JP2014517956A - マルチプロセッサワイヤレスデバイスにおける熱負荷のセンサレス検出および管理 - Google Patents

Abstract

パーソナルコンピューティングデバイスにおける熱緩和のための方法およびシステムが開示される。ポータブルコンピューティングデバイス内の電子素子に関連付けられた信号が監視される。監視された信号に応答して、過剰な熱発生を示す熱状態が判定される。熱状態に応答して、ポータブルコンピューティングデバイス内の熱発生を緩和するための動作が実行され得る。

Description

優先権および関連出願
本特許出願は、2011年4月22日に出願された、「SENSORLESS DETECTION AND MANAGEMENT OF THERMAL LOADING IN A MULTI-PROCESSOR WIRELESS DEVICE」という表題の米国特許仮出願第61/478,169号の米国特許法第119条(e)に基づく優先権を主張するものであり、上記出願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

ポータブルコンピューティングデバイス(PCD)は、個人レベルおよび専門レベルで人々に必要なものになりつつある。これらのデバイスは、携帯電話、携帯情報端末(PDA)、ポータブルゲームコンソール、パームトップコンピュータ、および他のポータブル電子素子を含み得る。

動作時に、PCD内の電子回路が熱を発生させ、これは過度のレベルでは回路に有害であり得る。発生する熱量は、動作条件に応じて異なり得る。たとえば、PCDが持続した時間期間の間に高い電力レベルでデータをワイヤレスに送信している実例では、アンテナに給電する電力増幅器は潜在的に有害な熱量を発生させ得る。

いくつかのPCDは、PCDまたはその部分が、上回ると電子回路が損なわれ得る閾値または臨界温度に達したかどうかを判定するために、PCDプロセッサが監視することができる電子回路の近くに位置する熱センサを含む。PCDがそのような閾値温度に達したことを熱センサの読取り値が示すとき、プロセッサは、熱発生を低減するまたは他の方法で熱の影響を緩和することを意図した動作を開始することができる。たとえば、プロセッサは、PCDが過剰な熱を放散することを可能にするために、電力増幅器などの、熱を発生させる一部の電子機器への電力を一時的に低減することができる。プロセッサが行い得る別の動作は、ダイバーシティ受信機機能を有するトランシーバにおける受信機ダイバーシティなどの、特定の電力集約的な機能を無効にすることである。プロセッサが行い得るさらに別の動作は、送信機スループットを低減することである。

PCDが発生させる熱量をPCDが積極的に低減することができる上記の方法は、少なくとも1つの動作可能な熱センサを含むPCDでのみ有用である。PCDによっては、いかなる熱センサも含まないことがある。PCDが熱センサを含む場合でも、PCD内のどの熱発生素子が主に臨界レベルに達する温度の原因となっているかをPCDが判断することができないことがある。さらに、PCD内の熱センサが誤動作する、または場合によっては、動作不能になるもしくは信頼できなくなる可能性がある。

一態様では、ポータブルコンピューティングデバイスにおける熱緩和のための方法が開示され、ポータブルコンピューティングデバイス内の電子素子に関連付けられた信号を監視するステップと、信号に応答して、過剰な熱発生を示す熱状態を判定するステップと、熱状態に応答して、ポータブルコンピューティングデバイス内の熱発生を緩和するための動作を実行するステップとを含み得る。信号と、デバイスが所与の時間期間において引き出すまたは下げるエネルギー量との間の関係または相関関係があるので、信号を使用してデバイスの熱状態を判定することができる。

別の態様では、ポータブルコンピューティングデバイスにおける熱緩和のためのコンピュータシステムが開示される。システムは、ポータブルコンピューティングデバイス内の電子素子に関連付けられた信号を監視し、信号に応答して、過剰な熱発生を示す熱状態を判定し、熱状態に応答して、ポータブルコンピューティングデバイス内の熱発生を緩和するための動作を実行するように動作可能なプロセッサを含み得る。

さらに、ポータブルコンピューティングデバイスにおける熱緩和のためのコンピュータシステムは、ポータブルコンピューティングデバイス内の電子素子に関連付けられた信号を監視するための手段と、信号に応答して、過剰な熱発生を示す熱状態を判定するための手段と、熱状態に応答して、ポータブルコンピューティングデバイス内の熱発生を緩和するための動作を実行するための手段とを含み得る。

さらに別の態様では、コンピュータプログラム製品が開示され、コンピュータ可読プログラムコードが組み込まれたコンピュータ使用可能媒体を含み得る。コンピュータ可読プログラムコードは、ポータブルコンピューティングデバイスにおける熱緩和のための方法を実行し、これを実施するように適合され得る。コードによって実施される方法は、ポータブルコンピューティングデバイス内の電子素子に関連付けられた信号を監視するステップと、信号に応答して、過剰な熱発生を示す熱状態を判定するステップと、熱状態に応答して、ポータブルコンピューティングデバイス内の熱発生を緩和するための動作を実行するステップとを含み得る。

図中、別段に規定されていない限り、同様の参照番号は、様々な図の全体を通じて、同様の部分を指す。「102A」または「102B」などの文字指定を伴う参照番号について、文字指定は、同じ図に存在する2つの同様の部分または要素を区別し得る。参照番号の文字指定は、参照番号が、すべての図において同じ参照番号を有するすべての部分を包含することが意図される場合には、省略されることがある。

ポータブルコンピューティングデバイス(PCD)の例示的な実施形態を示す機能ブロック図である。 熱緩和をサポートするための、図1のPCDの例示的なアーキテクチャを示す概略図である。 図1のPCDにおける熱緩和のための例示的な方法を示す流れ図である。 例示的な方法が、監視された信号を処理して、過剰な熱発生を示す熱状態を判定するステップを含む、図3に類似した流れ図である。 図3の方法の例示的な効果を示すグラフである。 監視された信号が電力増幅器制御信号である、図4に類似した流れ図である。 オフページコネクタがA、B、C、DおよびEと標示された図6Aと図6Bとの間の流れを示す、図6Aの流れ図の続きである。 監視された信号が、処理動作の速度に関係するプロセッサメトリックである、図4に類似した流れ図である。 オフページコネクタがF、G、HおよびJと標示された図7Aと図7Bとの間の流れを示す、図7Aの流れ図の続きである。 図1のPCDにおける熱緩和のための別の例示的な方法を示す流れ図である。

「例示的な(exemplary)」または「例示的(illustrative)」という語は、「例、実例、または例示としての役割を果たすこと」を意味するように本明細書において用いられている。「例示的な(exemplary)」または「例示的(illustrative)」であるものとして本明細書で説明するいかなる態様も、必ずしも他の態様よりも好ましい、または有利であると解釈されるわけではない。

本明細書では、「ポータブルコンピューティングデバイス」(「PCD」)という用語は、バッテリーなど限られた容量の電源で動作する任意のデバイスについて説明するために使用される。何十年もの間バッテリー式PCDが使用されてきたが、第3世代(「3G」)および第4世代(「4G」)ワイヤレス技術の出現とともにもたらされた充電式バッテリーの技術的進歩は、複数の機能を有する多数のPCDを可能にした。したがって、PCDは、とりわけ、携帯電話、衛星電話、ページャ、携帯情報端末(「PDA」)、スマートフォン、ナビゲーションデバイス、スマートブックまたはリーダー、メディアプレーヤ、上述したデバイスの組合せ、およびワイヤレス接続を有するラップトップコンピュータとすることができる。

本明細書では、「通信デバイス」、「ワイヤレスデバイス」、「ワイヤレス電話」、「ワイヤレス通信デバイス」、および「ワイヤレスハンドセット」という用語は交換可能に用いられる。3Gおよび4Gワイヤレス技術が出現したことによって、利用可能な帯域幅が拡大されたので、より多様なワイヤレス機能を備えたより多くのポータブルコンピューティングデバイスが利用可能になっている。したがって、ワイヤレスデバイスは、携帯電話、ページャ、PDA、スマートフォン、ナビゲーションデバイス、またはワイヤレス接続を有するコンピュータとすることができる。

本明細書では、ソフトウェアの文脈における「アプリケーション」という用語は、オブジェクトコード、スクリプト、バイトコード、マークアップ言語ファイルおよびパッチなど、実行可能コンテンツを有するファイルを含むこともある。加えて、本明細書で言及する「アプリケーション」は、開かれる必要があり得るドキュメント、またはアクセスされる必要がある他のデータファイルなど、本質的に実行可能ではないファイルを含むこともある。

「コンテンツ」という用語は、オブジェクトコード、スクリプト、バイトコード、マークアップ言語ファイルおよびパッチなど、実行可能コンテンツを有するファイルを含むこともある。加えて、本明細書で言及する「コンテンツ」は、開かれる必要があり得るドキュメント、またはアクセスされる必要がある他のデータファイルなど、本質的に実行可能ではないファイルを含むこともある。

