KR101807412B1 - Apparatus and method for managing power consumption using processor occupation restriction - Google Patents

Apparatus and method for managing power consumption using processor occupation restriction Download PDF

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Abstract

프로세서 점유 제한을 통한 전력 관리 장치 및 방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 장치는 현재 샘플링 구간에서 타겟 애플리케이션의 현재 프레임 레이트와 상기 타겟 애플리케이션의 실행에 대한 현재 프로세서 점유율을 획득하여 제공하는 사용자 중심 조절부 및 프로세서 점유율 상한을 설정하기 위한 임계 프레임 레이트 - 상한 임계 프레임 레이트 및 하한 임계 프레임 레이트가 존재함 - 와 상기 현재 프레임 레이트의 크기를 비교한 결과에 따라서, 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 상한 점유율 설정부를 포함하되, 상기 상한 점유율 설정부는 프로세서 점유율의 감소 비율인 현재 스케일링 팩터(scaling factor), 현재 프로세스 점유율 상한, 상기 현재 프레임 레이트 및 현재 프로세서 점유율 중 하나 이상에 기초하여, 프로세서의 동작 속도가 변경되지 않은 상태에서 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 것을 특징으로 한다.A power management apparatus and method with processor occupancy limitation is provided. A power management apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a user-centric control unit for obtaining and providing a current processor occupancy rate of a target application and a current frame rate of a target application in a current sampling interval, An upper limit occupancy setting unit configured to set a processor occupancy upper limit of a next sampling interval according to a result of comparing a size of the current frame rate with a threshold frame rate of an upper limit critical frame rate and a lower limit threshold frame rate, The occupancy rate setting unit sets the occupation rate of the processor in a state where the operating speed of the processor is unchanged, based on at least one of a current scaling factor, a current process occupancy upper limit, the current frame rate, And sets the processor occupancy upper limit of the next sampling period.

Description

프로세서 점유 제한을 이용한 전력 관리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING POWER CONSUMPTION USING PROCESSOR OCCUPATION RESTRICTION}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR MANAGING POWER CONSUMPTION USING PROCESSOR OCCUPATION RESTRICTION [0002]

본 발명은 전력 관리 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프로세서 점유 제한을 이용하여 전력을 관리하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a power management apparatus and method, and more particularly, to an apparatus and method for managing power using a processor occupancy limitation.

하드 리얼 타임 시스템은 그 대상이 되는 프로그램들을 특성을 파악하고 있다고 가정하고 최적의 스케줄링 알고리즘을 제안하고 있지만, 안정성이 매우 중요한 시스템을 제외하고는 대부분의 시스템은 데스크탐 운영 체제와 가깝게 변화되고 있다.The hard real-time system proposes optimal scheduling algorithms on the assumption that the target programs are characterized, but most systems are changing close to the desk-tam operating system, except for systems where stability is very important.

대표적인 예로 스마트폰의 운영 체제는 리눅스를 기반으로 하는 안드로이드 운영 체제가 많이 사용되고 있으며, 애플리케이션 마켓에서 다양한 프로그램을 다운로드할 수 있는 개방된 환경이 이기 때문에, 정적인 상황에서 최적의 솔루션을 찾는 하드 리얼 타임 시스템 기반의 기술로는 큰 효과를 기대하기 어려우며, 실제로 사용되지 못하고 있다.A typical example is the smartphone operating system, which is based on the Linux-based Android operating system, and because it is an open environment for downloading various programs from the application market, hard real-time System-based technology is not expected to have a significant effect and is not actually used.

