FR2916061A1 - Variation de frequence d'horloge d'un consommateur de courant synchronise. - Google Patents

Abstract

Une variation de fréquence d'horloge d'un consommateur à fonctionnement synchronisé alimenté en énergie peut être réalisée de manière rapide et efficace avec une influence aussi faible que possible de l'alimentation d'énergie alimentant le consommateur lorsque la variation de cycle d'horloge totale a lieu par une pluralité de variations de cycle d'horloge individuelles avec, chacune, des quantités de variation différentes, donc lorsque la fréquence d'horloge est modifiée de manière non linéaire.

Description

Variation de fréquence d'horloge d'un consommateur de courant synchronisé

Description La présente invention concerne la variation dynamique de la fréquence d'horloge d'un consommateur de courant fonctionnant de manière synchronisée et, en particulier, la manière dont elle peut être réalisée sans effets négatifs sur les paramètres de fonctionnement du consommateur de courant. Les applications dans lesquelles la fréquence de système est variée de manière dynamique dans un système fonctionnant de manière synchronisée, par exemple pour remplir les conditions requises de vitesse de calcul variables, sont nombreuses. C'est par exemple une caractéristique de conception amplement appliquée dans les microprocesseurs modernes qu'ils puissent modifier leur fréquence d'horloge interne selon la charge de processeur momentanément présente, afin de réduire à un état de basse fréquence d'horloge la consommation d'énergie du système total. La consommation d'énergie du microprocesseur est modulée de manière environ linéaire avec la fréquence d'horloge utilisée, étant donné qu'il est toujours consommé de l'énergie lorsque les transistors changent d'état de commutation, ce qui, pour les microprocesseurs et registres, est typiquement le cas une fois par cycle d'horloge. La fréquence d'horloge d'un tel système est, dans les procédés correspondant à l'état de la technique, augmentée soit par saut de la fréquence réelle momentanée à la fréquence de consigne, soit par plusieurs sauts de fréquence d'horloge équidistants successifs (rampe linéaire). Un problème avec l'augmentation de la fréquence d'horloge réside dans le fait que les consommateurs de courant à fonctionnement synchronisé doivent être alimentés par une tension d'alimentation, pour assurer leur fonctionnement. Lorsque la fréquence d'horloge est augmentée, le consommateur de courant requiert, en des fractions de seconde, plus de courant, étant donné que, tel que déjà décrit ci- dessus, il est modulé selon la fréquence d'horloge. En général, une tension d'alimentation fournie par un régulateur de tension présentera donc un creux de tension en cas d'augmentation de fréquence d'horloge. La grandeur de celui-ci est fonction de la grandeur de la charge changeante, donc aussi de la variation de fréquence d'horloge. Si la grandeur de la variation de fréquence d'horloge par unité de temps (temps de réglage caractéristique du régulateur de tension) est trop grande, il peut arriver que le creux de tension soit si grand qu'il soit descendu au-dessous d'une tension d'alimentation minimale qui est indispensable pour le fonctionnement du consommateur de courant. Dans le pire cas, le consommateur de courant est ainsi coupé ou il est déclenché ou requis une remise à zéro d'un processeur. Cela peut conduire, dans un cas extrême, à une perte de données immédiate. Lors de la variation de la fréquence d'horloge d'un consommateur fonctionnant de manière synchronisée, il y a donc lieu de veiller, d'une part, à ce que l'augmentation de fréquence d'horloge ait lieu aussi rapidement que possible, afin d'assurer le fonctionnement souhaité d'un système, d'autre part, celle-ci ne peut pas avoir lieu si rapidement que le consommateur de courant ne puisse fonctionner du fait d'une absence d'énergie électrique suffisante disponible. La commutation par saut correspondant à l'état de la technique, donc la variation de la fréquence réelle à la fréquence de consigne en une seule étape, présente le grand inconvénient que le creux d'énergie ou creux de tension provoqué par l'augmentation de la fréquence d'horloge est maximal. Pour garantir le fonctionnement du consommateur de courant à une telle variation de fréquence, l'alimentation d'énergie ou de tension doit donc être dimensionnée de manière si grande qu'il puisse, à l'état de fonctionnement le plus défavorable, régler le saut de fréquence d'horloge maximum et la haute variation de charge qui en résulte dans les limites des paramètres de tolérance du système. Il est donc requis des régulateurs de tension extraordinairement stables en charge, grands et coûteux à mettre en oeuvre, pour pouvoir supporter, au moyen de diviseurs de fréquence fixes, l'augmentation ou la réduction mise en oeuvre, par exemple, par saut de la fréquence d'horloge également dans un "scénario de pire cas". Ce même problème se présente à l'abaissement de la fréquence d'horloge, où il est typiquement généré une surtension qui peut altérer, de manière similaire à un manque de tension, l'aptitude au fonctionnement d'un consommateur de courant synchronisé. Dans les procédés correspondant à l'état de la technique qui augmentent la fréquence d'horloge de manière linéaire d'une fréquence réelle à une fréquence de consigne, c'est-à-dire en plusieurs étapes individuelles par unité de temps (donc à Af/At constant), c'est un grand inconvénient que la variation de fréquence doive, pour chaque étape (Af), également être adaptée au "pire cas", de sorte que, dans les états de fonctionnement du consommateur de courant qui ne correspondent pas à l'état de fonctionnement du "pire cas", une augmentation ou diminution de fréquence d'horloge ne peut avoir lieu qu'à une vitesse qui est inférieure à la maximale possible. Cela peut, dans certaines conditions, avoir pour conséquence qu'un processeur ne peut pas maintenir la fonctionnalité désirée dans un système à temps réel.

