JP2008234270A - Information processing device and controlling method of information processing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低消費電力モードを有する情報処理装置に関し、特にMMU(Memory
Management Unit)を有するCPU(Central Processing Unit)等の情報処理装置に関する。
The present invention relates to an information processing apparatus having a low power consumption mode, and more particularly to an MMU (Memory).
The present invention relates to an information processing apparatus such as a CPU (Central Processing Unit) having a Management Unit.
電力モードを指定するシーケンスをその都度実行させることなく、プロセッサが命令を実行するときに自動的に電力モードを切換える技術として、CPUの命令コードの一部を電力モードを指定する用途に用いることにより、CPUの命令実行に伴った電力モードの切換を実現する技術がある(特許文献1を参照)。
従来、組込用途のマイクロプロセッサ、特に携帯型機器に内蔵されているものにおいて、動力源であるバッテリーの寿命を延ばすために、消費電力を低減させることが求められている。また、据え置き型の機器においても、近年プロセッサからの発熱が問題化しており、やはり消費電力を低減させることが求められている。 2. Description of the Related Art Conventionally, it is required to reduce power consumption in a built-in microprocessor, particularly in a portable device, in order to extend the life of a battery that is a power source. In stationary devices as well, heat generation from processors has become a problem in recent years, and it is also required to reduce power consumption.
ここで、一般に、プロセッサの消費電力はプロセッサの実行速度に応じて大きくなる傾向がある。また、通常の機器使用において、組み込まれたプロセッサが常に最高速度で動作することは必要とされない。このため、状況に応じて電力モード(動作周波数や、動作電圧)を高速かつ消費電力大、あるいは低速かつ消費電力小、といった電力モードに切換えて運用することで、消費電力の低減を実現することが可能である。 Here, generally, the power consumption of the processor tends to increase in accordance with the execution speed of the processor. Also, in normal equipment use, it is not necessary for the embedded processor to always operate at maximum speed. Therefore, power consumption can be reduced by switching the power mode (operating frequency and operating voltage) to a power mode such as high speed and high power consumption, or low speed and low power consumption according to the situation. Is possible.
より具体的には、システム起動後ユーザからの指示が何もない状態、例えばボタンの押下等による指示の入力を待つ状態においては、プロセッサは低速で動作してかまわない。この場合に低速かつ低消費電力である電力モードに設定しておけば、消費電力を抑制することができる。これに対して、ユーザからの指示の入力が発生した場合、例えばアプリケーション起動ボタンの押下等、アプリケーションプログラムの動作を指示する入力が行われた場合には、プロセッサを高速かつ消費電力大である電力モードに設定することで、システムに必要なパフォーマンスを発揮させることができる。 More specifically, the processor may operate at a low speed in a state where there is no instruction from the user after the system is started, for example, in a state where the input of an instruction by pressing a button or the like is waited. In this case, power consumption can be suppressed by setting a power mode that is low speed and low power consumption. On the other hand, when an instruction input from the user occurs, for example, when an input for instructing the operation of the application program such as pressing of an application start button is performed, the processor operates at high speed and consumes a large amount of power. By setting the mode, you can achieve the performance required for the system.
従来、このような速度および消費電力に影響をあたえる電力モードの切換えは、電力管理ユニットをソフトウェアで制御することで実現されている。しかし、この方法では、制御が必要な都度、電力モードを切換えるシーケンスを実行する必要があり、きめ細かな電力制御(例えば、アプリケーションごとに電力モードを切り替える等)を行うことは困難である。 Conventionally, switching of the power mode that affects the speed and power consumption is realized by controlling the power management unit with software. However, in this method, it is necessary to execute a sequence for switching the power mode every time control is required, and it is difficult to perform fine power control (for example, switching the power mode for each application).
また、ソフトウェア制御によらない電力モード切換の方法として、CPUの命令コードの一部を電力モードを指定する用途に用いる方法がある(特許文献1を参照)。しかし、この方法では、命令コードの一部のフィールドを用いて電力モードを指定するため、全く新しい命令セットを持つCPUを開発する必要があり、既存の命令セットを持つCPUには適用できない。このため、実行させるソフトウェアについても、OS(Operating System)、アプリともに全て新規に開発する必要があり、この開発の際に使用するソフトウェア開発ツール(アセンブラ、コンパイラ等)も、新規に開発する必要がある。 In addition, as a method for switching the power mode without software control, there is a method in which a part of the instruction code of the CPU is used for specifying the power mode (see Patent Document 1). However, in this method, since the power mode is specified using a part of the field of the instruction code, it is necessary to develop a CPU having a completely new instruction set and cannot be applied to a CPU having an existing instruction set. For this reason, it is necessary to newly develop both the OS (Operating System) and applications for the software to be executed. It is also necessary to newly develop software development tools (assembler, compiler, etc.) used for this development. is there.
