DE102013109238A1 - Verfahren zum Durchführen eines dynamischen Spannungs- und Frequenz-Skalierungsbetriebs, Verfahren durchführender Anwendungsprozessor und mobile Vorrichtung mit dem Anwendungsprozessor - Google Patents

Verfahren zum Durchführen eines dynamischen Spannungs- und Frequenz-Skalierungsbetriebs, Verfahren durchführender Anwendungsprozessor und mobile Vorrichtung mit dem Anwendungsprozessor Download PDF

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Taek-kyun Shin
Sang-Jung Jeon
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Abstract

Ein Verfahren zum Durchrühren einer dynamischen Spannungs- und Frequenz-Skalierungs-Operation weist auf: ein Steuern einer Takt-Managementeinheit (CMU) (122) derart, dass sie einen Betriebszustand einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) (126) vorhersagt, und dass sie einer integrierten Leistungsmanagement-Schaltung (PMIC) (140) Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der CPU (126) bereitstellt, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Änderung einer Betriebsfrequenz (OP-FRQ) eines Anwendungsprozessors (120) anzeigen und ein Steuern der PMIC (140) derart, dass sie eine Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120) basierend auf den von der Takt-Managementeinheit (122) bereitgestellten Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) ändert.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
  • Diese Anmeldung beansprucht unter 35 U. S. C. § 119 die Priorität der am 10. September 2012 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2012-0099753 , deren Gegenstand hiermit durch Bezugnahme mit eingebunden ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ausführungen des erfinderischen Konzepts beziehen sich allgemein auf eine dynamische Spannungs- und Frequenz-Skalierungs(DVFS = Dynamic Voltage and Frequency Scaling)-Technik. Genauer beziehen sich bestimmte Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts auf ein Verfahren zum Durchführen einer DVFS-Operation, einen Anwendungsprozessor, welcher die DVFS-Operation durchführt, und eine mobile Vorrichtung, welche den Anwendungsprozessor aufweist.
  • Mobile Vorrichtungen weisen im Allgemeinen einen Anwendungsprozessor zum Steuern von Operationen von einem oder mehreren funktionalen Modulen auf. Solche funktionalen Module können beispielsweise ein Kommunikationsmodul, ein Multimedia-Modul usw. aufweisen. Da mobile Vorrichtungen im Allgemeinen eine Batterie für die Leistung verwenden, gibt es eine allgemeine Notwendigkeit, dass der Anwendungsprozessor und die funktionalen Module eine geringe Leistungsmenge verbrauchen. Nichtsdestotrotz verbraucht der Anwendungsprozessor oftmals eine relativ hohe Leistungsmenge verglichen zu anderen Komponenten bzw. Bestandteilen in der mobilen Vorrichtung. Demnach setzen viele mobile Vorrichtungen eine DVFS-Technik ein, welche einen Betriebszustand einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU = Central Processing Unit) in dem Anwendungsprozessor vorhersagt und dynamisch eine Betriebsfrequenz und eine Betriebsspannung des Anwendungsprozessors basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand ändert.
  • Wenn eine DVFS-Operation für den Anwendungsprozessor in der mobilen Vorrichtung durchgeführt wird, sieht der Anwendungsprozessor Betriebsfrequenz-Informationen vor, welche eine Änderung (beispielsweise eine Zunahme oder eine Abnahme) der Betriebsfrequenz für eine integrierte Leistungsmanagement-Schaltung (PMIC = Power Management Integrated Circuit) vorsehen. Die Betriebsfrequenz-Informationen werden basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der CPU erzeugt und die PMIC ändert die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen.
  • In herkömmlichen DVFS-Techniken kann eine Wechselwirkung bzw. Interaktion zwischen dem Anwendungsprozessor und der PMIC aufgrund einer Software wie beispielsweise eines Betriebssystems (OS = Operating System), welche Interaktionen zwischen dem Anwendungsprozessor und der PMIC steuert, eine beschränkte Geschwindigkeit haben. Als ein Ergebnis können die herkömmlichen DVFS-Techniken scheitern, in Echtzeit die Betriebsfrequenz und die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand zu ändern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einer Ausführungsform des erfinderischen Konzepts weist ein Verfahren zum Durchführen einer dynamischen Spannungs- und Frequenz-Skalierungsoperation auf: ein Steuern einer Taktmanagement-Einheit (CMU = Clock Management Unit) derart, dass sie einen Betriebszustand einer CPU vorhersagt und dass sie einer PMIC Betriebsfrequenz-Informationen basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der CPU bereitstellt, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen eine Änderung einer Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors anzeigen, und ein Steuern der PMIC derart, dass eine Betriebsspannung des Anwendungsprozessors basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen, welche von der Taktmanagement-Einheit bereitgestellt werden, zu ändern.
  • In einer anderen Ausführungsform des erfinderischen Konzepts weist ein Anwendungsprozessor auf: eine zentrale Verarbeitungseinheit, welche dazu konfiguriert ist, basierend auf einem Taktsignal zu arbeiten, eine Takt-Erzeugungseinheit, welche dazu konfiguriert ist, das Taktsignal zu erzeugen, und eine CMU, welche dazu konfiguriert ist, einen Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit vorherzusagen, einer PMIC Betriebsfrequenz-Informationen basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit bereitzustellen, und eine Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit zu ändern, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen eine Änderung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors entsprechend einer Frequenz des Taktsignals anzeigen. Eine Betriebsspannung des Anwendungsprozessors, welche durch die PMIC zur Verfügung gestellt wird, wird basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen geändert.
  • In noch einer anderen Ausführungsform des erfinderischen Konzepts weist eine mobile Vorrichtung wenigstens auf ein funktionales Modul, einen Anwendungsprozessor, welcher dazu konfiguriert ist, einen Betriebszustand einer CPU vorherzusagen, Betriebsfrequenz-Informationen basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der CPU auszugeben, und eine Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der CPU in Hardware zu ändern, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen eine Änderung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors anzeigen, und eine PMIC, welche dazu konfiguriert ist, eine Betriebsspannung des Anwendungsprozessors basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen zu ändern.
  • In noch einer anderen Ausführungsform des erfinderischen Konzepts ist ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung vorgesehen, welche einen Anwendungsprozessor, eine CMU und eine PMIC aufweist. Das Verfahren weist auf: ein Betreiben der CMU derart, dass sie einen Betriebszustand einer CPU in dem Anwendungsprozessor vorhersagt, und der PMIC Betriebsfrequenz-Informationen basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand bereitstellt, ein Betreiben der PMIC derart, dass sie eine Betriebsspannung des Anwendungsprozessors erhöht, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen eine Erhöhung in einer Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors anzeigen, und ein Betreiben der PMIC derart, dass sie die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors verringert, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen eine Verringerung in der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors anzeigen.
  • Diese und andere Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts können möglicherweise einen unnötigen Leistungsverbrauch, welcher aus einem Phänomen resultiert, in welchem eine Betriebsspannung eines Anwendungsprozessors verglichen zu einer Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors unnötig hoch ist, vermeiden, und sie können auch eine Fehlfunktion, welche aus einem Phänomen resultiert, in welchem die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors eine erwünschte Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors nicht unterstützen kann, verhindern.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Zeichnungen veranschaulichen ausgewählte Ausführungsformen des erfinderischen Konzepts. In den Zeichnungen zeigen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale an.
  • 1 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Durchführen einer DVFS-Operation gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Konzepts veranschaulicht.
  • 2 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang veranschaulicht, in welchem eine DVFS-Operation durch das Verfahren der 1 durchgeführt wird.
  • 3 ist ein Konzeptdiagramm, welches einen Vorgang veranschaulicht, in welchem eine DVFS-Operation durch das Verfahren der 1 durchgeführt wird.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang veranschaulicht, in welchem eine Betriebsspannung und eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch das Verfahren der 1 erhöht werden.
  • 5 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem eine Betriebsspannung und eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch das Verfahren der 1 erhöht werden.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang veranschaulicht, in welchem eine Betriebsspannung und eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch das Verfahren der 1 verringert werden.
  • 7 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem eine Betriebsspannung und eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch das Verfahren der 1 verringert werden.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern eines Phasen-Regelkreises (PLL = Phase Locked Loop) einer Takt-Erzeugungseinheit erhöht.
  • 9 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit verringert.
  • 10 ist ein Zeitverlaufsdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine DVFS-Operation für einen Anwendungsprozessor durch ein Steuern einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern eines Takt-Teilers einer Takt-Erzeugungseinheit erhöht.
  • 12 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern eines Takt-Teilers einer Takt-Erzeugungseinheit verringert.
  • 13 ist ein Zeitverlaufsdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine DVFS-Operation für einen Anwendungsprozessor durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • 14 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern einer Frequenz-Teilers und einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit ändert.
  • 15 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers, mehrerer PLLs und eines Multiplexers einer Takt-Erzeugungseinheit ändert.
  • 16 ist ein Blockschaltbild, welches einen Anwendungsprozessor gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Konzepts veranschaulicht.
  • 17 ist ein Konzeptdiagramm, welches einen Vorgang veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine Interaktion mit einer PMIC durchführt.
  • 18 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • 19 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern einer Frequenz-Teilers einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • 20 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern eines Frqeuenz-Teilers und einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • 21 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern einer Frequenz-Teilers, mehrerer PLLs und eines Multiplexers einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • 22 ist ein Blockschaltbild, welches ein anderes Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers, mehrerer PLLs und eines Multiplexers einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • 23 ist ein Blockschaltbild, welches eine mobile Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Konzepts veranschaulicht.
  • 24 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem eine mobile Vorrichtung der 23 als ein Smart-Phone implementiert ist.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Verschiedene Ausführungsformen werden vollständiger hierin nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in welchen einige Ausführungsformen gezeigt sind. Das erfinderische Konzept kann jedoch in vielen unterschiedlichen Formen ausgeführt werden, und sollte nicht als auf die hierin erläuterten Ausführungsformen beschränkt betrachtet werden. Vielmehr sind diese Ausführungsformen vorgesehen, so dass diese Offenbarung gewissenhaft und vollständig sein wird, und den Umfang des erfinderischen Konzepts Fachleuten vollständig übermittelt wird. In den Zeichnungen können die Größen und relativen Größen von Schichten und Bereichen zur Klarheit überhöht sein. Gleiche Bezugszahlen beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente.
  • Es wird verstanden werden, dass, obwohl die Wortlaute erster/erste/erstes, zweiter/zweite/zweites, dritter/dritte/drittes etc. hierin verwendet werden können, um verschiedene Elemente zu beschreiben, diese Elemente durch diese Wortlaute nicht beschränkt werden sollten. Diese Wortlaute werden verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden. Demnach könnte ein erstes Element, welches untenstehend diskutiert wird, als ein zweites Element benannt werden, ohne von den Lehren des erfinderischen Konzepts abzuweichen. Wenn hierin verwendet schließt der Begriff ”und/oder” irgendeine und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugeordneten aufgelisteten Gegenstände ein.
  • Es wird verstanden werden, dass wenn auf ein Element Bezug genommen wird als „verbunden” oder „gekoppelt” mit einem anderen Element, es mit dem anderen Element direkt verbunden oder gekoppelt sein kann, oder dass dazwischenliegende Elemente gegenwärtig sein können. Im Gegensatz dazu sind, wenn auf ein Element Bezug genommen wird als „direkt verbunden” oder „direkt gekoppelt” mit einem anderen Element, keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden. Andere Worte, die verwendet werden, um die Beziehung zwischen Elementen zu beschreiben, sollten in einer ähnlichen Art interpretiert werden (beispielsweise „zwischen” gegenüber „direkt zwischen”, „benachbart” gegenüber „direkt benachbart”, etc.).