La présente invention a pour objet de créer un dispositif et un procédé qui permettent de faire varier une fréquence d'horloge de sorte qu'une variation de fréquence d'horloge soit possible de manière plus efficace et avec une moindre influence d'un système fonctionnant au moyen de la fréquence d'horloge.

La présente invention se base sur la connaissance du fait qu'une variation de fréquence d'horloge du consommateur à fonctionnement synchronisé alimenté en énergie peut être réalisée de manière rapide et efficace avec aussi peu d'influence que possible de l'alimentation d'énergie alimentant le consommateur lorsque la variation de cycle d'horloge totale a lieu par une pluralité de variations de cycle d'horloge différentes, chacune d'une quantité de variation différente, donc lorsque la fréquence d'horloge est modifiée de manière non linéaire.

Une variation de fréquence non linéaire adaptée au régulateur de la tension d'alimentation ou de l'énergie d'alimentation peut éviter dans de grandes mesures des instabilités des grandeurs de fonctionnement (courant, tension), étant donné qu'il a été constaté que la variation de charge tolérable par un régulateur de tension ou d'énergie dépend du point de fonctionnement momentané du régulateur de tension ou d'énergie. La variation de fréquence (et donc la variation de charge) non linéaire adaptée au régulateur peut éventuellement empêcher dans une grande mesure les instabilités qui se produisent, la performance, donc la vitesse de régulation (Af/At), pouvant, à une variation de tension ou d'énergie permise donnée du régulateur (Op ou AV), même être augmentée. Aussi, dans un exemple de réalisation de la présente invention, il est tenu compte, pour la régulation de la fréquence d'horloge par un régulateur de fréquence, de la caractéristique de régulation d'un régulateur de tension qui alimente le consommateur de courant à fonctionnement synchronisé en tension de fonctionnement, afin de réaliser une variation de fréquence d'horloge requise de manière non linéaire, de sorte que le creux de tension ou la l'augmentation de tension provoquée par la variation de fréquence d'horloge reste dans une plage tolérable préétablie. Cela offre l'avantage que, pour un régulateur donné, il n'est plus uniquement permis, comme dans l'état de la technique, les sauts de fréquence qui permettent également dans le cas de fonctionnement le plus défavorable un fonctionnement assuré du consommateur de courant, mais qu'il est permis, en outre, des variations de fréquence sensiblement plus grandes par unité de temps lorsqu'un système ne se trouve pas dans ce mode de fonctionnement. C'est habituellement le cas lorsque le consommateur de courant fonctionne avec une fréquence d'horloge qui est supérieure à une fréquence d'horloge minimale possible du consommateur de courant. Si le consommateur de courant se trouve à la fréquence d'horloge minimale, il a la consommation de courant la plus petite. En cas d'augmentation de fréquence d'horloge à partir de ce faible niveau de sortie, la variation de charge relative qui en résulte à la sortie du régulateur de tension est extraordinairement grande, elle peut être de plusieurs 100 %. A titre d'exemple, il est considéré ici un système qui peut fonctionner dans une plage de fréquence d'horloge dynamique de jusqu'à 40 fois une fréquence de base fO et qui, considéré de manière idéalisée, consomme par fréquence de fonctionnement fO, le même courant, la fréquence d'horloge devant pouvoir être régulée par étapes de nombre entier de fO.

