JP2020106918A - 半導体装置、温度制御装置、及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施形態1に係る半導体装置のハードウェア構成を示す。半導体装置(半導体集積回路装置)10は、CPU11、ROM12、RAM13、周辺回路14、及びバス16を有する。半導体装置10は、例えばマルチコアプロセッサを含むマイクロコンピュータユニット(MCU:Micro Computer Unit)として構成されている。半導体装置10は、例えば、自動車などの車両に搭載される。半導体装置10は、車両において、例えばDSM(Driver Status Monitor)、メータークラスターなどに用いられる。半導体装置10は、発熱制御を実施するシステムとして構成されていればよく、半導体装置10の用途は、特定の用途には限定されない。
図3(a)は、グループデータ28に含まれる高優先グループ情報の一例を示し、(b)は、グループデータ28に含まれる低優先グループ情報の一例を示す。図3(a)の例では、グループ種別「高優先」に対して、アプリケーションA、B、及びCの3つのアプリケーションが対応付けて記憶されている。また、グループ種別「高優先」に対して、アプリケーションの実行が割り当てられるCPUコアとして、CPUコア11a(CPU0)、及びCPUコア11b(CPU1)が記憶されている。
図5は、動作手順を示す。ユーザは、事前に、CPUコアとアプリケーションとを関連付けた高優先グループ情報及び低優先グループ情報をグループデータ28として作成する。ユーザは、例えば半導体装置10が搭載される車両の運転者の安全に関係する機能や、ユーザーエクスペリエンスに関する機能などの機能の重要度に基づいて、半導体装置10上で実行されるアプリケーションを、高優先アプリケーションと低優先アプリケーションとに分割する。ユーザは、Secure IP(Intellectual Property)やFunction Safetyに関するIPなど、IPコアの重要性に基づいて、アプリケーションを、高優先アプリケーションと低優先アプリケーションとに分割してもよい。高優先アプリケーションと低優先アプリケーションとを判断する手法は、特に上記したものには限定されない。ユーザは、グループデータ28において、それぞれ高優先アプリケーション及び低優先アプリケーションの実行が割り当てられるCPUコアを指定する。
以下、動作例を説明する。図6は、動作例を示す。以下では、4つのCPUコア11a〜11dは、それぞれ、500MHz、750MHz、1.0GHz、1.5GHz、1.6GHz、及び1.7GHzから選択された動作周波数で動作可能であるとする。また、各CPUコアの動作周波数は、デフォルトでは1.5GHzであるとする。さらに、グループデータ28では、グループ種別「高優先」であるグループAのグループ情報において、アプリケーションA、B、及びCと、CPUコア11a及び11bとが対応付けて記憶されているものとする。また、グループ種別「低優先」であるグループBのグループ情報において、アプリケーションD、E、及びFと、CPUコア11c及び11dとが対応付けて記憶されているものとする。
本実施形態では、グループデータ28は、高優先のアプリケーションの実行が割り当てられるCPUコアを指定する情報を含む高優先グループ情報と、低優先のアプリケーションの実行が割り当てられるCPUコアを指定する情報を含む低優先グループ情報とを含む。制御対象決定部22は、グループデータ28を参照し、低優先グループのCPUコアを発熱制御の対象として決定する。発熱制御部23は、温度判定部21において温度がしきい値以上であると判定された場合、低優先グループのCPUコアに対して発熱制御を行う。低優先グループのCPUコアに対して発熱制御が実施されると、低優先グループのCPUコアに実行が割り当てられる低優先のアプリケーションは機能が低下し、或いは機能が停止する。一方で、高優先グループのCPUコアに対しては発熱制御が実施されないため、高優先グループのCPUコアに実行が割り当てられる高優先のアプリケーションは、発熱制御の影響を受けない。従って、本実施形態では、高優先のアプリケーションの実行性能を保ちつつ、CPUの発熱量を低下させることができる。