本発明は、上記した問題に鑑み、命令コードの一部を電力モードを指定する用途に用いることなく、きめ細かな電力制御を行うことが可能な低消費電力情報処理装置を提供することを課題とする。 In view of the above-described problems, the present invention has an object to provide a low power consumption information processing apparatus capable of performing fine power control without using a part of an instruction code for the purpose of specifying a power mode. To do.
本発明は、上記した課題を解決するために、命令コードを取得する際のアドレス変換に伴って、変換された物理アドレスに対応する電力モードを特定し、情報処理装置の電力を制御することで、命令コードの一部を電力モードを指定する用途に用いることなく、きめ細かな電力制御を行うことが可能な低消費電力情報処理装置を提供することを可能にした。 In order to solve the above-described problem, the present invention specifies the power mode corresponding to the converted physical address and controls the power of the information processing apparatus along with the address conversion when acquiring the instruction code. Therefore, it is possible to provide a low power consumption information processing apparatus capable of performing fine power control without using a part of the instruction code for the purpose of designating the power mode.
詳細には、本発明は、論理アドレスを物理アドレスにアドレス変換するアドレス変換部と、前記アドレス変換部によって変換された物理アドレスが示す位置を参照することで命令コードを取得する命令取得部と、前記命令取得部によって取得された命令コードを解釈する命令解釈部と、前記命令解釈部によって解釈された命令を実行する命令実行部と、電力制御を行う電力制御部と、を備え、前記アドレス変換部は、前記アドレス変換に加えて、アドレス変換された物理アドレスが示す位置に格納された命令コードに係る命令が実行される際に適用されるべき電力モードを前記電力制御部に指示することを特徴とする情報処理装置である。 Specifically, the present invention includes an address conversion unit that converts a logical address into a physical address, an instruction acquisition unit that acquires an instruction code by referring to a position indicated by the physical address converted by the address conversion unit, An instruction interpreter that interprets an instruction code acquired by the instruction acquirer; an instruction execution unit that executes an instruction interpreted by the instruction interpreter; and a power controller that performs power control, the address conversion In addition to the address conversion, the unit instructs the power control unit to determine a power mode to be applied when an instruction related to the instruction code stored at the position indicated by the address-converted physical address is executed. This is an information processing apparatus.
本発明に係る情報処理装置は、命令コードを取得し(命令フェッチ)、取得した命令コードを解釈し(命令デコード)、解釈された命令を実行する情報処理装置である。また、この情報処理装置は、アドレス指定に仮想アドレスを採用しており、命令コードを取得する際に、論理アドレスから物理アドレスへのアドレス変換を行う。本発明は、このアドレス変換に伴って、変換された物理アドレスに示された命令が実行される際に適用されるべき電力モードを特定し、情報処理装置の電力を制御することを特徴とする。 An information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus that acquires an instruction code (instruction fetch), interprets the acquired instruction code (instruction decode), and executes the interpreted instruction. In addition, this information processing apparatus employs virtual addresses for address designation, and performs address conversion from logical addresses to physical addresses when acquiring instruction codes. According to the present invention, in accordance with this address conversion, a power mode to be applied when an instruction indicated by the converted physical address is executed is specified, and the power of the information processing apparatus is controlled. .
ここで、電力モードは、情報処理装置の消費電力を制御するための方式を示す。電力制御部は、例えば電源電圧またはクロック周波数を切り替えることで、該情報処理装置の消費電力を制御する。但し、消費電力を制御するために制御される対象は電源電圧およびクロック周波数に限られない。情報処理装置の消費電力に影響を与える全ての対象は、電力制御部による制御の対象となり得る。 Here, the power mode indicates a method for controlling the power consumption of the information processing apparatus. The power control unit controls the power consumption of the information processing apparatus by switching the power supply voltage or the clock frequency, for example. However, the objects controlled to control the power consumption are not limited to the power supply voltage and the clock frequency. All targets that affect the power consumption of the information processing apparatus can be controlled by the power control unit.
また、本発明に係る情報処理装置は、論理アドレスと物理アドレスとの対応関係と、物理アドレスと該物理アドレスが示す位置に格納された命令コードに係る命令が実行される際に適用されるべき電力モードとの対応関係とを記憶する記憶部を更に備え、前記アドレス変換部は、前記記憶部を参照することで、前記アドレス変換および前記電力モードに従った前記電力制御部への指示を行ってもよい。 In addition, the information processing apparatus according to the present invention should be applied when an instruction related to a correspondence relationship between a logical address and a physical address and an instruction code stored at a position indicated by the physical address and the physical address is executed. A storage unit configured to store a correspondence relationship with the power mode, wherein the address conversion unit refers to the storage unit to instruct the power control unit according to the address conversion and the power mode; May be.
この場合、アドレス変換部は、記憶部に記憶された論理アドレスと物理アドレスとの対応関係に基づいてアドレス変換を行い、更に物理アドレスと電力モードとの対応関係に基づいて電力モードを特定する。 In this case, the address conversion unit performs address conversion based on the correspondence relationship between the logical address and the physical address stored in the storage unit, and further specifies the power mode based on the correspondence relationship between the physical address and the power mode.