  • Die Terminologie, welche hierin verwendet ist, ist nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und sie ist nicht vorgesehen, um für das erfinderische Konzept beschränkend zu sein. Wenn hierin verwendet sind die Singularformen ”einer/eine/eines” und ”der/die/das” vorgesehen, um ebenso die Pluralformen mit einzuschließen, solange der Zusammenhang nicht deutlich Anderweitiges anzeigt. Es wird weiterhin verstanden werden, dass die Begriffe ”weist auf” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit von genannten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch die Anwesenheit oder Hinzufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, ganzer Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen.
  • Solange nicht anderweitig definiert, haben alle Wortlaute bzw. Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe), welche hierin verwendet werden, dieselbe Bedeutung wie allgemein durch einen Fachmann auf dem Gebiet, zu dem dieses erfinderische Konzept gehört, verstanden wird. Es wird weiterhin verstanden werden, dass Wortlaute, wie diese, welche in gemeinhin verwendeten Wörterbüchern definiert sind, interpretiert werden sollten als eine Bedeutung habend, welche konsistent mit ihrer Bedeutung in dem Kontext des relevanten Fachgebietes ist, und nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinn interpretiert werden, solange nicht ausdrücklich hierin so definiert.
  • 1 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Durchführen einer DVFS-Operation gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Konzepts veranschaulicht. 2 ist ein Flussdiagramm, welches eine Vorgang veranschaulicht, in welchem eine DVFS-Operation durch das Verfahren der 1 durchgeführt wird. 3 ist ein Konzeptdiagramm, welches einen Vorgang veranschaulicht, in welchem eine DVFS-Operation durch das Verfahren der 1 durchgeführt wird. In der Beschreibung, welche folgt, werden beispielhafte Verfahrensmerkmale durch Klammern (SXXX) angezeigt werden, um sie von den beispielhaften Vorrichtungsmerkmalen zu unterscheiden.
  • Bezug nehmend auf die 1 bis 3 steuert das Verfahren der 1 eine Takt-Managementeinheit (CMU = Clock Management Unit) 122, um einen Betriebszustand einer CPU 126 in einem Anwendungsprozessor (AP = Application Processor) 120 vorherzusagen, und um Betriebsfrequenz-Informationen CIS für eine PMIC 140 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand einer zentralen Verarbeitungseinheit 126 vorzusehen (S120), wobei die Betriebsfrequenz-Informationen CIS eine Änderung einer Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 anzeigen. Nachfolgend steuert das Verfahren die PMIC 140, um eine Betriebsspannung OP-VOL eines Anwendungsprozessors 120 basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche von der Takt-Managementeinheit 122 vorgesehen sind, zu ändern (S140).
  • Eine elektronische Vorrichtung führt typischerweise ein DVFS-Operation für einen Anwendungsprozessor 120 durch ein dynamisches Ändern einer Betriebsspannung OP-VOL und einer Betriebsfrequenz OP-FRQ eines Anwendungsprozessors 120 basierend auf einer Arbeitslast des Anwendungsprozessors 120 (d. h. einer Arbeitslast der zentralen Verarbeitungseinheit 126 in einem Anwendungsprozessor 120) durch. Die DVFS-Operation wird für einen Anwendungsprozessor 120 durchgeführt durch ein Vorhersagen eines nächsten Betriebszustands (d. h. eines zukünftigen Betriebszustands) der zentralen Verarbeitungseinheit 126 basierend auf einem gegenwärtigen Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 und durch ein Ändern der Betriebsspannung OP-VOL und der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126.
  • Eine Operation zum Ändern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 wird durch den Anwendungsprozessor 120 durchgeführt, und eine Operation zum Ändern der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 wird durch die PMIC 140 durchgeführt. Um die DVFS-Operation für den Anwendungsprozessor 120 in Echtzeit durchzuführen, steuert das Verfahren der 1 die Interaktion zwischen dem Anwendungsprozessor 120 und der PMIC 140 in Hardware (d. h. nicht in Software wie beispielsweise einem Betriebssystem (OS = Operating System)). Demnach steuert das Verfahren der 1 die Takt-Managementeinheit 120 des Anwendungsprozessors 120, so dass er eine Interaktion zwischen dem Anwendungsprozessor 120 und der PMIC 140 durchführt. Als ein Ergebnis kann die Interaktion zwischen dem Anwendungsprozessor 120 und der PMIC 140 unter einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt werden. Demnach kann die DVFS-Operation für einen Anwendungsprozessor 120 in Echtzeit durchgeführt werden.
  • Das Verfahren der 1 steuert die Takt-Managementeinheit 122, so dass sie den Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 vorhersagt, und so dass sie die Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 140 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 vorsieht (S120). Wie obenstehend beschrieben ist, zeigen die Betriebsfrequenz-Informationen CIS eine Änderung der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 an. In anderen Worten gesagt zeigen die Betriebsfrequenz-Informationen CIS an, ob die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu erhöhen ist oder zu verringern ist. Besonders steuert, wie in 2 veranschaulicht ist, das Verfahren der 1 die Takt-Managementeinheit 122, so dass sie einen gegenwärtigen Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 überwacht, um einen nächsten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 vorherzusagen (S210), und um zum bestimmen, ob oder ob nicht eine Änderung der Betriebsspannung OP-VOL und der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 benötigt wird, basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 (S220). Hier steuert, wenn die Takt-Managementeinheit 122 bestimmt, dass eine Änderung der Betriebsspannung OP-VOL und der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 benötigt wird, das Verfahren die Takt-Managementeinheit 122, so dass sie die Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche anzeigen, dass die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu ändern ist, für die PMIC 140 vorsieht. Als ein Ergebnis steuert das Verfahren der 1 jeweils die PMIC 140 und den Anwendungsprozessor 120, so dass sie die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 ändern (S230). Andererseits steuert, wenn die Takt-Managementeinheit 122 bestimmt, dass eine Änderung der Betriebsspannung OP-VOL und der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 nicht benötigt wird das Verfahren die Takt-Managementeinheit 122, so dass sie einen gegenwärtigen Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 überwacht, um einen nächsten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 vorherzusagen (S210).
  • Wie obenstehend beschrieben ist, sieht die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche anzeigen, dass eine Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu ändern ist, für die PMIC 140 vor, wo basierend auf dem vorgesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 bestimmt wird, dass eine Änderung der Betriebsspannung OP-VOL und der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 benötigt wird. Demnach steuert das Verfahren der 1 die PMIC 140, so dass sie eine Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche von der Takt-Managementeinheit 122 vorgesehen sind, ändert (S140). Besonders steuert das Verfahren die PMIC 140, so dass sie die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 erhöht, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen CIS eine Erhöhung der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 anzeigen, d. h. wo sie anzeigen, dass eine Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu erhöhen ist. Andererseits steuert das Verfahren die PMIC 140, so dass sie die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 verringert, wo die Betriebsfrequenz-Informationen CIS eine Verringerung der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 anzeigen, d. h., wo sie anzeigen, dass die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu verringern ist. Um einen Normalbetrieb des Anwendungsprozessors 120 zu erreichen, steuert das Verfahren die Takt-Managementeinheit 122, so dass sie eine Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 nach einem Steuern der PMIC 140 zum Erhöhen der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 erhöht, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen CIS anzeigen, dass die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu erhöhen ist. Andererseits steuert das Verfahren die Takt-Managementeinheit 122, so dass sie die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 verringert, bevor sie die PMIC 140 steuert, die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 zu verringern, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen CIS anzeigen, dass die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu verringern ist. Diese Operationen werden untenstehend unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 beschrieben werden.
  • Die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 entspricht einer Frequenz eines Taktsignals, welches von einer Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird. Zusätzlich kann die Frequenz des Taktsignals durch die Takt-Managementeinheit 122 bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen weist die Takt-Erzeugungseinheit 124 eine PLL und einen Frequenz-Teiler (d. h. einen Takt-Teiler) auf. Hier kann die Frequenz des Taktsignals derart bestimmt werden, dass der Frequenz-Teiler eine Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals, welches von der PLL ausgegeben wird, teilt. Beispielsweise kann, um die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu ändern, das Verfahren die Frequenz des Taktsignals ändern durch ein Steuern der Takt-Managementeinheit 122, so dass sie die PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert. Unter diesen Umständen ist es für das Verfahren notwendig, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu einem vorbestimmten Default-Wert zu fixieren, da die Frequenz des Taktsignals instabil wird, wenn die Takt-Managementeinheit 122 die PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert. Beispielsweise kann, um die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu ändern, das Verfahren die Frequenz des Taktsignals ändern durch ein Steuern der Takt-Managementeinheit 122, so dass sie den Frequenz-Teiler der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert. Unter diesen Umständen ist es für das Verfahren der 1 nicht notwendig, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 auf einen vorbestimmten Default-Wert zu fixieren, da die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 unmittelbar geändert wird, wenn ein Teilungsverhältnis des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124 geändert wird. Beispielsweise kann zum Ändern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 das Verfahren der 1 die Frequenz des Taktsignals ändern durch ein Steuern der Takt-Managementeinheit 122, so dass sie sowohl die PLL als auch den Frequenz-Teiler der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert. Unter diesen Umständen ist es für das Verfahren der 1 nötig, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 auf einen vorbestimmten Default-Wert zu fixieren, da die Frequenz des Taktsignals instabil wird, wenn die Takt-Managementeinheit 122 die PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert.
  • In einigen anderen Ausführungsformen weist die Takt-Erzeugungseinheit 124 mehrere PLLs, einen Multiplexer und einen Frequenz-Teiler auf. Die Frequenz des Taktsignals kann derart bestimmt werden, dass der Frequenz-Teiler eine Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals teilt, welches durch den Multiplexer unter den mehreren Ausgangssignalen, welche von den PLLs ausgegeben werden, ausgewählt wird. Beispielsweise kann, um einen Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu ändern, das Verfahren die Frequenz des Taktsignals ändern durch ein Steuern der Takt-Managementeinheit 122, so dass sie die PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert. Unter diesen Umständen ist es für das Verfahren nötig, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 auf einen bestimmten Default-Wert zu fixieren, da die Frequenz des Taktsignals instabil wird, wenn die Takt-Managementeinheit 122 die PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert. Beispielsweise kann, um die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu ändern, das Verfahren die Frequenz des Taktsignals ändern durch ein Steuern der Takt-Managementeinheit 122, so dass sie eine PLL unter den PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 124 auswählt. In einem anderen Beispiel kann, um die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu ändern, das Verfahren die Frequenz des Taktsignals ändern durch ein Steuern der Takt-Managementeinheit 120, so dass sie den Frequenz-Teiler der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert. In noch einem anderen Beispiel kann, um die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu ändern, das Verfahren der 1 die Frequenz des Taktsignals ändern durch ein Steuern der Takt-Managementeinheit 122, so dass sie den Frequenz-Teiler der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert, sowie eine PLL unter den PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 124 auswählt.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, weist das Verfahren der 1 eine Interaktion zwischen dem Anwendungsprozessor 120 und der PMIC 140 bei einer hohen Geschwindigkeit auf, um den Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 in dem Anwendungsprozessor 120 vorherzusagen. Die Interaktion wird verwendet, um zu bestimmen, ob die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu erhöhen oder zu verringern ist. Das Verfahren weist weiterhin ein Vorsehen der Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 140 auf, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen CIS basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 erzeugt werden, und ein Ändern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 in Hardware, d. h. unter Verwendung der Takt-Managementeinheit 122. Als ein Ergebnis können die Betriebsfrequenz OP-FRQ und die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 in Echtzeit geändert werden.
