CN116679821B - 电压调整方法及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种电压调整方法及电子设备，涉及电子设备技术领域，可以实现功耗降低和性能提升的效果。该电压调整方法包括：对处理器处于各工作频率下所述处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，得到各工作频率下电源分配网络的实际纹波电压值；针对每个工作频率，根据基本工作电压和实际纹波电压值，确定处理器处于工作频率时电源管理模块输出的供电电压，不同的工作频率对应不同的供电电压。

Description

电压调整方法及电子设备
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种电压调整方法及电子设备。
背景技术
近年来，随着移动互联网以及电子技术飞速发展，移动终端作为载体越来越广泛地被人们所使用。但是，随着移动终端性能的日益强大，功耗也越来越大。
现有的移动终端中一般采用动态电压频率调整(DVFS，DynamicVoltageFrequency scaling)技术、自适应电压调整(AVS，Adaptive Voltage Scaling)技术等电压调整方法，以降低功耗。
然而，经过研究发现，现有的电压调整方法仍具有较大的功率损耗，即在降低功耗方面的效果并不明显。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供一种电压调整方法及电子设备，可以实现功耗降低和性能提升的效果。
第一方面，本申请实施例提供一种电压调整方法，该电压调整方法包括：对处理器处于各工作频率下处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，得到各工作频率下电源分配网络的实际纹波电压值；针对每个工作频率，根据基本工作电压和实际纹波电压值，确定处理器处于工作频率时电源管理模块输出的供电电压，不同的工作频率对应不同的供电电压。
通过增加纹波电压校准，以获取处理器各工作频率下外部供电网络（即电源分配网络）的实际纹波电压值，进而基于实际纹波电压值得到实际最大纹波电压跌落值，相比于补偿固定值，降低处理器工作电压中的实际纹波电压补偿值，从而达到降低系统功耗的目的，也就是说，不同工作频率下，根据实际的电源分配网络出现的最大电压跌落进行补偿，并不是电源分配网络处于最恶劣场景时进行固定的电压补偿，从而达到节省功耗的目的。
示例性的，处理器包括N个工作频率，N个工作频率包括：第一工作频率、……、第N-1工作频率和第N工作频率，其中，N为大于或等于1的正整数；当处理器的工作频率为第一工作频率时，根据第一工作频率对应的基本工作电压和第一工作频率对应的实际纹波电压值，确定处理器处于第一工作频率时电源管理模块输出的供电电压；当处理器的工作频率为第二工作频率时，根据第二工作频率对应的基本工作电压和第二工作频率对应的实际纹波电压值，确定处理器处于第二工作频率时电源管理模块输出的供电电压；……；当处理器的工作频率为第N工作频率时，根据第N工作频率对应的基本工作电压和第N工作频率对应的实际纹波电压值，确定处理器处于第N工作频率时电源管理模块输出的供电电压。
根据第一方面，目标工作频率对应的供电电压Vout=V0+V1+V2，其中，V0为目标工作频率的基本工作电压，V1为目标工作频率对应的实际纹波电压值确定的补偿电压，V2为处理器的老化和/或实际温度导致的电压偏差值。
也就是说，处理器获取到各个频点下的实际纹波电压值后，把该实际纹波电压值以表格形式记录在存储单元中，当处理器正常工作时，当处理器因为频率切换（即切换到工作频率）需要进行电压调整时，处理器会根据处理器核心需要的该工作频段的基本工作电压加上该工作频段的纹波校准电压，再加上其它因素（如处理器内部的老化、温度）导致的电压偏差，形成最终的电压值，以控制电源管理模块输出该电压值，其中，基本工作电压为电压没有损耗（老化、参数误差、制造偏差等）下工作频率对应的电压值。
示例性的，当目标工作频率为第一工作频率时，目标工作频率对应的供电电压Vout=V0+V1+V2，其中，V0为第一工作频率的基本工作电压，V1为第一工作频率对应的实际纹波电压值确定的补偿电压，V2为处理器工作于第一工作频率时的老化和/或实际温度导致的电压偏差值；……；当目标工作频率为第N工作频率时，目标工作频率对应的供电电压Vout=V0+V1+V2，其中，V0为第N工作频率的基本工作电压，V1为第N工作频率对应的实际纹波电压值确定的补偿电压，V2为处理器工作于第N工作频率时的老化和/或实际温度导致的电压偏差值。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，对处理器处于各工作频率下处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，包括：依次将处理器的N个工作频率中的每个工作频率作为当前工作频率，对当前工作频率执行如下校准操作，直至完成N个工作频率的校准：获取待校准频率；根据频率和基本工作电压的对应关系，控制电源管理模块输出待校准频率对应的基本工作电压值；确定处理器的当前工作频率为待校准频率，执行校准负载指令，并探测电源分配网络的纹波电压值，负载指令使得处理器的负载电流产生对应的变化；当校准负载指令执行完成时，确定当前工作频率对应的实际纹波电压值，并保存至存储单元中；其中，N为大于或等于2的正整数。