また、本発明において、前記記憶部は、論理アドレスと物理アドレスとの対応関係と、物理アドレスと電力モードとの対応関係と、が記録された変換テーブルを記憶し、前記アドレス変換部は、前記変換テーブルを参照することで、前記アドレス変換および前記電力モードに従った前記電力制御部への指示を行ってもよい。 In the present invention, the storage unit stores a conversion table in which a correspondence relationship between a logical address and a physical address and a correspondence relationship between a physical address and a power mode are recorded, and the address conversion unit By referring to the conversion table, an instruction may be given to the power control unit according to the address conversion and the power mode.
この場合、アドレス変換部は、アドレス変換の対象となる論理アドレスに基づいて変換
テーブル内のエントリを特定し、このエントリから論理アドレスに対応する物理アドレスおよび電力モードを抽出する。
In this case, the address translation unit identifies an entry in the translation table based on the logical address that is the target of address translation, and extracts a physical address and a power mode corresponding to the logical address from this entry.
また、本発明において、前記記憶部は、論理アドレスを保持する論理アドレスレジスタと、該論理アドレスレジスタと対となるレジスタであって、物理アドレスおよび該物理アドレスに対応する電力モードを保持する物理アドレスレジスタとを有し、前記アドレス変換部は、前記論理アドレスレジスタおよび前記物理アドレスレジスタを参照することで、前記アドレス変換および前記電力モードに従った前記電力制御部への指示を行ってもよい。 Further, in the present invention, the storage unit is a logical address register that holds a logical address, and a register that is paired with the logical address register, the physical address that holds a physical address and a power mode corresponding to the physical address. The address conversion unit may instruct the power control unit according to the address conversion and the power mode by referring to the logical address register and the physical address register.
この場合、アドレス変換部は、アドレス変換の対象となる論理アドレスが保持された論理アドレスレジスタを特定し、この論理アドレスレジスタと対となる物理アドレスレジスタから、物理アドレスおよび電力モードを取得する。 In this case, the address conversion unit specifies a logical address register holding a logical address to be subjected to address conversion, and acquires a physical address and a power mode from the physical address register paired with the logical address register.
本発明によって、命令コードの一部を電力モードを指定する用途に用いることなく、きめ細かな電力制御を行うことが可能な低消費電力情報処理装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a low power consumption information processing apparatus capable of performing fine power control without using a part of an instruction code for specifying a power mode.
本発明に係る情報処理装置の実施の形態について、図面に基づいて説明する。 An embodiment of an information processing apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<構成>
図1は、本実施形態における情報処理装置1の原理構成を示す図である。情報処理装置1は、外部バス70を介してメインメモリ80等と接続されるバスインタフェース20と、アドレス変換部30と、命令ユニット40(本発明の命令取得部および命令解釈部に相当)と、実行ユニット50(本発明の命令実行部に相当)と、電力制御部60と、を備える。
<Configuration>
FIG. 1 is a diagram showing a principle configuration of an
命令ユニット40は、フェッチされた命令コードが格納される命令レジスタ41、および命令レジスタに格納された命令コードをデコードして実行ユニット50に対する制御信号43を生成する命令デコーダ42を有する。また、命令ユニット40は、次に実行する命令コードの論理アドレスをアドレス変換部30に渡す。
The
アドレス変換部30は、所謂MMUに相当し、メインメモリ80へのアクセスを監視する。更に、本実施形態において、アドレス変換部30は、記憶部31を参照することで、命令ユニット40から渡された論理アドレスに対応する物理アドレスを特定し、論理アドレスから物理アドレスへのアドレス変換を行う。そして、アドレス変換部30は、バスインタフェース20および外部バス70を介してメインメモリ80にアクセスし、アドレス変換部30から出力された物理アドレスに格納された命令コードを読み出す。読み出された命令コードは、バスインタフェース20およびアドレス変換部30を介して命令レジスタ41に格納される。
The
実行ユニット50は、命令デコーダ42によって生成された制御信号43に基づいて、実行ユニット50内の、内部バス53を介して接続されたレジスタ51およびALU(Arithmetic and Logical Unit)52等の各種ハードウェアの動作を制御することで、命令コードが示す命令を実行する。
The
電力制御部60は、電力モード指定信号61に基づいてクロック周波数や電源電圧等を制御し、情報処理装置1内部の電力を制御する。ここで、電力モード指定信号61は、ア
ドレス変換部30によって生成される。アドレス変換部30は、アドレス変換を行う際に、記憶部31を参照することで電力モードを特定し、電力モード指定信号61を生成する。なお、消費電力の低減のために電力制御部60によって制御される対象は、クロック周波数および電源電圧に限られない。
The
図2は、本実施形態における情報処理装置の構成をより具体的に示す図である。ここで、図1に示された構成に対応する構成には、同一の符号が付されている。 FIG. 2 is a diagram more specifically showing the configuration of the information processing apparatus in the present embodiment. Here, the components corresponding to the components shown in FIG.