  • Im Vergleich zu alternativen DVFS-Techniken, in welchen der Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 durch eine Software wie beispielsweise ein Betriebssystem vorhergesagt wird, und die Interaktion zwischen dem Anwendungsprozessor 120 und der PMIC 140 durch eine Schnittstelle wie beispielsweise eine Inter-Integrierte-Schaltungs(I2C)-Schnittstelle durchgeführt wird, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen CIS von dem Anwendungsprozessor 120 für die PMIC 140 vorgesehen sind, führt das Verfahren der 1 die Interaktion zwischen dem Anwendungsprozessor 120 und der PMIC 140 unter hoher Geschwindigkeit durch und kann demnach die Betriebsfrequenz OP-FRQ und die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 in Echtzeit ändern. In einigen Ausführungsformen empfängt die Takt-Managementeinheit 122 ein Rückkopplungssignal von der PMIC 140, so dass sie informiert wird, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 geändert wird (beispielsweise durch einen Handshake). In einigen Ausführungsformen bestimmt die Takt-Managementeinheit 122, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 geändert wird, wenn eine vorbestimmte Überprüfungszeit verstreicht nach dem Vorsehen der Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 140. Das erfinderische Konzept ist jedoch nicht auf diese oder andere Variationen, welche obenstehend beschrieben sind, beschränkt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang veranschaulicht, in welchem eine Betriebsspannung und eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch das Verfahren der 1 erhöht werden. 5 ist ein Diagramm, welches eine Beispiel veranschaulicht, in welchem eine Betriebsspannung und einen Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch das Verfahren der 1 erhöht werden.
  • Bezug nehmend auf die 4 und 5 werden eine Betriebsspannung OP-VOL und eine Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch das Verfahren der 1 erhöht. Besonders bestimmt das Verfahren der 1, die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 zu erhöhen (S310), sie erhöht die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 (S320) und erhöht dann die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (S330). Beispielsweise kann, wie in 5 veranschaulicht ist, die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 0,9 V zu 1,1 V erhöht werden, und dann kann die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von 200 MHz auf 600 MHz erhöht werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit UDL verstreicht.
  • Im Allgemeinen hängt ein Maximalbetrag der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von einer Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 ab. Das heißt, dass, wenn eine Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 verringert wird, ein Maximalwert, auf welchen die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 erhöht werden kann, verringert werden kann. Demnach kann, wenn die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu derselben Zeit erhöht werden, oder wenn die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 vor der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors erhöht wird, ein Phänomen auftreten, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 nicht unterstützen kann, da die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 unter Berücksichtigung der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 relativ hoch sein kann. Unter diesen Umständen kann eine DVFS-Operation für den Anwendungsprozessor 120 nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden. Demnach steuert, wenn die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 erhöht wird, das Verfahren der 1 die PMIC 140, um die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 auf einen bestimmten Pegel zu erhöhen, welcher eine erwünschte Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 120 unterstützt, und dann steuert sie die Takt-Managementeinheit 122, so dass sie die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 erhöht. Als ein Ergebnis kann das Verfahren der 1 unnötige Leistungsaufnahme, welche aus einem Phänomen resultiert, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 unnötig hoch ist verglichen zu der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120, vermeiden, und es kann ebenso eine Fehlfunktion verhindern, welche aus einem Phänomen resultiert, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 eine erwünschte Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 120 nicht unterstützen kann.
  • Wie in 5 veranschaulicht ist, erhöht die PMIC 140 die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Leistungs-Steuersignal PMC. Hier kann das Leistungs-Steuersignal PMC basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche von der Takt-Managementeinheit 122 vorgesehen sind, erzeugt werden. Nachfolgend kann die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Takt-Steuersignal PLC erhöhen. Hier wird das Takt-Steuersignal PLC basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 erzeugt. Das Takt-Steuersignal PLC kann erzeugt werden, wenn eine vorbestimmte Zeit UDL nach dem Leistungs-Steuersignal PMC verstreicht.
  • Das Takt-Steuersignal PLC weist ein erstes Takt-Steuersignal, welches einen Frequenz-Teiler der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert, ein zweites Taktsignal, welches eine PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert und/oder ein drittes Takt-Steuersignal auf, welches einen Multiplexer der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert. Beispielsweise kann, wenn die Takt-Erzeugungseinheit 124 eine PLL und einen Frequenz-Teiler aufweist, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 geändert werden durch ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124 oder durch ein Steuern der PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 oder durch ein Steuern sowohl des Frequenz-Teilers als auch der PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124. In diesem Beispiel kann ein Takt-Steuersignal PLC das erste Takt-Steuersignal und das zweite Takt-Steuersignal aufweisen. Als ein anderes Beispiel kann, wenn die Takt-Erzeugungseinheit 124 mehrere PLLs, einen Frequenz-Teiler und einen Multiplexer aufweist, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 geändert werden durch ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124, durch ein Auswählen einer PLL unter den PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 124 oder durch ein Auswählen einer PLL unter den PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 124 sowie ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124. In diesem Beispiel kann ein Takt-Steuersignal PLC das erste Takt-Steuersignal, das zweite Takt-Steuersignal und das dritte Takt-Steuersignal aufweisen.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, steuert, wenn die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 erhöht werden, das Verfahren der 1 die PMIC 140, so dass sie die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 erhöht, und steuert dann die Takt-Managementeinheit 120, um die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu erhöhen, wenn die vorbestimmte Zeit UDL verstreicht, nachdem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 erhöht ist. Hier kann die vorbestimmte Zeit UDL gewählt sein, so dass sie länger ist als eine Zeit, welche für eine PMIC 140 notwendig ist, um die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen empfängt die Takt-Managementeinheit 122 ein Rückkopplungssignal von der PMIC 140, so dass sie informiert wird, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 geändert wird bzw. ist. In einigen Ausführungsformen bestimmt die Takt-Managementeinheit 122, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 geändert wird, wenn eine vorbestimmte Überprüfungszeit verstreicht, nachdem die Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 140 vorgesehen werden. Das erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, kann, wenn die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 erhöht werden, das Verfahren der 1 eine unnötige Leistungsaufnahme verhindern, welche aus einem Phänomen resultiert, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 unnötig hoch ist verglichen zu der Betriebsfrequenz OP-FRQ, und es kann eine Fehlfunktion vermeiden, welche aus einem Phänomen resultiert, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 eine erwünschte Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 120 nicht unterstützen kann.
  • 6 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang veranschaulicht, in welchem eine Betriebsspannung und eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch das Verfahren der 1 verringert werden. 7 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem eine Betriebsspannung und eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch das Verfahren der 1 verringert werden.
  • Bezug nehmend auf die 6 und 7 werden die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch das Verfahren der 1 verringert. Besonders bestimmt das Verfahren der 1 die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu verringern basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 (S315), verringert die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (S325) und verringert dann die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 (S335). Beispielsweise kann, wie in 7 veranschaulicht ist, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von 600 MHz auf 200 MHz verringert werden, und dann kann die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1,1 V auf 0,9 V verringert werden, nachdem eine vorbestimmte Zeit DDL verstreicht.
  • Allgemein hängt ein Maximalwert der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 ab. Das heißt, dass, wenn die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 verringert wird, ein Maximalwert, auf welchen eine Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 erhöht werden kann, verringert werden kann. Demnach kann, wenn die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu derselben Zeit verringert werden, oder wenn die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 vor der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors verringert wird, ein Phänomen auftreten, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 nicht unterstützen kann, da die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 relativ gering sein kann verglichen zu der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120. Unter diesen Umständen kann eine DVFS-Operation nicht ordnungsgemäß für den Anwendungsprozessor 120 durchgeführt werden. Demnach steuert, wenn es die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 verringert, das Verfahren der 1 die Takt-Managementeinheit 122, so dass sie die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu einer erwünschten Betriebsfrequenz verringert, und dann steuert sie die PMIC 140, so dass sie die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 verringert. Als ein Ergebnis kann das Verfahren der 1 eine unnötige Leistungsaufnahme verhindern, welche aus einem Phänomen resultiert, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 unnötig hoch ist verglichen zu der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (d. h. dass ein großer Leck-Strom auftritt), und es kann eine Fehlfunktion verhindern, welche aus einem Phänomen resultiert, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 eine erwünschte Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 120 nicht unterstützen kann.
  • Wie in 7 veranschaulicht ist, verringert die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Takt-Steuersignal PLC. Hier wird das Takt-Steuersignal PLC basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 erzeugt.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, kann ein Takt-Steuersignal PLC ein erstes Steuersignal, welches einen Frequenz-Teiler der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert, ein zweites Takt-Steuersignal, welches eine PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert, und/oder ein drittes Takt-Steuersignal, welches einen Multiplexer der Takt-Erzeugungseinheit 124 steuert, aufweisen. Beispielsweise kann, wenn die Takt-Erzeugungseinheit 124 eine PLL und einen Frequenz-Teiler aufweist, eine Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 geändert werden durch ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124, durch ein Steuern der PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 oder durch ein Steuern sowohl des Frequenz-Teilers als auch der PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124. Unter diesen Umständen kann ein Takt-Steuersignal PLC das erste Takt-Steuersignal und das zweite Takt-Steuersignal aufweisen.
  • Zusätzlich kann, wenn die Takt-Erzeugungseinheit 124 mehrere PLLs, einen Frequenz-Teiler und einen Multiplexer aufweist, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 geändert werden durch ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124, durch ein Auswählen einer PLL unter den PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 124 oder durch ein Auswählen einer PLL unter den PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 124 sowie ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124. Dies heißt, dass ein Takt-Steuersignal PLC das erste Takt-Steuersignal, das zweite Takt-Steuersignal und das dritte Takt-Steuersignal aufweisen kann.
  • Nachfolgend verringert die PMIC 140 die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Leistungs-Steuersignal PMC. Hier kann das Leistungs-Steuersignal PMC basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche von der Takt-Managementeinheit 122 vorgesehen sind, erzeugt werden. Wie in 7 veranschaulicht, wird ein Leistungs-Steuersignal PMC erzeugt, wenn die vorbestimmte Zeit DDL nach dem Takt-Steuersignal PLC verstreicht.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, steuert, wenn die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 verringert werden, das Verfahren der 1 die Takt-Managementeinheit 122, so dass sie die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 verringert, und dann steuert sie die PMIC 140, so dass sie die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 verringert, wenn die vorbestimmte Zeit DDL verstreicht, nachdem die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 verringert ist. Hier ist die vorbestimmte Zeit DDL gewählt, so dass sie länger ist als eine Zeit, welche für eine Takt-Managementeinheit 122 nötig ist, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu verringern.
  • In einigen Ausführungsformen empfängt die Takt-Managementeinheit 122 ein Rückkopplungssignal von der PMIC 140, um informiert zu sein, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 geändert ist bzw. wird. In einigen Ausführungsformen bestimmt die Takt-Managementeinheit 122, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 geändert ist bzw. wird, wenn eine vorbestimmte Überprüfungszeit nach dem Vorsehen der Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 140 verstreicht. Das erfinderische Konzept ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wie obenstehend beschrieben ist, kann, wenn es die Betriebsspannung OP-VOL und die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 verringert, das Verfahren der 1 eine unnötige Leistungsaufnahme verhindern, welche aus einem Phänomen resultiert, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 unnötig hoch ist verglichen zu der Betriebsfrequenz OP-FRQ, und es kann eine Fehlfunktion, welche aus einem Phänomen resultiert, in welchem die Betriebsspannung OP-VOL eines Anwendungsprozessors 120 eine erwünschte Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors 120 nicht unterstützen kann, verhindern.