Si le système se trouve à l'état de départ à une fréquence d'horloge de 25*fO et que la fréquence d'horloge doit être augmentée de fO, cela signifie une augmentation de la charge à la sortie régulée du régulateur de tension d'uniquement 1/25 de la charge originale, de sorte que le régulateur de tension peut facilement compenser cette variation de charge dynamique. Toutefois, si le même système se trouve à l'état de départ à la fréquence d'horloge fO, l'augmentation de fréquence d'horloge désirée signifie une variation de charge de 100 %, de sorte que le creux de tension à attendre sera, à la même augmentation absolue de la fréquence d'horloge, beaucoup plus marquée que dans le cas décrit ci-dessus. De manière typique, une variation fixe du courant dynamique entraîne donc, dans la plage de fréquence inférieure, un plus grand creux de tension que dans la plage de fréquence supérieure. Un régulateur de fréquence selon l'invention utilise cette non linéarité du système en modifiant la fréquence d'horloge (fréquence de fonctionnement) de manière non linéaire. La caractéristique de la variation de fréquence par unité de temps (courbe f-t) est donc régulée selon les propriétés du régulateur et, donc, de manière non linéaire. Un grand avantage est le fait qu'une variation de fréquence d'horloge est possible de manière sensiblement plus rapide lorsqu'un système existant composé d'un régulateur de tension ou d'énergie et d'un consommateur de courant synchronisé fonctionne selon l'invention, étant donné que celui-ci est déjà conçu pour le pire cas se présentant dans la plage de fréquence inférieure, de sorte que dans la plage de fréquence supérieure sont possibles des sauts de cycle d'horloge nettement plus grands. Cela permet l'augmentation ou l'abaissement de la fréquence d'horloge en un temps plus court. Ci-après sont décrits en détail des exemples de réalisation, en référence aux dessins joints en annexe, dans lesquels : la figure 1 illustre un exemple de régulateur de fréquence selon l'invention destiné à faire varier une fréquence d'horloge ; la figure 2 illustre une comparaison de régulations de fréquence selon l'invention avec des procédés correspondant à l'état de la technique ; la figure 3 illustre une comparaison de creux de tension provoqués par des variations de fréquence d'horloge au moyen du procédé selon l'invention avec des procédés correspondant à l'état de la technique ; la figure 4 illustre des exemples d'une diminution du creux de tension de fonctionnement en cas d'application du procédé selon l'invention ; et la figure 5 illustre un exemple de système selon l'invention à fréquence d'horloge variable. La figure 1 illustre un exemple de régulateur de fréquence selon l'invention pendant l'utilisation. Il est représenté un régulateur 10, un consommateur fonctionnant de manière synchronisée 12 et un dispositif de gestion d'énergie (gestion d'énergie) 14. Le régulateur de fréquence 10 comporte un indicateur de fréquence 16, un générateur de cycle d'horloge 18 et un régulateur de cycle d'horloge 20.

