CN108446008B - 一种分级调频调压的动态响应调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种分级调频调压的动态响应调节方法，包括：步骤S1，实时获取与中央处理器连接的负载的功率；步骤S2，判断当前负载的功率所在的区间与上一时刻相比是否改变；于判断结果为负载的功率升高，转向步骤S3；于判断结果为负载的功率降低，转向步骤S4；步骤S3，将中央处理器从低频模式经由多级中频模式逐级提升至高频模式，同时将核电压从一第一电压值逐级提升至一第二电压值；步骤S4，将中央处理器从高频模式经由多级中频模式逐级降低至低频模式，同时将核电压从所述第二电压值逐级降低至一第一电压值；能够减小中央处理器动态调频时因动态响应较差的电源响应不及时造成的核电压幅值跌落的情况，避免系统崩溃。

Description

一种分级调频调压的动态响应调节方法
技术领域
本发明涉及半集成电路技术领域，尤其涉及一种分级调频调压的动态响应调节方法。
背景技术
传统中央处理器是以一个固定频率运行的，然而这个频率不一定是运行该负载的最佳频率，负载有时候大有时候小，但早期芯片只有单个中央处理器，且中央处理器的运行频率不是太高，所以功耗问题不突出。
随着安卓系统入驻主流，采用ARM开发板的智能芯片集成了多个中央处理器，中央处理器运行频率也越来越高，如果中央处理器还是固定运行在最高频率，芯片的功耗就一直很大，浪费能源，并且芯片温升很高会造成系统死机，也会影响芯片的使用寿命。
传统的一些中央处理器还对应重负载和轻负载分别设置有高频率和低频率，但是在高频率和低频率之间切换时，中央处理器的核电压响应不及时，如图1所示，会出现短时间的欠压情况，存在系统运行崩溃的风险。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种分级调频调压的动态响应调节方法，应用于一中央处理器，其中，所述中央处理器设置有一高频模式、多级的中频模式和一低频模式；所述动态响应调节方法包括：
步骤S1，实时获取与所述中央处理器连接的负载的功率；
步骤S2，判断当前所述负载的功率所在的区间与上一时刻相比是否改变，所述区间包括一第一区间和一第二区间，且所述第一区间中的最大值小于所述第二区间中的最小值；
于判断结果为当前与上一时刻相比，所述负载的功率从所述第一区间改变至所述第二区间，则转向所述步骤S3；
于判断结果为当前与上一时刻相比，所述负载的功率从所述第二区间改变至所述第一区间，则转向所述步骤S4；
否则，返回所述步骤S1；
步骤S3，将所述中央处理器从所述低频模式经由多级所述中频模式逐级提升至所述高频模式，同时将所述中央处理器的核电压一一对应地从一第一电压值逐级提升至一第二电压值；
步骤S4，将所述中央处理器从所述高频模式经由多级所述中频模式逐级降低至所述低频模式，同时将所述中央处理器的核电压一一对应地从所述第二电压值逐级降低至一第一电压值。
上述的动态响应调节方法，其中，所述中频模式分为三个等级。
上述的动态响应调节方法，其中，所述高频模式下所述中央处理器的主频为1.5GHz；
所述低频模式下所述中央处理器的主频为0.5GHz；
多级的所述中频模式下，所述中央处理器的主频由高到低分别为：1.2GHz，1GHz，0.8GHz。
上述的动态响应调节方法，其中，所述第一电压值0.9V，所述第二电压值为1.1V。
上述的动态响应调节方法，其中，所述中央处理器的核电压在所述地第一电压值和所述第二电压值之间与多级所述中频模式一一对应的电压值，由低到高分别为：0.95V，1.00V，1.05V。
上述的动态响应调节方法，其中，所述中央处理器的核电压由一电源提供；
所述电源中包括相连接的一脉宽调制积分电路和一直流变压电路，所述直流变压电路具有一反馈引脚；
所述中央处理器连接所述脉宽调制积分电路，以输出对应不同所述负载的不同占空比的所述脉冲信号至所述脉宽调制积分电路中；
所述脉宽调制积分电路对所述脉冲信号进行滤波产生对应的直流电压，并将所述直流电压输出至所述直流变压电路的所述反馈引脚；