考虑到每个工作频率下，电源分配网络的纹波电压值都会不同，因此，需要对每个工作频率下的处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，即需要把每个工作频率作为待校准频率，对其进行校准，直至N个工作频率全部校准完成，然后将第一工作频率和第一工作频率对应的第一实际纹波电压值，第二工作频率和第二工作频率对应的第二实际纹波电压值，……，第N工作频率和第N工作频率对应的第N实际纹波电压值例如以表格形式记录在存储单元中，这样，处理器正常工作时，基于此表格对其工作频率下所需的电压进行调整，达到节省功耗的目的。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，确定处理器的当前工作频率为待校准频率，执行校准负载指令，并探测电源分配网络的纹波电压值，包括：获取电源管理模块输出的实际工作电压值；若在第一预设时间电源管理模块输出的待校准频率对应的实际工作电压值的波动范围小于预设波动范围，则确定处理器的当前工作频率为待校准频率，执行校准负载指令，并探测电源分配网络的纹波电压值。
即确定电源管理模块输出的电压是否稳定，进而提高校准的准确性。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，若在第一预设时间电源管理模块输出的待校准频率对应的实际工作电压值的波动范围小于预设波动范围，则确定处理器的当前工作频率为待校准频率，且执行校准负载指令，并探测电源分配网络的纹波电压值，包括：若在第一预设时间电源管理模块输出的待校准频率对应的实际工作电压值的波动范围小于预设波动范围，且实际工作电压值与基本工作电压值的差值在预设差值范围内，则确定处理器的当前工作频率为待校准频率，执行校准负载指令，并探测电源分配网络的纹波电压值。
即在有效的时间内确定电源管理模块输出的电压是否稳定，提高校准的准确性以及校准效率；此外，确定电源管理模块输出的电压和基本工作电压的差值是否在预设范围内，避免电源管理模块输出的电压存在错误影响校准结果，进一步提高校准的准确性。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，电压调整方法应用于电子设备，电子设备包括控制系统和电源管理模块；控制系统包括处理器、调压控制模块和电压探测模块；确定处理器的当前工作频率为所述待校准频率，执行校准负载指令，并探测电源分配网络的纹波电压值，包括：处理器确定当前工作频率为待校准频率，发送电压探测请求信号至调压控制模块，并进入低功耗模式；延时第二预设时间后，处理器执行校准负载指令，且调压控制模块基于电压探测请求信号发送电压探测信号至电压探测模块，并接收电压探测模块探测的电源分配网络的纹波电压值。
进入低功耗模式，以及，延时第二预设时间后，处理器才会执行校准负载指令，可以进一步提升校准精度，避免在探测电源分配网络的纹波电压值之前，处理器运行引起一定的纹波，影响校准结果。
第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：控制系统和电源管理模块：控制系统包括处理器；控制系统用于对处理器处于各工作频率下处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，得到各工作频率下电源分配网络的实际纹波电压值；控制系统还用于针对每个工作频率，根据基本工作电压和实际纹波电压值，确定处理器处于工作频率时电源管理模块输出的供电电压，不同的工作频率对应不同的供电电压。
通过增加纹波电压校准，以获取处理器各工作频率下外部供电网络（即电源分配网络）的实际纹波电压值，进而基于实际纹波电压值得到实际最大纹波电压跌落值，相比于补偿固定值，降低处理器工作电压中的实际纹波电压补偿值，从而达到降低系统功耗的目的，也就是说，不同工作频率下，根据实际的电源分配网络出现的最大电压跌落进行补偿，并不是电源分配网络处于最恶劣场景时进行固定的电压补偿，从而达到节省功耗的目的。
根据第二方面，目标工作频率对应的供电电压Vout=V0+V1+V2，其中，V0为目标工作频率的基本工作电压，V1为目标工作频率对应的实际纹波电压值确定的补偿电压，V2为处理器的老化和/或实际温度导致的电压偏差值。
也就是说，处理器获取到各个频点下的实际纹波电压值后，把该实际纹波电压值以表格形式记录在存储单元中，当处理器正常工作时，当处理器因为频率切换（即切换到工作频率）需要进行电压调整时，处理器会根据处理器核心需要的该工作频段的基本工作电压加上该工作频段的纹波校准电压，再加上其它因素（如处理器内部的老化、温度）导致的电压偏差，形成最终的电压值，以控制电源管理模块输出该电压值，其中，基本工作电压为电压没有损耗（老化、参数误差、制造偏差等）下工作频率对应的电压值。
根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，电子设备还包括存储单元，控制系统还包括调压控制模块、电压控制模块和电压探测模块；处理器用于获取待校准频率，并根据频率和基本工作电压的对应关系，发送待校准频率对应的基本工作电压值至调压控制模块；调压控制模块用于根据待校准频率对应的基本工作电压值，发送调压信号至电压控制模块；电压控制模块用于根据调压信号，向电源管理模块发送电压信号；电源管理模块用于根据电压信号输出待校准频率对应的基本工作电压值；当处理器的当前工作频率为待校准频率时，处理器还用于向调压控制模块发送第一电压探测请求信号，且执行校准负载指令，当校准负载指令执行完成时，向调压控制模块发送第二电压探测请求信号；根据第一电压探测请求信号，调压控制模块还用于向电压探测模块发送电压探测控制信号，并接收电压探测模块探测的电源分配网络的纹波电压值，直至接收到第二电压探测请求信号时，向处理器反馈探测的电源分配网络的纹波电压值；处理器还用于根据反馈的电源分配网络的纹波电压值确定当前工作频率对应的实际纹波电压值，并保存至存储单元中；其中，处理器包括N个工作频率，N为大于或等于2的正整数，当前工作频率为N个工作频率中的一者。
考虑到每个工作频率下，电源分配网络的纹波电压值都会不同，因此，需要对每个工作频率下的处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，即需要把每个工作频率作为待校准频率，对其进行校准，直至N个工作频率全部校准完成，然后将第一工作频率和第一工作频率对应的第一实际纹波电压值，第二工作频率和第二工作频率对应的第二实际纹波电压值，……，第N工作频率和第N工作频率对应的第N实际纹波电压值例如以表格形式记录在存储单元中，这样，处理器正常工作时，基于此表格对其工作频率下所需的电压进行调整，达到节省功耗的目的。