Le générateur de cycle d'horloge 18 du régulateur de fréquence 10 est relié au consommateur 12 et génère le cycle d'horloge du système qui est nécessaire pour le fonctionnement du consommateur 12. Le consommateur 12 est relié, optionnellement, au dispositif de gestion d'énergie 14. Dans un mode de réalisation simple, le dispositif de gestion d'énergie 14 n'est pas relié au consommateur 12 et possède, par exemple, un registre dans lequel un utilisateur peut régler de manière fixe la fréquence cible à laquelle la régulation s'effectue alors de manière non linéaire selon l'invention. Dans un mode de réalisation plus complexe, le dispositif de gestion d'énergie 14 peut surveiller ou régler des paramètres de système additionnels, pour évaluer ainsi la puissance de système ou de calcul momentanément présente (entre autres également en utilisant d'autres facteurs externes, tels que par exemple la tension d'alimentation mesurée). Le dispositif de gestion d'énergie 14 peut être relié au consommateur 12, par exemple pour tenir compte de la fréquence réelle ou de la décharge momentanée du consommateur. Le dispositif de gestion d'énergie 14 analyse donc l'énergie mise à disposition dans le système en utilisant plusieurs facteurs et est relié à l'indicateur de fréquence 16, pour lui indiquer éventuellement qu'une augmentation ou une diminution de la fréquence d'horloge est nécessaire, pour arriver à un état de fonctionnement optimal. Une augmentation peut être motivée par le fait que la puissance de calcul momentanément disponible est trop faible pour répondre aux conditions requises du système. Une diminution peut être provoquée par le fait que la puissance de calcul momentanée est trop grande, de sorte que par une diminution de la fréquence d'horloge peut être économisée de l'énergie. D'autre part, il est, alternativement, également possible que la fréquence d'horloge doive être diminuée lorsque des paramètres de fonctionnement externes, tels que par exemple la tension d'alimentation mise à disposition, ne sont actuellement pas à même de mettre à disposition une énergie requise par un haut cycle d'horloge de système lorsqu'ils doivent en même temps mettre à disposition par exemple l'énergie pour d'autres composants du système. Il peut alors être nécessaire de diminuer la fréquence d'horloge, bien que le traitement par exemple du code de programme par le consommateur 12 soit alors ralenti. La diminution ou l'augmentation désirée de la fréquence d'horloge (donc la fréquence cible] peut également être prédéterminée dans une configuration simple pour le dispositif de gestion d'énergie 14, tel que déjà mentionné ci-dessus, par un utilisateur externe. Pour indiquer une augmentation de fréquence ou diminution de fréquence désirée, le dispositif de gestion d'énergie 14 est relié à l'indicateur de fréquence 16 du régulateur de fréquence 10. Dans le régulateur de fréquence 10, l'indicateur de fréquence 16 est relié au générateur de cycle d'horloge 18 et signale à ce dernier, via un premier trajet de signal 22a, une augmentation de la fréquence d'horloge et, via un deuxième trajet de signal 22b, une diminution de la fréquence d'horloge. La signalisation a lieu jusqu'à ce que l'indicateur de fréquence constate, sur base des informations du dispositif de gestion d'énergie 14, que l'état de consigne est atteint. Le générateur de cycle d'horloge 18 génère physiquement la fréquence d'horloge pour le fonctionnement du consommateur 12. En fonction des informations transmises via les trajets de signal 22a et 22b, la fréquence d'horloge est soit maintenue, soit augmentée ou diminuée. Selon l'invention, le générateur de cycle d'horloge 18 est relié à un régulateur de cycle d'horloge 20 qui préétablit la régulation par étapes des sauts de fréquence en fonction de l'état du système. Par la grandeur d'étape variable est donc obtenue une vitesse de variation de fréquence fonction du système et une régulation de fréquence non linéaire du générateur de cycle d'horloge 18. Le régulateur de cycle d'horloge 20 peut être réalisé, par exemple, sous forme de logique à câblage fixe qui préétablit, à une fréquence d'horloge donnée, une quantité de variation de la fréquence d'horloge en fonction de la fréquence d'horloge donnée. Cette dépendance peut être mémorisée de manière fixe sous forme d'un tableau qui est déterminé une seule fois lors de la conception du système. Lors de la conception du système, il est alors, par exemple, tout d'abord déterminé la consommation d'énergie du consommateur 12. Ensuite peut être choisi un régulateur de tension d'alimentation ou régulateur d'énergie qui alimente le consommateur en énergie d'alimentation et qui présente une caractéristique de régulation spécifique. Par la connaissance de la consommation de courant dynamique ou de la consommation d'énergie dynamique du consommateur 12 et de la caractéristique du régulateur, le dispositif de régulation de cycle d'horloge 20 peut alors être mis en oeuvre de sorte que la variation de fréquence d'horloge ait lieu à tout état de fonctionnement du consommateur de sorte qu'une variation d'énergie d'alimentation inévitable provoquée par la variation de charge dynamique reste au-dessous d'une valeur maximale prédéterminée encore tolérable. Par la non-linéarité de la régulation, il est donc obtenu qu'à tout moment de fonctionnement soit obtenue une vitesse de variation