DE102016216639A1

DE102016216639A1 - Elektronisches System und dazugehöriges Taktleitverfahren

Info

Publication number: DE102016216639A1
Application number: DE102016216639.5A
Authority: DE
Inventors: Ying-Ting Yang; Chiuan-Shian Chen
Original assignee: MediaTek Inc
Current assignee: MediaTek Inc
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2016-09-02
Publication date: 2017-03-09
Also published as: CN106502310A; US20170068295A1; JP2017049972A; US9996138B2

Abstract

Ein elektronisches System weist eine Mehrzahl von Funktionsmodulen, wobei jedes aus der Mehrzahl von Funktionsmodulen gemäß einem aus einer Mehrzahl von Taktsignalen arbeitet, und ein Taktleitmodul zum Generieren der Mehrzahl von Taktsignalen gemäß einer Mehrzahl von Anforderungen von Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl von Funktionsmodulen auf.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches System und ein dazugehöriges Taktleitverfahren und insbesondere auf ein elektronisches System, das in der Lage ist, Taktsignale einer Mehrzahl von Funktionsmodulen gemäß Leistungsfähigkeitsanforderungen der Mehrzahl von Funktionsmodulen anzupassen, und ein dazugehöriges Taktleitverfahren.
Hintergrund der Erfindung
Komplementäre Metalloxid-Halbleiter-(CMOS-)Technologie bildet die Basis von modernen Computer-Systemen in elektronischen Produkten wie Smart-Phones und Tablets. Wegen des hohen Energieverbrauchs von Smart-Phones und Tablets setzt moderne CMOS-Technologie aggressives Clock-Gating (Takt-Ein- und Ausblenden) ein, um eine Batterielebensdauer zu erhalten. Allgemein wird die Taktfrequenz gemäß der maximalen Leistungsfähigkeit der von dem Computer-System benötigten Spezifikation ausgelegt. Wenn sich einige Komponenten in dem Computer-System in einem Ruhezustand befinden, kann die gemäß der maximalen Leistungsfähigkeit ausgelegte Taktfrequenz jedoch ein unnützer Aufwand werden. Somit wird das Thema, wie die Leistungsfähigkeiten und der Energieverbrauch des Computer-Systems für elektronische Produkte abzustimmen sind, ein zu diskutierendes Thema.
Zusammenfassung der Erfindung
Dies beachtend hat die vorliegende Erfindung zum Ziel, ein elektronisches System, das in der Lage ist, ein Taktsignal einer Mehrzahl von Funktionsmodulen gemäß Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl von Funktionsmodulen anzupassen, und ein dazugehöriges Taktleitverfahren zur Verfügung zu stellen, um das vorstehend genannte Problem zu lösen.
Dies wird durch ein elektronisches System und ein dazugehöriges Taktleitverfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 9 erzielt. Die abhängigen Ansprüche betreffen korrespondierende Weiterentwicklungen und Verbesserungen.
Wie aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung klarer ersichtlich wird, weist ein beanspruchtes elektronisches System eine Mehrzahl von Funktionsmodulen, wobei jedes aus der Mehrzahl von Funktionsmodulen gemäß einem aus einer Mehrzahl von Taktsignalen arbeitet; und ein Taktleitmodul zum Generieren der Mehrzahl von Taktsignalen gemäß einer Mehrzahl von Leistungsfähigkeitsanforderungen der Mehrzahl von Funktionsmodulen auf.
In einem anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung weist ein beanspruchtes Taktleitverfahren auf: Bestimmen einer Mehrzahl von Leistungsfähigkeitsanforderungen einer Mehrzahl von Funktionsmodulen; und Anpassen einer Mehrzahl von Taktsignalen der Mehrzahl von Funktionsmodulen gemäß der Mehrzahl von Leistungsfähigkeitsanforderungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird weiter beispielhaft mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen dargestellt.
1 ist ein schematisches Diagramm eines elektronischen Systems gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung.
2 ist ein schematisches Diagramm von zugehörigen Signalen des in 1 gezeigten elektronischen Systems.
3 ist ein schematisches Diagramm von zugehörigen Signalen des in 1 gezeigten elektronischen Systems.
