CN116501152A - 供电装置及方法、电子设备、可读存储介质和程序产品 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种供电装置及方法、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。供电装置包括：检流模块，用于检测中央处理器在采集周期内的负载电流；供电模块，分别与检流模块、中央处理器连接，用于获取负载电流在相邻两个采集周期的电流变化信息，根据电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压，并根据调节后的输出电压向中央处理器供电。供电装置在给中央处理器供电的过程中，并不需要与中央处理器进行调压指令的交互，可自适应给中央处理器提供目标供电电压，极大的减少了相关技术中央处理器在调压时与供电模块之间的通信时间，提升了中央处理器工作的性能，并减少了一些不必要的能量损耗。
Description
技术领域
本申请涉及供电技术领域，特别是涉及一种供电装置及方法、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
背景技术
随着通信技术的不断发展和人们生活水平的提高，使用电子设备的用户越来越多，为了保证电子设备的正常使用，需要为电子设备的中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)供电。传统的，电子设备的供电方式为将电池输出电压作为供电模块的输入，来进行电压转换，进而为中央处理器的内核供电。中央处理器的每次调压指令都是通过通信协议总线与供电模块进行通信来告知供电模块自己所请求的电压，比如I2C，SPI，SPMI等协议总线等。
但是，处理器的调压指令通过信协议总线与供电模块进行通信，其通信的过程中包括收发指令以及校正判定，会存在一定的通信延迟时间，而通信延迟时间会对中央处理器的性能以及损耗的影响不可忽视。
发明内容
本申请实施例提供了一种供电方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和和计算机程序产品，可适应给中央处理器提供目标供电电压，提升中央处理器工作的性能，并可以减少不必要的能量损耗。
第一方面，本申请的实施例提供一种供电装置，应用于包括中央处理器的电子设备，所述供电装置包括：
检流模块，用于检测所述中央处理器在采集周期内的负载电流；
供电模块，分别与所述检流模块、所述中央处理器连接，用于获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息，根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节所述供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。
第二方面，本申请的实施例提供一种供电方法，应用于包括中央处理器的电子设备，所述方法包括：
基于检流模块检测所述中央处理器在采集周期内的负载电流；
获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息；
根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。
第三方面，本申请的实施例提供一种电子设备，包括中央处理器以及与所述中央处理器连接的前述供电装置。
第四方面，本申请的实施例提供一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行前述的供电方法的步骤。
第五方面，本申请的实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的供电方法的步骤。
第六方面，本申请的实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现前述的供电方法的步骤。
上述供电方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质和和计算机程序产品，在给中央处理器供电的过程中，并不需要与中央处理器进行调压指令的交互，而是基于中央处理器的负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息来实现目标供电电压的输出，可适应给中央处理器提供目标供电电压，极大的减少了相关技术中央处理器在调压时与供电模块之间的通信时间，提升了中央处理器工作的性能，并减少了一些不必要的能量损耗，使中央处理器可以高性能、高效率的工作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中电子设备的结构示意图；
图2为一个实施例中相关技术中供电装置的延时时序图；
图3为一个实施例中供电装置的结构示意图之一；
图4为一个实施例中供电装置的结构示意图之二；
图5为一个实施例中供电装置的结构示意图之三；
图6为一个实施例中供电方法的流程示意图；
图7为另一个实施例中供电方法的流程示意图；
图8为一个实施例中根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压的流程示意图；
图9为另一个实施例中电子设备的结构示意图；