次いで、実施形態2を説明する。図7は、実施形態2に係る半導体装置を示す。本実施形態に係る半導体装置10aは、図2に示される実施形態1に係る半導体装置10の構成要素に加えて、グループ範囲制御部29を有する。グループ範囲制御部29は、グループデータ28と、CPU11で実行されている高優先のアプリケーションの数とに基づいて低優先グループのCPUコアの数を制御する。別の言い方をすると、グループ範囲制御部29は、グループデータ28と、CPU11で実行されている高優先のアプリケーションの数とに基づいて、CPU11において発熱制御の対象となるCPUコアを拡大し、又は縮小する。他の点は、実施形態1と同様でよい。
以下、動作手順を説明する。なお、本実施形態における発熱制御に関わる動作手順は、図5に示される手順と同様でよい。図8は、グループ範囲の制御に関わる動作手順を示す。グループ範囲制御部29は、温度センサ15から温度情報を取得し、半導体装置10の温度を監視する(ステップB1)。グループ範囲制御部29は、温度が所定の温度以上であるか否かを判断する(ステップB2)。グループ範囲制御部29は、ステップB2では、例えば温度がTj=90℃以上であるか否かを判断する。あるいは、グループ範囲制御部29は、温度がTj=110℃以上であるか否かを判断する。ステップB2の所定の温度が、ステップA2又はA3(図5を参照)の温度しきい値と同じ場合、グループ範囲制御部29は、温度判定部21から、温度判定の結果を受け取ってもよい。
以下、動作例を説明する。図9(a)は、グループデータ28に含まれる高優先グループ情報を示し、(b)はグループデータ28に含まれる低優先グループ情報を示し、(c)は、各グループにおけるアプリケーションとその実行が割り当てられるCPUコアとの関係を示す。図9(a)の例では、グループ種別「高優先」に対して、アプリケーションA、B、及びCの3つのアプリケーションが対応付けて記憶されており、それらアプリケーションの実行が割り当てられるCPUコアとして、CPUコア11a〜11d(CPU0〜CPU3)が記憶されている。
本実施形態では、グループ範囲制御部29は、高優先グループのCPUコアの数が、実行されている高優先のアプリケーションの数より多い場合、低優先グループで利用可能なCPUコアを拡大する。このようにすることで、高優先グループにおいてアプリケーションの実行が割り当てられていないCPUコアを、低優先のアプリケーションの実行に利用することができる。また、本実施形態では、高優先グループにおいて使用されていないCPUコアが低優先グループにも属することで、そのCPUコアを、発熱制御の対象にすることができる。高優先グループにおけるアイドル状態のCPUコアに対して発熱制御を実施することで、発熱量の削減幅を増やすことができる。他の効果は、実施形態1と同様である。
11a〜11d:CPUコア
12:ROM
13:RAM
14:周辺回路
15:温度センサ
16:バス
17:クロックパルス生成器
18:システムコントローラ
21:温度判定部
22:制御対象決定部
23:発熱制御部
24:電源制御部
25:クロック制御部
26:アプリケーション割り付け部
28:グループデータ
29:グループ範囲制御部
30:CPU使用情報
Claims (13)
- アプリケーションの実行が可能な複数のCPU(Central Processing Unit)コアを含むCPUと、
温度情報を取得し、取得した温度情報が示す温度が予め設定されたしきい値以上であるか否かを判定する温度判定部と、
前記温度情報が示す温度が前記しきい値以上であると判定された場合、前記CPUに対して発熱制御を行い、前記CPUにおける発熱量を制御する発熱制御部と、
前記CPUにおいて第1優先度のアプリケーションの実行が割り当てられる第1グループのCPUコアを指定する第1グループ情報と、前記CPUにおいて前記第1優先度より優先度が低い第2優先度のアプリケーションの実行が割り当てられる第2グループのCPUコアを指定する第2グループ情報とを含むグループデータに基づいて、前記第2グループのCPUコアの中から、前記発熱制御の対象のCPUコアを決定する制御対象決定部とを備える半導体装置。 - 前記しきい値は、第1のしきい値と、該第1のしきい値よりも値が大きい第2のしきい値とを含み、
前記発熱制御部は、前記温度情報が示す温度が前記第1のしきい値以上でかつ前記第2のしきい値よりも低い場合、第1の発熱制御を行う請求項1に記載の半導体装置。 - 前記発熱制御部は、前記温度情報が示す温度が前記第2のしきい値以上の場合、前記第1の発熱制御よりも発熱量の削減量が大きい第2の発熱制御を行う請求項2に記載の半導体装置。
- 前記発熱制御部は、前記複数のCPUコアのそれぞれに供給されるクロック信号の周波数を制御するクロック制御部、及び前記複数のCPUコアのそれぞれへの電源供給を制御する電源制御部の少なくとも一方を含む請求項1に記載の半導体装置。