4 ist ein schematisches Diagramm von zugehörigen Signalen des in 1 gezeigten elektronischen Systems.
5 ist ein schematisches Diagramm von zugehörigen Signalen des in 1 gezeigten elektronischen Systems.
6 ist ein schematisches Diagramm einer Implementierung der in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit.
7 ist ein schematisches Diagramm einer Implementierung der in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit.
8 ist ein schematisches Diagramm einer Implementierung der in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit.
9 ist ein schematisches Diagramm einer Implementierung der in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit.
10 ist ein schematisches Diagramm einer Implementierung der in 9 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit.
11 ist ein Flussdiagramm eines Vorgangs gemäß einer Implementierung der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung
Es sei auf 1 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm eines elektronischen Systems 10 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Offenbarung ist. Das elektronische System 10 kann ein elektronisches Produkt wie ein Smart-Phone, ein Notebook-Computer, ein Tablet oder ein Smart-Fernsehgerät sein und ist hierin nicht beschränkt. Wie in 1 gezeigt, weist das elektronische System 10 Funktionsmodule IP1–IP3 und ein Taktleitmodul 100 auf. Die Funktionsmodule IP1–IP3 können Intellectual-Property-(IP-)Blöcke (Blöcke geistigen Eigentums) sein, die zum Bereitstellen von unabhängigen Funktionen verwendet werden. Zum Beispiel können die Funktionsmodule IP1–IP3 Universal-Serial-Bus(USB-)Schnittstellenmodule, Schnittstellenmodule für drahtlose Netzwerke oder Eingangs-/Ausgangssteuermodule sein und sind hierin nicht eingeschränkt. Es ist zu beachten, dass die Anzahl der Funktionsmodule in dem elektronischen System 10 gemäß unterschiedlichen Anwendungen und Entwurfskonzepten variiert werden kann. Die Funktionsmodule IP1–IP3 führen jeweils Operationen gemäß Taktsignalen CLK1–CLK3 aus, um unabhängige Funktionen zur Verfügung zu stellen, wobei Leistungsfähigkeiten (Performances) P1–P3 von jedem der Funktionsmodule IP1–IP3 jeweils proportional zu Frequenzen FCLK1–FCLK3 der Talksignale CLK1–CLK3 sind. In einem Beispiel können die Leistungsfähigkeiten P1–P3 als die Menge von durch die Funktionsmodule IP1–IP3 eingegebenen und ausgegebenen Daten (z. B. Bandbreiten oder Durchsätze) angesehen werden, was hier nicht eingeschränkt ist. In diesem Beispiel bestimmt das Taktleitmodul 100 die Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 der Funktionsmodule IP1–IP3 und passt entsprechend die Frequenzen FCLK1–FCLK3 der Taktsignale CLK1–CLK3 an, um den Energieverbrauch des elektronischen Systems 10 zu reduzieren.
Im Detail weist das Taktleitmodul 100 eine Taktgenerierungseinheit 102, eine Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104, eine Taktmaskierungseinheit 106 und eine Taktleiteinheit 108 auf. Die Taktgenerierungseinheit 102 ist eine Frequenzsynthetisierungsschaltung (z. B. eine Phase-Locked-Loop-(PLL-)Schaltung) und wird zum Generieren eines Quellentaktsignals SCLK an die Taktleiteinheit 108 verwendet. Die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 bestimmt die Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 der Funktionsmodule IP1–IP3 gemäß Leistungsfähigkeitsinformationssignalen PI1–PI3, die durch die Funktionsmodule IP1–IP3 generiert werden, und bestimmt entsprechend Maskierungsverhältnisse MR1–MR3 eines Generierens der Taktsignale CLK1–CLK3, wobei die Maskierungsverhältnisse MR1–MR3 jeweils umgekehrt proportional zu den Leistungsfähigkeiten P1–P3 sein können. Die Taktmaskierungseinheit 106 generiert ein Maskiersignal MAS gemäß den Maskierungsverhältnissen MR1–MR3, welche durch ein Maskierverhältnissignal MRS von der Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 angezeigt wird, um die Taktleiteinheit 108 anzuweisen, die Taktsignale CLK1–CLK3 anzupassen. Zum Beispiel kann die Taktleiteinheit 108 einige Taktpulse der Taktsignale CLK1–CLK3 jeweils gemäß den Maskierverhältnissen MR1–MR3 maskieren. Das heißt, die Frequenzen FCLK1–FCLK3 der Taktsignale CLK1–CLK3 werden jeweils gemäß den Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 der Funktionsmodule IP1–IP3 angepasst.
