CN112181639B - 基于龙芯平台的动态调频调压方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于龙芯平台的动态调频调压方法：S1、主核向管理核下达调频命令；S2、管理核确定主核当前的频率档位；S3、对比主核当前的频率档位和调频指令中的频率档位；S4、当主核当前的频率档位低于调频指令中的频率档位，进行升频操作；S5、当主核当前的频率档位高于调频指令中的频率档位，进行降频操作。本发明使用基于国产RT‑Thread实时操作系统的管理核响应主核的调频需求，使得龙芯4000平台以上能够在不同的应用场景中采用不同的频率和电压，达到性能与功耗的统一。

Description

基于龙芯平台的动态调频调压方法
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，特别是涉及基于龙芯平台的动态调频调压方法。
背景技术
目前龙芯平台不具备智能睿频技术，使得无论何种应用场景均采用同一频率、同一电压，造成了资源浪费的同时又影响使用体验。
常见的节能模式采用关闭某些CPU核的方式或者单纯改变CPU运行频率，这种方式第一造成了性能方面的缺失；第二使得CPU运行在与电压不匹配的状态；第三CPU核自己管理自己缺乏独立性。
为了应对上述三种问题，需要采用独立的处理部件来管理频率与功耗之间的关系。处理部件使用国产RT-Thread作为管理系统，通过根据应用场景指令，动态实时的调节CPU运行频率与电压，在性能与功耗间做一个动态平衡。
发明内容
本发明的任务在于提供基于龙芯平台的动态调频调压方法，能够提升主频运行速度，保证资源的有效利用，给用户带来更流畅的使用体验。
为实现上述目的，本发明提供基于龙芯平台的动态调频调压方法，具体步骤为：
S1、主核向管理核下达调频命令；
S2、管理核确定主核当前的频率档位；
S3、对比主核当前的频率档位和调频指令中的频率档位；
S4、当主核当前的频率档位低于调频指令中的频率档位，进行升频操作；
S5、当主核当前的频率档位高于调频指令中的频率档位，进行降频操作；
进一步的，所述主核与管理核通过邮箱通信。
进一步的，所述频率档位分为若干档，与主核频率相对应，形成频率表。
进一步的，所述管理核通过主核当前的时钟参数计算获得主核实际频率，依据频率表确定主核当前的频率档位。
进一步的，所述升频操作和降频操作是逐级调频的。
进一步的，所述逐级调频的具体实施步骤是：
S1、依据频率表获取下一级频率档位对应的主核频率；
S2、依据公式计算获得实现该主核频率的分频系数；
S3、设置当前状态下的时钟参数；
S4、设置分频。
进一步的，所述分频系数有最低和最高限制，当步骤S2所得分频系数高于最高分频系数，则步骤S4按照最高分频系数设置分频，当步骤S2所得分频系数低于最低分频系数，则步骤S4按照最低分频系数设置分频。
进一步的，所述当前状态分为普通状态和睿频状态，当主核向管理核下达使能命令，决定启动睿频，当前状态变为睿频状态，直到主核下达退出命令，当前状态恢复普通状态。
进一步的，所述管理核实时监测主核温度，当温度超过设定的安全温度时，进行降频操作，使主核频率档位下降一级。
进一步的，所述管理核完成调频指令后，反馈主核当前的频率档位。
进一步的，所述管理核使用国产RT-Thread实时操作系统。
本发明的有益效果是：
1.使用基于国产RT-Thread实时操作系统的管理核响应主核的调频需求，使得龙芯平台能够在不同的应用场景中采用不同的频率和电压，以提升使用效率。
2.通过设定最低和最高分频系数限制主核在普通状态和睿频状态下的调频范围。
附图说明
图1出示了本发明调频调压的频率表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
基于龙芯平台的动态调频调压方法，利用管理核对主核频率进行调整，主核和管理核位于同一芯片，相互独立。其中，管理核使用基于国产RT-Thread的实时操作系统，管理核运行频率远低于主核。
请参阅图1，在本发明的优选实施方式中，将主核实际频率分为十档，档位与频率对应形成频率表，主核依据龙芯平台的运行需求向管理核下达调频命令，具体步骤如下：
S1、主核向管理核下达调频命令，调频命令包括命令、参数和状态，命令分为调频、使能和查询，当命令为调频时，参数为频率档位；
S2、管理核确定主核当前的频率档位，管理核从主核获取当前的时钟参数DIV_REFC、DIV_LOOPC、DIV_OUT，计算当前的时钟频率=（参考时钟/DIV_REFC*DIV_LOOPC）/ DIV_OUT，其中参考时钟为定值，依据频率表确定主核当前的频率档位；
S3、对比主核当前的频率档位和调频指令中的频率档位；
S4、当主核当前的频率档位低于调频指令中的频率档位，进行升频操作；
S5、当主核当前的频率档位高于调频指令中的频率档位，进行降频操作；
具体的，主核和管理核通过邮箱通信，主核下达调频命令，管理核反馈调频结果。
具体的，升频操作和降频操作都是逐级调频的，且通过设定最高分频系数和最低分频系数对调频调压范围进行了限制，设定了普通状态下的调频调压范围和睿频状态下的调频调压范围，结合两种状态对升降频操作的具体实施进行说明，步骤如下：