本実施形態では、仮想アドレスを実現するための方式として、セグメント方式を採用する。セグメントテーブル81は、論理アドレスと物理アドレスとを対応付けるための情報が記録された32ビット長のエントリが4096エントリ集合したテーブルであり、メインメモリ80に格納される。
In this embodiment, a segment method is adopted as a method for realizing a virtual address. The segment table 81 is a table in which 4096 entries are collected as 32 bit entries in which information for associating logical addresses with physical addresses is recorded, and is stored in the
また、変換テーブルベースレジスタ32は、セグメントテーブル81の先頭アドレスを保持するレジスタである(図3を参照)。アドレス変換部30は、変換テーブルベースレジスタ32を参照することで、メインメモリ80内のセグメントテーブル81へアクセスする。
The conversion
TLB(Translation Look−aside Buffer)311(図1に示した記憶部31に相当)は、アドレス変換処理の高速化を目的として、セグメントテーブル81の内容の一部を取り出してキャッシュとして保持するバッファである。本実施形態では、TLB311は32ビット長のキャッシュ領域8本を有することとする。
A TLB (Translation Look-aside Buffer) 311 (corresponding to the
図3は、本実施形態におけるセグメントテーブル81および論理アドレスの構成を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the segment table 81 and logical addresses in the present embodiment.
セグメントテーブル81は、論理アドレスと物理アドレスとを対応付けるための情報が記録されたテーブルである。セグメントテーブル81は、各セグメントの物理アドレス上位部分を保持するエントリの集合であり、論理アドレスをセグメント毎に物理アドレスに変換し、そのセグメントに対するキャッシュモード、アクセス制御、および電力モードを指定する目的に用いられる。本実施形態において、セグメントの物理アドレス上位部分は、エントリの物理アドレス上位フィールド811(ビット31からビット20)に記録されるものとする。また、各エントリは、セグメントごとのキャッシュモード(命令キャッシュ ON/OFF、データキャッシュ OFF/Write Through/Copy Back等)を指定するキャッシュモード指定フィールド(ビット19からビット16)812、セグメントごとのアクセス許可(Read 可/不可、Write 可/不可、実行 可/不可)を指定するアクセス制御フィールド(ビット15からビット8)813、未使用の予約フィールド(ビット7からビット4)、および電力モード指定フィールド(ビット3からビット0)814を有する。
The segment table 81 is a table in which information for associating a logical address with a physical address is recorded. The segment table 81 is a set of entries that hold the upper part of the physical address of each segment. For the purpose of converting a logical address into a physical address for each segment and designating a cache mode, access control, and power mode for the segment. Used. In the present embodiment, it is assumed that the physical address upper part of the segment is recorded in the physical address upper field 811 (
論理アドレスのビット31からビット20は、セグメントテーブル81内のエントリ番号を示すエントリ指定フィールドである。アドレス変換部30は、このエントリ指定フィールドを参照して、論理アドレスが対応するセグメントを特定する。また、ビット19からビット0は、セグメント内オフセット(物理アドレス下位)を示す。即ち、エントリ番号に基づいてセグメントテーブル81から該当セグメントのエントリを特定し、このエントリに設定された該当セグメントの物理アドレス上位部分の12ビットと、セグメント内オフセットの20ビットとを連結した32ビット長の値が、物理アドレスである。
本実施形態に係るセグメントテーブル81を特徴づける構成が、電力モード指定フィールド814である。電力モード指定フィールド814には、該当セグメントにおけるプロ
グラムを実行している間に、電力制御部60に指定される電力モードが設定される。
A configuration characterizing the segment table 81 according to the present embodiment is a power
図4は、本実施形態において電力モード指定フィールド814に設定される具体的な値の意味を示す図である。本実施形態では、電力モード指定フィールド814のフィールド長を4ビットとし、このうち2ビットを電源電圧を制御するためのフィールド、残りの2ビットをクロック周波数を制御するためのフィールドとして使用する。本実施形態では、電源電圧とクロック周波数の夫々について2ビットの領域を用いて表現できる4通りの値は、High、Middle、Lowの3通りのモードに割り当てられ、残る1通りの値は使用されない。但し、電力モード指定フィールド814のサイズ、および電力モード指定フィールド814に設定された値によって制御される対象、および制御の内容は、本実施形態に示されたものに限られない。
FIG. 4 is a diagram illustrating the meanings of specific values set in the power
<処理の流れ>
システム初期設定時に、OSは、OSカーネル、割込みハンドラ、各アプリケーション等のプログラム毎に、物理アドレスと論理アドレスとを対応付けるための設定を行う。また、システム初期設定完了後も、OSは、アプリケーション等のプログラムが起動されるごとに、プログラムがロードされる領域をメインメモリ80上に確保し、この領域の物理アドレスと論理アドレスとを対応付けるための設定を行う。このとき、本実施形態におけるOSは、物理アドレスと論理アドレスとの対応付けの設定と共に、各プログラムが実行されるときに選択すべき電力モードを設定する。
<Process flow>
At the time of system initialization, the OS performs setting for associating a physical address with a logical address for each program such as an OS kernel, an interrupt handler, and each application. Even after the system initialization is completed, every time a program such as an application is started, the OS secures an area in which the program is loaded on the
この電力モードは、例えば、システム生成時にユーザによって設定されたシステムパラメータの内容に従って設定される。システムパラメータは、実行されるプログラム毎に電力モードを指定できる構成を有する。例えば、プログラム毎の電力モードを指定するテーブルをシステムパラメータとして保持し、このテーブルに従ってプログラム毎の電力モードを設定してもよいし、プロセスの優先度とこの優先度に対して割り当てられる電力モードとの対応関係をシステムパラメータとして保持し、プロセスの優先度に従って、プログラム毎の電力モードを設定してもよい。 This power mode is set according to the contents of the system parameter set by the user at the time of system generation, for example. The system parameter has a configuration that can specify a power mode for each program to be executed. For example, a table for designating the power mode for each program may be held as a system parameter, and the power mode for each program may be set according to this table. The process priority and the power mode assigned to this priority May be held as system parameters, and the power mode for each program may be set according to the priority of the process.