Es sei auf 2 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm von zugehörigen Signalen des elektronischen Systems 10 ist. In 2 arbeitet das Funktionsmodul IP1 in einem vollständig aktiven Zustand und die Leistungsfähigkeit P1 wird P1 MAX. Gemäß dem Leistungsfähigkeitsinformationssignal PI1 bestimmt die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104, dass das Maskierverhältnis MR1 0 ist, weil das Funktionsmodul IP1 bei voller Geschwindigkeit arbeiten muss. Gemäß dem Maskierverhältnissignal MRS generiert die Taktmaskierungseinheit 106 das Maskiersignal MAS, um die Taktleiteinheit 108 anzuweisen, das Taktsignal CLK1 nicht anzupassen. Wie in 2 gezeigt, ändert sich das Taktsignal CLK1 nicht. In einem Beispiel ist das Taktsignal CLK1 das Quellentaktsignal SCLK. Das heißt, die Taktleiteinheit 108 maskiert die Taktpulse in dem Quellentaktsignal SCLK gemäß den Maskierverhältnissen MR1–MR3, um die Taktsignale CLK1–CLK3 zu generieren. In einem anderen Beispiel verwendet die Taktleiteinheit 108 das Quellentaktsignal SCLK, um die Taktsignale CLK1–CLK3 zu generieren und passt die Taktsignale CLK1–CLK3 gemäß den Maskierverhältnissen MR1-MR3 an.
Es sei auf 3 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm von zugehörigen Signalen des elektronischen Systems 10 ist. In 3 nimmt das Funktionsmodul IP1 einen teilweise aktiven Zustand ein und die Leistungsfähigkeit P1 des Funktionsmoduls IP1 wird 0,8·P1MAX. Zum Beispiel kann das Funktionsmodul IP1 mehrere Funktionen bereitstellen, wenn es in dem vollständig aktiven Zustand arbeitet. Gemäß unterschiedlichen Betriebsbedingungen kann ein Teil der Funktionen, die von dem Funktionsmodul IP1 bereitgestellt werden, deaktiviert sein und die Leistungsfähigkeit des Funktionsmoduls IP1 sinkt. Da die Leistungsfähigkeit des Funktionsmoduls IP1 um 20% sinkt, wäre der Energieverbrauch des Funktionsmoduls IP1 unnütz aufgewendet, wenn die Frequenz FCLK1 des Taktsignals CLK1 gleich bleibt. Somit bestimmt die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104, dass das Maskierverhältnis MR gemäß dem Leistungsfähigkeitsinformationssignal PI1 20% sein soll. Die Taktmaskierungseinheit 106 generiert das Maskiersignal MAS, um die Taktleiteinheit 108 anzuweisen, 20% der Zahl der Taktpulse in dem Taktsignal CLK1 zu reduzieren. Wie in 3 gezeigt, werden der zweite Taktpuls und der achte Taktpuls aus den 10 zusammenhängenden Taktpulsen in dem Taktsignal CLK1 maskiert. Als eine Folge wird die Frequenz FCLK1 mit der Leistungsfähigkeit P1 des Funktionsmoduls IP1 reduziert. Der Energieverbrauch des elektronischen Systems 10 wird deshalb ebenfalls mit der Leistungsfähigkeit des Funktionsmoduls IP1 reduziert.
Es ist zu beachten, dass die Taktmaskierungseinheit 106 die zu maskierenden Taktpulse in 3 zufällig auswählt. Solange wie die Anzahl der Taktpulse in dem Taktsignal CLK1 um 20% reduziert wird, können die Taktpulse beliebige Taktpulse in dem Taktsignal CLK1 sein. Zum Beispiel können die maskierten Taktpulse in einer anderen Gruppe von 10 zusammenhängenden Taktpulsen der erste und vierte Taktpuls aus den 10 zusammenhängenden Taktpulsen in dem Taktsignal CLK1 sein.