기존에 사용자 경험을 고려한 전력 관리 시스템은 전력 소모를 줄이기 위하여 프로세서의 동작 속도를 높이거나 낮추는 방법이 사용되었으나, 이는 둘 이상의 태스크들이 하나의 프로세서에 실행될 수 있다는 점에서 특정 프로그램에 대한 사용자 경험을 기반으로 수행하는 전력 관리에서는 해당 프로세서가 실행하는 모든 태스크의 성능에 영향을 줄 수 있다는 점에서 한계가 있다.
A power management system considering a user experience has been used to increase or decrease the operation speed of the processor in order to reduce the power consumption. However, since the two or more tasks can be executed in one processor, There is a limitation in that the power management performed by the processor can affect the performance of all the tasks executed by the processor.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로세서의 동작 속도를 변경하지 않고 프로세서의 점유 제한을 이용하여 전력을 관리하는 방안을 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of managing power by using an occupancy limitation of a processor without changing the operating speed of the processor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 장치는 현재 샘플링 구간에서 타겟 애플리케이션의 현재 프레임 레이트와 상기 타겟 애플리케이션의 실행에 대한 현재 프로세서 점유율을 획득하여 제공하는 사용자 중심 조절부 및 프로세서 점유율 상한을 설정하기 위한 임계 프레임 레이트 - 상한 임계 프레임 레이트 및 하한 임계 프레임 레이트가 존재함 - 와 상기 현재 프레임 레이트의 크기를 비교한 결과에 따라서, 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 상한 점유율 설정부를 포함하되, 상기 상한 점유율 설정부는 프로세서 점유율의 감소 비율인 현재 스케일링 팩터(scaling factor), 현재 프로세스 점유율 상한, 상기 현재 프레임 레이트 및 현재 프로세서 점유율 중 하나 이상에 기초하여, 프로세서의 동작 속도가 변경되지 않은 상태에서 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a power management apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes: a user-centered control unit for obtaining a current frame rate of a target application and a current processor occupancy rate for execution of the target application in a current sampling interval, A processor occupancy upper limit of the next sampling interval is set according to a result of comparing a size of the current frame rate with a threshold frame rate for setting a lower processor occupancy upper limit and an upper limit threshold frame rate and a lower threshold frame rate for setting a processor occupancy upper limit Wherein the upper occupancy rate setting unit is configured to set the upper limit occupancy setting unit based on at least one of a current scaling factor, a current process occupancy upper limit, the current frame rate, and a current processor occupation rate, While degrees unchanged characterized in that to set the upper limit of the processors share the next sampling interval.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 관리 장치는 현재 샘플링 구간에서 타겟 애플리케이션에 대한 사용자 이벤트가 발생하면, 상기 사용자 이벤트에 해당하는 우선 순위 가중치(priority weight)와 프로세서 점유율 상한을 초기화하기 위한 임계 값을 비교한 결과에 따라, 프로세서의 동작 속도가 변경되지 않은 상태에서 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 상한 점유율 설정부를 포함하되, 상기 상한 점유율 설정부는 상기 우선 순위 가중치가 상기 임계 값보다 크면 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 초기화하고, 상기 우선 순위 가중치가 상기 임계 값과 같거나 작으면 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 이전 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한 값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power management apparatus for, when a user event for a target application occurs in a current sampling interval, a priority weight corresponding to the user event, And an upper limit occupancy rate setting unit for setting a processor occupancy upper limit of a next sampling interval in a state in which the operating speed of the processor is unchanged according to a result of comparing threshold values for initializing the occupancy upper limit, And if the weighting value is greater than or equal to the threshold value, initializes a processor occupancy upper limit of the next sampling interval, and if the priority weighting value is equal to or smaller than the threshold value, Setting And a gong.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 장치가 프로세서의 점유 제한을 이용해 전력을 관리하는 방법은 (a) 현재 샘플링 구간에서 타겟 애플리케이션의 현재 프레임 레이트와 상기 타겟 애플리케이션의 실행에 대한 현재 프로세서 점유율을 획득하는 단계 및 (b) 프로세서 점유율 상한을 설정하기 위한 임계 프레임 레이트 - 상한 임계 프레임 레이트 및 하한 임계 프레임 레이트가 존재함 - 와 상기 현재 프레임 레이트의 크기를 비교한 결과에 따라서, 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 단계를 포함하되, 상기 (b) 단계는 프로세서 점유율의 감소 비율인 현재 스케일링 팩터(scaling factor), 현재 프로세스 점유율 상한, 상기 현재 프레임 레이트 및 현재 프로세서 점유율 중 하나 이상에 기초하여, 프로세서의 동작 속도가 변경되지 않은 상태에서 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for a power management apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention for managing power using an occupancy limitation of a processor includes the steps of: (a) Obtaining a current processor occupancy for the execution of the processor frame; and (b) comparing the size of the current frame rate with a threshold frame rate-an upper limit threshold frame rate and a lower limit threshold frame rate for setting a processor occupancy upper limit - Wherein the step (b) comprises: setting a processor occupancy upper limit for a next sampling interval, in accordance with the current processor occupancy rate upper limit, the current processor occupancy upper limit, the current scaling factor, Based on one or more of the occupancy, While the operating speed is unchanged, it is characterized in that setting the upper limit of the processors share the next sampling interval.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 관리 장치가 프로세서의 점유 제한을 이용해 전력을 관리하는 방법은 (a) 타겟 애플리케이션에 대한 사용자 이벤트의 발생 여부를 판단하는 단계 및 (b) 상기 판단 결과 사용자 이벤트가 발생하면, 상기 사용자 이벤트에 해당하는 우선 순위 가중치(priority weight)와 프로세서 점유율 상한을 초기화하기 위한 임계 값을 비교한 결과에 따라, 프로세서의 동작 속도가 변경되지 않은 상태에서 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 단계를 포함하되, 상기 (b) 단계는 상기 우선 순위 가중치가 상기 임계 값보다 크면 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 초기화하고, 상기 우선 순위 가중치가 상기 임계 값과 같거나 작으면 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 이전 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한 값으로 설정하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for managing a power using a processor occupancy restriction, the method comprising the steps of: (a) determining whether a user event has occurred for a target application; (b) if a user event occurs as a result of the determination, comparing a priority weight corresponding to the user event with a threshold value for initializing a processor occupancy upper limit, (B) initializing a processor occupancy upper limit of the next sampling interval if the priority weight is greater than the threshold, and setting the processor occupancy upper limit of the next sampling interval And if it is equal to or smaller than the threshold value, It characterized by setting the upper limit ratio to the previous sampling interval of the processors share the upper limit value.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서의 동작 속도를 변경하지 않고 전력 소모를 줄일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, power consumption can be reduced without changing the operating speed of the processor.