本明細書で使用される場合、「コンポーネント」、「データベース」、「モジュール」、「システム」などの用語は、ハードウェア、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアの組合せ、ソフトウェア、または実行中のソフトウェアを問わず、コンピュータ関連のエンティティまたは要素を指すことが意図されている。たとえば、コンポーネントは、プロセッサ、プロセッサ上で作動しているプロセス、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プログラム、および/またはコンピュータであり得るが、これらに限定されない。例として、コンピューティングデバイス上で作動しているアプリケーションとコンピューティングデバイスの両方がコンポーネントであり得る。1つまたは複数のコンポーネントは、プロセスおよび/または実行スレッド内に存在してよく、1つのコンポーネントは、1つのコンピュータに局在してよく、かつ/または2つ以上のコンピュータに分散してよい。加えて、これらのコンポーネントは、様々なデータ構造を記憶している様々なコンピュータ可読媒体から実行することができる。コンポーネントは、1つまたは複数のデータパケット(たとえば、信号によって、ローカルシステム、分散システムにおいて別のコンポーネントと対話し、かつ/またはインターネットなどのネットワークにわたって他のシステムと対話する、1つのコンポーネントからのデータ)を有する信号に従うなどして、ローカルプロセスおよび/またはリモートプロセスにより通信することができる。

図1には、熱緩和のための方法およびシステムが実施されるワイヤレス電話の形の例示的なPCD100が、例示的で非限定的な機能ブロック図によって示されている。図示のように、PCD100は、互いに結合されたマルチコア中央処理装置(「CPU」)110およびアナログ信号プロセッサ126を含むオンチップシステム102を含む。当業者によって理解されるように、CPU110は、第0のコア222、第1のコア224など〜第Nのコア230を含み得る。当業者によって理解されるように、CPU110の代わりに、デジタル信号プロセッサ(「DSP」)も用いられ得る。当業者によって理解されるように、これらの電子素子および下記に記載される他のものは、動作中に熱を発生させる。過剰な熱は、PCD100の電子素子に有害となり得る。

CPU110は、1つまたは複数の内部のオンチップ熱センサ157A、ならびに1つまたは複数の外部のオフチップ熱センサ157B(まとめてセンサ157と呼ばれる)にも結合され得る。オンチップ熱センサ157Aは、垂直のPNP構造に基づき、通常は相補型金属酸化膜半導体(「CMOS」)超大規模集積(「VLSI」)回路専用である、絶対温度に比例する(「PTAT」)1つまたは複数の温度センサを含み得る。オフチップ熱センサ157Bは、1つまたは複数のサーミスタを含み得る。熱センサ157は、アナログデジタル変換器コントローラ(図示せず)でデジタル信号に変換される電圧降下を発生させ得る。しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、他のタイプの熱センサ157を用いることができる。熱センサ157は、様々な電子回路素子によって放出される熱を感知することができるように、オンチップシステム102全体にわたって分散され得る。

熱センサ157は、1つまたは複数の熱ポリシーマネージャモジュール101によって制御され、監視され得る。1つまたは複数の熱ポリシーマネージャモジュールは、CPU110によって実行されるソフトウェアを含み得る。しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、熱ポリシーマネージャモジュール101はまた、ハードウェアおよび/またはファームウェアから形成されてもよい。

一般に、熱ポリシーマネージャモジュール101は、PCD100が、熱状態および/または熱負荷を管理し、高水準の機能を維持しつつ、たとえば臨界温度に達するなどの不都合な熱状態を受けるのを回避するのを助け得る、1つまたは複数の熱緩和方法を含む、熱ポリシーを監視し適用することを担い得る。しかし、いくつかの実例では、熱ポリシーマネージャモジュール101が熱センサ157を監視することが可能ではない場合がある。たとえば、任意の電子素子のように、熱センサ157は誤動作または劣化を生じやすい。また、PCD100内の電子素子のうちの1つは主に危険な熱レベルを引き起こす原因となり得るが、その電子素子から放出された熱を、他の電子素子から放出された熱と区別するために、熱センサ157が、その電子素子の十分近くに(すなわち、熱的に近接して)かつ他の電子素子から離れて配置されていない場合がある。PCD100内には限られた数の熱センサ157しかないので、監視することが望ましいすべての電子素子に対して、厳密に1つの熱センサ157を熱的に非常に近接して提供することが可能ではない場合がある。例示的な実施形態では、PCD100はいくつかの熱センサ157を含むが、他の実施形態では、PCDはいかなるそのような熱センサも含まないことがあることにも留意されたい。

図1は、PCD100が監視モジュール114を含み得ることも示している。監視モジュール114は、熱センサ157のうちの1つまたは複数、CPU110、ならびに熱ポリシーマネージャモジュール101と通信する。以下でさらに詳細に説明されるように、熱ポリシーマネージャモジュール101は、監視モジュール114とともに動作して、不都合な熱状態を識別し、1つまたは複数の熱緩和方法を含む熱ポリシーを適用することができる。

本明細書で説明される方法ステップは、1つまたは複数の熱ポリシーマネージャモジュール101を形成する、メモリ112に記憶された実行可能命令によって、全体的にまたは部分的に実施され得る。熱ポリシーマネージャモジュール101を形成するこれらの命令は、本明細書で説明される方法を実行するために、CPU110、アナログ信号プロセッサ126、または別のプロセッサもしくは回路素子によって実行され得る。さらに、プロセッサ110および126、メモリ112、メモリ112に記憶された命令、またはそれらの組合せは、本明細書で説明される方法ステップのうちの1つまたは複数を実行するための手段としての役割を果たすことができる。

図1に示されるように、PCD100は、デジタル信号プロセッサ110に結合されるディスプレイコントローラ128およびタッチスクリーンコントローラ130をさらに含む。オンチップシステム102の外部にあるタッチスクリーンディスプレイ132は、ディスプレイコントローラ128およびタッチスクリーンコントローラ130に結合される。PCD100は、ビデオデコーダ134、ビデオ増幅器136およびビデオポート138も含む。ビデオデコーダ134は、CPU110に結合される。ビデオ増幅器136は、ビデオデコーダ134およびタッチスクリーンディスプレイ132に結合される。ビデオポート138は、ビデオ増幅器136に結合される。ユニバーサルシリアルバス(「USB」)コントローラ140も、CPU110に結合される。また、USBポート142は、USBコントローラ140に結合される。メモリ112および加入者識別モジュール(SIM)カード146も、CPU110に結合され得る。さらに、図1に示されるように、デジタルカメラ148はCPU110に結合され得る。例示的な態様では、デジタルカメラ148は、電荷結合デバイス(「CCD」)カメラまたは相補型金属酸化膜半導体(「CMOS」)カメラである。

図1にさらに示されるように、ステレオオーディオコーデック(「CODEC」)150はアナログ信号プロセッサ126に結合され得る。さらに、オーディオ増幅器152はステレオオーディオコーデック150に結合され得る。例示的な態様では、第1のステレオスピーカー154および第2のステレオスピーカー156は、オーディオ増幅器152に結合される。図1は、マイクロフォン増幅器158もステレオオーディオコーデック150に結合され得ることを示している。さらに、マイクロフォン160はマイクロフォン増幅器158に結合され得る。特定の態様では、周波数変調(「FM」)ラジオチューナー162はステレオオーディオコーデック150に結合され得る。また、FMアンテナ164はFMラジオチューナー162に結合される。さらに、ステレオヘッドフォン166はステレオオーディオコーデック150に結合され得る。

図1にさらに示されるように、無線周波数(「RF」)トランシーバ168はアナログ信号プロセッサ126に結合され得る。RFスイッチ170はRFトランシーバ168およびRFアンテナ172に結合され得る。図1に示されるように、キーパッド174はアナログ信号プロセッサ126に結合され得る。また、マイクロフォンを備えたモノヘッドセット176はアナログ信号プロセッサ126に結合され得る。さらに、バイブレータデバイス178はアナログ信号プロセッサ126に結合され得る。図1は、たとえばバッテリーなどの電源180がオンチップシステム102に結合されることも示している。特定の態様では、電源は、充電式直流(「DC」)バッテリー、またはAC電源に接続された交流(「AC」)-DC変換器から導かれるDC電源を含む。

タッチスクリーンディスプレイ132、ビデオポート138、USBポート142、カメラ148、第1のステレオスピーカー154、第2のステレオスピーカー156、マイクロフォン160、FMアンテナ164、ステレオヘッドフォン166、RFスイッチ170、RFアンテナ172、キーパッド174、モノヘッドセット176、バイブレータ178、熱センサ157B、および電源180は、図1に示される例示的な実施形態におけるオンチップシステム102の外部にある。しかし、監視モジュール114は、PCD100において動作可能なリソースのリアルタイムの管理を援助するために、アナログ信号プロセッサ126およびCPU110によって、これらの外部デバイスのうちの1つまたは複数から1つまたは複数の指示または信号を受信することもできることを理解されたい。