In einem Beispiel kann die Taktmaskierungseinheit 106 die Taktleiteinheit 108 anweisen, die Taktpulse in den Taktsignalen CLK1–CLK3 gemäß den Maskierverhältnissen MR1–MR3, die durch das Maskierverhältnissignal MRS angezeigt werden, periodisch zu maskieren. Es sei auf 4 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm von zugehörigen Signalen des in 1 gezeigten elektronischen Systems 10 ist. Ähnlich den Bedingungen in 3 nimmt das Funktionsmodul IP1 in 4 den teilweise aktiven Zustand ein. Die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 bestimmt, dass die Leistungsfähigkeit P1 gleich 0,8·P1MAX ist, und bestimmt, dass das Maskierverhältnis MR1 0,2 ist. Die Taktmaskierungseinheit 106 generiert das Maskiersignal MAS, um die Taktleiteinheit 108 anzuweisen, die Anzahl der Taktpulse in dem Taktsignal CLK1 um 20% zu reduzieren. In diesem Beispiel weist die Taktmaskierungseinheit 106 die Taktleiteinheit 108 an, sequentiell alle 5 Taktpulse 1 Taktpuls in dem Taktsignal CLK1 zu maskieren. Wie in 4 gezeigt, sind der fünfte Taktpuls und der zehnte Taktpuls aus den 10 zusammenhängenden Taktpulsen durch die Taktleiteinheit 108 maskiert. Als eine Folge ist die Frequenz FCLK1 mit der Leistungsfähigkeit P1 des Funktionsmoduls IP1 reduziert. Der Energieverbrauch des elektronischen Systems 10 ist deshalb ebenfalls mit der Leistungsfähigkeit P1 reduziert.
Es ist zu beachten, dass das Muster der Folge der maskierten Taktpulse in dem Taktsignal CLK1 gemäß unterschiedlichen Maskierverhältnissen geeignet geändert werden kann und nicht durch 4 eingeschränkt ist.
Es sei auf 5 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm von zugehörigen Signalen des elektronischen Systems 10 ist. In 5 wird die Leistungsfähigkeit P1 0,3·P1MAX und die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 bestimmt, dass das Maskierverhältnis MR1 0,7 ist. Die Taktmaskierungseinheit 106 generiert das Maskiersignal MAS, um die Taktleiteinheit 108 anzuweisen, die Anzahl der Taktpulse in dem Taktsignal CLK1 um 70% zu reduzieren. Wie in 5 gezeigt, weist die Taktmaskierungseinheit 106 die Taktleiteinheit 108 über das Maskiersignal MAS an, den ersten, dritten, vierten, fünften, siebten, neunten und zehnten Taktpuls aus den 10 zusammenhängenden Taktpulsen zu maskieren. Als eine Folge wird die Frequenz FCLK1 mit der Leistungsfähigkeit P1 des Funktionsmoduls IP1 reduziert.
Es ist zu beachten, dass die Leistungsfähigkeitsinformation der Funktionsmodule IP1–IP3 bereitgestellt werden kann, wenn die Funktionsmodule IP1–IP3 arbeiten. In einem anderen Beispiel kann die Leistungsfähigkeitsinformation der Funktionsmodule IP1–IP3 bereitgestellt werden, wenn die Funktionsmodule IP1–IP3 aufhören zu arbeiten.