根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，调压控制模块还用于获取电压探测模块探测到的电源管理模块输出的实际工作电压值，若实际工作电压值的波动范围小于预设波动范围，则将实际工作电压值发送至处理器；处理器还用于判断是否在第一预设时间内接收到调压控制模块发送的实际工作电压值，若在第一预设时间接收到实际工作电压值，则确定处理器的当前工作频率为待校准频率。
即确定电源管理模块输出的电压是否稳定，进而提高校准的准确性。
根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，处理器还用于判断实际工作电压值与基本工作电压值的差值在预设差值范围内。
即确定电源管理模块输出的电压和基本工作电压的差值是否在预设范围内，避免电源管理模块输出的电压存在错误影响校准结果，进一步提高校准的准确性。
根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，处理器向调压控制模块发送第一电压探测请求信号之后，处理器的模式为低功耗模式，且延时第二预设时间后执行校准负载指令。
进入低功耗模式，以及，延时第二预设时间后，处理器才会执行校准负载指令，可以进一步提升校准精度，避免在探测电源分配网络的纹波电压值之前，处理器运行引起一定的纹波，影响校准结果。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质包括计算机程序，当计算机程序在电子设备上运行时，使得电子设备执行第一方面以及第一方面中任意一项的电压调整方法。
第三方面以及第三方面的任意一种实现方式分别与第一方面以及第一方面的任意一种实现方式相对应。第三方面以及第三方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第一方面以及第一方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
第四方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，当计算机程序被运行时，使得计算机执行如第一方面或第一方面中任意一项的电压调整方法。
第四方面以及第四方面的任意一种实现方式分别与第一方面以及第一方面的任意一种实现方式相对应。第四方面以及第四方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第一方面以及第一方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
第五方面，本申请提供了一种芯片，该芯片包括处理电路、收发管脚。其中，该收发管脚和该处理电路通过内部连接通路互相通信，该处理电路执行如第一方面或第一方面中任意一项的电压调整方法，以控制接收管脚接收信号，以控制发送管脚发送信号。
第五方面以及第五方面的任意一种实现方式分别与第一方面以及第一方面的任意一种实现方式相对应。第五方面以及第五方面的任意一种实现方式所对应的技术效果可参见上述第一方面以及第一方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图2为图1所示电子设备沿AA’方向的截面图；
图3为本申请实施例提供的一种电子设备的电路图；
图4为CPU工作频率和工作电压的关系示意图；
图5为PDN的目标阻抗和实际阻抗的对比图；
图6为当PDN的阻抗值为目标阻抗和实际阻抗时需要补偿的保护电压值的对比图；
图7为PDN网络器件老化后电压补偿不足带来性能下降的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种电压调整方法的流程图；
图9为本申请实施例提供的电子设备的各模块的一种交互示意图；
图10为本申请实施例提供的一种纹波校准程序时电流变化示意图；
图11为本申请实施例提供的一种PDN网络频域阻抗曲线示意图；
图12为本申请实施例提供的多个电源分配网络校准的流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
本申请实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一目标对象和第二目标对象等是用于区别不同的目标对象，而不是用于描述目标对象的特定顺序。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元；多个系统是指两个或两个以上的系统。
本申请实施例提供一种电子设备，本申请实施例提供的电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、个人数字助理（personal digital assistant，简称PDA）、车载电脑、电视、智能穿戴式设备（如智能手表、智能手环、智能头戴显示器、智能眼镜）、智能家居设备等，本申请实施例对上述电子设备的具体形式不作特殊限定。以下为了方便说明，以电子设备是手机为例进行说明。
参见图1，图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图1所示，手机100包括显示模组10、后盖（也称为电池盖）20和中框30，显示模组10、后盖（也称为电池盖）20和中框30围城容纳腔体。