図5は、本実施形態における、OSがプログラムを起動する際のセグメントテーブル設定処理の流れを示すフローチャートである。本フローチャートに示された処理は、ユーザからの入力や他のプログラムからの呼出によってプログラムの起動が指示されたことを契機として開始される。 FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the segment table setting process when the OS starts the program in the present embodiment. The processing shown in this flowchart is started when an instruction to start the program is given by an input from the user or a call from another program.
ステップS101では、プログラムがロードされるためのメモリ領域が確保される。情報処理装置1は、プログラムのサイズに応じたメモリ領域(セグメント)を確保し、この領域の物理アドレスと論理アドレスを対応付け、この対応関係をセグメントテーブル81の物理アドレス上位フィールド811に設定する。その後、処理はステップS102へ進む。
In step S101, a memory area for loading the program is secured. The
ステップS102では、プログラムがメインメモリ80にロードされる。情報処理装置1は、外部バス70に接続された補助記憶装置等(図示は省略する)からプログラムを読み出し、ステップS101で確保したメモリ領域に展開(ロード)する。その後、処理はステップS103へ進む。
In step S102, the program is loaded into the
ステップS103では、プログラムに対応する電力モードが決定される。情報処理装置1は、OSの設定領域や、プログラムの内容等を参照して、プログラムが実行される際の電力モードを決定する。具体的には、電源電圧がHigh、Middle、Lowの何れであるか、およびクロックがHigh、Middle、Lowの何れであるかが決定される。なお、プログラム実行時の電力モードを決定する方法としては、OSの設定領域に予
めプログラムごとに採用される電力モードが設定されており、これを参照する方法や、予めプログラム内に格納されている情報を参照して決定する方法、OSがプログラムの種類に基づいて何れの電力モードを採用するかを判定し、決定する方法、等がある。その後、処理はステップS104へ進む。
In step S103, the power mode corresponding to the program is determined. The
ステップS104では、電力モードが設定される。情報処理装置1は、ステップS103で決定された電力モードを、セグメントテーブル81の電力モード指定フィールド814に設定する。その後、処理はステップS105へ進む。
In step S104, the power mode is set. The
ステップS105では、プログラムが起動される。情報処理装置1は、メインメモリ80にロードされたプログラムの実行を開始する。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。
In step S105, the program is activated. The
図6は、本実施形態における電力モード指定処理の流れを示すフローチャートである。情報処理装置1は、命令の実行にあたり、アドレス変換部30にてアドレス変換処理を行いながら命令フェッチを行う。このとき、情報処理装置1は、命令フェッチと並行して、この命令が属するセグメントに設定されている電力モードを特定し、電力モード指定信号61を電力制御部60に渡すことで、電力モードの制御を行う。以下、フローチャートを参照しながら、電力モード指定処理の流れの詳細を説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the power mode designation process in the present embodiment. When the instruction is executed, the
ステップS201では、アドレス変換部30に命令コードの論理アドレスが渡される。命令ユニット40は、次に実行すべき命令コードの格納位置を示す論理アドレスを、アドレス変換部30に渡す。その後、処理はステップS202へ進む。
In step S201, the logical address of the instruction code is passed to the
ステップS202では、アドレス変換用のエントリがTLB311内にあるか否かが判定される。アドレス変換部30は、ステップS201で命令ユニット40より渡された論理アドレスを物理アドレスに変換するためのエントリのキャッシュが、アドレス変換部30内のTLB311内にあるか否かを判定する。該当するエントリのキャッシュがTLB311にある場合、処理はステップS204へ進む。該当するエントリのキャッシュがTLB311にない場合、処理はステップS203へ進む。
In step S202, it is determined whether or not an entry for address translation exists in the
ステップS203では、セグメントテーブル81から該当するエントリが取得される。アドレス変換部30は、変換テーブルベースレジスタ32に記録されたセグメントテーブル81の先頭アドレスにアクセスし、論理アドレスのエントリ指定フィールドにより示されるエントリを選択する。選択されたエントリは、アドレス変換部30内のハードウェアテーブルウォーク機構(図示は省略する)によって読み出され、TLB311に格納される。
In step S203, the corresponding entry is acquired from the segment table 81. The