Gemäß unterschiedlichen Anwendungs- und Entwurfskonzepten kann das Verfahren der Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104, welche die Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 der Funktionsmodule bestimmt, verschieden sein. Es sei auf 6 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm einer Implementierung der in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 ist. Wie in 6 gezeigt, ist eine Nachschlagtabelle LUT in der Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 eingebaut. In diesem Beispiel bestimmt die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 Funktionsbetriebsarten der Funktionsmodule IP1–IP3 (z. B. die durch die Funktionsmodule IP1–IP3 bereitgestellten Funktionen) gemäß den Leistungsfähigkeitsinformationssignalen PI1–PI3 und bestimmt die Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 durch ein Suchen des Index, der zu den aktuellen Funktionsbetriebsarten der Funktionsmodule IP1–IP3 korrespondiert, in der Nachschlagtabelle LUT. In einem Beispiel ist die Nachschlagtabelle LUT in der Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 vorbestimmt. In einem anderen Beispiel kann die Nachschlagtabelle durch ein Steuersignal CON modifiziert werden, wobei das Steuersignal CON ein Signal einer Software-Programmierungsschnittstelle oder ein Hardware-Steuerparameter sein kann.
Es ist zu beachten, dass die Funktionsmodule IP1–IP3 Signale an die Taktleiteinheit 108 übertragen können, um die Betriebszustände der Funktionsmodule IP1–IP3 anzuzeigen, und die Taktleiteinheit 108 passt die Taktsignale CLK1, CLK2 und CLK3 gemäß den Betriebszuständen an, die in den Signalen von den Funktionsmodulen IP1–IP3 an die Taktleiteinheit 108 angezeigtwerden. In einem Beispiel übertragen die Funktionsmodule IP1–IP3 jeweils Ruhesignale IS1–IS3 (in 1 nicht gezeigt), an die Taktleiteinheit 108, um der Taktleiteinheit 108 anzuzeigen, ob die Funktionsmodule IP1–IP3 in den Ruhezustand eintreten, und zu veranlassen, dass die Taktleiteinheit 108 die Frequenzen FCLK1–FCLK3 der Taktsignale CLK1–CLK3 entsprechend anpasst.
Es sei auf 7 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm einer Implementierung der in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 ist. In 7 übertragen die Funktionsmodule IP1–IP3 Speicherzugriffssignale SAS1–SAS3 an eine Speicherschnittstelleneinheit SIU (in 1 nicht gezeigt), um auf Daten von einer Speichereinheit STO (z. B. ein Cache, ein Speicher oder eine Hard-Disk) zuzugreifen (in 1 nicht gezeigt). Die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 erfasst die Speicherzugriffssignale SAS1–SAS3 als die in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsinformationssignale PI1–PI3 und bestimmt die Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 gemäß den Speicherzugriffssignalen SAS1–SAS3. Zum Beispiel berechnet die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 die Histogramme der Datenraten der durch die Funktionsmodule IP1–IP3 abgerufenen Daten (z. B. übertragen und empfangen) und bestimmt entsprechend die Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3.
Es sei auf 8 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm einer Implementierung der in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 ist. Die in 8 gezeigte Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 ist der in 7 gezeigten ähnlich, somit verwenden die Signale und die Komponenten mit ähnlichen Funktionen die gleichen Symbole. Im Unterschied zu 7 bestimmen die Funktionsmodule IP1–IP3 die Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3, wenn sie die Speicherzugriffssignale SAS1-SAS3 generieren, und generieren entsprechend die Leistungsfähigkeitsinformationssignale PI1–PI3. Unter solchen Bedingungen generiert die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 das Maskierverhältnissignal MRS gemäß den Leistungsfähigkeitsinformationssignalen PI1–PI3, die sich auf die Datenrate der durch die Funktionsmodule IP1–IP3 abgerufenen Daten beziehen.
Es sei auf 9 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm einer Implementierung der in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 ist. In diesem Beispiel bestimmt die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 die Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 gemäß Ausgangsdaten OD1–OD3 der Funktionsmodule IP1–IP3. Das heißt, die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 erfasst die Ausgangsdaten OD1–OD3 der Funktionsmodule IP1–IP3 als die in 1 gezeigten Leistungsfähigkeitsinformationssignale PI1–PI3. In einem Beispiel erfasst die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 die Ausgangsdatenraten der Funktionsmodule IP1–IP3 gemäß den Ausgangsdaten OD1–OD3, um die Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 der Funktionsmodule IP1–IP3 zu bestimmen, und generiert das Maskierverhältnissignal MRS gemäß den Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 und des Steuersignals CON. Durch Verfolgen der Ausgangsdatenraten der Funktionsmodule IP1–IP3 berücksichtigt die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 die Variationen der Anforderungen der Leistungsfähigkeiten P1–P3 und ändert das Maskierverhältnissignal MRS, um die Frequenzen der Taktsignale CLK1–CLK3 anzupassen. Der Energieverbrauch des elektronischen Systems 10 wird deshalb reduziert.