S1、依据频率表获取下一级频率档位对应的主核频率，称为目标频率；
S2、依据公式计算获得实现该目标频率的分频系数，分频系数=(目标频率*80/当前支持的最大频率+5)/10-1，普通状态下支持的最大频率为1650MHz，睿频状态下支持的最大频率为2200MHz；
S3、设置当前状态下的时钟参数，DIV_REFC、DIV_LOOPC、DIV_OUT；
S4、设置分频，当步骤S2所得分频系数高于最高分频系数，则步骤S4按照最高分频系数设置分频，当步骤S2所得分频系数低于最低分频系数，则步骤S4按照最低分频系数设置分频。
具体的，普通状态下的最高分频系数和最低分频系数分别为6、0，睿频状态下的最高分频系数和最低分频系数分别为8、5。
具体的，当主核向管理核下达使能的调频命令，睿频响应命令，当前状态变为睿频状态，直到主核下达退出命令，当前状态恢复普通状态。
具体的，管理核实时监测主核温度，当温度超过设定的安全温度时，进行降频操作，使主核频率档位下降一级。
具体的，管理核使用国产RT-Thread实时操作系统，管理核的采样线程负责实时监控系统状态，包括温度、风扇、电压、频率，决策线程用于相应内核指令。
本发明的第一实施例，主核处于普通状态，有升频需求，具体调频流程为：
S1、主核通过邮箱下达调频命令，调频-8档；
S2、管理核获取时钟参数，计算得到当前时钟频率500MHz，位于2、3档频率之间，取较大档位，确定主核当前档位为3档；
S3、主核当前档位3低于目标档位8，逐级升频，具体步骤如下：
S3A、下一档频率为825MHz，设置普通状态下的时钟参数，设置分频系数3.5，频率上升至4档；
S3B、下一档频率为1030MHz，设置普通状态下的时钟参数，设置分频系数4.5，频率上升至5档；
S3C、下一档频率为1237MHz，设置普通状态下的时钟参数，设置分频系数5.5，频率上升至6档；
S4、当主核频率上升至6档，管理核采样线程监测到主核温度超过设定的安全温度，管理核对主核进行降频操作，回到5档，并反馈调频结果给主核，调频-5档-完成。
本发明的第二实施例，主核处于普通状态，有睿频需求，具体调频流程为：
S1、主核通过邮箱下达调频命令，使能-10档；
S2、管理核获取时钟参数，计算得到当前时钟频率1650MHz，位于8档；
S3、主核当前档位8低于目标档位10，逐级升频，具体步骤如下：
S3A、下一档频率为1925MHz，设置睿频状态下的时钟参数，设置分频系数6.5，频率上升至9档；
S3B、下一档频率为2200MHz，设置睿频状态下的时钟参数，设置分频系数7.5，频率上升至10档；
S4、主核频率安全上升至10档，反馈调频结果给主核，调频-10档-完成。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.基于龙芯平台的动态调频调压方法，具体步骤包括：
S1、主核向管理核下达调频命令；
S2、管理核确定主核当前的频率档位；
S3、对比主核当前的频率档位和调频指令中的频率档位；
S4、当主核当前的频率档位低于调频指令中的频率档位，进行升频操作；
S5、当主核当前的频率档位高于调频指令中的频率档位，进行降频操作；
其特征在于,所述升频操作和降频操作是逐级调频的,所述逐级调频的的具体实施步骤是：
S11、依据频率表获取下一级频率档位对应的主核频率；
S12、依据公式计算获得实现该主核频率的分频系数,所述分频系数＝(目标频率*80/当前支持的最大频率+5)/10-1，普通状态下支持的最大频率为1650MHz，睿频状态下支持的最大频率为2200MHz；
S13、当所述分频系数超出其最低或最高限制时，取其最低或最高分频系数，普通状态下的最高分频系数和最低分频系数分别为6、0，睿频状态下的最高分频系数和最低分频系数分别为8、5；
S13、设置当前状态下的时钟参数；
S14、设置分频。
2.根据权利要求1所述的基于龙芯平台的动态调频调压方法，其特征在于：所述主核与管理核通过邮箱通信。
3.根据权利要求1所述的基于龙芯平台的动态调频调压方法，其特征在于：所述频率档位分为若干档，与主核频率相对应，形成频率表。
4.根据权利要求1所述的基于龙芯平台的动态调频调压方法，其特征在于：所述管理核通过主核当前的时钟参数计算获得主核实际频率，依据频率表确定主核当前的频率档位。
5.根据权利要求1所述的基于龙芯平台的动态调频调压方法，其特征在于：所述当前状态分为普通状态和睿频状态，当主核向管理核下达使能命令，决定启动睿频，当前状态变为睿频状态，直到主核下达退出命令，当前状态恢复普通状态。
6.根据权利要求1-5任何一项所述的基于龙芯平台的动态调频调压方法，其特征在于：所述管理核实时监测主核温度，当温度超过设定的安全温度时，进行降频操作，使主核频率档位下降一级。
7.根据权利要求1所述的基于龙芯平台的动态调频调压方法，其特征在于：所述管理核完成调频指令后，反馈主核当前的频率档位。
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