optimale de la fréquence d'horloge, ou que, par exemple, la fluctuation de la tension d'alimentation qui est provoquée par la variation de cycle d'horloge reste limitée à une mesure fixée qui est constante dans l'ensemble de la plage de fréquence d'horloge dynamique possible. Le dispositif de régulation de cycle d'horloge 20 peut, par exemple, également être mis en oeuvre de sorte qu'il évalue une fonction analytique en fonction des paramètres de fonctionnement mesurés, tels que par exemple la fréquence d'horloge actuelle et le niveau de tension actuel, pour mettre en oeuvre le concept selon l'invention. Ci-après est expliquée, en référence aux figures 2 à 4, la manière dont peut être choisie une caractéristique non linéaire d'un régulateur de fréquence selon l'invention et dont se comportent les paramètres de fonctionnement d'un consommateur de courant fonctionnant de manière synchronisée en cas d'application du concept selon l'invention. La figure 2 illustre un graphique dans lequel est reporté, sur l'axe x, le temps en unités arbitraires et, sur l'axe y, une fréquence d'horloge pour le fonctionnement d'un consommateur, également en unités arbitraires. Une régulation de fréquence linéaire, telle qu'elle correspond à l'état de la technique, est représentée à l'aide d'un graphique 30, ainsi qu'une première régulation de fréquence non linéaire 32a et une deuxième régulation de fréquence non linéaire 32b selon l'invention. Les régulations de fréquence sont prévues pour le même consommateur à fonctionnement synchronisé, la régulation de fréquence linéaire correspondant à l'état de la technique devant être choisie de sorte que, dans le mode de fonctionnement le plus défavorable, une variation de fréquence d'horloge n'entraîne pas de creux trop grand d'une tension d'alimentation ou d'une énergie d'alimentation. Tel que déjà décrit ci-dessus, les variations d'énergie ou de tension sont, dans la plage de fréquence d'horloge inférieure, les facteurs limiteurs, de sorte que la montée de la régulation de fréquence linéaire 30 (Af/Lt) doive être fixée dans une plage 34 des fréquences les plus basses. A la figure 2 est considérée, à titre d'exemple, une variation de la fréquence d'horloge qui a lieu de la fréquence d'horloge de base à une fréquence maximale. En cas d'application du concept selon l'invention de régulation de fréquence non linéaire, tel que décrit par la première régulation de fréquence non linéaire 32a, on peut voir clairement qu'une augmentation de la fréquence de système à la fréquence de système maximale est rendue possible en une période qui est sensiblement plus réduite qu'en cas d'application d'une régulation de fréquence linéaire 30 correspondant à l'état de la technique. Dans l'exemple illustré à la figure 2, la différence de temps pour obtenir la fréquence de système maximale est supérieure à un facteur 3. La régulation de fréquence non linéaire 32a est la mise en oeuvre la plus rapide possible de la régulation non linéaire, ce qui se traduit par le fait que la montée de la régulation de fréquence non linéaire 32a correspond pour de petites fréquences à la montée de la régulation de fréquence linéaire 30. La régulation de fréquence non linéaire 32a est donc choisie de sorte qu'elle entraîne, à de basses fréquences, la variation de tension ou d'énergie maximale permise. Par la non-linéarité, cette variation maximale permise est également utilisée pour des fréquences plus élevées, ce qui n'est pas le cas pour la régulation de fréquence linéaire 30, de sorte qu'il s'ensuit la nette augmentation de vitesse observée (augmentation de performance) pour atteindre la fréquence de système maximale par rapport à la régulation de fréquence linéaire 30. Cela présente dans l'ensemble l'avantage qu'il peut être réagi sensiblement plus rapidement à des variations de charge dynamiques en cas d'application du concept selon l'invention qu'avec les procédés correspondant à l'état de la technique et que les temps de latence se produisant par suite de la variation de fréquence peuvent donc être maintenus nettement inférieurs. La deuxième régulation de fréquence non linéaire 32b décrit une régulation de fréquence qui est réalisée de manière moins agressive que la première régulation de fréquence non linéaire 32a, dans laquelle, à une variation de fréquence d'horloge, une variation d'énergie d'alimentation ou une variation de tension d'alimentation par étape de fréquence est donc inférieure que dans le cas de la régulation de fréquence linéaire 30 ou la première régulation de fréquence non linéaire 32a. Cela se traduit par le fait que la montée initiale de la deuxième régulation de fréquence non linéaire 32b est, à de basses fréquences de cycle, nettement inférieure que dans le cas de la régulation de fréquence linéaire 30 et de la première régulation de fréquence non linéaire 32a. Il y a lieu de noter ici que le temps qui s'écoule lorsqu'il est régulé au moyen de la deuxième régulation de fréquence non linéaire 32b de la fréquence de base à une fréquence de fonctionnement maximale est, dans l'ensemble, encore inférieur que dans le cas de la régulation de fréquence linéaire 30, bien que les fluctuations d'énergie d'alimentation ou fluctuations de tension d'alimentation maximales se produisant soient (à de basses fréquences) nettement inférieures que dans le cas de la régulation de fréquence linéaire 30.