Es sei auf 10 verwiesen, welche ein schematisches Diagramm einer Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 1000 ist, welche eine Implementierung der in 9 gezeigten Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 104 ist. In 10 weist die Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit 1000 eine Zähleinheit 1002, eine Berechnungseinheit 1004 und eine Korrelierungseinheit 1006 auf. Die Zähleinheit 1002 empfängt Ausgangsdaten OD (z. B. die in 9 gezeigten Ausgangsdaten OD1–OD3) und zählt die Datenmenge DN in einem festen Zeitfenster. Als Nächstes berechnet die Berechnungseinheit 1004 eine Differenz DIFF zwischen der Datenmenge DN und einer erwarteten Datenmenge EDN, und die Korrelierungseinheit 1006 generiert das Maskierverhältnissignal MRS gemäß der Differenz DIFF. Es ist zu beachten, dass die Beziehung zwischen dem Maskierverhältnissignal MRS und der Differenz DIFF durch das Steuersignal CON angepasst wird.
Gemäß unterschiedlicher Anwendungen und Entwurfskonzepte können diejenigen mit gewöhnlichen Kenntnissen auf dem Gebiet geeignete Umbildungen und Modifikationen erkennen. In einem Beispiel passt die Taktmaskierungseinheit 104 die Taktgenerierungseinheit 102 gemäß dem Maskierverhältnissignal MRS direkt an. Zum Beispiel kann die Taktmaskierungseinheit 104 die Taktgenerierungseinheit 102 steuern, die Frequenz FSCLK des Quellentaktsignals SCLK um 10% zu reduzieren, wenn das Maskierverhältnis MR1 0,1 ist, und die Taktleiteinheit 108 gibt das Quellentaktsignal SCLK als das Taktsignal CLK1 aus. In einem anderen Beispiel passt die Taktleiteinheit 108 die Frequenz und den Spannungspegel des Quelltaktsignals SCLK simultan an, wenn sie die Taktsignale CLK1–CLK3 generiert.
Der Betriebsablauf des Taktleitmoduls 100, der die Taktsignale CLK1–CLK3 gemäß den Leistungsfähigkeiten P1–P3 anpasst, kann in ein Taktleitverfahren 110 zusammengefasst werden, das in 11 gezeigt ist. Das Taktleitverfahren 110 kann in einem elektronischen Produkt wie einem Smart-Phone, einem Notebook-Computer, einem Tablet oder einem Smart-Fernsehgerät implementiert sein, und weist die folgenden Schritte auf:

Schritt 1100: Start.
Schritt 1102: Bestimmen einer Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten einer Mehrzahl von Funktionsmodulen.
Schritt 1104: Anpassen einer Mehrzahl von Taktsignalen der Mehrzahl von Funktionsmodulen gemäß der Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten.
Schritt 1106: Ende.

Gemäß dem Taktleitverfahren 110 wird die Anforderung der Leistungsfähigkeit von jedem aus einer Mehrzahl von Funktionsmodulen bestimmt. In einem Beispiel ist die Anforderung der Leistungsfähigkeit des Funktionsmoduls Gesamtdatenraten von Daten, die in das Funktionsmodul eingegeben werden und die von dem Funktionsmodul ausgegeben werden. In einem anderen Beispiel ist die Anforderung der Leistungsfähigkeit des Funktionsmoduls der durch das Funktionsmodul bereitgestellte Modulzustand. In noch einem anderen Beispiel ist die Anforderung der Leistungsfähigkeit des Funktionsmoduls eine Datenrate von Daten, die von einer Speichereinheit übertragen oder empfangen werden. Nach dem Bestimmen der Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl von Funktionsmodulen werden die Taktsignale der Funktionsmodule entsprechend angepasst. Zum Beispiel kann die Mehrzahl von Taktsignalen durch Maskieren eines Teils der Taktpulse in den Taktsignalen gemäß den Anforderungen der Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl der Funktionsmodule angepasst werden. Wenn die Leistungsfähigkeit eines Funktionsmoduls abfällt, wird die Anzahl der maskierten Taktpulse in dem korrespondierenden Taktsignal erhöht. Das heißt, die Frequenz des Taktsignals ist proportional zu der Leistungsfähigkeit des korrespondierenden Funktionsmoduls. Durch Anpassen der Mehrzahl von Taktsignalen gemäß der Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl der Funktionsmodule wird der Energieverbrauch der Mehrzahl von Funktionsmodulen reduziert.