  • 8 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit erhält. 9 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit verringert. 10 ist ein Zeitverlaufsdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine DVFS-Operation für einen Anwendungsprozessor durch ein Steuern einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • Bezug nehmend auf die 8 bis 10 arbeitet der Anwendungsprozessor 120 bei einer Betriebsspannung OP-VOL von 1 V und einer Betriebsfrequenz OP-FRQ von 800 MHz. Nachfolgend arbeitet der Anwendungsprozessor 120 bei einer Betriebsspannung OP-VOL von 1,1 V und einer Betriebsfrequenz OP-FRQ von 1 GHz unter Beachtung eines Betriebszustands der zentralen Verarbeitungseinheit 126. Als nächstes arbeitet der Anwendungsprozessor 120 bei einer Betriebsspannung OP-VOL von 0,9 V und einer Betriebsfrequenz OP-FRQ von 500 MHz unter Beachtung eines Betriebszustandes der zentralen Verarbeitungseinheit 126. Es wird in den 8 bis 10 angenommen, dass ein Frequenz-Teiler der Takt-Erzeugungseinheit 124 basierend auf einem Teilungsverhältnis von 1 arbeitet. In anderen Worten gesagt kann die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 angepasst werden nur durch ein Steuern einer PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124.
  • Bezug nehmend auf die 8 bis 10 beginnt die PMIC 140 eine Operation zum Erhöhen der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Leistungs-Steuersignal PMC (S410) und sie beendet dann die Operation zum Erhöhen der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 (S420) nach dem Durchführen der Operation zum Erhöhen der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 während einer vorbestimmten Zeit. Hier erzeugt die PMIC 140 ein Leistungs-Steuersignal PMC basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen CIS. Besonders kann die PMIC 140 eine Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1 V auf 1,1 V in Antwort auf das Leistungs-Steuersignal PMC erhöhen, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen CIS eine Erhöhung der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (beispielsweise von 800 MHz zu 1 GHz) anzeigen. Wie in 10 veranschaulicht ist, erhöht in Antwort auf das Leistungs-Steuersignal PMC die PMIC 140 die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1 V auf 1,1 V während einer Periode zwischen einer ersten Zeit t1 und einer zweiten Zeit t2. In einigen Ausführungsformen empfängt die Takt-Managementeinheit 122 ein Rückkopplungssignal von der PMIC 140, um informiert zu werden, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1 V auf 1,1 V erhöht wird. In einigen Ausführungsformen bestimmt die Takt-Managementeinheit 122, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1 V auf 1,1 V erhöht wird, wenn eine vorbestimmte Überprüfungszeit verstreicht nach dem Vorsehen der Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 140.
  • Als nächstes beginnt die Takt-Managementeinheit 122 eine Operation zum Erhöhen der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Takt-Steuersignal PLC (S430) und dann beendet sie die Operation zum Erhöhen der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (S450) nach dem Durchführen der Operation zum Erhöhen der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 während einer vorbestimmten Zeit. Hier erzeugt die Takt-Managementeinheit 122 ein Takt-Steuersignal PLC basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126. Wie obenstehend beschrieben ist, kann die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 erhöht werden, nachdem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 erhöht ist. Demnach kann das Takt-Steuersignal PLC erzeugt werden, wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Leistungs-Steuersignal PMC verstreicht.
  • Indes kann, da die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch ein Steuern der PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 erhöht, die PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 kein stabiles Ausgangssignal ausgeben, während die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 erhöht wird. Als ein Ergebnis kann das Taktsignal, welches von der Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird, ebenso instabil sein. Demnach fixiert eine zusätzliche Einheit die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu einem vorbestimmten Default-Wert (S440), während die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 erhöht wird. Das heißt, dass ein Taktsignal, welches eine Frequenz hat, welche dem vorbestimmten Default-Wert entspricht, der zentralen Verarbeitungseinheit 126 des Anwendungsprozessors 120 zugeführt wird. Die Takt-Managementeinheit 122 erhöht die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von 800 MHz auf 1 GHz während einer Zeitdauer bzw. Periode zwischen einer dritten Zeit t3 und einer vierten Zeit t4, wobei die dritte Zeit t3 die Zeit ist, wenn eine vorbestimmte Zeit nach der zweiten Zeit t2 verstreicht, und sie fixiert die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 auf den vorbestimmten Default-Wert von 24 MHz während der Zeitdauer zwischen der dritten Zeit t3 und der vierten Zeit t4.
  • Bezug nehmend auf die 9 und 10 beginnt die Takt-Managementeinheit 122 eine Operation zum Verringern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Takt-Steuersignal PLC (S510) und beendet dann die Operation zum Verringern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (S530) nach dem Durchführen der Operation zum Verringern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 während einer vorbestimmten Zeit. Hier erzeugt die Takt-Managementeinheit 122 ein Takt-Steuersignal PLC basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, kann die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 verringert werden, nachdem die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 verringert ist. Demnach kann ein Leistungs-Steuersignal PLC erzeugt werden, wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Start-Steuersignal PLC verstrichen ist. Indes kann, da die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch ein Steuern der PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 verringert, die PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 kein stabiles Ausgabesigna ausgeben, während die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 verringert wird. Als ein Ergebnis kann das Taktsignal, welches von der Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird, auch instabil sein. Demnach kann eine zusätzliche Einheit Betriebsfrequenzen OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 auf den vorbestimmten Default-Wert fixieren (S520), während die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 verringert wird. Das heißt, dass ein Taktsignal, welches eine Frequenz hat, welche dem vorbestimmten Default-Wert entspricht, einer zentralen Verarbeitungseinheit 126 eines Anwendungsprozessors 120 zugeführt werden kann.
  • Die Takt-Managementeinheit 122 verringert die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von 1 GHz zu 500 MHz während einer Zeitdauer zwischen einer fünften Zeit t5 zu einer sechsten Zeit t6 und sie fixiert die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 zu dem vorbestimmten Default-Wert von 24 MHz während der Periode bzw. Zeitdauer zwischen der fünften Zeit t5 und der sechsten Zeit t6.
  • Als nächstes beginnt die PMIC 140 eine Operation zum Verringern der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Leistungs-Steuersignal PMC (S540) und beendet dann die Operation zum Verringern der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 (S550) nach dem Durchführen der Operation zum Verringern der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 während einer vorbestimmten Zeit. Hier erzeugt die PMIC 140 ein Leistungs-Steuersignal PMC basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen CIS. Besonders verringert die PMIC die Betriebsspannung OP-VOL eines Anwendungsprozessors 120 von 1,1 V zu 0,9 V in Antwort auf ein Leistungs-Steuersignal PMC, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen CIS eine Verringerung der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 anzeigen (beispielsweise von 1 GHz zu 500 MHz).
  • Wie in 10 veranschaulicht ist, verringert in Antwort auf ein Leistungs-Steuersignal PMC, die PMIC 140 die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1,1 V zu 0,9 V während einer Zeitdauer zwischen einer siebten Zeit t7 und einer achten Zeit t8, wobei die siebte Zeit t7 die Zeit ist, in der eine vorbestimmte Zeit nach der sechsten Zeit t6 verstreicht. In einigen Ausführungsformen empfängt die Takt-Managementeinheit 122 ein Rückkopplungssignal von der PMIC 140, um informiert zu sein, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1,1 V auf 0,9 V verringert wird. In einigen Ausführungsformen kann die Takt-Managementeinheit 122 bestimmen, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1,1 V auf 0,9 V verringert wird, wobei eine vorbestimmte Überprüfungszeit verstreicht nach dem Vorsehen der Betriebsfrequenz-Informationen CIS an die PMIC 140.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers einer Takt-Erzeugungseinheit erhöht. 12 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz eines Anwendungsprozessors durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers einer Takt-Erzeugungseinheit verringert. 13 ist ein Zeitverlaufsdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine DVFS-Operation für einen Anwendungsprozessor durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • Bezug nehmend auf die 1 bis 13 arbeitet der Anwendungsprozessor 120 bei einer Arbeitsspannung OP-VOL von 1 V und einer Betriebsfrequenz OP-FRQ von 800 MHz. Nachfolgend arbeitet der Anwendungsprozessor 120 bei einer Betriebsspannung OP-VOL von 1,1 V und einer Betriebsfrequenz OP-FRQ von 1 GHz unter Berücksichtigung eines Betriebszustandes der zentralen Verarbeitungseinheit 126. Als nächstes kann der Anwendungsprozessor 120 bei einer Betriebsspannung OP-VOL von 0,9 V und einer Betriebsfrequenz OP-FRQ von 500 MHz unter Berücksichtigung eines Betriebszustands der zentralen Verarbeitungseinheit 126 arbeiten. Es wird in den 11 bis 13 angenommen, dass eine Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals, welches von einer PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird, nicht geändert wird. In anderen Worten gesagt, kann eine Arbeitsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 angepasst werden nur durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124.
  • Bezug nehmend auf die 11 bis 13 beginnt die PMIC 140 eine Operation zum Erhöhen der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Leistungs-Steuersignal PMC (S610) und beendet dann die Operation zum Erhöhen der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 (S620) nach dem Durchführen der Operation zum Erhöhen der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 während einer vorbestimmten Zeit. Hier erzeugt die PMIC 140 das Leistungs-Steuersignal PMC basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen CIS. Besonders erhöht die PMIC 140 die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1 V auf 1,1 V in Antwort auf das Leistungs-Steuersignal PMC, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen CIS eine Erhöhung der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (d. h. von 800 MHz zu 1 GHz) anzeigen.
  • Wie in 13 veranschaulicht ist, beginnt die PMIC 140 die Operation zum Erhöhen der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 zu einer ersten Zeit t1 und beendet die Operation zum Erhöhen der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 dann zu einer zweiten Zeit t2. Das heißt, dass in Antwort auf das Leistungs-Steuersignal PMC die PMIC 140 die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1 V auf 1,1 V während einer Zeitdauer zwischen der ersten Zeit t1 und der zweiten Zeit t2 erhöht. In einigen Ausführungsformen empfängt die Takt-Managementeinheit 122 ein Rückkopplungssignal von der PMIC 140, um informiert zu sein, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1 V auf 1,1 V erhöht ist bzw. wird. In einigen Ausführungsformen bestimmt die Takt-Managementeinheit 122, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1 V auf 1,1 V erhöht wird bzw. ist, wenn eine vorbestimmte Überprüfungszeit nach dem Vorsehen der Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 140 verstrichen ist.
  • Als nächstes beginnt die Takt-Managementeinheit 122 eine Operation zum Erhöhen der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf das Takt-Steuersignal PLC (S630) und beendet dann die Operation zum Erhöhen der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (S640). Hier erzeugt die Takt-Managementeinheit 122 das Takt-Steuersignal PLC basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126.
  • Wie obenstehend beschrieben ist, wird die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 erhöht, nachdem die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 erhöht ist. Demnach wird das Takt-Steuersignal PLC erzeugt, wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Leistungs-Steuersignal PMC verstreicht. Besonders kann die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von 800 MHz auf 1 GHz in Antwort auf das Takt-Steuersignal PLC erhöhen.
