CN113986663A - 电子装置及其功耗控制方法 - Google Patents

电子装置及其功耗控制方法 Download PDF

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Abstract

一种电子装置及其功耗控制方法，该方法包括下列步骤。接收忙等待指令，其中忙等待指令指示处理装置的操作系统处于忙等待状态。依据忙等待指令，取得忙等待指令的微指令。依据微指令，产生等待致能指令，并取得等待致能指令对应的计数值。依据等待致能指令，停止发送指令至处理装置，使处理装置进入闲置状态，并启动计数器，使计数器依据计数值开始计数。

Description

电子装置及其功耗控制方法
技术领域
本发明涉及一种电子装置，特别涉及一种电子装置及其功耗控制方法。
背景技术
一般来说，在处理器的操作系统的内核代码的处理上经常会碰到需要忙等待的情况，其中忙等待的时间是通过处理器内部的时间戳计数器(time stamp counter，TSC)来计数的。然而，在操作系统的忙等待过程中，处理器的核仍然是在不停工作的，所以在忙等待过程的时间内处理器的功耗依旧是较高的。因此，如何有效地优化处理器在忙等待状态的功耗将成为各家厂商亟欲研究的课题。
发明内容
本发明提供一种电子装置及其功耗控制方法，藉以有效地优化电子装置在忙等待状态的功耗。
本发明提供一种电子装置的功耗控制方法，包括下列步骤。接收忙等待指令，其中忙等待指令指示处理装置的操作系统处于忙等待状态。依据忙等待指令，取得忙等待指令的微指令。依据微指令，产生等待致能指令，并取得等待致能指令对应的计数值。依据等待致能指令，停止发送指令至处理装置，使处理装置进入闲置状态，并启动计数器，使计数器依据计数值开始计数。
本发明还提供一种电子装置，包括处理装置与控制装置。处理装置接收忙等待指令，其中忙等待指令指示处理装置的操作系统处于忙等待状态，依据忙等待指令，取得忙等待指令的微指令，依据微指令，产生等待致能指令，并取得等待致能指令对应的计数值。控制装置耦接处理装置，并包括计数器，控制装置接收等待致能指令，且依据等待致能指令，停止发送指令至处理装置，使处理装置进入闲置状态，并启动计数器，使计数器依据计数值开始计数
本发明所公开的电子装置及其功耗控制方法，通过接处理装置收忙等待指令，其中忙等待指令指示处理装置的操作系统处于忙等待状态，并依据忙等待指令，取得忙等待指令的微指令，再依据微指令，产生等待致能指令，并取得等待致能指令对应的计数值，以及通过控制装置依据等待致能指令，停止发送指令至处理装置，使处理装置进入闲置状态，并启动计数器，使计数器依据计数值开始计数。如此一来，可以有效地优化电子装置在忙等待状态的功耗，以增加使用上的便利性。
附图说明
图1为依据本发明一实施例的电子装置的示意图。
图2为依据本发明的一实施例的电子装置的功耗控制方法的流程图。
图3为图2的步骤S206的详细流程图。
图4为图3的步骤S306的详细流程图。
图5为接续在图2的步骤S208的流程图。
图6为接续在图2的步骤S208的另一流程图。
具体实施方式
在以下所列举的各实施例中，将以相同的标号代表相同或相似的元件或组件。
图1为依据本发明一实施例的电子装置的示意图。请参考图1，电子装置100包括处理装置110与控制装置150。
在本实施例中，处理装置110可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，且包括至少一核(core)。处理装置110可以接收忙等待(busy-waiting)指令(例如ZXPAUSE)，其中忙等待指令指示处理装置110的操作系统(operating system，OS)处于忙等待状态。举例来说，当处理装置110的操作系统的内核代码遇到忙等待的情况时，操作系统例如会产生忙等待指令给处理装置110，以指示操作系统处于忙等待状态。
接着，处理装置110可以依据忙等待指令，取得忙等待指令的微指令。在本实施例中，当处理装置110接收到忙等待指令时，处理装置110例如可以对忙等待指令进行解码(decode)处理，以取得忙等待指令中的微指令。