Selon l'invention, il est donc possible, de manière avantageuse, d'augmenter nettement la performance (le temps qui est requis pour augmenter une variation de fréquence) par rapport aux systèmes correspondant à l'état de la technique. Par ailleurs, il est maintenant possible, selon l'invention, d'obtenir, par variation de courbes de régulation non linéaires différentes, un compromis optimal entre la vitesse d'augmentation de la fréquence d'horloge et la variation de tension d'alimentation ou d'énergie d'alimentation avec un matériel déjà prédéterminé (consommateur de courant et alimentation d'énergie).

Etant donné qu'une modulation de fréquence est habituelle dans les systèmes qui sont réglés par exemple par une unité de gestion d'énergie, il s'ouvre un ample domaine d'application pour la régulation de fréquence selon l'invention, en particulier pour les systèmes à charges de travail variant de manière dynamique ou à paramètres d'environnement variables (limites de courant, creux de tension externes). La figure 3 illustre un tableau qui montre la manière dont un creux de tension observé maximal peut, à l'aide d'un régulateur de fréquence selon l'invention à régulation de fréquence non linéaire, être réduit dans un consommateur de courant fonctionnant avec une tension d'alimentation, comparé aux procédés correspondant à l'état de la technique. Il est considéré un système qui présente une consommation de courant dynamique idéalisée qui dépend linéairement de la fréquence d'horloge. Il est considéré une variation de fréquence d'horloge qui est réalisée d'une fréquence de fonctionnement minimale à la fréquence d'horloge maximale possible. Dans le tableau illustré à la figure 3 est repris, sur une ligne de tableau 40, le creux de tension observé en unités relatives par rapport au creux de tension observé maximal, une première colonne 42a indiquant le creux de tension pour le cas où il n'est pas réalisé de rampe de fréquence continue, c'est-à-dire que la fréquence d'horloge est élevée en une seule étape de fréquence d'horloge de la fréquence de fonctionnement minimale à la fréquence d'horloge maximale possible. La deuxième colonne 42b montre le cas d'une rampe de fréquence linéaire (en 5 étapes) et la troisième colonne 42c montre le cas de variations de fréquence d'horloge non linéaires selon l'invention, le temps pendant lequel est atteinte la fréquence d'horloge maximale étant également de 5 étapes. Tel que visible à la figure 3, l'on s'attend à ce que le creux de tension est le plus grand en cas d'augmentation de tension instantanée, c'est-à-dire d'augmentation de tension non régulée en une seule étape de cycle d'horloge. Bien que le temps de régulation total pour atteindre la fréquence d'horloge maximal pour le régulateur de fréquence non linéaire selon l'invention et le régulateur de fréquence linéaire soit identique (5 étapes), le creux de tension observé est, en cas de variation de la fréquence d'horloge selon l'invention, d'environ 50 0/0 inférieur que dans le cas d'une variation linéaire.