  • Wie in 13 veranschaulicht ist, ändert, da die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124 erhöht, die Takt-Managementeinheit 122 unmittelbar die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch ein Ändern eines Teilungsverhältnisses des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124. Demnach ist, anders als in den 8 bis 10, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 nicht auf einen vorbestimmten Default-Wert fixiert. Als ein Ergebnis kann die Takt-Managementeinheit unmittelbar die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von 800 MHz auf 1 GHz zu einer dritten Zeit t3 erhöhen, wenn die dritte Zeit t3 die Zeit ist, zu der eine vorbestimmte Zeit nach der zweiten Zeit t2 verstreicht.
  • Bezug nehmend auf die 12 und 13 beginnt die Takt-Managementeinheit 122 eine Operation zum Verringern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Takt-Steuersignal PLC (S710) und beendet dann die Operation zum Verringern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (S720). Hier erzeugt die Takt-Managementeinheit 122 das Takt-Steuersignal PLC basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126. Besonders verringert die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von 1 GHz auf 500 MHz in Antwort das Takt-Steuersignal PLC.
  • Wie in 13 veranschaulicht ist, ändert, da die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124 verringert, die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 unmittelbar durch ein Ändern eines Teilungsverhältnisses des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124. Demnach ist, anders als in den Beispielen in den 8 bis 10, die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 nicht auf einen vorbestimmten Default-Wert fixiert. Als ein Ergebnis kann die Takt-Managementeinheit 122 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 122 aufrechterhalten, so dass sie 1 GHz während einer Zeitdauer zwischen einer dritten Zeit t3 und einer vierten Zeit t4 ist, und sie kann unmittelbar die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 von 1 GHz auf 500 MHz zu der vierten Zeit t4 verringern.
  • Als nächstes beginnt die PMIC 140 eine Operation zum Verringern der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf ein Leistungs-Steuersignal PMC (S730) und dann beendet sie die Operation zum Verringern der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 (S740) nach dem Durchführen der Operation zum Verringern der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 während einer vorbestimmten Zeit. Hier erzeugt die PMIC 140 das Leistungs-Steuersignal PMC basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen CIS. Wie obenstehend beschrieben ist, wird die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 verringert, nachdem die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 verringert ist. Demnach wird das Leistungs-Steuersignal 120 erzeugt, wenn eine vorbestimmte Zeit nach dem Takt-Steuersignal PLC verstreicht. Besonders verringert die PMIC 140 die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1,1 V auf 0,9 V in Antwort auf das Leistungs-Steuersignal PMC, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen CIS eine Verringerung der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (d. h. von 1 GHz auf 500 MHz) anzeigt.
  • Wie in 13 veranschaulicht ist, beginnt die PMIC 140 die Operation zum Verringern der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 zu einer fünften Zeit t5 und beendet dann die Operation zum Verringern der Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 zu einer sechsten Zeit t6. Das heißt, dass die PMIC 140 die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1,1 V auf 0,9 V während einer Zeitdauer zwischen der fünften Zeit t5 und der sechsten Zeit t6 in Antwort auf das Leistungs-Steuersignal PMC verringert. In einigen Ausführungsformen empfängt die Takt-Managementeinheit 122 ein Rückkopplungssignal von der PMIC 140, um informiert zu sein, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1,1 V auf 0,9 V verringert wird bzw. ist. In einigen Ausführungsformen bestimmt die Takt-Managementeinheit 122, dass die Betriebsspannung OP-VOL des Anwendungsprozessors 120 von 1,1 V auf 0,9 verringert ist bzw. wird, wenn eine vorbestimmte Überprüfungszeit nach dem Vorsehen der Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 140 verstreicht.
  • 14 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors durch ein Steuern einer Frequenz-Teilers und einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit ändert.
  • Bezug nehmend auf 14 beginnt unter Verwendung des Verfahrens der 1 die Takt-Erzeugungseinheit 122 eine Operation zum Ändern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf das Takt-Steuersignal PLC (S810), wenn das Takt-Steuersignal PLC basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 erzeugt wird, sie steuert einen Frequenz-Teiler der Takt-Erzeugungseinheit 124 (S820) und/oder eine PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 (S825) und beendet dann die Operation zum Ändern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (S830).
  • Wie obenstehend beschrieben ist, wird ein Taktsignal, welches von der Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird, der zentralen Verarbeitungseinheit 126 zugeführt und die zentrale Verarbeitungseinheit 126 arbeitet basierend auf dem Taktsignal. Das heißt, dass eine Frequenz des Taktsignals der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 entspricht. Besonders weist eine Takt-Erzeugungseinheit 124 einen Frequenz-Teiler und eine PLL auf. Hier kann ein Ausgangssignal, welches von der PLL ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler hindurchtreten, so dass es das Taktsignal ist. Demnach kann die Frequenz des Taktsignals derart bestimmt werden, dass die Frequenz des Ausgangssignals durch den Frequenz-Teiler geteilt wird.
  • Zusätzlich kann die Frequenz des Taktsignals der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 entsprechen. Demnach kann in Antwort auf das Takt-Steuersignal PLC, welches basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 erzeugt wird, das Verfahren der 1 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch ein Ändern eines Teilungsverhältnisses des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124 ändern und/oder durch ein Ändern der Frequenz des Ausgangssignals, welches von der PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird. Zusätzlich kann das Verfahren der 1 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch ein Ändern sowohl des Teilungsverhältnisses des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124 als auch der Frequenz des Ausgangssignals, welches von der PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird, fein anpassen.
  • 15 ist ein Flussdiagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem das Verfahren der 1 eine Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers, mehrerer PLLs und eines Multiplexers einer Takt-Erzeugungseinheit steuert.
  • Bezug nehmend auf 15 beginnt unter Verwendung des Verfahrens der 1 die Takt-Managementeinheit 122 eine Operation zum Ändern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 in Antwort auf das Takt-Steuersignal PLC (S910), wenn das Takt-Steuersignal PLC basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 erzeugt wird, sie kann eine PLL unter mehreren PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 124 auswählen (S920), sie steuert einen Frequenz-Teiler der Takt-Erzeugungseinheit 124 (S930) und/oder der ausgewählten PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 (S935) und beendet dann die Operation zum Ändern der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 (S940).
  • Wie obenstehend beschrieben ist, wird ein Taktsignal, welches von der Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird, der zentralen Verarbeitungseinheit 126 zugeführt, und die zentrale Verarbeitungseinheit 126 arbeitet basierend auf dem Taktsignal. Das heißt, dass eine Frequenz des Taktsignals der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 entspricht. Die Takt-Erzeugungseinheit 124 weist einen Frequenz-Teiler, mehrere PLLs und einen Multiplexer auf. Hier kann ein Ausgangssignal, welches von der ausgewählten PLL ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler hindurchtreten, so dass es das Taktsignal ist. Demnach kann die Frequenz des Taktsignals derart bestimmt werden, dass die Frequenz des Ausgangssignals durch den Frequenz-Teiler geteilt wird.
  • Zusätzlich entspricht die Frequenz des Taktsignals der Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120. Demnach ändert in Antwort auf das Takt-Steuersignal PLC, welches basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 126 erzeugt wird, das Verfahren der 1 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch ein Auswählen einer PLL unter den PLLs, welche jeweilige Ausgangssignale, welche jeweilige Ausgangsfrequenzen (d. h. verschiedene Ausgangsfrequenzen) haben, ausgeben, und durch ein Ändern eines Teilungsverhältnisses des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124 und/oder durch ein Ändern der Frequenz des Ausgangssignals, welches von der ausgewählten PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird. Weiterhin kann das Verfahren der 1 die Betriebsfrequenz OP-FRQ des Anwendungsprozessors 120 durch ein Ändern sowohl des Teilungsverhältnisses des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 124 als auch der Frequenz des Ausgangssignals, welches von der ausgewählten PLL der Takt-Erzeugungseinheit 124 ausgegeben wird, sowie ein Auswählen einer der PLLs, welche jeweilige Ausgangssignale ausgeben, welche jeweilige Ausgangsfrequenzen haben, fein anpassen.
  • 16 ist ein Blockschaltbild, welches einen Anwendungsprozessor gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Konzepts veranschaulicht. 17 ist ein Konzeptdiagramm, welches einen Vorgang veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine Interaktion mit einer PMIC durchführt.
  • Bezug nehmend auf die 16 und 17 weist ein Anwendungsprozessor 200 eine zentrale Verarbeitungseinheit 210, eine Takt-Erzeugungseinheit 220 und eine Takt-Managementeinheit 230 auf.
  • Die zentrale Verarbeitungseinheit 210 arbeitet basierend auf einem Taktsignal CLK, welches von der Takt-Erzeugungseinheit 220 ausgegeben wird. Die Takt-Erzeugungseinheit 220 erzeugt ein Taktsignal CLK. Die Takt-Erzeugungseinheit 220 weist einen Frequenz-Teiler 222 und eine PLL 224 auf. Hier kann ein Ausgangssignal, welches von der PLL 224 ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler 222 hindurchtreten, um das Taktsignal CLK zu sein. Demnach wird eine Frequenz des Taktsignals CLK derart bestimmt, dass eine Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals, welches von der PLL 224 ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler 222 geteilt wird.
  • Zusätzlich entspricht die Frequenz des Taktsignals CLK einer Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200. In einer anderen Ausführungsform weist die Takt-Erzeugungseinheit 220 einen Frequenz-Teiler, mehrere PLLs und einen Multiplexer auf. Hier tritt ein Ausgangssignal, welches von einer der PLLs ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler hindurch, um ein Taktsignal CLK zu erzeugen. Demnach wird eine Frequenz des Taktsignals CLK derart bestimmt, dass eine Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals, welches von einer der PLLs ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler geteilt wird. Zusätzlich entspricht die Frequenz des Taktsignals CLK der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200.
  • Die Takt-Managementeinheit 230 sagt einen Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 vorher, sieht Betriebsfrequenz-Informationen CIS für eine externe PMIC 300 vor, wenn Betriebsfrequenz-Informationen CIS eine Änderung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 entsprechend der Frequenz des Taktsignals CLK anzeigen, und sie ändert dann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210. Hier wird eine Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 durch eine PMIC 300 basierend auf Betriebsfrequenz-Informationen CIS geändert, wenn die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 durch die PMIC 300 zur Verfügung gestellt wird.
  • Wenn Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche von der Takt-Managementeinheit 230 vorgesehen sind, eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigen, erhöht die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200, nachdem die PMIC 300 die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 erhöht. Andererseits verringert, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche von der Takt-Managementeinheit 230 vorgesehen sind, eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigen, die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200, bevor die PMIC 300 die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 verringert.
  • In einigen Ausführungsformen weist die Takt-Erzeugungseinheit 220 einen Frequenz-Teiler 222 und eine PLL 224 auf. In solchen Ausführungsformen kann die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Ändern der Frequenz des Taktsignals CLK durch ein Steuern der PLL 224 der Takt-Erzeugungseinheit 220 ändern. Alternativ kann die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Ändern der Frequenz des Taktsignals CLK durch ein Steuern des Frequenz-Teilers 222 der Takt-Erzeugungseinheit 220 ändern. In noch einer anderen Alternative kann die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Ändern der Frequenz des Taktsignals CLK ändern durch ein Steuern sowohl des Frequenz-Teilers 222 als auch der PLL 224 der Takt-Erzeugungseinheit 220 ändern. Hier kann, da die Takt-Managementeinheit 230 die Frequenz des Ausgangssignals, welches von der PLL 224 der Takt-Erzeugungseinheit 220 ausgegeben wird, ändert wie sie auch den Frequenz-Teiler 222 der Takt-Erzeugungseinheit 220 steuert, die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 fein anpassen. Diese Operationen werden untenstehend unter Bezugnahme auf die 18 bis 20 beschrieben werden.