所述直流变压电路根据所述反馈引脚处的所述直流电压输出对应的所述核电压至所述中央处理器中。
上述的动态响应调节方法，其中，所述脉冲信号的占空比的分辨率为25％。
上述的动态响应调节方法，其中，所述脉冲信号的占空比的量程为0％～100％。
有益效果：本发明提出的一种分级调频调压的动态响应调节方法，能够减小中央处理器动态调频时因动态响应较差的电源响应不及时造成的核电压幅值跌落的情况，避免系统崩溃。
附图说明
图1为现有技术中中央处理器的核电压的测试波形图；
图2为本发明一实施例中分级调频调压的动态响应调节方法的步骤原理图；
图3为本发明一实施例中中央处理器的核电压的测试波形图；
图4为本发明一实施例中中央处理器的核电压和频率的对应关系的折线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
在一个较佳的实施例中，如图2所示，提出了一种分级调频调压的动态响应调节方法，可以应用于一中央处理器，其中，中央处理器设置有一高频模式、多级的中频模式和一低频模式；动态响应调节方法可以包括：
步骤S1，实时获取与中央处理器连接的负载的功率；
步骤S2，判断当前负载的功率所在的区间与上一时刻相比是否改变，区间包括一第一区间和一第二区间，且第一区间中的最大值小于第二区间中的最小值；
于判断结果为当前与上一时刻相比，负载的功率从第一区间改变至第二区间，则转向步骤S3；
于判断结果为当前与上一时刻相比，负载的功率从第二区间改变至第一区间，则转向步骤S4；
否则，返回步骤S1；
步骤S3，将中央处理器从低频模式经由多级中频模式逐级提升至高频模式，同时将中央处理器的核电压一一对应地从一第一电压值逐级提升至一第二电压值；
步骤S4，将中央处理器从高频模式经由多级中频模式逐级降低至低频模式，同时将中央处理器的核电压一一对应地从第二电压值逐级降低至一第一电压值。
上述技术方案中，如图3所示，由于中央处理器连接的负载从轻负载转变为重负载时，中央处理器从低频模式经由多级中频模式逐级升高至高频模式，每一级的升高产生的每一次的核电压的跌落是小幅度的，图3中所示的是核电压每次跌落大约20mV(毫伏)，相较于图1中60mV的跌落幅度，采用本发明中的技术方案具有明显的瞬态响应的提升效果；中央处理器提升或降低至对应的频率等级与提升或降低至对应的电压值是同时完成的，其中，实时获取负载的功率可以是由中央处理器完成的；中央处理器逐级提升或降低频率模式的工作可以是由中央处理器依据计算机程序自动调节的。
如图4所示，在一个较佳的实施例中，中频模式分为三个等级，加上低频模式和高频模式，一共具有五个频率等级，这种情况下，能够避免因核电压响应不及时导致的系统崩溃的问题，同时也不会让中央处理器的调节时间过长，保证了效率。
如图4所示，上述实施例中，优选地，高频模式下中央处理器的主频为1.5GHz；
低频模式下中央处理器的主频为0.5GHz；
多级的中频模式下，中央处理器的主频由高到低分别为：1.2GHz，1GHz，0.8GHz。
如图4所示，上述技术方案中，各个频率模式下的主频的频率值仅仅作为一种优选的情况，在其他情况下还可以根据实际情况选择其他频率值。
如图4所示，上述实施例中，优选地，第一电压值0.9V，第二电压值为1.1V。
如图4所示，上述实施例中，优选地，中央处理器的核电压在地第一电压值和第二电压值之间与多级中频模式一一对应的电压值，由低到高分别为：0.95V，1.00V，1.05V。
在一个较佳的实施例中，中央处理器的核电压由一电源提供；
电源中包括相连接的一脉宽调制积分电路和一直流变压电路，直流变压电路具有一反馈引脚；
中央处理器连接脉宽调制积分电路，以输出对应不同负载的不同占空比的脉冲信号至脉宽调制积分电路中；
脉宽调制积分电路对脉冲信号进行滤波产生对应的直流电压，并将直流电压输出至直流变压电路的反馈引脚；
直流变压电路根据反馈引脚处的直流电压输出对应的核电压至中央处理器中。
上述实施例中，优选地，脉冲信号的占空比的分辨率为25％，在其他情况下还可以根据实际情况选择其他分辨率。