La figure 4 illustre une évolution de tension d'un régulateur de tension comme elle s'établit lorsqu'une fréquence d'horloge d'un consommateur fonctionnant avec une tension d'alimentation est changée au moyen du régulateur de tension. Sur l'axe x est reporté le temps en unités arbitraires et sur l'axe y est reportée la tension d'alimentation en unités arbitraires. Il est représenté le cas décrit en référence à la figure 3, un premier graphique 5Oa illustrant le cas d'une variation de fréquence d'horloge instantanée correspondant à la colonne 42a où est obtenue la tension maximale. Un deuxième graphique 5Ob décrit la variation de tension en cas de variation linéaire de la, fréquence d'horloge. Un troisième graphique 5Oc décrit la variation non linéaire de la fréquence d'horloge selon l'invention, où s'établit le creux de tension le plus petit dans l'ensemble de la tension d'alimentation. Le système qui est caractérisé en référence à la figure 3 et la figure 4 est choisi de sorte que la régulation linéaire et la régulation non linéaire permettent l'élévation de fréquence d'horloge d'une fréquence d'horloge minimale à une fréquence d'horloge maximale dans le même temps. Le fait qu'une caractéristique non linéaire soit choisie de sorte qu'il soit obtenu le même temps de régulation maximal et qu'il s'établisse, en cas d'utilisation d'un régulateur de fréquence selon l'invention, une variation de tension nettement inférieure, souligne également la grande variabilité du concept selon l'invention. Dans l'exemple illustré à la figure 4, il peut donc être utilisé, à une même vitesse de l'augmentation de fréquence, un régulateur de tension qui est moins robuste, qui offredonc moins de réserves et qui occupe donc moins d'espace et qui peut être mis en oeuvre de manière plus économique. La figure 5 illustre un exemple d'un système selon l'invention avec un consommateur à fonctionnement synchronisé 60, une alimentation de tension réglée 62 (alimentation d'énergie) et un régulateur de fréquence 64 selon l'invention. Le consommateur de courant 60 est relié à l'alimentation de tension 62, et reçoit de cette dernière la tension d'alimentation nécessaire pour son fonctionnement. La fréquence d'horloge qui est nécessaire pour le fonctionnement du consommateur de courant à fonctionnement synchronisé 60 est générée par un régulateur de fréquence 54 selon l'invention, d'où ce dernier est relié au consommateur de courant 60. Le régulateur de fréquence 64 selon l'invention régule, à une augmentation ou diminution de fréquence d'horloge requise, la fréquence d'horloge de sorte qu'une variation de tension d'alimentation provoquée par la fréquence d'horloge variant de manière dynamique du consommateur de courant 60 à l'alimentation de tension 62 reste au-dessous d'une valeur limite prédéterminée. Alternativement ou en outre, l'alimentation de tension 62 peut être reliée, par l'intermédiaire d'une connexion de moniteur 66, au régulateur de fréquence 64, de sorte que le régulateur de fréquence 64 reçoive chaque fois des informations sur la tension de fonctionnement réellement générée par l'alimentation de tension 62, afin de déterminer, sur base de ces informations, les quantités de variation respectives pour les variations de fréquence d'horloge individuelles de sorte que la variation de tension d'alimentation de l'alimentation de tension 62 reste dans une plage fixée. Bien qu'il ait été décrit dans l'exemple de réalisation décrit ci- dessus que la variation d'une tension d'alimentation se base sur une régulation de fréquence selon l'invention ou qu'il peut être évité au moyen de la régulation de fréquence selon l'invention qu'un creux de tension d'alimentation n'excède une valeur déterminée, l'application du concept selon l'invention n'est nullement limitée aux régulateurs de tension. Au contraire, le concept selon l'invention peut être appliqué de manière avantageuse à tout type d'alimentation d'énergie de tout consommateur d'énergie à fonctionnement synchronisé, en particulier donc aussi à des sources de courant continu. La manière dont sont générées ou présentées selon l'invention les informations sur les quantités des variations de fréquence d'horloge individuelles importe peu pour l'application fructueuse du concept de régulation de fréquence non linéaire selon l'invention. Les quantités de variation individuelles peuvent de toute manière soit être fixées et mémorisées au préalable, soit aussi être générées de manière dynamique, aux fins de quoi peut être utilisée, par exemple, une dépendance fonctionnelle des quantités de variations d'autres paramètres de fonctionnement d'un système selon l'invention. La mise en oeuvre illustrée d'un régulateur de fréquence selon l'invention 10 est également donnée à titre d'exemple. Le régulateur de fréquence selon l'invention peut réalisé sous forme d'élément indépendant discret. Le type de réalisation du régulateur de fréquence n'est toutefois pas essentiel pour l'application réussie du concept selon l'invention. Ainsi, un régulateur de fréquence selon l'invention peut être mis en oeuvre, par exemple, dans le consommateur 12. Cela vaut de même pour l'alimentation d'énergie ou de tension lui associée. Le régulateur de fréquence peut, alternativement, aussi être mis en oeuvre dans le régulateur de tension, de sorte qu'il puisse accéder à la caractéristique de régulation du régulateur de tension soit par mesure directe, soit qu'il possède toutefois aussi un modèle mathématique de la caractéristique de régulateur, pour calculer d'avance le comportement du régulateur, pour dériver, sur base des informations précalculées, les quantités de variation individuelles de la variation de fréquence d'horloge.