图10为一个实施例中计算机设备的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。此外，在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在一个实施例中，如图1所示，本申请实施例提供了一种供电装置可应用在电子设备或车载设备中。在其中一个实施例中，以供电装置应用在电子设备10中为例进行说明。电子设备10可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备或其他具有中央处理器的电子设备。其中，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备。
如图1所示，在其中一个实施例中，电子设备10可包括射频(RF，Radio Frequency)电路160、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器180、输入单元190、显示单元150、音频电路120、无线保真(WiFi，Wireless Fidelity)模块110、包括有一个或者一个以上处理核心的中央中央处理器、以及供电模块等部件。本领域技术人员可以理解，图1中示出的电子设备10结构并不构成对电子设备10的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
其中，射频电路160可用于收发信息，或通话过程中信号的接收和发送。存储器180可用于存储应用程序和数据。存储器180存储的应用程序中包含有可执行代码。应用程序可以组成各种功能模块。中央中央处理器通过运行存储在存储器180的应用程序，从而执行各种功能应用以及数据处理。输入单元190可用于接收输入的数字、字符信息或用户特征信息(比如指纹)，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。显示单元150可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及电子设备10的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。音频电路130可通过扬声器121、传声器122提供用户与电子设备10之间的音频接口。无线保真(WiFi)属于短距离无线传输技术，电子设备10通过无线保真模块110可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。中央中央处理器是电子设备10的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子设备10的各个部分，通过运行或执行存储在存储器180内的应用程序，以及调用存储在存储器180内的数据，执行电子设备10的各种功能和处理数据，从而对电子设备10进行整体监控。
相关技术中，电子设备10的供电方式为将电池输出电压作为降压电路(例如，Buck电路)的输入，来进行电压转换，进而为中央中央处理器的内核供电。其中，Buck电路可集成在电源管理集成电路(Power Management IC，PMIC)中，中央中央处理器内核的不同工作频率下所需要的供电电压不同，中央处理器根据当前以及未来不同的工作场景以及计算任务需要来进行计算，判定当前以及下一刻内核工作的频率(常见的为800M，1G等)，进而通知PMIC进行相应的电压变换。相关技术中，中央处理器的每次调压指令都是通过通信协议总线与PMIC进行通信来告知PMIC自己所请求的电压，比如I2C，SPI，SPMI等协议总线等。若中央处理器的调压指令通过信协议总线与PMIC进行通信，其通信的过程中包括收发指令以及校正判定，会存在一定的通信延迟时间。为了便于说明，以通信协议总线为I2C协议总线为例来进行延时分析，具体延时分别如表1和图2所示。
表1为处理器与PMIC之间基于I2C协议总线进行调压之间的延迟时间
| 延迟事情 | 延迟时间(微秒/us) |
| Time_Addr_CMD | 6.470588235 |
| Time_DATA1_DATAn | 5.882352941 |
| Time_CRC | 2.941176471 |
| Time_ALL | 15.29411765 |
表中，Time_Addr_CMD表示CMD指令的延迟时间，Time_DATA1_DATAn表示数据收发指令的延迟时间，Time_CRC表示CMD校正指令的延迟时间，Time_ALL表示总延迟时间。
如表1和图2所示，在使用I2C协议进行调压指令通信时，最小延时时间都需要15us左右，而在实际应用中往往需要频繁多次的传输相关调压指令，此部分的延时时间对处理器的性能以及损耗的影响不可忽视。
基于上述分析，经发明人研究发现，针对中央处理器的供电控制，本申请提供了一种供电装置，可以减少处理器与供电模块在调压过程中的通信时间，提升了处理器工作的性能，并减少了一些不必要的能量损耗，使处理器可以高性能、高效率的工作。
如图3所示，本申请实施例提供了一种供电装置，供电装置20包括：检流模块210和供电模块220。其中，检流模块210用于检测所述中央处理器在采集周期内的负载电流。在申请实施例中，其采集周期可以为微秒级，也可以为毫米级。采集周期的设定可以根据供电模块220的供电稳压时间来设定，也可以根据由用户自定义设置。