上述实施例中，优选地，脉冲信号的占空比的量程为0％～100％。
综上所述，本发明提出的一种分级调频调压的动态响应调节方法，应用于一中央处理器，其中，中央处理器设置有一高频模式、多级的中频模式和一低频模式；动态响应调节方法包括：步骤S1，实时获取与中央处理器连接的负载的功率；步骤S2，判断当前负载的功率所在的区间与上一时刻相比是否改变，区间包括一第一区间和一第二区间，且第一区间中的最大值小于第二区间中的最小值；于判断结果为当前与上一时刻相比，负载的功率从第一区间改变至第二区间，则转向步骤S3；于判断结果为当前与上一时刻相比，负载的功率从第二区间改变至第一区间，则转向步骤S4；否则，返回步骤S1；步骤S3，将中央处理器从低频模式经由多级中频模式逐级提升至高频模式，同时将中央处理器的核电压一一对应地从一第一电压值逐级提升至一第二电压值；步骤S4，将中央处理器从高频模式经由多级中频模式逐级降低至低频模式，同时将中央处理器的核电压一一对应地从所述第二电压值逐级降低至一第一电压值；能够减小中央处理器动态调频时因动态响应较差的电源响应不及时造成的核电压幅值跌落的情况，避免系统崩溃。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (7)

1.一种分级调频调压的动态响应调节方法，应用于一中央处理器，其特征在于，所述中央处理器设置有一高频模式、多级的中频模式和一低频模式；所述动态响应调节方法包括：
步骤S1，实时获取与所述中央处理器连接的负载的功率；
步骤S2，判断当前所述负载的功率所在的区间与上一时刻相比是否改变，所述区间包括一第一区间和一第二区间，且所述第一区间中的最大值小于所述第二区间中的最小值；
于判断结果为当前与上一时刻相比，所述负载的功率从所述第一区间改变至所述第二区间，则转向步骤S3；
于判断结果为当前与上一时刻相比，所述负载的功率从所述第二区间改变至所述第一区间，则转向步骤S4；
否则，返回所述步骤S1；
步骤S3，将所述中央处理器从所述低频模式经由多级所述中频模式逐级提升至所述高频模式，同时将所述中央处理器的核电压一一对应地从一第一电压值逐级提升至一第二电压值；
步骤S4，将所述中央处理器从所述高频模式经由多级所述中频模式逐级降低至所述低频模式，同时将所述中央处理器的核电压一一对应地从所述第二电压值逐级降低至一第一电压值；
所述中央处理器的核电压由一电源提供；
所述电源中包括相连接的一脉宽调制积分电路和一直流变压电路，所述直流变压电路具有一反馈引脚；
所述中央处理器连接所述脉宽调制积分电路，以输出对应不同所述负载的不同占空比的脉冲信号至所述脉宽调制积分电路中；
所述脉宽调制积分电路对所述脉冲信号进行滤波产生对应的直流电压，并将所述直流电压输出至所述直流变压电路的所述反馈引脚；
所述直流变压电路根据所述反馈引脚处的所述直流电压输出对应的所述核电压至所述中央处理器中。
2.根据权利要求1所述的动态响应调节方法，其特征在于，所述中频模式分为三个等级。
3.根据权利要求2所述的动态响应调节方法，其特征在于，所述高频模式下所述中央处理器的主频为1.5GHz；
所述低频模式下所述中央处理器的主频为0.5GHz；
多级的所述中频模式下，所述中央处理器的主频由高到低分别为：1.2GHz，1 GHz，0.8GHz。
4.根据权利要求2所述的动态响应调节方法，其特征在于，所述第一电压值为0.9V，所述第二电压值为1.1V。
5.根据权利要求4所述的动态响应调节方法，其特征在于，所述中央处理器的核电压在所述第一电压值和所述第二电压值之间与多级所述中频模式一一对应的电压值，由低到高分别为：0.95V，1.00V，1.05V。
6.根据权利要求1所述的动态响应调节方法，其特征在于，所述脉冲信号的占空比的分辨率为25%。
7.根据权利要求1所述的动态响应调节方法，其特征在于，所述脉冲信号的占空比的量程为0%~100%。
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