之后，处理装置110可以依据微指令，产生等待致能指令(例如wait_nclk_u)，并取得等待致能指令对应的计数值。在本实施例中，上述计数值用于指示在操作系统处于忙等待状态下，处理装置110所需的等待时间。
进一步来说，处理装置110还可以包括第一寄存器120、第二寄存器130与第三寄存器140。在本实施例中，第一寄存器120例如EDX数据寄存器，第二寄存器130例如为EAX累加寄存器，第三寄存器140例如为特殊模块寄存器(model specific register，MSR)，但本发明实施例不限于此。
当处理装置110依据微指令产生等待致能指令时，处理装置110可以读取处理装置110的第一寄存器120与第二寄存器130，以取得第一寄存器120的第一位数与第二寄存器130的第二位数，并依据第一位数与第二位数，产生第一值。在本实施例中，第一位数例如为低32位，第二位数例如为高32位，第一值(例如(EDX:EAX))例如为64，但本发明实施例不限于此。
也就是说，在处理装置110读取第一寄存器120与第二寄存器130后，处理装置100可以将第一寄存器120的第一位数与第二寄存器130的第二位数共同组成第一值，使得上述第一值可以作为在操作系统处于忙等待状态下，处理装置110所需的等待时间。另外，上述第一值例如可由处理装置110执行一软件所配置的。
接着，处理装置110可以读取处理装置110的第三寄存器140，取得第二值。在本实施例中，上述第二值可以作为在操作系统处于忙等待状态下，处理装置110所需的等待时间。另外，上述第二值例如也可由处理装置110执行一软件，并通过第三寄存器140来配置的。
之后，当处理装置110取得第一值与第二值时，处理装置110可以选择第一值或第二值作为等待致能指令对应的计数值。举例来说，处理装置110可以依据第一值与第二值的大小，选择第一值或第二值作为等待致能指令对应的计数值。也就是说，当处理装置110取得第一值与第二值时，处理装置110可以判断第一值是否大于第二值。当判断第一值大于第二值时，处理装置110可以选择第二值作为等待致能指令对应的计数值。当判断第一值未大于第二值时，处理装置110可以选择第一值作为等待致能指令对应的计数值。
在本实施例中，控制装置150可以是处理器的流水线上的部件，例如微码控制器(microcode controller，ucode controller)。控制装置150耦接处理装置110，并包括计数器151。控制装置150可以接收处理装置110所产生的等待致能指令，且依据等待致能指令，停止发送该后续微指令至处理装置110，即停止发送该处理装置需要处理的微指令序列中的排在收到在等待致能指令之后的微指令，即后续微指令，之后处理装置110进入闲置状态，并启动计数器151，使计数器151依据计数值开始计数。也就是说，在计数器151开始计数以及控制装置150停止发送指令至处理装置110的期间，处理装置110(例如处理器的核)可以处于闲置状态(亦即处理器的流水线可以处于闲置状态)，以便降低处理装置110的功耗。如此一来，可以有效地优化处理装置110在忙等待状态下的功耗，以增加使用上的便利性。
举例来说，在本实施例中，当计数器151依据计数值(例如第一值或第二值)开始计数时，计数器151例如每周期将计数值进行减1的操作。接着，控制装置150可以确认计数值是否达到预设值。在本实施例中，上述预设值例如为0，但本发明实施例不限于此。
当控制装置150确认计数值未达到预设值(例如0)时，计数器151持续进行计数(例如持续每周期将计数值进行减1的操作)，且控制装置150持续停止发送指令至处理装置110，则处理装置110仍处于闲置状态，以便降低处理装置110的功耗。
另外，当确认计数值达到预设值(例如0)时，计数器151会停止计数，且控制装置150恢复发送指令至处理装置110，使处理装置110恢复至正常操作模式。也就是说，控制装置150可以由一存储器152(例如微码只读存储器(microcode read only memory，ucodeROM))拿取指令并发送至处理装置110，则处理装置110会正常操作，以处理控制装置150所发送的指令。由此可知，在计数器151开始计数以及控制装置150停止发送指令至处理装置110的期间(亦即在操作系统处于忙等待状态下的处理装置110所需的等待时间)，若计数器151的计数值达到预设值，处理装置110可以退出闲置模式并恢复正常模式，以便处理控制装置150所发送的指令。