  • In einigen anderen Ausführungsformen weist die Takt-Erzeugungseinheit 220 eine Frequenz-Teiler, mehrere PLLs und einen Multiplexer auf. In solchen Ausführungsformen kann die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Ändern der Frequenz des Taktsignals CLK durch ein Steuern der PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 220 ändern. Alternativ kann die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Ändern der Frequenz des Taktsignals CLK durch ein Auswählen einer der PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 220 ändern. In noch einer anderen Alternative kann die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Ändern der Frequenz des Taktsignals CLK durch ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 220 ändern. In noch einer anderen Alternative kann die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Ändern der Frequenz des Taktsignals CLK durch ein Steuern des Frequenz-Teilers der Takt-Erzeugungseinheit 220 sowie ein Auswählen einer der PLLs der Takt-Erzeugungseinheit 220 ändern. Weiterhin kann die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Ändern der Frequenz des Ausgangssignals, welches von der ausgewählten PLL der Takt-Erzeugungseinheit 220 ausgegeben wird, fein anpassen. Diese Operationen werden untenstehend unter Bezugnahme auf die 21 und 22 beschrieben werden.
  • Wie in 17 veranschaulicht ist, wird eine DVFS-Operation für einen Anwendungsprozessor 200 basierend auf einer Interaktion zwischen dem Anwendungsprozessor 200 und der PMIC 300 durchgeführt. Besonders kann der Anwendungsprozessor 200 einen Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 vorhersagen. Hier sieht die Takt-Managementeinheit 230 des Anwendungsprozessors 200 Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessor 200 anzeigen, für die PMIC 300 (d. h. angezeigt als CIS-UP) vor, wenn eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf dem vorhersagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird. Nachfolgend erhöht die PMIC 300 die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 (d. h. angezeigt als VUP) und sieht ein Rückkopplungssignal vor, welches anzeigt, dass die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 erhöht wird bzw. ist, für den Anwendungsprozessor 200 (d. h. angezeigt als VOL-UP) vor.
  • Als nächstes erhöht die Takt-Managementeinheit 230 des Anwendungsprozessors 200 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 (d. h. angezeigt als FUP). Andererseits kann die Takt-Managementeinheit 230 des Anwendungsprozessors 200 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 verringern (d. h. angezeigt als FDN), wenn eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird. Nachfolgend sieht die Takt-Managementeinheit 230 des Anwendungsprozessors 200 Betriebsfrequenz-Informationen CIS, welche eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigen, für die PMIC 300 vor (d. h. angezeigt als CIS-DN). Als nächstes verringert die PMIC 300 die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 (d. h. angezeigt als VDN) und sieht ein Rückkopplungssignal, welches anzeigt, dass die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 verringert wird bzw. ist, für den Anwendungsprozessor 200 vor (d. h. angezeigt als VOL-DN).
  • Wie obenstehend beschrieben ist, wird eine DVFS-Operation für den Anwendungsprozessor 200 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 in Echtzeit durchgeführt derart, dass die Takt-Managementeinheit 230 einen Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 vorhersagt (d. h. bestimmt, ob die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 zu erhöhen oder zu verringern ist), Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 300 vorsieht, wenn Betriebsfrequenz-Informationen CIS basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 erzeugt werden, und die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 ändert. Hier ändert die PMIC 300 die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 basierend auf Betriebsfrequenz-Informationen CIS. Obwohl in den 16 und 17 veranschaulicht ist, dass die Takt-Managementeinheit 230 ein Rückkopplungssignal von der PMIC 300 empfängt, um informiert zu sein, dass die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors geändert ist bzw. wird, ist das erfinderische Konzept nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Takt-Erzeugungseinheit 230 bestimmen, dass die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 200 geändert wird bzw. ist, wenn eine vorbestimmte Überprüfungszeit nach dem Vorsehen der Betriebsfrequenz-Informationen CIS für die PMIC 300 verstreicht.
  • 18 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • Bezug nehmend auf 18 weist die Takt-Erzeugungseinheit 220 einen Frequenz-Teiler 222 und eine PLL 224 auf, und die Takt-Managementeinheit 230 ändert eine Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Steuern der PLL 224 der Takt-Erzeugungseinheit 220. Wie obenstehend beschrieben ist, kann ein Ausgangssignal ICLK, welches von der PLL 224 ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler 222 hindurchtreten, so dass es das Taktsignal CLK ist. Demnach kann eine Frequenz des Taktsignals CLK bestimmt werden derart, dass eine Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals ICLK, welches von der PLL 224 ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler 222 geteilt wird.
  • Zusätzlich kann die Frequenz des Taktsignals CLK der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 entsprechen. Demnach kann, wenn die Frequenz des Ausgangssignals ICLK, welches von der PLL 224 ausgegeben wird, geändert wird, die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 geändert werden, da die Frequenz des Taktsignals CLK geändert wird. Die PLL 224 empfängt eine Referenz-Frequenz REF und kann das Ausgangssignal ICLK, welches die Frequenz hat, ausgeben.
  • Die Frequenz kann dieselbe sein wie die Referenz-Frequenz REF oder sie kann durch ein Multiplizieren der Referenz-Frequenz REF mit einer ganzen Zahl erzeugt werden. Demnach kann, wo eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 benötigt wird, basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand einer zentralen Verarbeitungseinheit 210 die Takt-Managementeinheit 230 die Frequenz des Ausgangssignals ICLK erhöhen durch ein Vorsehen eines ersten Steuersignals PS, welches eine Zunahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 für eine PLL 224 anzeigt. Als ein Ergebnis kann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 erhöht werden, da die Frequenz des Taktsignals CLK erhöht wird. Andererseits kann, wenn eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorbestimmten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 die Frequenz des Ausgangssignals ICLK verringern durch ein Vorsehen eines zweiten Steuersignals PS, welches eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 für die PLL 224 anzeigt. Als ein Ergebnis kann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 verringert werden, da die Frequenz des Taktsignals CLK verringert wird.
  • 19 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • Bezug nehmend auf 19 weist die Takt-Erzeugungseinheit 220 einen Frequenz-Teiler 222 und eine PLL 224 auf, und eine Takt-Managementeinheit 230 ändert eine Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Steuern des Frequenz-Teilers 222 der Takt-Erzeugungseinheit 220. Wie obenstehend beschrieben ist, tritt das Ausgangssignal ICLK, welches von der PLL 224 ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler 222 hindurch, um das Taktsignal CLK zu erzeugen. Demnach wird eine Frequenz des Taktsignals CLK derart bestimmt, dass eine Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals ICLK, welches von PLL 224 ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler 222 geteilt wird. Zusätzlich kann die Frequenz des Taktsignals CLK der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 entsprechen. Demnach kann, wenn die Frequenz des Taktsignals CLK, welches von dem Frequenz-Teiler 222 ausgegeben wird, geändert wird (d. h. ein Teilungsverhältnis des Frequenz-Teilers 222 geändert wird), die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 geändert werden.
  • Wenn eine Zunahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, kann die Takt-Managementeinheit 230 die Frequenz des Taktsignals CLK erhöhen durch ein Vorsehen eines dritten Steuersignals DS, welches eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für den Frequenz-Teiler 222. Als ein Ergebnis kann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 erhöht werden, da das Teilungsverhältnis des Frequenz-Teilers 222 verringert wird. Andererseits kann, wenn eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 die Frequenz des Taktsignals CLK verringern durch ein Vorsehen eines vierten Steuersignals DS für den Frequenz-Teiler 222, welches eine Abnahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt. Als ein Ergebnis kann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 verringert werden, da das Teilungsverhältnis des Frequenz-Teilers 222 erhöht wird.
  • 20 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers und einer PLL einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • Bezug nehmend auf 20 weist die Takt-Erzeugungseinheit 220 den Frequenz-Teiler 222 und die PLL 224 auf, und die Takt-Managementeinheit 230 ändert eine Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Steuern sowohl des Frequenz-Teilers 222 als auch der PLL 224 der Takt-Erzeugungseinheit 220. Wie obenstehend beschrieben ist, tritt das Ausgangssignal ICLK, welches von der PLL 224 ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler 222 hindurch, um das Taktsignal CLK zu erzeugen. Demnach wird eine Frequenz des Taktsignals CLK derart bestimmt, dass eine Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals ICLK, welches von der PLL 224 ausgegeben wird, durch einen Frequenz-Teiler 222 geteilt wird. Zusätzlich entspricht die Frequenz des Taktsignals CLK der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200. Demnach wird, wenn die Frequenz des Ausgangssignals ICLK, welches von der PLL 224 ausgegeben wird, geändert wird, und ein Teilungsverhältnis des Frequenz-Teilers 222 geändert wird (d. h. die Frequenz des Taktsignals CLK wird geändert), die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 geändert.
  • Wenn eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, erhöht die Takt-Managementeinheit 230 die Frequenz des Ausgangssignals ICLK durch ein Vorsehen eines ersten Steuersignals PS, welches eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für die PLL 224, und sie kann zusätzlich die Frequenz des Taktsignals CLK erhöhen durch ein Vorsehen eines dritten Steuersignals DS, welches eine Zunahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für den Frequenz-Teiler 222. Als ein Ergebnis kann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 erhöht werden. Andererseits verringert, wenn eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 die Frequenz des Ausgangssignals ICLK durch ein Vorsehen eines zweiten Steuersignals PS, welches eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für die PLL 224, und verringert zusätzlich die Frequenz des Taktsignals CLK durch ein Vorsehen eines vierten Steuersignals DS, welches eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für den Frequenz-Teiler 222. Als ein Ergebnis kann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 verringert werden. Wie obenstehend beschrieben ist, kann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Steuern sowohl des Frequenz-Teilers 222 als auch der PLL 224 der Takt-Erzeugungseinheit 220 fein angepasst werden.
  • 21 ist ein Blockschaltbild, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers, mehrerer PLLs und eines Multiplexers einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • Bezug nehmend auf 21 weist eine Takt-Erzeugungseinheit 220 einen Frequenz-Teiler 222, PLLs 224-1 bis 224-n und einen Multiplexer 226 auf. Die Takt-Managementeinheit 230 ändert eine Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Steuern sowohl des Frequenz-Teilers 222 als auch des Multiplexers 226 der Takt-Erzeugungseinheit 220. Wie obenstehend beschrieben ist, tritt ein Ausgangssignal ICLK, welches durch den Multiplexer 226 unter mehreren Ausgangssignalen ICLK, welche von den PLLs 224-1 bis 224-n ausgewählt werden, durch den Frequenz-Teiler 222 hindurch, so dass es das Taktsignal CLK ist. Demnach wird eine Frequenz des Taktsignals CLK bestimmt derart, dass eine Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals ICLK, welches von einer ausgewählten PLL 224-i ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler 222 geteilt. Zusätzlich kann die Frequenz des Taktsignals CLK der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 entsprechen.
  • PLLs 224-1 bis 224-n empfangen jeweilige Referenz-Frequenzen REF1 bis REFn und sie geben jeweilige Ausgangssignale ICLK, welche jeweilige Ausgangsfrequenzen haben, aus. Die jeweiligen Ausgangsfrequenzen können dieselben sein wie die jeweiligen Referenz-Frequenzen REF1 bis REFn, oder sie können durch ein Multiplizieren der jeweiligen Referenz-Frequenzen REF1 bis REFn mit einer ganzen Zahl erzeugt werden. Demnach kann, wenn ein Teilungsverhältnis des Frequenz-Teilers 222 geändert wird (d. h. die Frequenz des Taktsignals CLK geändert wird), oder wenn die ausgewählte PLL 244-i geändert wird, die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 geändert werden.