또한, 최대 전력 소모 제어 및 에너지 소모 절감이 가능하다.In addition, maximum power consumption control and energy consumption reduction are possible.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
It should be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects and include all effects that can be deduced from the detailed description of the present invention or the configuration of the invention described in the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 과정을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 관리 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 Quota와 전력 관리의 관계를 도시한 그래프이다.
도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 방안에 대한 테스트 결과이다.
1 is a diagram illustrating a configuration of a power management apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a power management process according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a power management process according to another embodiment of the present invention.
4 is a graph illustrating the relationship between quota and power management according to an embodiment of the present invention.
5 is a test result of a power management method according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "indirectly connected" .

또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements, not excluding other elements unless specifically stated otherwise.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로세서의 점유 제한을 이용하여 전력을 관리하는 장치의 구성을 도시한 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an apparatus for managing power using an occupancy limitation of a processor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

참고로, ‘프로세서’의 실시예로서 CPU를 설명하도록 하나, 프로세서가 CPU만으로 한정되는 것은 아니다.For reference, the CPU is described as an embodiment of the 'processor', but the processor is not limited to the CPU alone.

CPU 처리 성능은 CPU 클럭 주파수에 의해 조절될 수 있으며, 대부분의 모바일 벤더들은 런타임 동안 클럭 주파수와 공급 전압을 조절하기 위한 DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling) 인터페이스를 제공한다.CPU processing performance can be controlled by the CPU clock frequency, and most mobile vendors provide a Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) interface to adjust the clock frequency and supply voltage during runtime.

그러나, CPU의 클럭 주파수를 변화시키는 것은 CPU상에서 실행되는 모든 애플리케이션의 실행에 영향을 미칠 수 있다.However, changing the clock frequency of the CPU may affect the execution of all applications running on the CPU.

즉, 타겟 애플리케이션의 실행 중 전력 소비 감소를 위해 CPU의 클럭 주파수를 낮추는 경우, 동일한 CPU 상에서 실행되고 있는 다른 애플리케이션들의 사용자 경험(User eXperience, 이하 ‘UX’라 칭함)이 감소하는 등 심각한 문제가 발생될 수 있다.That is, if the clock frequency of the CPU is lowered to reduce the power consumption during execution of the target application, serious problems occur such as a decrease in the user experience (hereinafter referred to as "UX") of other applications running on the same CPU .