Liste de numéros de repère 10 Régulateur de fréquence 12 Consommateur à fonctionnement synchronisé 14 Dispositif de gestion d'énergie 16 Indicateur de fréquence 18 Générateur de cycle d'horloge 20 Dispositif de réglage de cycle d'horloge 22a, b Trajets de signal a, b 30 Régulation de fréquence linéaire 32a Première régulation de fréquence non linéaire 32b Deuxième régulation de fréquence non linéaire 40 Ligne de tableau 42a Première colonne 42b Deuxième colonne 42c Troisième colonne 50a Premier graphique 50b Deuxième graphique 50c Troisième graphique 60 Consommateur à fonctionnement synchronisé 62 Alimentation de tension 64 Régulateur de fréquence 66 Connexion de moniteur25

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Régulateur de fréquence (10 ; 64) destiné à faire varier une fréquence d'horloge d'un consommateur à fonctionnement synchronisé (12 ; 60) alimenté en énergie, le régulateur de fréquence étant réalisé de manière à réaliser une variation totale de la fréquence d'horloge d'une fréquence réelle à une fréquence de consigne de sorte que la variation totale soit obtenue par une pluralité de variations de cycle d'horloge avec, chacune, une quantité de variation différente, la quantité de variation dépendant d'une variation d'énergie provoquée par la variation de fréquence d'horloge associée.

2. Régulateur de fréquence (10 ; 64) selon la revendication 1, le régulateur de fréquence (10 ; 64) étant réalisé de manière à utiliser des quantités de variation respectives telles que les variations d'énergie provoquées par les variations de fréquence d'horloge associées restent au-dessous d'une valeur de seuil prédéterminée.

3. Régulateur de fréquence (10 ; 64) selon la revendication 1 ou 2, le régulateur de fréquence (10 ; 64) étant réalisé de manière à utiliser des quantités de variation respectives telles qu'une variation de tension d'alimentation d'une tension d'alimentation du consommateur (12 ; 60) provoquée par la variation de fréquence d'horloge associée reste au-dessous d'une valeur de seuil de tension prédétei minée.

4. Régulateur de fréquence (10 ; 64) selon la revendication 3, dans lequel la valeur de seuil de tension est inférieure à 10 pour cent de la tension d'alimentation.

5. Régulateur de fréquence (10 ; 64) selon l'une des revendications précédentes, le régulateur de fréquence étant réalisé de manière à déterminer les quantités de variation respectives en tenant compte de la fréquence réelle.

6. Régulateur de fréquence (10 ; 64) selon la revendication 5, le régulateur de fréquence (10 ; 64) étant réalisé de manière à calculer les quantités de variation respectives comme une fonction analytique de la fréquence réelle.

7. Régulateur de fréquence (10 ; 64) selon la revendication 5, dans lequel les quantités de variation respectives sont prédéterminées de manière fixe pour chaque fréquence réelle.

8. Système à fonctionnement synchronisé aux caractéristiques suivantes : un consommateur à fonctionnement synchronisé alimenté en énergie ; une alimentation d'énergie destinée à alimenter le consommateur en énergie ; et un régulateur de fréquence (10 ; 64) selon l'une des revendications 1 à 7.

9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel le régulateur de fréquence (10 ; 64) est réalisé de manière à déterminer les quantités de variation respectives en fonction d'une caractéristique de régulation de l'alimentation d'énergie.

10. Procédé pour faire varier une fréquence d'horloge d'un consommateur à fonctionnement synchronisé alimenté en énergie (12 ; 60), aux étapes suivantes consistant à : effectuer une variation totale de la fréquence d'horloge d'une fréquence réelle à une fréquence de consigne de sorte que la variation totale soit obtenue par une pluralité de variations de cycle d'horloge avec, chacune, une quantité de variation différente, la quantité de variation respective dépendant d'une variation d'énergie provoquée par la variation de fréquence d'horloge associée.