从所述一个或多个子系统取得用于所述应用程序的一个或多个高功率消耗子系统；以及
向所述应用程序提供低功率模式，以运行具有一个或多个低功率方案的所述一个或多个子系统，其中所述一个或多个低功率方案对应所述一个或多个高功率消耗子系统。
2.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法还包含：将对应所述一个或多个子系统的所述一个或多个低功率方案存储入非挥发性存储器中。
3.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法还包含：为所述一个或多个子系统的每一个子系统提供对应功率消耗阈值；以及把超出所述对应功率消耗阈值的所述一个或多个子系统作为所述一个或多个高功率消耗子系统。
4.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法包含：当在所述低功率模式下执行所述应用程序时，执行惩罚估计，用于节省功率以及加重效率惩罚之间的平衡。
5.根据权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法还包含：与服务器通信以管理所述服务器中的大数据，其中，对于所述应用程序，所述大数据包含在正常功率模式下测量的所述功率消耗值、所述一个或多个高功率消耗子系统、对应所述一个或多个高功率消耗子系统的所述一个或多个低功率方案、在所述低功率模式下测量的所述功率消耗值以及从所述惩罚估计中估算的效率惩罚信息。
6.根据权利要求5所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法包含：当在所述电子装置上下载所述应用程序以安装或升级时，从所述服务器下载所述应用程序的所述大数据，用于所述节省功率以及所述加重效率惩罚之间的所述平衡。
7.根据权利要求6所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法还包含：使用用户界面协助所述电子装置的用户在所述正常功率模式与所述低功率模式之间进行选择。
8.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法还包含：依此向所述一个或多个子系统提供一个或多个功率测量仪表。
9.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述功率控制方法还包含：提供一个或多个功率测量仪表，其中所述一个或多个功率测量仪表的数量小于所述一个或多个子系统的数量；以及在不使用相应功率测量仪表情况下，使用功率管理集成电路以及所述一个或多个功率测量仪表估计所述一个或多个子系统的所述功率消耗值。
10.一种功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置包含：
用于电子装置的一个或多个子系统的元件；以及
功率测量模块，当根据应用程序运行所述一个或多个子系统时，用于分别测量所述一个或多个子系统的功率消耗值；其中，基于所述一个或多个子系统的所述功率消耗值，从所述一个或多个子系统取得用于所述应用程序的一个或多个高功率消耗子系统；以及向所述应用程序提供低功率模式，以运行具有一个或多个低功率方案的所述一个或多个子系统，其中所述一个或多个低功率方案对应所述一个或多个高功率消耗子系统。
11.根据权利要求10所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置还包含非挥发性存储器，用于存储对应所述一个或多个子系统的所述一个或多个低功率方案。
12.根据权利要求10所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置包含：所述一个或多个子系统的每一个子系统对应功率消耗阈值；以及把超出所述对应功率消耗阈值的所述一个或多个子系统作为所述一个或多个高功率消耗子系统。
13.根据权利要求10所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置包含：当在所述低功率模式下执行所述应用程序时，所述功率控制装置执行惩罚估计，用于节省功率以及加重效率惩罚之间的平衡。
14.根据权利要求13所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置包含：所述功率控制装置与服务器通信以管理所述服务器中的大数据，其中，对于所述应用程序，所述大数据包含在正常功率模式下测量的所述功率消耗值、所述一个或多个高功率消耗子系统、对应所述一个或多个高功率消耗子系统的所述一个或多个低功率方案、在所述低功率模式下测量的所述功率消耗值以及从所述惩罚估计中估算的效率惩罚信息。
15.根据权利要求14所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置包含：当在所述电子装置上下载所述应用程序以安装或升级时，从所述服务器下载所述应用程序的所述大数据，用于所述节省功率以及所述加重效率惩罚之间的所述平衡。
16.根据权利要求15所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率控制装置还与显示模块通信，用于通过用户界面显示所述大数据，以协助用户在所述正常功率模式与所述低功率模式之间进行选择。
17.根据权利要求10所述的功率控制装置，其特征在于，所述功率测量模块包含对应所述一个或多个子系统的一个或多个功率测量仪表。
18.根据权利要求10所述的功率控制装置，其特征在于，还包含：所述功率测量模块包含一个或多个功率测量仪表，其中所述一个或多个功率测量仪表的数量小于所述一个或多个子系统的数量；以及在不使用相应功率测量仪表情况下，使用功率管理集成电路以及所述一个或多个功率测量仪表估计所述一个或多个子系统的所述功率消耗值。
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