  • Wenn eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, kann die Takt-Managementeinheit 230 das Ausgangssignal ICLK auswählen, welches eine Ausgangsfrequenz höher hat als eine vorangehende Ausgangsfrequenz, durch ein Vorsehen eines fünften Steuersignals MS, welches eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für den Multiplexer 226. Andererseits kann, wenn eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 das Ausgangssignal ICLK, welches eine Ausgangsfrequenz niedriger als die vorangehende Ausgangsfrequenz hat, auswählen durch ein Vorsehen eines sechsten Steuersignals MS, welches eine Abnahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für den Multiplexer 226. Beispielsweise kann, wenn eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 erhöhen durch ein Vorsehen eines dritten Steuersignals DS, welches eine Zunahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für den Frequenz-Teiler 222. Andererseits kann, wenn eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 verringern durch ein Vorsehen eines vierten Steuersignals DS, welches eine Abnahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für den Frequenz-Teiler 222.
  • Zusätzlich wählt, wenn eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 das Ausgangssignal ICLK, welches eine Ausgangsfrequenz höher hat als eine vorangehende Ausgangsfrequenz, durch ein Vorsehen des fünften Steuersignals MS, welches eine Zunahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 für den Multiplexer 226 anzeigt, und sie erhöht die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Vorsehen des dritten Steuersignals DS, welches eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für den Frequenz-Teiler 222. Andererseits wählt, wenn eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 das Ausgangssignal ICLK, welches eine Ausgangsfrequenz hat, welche niedriger ist als eine vorangehende Ausgangsfrequenz durch ein Vorsehen des sechsten Steuersignals MS, welches eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 für den Multiplexer 226 anzeigt, und sie verringert die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Vorsehen des vierten Steuersignals DS, welches eine Verringerung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für den Frequenz-Teiler 222. Als ein Ergebnis kann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 fein angepasst werden.
  • 22 ist ein Blockschaltbild, welches ein anderes Beispiel veranschaulicht, in welchem ein Anwendungsprozessor der 16 eine DVFS-Operation durch ein Steuern eines Frequenz-Teilers, mehrerer PLLs und eines Multiplexers einer Takt-Erzeugungseinheit durchführt.
  • Bezug nehmend auf 22 weist die Takt-Erzeugungseinheit 220 einen Frequenz-Teiler 222, PLLs 224-1 bis 224-n, und einen Multiplexer 226 auf, und eine Takt-Managementeinheit 230 ändert eine Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 durch ein Steuern des Frequenz-Teilers 222, des Multiplexers 226 und/oder der PLLs 224-1 bis 224-n der Takt-Erzeugungseinheit 220. Da es in 21 beschrieben ist, dass die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessor 200 durch ein Steuern des Frequenz-Teilers 222, des Multiplexers 226 und/oder der PLLs 224-1 bis 224-n der Takt-Erzeugungseinheit 220 geändert wird, wird eine Beschreibung dieses Merkmals nicht wiederholt werden. Wie in 22 veranschaulicht ist, wählt die Takt-Managementeinheit 230 eine PLL 224-i unter PLLs 224-1 bis 224-n aus, welche jeweilige Ausgangssignale ICLK ausgibt, welche jeweilige Ausgangsfrequenzen (d. h. verschiedene Ausgangsfrequenzen) haben. Sie ändert auch ein Teilungsverhältnis des Frequenz-Teilers 222 und ändert eine Ausgangsfrequenz des Ausgangssignals ICLK, welches von der ausgewählten PLL 224-i ausgegeben wird. In anderen Worten gesagt erhöht, wenn eine Erhöhung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 zusätzlich die Frequenz des Ausgangssignals ICLK, welches von der ausgewählten PLL 224-i ausgegeben wird, durch ein Vorsehen eines ersten Steuersignals PS, welches eine Zunahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für die ausgewählte PLL 224-i. Auf der anderen Seite verringert, wenn eine Verringeru der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit 210 benötigt wird, die Takt-Managementeinheit 230 zusätzlich die Frequenz des Ausgangssignals ICLK, welches von der ausgewählten PLL 224-i ausgegeben wird, durch ein Vorsehen eines zweiten Steuersignals PS, welches eine Abnahme der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 anzeigt, für die ausgewählte PLL 224-i. Als ein Ergebnis kann die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 200 fein angepasst werden.
  • 23 ist ein Blockschaltbild, welches eine mobile Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Konzepts veranschaulicht. 24 ist ein Diagramm, welches ein Beispiel veranschaulicht, in welchem eine mobile Vorrichtung der 23 als ein Smart-Phone implementiert.
  • Bezug nehmend auf die 23 und 24 weist eine mobile Vorrichtung 500 einen Anwendungsprozessor 510, eine Speichervorrichtung 520, eine Speichervorrichtung 530, mehrere funktionale Module 540, 550, 560 und 570 und eine PMIC 580 auf, welche eine Betriebsspannung für den Anwendungsprozessor 510, die Speichervorrichtung 520, die Speichervorrichtung 530 und die funktionalen Module 540, 550, 560 und 570 jeweils vorsieht. Beispielsweise kann, wie in 23 veranschaulicht ist, die mobile Vorrichtung 500 als ein Smart-Phone implementiert sein.
  • Der Anwendungsprozessor 510 steuert den Gesamtbetrieb der mobilen Vorrichtung 500. Beispielsweise steuert der Anwendungsprozessor 510 die Speichervorrichtung 520, die Speichervorrichtung 530 und funktionale Module 540, 550, 560 und 570. Der Anwendungsprozessor 510 sagt einen Betriebszustand einer zentralen Verarbeitungseinheit im Anwendungsprozessor 510 vorher, gibt Betriebsfrequenz-Informationen, welche basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit erzeugt werden, aus, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen anzeigen, ob die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 510 zu erhöhen oder zu verringern ist, und er ändert die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 510 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit in Hardware.
  • Für diese Operation kann der Anwendungsprozessor 510 eine zentrale Verarbeitungseinheit aufweisen, welche basierend auf einem Taktsignal arbeitet, eine Takt-Erzeugungseinheit, welche das Taktsignal erzeugt, um das Taktsignal für die zentrale Verarbeitungseinheit vorzusehen, und eine Takt-Managementeinheit, welche den Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit vorhersagt, sieht die Betriebsfrequenz-Informationen für die PMIC 580 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit vor, und ändert die Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 510 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit. Die PMIC 580 ändert eine Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 510 basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen, welche eine Änderung der Betriebsfrequenz des Anwendungsprozessors 510 anzeigen. Als ein Ergebnis kann eine Interaktion zwischen dem Anwendungsprozessor 510 und der PMIC 580 bei einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt werden, und demnach kann eine DVFS-Operation für den Anwendungsprozessor 510 basierend auf den vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit in Echtzeit durchgeführt werden.
  • Die Speichervorrichtung 520 und die Speichervorrichtung 530 speichern Daten für Operationen der mobilen Vorrichtung 500. Die Speichervorrichtung 520 kann einer flüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung wie beispielsweise einer dynamischen Direktzugriffs-Speicher(DRAM = Dynamic Random Access Memory)-Vorrichtung, einer statischen Direktzugriffs-Speicher(SRAM = Static Random Access Memory)-Vorrichtung, einer mobilen DRAM etc. entsprechen. Zusätzlich kann die Speichervorrichtung 530 einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichervorrichtung wie beispielsweise einer löschbaren, programmierbaren Lesespeicher(EPROM = Erasable Programmable Read-Only Memory)-Vorrichtung, einer elektrisch löschbaren programmierbaren Lesespeicher(EEPROM = Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)-Vorrichtung, einer Flash-Speicher-Vorrichtung, einer Phasenübergangs-Direktzugriffs-Speicher(PRAM = Phase Change Random Access Memory)-Vorrichtung, einer Widerstands-Direktzugriffs-Speicher(RRAM = Resistance Random Access Memory)-Vorrichtung, einer Nano-Floating-Gate-Speicher(NFGM = Nano Floating Gate Memory)-Vorrichtung, einer Polymer-Direktzugriffs-Speicher(PoRAM = Polymer Random Access Memory)-Vorrichtung, einer magnetischen Direktzugriffs-Speicher(MRAM = Magnetic Random Access Memory)-Vorrichtung, einer ferroelektrischen Direktzugriffs-Speicher(FRAM = Ferro-Electric Random Access Memory)-Vorrichtung etc. entsprechen. In einigen Ausführungsformen kann die Speichervorrichtung 530 einer Festkörperlaufwerk(SSD = Solid State Drive)-Vorrichtung, einer Festplatten(HDD = Harddisk Drive)-Vorrichtung, einer CD-ROM-Vorrichtung etc. entsprechen.
  • Funktionale Module 540, 550, 560 und 570 führen verschiedene Funktionen der mobilen Vorrichtung 500 durch. Beispielsweise kann die mobile Vorrichtung 500 ein Kommunikationsmodul 540 aufweisen, welches eine Kommunikationsfunktion (beispielsweise ein Code-Division-Multiple Access(CDMA)-Modul, ein Longterm Evolution-Modul, ein Longterm Evolution(LTE)-Modul, ein Funkfrequenz(RF = Radiofrequency)-Modul, ein Ultrawideband(UWB)-Modul, ein Wireless Local Area Network(WLAN)-Modul, ein Worldwide Interoperability for Microwave Access(WIMAX)-Modul etc., ein Kamera-Modul 550, welches eine Kamerafunktion durchführt, ein Anzeige-Modul 560, das eine Anzeigefunktion durchführt, ein Touchpanel-Modul 570, welches eine Berührungs-Sensier-Funktion durchführt etc. aufweisen.
  • In einigen Ausführungsformen weist die mobile Vorrichtung 500 weiterhin ein globales Positionierungssystem(GPS = Global Positioning System)-Modul, ein Mikrofon(MIC)-Modul, ein Lautsprecher-Modul, ein Mikroskop-Modul etc. auf. Eine Art der funktionalen Module 540, 550, 560 und 570 in der mobilen Vorrichtung 500 ist jedoch nicht darauf beschränkt. Wie obenstehend beschrieben ist, weist die mobile Vorrichtung einen Anwendungsprozessor 510 auf, und demnach kann die mobile Vorrichtung 500 effizient die Leistungsaufnahme verringern, da der Anwendungsprozessor 510 den Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit vorhersagt und die Betriebsfrequenz und die Betriebsspannung des Anwendungsprozessors 510 basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit in Echtzeit ändert. Obwohl in den 23 und 24 veranschaulicht ist, dass der Anwendungsprozessor 510 in einer mobilen Vorrichtung 500 enthalten ist, kann ein Anwendungsprozessor 510 gemäß einer Ausführungsform des erfinderischen Konzepts auf irgendeine elektronische Vorrichtung angewandt werden, welche eine DVFS-Technik einsetzt (d. h. eine DVFS-Operation durchführt).
  • Das erfinderische Konzept kann auf eine elektronische Vorrichtung angewandt werden, welche einen Anwendungsprozessor hat. Beispielsweise kann das erfinderische Konzept auf einen Computer, einen Laptop, eine Digitalkamera, ein mobiles Telefon, ein Smart-Phone, ein Smart-Pad, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA = Personal Digital Assistant), einen tragbaren Multimedia-Player (PMP = Portable Multimedia Player), einen MP3-Player, ein Navigationssystem, einen Video-Camcorder, eine tragbare Spielkonsole etc. angewandt werden.