本明細書で説明される熱管理方法は、熱ポリシーマネージャモジュール101によってまたは、あるいはもしくはそれに加えて、CPU110によるソフトウェアの実行によって行うことができる。感知された熱に関連付けられたハードウェア要素が識別され得るように、様々な熱センサ157を、たとえば、CPU110、RFトランシーバ168、およびRFスイッチ170など、PCD100の様々なハードウェア要素に十分に隣接してかつ十分に熱伝達して(すなわち、「熱的に近接して」)位置決めすることができる。熱ポリシーマネージャモジュール101は、特定の熱センサ157に関連付けられたハードウェア要素に固有の1つまたは複数の特定の熱緩和方法を割り当てることができる。たとえば、CPU110に割り当てられた熱緩和方法は、RFスイッチ170に割り当てられた熱緩和方法とは異なり得る。

図2に示されるように、CPU110はバス211を介してメモリ112に結合される。上述したように、CPU110は、N個のコアプロセッサを有するマルチコアプロセッサである(ここで、Nは1より大きい整数である)。当業者には知られているように、第0のコア222、第1のコア224など〜第Nのコア230の各々は、専用のアプリケーションまたはプログラムをサポートするのに利用可能である。あるいは、2つ以上の利用可能なコアにわたる処理のために、1つまたは複数のアプリケーションまたはプログラムを分散することができる。

CPU110は、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組合せで具体化され得る熱ポリシーマネージャモジュール101からコマンドを受信することができる。熱ポリシーマネージャモジュール101を具体化するソフトウェアは、CPU110によって実行される命令を含み得る。CPU110によるそのような命令の実行によって定義されるプロセスは、CPU110によって実行されている他のプロセスもしくはアプリケーションプログラムに、または他のコアもしくはプロセッサにコマンドを発行させることができる。

CPU110の第0のコア222、第1のコア224など〜第Nのコア230を単一の集積回路ダイに集積してもよく、または他の実施形態では、複数回路のパッケージにおいて別個のダイに集積または結合されてもよい。第0のコア222、第1のコア224など〜第Nのコア230を1つまたは複数の共有キャッシュを介して結合してもよく、これらのコアはバス、リング、メッシュおよびクロスバートロポジなどのネットワークトロポジを介してメッセージまたは命令の伝達を実施することができる。

例示的な実施形態では、RFトランシーバ168は、コアプロセッサ210(「コア」と標示される)などの、少なくとも1つのプロセッサを含む。RFトランシーバ168は、バス213を介してメモリ112に結合される。CPU110は、バス213を介したメモリ112からRFトランシーバ168へのデジタル形式での情報の転送を協調させる。転送される情報の一部は、RFトランシーバ168を介してワイヤレスに送信される情報を表す。RFトランシーバ168の出力は、RFスイッチ170内の電力増幅器169に提供される送信信号171を含むことに留意されたい。RFトランシーバ168の出力は、電力増幅器169に提供される電力制御信号173も含む。当業者によって理解されるように、電力制御信号173は、電力増幅器169が送信信号を増幅する増幅電力を制御する。明確にするために示していないが、RFスイッチ170は、電力増幅器169の出力をアンテナ172に結合する回路を含む。当業者によって理解されるように、電力増幅器169は、増幅電力の量および電力増幅器169が動作する持続時間を増大させる熱を発生させる。すなわち、電力増幅器169が下げるエネルギー量は、平均増幅電力と電力増幅器169が動作する持続時間の積に関係する。そのような電子素子の固有の非効率性により、電力増幅器169の出力時に増幅信号の形で放出されない残りのエネルギーの多くは熱の形で放出される。したがって、電力制御信号173と、電力増幅器169によって発生する熱量との間に相関関係が存在する。

CPU110(またはその個々のコア222、224、230などのいずれか)によって発生する熱量と、CPU110またはコアにおける処理アクティビティの量を表す信号またはメトリックとの間に類似の相関関係がある。たとえば、CPU110が実行する1秒ごとの命令の数を表す信号またはメトリックは、CPU110が発生させる熱量に関係し得る。そのような処理アクティビティは通常、100万命令/秒またはMIPSで測定される。MIPSは一般的なメトリックであるが、プロセッサが動作を実行する速度を定量化または測定する任意の他のメトリックは、プロセッサが発生させる熱量に関係し得る。CPU110が下げるエネルギー量は、CPU110のMIPSメトリックとCPU110が動作する持続時間の積に関係し得ることに留意されたい。

当技術分野で知られているように、バス211および213の各々は、1つまたは複数の有線接続またはワイヤレス接続を介した複数の通信経路を含み得る。バス211および213は、通信を可能にするために、コントローラ、バッファ(キャッシュ)、ドライバ、リピータ、および受信機など、追加の要素を有し得るが、これらは明確にするために示されていない。さらに、バス211およびバス213は、上記のコンポーネントの間の適切な通信を可能にするために、アドレス、制御、および/またはデータ接続を含み得る。

メモリ112は一般に、データおよびプログラミングコードなどのソフトウェア要素がCPU110によって操作されるタイプのものである。従来のコンピューティング原理によれば、CPU110は、オペレーティングシステムコードおよびアプリケーションプログラムコードなどのプログラミングコードの制御下で動作する。例示的な実施形態では、そのようなプログラミングコード、すなわち、ソフトウェア要素は、開始論理250、管理論理260、アプリケーション論理280、および熱状態検出論理290を含み、これらは以下でさらに詳細に説明される。例示的な実施形態では、熱状態検出論理290は、フィルタ処理論理292、積算論理294およびルックアップテーブル論理296を含む。これらのソフトウェア要素は、例示を目的として、メモリ112に記憶されるものまたはメモリ112に常駐するものとして概念的に示されているが、そのようなソフトウェア要素は同時にまたはその全体がメモリ112に常駐することはできず、むしろ、必要に応じてCPU110を介して部分的に、たとえば、コードセグメント、ファイル、命令ごとに、または任意の他の適切な単位で、熱ポリシーマネージャモジュール101などの、図1に示されるソフトウェアまたはファームウェアの他のソースのいずれかから取り出すことができることを理解されたい。

上記のソフトウェア要素またはその部分によってプログラムされた通り、CPU110、メモリ112(あるいはソフトウェア要素が記憶されるまたは常駐する他の1つまたは複数の要素)、および任意の関連する要素の組合せは一般に、プログラムされたプロセッサシステムを定義することに留意されたい。ソフトウェア要素と、ソフトウェア要素が記憶されるまたはソフトウェア要素が常駐するコンピュータ使用可能媒体の組合せは一般に、特許用語集において「コンピュータプログラム製品」と呼ばれるものを構成することにも留意されたい。

メモリ112は例示的なコンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体を表すが、より一般的には、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ関連のシステムまたは方法によって、またはそれと関連して使用するためのコンピュータプログラムおよびデータを含むまたは記憶することができる、電子式、磁気式、光学式、電磁式、または半導体システム、装置、デバイスまたは他の物理デバイスもしくは手段である。図2に示される様々な論理素子および他のそのような論理素子は、コンピュータベースのシステム、プロセッサを含むシステム、または命令実行システム、装置、もしくはデバイスから命令をフェッチし、命令を実行することができる他のシステムなど、命令実行システム、装置、またはデバイスによって、またはそれと関連して使用するための任意のコンピュータ可読媒体に組み込まれ得る。この文書の文脈では、コンピュータ可読媒体は、命令実行システム、装置、またはデバイスによって、またはそれと関連して使用するための情報を記憶、通信、伝搬、または伝送することができる任意の手段を含み得る。

コンピュータ可読媒体の例(すなわち、非網羅的なリスト)は、1つまたは複数の配線を有する電気的接続(電子式)、ポータブルコンピュータディスケット(磁気式)、ランダムアクセスメモリ(RAM)(電子式)、読取り専用メモリ(ROM)(電子式)、消去可能プログラマブル読取り専用メモリ(EPROM、EEPROM、またはフラッシュメモリ)(電子式)、光ファイバ(光学式)、およびポータブルコンパクトディスク読取り専用メモリ(CD-ROM)(光学式)を含む。プログラムは、たとえば紙または他の媒体の光学走査を介して、電子的にキャプチャされ、次いで、コンパイルされ、解釈され、または場合によっては、必要に応じて適切な方法で処理され、次いでコンピュータメモリに記憶され得るので、コンピュータ可読媒体は、プログラムが印刷される紙または別の適切な媒体でさえあり得ることに留意されたい。

例示的な実施形態では、開始論理250、管理論理260、アプリケーション論理280および熱状態検出論理290はソフトウェア要素であるが、他の実施形態では、これらの論理は、各々当技術分野でよく知られている以下の技術、すなわち、データ信号に論理関数を実装するための論理ゲートを有する個別の論理回路、特定用途向け集積回路(ASIC)における組合せ論理、プログラマブルゲートアレイ(PGA)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などのうちのいずれかまたはその組合せによって実装され得る。