Es ist zu beachten, dass die Taktpulse periodisch oder zufällig maskiert werden können. Die detaillierten Vorgänge des Maskierens von Taktpulsen der Taktsignale gemäß der Leistungsfähigkeit des korrespondierenden Funktionsmoduls können aus 2–5 bezogen werden und sind hier der Kürze wegen nicht erläutert. Zusätzlich kann das Verfahren des Bestimmens der Mehrzahl von Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl von Funktionsmodulen verschieden sein. In einem Beispiel ist die Leistungsfähigkeit die Datenmenge, die durch das Funktionsmodul ausgegeben wird. Unter solch einer Bedingung kann die Leistungsfähigkeit des Funktionsmoduls durch Zählen einer Datenmenge der Daten, die durch die Mehrzahl von Funktionsmodulen in einem festen Zeitfenster ausgegeben werden, Berechnen einer Differenz zwischen der Datenmenge und einer erwarteten Datenmenge und Bestimmen der Leistungsfähigkeit gemäß der Differenz und einem Steuersignal erhalten werden, wobei das Steuersignal ein Signal von einer Software-Programmierschnittstelle oder ein Hardware-Steuerparameter sein kann.
Das elektronische System der vorstehenden Beispiele passt das Taktsignal an, das durch die Funktionsmodule, welche unabhängige Funktionen gemäß den Leistungsfähigkeiten (z. B. den Bandbreiten oder den Durchsätzen) der Funktionsmodule bereitstellen, empfangen wird. Weil das Taktsignal mit der Änderung der Leistungsfähigkeiten der Funktionsmodule angepasst wird, kann der Energieverbrauch des elektronischen Systems reduziert werden.
Diejenigen mit Kenntnissen auf dem Gebiet werden leicht erkennen, dass zahlreiche Modifikationen und Umbildungen der Vorrichtung und des Verfahrens vorgenommen werden können, während die Lehren der Erfindung beibehalten werden. Entsprechend sollte die vorstehende Offenbarung nur als durch die Maße und Grenzen der angehängten Ansprüche beschränkt angesehen werden.
Zusammengefasst weist ein elektronisches System auf: eine Mehrzahl von Funktionsmodulen, wobei jedes aus der Mehrzahl von Funktionsmodulen gemäß einem aus einer Mehrzahl von Taktsignalen arbeitet; und ein Taktleitmodul zum Generieren der Mehrzahl von Taktsignalen gemäß einer Mehrzahl von Anforderungen von Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl von Funktionsmodulen.
Bezugszeichenliste

10: elektronisches System
100: Taktleitmodul
102: Taktgenerierungseinheit
104: Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit
106: Taktmaskierungseinheit
108: Taktleiteinheit
110: Taktleitverfahren
1000: Taktleitverfahren
1002: Zähleinheit
1004: Berechnungseinheit
1006: Korrelierungseinheit
1100: Taktleitverfahren

Claims

Elektronisches System (10), gekennzeichnet durch: eine Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3), wobei jedes aus der Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 oder IP3) gemäß einem aus einer Mehrzahl von Taktsignalen (CLK1, CLK2 und CLK3) arbeitet; und ein Taktleitmodul (100) zum Generieren der Mehrzahl von Taktsignalen (CLK1, CLK2 und CLK3) gemäß einer Mehrzahl von Anforderungen von Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3).
Elektronisches System (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten Datenraten von Daten sind, die durch die Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3) eingegeben und ausgegeben werden.