供电模块220，分别与所述检流模块210、所述中央处理器连接。供电模块220用于获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息，根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节所述供电模块220的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。电流变化信息可以理解为相邻两个采集周期中，后一采集周期采集的负载电流相对于前一采集周期采集的负载电流的电流变化情况。其电流变化信息可以表征中央处理器的负载电流在相邻两个采集周期内的变化趋势。
供电模块220可以根据该电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块220的输出电压，以向中央处理器输出具有目标供电电压的供电信号，进而可实现对中央处理器的供电。
在本申请实施例中，供电装置20包括检流模块210和供电模块220，其中，检流模块210可检测中央处理器在采集周期内的负载电流，并将采集的负载电流传输给供电模块220，供电模块220可基于检流模块210传输的负载电流，获取负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息，并根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节所述供电模块220的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。供电模块220在给中央处理器供电的过程中，并不需要与中央处理器进行调压指令的交互，而是基于中央处理器的负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息来实现目标供电电压的输出，极大的减少了相关技术中央处理器在进行每次调压时与供电模块220之间的通信时间，提升了中央处理器工作的性能，并减少了一些不必要的能量损耗，使中央处理器可以高性能、高效率的工作。
如图4所示，在其中一个实施例中，供电模块220可包括控制器221和供电电路223。其中，控制器221与所述检流模块210连接，用于根据第i采集周期检测的第一负载电流以及第i+1采集周期检测的第二负载电流确定所述电流变化信息，其中，i为大于等于1的正整数。示例性的，若i＝2，电流变化信息可以包括第3采集周期检测的第二负载电流相对于第2采集周期检测的第一负载电流的电流变化矢量。其中，电流变化矢量可以用于表征第二负载电流相对于所述第一负载电流的变化趋势以及电流变化量(例如，变化数值大小)。变化趋势可理解为第二负载电流相对于第一负载电流的减小趋势，或，第二负载电流相对于第一负载电流的增大趋势。电流变化信息还可包括电流步进值。其中，该电流步进值可以为预设值，其电流步进值越小，供电模块220对输出电压的调整精准度越高。在本申请实施例中，可以根据供电模块220的开关频率来设定电流步进值。其中，电流步进值与供电模块220中配置的预设电压步进值正相关。也即，电流步进值越大，预设电压步进值也就越大。
供电模块220可根据确定的电流变化信息和预设电压步进值输出控制信号以使供电电路223调节供电电路223的输出电压，以向中央处理器输出目标供电电压。也即，供电电路223可根据控制器221输出的控制信号调节输出电压，并向中央处理器输出目标供电电压。
在其中一个实施例中，所述控制器221还用于：获取所述供电电路223在第i+1采集周期的所述输出电压，并根据所述输出电压和所述电流变化矢量、预设电压步进值确定所述控制信号。
具体的，控制器221可根据电流变化矢量和电流步进值确定变化频率。示例性的，电流变化矢量ΔI＝I2-I1，其中，I2为第二负载电流，I1为第一负载电流。变化频率A可以用电流变化矢量ΔI与电流步进值Δi的比值来表示，可表示为变化频率A＝ΔI/Δi。控制器221还可获取供电电路223在第i+1采集周期内的输出电压V1,并基于电流变化矢量、预设电压步进值确定目标供电电压V，进而基于确定的目标供电电压V生成控制信号。其中，目标供电电压可表示为：V＝V1±A×Δv＝V1±ΔI/Δi×Δv。式中，Δv为预设电压步进值。
供电电路223可与供电电源连接，用于接收供电电源提供的供电信号，并根据控制器221输出的控制信号对供电信号的电压进行转换以调节输出电压，并输出所述目标供电电压，以向所述处理器供电。其中，供电电源可以由电子设备中的电源(即电池)提供，也可以由接入电子设备的外部电源提供。
示例性的，电流变化矢量ΔI＞0时，可表示第二负载电流相对于第一负载的电流具有增大的趋势，其中，供电电路223可在控制信号的作用下，增大输出电压以输出目标供电电压。电流变化矢量ΔI＜0时，可表示第二负载电流相对于第一负载的电流具有减小的趋势，其中，供电电路223可在控制信号的作用下，减小输出电压以输出目标供电电压。
在本申请实施例中，需要说明的是，预设电压步进值可预先存储在控制器221中，且预设电压步进值的大小也可以基于供电电路223的结构参数来确定。其中，供电电路223的结构参数可至少包括供电电路223的开关频率。其中，开关频率越高，其预设电压步进值则可越小，对输出电压的调节精度也就越高。