開始論理250は、利用可能なコア222、224、230などのうちの1つまたは複数の性能を管理または制御するために、選択プログラムを選択的に特定し、ロードし、実行するための1つまたは複数の実行可能命令を含む。選択プログラムは、CPU110内のコアプロセッサのうちの1つまたは複数によって実行されると、1つまたは複数の熱ポリシーマネージャモジュール101によって提供される制御信号とともに、監視モジュール114によって提供される1つまたは複数の信号に従って、それぞれのプロセッサコアまたは他の要素の性能をスケーリングするように動作することができる。以下に説明するように、プロセッサの性能は、過剰な熱の影響を緩和するための方法として、スケールダウンまたはバックオフされ得る。この点について、監視モジュール114は、熱ポリシーマネージャモジュール101から受け取られた、イベント、プロセス、アプリケーション、リソース状態の条件、経過時間、ならびに温度の1つまたは複数のインジケータを提供することができる。

管理論理260は、それぞれのプロセッサコアまたは他の要素のうちの1つまたは複数において動作可能な性能スケーリングプログラムを終了し、ならびに、利用可能なコアまたは他の要素のうちの1つまたは複数のコアまたは他の要素の性能を管理または制御するためのより適切な交換プログラムを選択的に特定し、ロードし、実行するための、1つまたは複数の実行可能命令を含む。交換プログラムは、デジタル信号プロセッサのコアプロセッサのうちの1つもしくは複数、またはRFトランシーバ168のコア210によって実行されると、それぞれのプロセッサコアまたは他の要素の性能をスケーリングするために、監視モジュール114によって提供される1つもしくは複数の信号、または様々なプロセッサコアのそれぞれの制御入力で提供される1つもしくは複数の信号に従って動作し得る。

プロセッサコアの性能をスケーリングすることができる1つの方法は、たとえば、プロセッサコアが動作する頻度を減らすことによってMIPSを制限することである。このようにして処理アクティビティを低減することによって、熱ポリシーマネージャモジュール101はコア222、224、230などの電力消費を低減することができる。熱ポリシーマネージャモジュール101は、N個のコア222、224、230などのすべてを一緒に制限すると決めることができ、または、他のコア222、224、230などが制約のない方式で動作するのを許容しつつ、どのコア222、224、230などが機能を削られるかを選択し決めることができる。熱ポリシーマネージャモジュール101、監視モジュール114、および/またはオペレーティングシステム(図示せず)は、どのコア222、224、230などを制御すべきかについての決定を、熱センサ157から受け取られたデータ、またはソフトウェアアプリケーションの要件、および/またはベストエフォート型の予測に基づいて、行うことができる。

プロセッサコアの性能をスケーリングすることができる別の方法は、たとえば、処理アクティビティ負荷を、過剰な熱を発生させている可能性があるコアから、あまり熱を発生させていない可能性がある別のコアに移動することによるものである。空間的な負荷移動という熱緩和方法は、マルチコアプロセッサシステム内でのコアのアクティブ化および非アクティブ化を含む。あまりアクティブでないまたは非アクティブなコアが、そのコアに増大した処理アクティビティ負荷を移動する前に、熱を放散することを可能にする方法で、処理アクティビティ負荷を定期的に移動させることができる。

図3、図4、図6A〜図6B、図7A〜図7B、および図8の流れ図それぞれに関して、例示的な熱緩和方法300、400、600、700および800が以下に説明される。本発明の例示的な実施形態が説明通りに機能するように、本明細書で説明した方法またはプロセスの流れにおける特定のステップまたは行為が他のステップよりも前に行われるのは当然である。しかし、そのような順序または順番によって本発明の機能が変わることがない実施形態では、本発明は説明したステップまたは行為の順序に限定されない。すなわち、他の実施形態では、本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、あるステップを他のステップの前に実行しても、後に実行しても、または並行して(すなわち、実質的に同時に)実行してもよいことを認識されたい。他の実施形態では、特定のステップは、本発明から逸脱することなく、省略されてもよく、または実行されなくてもよい。また、「その後」、「次いで」、「次に」などの語は、ステップの順序を限定することを意図していない。むしろ、これらの語は、単に例示的な方法の説明を通じて読者を導くために使用されている。

本明細書における流れ図および関連する説明に基づいて、プログラミングの当業者は、開示された本発明を難なく具体化するために、適切なソフトウェアコードまたは類似の論理を記述するまたは他の方法で提供するか、適切なハードウェアまたは類似の論理を作成するまたは他の方法で提供することができることを理解されたい。

図3に示される例示的な方法300は、PCD100(図1)の動作中の任意の適切な時に実行され得るまたは行われ得る。たとえば、方法300は本質的に、音声およびデータを表す情報のワイヤレス送信および受信などの、PCD100の動作の他の態様と並行して行われ得る。

ブロック305によって示されるように、PCD100内の熱発生電子素子に関連付けられた信号が監視される。熱ポリシーマネージャモジュール101は、この機能を実行するための手段を提供し得る。あるいは、またはそれに加えて、CPU110または監視モジュール114はそのような手段を提供し得る。信号を監視するために、信号のサンプルが、1秒の何分の1など、定期的に読み取られ得る。そのような信号サンプリングは当業者によって理解されているので、適切な割合または他のサンプリングレートを選択することは十分に当業者の能力の範囲内である。サンプルは、さらなる処理のためにメモリ112に記憶され得る。監視された信号は、信号と、図6A〜図6Bに関して以下に説明される実施形態における電力増幅器制御信号173、または図7A〜図7Bに関して以下に説明される実施形態におけるMIPSメトリックなどの関連する電子素子によって発生する熱量との間に相関関係または関係がある任意の信号であり得る。

ブロック310によって示されるように、過剰な熱発生を示す熱状態は、監視された信号に応答して(たとえば、メモリ112に記憶されたサンプルを使用して)判定される。「過剰な」という用語は、必ずしも定義された何らかの閾値を超える熱量を示すためではなく、動作が行われるべきかどうかを判定するための解析または処理を正当なものとし得る熱量を示すために、便宜上、この文脈において使用されることを理解されたい。熱状態検出論理290に従って動作するCPU110は、この機能を実行するための手段を提供し得る。

ブロック315によって示されるように、判定された熱状態に応じて、動作が行われてもよく、行われなくてもよい。動作が行われるべきであることを状態が示す場合、ブロック320によって示されるように、熱発生を緩和するための動作がPCD100で実行される。動作が行われるべきであることを状態が示さない場合、上述したように、信号はブロック305に従って監視され続ける。熱発生を緩和するための動作が実行されるかどうかにかかわらず、方法300が繰り返され得ることに留意されたい。状態を判定した結果が、動作が実行されるべきかどうかを効果的に判定するように、ブロック310および315が協調してまたは互いに組み合わせて行われ得ることに留意されたい。すなわち、過剰な熱発生が示されるかどうかについての個別に特定可能な試験がない場合がある。

PCD100の動作またはその動作の一部分の間に熱緩和が効果的に継続するように、方法300は、数秒ごとまたは1秒ごとまたは1秒の何分の1など、定期的に繰り返され得る。

図4に示される例示的な方法400は、PCD100の動作中の任意の適切な時に実行され得るまたは行われ得る。たとえば、方法400は本質的に、音声およびデータを表す情報のワイヤレス送信および受信などの、PCD100の動作の他の態様と並行して行われ得る。方法400は方法300に類似しているが、以下にさらに詳細に説明されるように、熱状態の判定の一環として、監視された信号を処理することを含む。

ブロック405によって示されるように、PCD100内の熱発生電子素子に関連付けられた信号が監視される。熱ポリシーマネージャモジュール101は、この機能を実行するための手段を提供し得る。あるいは、またはそれに加えて、CPU110または監視モジュール114はそのような手段を提供し得る。監視された信号は、信号と、図6A〜図6Bに関して以下に説明される実施形態における電力増幅器制御信号173、または図7A〜図7Bに関して以下に説明される実施形態におけるMIPSメトリックなどの関連する電子素子によって発生する熱量との間に相関関係または関係がある任意の信号であり得る。

ブロック410によって示されるように、監視された信号の処理はフィルタ処理を含み得る。たとえば、熱的な変化は信号が変化し得る速度よりもはるかに遅く生じる傾向があるので、監視された信号は低域フィルタ処理され得る。フィルタ処理論理292に従って動作するCPU110は、この機能を実行するための手段を提供し得る。

ブロック415によって示されるように、処理は、フィルタ処理された信号を所定のまたは固定の閾値と比較して、さらなる処理が正当なものとされるかまたは示されるかを判定することも含み得る。フィルタ処理された信号がそのような閾値を超えた場合、信号は時間間隔にわたって積算または合計(すなわち、累積)され得る。積算論理292に従って動作するCPU110は、この機能を実行するための手段を提供し得る。たとえば、ブロック420によって示されるように、タイマーを開始することができる。次いで、ブロック425によって示されるように、フィルタ処理された信号のサンプルを合計に加える(すなわち、累積する)ことができる。ブロック425、430および435によって形成されるループによって示されるように、サンプルはこのようにして累積または合計され得る。