Elektronisches System (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten die Funktionen sind, die durch die Funktionsmodule (IP1, IP2 und IP3) bereitgestellt werden.
Elektronisches System (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten die Datenraten der Daten sind, die von einer Speichereinheit in dem elektronischen System (10) übertragen oder empfangen werden.
Elektronisches System (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Taktleitmodul (100) aufweist: eine Taktgenerierungseinheit (102) zum Generieren eines Quellentaktsignals (SCLK); eine Leistungsfähigkeitsbestimmungseinheit (104) zum Bestimmen einer Mehrzahl von Maskierverhältnissen des Generierens der Mehrzahl von Taktsignalen (CLK1, CLK2 und CLK3) gemäß der Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3); eine Taktmaskierungseinheit (106) zum Generieren eines Maskiersignals (MAS) gemäß der Mehrzahl von Maskierverhältnissen; und eine Taktleiteinheit (108) zum Generieren der Taktsignale (CLK1, CLK2 und CLK3) gemäß dem Quellentaktsignal (SCLK) und Anpassen von Frequenzen der Mehrzahl von Taktsignalen (CLK1, CLK2 und CLK3) gemäß dem Maskiersignal (MAS).
Elektronisches System (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktleiteinheit die Frequenzen der Mehrzahl von Taktsignalen (CLK1, CLK2 und CLK3) durch Maskieren von Taktpulsen in der Mehrzahl von Taktsignalen (CLK1, CLK2 und CLK3) gemäß dem Maskiersignal (MAS) anpasst.
Elektronisches System (10) gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die maskierten Taktpulse periodische Taktpulse sind.
Elektronisches System (10) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten die Daten sind, die durch die Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3) ausgegeben werden, und die Taktleitverfahren (1000) aufweist: eine Zähleinheit (1002) zum Zählen einer Datenmenge (DN) der Daten, die durch die Mehrzahl von Funktionsmodulen in einem festen Zeitfenster ausgegeben werden; eine Berechnungseinheit (1004) zum Berechnen einer Differenz (DIFF) zwischen der Datenmenge und einer erwarteten Datenmenge; und eine Korrelierungseinheit (1006) zum Bestimmen der Mehrzahl von Maskierverhältnissen gemäß der Differenz (DIFF) und einem Steuersignal (CON).
Taktleitverfahren (1100), gekennzeichnet durch: Bestimmen einer Mehrzahl von Anforderungen von Leistungsfähigkeiten einer Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3); und Anpassen einer Mehrzahl von Taktsignalen (CLK1, CLK2 und CLK3) der Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3) gemäß der Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten.
Taktleitverfahren (1100) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten Datenraten der Daten sind, die durch die Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3) eingegeben und ausgegeben werden.
Taktleitverfahren (1100) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten Funktionen sind, die durch die Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3) bereitgestellt werden.
Taktleitverfahren (1100) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten Datenraten von Daten sind, die von einer Speichereinheit in dem elektronischen System (10) übertragen oder empfangen werden.
Taktleitverfahren (1100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Anpassens einer Mehrzahl von Taktsignalen (CLK1, CLK2 und CLK3) der Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3) gemäß der Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten aufweist: Maskieren von Taktpulsen in der Mehrzahl von Taktsignalen (CLK1, CLK2 und CLK3) gemäß der Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten.
Taktleitverfahren (1100) gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die maskierten Taktpulse periodische Taktpulse sind.
Taktleitverfahren (1100) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten Daten sind, die durch die Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3) ausgegeben werden, und der Schritt des Bestimmens der Mehrzahl von Anforderungen der Leistungsfähigkeiten der Mehrzahl von Funktionsmodule (IP1, IP2 und IP3) aufweist: Zählen einer Datenmenge (DN) der Daten, die durch die Mehrzahl von Funktionsmodulen (IP1, IP2 und IP3) in einem festen Zeitfenster ausgegeben werden; Berechnen einer Differenz (DIFF) zwischen der Datenmenge (DN) und einer erwarteten Datenmenge; und Bestimmen der Mehrzahl von Leistungsfähigkeiten gemäß der Differenz (DIFF) und einem Steuersignal (CON).