  • Das Vorangehende ist für Ausführungsformen veranschaulichend und darf nicht als hierfür beschränkend betrachtet werden. Obwohl einige Ausführungsformen beschrieben worden sind, werden Fachleute bereitwillig anerkennen, dass viele Abwandlungen in den Ausführungsformen möglich sind, ohne materiell von den neuen Lehren und Vorteilen des erfinderischen Konzepts abzuweichen. Demzufolge sind alle solchen Abwandlungen vorgesehen, innerhalb des Bereichs des erfinderischen Konzepts, wie es in den Ansprüchen definiert ist, enthalten zu sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 10-2012-0099753 [0001]

Claims (30)

  1. Verfahren zum Durchführen einer dynamischen Spannungs- und Frequenz-Skalierungs-Operation, das Folgendes aufweist: ein Steuern einer Takt-Managementeinheit (CMU) (122) derart, dass sie einen Betriebszustand einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) (126) vorhersagt, und dass sie einer integrierte Leistungsmanagement-Schaltung (PMIC) (140) Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der CPU (126) bereitstellt, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Änderung einer Betriebsfrequenz (OP-FRQ) eines Anwendungsprozessors (120) anzeigen; und ein Steuern der PMIC (140) derart, dass sie eine Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120) basierend auf den von der Takt-Managementeinheit (122) bereitgestellten Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) ändert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend: wenn die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigen, ein Steuern der CMU (122) derart, dass sie die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht, nach einem Steuern der PMIC (140) derart, dass sie die Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120) erhöht; und wenn die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigen, ein Steuern der CMU (122) derart, dass sie die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert, vor einem Steuern der PMIC (140) derart, dass sie die Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120) verringert.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) einer Frequenz eines Taktsignals entspricht, welches von einer Takt-Erzeugungseinheit ausgegeben wird, und die Frequenz des Taktsignals durch die CMU (122) bestimmt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Takt-Erzeugungseinheit eine Phasen-Regelschleife und einen Frequenz-Teiler aufweist, und wobei die Frequenz des Taktsignals derart bestimmt wird, dass eine Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals, welches von der PLL ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler geteilt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) durch ein Steuern der CMU (122) derart, dass sie die PLL steuert, geändert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) durch ein Steuern der CMU (122) derart, dass sie den Frequenz-Teiler steuert, geändert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) durch ein Steuern der CMU (122) derart geändert wird, dass sie sowohl die PLL als auch den Frequenz-Teiler steuert.
  8. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Takt-Erzeugungseinheit mehrere Phasen-Regelschleifen (PLLs), einen Multiplexer und einen Frequenz-Teiler aufweist, und wobei die Frequenz des Taktsignals derart bestimmt wird, dass eine Ausgangsfrequenz von einem Ausgangssignal, welches durch den Multiplexer unter den mehreren Ausgangssignalen ausgewählt wird, welche von den PLLs ausgegeben werden, durch den Frequenz-Teiler geteilt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) geändert wird durch ein Steuern der CMU (122) derart, dass sie eine PLL unter den PLLs auswählt.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) geändert wird durch ein Steuern der CMU (122) derart, dass sie den Frequenz-Teiler steuert.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) geändert wird durch ein Steuern der CMU (122) derart, dass sie eine PLL unter den PLLs auswählt, und dass sie den Frequenz-Teiler steuert.
  12. Anwendungsprozessor (120), der Folgendes aufweist: eine zentrale Verarbeitungseinheit (126), welche dazu konfiguriert ist, basierend auf einem Taktsignal zu arbeiten; eine Takt-Erzeugungseinheit, welche dazu konfiguriert ist, das Taktsignal zu erzeugen; und eine Takt-Managementeinheit (122) (CMU), welche dazu konfiguriert ist, einen Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit (126) vorherzusagen, Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) für eine integrierte Leistungsmanagement-Schaltung (PMIC) (140) basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit (126) bereitzustellen, und eine Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der zentralen Verarbeitungseinheit (126) zu ändern, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Änderung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigen, welche einer Frequenz des Taktsignals entspricht, wobei eine Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120), welche durch die PMIC (140) zur Verfügung gestellt wird, basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) geändert wird.
  13. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 12, wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht, nachdem die PMIC (140) die Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120) erhöht, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigen, und wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert, bevor die PMIC (140) die Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120) verringert, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigen.
  14. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 13, wobei die Takt-Erzeugungseinheit eine Phasen-Regelschleife (PLL) und einen Frequenz-Teiler aufweist, und wobei die Frequenz des Taktsignals derart bestimmt wird, dass eine Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals, welches von der PLL ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler geteilt wird.
  15. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 14, wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht durch ein Erhöhen der Frequenz des Ausgangssignals unter Verwendung eines ersten Steuersignals, welches die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) der PLL anzeigt, und wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert durch ein Verringern der Frequenz des Ausgangssignals unter Verwendung eines zweiten Steuersignals, welches die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) der PLL anzeigt.
  16. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 14, wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht durch ein Erhöhen der Frequenz des Taktsignals unter Verwendung eines dritten Steuersignals, welches dem Frequenz-Teiler die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt, und wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert durch ein Verringern der Frequenz des Taktsignals unter Verwendung eines vierten Steuersignals, welches dem Frequenz-Teiler die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt.
  17. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 14, wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht durch ein Erhöhen der Frequenz des Ausgangssignals unter Verwendung eines ersten Steuersignals, welches die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) der PLL anzeigt, und durch ein Erhöhen der Frequenz des Taktsignals unter Verwendung eines dritten Steuersignals, welches die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) dem Frequenz-Teiler anzeigt, und wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert durch ein Verringern der Frequenz des Ausgangssignals unter Verwendung eines zweiten Steuersignals, welches die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) der PLL anzeigt, und durch ein Verringern der Frequenz des Taktsignals unter Verwendung eines vierten Steuersignals, welches dem Frequenz-Teiler die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt.
  18. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 13, wobei die Takt-Erzeugungseinheit mehrere Phasen-Regelschleifen (PLLs), einen Multiplexer und einen Frequenz-Teiler aufweist, und wobei die Frequenz des Taktsignals derart bestimmt wird, dass eine Ausgangsfrequenz eines Ausgabesignals, welches durch den Multiplexer unter mehreren Ausgangssignalen, welche von den PLLs ausgegeben werden, ausgewählt wird, durch den Frequenz-Teiler geteilt wird.
  19. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 18, wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht durch ein Erhöhen der Ausgangsfrequenzen der Ausgangssignale unter Verwendung eines ersten Steuersignals, welches den PLLs die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt, und wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert durch ein Verringern der Ausgangsfrequenzen der Ausgangssignale unter Verwendung eines zweiten Steuersignals, welches den PLLs die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt.
  20. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 18, wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht durch ein Erhöhen der Frequenz des Taktsignals unter Verwendung eines dritten Steuersignals, welches die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) dem Frequenz-Teiler anzeigt, und wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert durch ein Verringern der Frequenz des Taktsignals unter Verwendung eines vierten Steuersignals, welches dem Frequenz-Teiler die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt.
  21. Anwendungsprozessor nach Anspruch 18, wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht durch ein Auswählen eines Ausgangssignals, welches eine Ausgangsfrequenz hat, welche höher ist als eine vorangehende Ausgangsfrequenz unter den Ausgangssignalen, unter Verwendung eines fünften Steuersignals, welches die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) dem Multiplexer anzeigt, und wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert durch ein Auswählen eines Ausgangssignals, welches eine Ausgangsfrequenz niedriger als die vorangehende Ausgangsfrequenz unter den Ausgangssignalen hat, unter Verwendung eines sechsten Steuersignals, welches dem Multiplexer die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt.
  22. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 18, wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht durch ein Auswählen eines Ausgangssignals, welches eine Ausgangsfrequenz hat, welche höher ist als eine vorangehende Ausgangsfrequenz unter den Ausgangssignalen, unter Verwendung eines fünften Steuersignals, welches dem Multiplexer die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt, und durch ein Erhöhen der Frequenz des Taktsignals unter Verwendung eines dritten Steuersignals, welches dem Frequenz-Teiler die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt, und wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert durch ein Auswählen eines Ausgangssignals, welches eine Ausgangsfrequenz niedriger als die vorangehende Ausgangsfrequenz unter den Ausgangssignalen hat, unter Verwendung eines sechsten Steuersignals, welches dem Multiplexer die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt, und durch ein Verringern der Frequenz des Taktsignals unter Verwendung eines vierten Steuersignals, welches dem Frequenz-Teiler die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt.
  23. Anwendungsprozessor (120) nach Anspruch 22, wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) erhöht durch ein Erhöhen der Ausgangsfrequenzen der Ausgangssignale unter Verwendung eines ersten Steuersignals, welches den PLLs die Erhöhung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt, und wobei die CMU (122) die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) verringert durch ein Verringern der Ausgangsfrequenzen der Ausgangssignale unter Verwendung eines zweiten Steuersignals, welches den PLLs die Verringerung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigt.
  24. Mobile Vorrichtung, die Folgendes aufweist: wenigstens ein funktionales Modul; einen Anwendungsprozessor (120), welcher dazu konfiguriert ist, einen Betriebszustand einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) (126) vorherzusagen, Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) basierend auf einem vorhergesagten Betriebszustand der CPU (126) auszugeben, und eine Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der CPU (126) in Hardware zu ändern, wobei die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Änderung der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigen; und eine integrierte Leistungsmanagement-Schaltung (PMIC) (140), welche dazu konfiguriert ist, eine Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120) basierend auf den Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) zu ändern.
  25. Vorrichtung nach Anspruch 24, wobei der Anwendungsprozessor (120) Folgendes aufweist: die CPU (126), welche dazu konfiguriert ist, basierend auf einem Taktsignal zu arbeiten; eine Takt-Erzeugungseinheit, welche dazu konfiguriert ist, das Taktsignal zu erzeugen; und eine Takt-Managementeinheit (122) (CMU), welche dazu konfiguriert ist, den Betriebszustand der CPU (126) vorherzusagen, der PMIC (140) die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der CPU (126) bereitzustellen, und die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand der CPU (126) zu ändern.
  26. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung, welche einen Anwendungsprozessor (120), eine Takt-Managementeinheit (122) (CMU) und eine integrierte Leistungsmanagement-Schaltung (PMIC) (140) aufweist, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: ein Betreiben der CMU (122) derart, dass sie einen Betriebszustand einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) (126) in dem Anwendungsprozessor (120) vorhersagt, und dass sie der PMIC Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) (140) basierend auf dem vorhergesagten Betriebszustand bereitstellt; ein Betreiben der PMIC (140) derart, dass sie eine Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120) erhöht, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Erhöhung in einer Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigen; und ein Betreiben der PMIC (140) derart, dass sie die Betriebsspannung (OP-VOL) des Anwendungsprozessors (120) verringert, wenn die Betriebsfrequenz-Informationen (CIS) eine Verringerung in der Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) anzeigen.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) einer Frequenz eines Taktsignals entspricht, welches von einer Takt-Erzeugungseinheit ausgegeben wird, und wobei die Frequenz des Taktsignals durch die CMU (122) bestimmt wird.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Takt-Erzeugungseinheit eine Phasen-Regelschleife (PLL) und einen Frequenz-Teiler aufweist, und wobei die Frequenz des Taktsignals derart bestimmt wird, dass eine Ausgangsfrequenz eines Ausgangssignals, welches von der PLL ausgegeben wird, durch den Frequenz-Teiler geteilt wird.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) durch ein Steuern der CMU (122) derart, dass sie die PLL steuert, geändert wird.
  30. Verfahren nach Anspruch 28, wobei die Betriebsfrequenz (OP-FRQ) des Anwendungsprozessors (120) durch ein Steuern der CMU (122) derart, dass sie den Frequenz-Teiler steuert, geändert wird.
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