参见图2，图2为图1所示电子设备沿AA’方向的截面图。如图2所示，容纳腔体内设置有印刷电路板（Printed circuit board，PCB）40和功能器件50，至少部分功能器件50设置于PCB 40上，设置于PCB 40上的功能器件50例如包括片上系统（System on Chip，SoC）51、存储单元52、电源管理模块（Power Management Unit，PMU）53、电源分配网络（PowerDelivery Network，PDN）54等，通过PCB 40实现各功能器件50之间的电连接，进而实现各功能器件50之间信号的传输和交互。
参见图3，图3为本申请实施例提供的一种电子设备的电路图。如图3所示，SoC 51内部例如集成有中央处理器（Central Processing Unit，CPU）511、图像处理器（GraphicProcessing Unit，GPU）（图中未示出）、调制解调器（Modem）（图中未示出）、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)（图中未示出）等，本申请实施例中，SoC 51内部例如还集成有调压控制模块512、电压控制模块513和电压探测模块514等。
CPU 511为运算单元，可以执行指令代码，并产生电压探测请求信号等信号。
电压探测模块514，为可以把电压转换成时间或频率信息的电路，能够根据转换值的大小判断电压大小。
调压控制模块512，用于控制电压的探测动作和电压调压动作，并把从电压探测模块514获取的电压值信息发送给CPU 511。
电压控制模块513，能够根据调压控制模块512的调压信号发送电压值代码给PMU53。
PMU 53为CPU 511、存储单元52、显示模组10等供电的模块，能够根据电压控制模块513发出的指令调节电压大小，并把电压电流输入给SoC 51内部的功能模块（CPU 511、GPU、DSP等）。
PDN 54为用于保持电源供电稳定的滤波网络，通常由电阻、电容、电感、PMU 53和需要供电的功能器件（如CPU 511）之间的走线（PCB 40上的走线）等器件或模块组成。
存储单元52可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。CPU 511通过运行存储在存储单元52的指令，从而执行电子设备100的各种功能应用以及数据处理。存储单元52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。
可以理解的是，图1和图2以及下文相关附图仅示意性的示出了手机100包括的一些部件，这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图1和图2以及下文各附图限定。
还可以理解的是，图1-图3所示电子设备100仅是电子设备的一个范例，并且电子设备100可以具有比图中所示的更多的或者更少的部件，可以组合两个或多个的部件，或者可以具有不同的部件配置。图2和图3中所示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路在内的硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。
参见图4，图4为CPU工作频率和工作电压的关系示意图，图4中横坐标为频率，纵坐标为电压。如图4所示，CPU 511的性能取决与工作频率，而CPU 511的工作频率与工作电压（PMU 53为其供电的电压）为正比例关系，即工作频率越高，需要工作的电压就越高，同时工作电流就越高。示例性的，CPU 511的工作频率F1、F2和F3，满足F3＞F2＞F1时，其工作电压满足V3＞V2＞V1。此外，CPU 511的工作电流也与CPU 511执行的负载任务有关。
当CPU 511的工作频率保持不变，CPU 511的工作电压突然跌落时，因为不能满足正常的工作电压，系统的工作状态就会因为时序的异常出现错误，导致运行出错。为了避免PDN 54的分压（PDN 54具有阻抗），导致CPU 511的工作电压突然跌落，CPU 511要求PMU 53和CPU 511之间的PDN 54的阻抗需要满足PDN阻抗标准，如设计PDN 54时，PDN 54的阻抗值不能大于预设阻抗值，预设阻抗值例如为1欧姆或者2欧姆，即PDN 54的阻抗值不能大于1欧姆或者2欧姆，这样，即便CPU 511突然有一个负载，PMU 53和CPU 511通路上的电流变大，PDN 54的分压也会在预设范围内，当对CPU 511的工作电压进行补偿时，可以针对PDN 54的分压进行补偿。
但是，由于PCB 40的制造公差，以及电阻、电容、电感的参数误差等因素，并不能准确的确定PDN 54的阻抗值，PDN 54的阻抗值存在一定的误差。所以，CPU 511为了保证在任意环境（工作负载、芯片温度、芯片老化）下都能够正常工作，在定义CPU 511的工作电压时，会针对最恶劣场景下的PDN 参数（包括并不限于老化、参数误差、制造偏差）进行固定的电压补偿，即采用一个固定的电压补偿值，对PDN 54可能出现的最大电压跌落进行补偿，其中，更差的PDN阻抗，意味着更大的电压跌落，相应的，需要补偿的电压值就会越大。
参见图5和图6，图5为PDN的目标阻抗和实际阻抗的对比图，图6为当PDN的阻抗值为目标阻抗和实际阻抗时需要补偿的保护电压值的对比图，其中，图5中的横坐标为频率，纵坐标为阻抗，实线代表实际阻抗，虚线代表目标阻抗，图6中的横坐标为时间，纵坐标为电压，实线代表目标电压值（即PDN 54没有老化、参数误差、制造偏差等时的电压值），点点虚线代表目标阻抗带来的超额电压保护裕量，线线虚线代表实际阻抗带来的超额电压保护裕量。由图5和图6可知，PDN 54实际的阻抗值可能比目标阻抗值要小，即，实际情况下，PCB 40的制造公差，以及电阻、电容、电感的参数误差等因素可能并没有处于最恶劣的场景，当PDN54实际阻抗值比目标阻抗值小时，实际需要补偿的电压为第一电压，而目标补偿的电压为第二电压，第二电压大于第一电压，即，由于PDN 54产生的实际纹波电压（第一电压）低于CPU 511的补偿电压（第二电压），这样，导致系统存在功耗上的浪费。