如图5所示，在其中一个实施例中，所述供电电路223包括第一开关管Q1、第二开关管Q2和储能单元2231。其中，所述第一开关管的控制端、第二开关管的控制端分别与所述控制器221连接，所述第一开关管的第一端用于连接供电电源，所述第二开关管Q2的第一端与所述第一开关管Q1的第二端连接，所述第二开关管Q2的第二端接地。储能单元2231的第一端分别与所述第二开关管Q2的第一端、所述第一开关管Q1的第二端连接，所述储能单元2231的第二端与所述中央处理器连接。其中，所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2在所述控制信号的控制下，交替地进行导通关断动作，实现对供电电路223输出电压的调节，以使所述储能单元输出所述目标供电电压。可以理解的是，控制信号可以用于控制第一开关管Q1和所述第二开关管Q2的导通关断动作的占空比，以控制第二开关管Q2与第一开关管Q1交替地进行导通关断动作。
具体的，所述控制器221被配置有第一控制接口C1和第二控制接口C2，其中，所述第一开关管Q1的控制端与所述第一控制接口C1连接，第二开关管Q2的控制端与所述第二控制接口C2连接。第一开关管Q1和所述第二开关管Q2可以均为N型金属氧化物半导体(N-Metal-Oxide-Semiconductor，NMOS)。若第一开关管Q1和第二开关管Q2均为NMOS管，则NMOS管的栅极可作为第一/第二开关管Q1、Q2的控制端，NMOS管的漏极可作为第一/第二开关管Q1、Q2的第一端，NMOS管的源极可作为第一/第二开关管Q1、Q2的第二端。可选地，第一开关管Q1和所述第二开关管Q2也可以采用其他开关管，例如PMOS管、三极管等。在本申请实施例中，对第一开关管Q1和所述第二开关管Q2的类型不做进一步的限定。
请继续参考图5，在其中一个实施例中，储能单元2231包括电感L和电容C，电感L的第一端分别与第一开关管Q1的第二端、第二开关管Q2的第一端电连接，电感L的第二端分别与中央处理器、电容C的第一端电连接，电容C的第二端接地。
具体的，控制器221可分别输出相应的控制信号至第一开关管Q1的控制端、第二开关管Q2的控制端，改变与第一开关管Q1、第二开关管Q2相对应的导通关断动作的占空比，以控制第二开关管Q2与第一开关管Q1交替地进行导通关断动作，将经由输入端子Vin输入的第一电压(例如，供电电源提供的电压)变换为直流的输出电压，并其经由输出端子Vout输出。在本申请实施例中，通过改变与第一开关管Q1、第二开关管Q2相对应的导通关断动作的占空比，能够调节输出电压的大小，进而输出目标供电电压，以实现对中央处理器的供电处理。
在其中一个实施例中，所述检流模块210与所述供电模块220连接，用于检测所述供电模块220的输出电流，所述输出电流为所述中央处理器的所述负载电流。其中，检流模块210可以包括但不限于电感平均电流检测模块、镜像电流检测模块或串联检流电阻模块。检流模块210可检测采集周期内供电电路223的输出电流，并将该输出电流作为中央处理器内核工作时所消耗的负载电流。可以理解的是，输出电流、负载电流都可以理解为中央处理器在采集周期内工作时所消耗的平均电流。其中，中央处理器内核工作时所消耗的工作电流包括中央处理器在运行时所消耗的电流，可以反映出中央处理器中运算任务以及控制任务的工作情况。
为了便于说明，以检流模块210是串联检流电阻模块为例进行说明，其串联检流电阻模块可以通过检测与电感串联的电阻两端的电压，将该电压和电阻的比值作为检测的中央处理器的负载电流。
在本实施例中，通过检流模块210来检测采集周期内供电电路223的输出电流，并将该输出电流作为中央处理器在采集周期内工作时所消耗的平均电流，也即负载电流。也即，通过供电电路223的输出电流来反映中央处理器的负载电流，这样检测模块就需要直接与中央处理器连接，在负载电流的采集过程中，不需要与中央处理器产生交互，可以进一步的节省供电模块220对输出电压的调节时长，进而可进一步提升中央处理器工作的性能，并减少一些不必要的能量损耗，使中央处理器可以高性能、高效率的工作。
如图6所示，本申请实施例还一种供电方法。以该方法应用于图3中的供电装置20为例进行说明，供电方法包括步骤602-步骤606。
步骤602，基于检流模块210检测所述中央处理器在采集周期内的负载电流。
其中，检流模块210可以包括但不限于电感平均电流检测模块、镜像电流检测模块或串联检流电阻模块。检流模块210可检测采集周期内供电模块220的输出电流，并将该输出电流作为中央处理器内核工作时所消耗的负载电流。可以理解的是，输出电流、负载电流都可以理解为中央处理器在采集周期内工作时所消耗的平均电流。其中，中央处理器内核工作时所消耗的工作电流包括中央处理器在运行时所消耗的电流，可以反映出中央处理器中运算任务以及控制任务的工作情况。在申请实施例中，其采集周期可以为微秒级，也可以为毫米级。采集周期的设定可以根据供电模块的供电稳压时间来设定，也可以根据由用户自定义设置。
步骤604，获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息。
电流变化信息可以理解为相邻两个采集周期中，后一采集周期采集的负载电流相对于前一采集周期采集的负载电流的电流变化情况。其中，电流变化信息可以表征中央处理器的负载电流在相邻两个采集周期内的变化趋势。
步骤606，根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。
预设电压步进值的大小也可以基于供电模块的结构参数来确定。其中，供电模块的结构参数可至少包括供电模块的开关频率。其中，开关频率越高，其预设电压步进值则可越小，对输出电压的调节精度也就越高。
供电模块可以根据该电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压，以向中央处理器输出具有目标供电电压的供电信号，进而可实现对中央处理器的供电。