ステップS204では、アドレス変換が行われる。アドレス変換部30は、TLB311から該当するセグメントの物理アドレス上位部分を取得し、論理アドレス中のセグメント内オフセットと連結することで、物理アドレスを特定する。その後、処理はステップS205へ進む。
In step S204, address conversion is performed. The
ステップS205では、電力モードが指定される。アドレス変換部30は、ステップS203で参照したエントリの電力モード指定フィールド814を参照することで、該当セグメントに対応する電力モード設定を特定し、特定された電力モードに基づいた電力モード指定信号61を生成し、生成した電力モード指定信号61を電力制御部60へ渡す。その後、処理はステップS206へ進む。
In step S205, the power mode is designated. The
ステップS206からステップS208では、命令フェッチ、命令デコード、および命
令の実行が行われる。命令ユニット40は、ステップS204で特定された物理アドレスから命令コードを読み出し、命令レジスタ41に書き込む(ステップS206)。次に、命令デコーダ42は、命令レジスタ41に書き込まれた命令コードをデコードし、制御信号43を発生させて実行ユニット50へ渡す(ステップS207)。そして、レジスタ51、ALU52等を有する実行ユニット50は、制御信号43に基づいて動作することで、命令コードが示す命令を実行する(ステップS208)。その後、本フローチャートに示された処理は終了する。
In step S206 to step S208, instruction fetch, instruction decode, and instruction execution are performed. The
即ち、本実施形態では、命令フェッチにともなうアドレス変換と共に電力モードが特定され、電力モード指定信号61が電力制御部60に渡される。電力制御部60は、電力モード指定信号61が示す電力モードに従って電源電圧制御回路62およびクロック制御回路63を制御し(例えば、PLL(Phase−Locked Loop)に設けられた分周回路の切換制御)、情報処理装置1に供給される電源の電圧およびクロックの周波数を切換える。
In other words, in the present embodiment, the power mode is specified together with the address conversion accompanying the instruction fetch, and the power
<効果>
本実施形態では、アドレス変換処理の際に、同時に各プログラムで選択すべき電力モードが特定され、電力制御部60により電力モードの切換が実行される。即ち、本実施形態に拠れば、個々のプログラムを実行する都度電力モードを指定する必要がなく、各プログラムを実行するだけで、情報処理装置1を、予め用意した最適な電力モードでを動作させることが可能となる。この電力モードは、セグメント単位等、少なくともプログラムの部分ごとに切り替えることが可能である。また、本実施形態に拠れば、実行するプログラムをローディングする物理メモリ領域を確保する時に、電力モードを設定することができる。
<Effect>
In the present embodiment, at the time of the address conversion process, the power mode to be selected by each program is specified at the same time, and the
また、本実施形態に係る情報処理装置1は、新規の命令セットを持つCPUを用意する必要がない。即ち、本実施形態に係る情報処理装置1は、既存のソフトウェア(OS、アプリケーションプログラム等)を実行可能である。既存の命令セットを持つCPUを採用した場合、プログラムを再コンパイルすることなく、既存のバイナリをそのまま使用できる。また、このことは、ソフトウェア開発ツール(アセンブラ、コンパイラ等)も、既存品を使用できるということを意味する。当然、本発明は新たなアーキテクチャのCPUに適用することも可能である。
Further, the
<その他>
上述の実施形態では、仮想アドレスを実現するための方式として、セグメント方式を採用したが、本発明は、ページテーブルを使用する、ページング方式を採用した情報処理装置に適用することも出来る。また、アドレス変換の際のテーブル参照方式は、上述の実施形態のような1段式ではなく、複数段のテーブルを参照してアドレスを変換する方式であっても良い。また、アドレス変換方式は、テーブル参照方式ではなく、論理アドレスと物理アドレスとを対で保持するレジスタで構成される、アドレスマップレジスタ形式であってもよい。
<Others>
In the above-described embodiment, the segment method is employed as a method for realizing the virtual address. However, the present invention can also be applied to an information processing apparatus that employs a paging method that uses a page table. Further, the table reference method at the time of address conversion is not a one-stage system as in the above-described embodiment, but may be a system in which addresses are converted by referring to a table of a plurality of stages. In addition, the address conversion method may be an address map register format including registers that hold a logical address and a physical address in pairs, instead of the table reference method.