ブロック435によって示されるように、合計または積算は、タイマーが経過するまで継続する。サンプルが合計される時間間隔(T)は、数秒または1秒の数分の1などの任意の適切な値とすることができる。ブロック430によって示されるように、積算中の任意の時にフィルタ処理された信号が閾値(これは、ブロック415に関して上記で説明した閾値と同じであってもよく、異なる閾値であってもよい)を下回った場合、処理は終了する。ブロック440によって示されるように、このようにして処理が終了すると、合計またはアキュムレータ値がクリアされる。タイマーは経過しているが、処理が場合によってはまだ終了していないと、処理は別の方法で終了することができる。ブロック445によって示されるように、このようにして処理が終了すると、合計または積算の結果はルックアップテーブル論理296に提供され得る。ルックアップテーブル論理296に提供される結果は、過剰な熱発生を示す熱状態を表す。ルックアップテーブル論理296は、熱発生緩和動作が実行されるべきかどうか、また、熱発生緩和動作が実行されるべきである場合、1つまたは複数の考えられる動作のうちのどれを実行すべきかを判定する。

時間間隔(T)にわたるフィルタ処理された信号の合計または積算の例が図5のグラフによって示されている。積算はフィルタ処理された信号が閾値を超える時間t1で始まり、タイマーが経過する時間t2で終わることに留意されたい。フィルタ処理された信号を表す、グラフの曲線の下のハッチングされた領域は、時間間隔の間に電子素子が下げたエネルギー量に関係し、したがって、電子素子が発生させた熱に関係する。

ルックアップテーブル論理296の出力は、熱発生を緩和するためのゼロまたはそれ以上の動作のいずれかを示し得る。すなわち、ルックアップテーブル論理296に入力された積算の結果に応じて、ルックアップテーブル論理296の出力は、何の動作も実行しないことまたはいくつかの考えられる動作のうちの任意の1つを実行することを示し得る。何の動作も示されない実例では、上述したように、信号はブロック405に従って監視され続ける。ブロック450によって示されるように、示され得る動作の例は、スケーリングまたはバックオフプロセスを実行することである。バックオフプロセスは、電子素子が発生させる熱に関係する制御信号をバックオフすることを含み得る。この文脈において信号を「バックオフ」するとは、概して、熱発生を低減する方法で電子素子への入力を変更することを指す。CPU110は、バックオフ機能を実行するための手段を提供することができる。

ブロック450によって示されるようにバックオフプロセスが実行された後、上述したように、信号はブロック405に従って監視され続ける。バックオフプロセスが、監視された信号に関連付けられた電子素子によって発生した熱量の低減をもたらすことが望まれる。ブロック455によって示されるように、フィルタ処理された信号がブロック415に関して上記で説明された閾値を超えない場合、信号は、上述したように、ブロック405に従って監視され続ける。しかし、閾値を下回るフィルタ処理された信号はバックオフプロセスが温度の低下に効果的であったことを示し得るので、ブロック455によって示されるように、監視を継続する前に、以前に実行された任意のバックオフプロセスを逆にする、すなわちそこから戻ることができる。図示されていないが、フィルタ処理された信号がある所定の時間の間に閾値を下回る場合にのみバックオフプロセスを逆にするように、タイマーまたはフィルタが含まれ得る。PCD100の動作またはその動作の一部分の間に熱緩和が効果的に継続するように、方法400は、数秒ごとまたは1秒の数分の1など、定期的に繰り返され得る。

図6に示される例示的な方法600は、PCD100(図1)の動作中の任意の適切な時に実行され得るまたは行われ得る。たとえば、方法600は本質的に、音声およびデータを表す情報のワイヤレス送信および受信などの、PCD100の動作の他の態様と並行して行われ得る。方法600は方法400に類似しているが、以下にさらに詳細に説明されるように、監視された信号が電力増幅器制御信号173である(図1)実施形態に関する。

ブロック605によって示されるように、電力増幅器制御信号173が監視される。RFトランシーバ168のコア210は、電力増幅器制御信号173のサンプリングされた値またはそのようなサンプリングされた値から導出されたメトリックをメモリ112に転送させることができる。電力増幅器制御信号173と、電力増幅器169によって発生する熱量との間に相関関係または関係があることに留意されたい。

ブロック610によって示されるように、電力増幅器制御信号173の処理はフィルタ処理を含み得る。たとえば、熱的な変化は信号が変化し得る速度よりもはるかに遅く生じる傾向があるので、電力増幅器制御信号173は低域フィルタ処理され得る。

ブロック615によって示されるように、処理は、フィルタ処理された信号を所定のまたは固定の閾値と比較して、さらなる処理が正当なものとされるかまたは示されるかを判定することも含み得る。フィルタ処理された信号がそのような閾値を超えた場合、信号は時間間隔にわたって積算または合計(すなわち、累積)され得る。ブロック620によって示されるように、タイマーを開始することができる。ブロック625によって示されるように、フィルタ処理された信号のサンプルを合計に加える(すなわち、累積する)ことができる。ブロック625、630および635によって形成されるループによって示されるように、サンプルはこのようにして累積または合計され得る。

ブロック635によって示されるように、合計または積算は、タイマーが経過するまで継続する。サンプルが合計される時間間隔(T)は、数秒または1秒の数分の1などの任意の適切な値とすることができる。ブロック630によって示されるように、積算中の任意の時にフィルタ処理された信号が閾値(これは、ブロック615に関して上記で説明した閾値と同じであってもよく、異なる閾値であってもよい)を下回った場合、処理は終了する。ブロック640によって示されるように、このようにして処理が終了すると、合計またはアキュムレータ値がクリアされる。タイマーは経過しているが、処理が場合によってはまだ終了していないと、処理は別の方法で終了することができる。ブロック645によって示されるように、このようにして処理が終了すると、合計または積算の結果はルックアップテーブル論理296に提供され得る。電力増幅器169が下げるエネルギー量、したがって、電力増幅器169が発生させる熱量は、増幅電力と、そのような電力レベルでの増幅が持続される時間の積に関係することに留意されたい。上記の合計または積算の結果は、事実上、そのような積を表す。結果は過剰な熱発生を示す熱状態も表す。

ルックアップテーブル論理296の出力は、熱発生を緩和するためのゼロまたはそれ以上の動作のいずれかが実行されるべきであることを示し得る。すなわち、ルックアップテーブル論理296に入力された積算の結果に応じて、ルックアップテーブル論理296の出力は、何の動作も実行しないことまたは、1つまたは複数のバックオフプロセスを実行するなど、いくつかの考えられる動作のうちの任意の1つを実行することを示し得る。

ルックアップテーブル論理296は、様々な時間間隔の間に持続される様々な増幅電力レベルの範囲にわたって、電力増幅器169の温度の測定値を経験的に取るなど、任意の適切な手段によって構成され得る。(電力制御信号173の対応するレベルによって表されるような)増幅電力レベルと、電子機器に有害であると考えられる温度の組合せは、ルックアップテーブル論理296において、対応する熱緩和バックオフプロセスまたは他の動作に関係し得る。ルックアップテーブル論理296の出力は、熱状態の重大度に応じて、いくつかのそのような動作のうちのいずれかを示し得る。たとえば、ルックアップテーブル論理296への入力が、電力増幅器169が一定の時間(たとえば、図5の時間間隔(T))内で大量のエネルギーを引き出したことを表す場合、バックオフされるプロセスは、潜在的な熱緩和の影響が最も大きいプロセスを含み得る。しかし、ルックアップテーブル論理296への入力が、電力増幅器169が時間間隔内でより少ないエネルギー量を受け取ったことを表す場合、バックオフされるプロセスは、潜在的な熱緩和の影響が少ないプロセスを含み得る。ルックアップテーブル論理296に含まれ得るトレードオフは、大きい熱緩和の影響を潜在的に実現する方法でのバックオフプロセスには、より小さい熱緩和の影響を潜在的に実現する方法でのバックオフプロセスよりも、PCD100の性能をかなり低減する傾向があり得ることを考慮し得る。

いくつかの例示的なバックオフプロセスがブロック660、665、670および675(図6B)によって示されている。たとえば、ブロック660によって示されるように、比較的小さい潜在的な熱緩和の影響を有するバックオフプロセスは、アップリンクスループットを、たとえば、10パーセントだけバックオフすることを含み得る。当業者によって理解されるように、送信される情報の尺度であるアップリンクスループットをバックオフまたは低減することは、潜在的に熱発生の低下をもたらし得る。ブロック665によって示されるように、やや高い潜在的な熱緩和の影響を有するバックオフプロセスは、アップリンクスループットを、たとえば、20パーセントだけバックオフすることを含み得る。アップリンクスループットをバックオフまたは低減することに加えて、電力増幅器における送信機電力を直接バックオフまたは低減することは熱発生の低下をもたらし得ることが知られている。したがって、ブロック670によって示されるように、別の例示的なバックオフプロセスは、電力増幅器における送信機電力を低減することを含み得る。送信機電力は、電力制御信号173を変更することによって、または当技術分野で知られている他の手段によって、電力増幅器において低減され得る。ブロック675によって示されるように、そのようなバックオフプロセスは、アップリンクスループットをバックオフし、かつ受信機ダイバーシティを無効にするなど、複数のプロセスを含み得る。したがって、潜在的な熱緩和の影響が大きいバックオフプロセスは、PCD100内の複数の機能またはプロセスをバックオフすること、低減することまたは無効にすることを含み得る。上記のバックオフプロセスは例のみとして意図されるものであり、これらの例を考慮すれば、当業者は容易に他のバックオフプロセスを想到するであろう。