- 前記発熱制御部は、前記複数のCPUコアのそれぞれに供給されるクロック信号の周波数を制御するクロック制御部、及び前記複数のCPUコアのそれぞれへの電源供給を制御する電源制御部を含み、前記第1の発熱制御では、前記クロック制御部が前記第2グループのCPUコアの少なくとも1つの供給されるクロック信号の周波数を、前記発熱制御が実施される前に比べて低下させ、前記第2の発熱制御では、前記電源制御部が前記第2グループのCPUコアの少なくとも1つに供給される電源を遮断する請求項3に記載の半導体装置。
- 前記グループデータに基づいて、前記第1優先度のアプリケーションの実行を第1グループのCPUコアの何れかに割り当て、前記第2優先度のアプリケーションの実行を第2グループのCPUコアの何れかに割り当てるアプリケーション割り付け部を更に有する請求項1に記載の半導体装置。
- 前記グループデータと、前記CPUで実行されている第1優先度のアプリケーションの数とに基づいて、前記第2グループのCPUコアの数を制御するグループ範囲制御部を更に有する請求項1に記載の半導体装置。
- 前記グループ範囲制御部は、前記第1グループのCPUコアの数と、前記CPUで実行されている第1優先度のアプリケーションの数とを比較し、該比較の結果に基づいて、前記第2グループのCPUコアの数を制御する請求項7に記載の半導体装置。
- 前記グループ範囲制御部は、前記第1グループのCPUコアの数が、前記CPUで実行されている第1優先度のアプリケーションの数より多い場合、前記第2グループのCPUコアの数を、前記第1グループのCPUコアの数が前記CPUで実行されている第1優先度のアプリケーションの数以下の場合に比べて増加させる請求項8に記載の半導体装置。
- 前記グループ範囲制御部は、前記第1グループ情報で指定される第1グループのCPUコアの少なくとも一部を、前記第2グループ情報で指定される第2グループのCPUコアの一部と重複させることで、前記第2グループのCPUコアの数を増加させる請求項9に記載の半導体装置。
- 前記温度情報が示す温度が予め設定された温度より低い場合、前記第1グループ情報で指定される第1グループのCPUコアと、前記第2グループ情報で指定される第2グループのCPUコアとの少なくとも一部は重複しており、前記グループ範囲制御部は、前記温度情報が示す温度が所定の温度以上の場合に、前記第2グループのCPUコアの数を制御する請求項7に記載の半導体装置。
- アプリケーションの実行が可能な複数のCPU(Central Processing Unit)コアを含むCPUを含む制御対象装置の温度情報を取得し、取得した温度情報が示す温度が予め設定されたしきい値以上であるか否かを判定する温度判定部と、
前記温度情報が示す温度が前記しきい値以上であると判定された場合、前記CPUに対して発熱制御を行い、前記CPUにおける発熱量を制御する発熱制御部と、
前記CPUにおいて第1優先度のアプリケーションの実行が割り当てられる第1グループのCPUコアを指定する第1グループ情報と、前記CPUにおいて前記第1優先度より優先度が低い第2優先度のアプリケーションの実行が割り当てられる第2グループのCPUコアを指定する第2グループ情報とを含むグループデータに基づいて、前記第2グループのCPUコアの中から、前記発熱制御の対象のCPUコアを決定する制御対象決定部とを備える温度制御装置。 - アプリケーションの実行が可能な複数のCPU(Central Processing Unit)コアを含むCPUを含む制御対象装置の温度情報を取得し、
前記取得した温度情報が示す温度が予め設定されたしきい値以上であるか否かを判定し、
前記温度情報が示す温度が前記しきい値以上であると判定された場合、前記CPUにおいて第1優先度のアプリケーションの実行が割り当てられる第1グループのCPUコアを指定する第1グループ情報と、前記CPUにおいて前記第1優先度より優先度が低い第2優先度のアプリケーションの実行が割り当てられる第2グループのCPUコアを指定する第2グループ情報とを含むグループデータに基づいて、前記第2グループのCPUコアの中から、発熱制御の対象とするCPUコアを決定し、
前記温度情報が示す温度が前記しきい値以上であると判定された場合、前記CPUに対して発熱制御を行うことで、前記CPUにおける発熱量を制御する温度制御方法。
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