另外，在计数器151开始计数以及控制装置150停止发送指令给处理装置110后，处理装置110的操作系统例如产生中断指令。在本实施例中，中断指令例如为系统管理中断(system management interrupt)。接着，处理装置150可以依据中断指令，保存处理装置110的当前运作状态(亦即将中断指令前的处理装置110的运作状态记录并保存)，并执行中断处理程序(handle)。在本实施例中，中断管理程序例如为系统管理中断处理程序。
之后，控制装置150可以依据中断指令，恢复发送指令至处理装置110，使处理装置110恢复至正常操作模式。也就是说，在接续处理装置110的当前运作状态之后，控制装置150可以由存储器(例如微码只读存储器)拿取指令并发送至处理装置110，且处理装置110会正常操作，以处理控制装置150所发送的指令。由此可知，在计数器151开始计数以及控制装置150停止发送指令至处理装置110的期间(亦即在操作系统处于忙等待状态下的处理装置110所需的等待时间)，若处理装置110的操作系统产生中断指令，处理装置110可以退出闲置模式并恢复正常模式，以便处理控制装置150所发送的指令。
图2为依据本发明的一实施例的电子装置的功耗控制方法的流程图。在步骤S202中，接收忙等待指令，其中忙等待指令指示处理装置的操作系统处于忙等待状态。在步骤S204中，依据忙等待指令，取得忙等待指令的微指令。
在步骤S206中，依据微指令，产生等待致能指令，并取得等待致能指令对应的计数值。在步骤S208中，依据等待致能指令，停止发送指令至处理装置，使处理装置进入闲置状态，并启动计数器，使计数器依据计数值开始计数。
图3为图2的步骤S206的详细流程图。在步骤S302中，读取处理装置的第一寄存器与第二寄存器，取得第一位数与第二位数，并依据第一位数与第二位数，产生第一值。在步骤S304中，读取处理装置的第三寄存器，取得第二值。在步骤S306中，选择第一值或第二值作为等待致能指令对应的计数值。在本实施例中，第一寄存器例如为EDX寄存器，第二寄存器例如为EAX寄存器，第三寄存器例如为特殊模块寄存器。
图4为图3的步骤S306的详细流程图。在步骤S402中，判断第一值是否大于第二值。当判断第一值大于第二值时，进入步骤S404，选择第二值作为等待致能指令对应的计数值。当判断第一值未大于第二值时，进入步骤S406，选择第一值作为等待致能指令对应的计数值。
图5为接续在图2的步骤S208的流程图。在步骤S502中，确认计数值是否达到预设值。当确认计数值未达到预设值时，进入步骤S504，计数器持续进行计数，并持续停止发送指令至处理装置。当确认计数值达到预设值时，进入步骤S506，计数器停止计数，且恢复发送指令至处理装置，使处理装置恢复至正常操作模式。
图6为接续在图2的步骤S208的另一流程图。在步骤S602中，产生中断指令。在步骤S604中，依据中断指令，保存处理装置的当前运作状态，并执行中断处理程序。在步骤S606中，依据中断指令，恢复发送指令至处理装置，使处理装置恢复至正常操作模式。
值得注意的是，图2、图3、图4、图5及图6的步骤的顺序仅用以作为说明的目的，不用于限制本发明实施例的步骤的顺序，且上述步骤的顺序可由使用者视其需求而改变。并且，在不脱离本发明的精神以及范围内，可增加额外的步骤或者使用更少的步骤。
综上所述，本发明所公开的电子装置及其功耗控制方法，通过接处理装置收忙等待指令，其中忙等待指令指示处理装置的操作系统处于忙等待状态，并依据忙等待指令，取得忙等待指令的微指令，再依据微指令，产生等待致能指令，并取得等待致能指令对应的计数值，以及通过控制装置依据等待致能指令，停止发送指令至处理装置，使处理装置进入闲置状态，并启动计数器，使计数器依据计数值开始计数。如此一来，可以有效地优化电子装置在忙等待状态的功耗，以增加使用上的便利性。
本发明虽以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。