バックオフプロセスもしくは他の熱緩和動作が実行された後、またはバックオフプロセスもしくは他の熱緩和動作が実行されないと判定された場合、上述したように、信号はブロック605に従って監視され続ける。バックオフプロセスが、監視された信号に関連付けられた電子素子によって発生した熱量の低減をもたらすことが望まれる。ブロック655によって示されるように、フィルタ処理された信号がブロック615に関して上記で説明された閾値を超えない場合、電力制御信号173は、上述したように、ブロック605に従って監視され続ける。しかし、閾値を下回るフィルタ処理された信号はバックオフプロセスが温度の低下に効果的であったことを示し得るので、ブロック655によって示されるように、監視を継続する前に、以前に実行された任意のバックオフプロセスを逆にする、すなわちそこから戻ることができる。図示されていないが、フィルタ処理された電力制御信号がある所定の時間の間に閾値を下回る場合にのみバックオフプロセスを逆にするように、タイマーまたはフィルタが含まれ得る。PCD100の動作またはその動作の一部分の間に熱緩和が効果的に継続するように、方法600は、数秒ごとまたは1秒の数分の1など、定期的に繰り返され得る。

図7に示される例示的な方法700は、PCD100(図1)の動作中の任意の適切な時に実行され得るまたは行われ得る。たとえば、方法700は本質的に、音声およびデータを表す情報のワイヤレス送信および受信などの、PCD100の動作の他の態様と並行して行われ得る。方法700は方法400および600に類似しているが、以下にさらに詳細に説明されるように、監視された信号がCPU110またはその構成コアのうちの1つまたは複数における処理アクティビティのメトリックまたは測定値である(図1)実施形態に関する。

ブロック705によって示されるように、CPU110内の処理アクティビティを表す信号が監視される。CPU110において、処理アクティビティはCPU110が命令を実行する速度として特徴付けられ得る。当業者によって理解されるように、処理アクティビティは、CPU110が1秒ごとに実行する(100万)命令の数(すなわち、100万命令/秒またはMIPS)を表すMIPSメトリックによって表され得る。したがって、MIPSメトリックは、CPU110で処理動作が行われる速度を表すタイプのメトリックである。他の実施形態では、他のタイプの処理動作が監視され得る。たとえば、監視された信号またはメトリックに関連付けられたプロセッサがCPU110ではなく、むしろグラフィックス処理ユニット(図示せず)である実例では、そのようなGPUがグラフィックスフレームを生成する速度(たとえば、フレーム/秒のメトリック)が監視され得る。監視モジュール114は、CPU110の処理アクティビティを監視するための手段としての役割を果たすことができる。CPU110は、MIPSメトリックをメモリ112に転送させることができる。処理動作の速度と、CPU110によって発生する熱量との間に相関関係または関係があることに留意されたい。

ブロック710によって示されるように、監視された処理アクティビティ信号の処理はフィルタ処理を含み得る。たとえば、熱的な変化は信号が変化し得る速度よりもはるかに遅く生じる傾向があるので、CPU110における処理動作の速度を表す信号は低域フィルタ処理され得る。

ブロック715によって示されるように、処理は、フィルタ処理された信号を所定のまたは固定の閾値と比較して、さらなる処理が正当なものとされるかまたは示されるかを判定することも含み得る。フィルタ処理された信号がそのような閾値を超えた場合、信号は時間間隔にわたって積算または合計(すなわち、累積)され得る。ブロック720によって示されるように、タイマーを開始することができる。ブロック725によって示されるように、フィルタ処理された信号のサンプルを合計に加える(すなわち、累積する)ことができる。ブロック725、730および735によって形成されるループによって示されるように、サンプルはこのようにして累積または合計され得る。

ブロック735によって示されるように、合計または積算は、タイマーが経過するまで継続する。サンプルが合計される時間間隔(T)は、数秒または1秒の数分の1などの任意の適切な値とすることができる。ブロック730によって示されるように、積算中の任意の時にフィルタ処理された信号が閾値(これは、ブロック715に関して上記で説明した閾値と同じであってもよく、異なる閾値であってもよい)を下回った場合、処理は終了する。ブロック740によって示されるように、このようにして処理が終了すると、合計またはアキュムレータ値がクリアされる。タイマーは経過しているが、処理が場合によってはまだ終了していないと、処理は別の方法で終了することができる。ブロック745によって示されるように、このようにして処理が終了すると、合計または積算の結果はルックアップテーブル論理296に提供され得る。CPU110が消費するエネルギー量、したがって、CPU110が発生させる熱量は、処理アクティビティと、そのような処理アクティビティレベルが持続される時間の積に関係することに留意されたい。上記の合計または積算の結果は、事実上、そのような積を表す。結果は過剰な熱発生を示す熱状態も表す。

ルックアップテーブル論理296の出力は、熱発生を緩和するためのゼロまたはそれ以上の動作のいずれかが実行されるべきであることを示し得る。すなわち、ルックアップテーブル論理296に入力された積算の結果に応じて、ルックアップテーブル論理296の出力は、何の動作も実行しないことまたは、1つまたは複数のバックオフプロセスを実行するなど、いくつかの考えられる動作のうちの任意の1つを実行することを示し得る。

ルックアップテーブル論理296は、様々な時間間隔の間に持続される様々な処理アクティビティレベルの範囲にわたって、CPU110の温度の測定値を経験的に取るなど、任意の適切な手段によって構成され得る。(たとえば、MIPSメトリックによって表されるような)処理アクティビティレベルと、電子機器に有害であると考えられる温度の組合せは、ルックアップテーブル論理296において、対応する熱緩和バックオフプロセスまたは他の動作に関係し得る。ルックアップテーブル論理296の出力は、熱状態の重大度に応じて、いくつかのそのような動作のうちのいずれかを示し得る。たとえば、ルックアップテーブル論理296への入力が、CPU110が一定の時間内で比較的大量のエネルギーを消費したことを表す場合、バックオフされるプロセスは、潜在的な熱緩和の影響が最も大きいプロセスを含み得る。

しかし、ルックアップテーブル論理296への入力が、CPU110が時間間隔内でより少ないエネルギー量を消費したことを表す場合、バックオフされるプロセスは、潜在的な熱緩和の影響がより少ないプロセスを含み得る。ルックアップテーブル論理296に含まれ得るトレードオフは、大きい熱緩和の影響を潜在的に実現する方法でのバックオフプロセスには、より小さい熱緩和の影響を潜在的に実現する方法でのバックオフプロセスよりも、PCD100の性能をかなり低減する傾向があり得ることを考慮し得る。

いくつかの例示的なバックオフプロセスがブロック760および765(図7B)によって示されている。たとえば、ブロック760によって示されるように、比較的小さい潜在的な熱緩和の影響を有するバックオフプロセスは、CPU110が処理動作を実行する速度を、たとえば、ほんの10パーセントだけバックオフすることを含み得る。当業者によって理解されるように、処理アクティビティをバックオフまたは低減することは、潜在的に熱発生の低下をもたらし得る。ブロック765によって示されるように、やや高い潜在的な熱緩和の影響を有するバックオフプロセスは、CPU110が処理動作を実行する速度を、たとえば、20パーセントだけバックオフすることを含み得る。CPU110の各コアの処理アクティビティは、他のコアとは独立して調整され得ることに留意されたい。したがって、あるコアにおける処理アクティビティがバックオフされる場合、それに従って、別のコアにおける処理アクティビティを増大して、PCD100の全体的な性能に及ぼす影響を最小限に抑えることができる。すなわち、ブロック770によって示されるように、処理アクティビティをあるコアから別のコアに移動することができる。上記のバックオフプロセスは例のみとして意図されるものであり、これらの例を考慮すれば、当業者は容易に、発生する熱量を潜在的に低減する他の適切なバックオフプロセスまたはスケーリングプロセスを想到するであろう。