반대로, CPU의 클럭 주파수를 높이는 경우 CPU 처리 성능은 향상될 수 있으나, 이에 따른 전력 소비가 증가하게 된다.On the contrary, when the CPU clock frequency is increased, the CPU processing performance can be improved, but the power consumption is increased accordingly.

따라서, 현재 실행중인 모든 애플리케이션의 만족스러운 실행(예를 들어, 적절한 UX 레벨을 유지하는 등)을 위한 CPU 처리 성능의 제어가 필요하다.Thus, there is a need for control of the CPU processing performance for satisfactory execution of all currently executing applications (e.g., maintaining an appropriate UX level).

이에, 본 발명에서는 CPU의 클럭 주파수를 변경하지 않고도 UX의 품질을 유지하면서 CPU의 전력 소모를 감소시키는 효율적인 방안으로서, 타겟 애플리케이션에 대한 CPU 점유 제한을 이용하고자 한다.Accordingly, the present invention intends to utilize the CPU occupancy limitation for the target application as an efficient way to reduce the power consumption of the CPU while maintaining the quality of UX without changing the clock frequency of the CPU.

본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 장치(100)는 사용자 중심 조절부(User-Centric Governor; UCG)(110), 상한 점유율 설정부(CPU BandWidth Control; CPU BWC)(120) 및 동적 전압/주파수 설정부(Dynamic Voltage and Frequency Scaling; DVFS)(130)를 포함할 수 있다.The power management apparatus 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a user-centric governor (UCG) 110, a CPU Bandwidth Control (CPU BWC) 120, And a dynamic frequency and frequency scaling (DVFS)

각 구성 요소를 간략히 설명하면, 사용자 중심 조절부(UCG)(110)는 화면에 디스플레이되는 타겟 애플리케이션의 프레임 레이트와 타겟 애플리케이션의 실행(태스크)에 대한 CPU 점유율(utilization)을 획득하여 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)와 동적 전압/주파수 설정부(DVFS)(130)로 제공할 수 있다.The user centric control unit (UCG) 110 obtains the CPU utilization rate of the target application and the execution rate of the target application displayed on the screen, (CPU BWC) 120 and a dynamic voltage / frequency setting unit (DVFS) 130.

이를 위해 사용자 중심 조절부(UCG)(110)는 프레임 레이트를 모니터링할 수 있다.For this, the user centric control unit (UCG) 110 may monitor the frame rate.

여기서 ‘프레임 레이트’는 UX의 품질을 측정하는 주요 기준(key metric)이 될 수 있으며, 엔드 유저(end user)에게 만족스러운 UX 품질을 달성하기 위해 프레임 레이트의 모니터링은 매우 중요하다.Here, 'frame rate' can be a key metric for measuring the quality of UX, and monitoring the frame rate is very important to achieve satisfactory UX quality for the end user.

이에, 사용자 중심 조절부(UCG)(110)는 타겟 애플리케이션의 실행을 방해하지 않고도 프레임 레이트를 모니터링하기 위해서, 프레임 버퍼의 액세스 카운트(access count)를 사용할 수 있다.Accordingly, the user centric control unit (UCG) 110 may use an access count of the frame buffer to monitor the frame rate without interrupting the execution of the target application.

즉, 하나의 프레임이 화면에 디스플레이될 때마다 프레임 버퍼 인터럽트(interrupt)가 발생하는데, 사용자 중심 조절부(UCG)(110)는 프레임 버퍼 인터럽트를 모니터링함으로써 프레임 레이트를 측정할 수 있다.That is, a frame buffer interrupt occurs whenever one frame is displayed on the screen, and the user-centered control unit (UCG) 110 can measure the frame rate by monitoring the frame buffer interrupt.

이와 관련하여 사용자 중심 조절부(UCG)(110)는 특정 주기(예를 들어, 100ms또는 200ms)마다 액세스 카운트를 수행하여 프레임 레이트를 측정할 수도 있고, 가장 최근의 샘플들(예를 들어 10개)에 대한 액세스 카운트를 수행하여 프레임 레이트를 측정할 수도 있다.In this regard, the user centric control unit (UCG) 110 may measure the frame rate by performing an access count every predetermined period (e.g., 100 ms or 200 ms), and may determine the most recent samples ) To measure the frame rate.