Claims (12)

1.一种电子装置的功耗控制方法，包括：
接收忙等待指令，其中该忙等待指令指示处理装置的操作系统处于忙等待状态；
依据该忙等待指令，取得该忙等待指令的微指令；
依据该微指令，产生等待致能指令，并取得所述等待致能指令对应的计数值；以及
依据所述等待致能指令，停止发送后续微指令至该处理装置，该处理装置进入闲置状态，启动计数器，该计数器依据该计数值开始计数。
2.如权利要求1所述的电子装置的功耗控制方法，还包括：
确认该计数值是否达到预设值；
当确认该计数值未达到该预设值时，该计数器持续进行计数，并持续停止发送该后续微指令至该处理装置；以及
当确认该计数值达到该预设值时，该计数器停止计数，且恢复发送该后续微指令至该处理装置，使该处理装置恢复至正常操作模式。
3.如权利要求1所述的电子装置的功耗控制方法，其中取得所述等待致能指令对应的该计数值的步骤包括：
读取该处理装置的第一寄存器与第二寄存器，取得第一位数与第二位数，并依据该第一位数与该第二位数，产生第一值；
读取该处理装置的第三寄存器，取得第二值；以及
选择该第一值或该第二值作为所述等待致能指令对应的该计数值。
4.如权利要求3所述的电子装置的功耗控制方法，其中选择该第一值或该第二值作为所述等待致能指令对应的该计数值的步骤包括：
判断该第一值是否大于该第二值；
当判断该第一值大于该第二值时，选择该第二值作为所述等待致能指令对应的该计数值；以及
当判断该第一值未大于该第二值时，选择该第一值作为所述等待致能指令对应的该计数值。
5.如权利要求3所述的电子装置的功耗控制方法，其中该第一寄存器为数据寄存器，该第二寄存器为累加寄存器，该第三寄存器为特殊模块寄存器。
6.如权利要求1所述的电子装置的功耗控制方法，还包括：
产生中断指令；
依据该中断指令，保存该处理装置的当前运作状态，并执行中断处理程序；以及
依据该中断指令，恢复发送该后续微指令至该处理装置，使该处理装置恢复至正常操作模式。
7.一种电子装置，包括：
处理装置，接收忙等待指令，其中该忙等待指令指示该处理装置的操作系统处于忙等待状态，依据该忙等待指令，取得该忙等待指令的微指令，依据该微指令，产生等待致能指令，并取得所述等待致能指令对应的计数值；以及
控制装置，耦接该处理装置，并包括计数器，该控制装置接收所述等待致能指令，且依据所述等待致能指令，停止发送后续微指令至该处理装置，使该处理装置进入闲置状态，并启动该计数器，使该计数器依据该计数值开始计数。
8.如权利要求7所述的电子装置，其中该控制装置确认该计数值是否达到预设值，当确认该计数值未达到该预设值时，该计数器持续进行计数，且该控制装置持续停止发送该后续微指令至该处理装置，当确认该计数值达到该预设值时，该计数器停止计数，且该控制装置恢复发送该后续微指令至该处理装置，使该处理装置恢复至正常操作模式。
9.如权利要求7所述的电子装置，其中该处理装置读取该处理装置的第一寄存器与第二寄存器，取得第一位数与第二位数，并依据该第一位数与该第二位数，产生第一值，该处理装置读取该处理装置的第三寄存器，取得第二值，且该处理装置选择该第一值或该第二值作为所述等待致能指令对应的该计数值。
10.如权利要求9所述的电子装置，其中该处理装置该判断该第一值是否大于该第二值，当判断该第一值大于该第二值时，该处理装置选择该第二值作为所述等待致能指令对应的该计数值，当判断该第一值未大于该第二值时，该处理装置选择该第一值作为所述等待致能指令对应的该计数值。
11.如权利要求9所述的电子装置，其中该第一寄存器为数据寄存器，该第二寄存器为累加寄存器，该第三寄存器为特殊模块寄存器。
12.如权利要求7所述的电子装置，其中该处理装置的该操作系统产生中断指令，该处理装置依据该中断指令，保存该处理装置的当前运作状态，并执行中断处理程序，该控制装置依据该中断指令恢复发送该后续微指令至该处理装置，使该处理装置恢复至正常操作模式。
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