バックオフプロセスもしくは他の熱緩和動作が実行された後、またはバックオフプロセスもしくは他の熱緩和動作が実行されないと判定された場合、上述したように、信号はブロック705に従って監視され続ける。バックオフプロセスが、監視された信号に関連付けられた電子素子によって発生した熱量の低減をもたらすことが望まれる。ブロック755によって示されるように、フィルタ処理された信号がブロック715に関して上記で説明された閾値を超えない場合、処理アクティビティは、上述したように、ブロック605に従って監視され続ける。しかし、閾値を下回るフィルタ処理された信号はバックオフプロセスが温度の低下に効果的であったことを示し得るので、ブロック755によって示されるように、監視を継続する前に、以前に実行された任意のバックオフプロセスを逆にする、すなわちそこから戻ることができる。図示されていないが、フィルタ処理された電力制御信号がある所定の時間の間に閾値を下回る場合にのみバックオフプロセスを逆にするように、タイマーまたはフィルタが含まれ得る。PCD100の動作またはその動作の一部分の間に熱緩和が効果的に継続するように、方法700は、数秒ごとまたは1秒の数分の1など、定期的に繰り返され得る。

電子素子に関連付けられた信号が監視され、過剰な熱発生を示す熱状態が(センサ読取り値からではなく)監視された信号から判定され、熱発生を緩和するための動作が実行される、上記の例示的な「センサレス」熱緩和方法は、熱センサ157(図1)を使用することができないまたはその使用がごく限られている実例において特に有益であり得る。しかし、いくつかの実例では、上記のセンサレス熱緩和方法を、熱センサ157(図1)などのセンサを使用する熱緩和方法と組み合わせて使用することができる。

上述したように、たとえば、熱発生緩和動作を過剰な熱発生の主な一因である電子素子に集中させることを可能にする方法で、熱センサ157をPCD100に分散することができない。いくつかの電子素子は、その電子素子に熱発生緩和動作を集中させることを容易にするために、電子素子に熱的に十分に非常に近接した熱センサ157を有することがあるが、他の電子素子は、熱的に十分に非常に近接したいかなる熱センサ157も有さないことがある。図8に示されるように、方法800は、感知される熱が、監視された信号が関連付けられる電子素子以外の電子素子によって発生したものかどうかを推定するために用いられ得る。

ブロック805によって示されるように、熱センサ157が監視される。ブロック810によって示されるように、監視された熱センサ157によって示される温度が閾値を超えない場合、熱センサ157は監視され続ける。しかし、監視された熱センサ157によって示される温度が閾値を超える場合、ブロック815によって示されるように、上記の「センサレス」熱緩和方法300、400、600または700のうちの1つが実行される。これらの方法の場合、電力増幅器制御信号173またはMIPSメトリックなどの、電子素子に関連付けられた信号が監視される。センサレス熱緩和方法は、監視された信号に関連付けられた電子素子が温度上昇の主な原因であるかどうかに応じて、感知された温度の低下をもたらすこともあれば、もたらさないこともあることに留意されたい。ブロック820によって示されるように、熱センサ157によって監視された温度がもはや閾値を超えない場合、センサレス熱緩和方法が効果的であった可能性があり、熱センサ157は監視され続ける(ブロック805)。しかし、熱センサ157によって監視された温度が閾値を超え続ける場合、監視された信号に関連付けられた電子素子以外の電子素子が温度上昇の主な原因であったために、センサレス熱緩和方法が効果的ではなかった可能性がある。したがって、ブロック825によって示されるように、熱発生を緩和するための動作が実行される。熱緩和動作は、監視された信号に関連付けられた電子素子以外の電子素子を対象とすることができる。熱緩和動作は、熱センサ157に熱的に非常に近接した電子素子または小さいグループの素子、あるいは、より大きいグループの電子素子を対象とすることができる。熱緩和動作は、上述したように、1つまたは複数のプロセスをバックオフすること、または任意の他の適切な熱緩和動作を含み得る。

選択された態様について詳細に示し、説明してきたが、以下の特許請求の範囲によって定義されるような本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な置換および改変を実施できることが理解されよう。

100 PCD
101 熱ポリシーマネージャモジュール
102 オンチップシステム
110 中央処理装置(CPU)
112 メモリ
114 監視モジュール
126 アナログ信号プロセッサ
128 ディスプレイコントローラ
130 タッチスクリーンコントローラ
132 タッチスクリーンディスプレイ
134 ビデオデコーダ
136 ビデオ増幅器

Claims (45)