此外，参见表1，表1中，PDN1纹波为PDN 54器件老化前各频点下的纹波，PDN2纹波为PDN 54器件老化后各频点下的纹波。
表1
由表1可知，PDN 54器件老化后阻抗增大导致纹波增加，比如F1的频点下纹波由35mV变为41 mV。
参见图7，图7为PDN网络器件老化后电压补偿不足带来性能下降的示意图，其中，图7中的横坐标为频率，纵坐标为性能。如图7所示，当PDN 54中的器件老化，导致纹波变大时，最低电压变低，进而使得CPU 511的频率变低。由于CPU 511的性能和频率是成正相关的，频率变低，性能就会下降，即PDN网络器件老化后电压补偿不足带来性能下降。
也就是说，针对最恶劣场景下的PDN 参数进行固定的电压补偿存在两个问题：系统工作时，由于PDN 54产生的实际纹波电压低于CPU 511的补偿电压导致系统存在功耗上的浪费；PDN 54中的器件老化后，系统工作电压补偿余量不足，导致系统性能的下降。
基于此，本申请实施例提供一种电压调整方法，通过增加纹波电压校准，以获取处理器各工作频率下外部供电网络（即电源分配网络）的实际纹波电压值，进而基于实际纹波电压值得到实际最大纹波电压跌落值，相比于补偿固定值，降低处理器工作电压中的实际纹波电压补偿值，从而达到降低系统功耗的目的，也就是说，不同工作频率下，根据实际的电源分配网络出现的最大电压跌落进行补偿，并不是电源分配网络处于最恶劣场景时进行固定的电压补偿，从而达到节省功耗的目的。
基于上述结构（如图3所示的结构），下面对本申请实施例提供的电压调整方法进行详细说明。
参见图8，图8为本申请实施例提供的一种电压调整方法的流程图。如图8所示，本申请实施例提供的电压调整方法，具体包括：
S101、对处理器处于各工作频率下处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，得到各工作频率下电源分配网络的实际纹波电压值。
由于CPU 511的每个工作频率下的PDN 54的纹波电压值都会不同，因此，需要对每个工作频率下的CPU 511和电源管理模块53之间的PDN 54的纹波电压值进行校准。
示例性的，CPU 511包括N个工作频率，其中，N为正整数。关于N值可以根据实际情况而定，本实施例对此不做具体限定。N个工作频率包括第一工作频率、第二工作频率、……、第N工作频率，则分别对处理器处于第一工作频率、第二工作频率、……、第N工作频率下CPU 511和PMU 53之间的PDN 54的纹波电压值进行校准，以得到第一工作频率对应的第一实际纹波电压值、第二工作频率对应的第二实际纹波电压值，……，第N工作频率对应的第N实际纹波电压值，并将第一工作频率和第一工作频率对应的第一实际纹波电压值，第二工作频率和第二工作频率对应的第二实际纹波电压值，……，第N工作频率和第N工作频率对应的第N实际纹波电压值例如以表格形式记录在存储单元52中。这样，CPU 511正常工作时，基于此表格对其工作频率下所需的电压进行调整，达到节省功耗的目的，如，CPU511正常工作，且工作频率为第一工作频率时，基于此表格中第一工作频率和第一工作频率对应的第一实际纹波电压值的对应关系对其工作频率下所需的电压进行调整，即调整PMU53输出的电压。
如图9所示为电子设备的各模块的一种交互示意图。参照图9，本申请提供的校准流程，即对处理器处于各工作频率下处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，具体包括：
S201、CPU 511从频率列表中读取一个频率。
因为CPU 511包括多个工作频率，所以需要对每个工作频率都进行校准。各工作频率形成频率列表，依次对频率列表中的各频率进行校准。具体的，CPU 511先从频率列表读取一个频率，将该频率作为待校准频率，即接下来对读取的该频率进行校准。
S202、CPU 511根据频率和基本工作电压的对应关系，发送待校准频率对应的基本工作电压值至调压控制模块512。
其中，基本工作电压为电压没有损耗（器件老化、PCB参数误差、制造偏差等）时，CPU 511处于该工作频率时，需要PMU 53输出的电压值。本申请实施例中，由于器件老化、PCB参数误差、制造偏差使得传输至CPU 511的电压并不是基本工作电压，因此，需要在基本工作电压的基础上补偿损耗的电压值。
频率和基本工作电压的对应关系为：每个工作频率均对应一个基本工作电压。示例性的，CPU 511包括N个工作频率，N个工作频率包括第一工作频率、第二工作频率、……、第N工作频率，第一工作频率对应第一基本工作电压，第二工作频率对应第二基本工作电压，……，第N工作频率对应第N基本工作电压，该对应关系即为频率和基本工作电压的对应关系。
S203、调压控制模块512接收CPU 511发送的基本工作电压值。
调压控制模块512接收CPU 511发送的基本工作电压值，以产生相应的信号控制电压控制模块513。
S204、调压控制模块512发送调压信号至电压控制模块513。
调压控制模块512发送调压信号至电压控制模块513，以使电压控制模块513产生相应的信号控制PMU 53的输出电压。
S205、电压控制模块513发送电压值代码至PMU 53。
电压控制模块513发送电压值代码至PMU 53，以控制PMU 53的输出电压。
S206、PMU 53根据电压控制模块513发送的电压值代码调整输出电压，并保持输出电压的稳定性。
为了避免PMU 53输出的电压不稳定影响校准结果，故需要保证PMU 53输出的电压的稳定性。
S207、当PMU 53确认其输出的电压稳定后，发送调压完成的确认信号至电压控制模块513。
S208、电压控制模块513将调压完成的确认信号发送至调压控制模块512。
S209、调压控制模块512接收到调压完成的确认信号后，发送电压探测控制信号至电压探测模块514。
S210、电压探测模块514将探测到PMU 53输出的电压信息（即实际工作电压值）反馈至调压控制模块512。
为了避免PMU 53输出的实际工作电压值波动较大，影响校准结果，故，需要采集PMU 53输出的实际工作电压值。