참고로, 그래픽 관련 애플리케이션은 애플리케이션이 구동되는 동안 idle, interactive 및 highly interactive 상태 중 어느 하나의 상태에 존재하게 된다.For reference, a graphical application is in an idle, interactive, or highly interactive state while the application is running.

여기서, ‘idle 상태’는 디스플레이에 변화가 없는 상태로서, 예를 들어 데이터가 로딩될 때 또는 사용자의 입력을 기다리는 대기 상태이다.Here, the 'idle state' is a state in which there is no change in the display, for example, when the data is loaded or waiting state for the user's input.

‘interactive 상태’는 디스플레이에 변화가 발생하되 1~50 fps 범위의 프레임 레이트를 가지는 상태이다.The 'interactive state' is a state in which the display changes but has a frame rate in the range of 1 to 50 fps.

참고로, 멀티미디어 서비스를 실행하기 위한 프레임 레이트는 일반적으로 30fps 이상이다.For reference, the frame rate for executing the multimedia service is generally 30 fps or more.

‘highly interactive 상태’는 디스플레이에 변화가 발생하되 50fps 이상의 프레임 레이트를 가지는 상태이다.The 'highly interactive state' is a state in which the display changes but has a frame rate of 50 fps or more.

참고로, 대부분의 애플리케이션들은 highly interactive 상태에서 UX의 높은 품질을 보장하기 위해 주기적으로(매우 빈번하게) 디스플레이에 대한 갱신(refresh)를 시도한다.For reference, most applications attempt to refresh the display periodically (very frequently) to ensure the high quality of UX in highly interactive situations.

이러한 상태에서 그래픽 애플리케이션들이 실행되는 동안, 프레임 레이트는 45fps를 초과하는 수준(약 60fps)으로 실행될 수 있다.While graphics applications are running in this state, the frame rate can be run at a level exceeding 45 fps (about 60 fps).

참고로, 60fps는 사람의 눈이 영상 품질의 차이를 인식할 수 있는 레벨을 초과하는 수준이며, 실제로 엔드 유저들은 45fps와 60fps사이에서 영상 품질의 큰 차이를 인식하지 못한다.For reference, 60 fps is above the level at which human eyes can perceive the difference in image quality, and in fact end users are not aware of the large difference in image quality between 45 fps and 60 fps.

결국, 45fps를 초과하는 높은 프레임 레이트는 불필요하게 과한 전력을 소비하도록 하여 CPU 처리 성능을 감소시킬 수 있다.As a result, a high frame rate exceeding 45 fps may unnecessarily consume excessive power, thereby reducing CPU processing performance.

사용자 중심 조절부(UCG)(110)는interactive 또는 highly interactive 상태에서 그래픽 애플리케이션들에 의한 태스크를 수행할 수 있으며, CPU 점유율과 프레임 레이트에 따라서 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)와 동적 전압/주파수 설정부(DVFS)(130)를 이용하여 CPU 처리 성능을 조절할 수 있다.The user centric control unit (UCG) 110 is capable of performing tasks by graphics applications in an interactive or highly interactive state. The user centric control unit (UCG) 110 controls the upper bound occupancy rate setting unit (CPU BWC) 120 and the dynamic voltage / Frequency setting unit (DVFS) 130 can be used to adjust the CPU processing performance.

한편, 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)는 그래픽 처리를 필요로 하는 타겟 애플리케이션에 대한 CPU 점유율의 상한(이하 ‘Quota’라 칭함)을 설정할 수 있다.Meanwhile, the upper limit occupancy setting unit (CPU BWC) 120 may set an upper limit (hereinafter referred to as 'Quota') of the CPU occupation rate for the target application requiring graphics processing.