1. ポータブルコンピューティングデバイスにおける熱緩和のための方法であって、
   前記ポータブルコンピューティングデバイス内の電子素子に関連付けられた信号を監視するステップであって、前記電子素子が熱発生素子であり、温度測定値以外のイベントに応答して前記信号が生成され、前記信号と、前記電子素子によって発生する熱量との間に相関関係が存在する、ステップと、
   前記信号が初期閾値を超えたと判定するステップと、
   前記信号が前記初期閾値を超えたことに応答して、ある時間期間の間に前記信号を解析するステップと、
   前記解析された信号が前記時間期間内で第2の閾値を超えたと判定するステップと、
   前記解析された信号が前記第2の閾値を超えたことに応答して、過剰な熱発生を示す熱状態を判定するステップと、
   過剰な熱発生を示す前記熱状態に応答して、第1の動作を実行して、前記監視された信号に関連付けられた前記電子素子による熱発生を緩和するステップと
   を含む方法。
2. ある時間期間の間に前記信号を解析するステップが、経時的な前記信号の積算を含む、請求項1に記載の方法。
3. ある時間期間の間に前記信号を解析するステップが、前記信号をフィルタ処理するステップを含む、請求項1に記載の方法。
4. 過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定するステップが、前記解析された信号をルックアップテーブルへの入力として提供するステップを含み、前記第1の動作が、前記ルックアップテーブルの出力の結果として決定される、請求項1に記載の方法。
5. 前記第1の動作を実行して、前記電子素子によって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記信号をさらに監視するステップと、
   前記電子素子によって発生する前記熱量が低下したと判定された場合、前記第1の動作の少なくとも一部分を逆にする第2の動作を実行するステップと
   をさらに含む、請求項1に記載の方法。
6. 前記信号が、前記電子素子を制御するために制御回路によって生成される制御信号であり、
   前記電子素子によって発生する前記熱量が、前記制御信号の変化の結果として変化する、
   請求項1に記載の方法。
7. 前記電子素子が無線周波数電力増幅器であり、前記制御信号が電力増幅器制御信号であり、
   前記第1の動作が、増幅電力を低減するように電力増幅器を制御するステップを含む、
   請求項6に記載の方法。
8. 増幅電力を低減するように前記電力増幅器を制御して、前記電力増幅器によって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記制御信号をさらに監視し、過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定するステップと、
   前記電力増幅器によって発生する前記熱量が低下した場合、増幅電力を増加するように前記電力増幅器を制御するステップと
   をさらに含む、請求項7に記載の方法。
9. 前記信号が、前記電子素子における処理アクティビティの測定値であり、
   処理アクティビティが増加するに従って、前記電子素子によって発生する前記熱量が増加する、
   請求項1に記載の方法。
10. 前記電子素子がプロセッサコアであり、前記処理アクティビティの測定値が処理動作の速度に関係し、
    前記第1の動作が、前記処理動作の速度を低減するように前記プロセッサコアを制御するステップを含む、
    請求項9に記載の方法。
11. 前記処理動作の速度を低減して、前記プロセッサコアによって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記処理アクティビティの測定値をさらに監視し、過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定するステップと、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が低下した場合、前記処理動作の速度を上げるように前記プロセッサコアを制御するステップと
    をさらに含む、請求項10に記載の方法。
12. ポータブルコンピューティングデバイスにおける熱緩和のためのシステムであって、
    熱発生電子素子と、
    前記ポータブルコンピューティングデバイス内の電子素子に関連付けられた信号を監視することであって、温度測定値以外のイベントに応答して前記信号が生成され、前記信号と、前記電子素子によって発生する熱量との間に相関関係が存在することと、
    前記信号が初期閾値を超えたと判定することと、
    前記信号が前記初期閾値を超えたことに応答して、ある時間期間の間に前記信号を処理することと、
    解析された信号が前記時間期間内で第2の閾値を超えたと判定することと、
    前記解析された信号が前記第2の閾値を超えたことに応答して、過剰な熱発生を示す熱状態を判定することと、
    過剰な熱発生を示す前記熱状態に応答して、第1の動作を実行して、前記監視された信号に関連付けられた前記電子素子による熱発生を緩和することと
    を行うように動作可能なプロセッサと
    を含むシステム。
13. ある時間期間の間に前記信号を前記プロセッサが解析することは、経時的な前記信号の積算を含む、請求項12に記載のシステム。
14. ある時間期間の間に前記信号を前記プロセッサが解析することは、前記信号をフィルタ処理するステップを含む、請求項12に記載のシステム。
15. 過剰な熱発生を示す前記熱状態を前記プロセッサが判定することは、前記解析された信号をルックアップテーブルへの入力として提供するステップを含み、前記第1の動作が、前記ルックアップテーブルの出力の結果として決定される、請求項12に記載のシステム。
16. 前記プロセッサがさらに、
    前記第1の動作を実行して、前記電子素子によって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記信号をさらに監視することと、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が低下したと判定された場合、前記第1の動作の少なくとも一部分を逆にする第2の動作を実行することと
    を行うように動作可能である、請求項12に記載のシステム。
17. 制御回路をさらに含み、
    前記信号が、前記電子素子を制御するために前記制御回路によって生成される制御信号であり、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が、前記制御信号の変化の結果として変化する、
    請求項12に記載のシステム。
18. 前記電子素子が無線周波数電力増幅器であり、前記制御信号が電力増幅器制御信号であり、
    前記第1の動作が、増幅電力を低減するように電力増幅器を制御するステップを含む、
    請求項17に記載のシステム。
19. 前記プロセッサがさらに、
    増幅電力を低減するように前記電力増幅器を制御して、前記電力増幅器によって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記制御信号をさらに監視し、過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定することと、
    前記電力増幅器によって発生する前記熱量が低下した場合、増幅電力を増加するように前記電力増幅器を制御することと
    を行うように動作可能である、請求項18に記載のシステム。
20. 前記プロセッサがさらに、
    増幅電力を低減するように前記電力増幅器を制御することに続く所与の時間間隔の後、増幅電力を増加するように前記電力増幅器を制御すること
    を行うように動作可能である、請求項18に記載のシステム。
21. 前記信号が、前記電子素子における処理アクティビティの測定値であり、
    処理アクティビティが増加するに従って、前記電子素子によって発生する前記熱量が増加する、
    請求項12に記載のシステム。
22. 前記電子素子がプロセッサコアであり、前記処理アクティビティの測定値が処理動作の速度に関係し、
    前記第1の動作が、前記処理動作の速度を低減するように前記プロセッサコアを制御するステップを含む、
    請求項21に記載のシステム。
23. 前記プロセッサがさらに、
    前記処理動作の速度を低減して、前記プロセッサコアによって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記処理アクティビティの測定値をさらに監視し、過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定することと、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が低下した場合、前記処理動作の速度を上げるように前記プロセッサコアを制御することと
    を行うように動作可能である、請求項22に記載のシステム。
24. ポータブルコンピューティングデバイスにおける熱緩和のためのシステムであって、
    前記ポータブルコンピューティングデバイス内の電子素子に関連付けられた信号を監視するための手段であって、前記電子素子が熱発生素子であり、温度測定値以外のイベントに応答して前記信号が生成され、前記信号と、前記電子素子によって発生する熱量との間に相関関係が存在する、手段と、
    前記信号が初期閾値を超えたと判定するための手段と、
    前記信号が前記初期閾値を超えたことに応答して、ある時間期間の間に前記信号を解析するための手段と、
    前記解析された信号が前記時間期間内で第2の閾値を超えたと判定するための手段と、
    前記解析された信号が前記第2の閾値を超えたことに応答して、過剰な熱発生を示す熱状態を判定するための手段と、
    過剰な熱発生を示す前記熱状態に応答して、第1の動作を実行して、前記監視された信号に関連付けられた前記電子素子による熱発生を緩和するための手段と
    を含むシステム。
25. ある時間期間の間に前記信号を前記手段が解析することは、経時的な前記信号の積算を含む、請求項24に記載のシステム。
26. ある時間期間の間に前記信号を前記手段が解析することは、前記信号をフィルタ処理するステップを含む、請求項24に記載のシステム。
27. 過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定するための手段がルックアップテーブルを含む、請求項24に記載のシステム。
28. 前記第1の動作を実行して、前記電子素子によって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記信号をさらに監視するための手段と、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が低下したと判定された場合、前記第1の動作の少なくとも一部分を逆にする第2の動作を実行するための手段と
    をさらに含む、請求項24に記載のシステム。
29. 前記信号が、前記電子素子を制御するために制御回路によって生成される制御信号であり、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が、前記制御信号の変化の結果として変化する、
    請求項24に記載のシステム。
30. 前記電子素子が無線周波数電力増幅器であり、前記制御信号が電力増幅器制御信号であり、
    前記第1の動作が、増幅電力を低減するように電力増幅器を制御するステップを含む、
    請求項29に記載のシステム。
31. 増幅電力を低減するように前記電力増幅器を制御して、前記電力増幅器によって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記制御信号をさらに監視し、過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定するための手段と、
    前記電力増幅器によって発生する前記熱量が低下した場合、増幅電力を増加するように前記電力増幅器を制御するための手段と
    をさらに含む、請求項30に記載のシステム。
32. 前記信号が、前記電子素子における処理アクティビティの測定値であり、
    処理アクティビティが増加するに従って、前記電子素子によって発生する前記熱量が増加する、
    請求項24に記載のシステム。
33. 前記電子素子がプロセッサコアであり、前記処理アクティビティの測定値が処理動作の速度に関係し、
    前記第1の動作が、前記処理動作の速度を低減するように前記プロセッサコアを制御するステップを含む、
    請求項32に記載のシステム。
34. 前記処理動作の速度を低減して、前記プロセッサコアによって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記処理アクティビティの測定値をさらに監視し、過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定するための手段と、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が低下した場合、前記処理動作の速度を上げるように前記プロセッサコアを制御するための手段と
    をさらに含む、請求項33に記載のシステム。
35. コンピュータ可読プログラムコード含むコンピュータプログラムであって、前記コンピュータ可読プログラムコードが、ポータブルコンピューティングデバイスにおける熱緩和のための方法を実施するために実行されるように適合され、前記方法が、
    前記ポータブルコンピューティングデバイス内の電子素子に関連付けられた信号を監視するステップであって、前記電子素子が熱発生素子であり、温度測定値以外のイベントに応答して前記信号が生成され、前記信号と、前記電子素子によって発生する熱量との間に相関関係が存在する、ステップと、
    前記信号が初期閾値を超えたと判定するステップと、
    前記信号が前記初期閾値を超えたことに応答して、ある時間期間の間に前記信号を解析するステップと、
    前記解析された信号が前記時間期間内で第2の閾値を超えたと判定するステップと、
    前記解析された信号が前記第2の閾値を超えたことに応答して、過剰な熱発生を示す熱状態を判定するステップと、
    過剰な熱発生を示す前記熱状態に応答して、第1の動作を実行して、前記監視された信号に関連付けられた前記電子素子による熱発生を緩和するステップと
    を含む、コンピュータプログラム。
36. ある時間期間の間に前記信号を解析するステップが、経時的な前記信号の積算を含む、請求項35に記載のコンピュータプログラム。
37. ある時間期間の間に前記信号を解析するステップが、前記信号をフィルタ処理するステップを含む、請求項35に記載のコンピュータプログラム。
38. 過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定するステップが、前記解析された信号をルックアップテーブルへの入力として提供するステップを含み、前記第1の動作が、前記ルックアップテーブルの出力の結果として決定される、請求項35に記載のコンピュータプログラム。
39. 前記コンピュータ可読プログラムコードの実行によって実施される前記方法が、
    前記第1の動作を実行して、前記電子素子によって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記信号をさらに監視するステップと、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が低下したと判定された場合、前記第1の動作の少なくとも一部分を逆にする第2の動作を実行するステップと
    をさらに含む、請求項35に記載のコンピュータプログラム。
40. 前記信号が、前記電子素子を制御するために制御回路によって生成される制御信号であり、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が、前記制御信号の変化の結果として変化する、
    請求項35に記載のコンピュータプログラム。
41. 前記電子素子が無線周波数電力増幅器であり、前記制御信号が電力増幅器制御信号であり、
    前記第1の動作が、増幅電力を低減するように電力増幅器を制御するステップを含む、
    請求項40に記載のコンピュータプログラム。
42. 前記コンピュータ可読プログラムコードの実行によって実施される前記方法が、
    増幅電力を低減するように前記電力増幅器を制御して、前記電力増幅器によって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記制御信号をさらに監視し、過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定するステップと、
    前記電力増幅器によって発生する前記熱量が低下した場合、増幅電力を増加するように前記電力増幅器を制御するステップと
    をさらに含む、請求項41に記載のコンピュータプログラム。
43. 前記信号が、前記電子素子における処理アクティビティの測定値であり、
    処理アクティビティが増加するに従って、前記電子素子によって発生する前記熱量が増加する、
    請求項35に記載のコンピュータプログラム。
44. 前記電子素子がプロセッサコアであり、前記処理アクティビティの測定値が処理動作の速度に関係し、
    前記第1の動作が、前記処理動作の速度を低減するように前記プロセッサコアを制御するステップを含む、
    請求項43に記載のコンピュータプログラム。
45. 前記コンピュータ可読プログラムコードの実行によって実施される前記方法が、
    前記処理動作の速度を低減して、前記プロセッサコアによって発生する前記熱量が低下したかどうかを判定した後、前記処理アクティビティの測定値をさらに監視し、過剰な熱発生を示す前記熱状態を判定するステップと、
    前記電子素子によって発生する前記熱量が低下した場合、前記処理動作の速度を上げるように前記プロセッサコアを制御するステップと
    をさらに含む、請求項44に記載のコンピュータプログラム。

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