S211、调压控制模块512接收来自电压探测模块514反馈的电压信息，并判断连续预设次数的电压信息波动范围是否小于预设波动范围。
为了确定PMU 53输出的电压是否稳定，需要判断预设次数采集的PMU 53输出的电压信息波动范围是否小于预设波动范围，其中，预设次数的具体值和预设波动范围，本申请实施例不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置。以避免PMU 53输出的电压不稳定影响校准结果，提升校准精度。
S212、若连续预设次数的电压信息波动范围小于预设波动范围，调压控制模块512把电压稳定值发送至CPU 511。
若连续预设次数的电压信息波动范围小于预设波动范围，调压控制模块512把电压稳定值发送至CPU 511，CPU 511可以执行后续步骤。
若预设次数中的至少一次的电压信息波动范围大于或等于预设波动范围，则返回至步骤S211。
S213、若在第一预设时间内接收到调压控制模块512发送的电压稳定值，则CPU511判断实际工作电压值与基本工作电压值的差值是否在预设差值范围内。
计时器记录时间，若在计时器规定的第一预设时间内收到调压控制模块512发送的电压稳定值，则CPU 511判断实际工作电压值与基本工作电压值的差值是否在预设差值范围内；若在计时器规定的第一预设时间内未收到调压控制模块512发送的电压稳定值，则PMU 53输出网络异常，退出校准程序，并上报异常。
确定PMU 53输出的电压和基本工作电压的差值是否在预设范围内，避免PMU 53输出的电压存在错误影响校准结果，进一步提高校准的准确性。
其中，第一预设时间的具体值和预设差值范围，本申请实施例不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置。
S214、若实际工作电压值与基本工作电压值的差值在预设差值范围内，CPU 511当前工作频率切换为本次待校准频率。
当PMU 53输出的电压满足CPU 511的工作频率后，CPU 511的工作频率切换到本次待校准频率。
S215、CPU 511发送第一电压探测请求信号至调压控制模块512，之后进入低功耗模式。
为了提升校准精度，在CPU 511发送第一电压探测请求信号之后，处于空闲状态，即不执行任何操作，避免电流波动影响校准结果。
S216、延时第二预设时间后，CPU 511执行校准负载指令。
因为第一电压探测请求信号传输时具有延迟性，所以CPU 511执行校准负载指令之前，需要延时第二预设时间，以避免电流波动影响校准结果。
其中，第二预设时间的具体值，本申请实施例不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置。
CPU 511执行校准负载指令使得CPU 511的负载电流产生特定的变化，如参见图10，图10为本申请实施例提供的一种纹波校准程序时电流变化示意图，其中，图10中的横坐标为时间，纵坐标为电流，从而激发出PDN 54可能出现的最恶劣的纹波电压，即激发出PDN54可能出现的最大纹波电压。
可以理解的是，完整的PDN 54阻抗网络是由多个RLC（电阻、电感和电容）并联网络组成，PDN 54阻抗曲线在频域范围内呈现出波浪状起伏，如图11所示，图11为本申请实施例提供的一种PDN网络频域阻抗曲线示意图，其中，图11中的横坐标为频率范围，单位为MHz，纵坐标为阻抗，单位为mΩ，这个阻抗特性曲线决定了不同的负载电流变化下，阻抗网络的纹波大小是不同的。
S217、确定校准负载指令执行完成，CPU 511发送第二电压探测信号至调压控制模块512。
S218、调压控制模块512接收CPU 511的第一电压探测请求信号。
S219、调压控制模块512基于接收的第一电压探测请求信号发送电压探测控制信号至电压探测模块514。
S220、电压探测模块514将探测的PDN 54的纹波电压值发送至调压控制模块512。
S221、调压控制模块512接收电压探测模块514返回的PDN 54的纹波电压值。
S222、调压控制模块512接收CPU 511的第二电压探测请求信号后，将电压探测模块514返回的PDN 54的纹波电压值回复至CPU 511。
也就是说，调压控制模块512接收CPU 511的第一电压探测请求信号之后，一直接收电压探测模块514返回的PDN 54的纹波电压值，直至接收CPU 511发送的第二电压探测请求信号，停止接收电压探测模块514返回的PDN 54的纹波电压值，即控制电压探测模块514不再探测PDN 54的纹波电压值。
可以理解的是，由于CPU 511、调压控制模块512和电压探测模块514为不同的模块，因此，CPU 511在执行步骤S216和步骤S217时，调压控制模块512和电压探测模块514可同时执行步骤S218和步骤S221。当然，这并不构成对本申请的限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行调整。
S223、CPU 511接收到调压控制模块512返回的纹波电压值后，将当前工作频率对应的实际纹波电压值保存至存储单元52中，该频率校准结束。
若在第三预设时间内，CPU 511发送第二电压探测信号后，并未接收到调压控制模块512返回的纹波电压值，则退出校准程序，并上报异常。
其中，第三预设时间的具体值，本申请实施例不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设置。
以上步骤为对频率列表中的其中一个频率进行校准的步骤，但是考虑到每个工作频率下，PDN 54的纹波电压值都会不同，因此，需要对每个工作频率下的CPU 511和PMU 53之间的PDN 54的纹波电压值进行校准，即按照频率列表的顺序，依次对其余的工作频率进行校准，亦即需要把频率列表中其余的工作频率依次作为待校准频率，按照步骤S201-步骤S223对其进行校准，直至N个工作频率全部校准完成，然后将第一工作频率和第一工作频率对应的第一实际纹波电压值，第二工作频率和第二工作频率对应的第二实际纹波电压值，……，第N工作频率和第N工作频率对应的第N实际纹波电压值例如以表格形式记录在存储单元52中，这样，CPU 511正常工作时，基于此表格对其工作频率下所需的电压进行调整，达到节省功耗的目的。