在本申请实施例中，供电方法包括：基于检流模块210检测所述中央处理器在采集周期内的负载电流；获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息；根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。其中，在供电模块在给中央处理器供电的过程中，并不需要与中央处理器进行调压指令的交互，而是基于中央处理器的负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息来实现目标供电电压的输出，极大的减少了相关技术中央处理器在调压时与供电模块之间的通信时间，提升了中央处理器工作的性能，并减少了一些不必要的能量损耗，使中央处理器可以高性能、高效率的工作。
在一个实施例中，获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息，包括：根据第i采集周期检测的第一负载电流以及第i+1采集周期检测的第二负载电流确定所述电流变化信息的步骤。其中，i为大于等于1的正整数。示例性的，若i＝2，电流变化信息可以包括第3采集周期检测的第二负载电流相对于第2采集周期检测的第一负载电流的电流变化矢量。
在一个实施例中，如图7所示，提供了一种供电方法，供电方法包括步骤702-步骤710。
步骤702，基于检流模块检测所述中央处理器在采集周期内的负载电流。
步骤704，获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息。
步骤706，根据所述电流变化信息中的电流变化量和所述电流步进值确定变化频率。
其中，所述电流变化信息包括电流变化矢量和电流步进值。电流变化矢量可以用于表征第二负载电流相对于所述第一负载电流的变化趋势以及电流变化量(例如，变化数值大小)。变化趋势可理解为第二负载电流相对于第一负载电流的减小趋势，或，第二负载电流相对于第一负载电流的增大趋势。电流变化信息还可包括电流步进值。其中，该电流步进值可以为预设值，其电流步进值越小，供电模块对输出电压的调整精准度越高。在本申请实施例中，可以根据供电模块的开关频率来设定电流步进值。其中，电流步进值与供电模块中配置的预设电压步进值正相关。也即，电流步进值越大，预设电压步进值也就越大。
示例性的，电流变化矢量ΔI＝I2-I1，其中，I2为第二负载电流，I1为第一负载电流。变化频率A可以用电流变化矢量ΔI与电流步进值Δi的比值来表示：变化频率A＝ΔI/Δi。
步骤708，根据所述预设电压步进值和和所述变化频率确定电压变化量。
其中，电压变化量ΔV＝A×Δv＝ΔI/Δi×Δv。式中，Δv为预设电压步进值。可以理解的是，电压变化量ΔV为目标供电电压与当前供电模块的输出电压的之间的差值。
步骤710，根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。
供电模块可根据电压变化量ΔV调节供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。具体的，供电模块可包括供电电路223，其中，供电电路可与供电电源连接，用于接收供电电源提供的供电信号，并对供电信号的电压进行转换，以根据电压变化量ΔV调节输出电压，并输出所述目标供电电压，以向所述处理器供电。其中，供电电源可以由电子设备中的电源(即电池)提供，也可以由接入电子设备的外部电源提供。
在一个实施例中，如图8所示，所述根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压，包括步骤802-步骤806。
步骤802，获取所述供电模块的输出电压。
步骤804，若所述电流变化矢量对应的变化趋势为增大趋势，则根据所述电压变化量增大所述输出电压以确定所述目标供电电压。
步骤806，若所述电流变化矢量对应的变化趋势为减小趋势，则根据所述电压变化量降低所述输出电压以确定所述目标供电电压。
获取供电模块在第i+1采集周期内的输出电压V1,并基于电压变化量ΔV对该输出电压V1进行调节。其中，目标供电电压可表示为：V＝V1±A×Δv＝V1±ΔI/Δi×Δv。
示例性的，电流变化矢量ΔI＞0时，可表示第二负载电流相对于第一负载的电流具有增大的趋势。其中，供电模块可根据电压变化量ΔV，增大输出电压V1以确定目标供电电压V，也即，V＝V1+A×Δv＝V1+ΔI/Δi×Δv。电流变化矢量ΔI＜0时，可表示第二负载电流相对于第一负载的电流具有减小的趋势。其中，供电模块可根据电压变化量ΔV，减小输出电压V1以确定目标供电电压V，也即，V＝V1-A×Δv＝V1-ΔI/Δi×Δv。
步骤808，根据所述目标供电电压确定控制信号，并根据所述控制信号控制所述供电模中的第一开关管和所述第二开关管的通断，以向所述中央处理器供电。
其中，所述第一开关管和所述第二开关管在所述控制信号的控制下，能够交替地进行导通关断动作，进而能够调节供电模块输出电压的大小，进而输出目标供电电压，以实现对中央处理器的供电处理。