また、電力制御部60は、上述の実施形態のように、LSI等の情報処理装置全体の電力を制御してもよいが、情報処理装置に含まれる各ブロック毎に個別に電力を制御することとしてもよい。この場合、電力モード指定フィールドのサイズを拡張することで、各ブロックごとに異なる電力モードを指定することが出来る。
The
また、本発明は、以下のような付記的事項を含むものである。
(付記1)
論理アドレスを物理アドレスにアドレス変換するアドレス変換部と、
前記アドレス変換部によって変換された物理アドレスが示す位置を参照することで命令コードを取得する命令取得部と、
前記命令取得部によって取得された命令コードを解釈する命令解釈部と、
前記命令解釈部によって解釈された命令を実行する命令実行部と、
電力制御を行う電力制御部と、
を備え、
前記アドレス変換部は、前記アドレス変換に加えて、アドレス変換された物理アドレスが示す位置に格納された命令コードに係る命令が実行される際に適用されるべき電力モードを前記電力制御部に指示することを特徴とする情報処理装置。(1)
(付記2)
論理アドレスと物理アドレスとの対応関係と、物理アドレスと該物理アドレスが示す位置に格納された命令コードに係る命令が実行される際に適用されるべき電力モードとの対応関係とを記憶する記憶部を更に備え、
前記アドレス変換部は、前記記憶部を参照することで、前記アドレス変換および前記電力モードに従った前記電力制御部への指示を行うことを特徴とする付記1に記載の情報処理装置。(2)
(付記3)
前記記憶部は、論理アドレスと物理アドレスとの対応関係と、物理アドレスと電力モードとの対応関係と、が記録された変換テーブルを記憶し、
前記アドレス変換部は、前記変換テーブルを参照することで、前記アドレス変換および前記電力モードに従った前記電力制御部への指示を行うことを特徴とする付記2に記載の情報処理装置。(3)
(付記4)
前記記憶部は、論理アドレスを保持する論理アドレスレジスタと、該論理アドレスレジスタと対となるレジスタであって、物理アドレスおよび該物理アドレスに対応する電力モードを保持する物理アドレスレジスタとを有し、
前記アドレス変換部は、前記論理アドレスレジスタおよび前記物理アドレスレジスタを参照することで、前記アドレス変換および前記電力モードに従った前記電力制御部への指示を行うことを特徴とする付記2に記載の情報処理装置。(4)
(付記5)
前記電力制御部は、電源電圧またはクロック周波数を切り替えることで、該情報処理装置の消費電力を制御する、
付記1から付記4の何れかに記載の情報処理装置。
(付記6)
論理アドレスを物理アドレスにアドレス変換するアドレス変換ステップと、
前記アドレス変換ステップで変換された物理アドレスが示す位置を参照することで命令コードを取得する命令取得ステップと、
前記命令取得ステップで取得された命令コードを解釈する命令解釈ステップと、
前記命令解釈ステップで解釈された命令を実行する命令実行ステップと、
電力制御を行う電力制御ステップと、
を備え、
前記アドレス変換ステップでは、前記アドレス変換に加えて、アドレス変換された物理アドレスが示す位置に格納された命令コードに係る命令が実行される際に適用されるべき前記電力モードを判別し、
前記電力制御ステップでは、前記電力モードに従って電力を制御することを特徴とする情報処理装置の制御方法。(5)
Further, the present invention includes the following additional items.
(Appendix 1)
An address conversion unit that converts a logical address into a physical address;
An instruction acquisition unit that acquires an instruction code by referring to a position indicated by the physical address converted by the address conversion unit;
An instruction interpretation unit for interpreting the instruction code acquired by the instruction acquisition unit;
An instruction execution unit for executing an instruction interpreted by the instruction interpretation unit;
A power control unit for performing power control;
With
In addition to the address conversion, the address conversion unit indicates to the power control unit a power mode to be applied when an instruction related to an instruction code stored at a position indicated by the physical address subjected to the address conversion is executed. An information processing apparatus characterized by: (1)
(Appendix 2)
A memory for storing a correspondence relationship between a logical address and a physical address, and a correspondence relationship between a physical address and a power mode to be applied when an instruction related to an instruction code stored at a position indicated by the physical address is executed Further comprising
The information processing apparatus according to
(Appendix 3)
The storage unit stores a conversion table in which a correspondence relationship between a logical address and a physical address and a correspondence relationship between a physical address and a power mode are recorded,
The information processing apparatus according to
(Appendix 4)
The storage unit includes a logical address register that holds a logical address, and a physical address register that is paired with the logical address register and holds a physical address and a power mode corresponding to the physical address,
The address conversion unit performs an instruction to the power control unit according to the address conversion and the power mode by referring to the logical address register and the physical address register. Information processing device. (4)
(Appendix 5)
The power control unit controls power consumption of the information processing apparatus by switching a power supply voltage or a clock frequency.