S102、针对每个工作频率，根据基本工作电压和实际纹波电压值，确定CPU 511处于工作频率时PMU 53输出的供电电压，不同的工作频率对应不同的供电电压。
示例性的，CPU 511包括N个工作频率，N个工作频率包括：第一工作频率、……、第N-1工作频率和第N工作频率，其中，N为大于或等于1的正整数；当CPU 511的工作频率为第一工作频率时，根据第一工作频率对应的基本工作电压和第一工作频率对应的实际纹波电压值，确定CPU 511处于第一工作频率时PMU 53输出的供电电压；当CPU 511的工作频率为第二工作频率时，根据第二工作频率对应的基本工作电压和第二工作频率对应的实际纹波电压值，确定CPU 511处于第二工作频率时PMU 53输出的供电电压；……；当CPU 511的工作频率为第N工作频率时，根据第N工作频率对应的基本工作电压和第N工作频率对应的实际纹波电压值，确定CPU 511处于第N工作频率时PMU 53输出的供电电压。
示例性的，目标工作频率对应的供电电压（即PMU 53输出的供电电压）Vout=V0+V1+V2，其中，V0为目标工作频率的基本工作电压，V1为目标工作频率对应的实际纹波电压值确定的补偿电压，V2为处理器的老化和/或实际温度导致的电压偏差值。
也就是说，CPU 511获取到各个频点下的实际纹波电压值后，把该实际纹波电压值以表格形式记录在存储单元中，当CPU 511正常工作时，当CPU 511因为频率切换（即切换到工作频率）需要进行电压调整时，CPU 511会根据处理器核心需要的该工作频段的基本工作电压加上该工作频段的纹波校准电压，再加上其它因素（如处理器内部的老化、温度）导致的电压偏差，形成最终的电压值，以控制PMU 53输出该电压值，其中，基本工作电压为电压没有损耗（老化、参数误差、制造偏差等）下工作频率对应的电压值。
示例性的，当目标工作频率为第一工作频率时，目标工作频率对应的供电电压Vout=V0+V1+V2，其中，V0为第一工作频率的基本工作电压，V1为第一工作频率对应的实际纹波电压值确定的补偿电压，V2为处理器工作于第一工作频率时的老化和/或实际温度导致的电压偏差值；……；当目标工作频率为第N工作频率时，目标工作频率对应的供电电压Vout=V0+V1+V2，其中，V0为第N工作频率的基本工作电压，V1为第N工作频率对应的实际纹波电压值确定的补偿电压，V2为PMU 53工作于第N工作频率时的老化和/或实际温度导致的电压偏差值。
可以理解的是，CPU 511包括多个电源分配网络，上述内容仅是对CPU 511的其中一个电源分配网络进行电压调整为例进行的说明。当CPU 511包括多个电源分配网络，则需要对CPU 511包括的多个电源分配网络依次进行校准，且在对其中一个电源分配网络进行校准时，需要对该电源分配网络对应的不同工作频率按照上述校准步骤S101进行校准。参见图12，对CPU 511的多个电源分配网络进行校准的具体步骤为：
S301、判断待校准电源分配网络列表是否结束，若是，则执行S305，若否，则执行S302。
CPU 511包括多个电源分配网络，所以需要对每条电源分配网络都进行校准。各电源分配网络形成待校准电源分配网络列表，依次对待校准电源分配网络列表中的各电源分配网络进行校准，直至多个电源分配网络均校准完成。
S302、开始下一个电源分配网络的校准。
该电源分配网络的校准步骤为上述内容中的步骤S101，即需要对该电源分配网络的各工作频段依次进行校准，
S303、判断频率列表中的各工作频率是否校准完成，若是，则返回步骤S301，若否，则执行S304。
因为CPU 511包括多个工作频率，所以需要对每个电源分配网络中的每个工作频率都进行校准。各工作频率形成频率列表，依次对频率列表中的各频率进行校准。
S304、开始下一个工作频率的校准流程，直至完成该电源分配网络所有工作频率的校准。
各工作频率的校准流程为上述内容中的步骤S201-步骤S223，直至频率列表中的各频率校准完成。
S305、校准结束，退出校准程序。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种电压调整方法，其特征在于，包括：
对处理器处于各工作频率下所述处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，得到各工作频率下所述电源分配网络的实际纹波电压值；
针对每个工作频率，根据基本工作电压和实际纹波电压值，确定所述处理器处于所述工作频率时所述电源管理模块输出的供电电压，不同的工作频率对应不同的供电电压；目标工作频率对应的所述供电电压Vout=V0+V1+V2，其中，V0为所述目标工作频率的基本工作电压，V1为所述目标工作频率对应的实际纹波电压值确定的补偿电压，V2为所述处理器的老化和/或实际温度导致的电压偏差值。
2.根据权利要求1所述的电压调整方法，其特征在于，所述对处理器处于各工作频率下所述处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，包括：
依次将所述处理器的N个工作频率中的每个工作频率作为当前工作频率，对所述当前工作频率执行如下校准操作，直至完成N个工作频率的校准：
获取待校准频率；
根据频率和基本工作电压的对应关系，控制所述电源管理模块输出所述待校准频率对应的基本工作电压值；
确定所述处理器的当前工作频率为所述待校准频率，执行校准负载指令，并探测所述电源分配网络的纹波电压值，所述负载指令使得所述处理器的负载电流产生对应的变化；
当所述校准负载指令执行完成时，确定所述当前工作频率对应的实际纹波电压值，并保存至存储单元中；
其中，N为大于或等于2的正整数。