이때, 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)는 현재 샘플링 구간(이하, ‘현재’라 칭함)의 프레임 레이트(이하, ‘cur_FPS’라 칭함), 현재 CPU 점유율 및 스케일링 팩터(scaling factor)인 현재 C 값 및 Quota를 설정하기 위한 프레임 레이트의 하한 임계 값(이하, ‘dThr_FPS’이라 칭함) 또는 상한 임계 값(이하, ‘uThr_FPS’이라 칭함) 중 하나 이상에 기초하여 다음 샘플링 구간(이하, ‘이후’라 칭함)의 Quota를 설정할 수 있다.At this time, the upper limit occupancy setting unit (CPU BWC) 120 sets a frame rate (hereinafter referred to as 'cur_FPS') of the current sampling period (hereinafter referred to as 'current'), a current CPU occupation rate and a scaling factor Based on at least one of a lower limit threshold value (hereinafter referred to as 'dThr_FPS') or an upper limit threshold value (hereinafter referred to as 'uThr_FPS') of a frame rate for setting a current C value and a quota, Quot; hereinafter).

여기서 ‘C값’은 CPU 점유율의 감소 비율로서 ‘0.1≤C≤1’ 사이의 값을 가지며 0.1 간격으로 증가 또는 감소하는 양(positive)의 스케일링 팩터이다.Here, 'C value' is a scaling factor of positive that has a value between 0.1 and 0.1, and increases or decreases by 0.1 interval, as a decreasing rate of CPU occupancy.

일 실시예로서, 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)는 cur_FPS와 dThr_FPS 의 크기를 비교하고, 그 결과에 따라서 이후의 Quota를 현재 Quota로 유지하거나 cur_FPS와 dThr_FPS의 크기를 추가로 비교할 수 있다.In one embodiment, the upper bound occupancy setting unit (CPU BWC) 120 compares the sizes of cur_FPS and dThr_FPS, and keeps the subsequent quota at the current quota or further compares the sizes of cur_FPS and dThr_FPS according to the result .

그리고, 그 비교 결과에 따라서 현재 CPU 점유율과 현재 C 값을 이용하여 이후의 Quota를 설정하거나, 현재 Quota와 현재 CPU 점유율을 파라미터로 하는 함수의 최소 값을 이후의 Quota로 설정할 수 있다.Then, according to the comparison result, a later quota can be set using the current CPU occupancy rate and the current C value, or the minimum value of the function having the current quota and the current CPU occupancy rate as parameters can be set as the subsequent quota.

이에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술하도록 한다.A detailed description thereof will be given later with reference to Fig.

다른 실시예로서, 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)는 터치 반응 속도와 같이 사용자 반응성이 중요한 응용 프로그램(예를 들어 웹 브라우저, 텍스트 에디터 등)에 대해 UX를 나타내는 지표의 중요도를 반영하여 이후의 Quota를 초기화(해제)(releasing Quota)하거나 이전 샘플링 구간(이하, ‘이전’이라 칭함)의 Quota 값으로 되돌릴 수 있다In another embodiment, the upper bound occupancy setting unit (CPU BWC) 120 may be configured to reflect the importance of the indicator indicating UX for an application program (e.g., a web browser, a text editor, etc.) The subsequent quota can be reset (releasing quota) or returned to the quota value of the previous sampling period (hereinafter referred to as " previous ")

참고로, UX는 사용자가 체감하는 성능을 나타내는 것으로, 프레임 레이트나 터치 반응 속도와 같이 주관적이지만 계측 가능한 값을 의미할 수 있다.For reference, UX indicates performance that the user experiences, and may mean subjective but measurable values such as frame rate and touch response rate.

상기 ‘UX를 나타내는 지표의 중요도’는 터치 스크린 입력 등과 같이 높은 반응성을 필요로 하는 UX에 따른 가중치 함수로 정의될 수 있다.The 'importance of the index indicating the UX' may be defined as a weight function according to UX requiring high reactivity such as touch screen input.

예를 들어, 사용자가 터치 스크린에 어떠한 터치도 입력하지 않은 경우에는 점진적으로 평균 CPU 점유율을 기준으로 이후의 Quota를 설정하고, 터치 스크린을 통한 입력이 발생하는 경우에는 이후의 Quota를 초기화할 수 있다. 즉, 높은 반응성을 위해서 이후의 Quota를 초기화 시키고 새롭게 시작하는 것이다.For example, if the user does not input any touch on the touch screen, the user can gradually set a later quota based on the average CPU occupancy rate, and initialize the subsequent quota if the input through the touch screen occurs . That is, for the high reactivity, the following quota is initialized and newly started.