The information processing apparatus according to any one of
(Appendix 6)
An address conversion step for converting a logical address into a physical address;
An instruction acquisition step of acquiring an instruction code by referring to a position indicated by the physical address converted in the address conversion step;
An instruction interpreting step for interpreting the instruction code acquired in the instruction acquiring step;
An instruction execution step for executing the instruction interpreted in the instruction interpretation step;
A power control step for performing power control;
With
In the address conversion step, in addition to the address conversion, determine the power mode to be applied when the instruction related to the instruction code stored at the position indicated by the physical address subjected to the address conversion is executed,
In the power control step, the power is controlled according to the power mode. (5)
1 情報処理装置
20 バスインタフェース
30 アドレス変換部
31 記憶部
32 変換テーブルベースレジスタ
40 命令ユニット
41 命令レジスタ
42 命令デコーダ
43 制御信号
50 実行ユニット
51 レジスタ
52 ALU(Arithmetic and Logical Unit)
53 内部バス
60 電力制御部
61 電力モード指定信号
62 電源電圧制御回路
63 クロック制御回路
70 外部バス
80 メインメモリ
81 セグメントテーブル
DESCRIPTION OF
53
Claims (5)
前記アドレス変換部によって変換された物理アドレスが示す位置を参照することで命令コードを取得する命令取得部と、
前記命令取得部によって取得された命令コードを解釈する命令解釈部と、
前記命令解釈部によって解釈された命令を実行する命令実行部と、
電力制御を行う電力制御部と、
を備え、
前記アドレス変換部は、前記アドレス変換に加えて、アドレス変換された物理アドレスが示す位置に格納された命令コードに係る命令が実行される際に適用されるべき電力モードを前記電力制御部に指示することを特徴とする情報処理装置。 An address conversion unit that converts a logical address into a physical address;
An instruction acquisition unit that acquires an instruction code by referring to a position indicated by the physical address converted by the address conversion unit;
An instruction interpretation unit for interpreting the instruction code acquired by the instruction acquisition unit;
An instruction execution unit for executing an instruction interpreted by the instruction interpretation unit;
A power control unit for performing power control;
With
In addition to the address conversion, the address conversion unit indicates to the power control unit a power mode to be applied when an instruction related to an instruction code stored at a position indicated by the physical address subjected to the address conversion is executed. An information processing apparatus characterized by:
前記アドレス変換部は、前記記憶部を参照することで、前記アドレス変換および前記電力モードに従った前記電力制御部への指示を行うことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。 A memory for storing a correspondence relationship between a logical address and a physical address, and a correspondence relationship between a physical address and a power mode to be applied when an instruction related to an instruction code stored at a position indicated by the physical address is executed Further comprising
The information processing apparatus according to claim 1, wherein the address conversion unit instructs the power control unit according to the address conversion and the power mode by referring to the storage unit.
前記アドレス変換部は、前記変換テーブルを参照することで、前記アドレス変換および前記電力モードに従った前記電力制御部への指示を行うことを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。 The storage unit stores a conversion table in which a correspondence relationship between a logical address and a physical address and a correspondence relationship between a physical address and a power mode are recorded,
The information processing apparatus according to claim 2, wherein the address conversion unit instructs the power control unit according to the address conversion and the power mode by referring to the conversion table.
前記アドレス変換部は、前記論理アドレスレジスタおよび前記物理アドレスレジスタを参照することで、前記アドレス変換および前記電力モードに従った前記電力制御部への指示を行うことを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。 The storage unit includes a logical address register that holds a logical address, and a physical address register that is paired with the logical address register and holds a physical address and a power mode corresponding to the physical address,
3. The address conversion unit performs an instruction to the power control unit according to the address conversion and the power mode by referring to the logical address register and the physical address register. Information processing device.
前記アドレス変換ステップで変換された物理アドレスが示す位置を参照することで命令コードを取得する命令取得ステップと、
前記命令取得ステップで取得された命令コードを解釈する命令解釈ステップと、
前記命令解釈ステップで解釈された命令を実行する命令実行ステップと、
電力制御を行う電力制御ステップと、
を備え、
前記アドレス変換ステップでは、前記アドレス変換に加えて、アドレス変換された物理アドレスが示す位置に格納された命令コードに係る命令が実行される際に適用されるべき前記電力モードを判別し、
前記電力制御ステップでは、前記電力モードに従って電力を制御することを特徴とする情報処理装置の制御方法。 An address conversion step for converting a logical address into a physical address;
An instruction acquisition step of acquiring an instruction code by referring to a position indicated by the physical address converted in the address conversion step;
An instruction interpreting step for interpreting the instruction code acquired in the instruction acquiring step;
An instruction execution step for executing the instruction interpreted in the instruction interpretation step;
A power control step for performing power control;
With
In the address conversion step, in addition to the address conversion, determine the power mode to be applied when the instruction related to the instruction code stored at the position indicated by the physical address subjected to the address conversion is executed,
In the power control step, the power is controlled according to the power mode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007072341A JP2008234270A (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Information processing device and controlling method of information processing device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014021984A (en) * | 2012-07-16 | 2014-02-03 | Samsung Electronics Co Ltd | Apparatus and method for managing power based on data |
JP2014225263A (en) * | 2013-05-14 | 2014-12-04 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | Processing apparatus and processing method |
-
2007
- 2007-03-20 JP JP2007072341A patent/JP2008234270A/en not_active Withdrawn
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