在本实施例中，供电方法可通过电流变化信息和预设电压步进值来确定电压变化量，并根据供电模块当前的输出电压和电压变化量来确定目标供电电压，进而根据目标供电电压确定占空比，以根据所述占空比控制供电电路的第一开关管和所述第二开关管的通断，以向所述处理器供电。供电模块在给中央处理器供电的过程中，并不需要与中央处理器进行调压指令的交互，极大的减少了相关技术中央处理器在调压时与供电模块之间的通信时间，提升了中央处理器工作的性能，并减少了一些不必要的能量损耗，使中央处理器可以高性能、高效率的工作。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
如图9所示,本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括中央处理器140和前述任一实施例中的供电装置20。
本申请实施例提供的电子设备的供电装置20包括检流模块和供电模块，其中，检流模块可检测中央处理器140在采集周期内的负载电流，并将采集的负载电流传输给供电模块，供电模块可基于检流模块传输的负载电流，获取负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息，并根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节所述供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器140供电。供电模块在给中央处理器140供电的过程中，并不需要与中央处理器140进行调压指令的交互，而是基于中央处理器140的负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息来实现目标供电电压的输出，极大的减少了相关技术中央处理器140在进行每次调压时与供电模块之间的通信时间，提升了中央处理器140工作的性能，并减少了一些不必要的能量损耗，使中央处理器140可以高性能、高效率的工作。
在一个实施例中，所述中央处理器140还用于根据所述中央处理器140的工作频率、预设调频步进值和所述电流变化信息调节所述中央处理器140的工作频率。
其中，中央处理器140可与供电模块中的控制器221连接，可获取控制器221中的电流变化信息。中央处理器140可根据电流变化信息中的电流变化矢量和电流步进值确定变化频率。示例性的，电流变化矢量ΔI＝I2-I1，其中，I2为第二负载电流，I1为第一负载电流。变化频率A可以用电流变化矢量ΔI与电流步进值Δi的比值来表示，可表示为变化频率A＝ΔI/Δi。中央处理器140可根据确定的变化频率A、中央处理器140的工作频率F1和预设调频步进值Δf来调节工作频率。其中，中央处理器140调节后的目标工作频率可：F＝F1±A×Δf＝F1±ΔI/Δi×Δf。其中，预设调频步进值可基于供电电路的结构参数来确定。其中，供电电路的结构参数可至少包括供电电路的开关频率。其中，开关频率越高，其预设调频步进值则可越小，对中央处理器140工作频率的调节精度也就越高。
具体的，若所述电流变化信息中的电流变化趋势为减小趋势，则根据所述预设调频步进值降低所述工作频率。若所述电流变化信息中的电流变化趋势为增大趋势，则根据所述预设调频步进值增加所述工作频率。
示例性的，电流变化矢量ΔI＞0时，可表示第二负载电流相对于第一负载的电流具有增大趋势。其中，中央处理器140可根据预设调频步进值和变化频率，增大工作频率F1以调整至目标工作频率F，也即，F＝F1+A×Δf＝F1+ΔI/Δi×Δf。电流变化矢量ΔI＜0时，可表示第二负载电流相对于第一负载的电流具有减小趋势。其中，中央处理器140可根据预设调频步进值和变化频率，减小工作频率F1以调整至目标工作频率F，也即，F＝F1-A×Δf＝F1+ΔI/Δi×Δf。
在本实施例中，若预设调频步进值Δf足够小，可以理解的是，供电模块中的开关频率大于预设值，例如10MHz，中央处理器140则可以不必区分调频的挡位限制，不需要设定一定的调频时间间隔，中央处理器140可通过供电模块获取的电流变化信息快速的进行升频调节处理，可提升中央处理器140的性能；也可以根据获取的电流变化信息快速的进行降频调节处理，以节省功耗本。
在一个实施例中，提供了一种电子设备，该电子设备可以是终端，其内部结构图可以如图10所示。该电子设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种供电方法。该电子设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。一个或多个包含计算机可执行指令的非易失性计算机可读存储介质，当所述计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，使得所述处理器执行供电方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行供电方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory，FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器140、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (16)
1.一种供电装置，应用于包括中央处理器的电子设备，其特征在于，所述供电装置包括：
检流模块，用于检测所述中央处理器在采集周期内的负载电流；
供电模块，分别与所述检流模块、所述中央处理器连接，用于获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息，根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节所述供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。