3.根据权利要求2所述的电压调整方法，其特征在于，所述确定所述处理器的当前工作频率为所述待校准频率，执行校准负载指令，并探测所述电源分配网络的纹波电压值，包括：
获取所述电源管理模块输出的实际工作电压值；
若在第一预设时间所述电源管理模块输出的所述待校准频率对应的实际工作电压值的波动范围小于预设波动范围，则确定所述处理器的当前工作频率为所述待校准频率，执行校准负载指令，并探测所述电源分配网络的纹波电压值。
4.根据权利要求3所述的电压调整方法，其特征在于，若在第一预设时间所述电源管理模块输出的所述待校准频率对应的实际工作电压值的波动范围小于预设波动范围，则确定所述处理器的当前工作频率为所述待校准频率，且执行校准负载指令，并探测所述电源分配网络的纹波电压值，包括：
若在第一预设时间所述电源管理模块输出的所述待校准频率对应的实际工作电压值的波动范围小于预设波动范围，且所述实际工作电压值与所述基本工作电压值的差值在预设差值范围内，则确定所述处理器的当前工作频率为所述待校准频率，执行校准负载指令，并探测所述电源分配网络的纹波电压值。
5.根据权利要求3或4所述的电压调整方法，其特征在于，应用于电子设备，所述电子设备包括控制系统和电源管理模块；所述控制系统包括所述处理器、调压控制模块和电压探测模块；
确定所述处理器的当前工作频率为所述待校准频率，执行校准负载指令，并探测所述电源分配网络的纹波电压值，包括：
所述处理器确定当前工作频率为所述待校准频率，发送电压探测请求信号至所述调压控制模块，并进入低功耗模式；
延时第二预设时间后，所述处理器执行校准负载指令，且所述调压控制模块基于所述电压探测请求信号发送电压探测信号至所述电压探测模块，并接收所述电压探测模块探测的所述电源分配网络的纹波电压值。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：控制系统和电源管理模块：所述控制系统包括处理器；
所述控制系统用于对处理器处于各工作频率下所述处理器和电源管理模块之间的电源分配网络的纹波电压值进行校准，得到各工作频率下所述电源分配网络的实际纹波电压值；
所述控制系统还用于针对每个工作频率，根据基本工作电压和实际纹波电压值，确定所述处理器处于所述工作频率时所述电源管理模块输出的供电电压，不同的工作频率对应不同的供电电压；目标工作频率对应的所述供电电压Vout=V0+V1+V2，其中，V0为所述目标工作频率的基本工作电压，V1为所述目标工作频率对应的实际纹波电压值确定的补偿电压，V2为所述处理器的老化和/或实际温度导致的电压偏差值。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括存储单元，所述控制系统还包括调压控制模块、电压控制模块和电压探测模块；
所述处理器用于获取待校准频率，并根据频率和基本工作电压的对应关系，发送所述待校准频率对应的基本工作电压值至所述调压控制模块；
所述调压控制模块用于根据所述待校准频率对应的基本工作电压值，发送调压信号至所述电压控制模块；
所述电压控制模块用于根据所述调压信号，向所述电源管理模块发送电压信号；
所述电源管理模块用于根据所述电压信号输出所述待校准频率对应的基本工作电压值；
当所述处理器的当前工作频率为所述待校准频率时，所述处理器还用于向所述调压控制模块发送第一电压探测请求信号，且执行校准负载指令，当所述校准负载指令执行完成时，向所述调压控制模块发送第二电压探测请求信号；
根据所述第一电压探测请求信号，所述调压控制模块还用于向所述电压探测模块发送电压探测控制信号，并接收所述电压探测模块探测的所述电源分配网络的纹波电压值，直至接收到所述第二电压探测请求信号时，向所述处理器反馈探测的所述电源分配网络的纹波电压值；
所述处理器还用于根据反馈的所述电源分配网络的纹波电压值确定所述当前工作频率对应的实际纹波电压值，并保存至所述存储单元中；
其中，所述处理器包括N个工作频率，N为大于或等于2的正整数，所述当前工作频率为N个工作频率中的一者。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述调压控制模块还用于获取所述电压探测模块探测到的所述电源管理模块输出的实际工作电压值，若所述实际工作电压值的波动范围小于预设波动范围，则将实际工作电压值发送至所述处理器；
所述处理器还用于判断是否在第一预设时间内接收到所述调压控制模块发送的实际工作电压值，若在第一预设时间接收到所述实际工作电压值，则确定所述处理器的当前工作频率为所述待校准频率。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述处理器还用于判断所述实际工作电压值与所述基本工作电压值的差值在预设差值范围内。
10.根据权利要求7-9任一项所述的电子设备，其特征在于，所述处理器向所述调压控制模块发送第一电压探测请求信号之后，所述处理器的模式为低功耗模式，且延时第二预设时间后执行校准负载指令。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；一个或多个存储器；所述一个或多个存储器存储有一个或多个程序，当所述一个或者多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备执行权利要求1至5中任一项所述的电压调整方法。
12.一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行权利要求1至5中任一项所述的电压调整方法。
13.一种芯片，其特征在于，包括一个或多个接口电路和一个或多个处理器；所述接口电路用于从电子设备的存储器接收信号，并向所述处理器发送所述信号，所述信号包括存储器中存储的计算机指令；当所述处理器执行所述计算机指令时，使得所述电子设备执行权利要求1至5中任一项所述的电压调整方法。
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