2.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述电流变化信息包括电流变化矢量和电流步进值，所述预设电压步进值与所述电流步进值正相关。
3.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述供电模块包括：
控制器，与所述检流模块连接，用于根据第i采集周期检测的第一负载电流以及第i+1采集周期检测的第二负载电流确定所述电流变化信息，并根据所述电流变化信息和预设电压步进值输出控制信号；其中，i为大于等于1的正整数，所述电流变化矢量为所述第二负载电流相对于所述第一负载电流的电流变化矢量；
供电电路，分别与所述控制器、所述中央处理器连接，用于根据所述控制信号调节所述输出电压，以输出目标供电电压。
4.根据权利要求3所述的供电装置，其特征在于，所述控制器还用于：获取所述供电电路在第i+1采集周期的所述输出电压，并根据所述输出电压和所述电流变化矢量、预设电压步进值确定所述控制信号。
5.根据权利要求3所述的供电装置，其特征在于，所述供电电路包括：第一开关管、第二开关管和储能单元，其中，所述第一开关管的控制端、第二开关管的控制端分别与所述控制器连接，所述第一开关管的第一端用于连接供电电源，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第二开关管的第二端接地，所述储能单元的第一端分别与所述第二开关管的第一端、所述第一开关管的第二端连接，所述储能单元的第二端与所述中央处理器连接；
其中，所述第一开关管和所述第二开关管在所述控制信号的控制下，交替地进行导通关断动作，使所述储能单元输出所述目标供电电压。
6.根据权利要求1所述的供电装置，其特征在于，所述检流模块与所述供电模块连接，用于检测所述供电模块的输出电流，所述输出电流为所述中央处理器的所述负载电流。
7.一种供电方法，应用于包括中央处理器的电子设备，其特征在于，所述方法包括：
基于检流模块检测所述中央处理器在采集周期内的负载电流；
获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息；
根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取所述负载电流在相邻两个所述采集周期的电流变化信息，包括：
根据第i采集周期检测的第一负载电流以及第i+1采集周期检测的第二负载电流确定所述电流变化信息，其中，所述电流变化信息包括电流变化矢量和电流步进值。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电流变化信息包括电流变化矢量和电流步进值；所述根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压前，所述方法还包括：
根据所述电流变化信息中的电流变化量和所述电流步进值确定变化频率；
根据所述预设电压步进值和所述变化频率确定电压变化量。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述电流变化信息和预设电压步进值调节供电模块的输出电压，并根据调节后的所述输出电压向所述中央处理器供电，包括：
获取所述供电模块的输出电压；
若所述电流变化矢量对应的变化趋势为增大趋势，则根据所述电压变化量增大所述输出电压以确定目标供电电压；
若所述电流变化矢量对应的变化趋势为减小趋势，则根据所述电压变化量降低所述输出电压以确定所述目标供电电压；
根据所述目标供电电压确定控制信号，并根据所述控制信号控制所述供电模中的第一开关管和第二开关管的通断，以向所述中央处理器供电。
11.一种电子设备，其特征在于，包括中央处理器以及与所述中央处理器连接的如权利要求1-6任选一项所述的供电装置。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其特征在于，所述中央处理器还用于根据所述中央处理器的工作频率、预设调频步进值和所述电流变化信息调节所述中央处理器的工作频率。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，若所述电流变化信息中的电流变化趋势为减小趋势，则根据所述预设调频步进值降低所述工作频率；或，若所述电流变化信息中的电流变化趋势为增大趋势，则根据所述预设调频步进值增加所述工作频率。
14.一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器中储存有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求7至10中任一项所述的供电方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至10中任一项所述的供电方法的步骤。
16.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求7至10中任一项所述的供电方法的步骤。
Priority Applications (1)
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