그리고, 터치 스크린 입력 이외의 UX를 나타내는 지표에 대해서는 이후의 Quota를 이전 값으로 되돌릴 수 있다.Then, for the index indicating UX other than the touch screen input, the subsequent quota can be returned to the previous value.

이를 위하여, 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)는 UX를 나타내는 지표의 중요도에 따라 Quota를 초기화 하거나 이전 값으로 되돌릴지를 결정하기 위하여 아래와 같은 함수를 사용할 수 있다.For this purpose, the upper occupancy rate setting unit (CPU BWC) 120 may use the following function to initialize the quota or return to the previous value according to the importance of the index indicating UX.

[표 1][Table 1]

Figure 112016056816344-pat00001
Figure 112016056816344-pat00001

또한, 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)는 Quota를 초기화할 것인지 또는 이전 값으로 되돌릴 것인지를 결정하기 위한 기준 값인 ‘Quota의 초기화를 위한 임계 값(이하, ‘pThr’라 칭함)’을 설정할 수 있다.The upper limit occupancy rate setting unit (CPU BWC) 120 sets a threshold value (hereinafter referred to as 'pThr') for initializing 'Quota', which is a reference value for determining whether the quota is initialized or returned to a previous value Can be set.

참고로, Quota를 초기화 하지 않고도 이전 성능을 보상할 수 있는 경우에는 Quota를 이전 값으로 복원시키는 것이 보다 많은 전력 소모를 줄일 수 있다.Note that if the previous performance can be compensated without initializing the quota, restoring the quota to the previous value can save more power.

이에 대한 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.A detailed description thereof will be given later with reference to Fig.

한편, 동적 전압/주파수 설정부(DVFS)(130)는 현재 CPU 주파수와 현재 CPU 점유율에 기초하여 이후의 CPU 주파수를 설정할 수 있다.On the other hand, the dynamic voltage / frequency setting unit (DVFS) 130 can set a subsequent CPU frequency based on the current CPU frequency and the current CPU occupation rate.

참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 장치(100)에 의한 프로세서의 Quota에 따른 전력 소모 모델링은 아래의 수학식과 같이 나타낼 수 있다.For reference, power consumption modeling according to the quota of the processor by the power management apparatus 100 according to an embodiment of the present invention can be expressed by the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

P = C*V*F2 --> Pnew = P(α+βQ)P = C * V * F 2 - > P new = P (? +? Q)

여기서 P는 전력 소비(power consumption),Where P is power consumption,

F는 클럭 주파수(operating clock frequency),F is the operating clock frequency,

V는 공급 전압(supply voltage),V is the supply voltage,

Q는 CPU 점유율의 상한(upper bound of CPU utilization); QuotaQ is the upper bound of CPU utilization; Quota

α 및 β는 양의 수(positive numbers)이다.? and? are positive numbers.

이는, α 및 β 값에 관계 없이 Quota가 타겟 프로그램의 평균 점유율보다 낮게 설정되는 경우에는 Quota가 낮아진 것만큼 해당 프로그램이 소모하는 프로세서의 전력 소모 또한 비례하여 감소함을 나타낸다.
This means that when the quota is set to be lower than the average occupancy rate of the target program regardless of the values of [alpha] and [beta], the power consumption of the processor consumed by the program also decreases proportionally as the quota is lowered.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 과정을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a power management process according to an embodiment of the present invention.

도 2는 cur_FPS에 따라서 타겟 애플리케이션에 대한 Quota를 설정하여 프로세서의 전력 소모를 감소시키는 과정이다.2 is a process for reducing a power consumption of a processor by setting a quota for a target application according to cur_FPS.

먼저, 전력 관리 장치(100)는 현재 Quota 값과 현재 C 값을 확인한다(S201).First, the power management apparatus 100 confirms the current quota value and the current C value (S201).

참고로, S201의 Quota 값과 C 값은 cur_FPS가 타겟 애플리케이션의 dThr_FPS보다 작은 상태로서, Quota 값은 -1이고, C 값은 1이다.For reference, the quota value and the C value of S201 are states in which cur_FPS is smaller than dThr_FPS of the target application, the quota value is -1, and the C value is 1. [

S201 후, 전력 관리 장치(100)는 cur_FPS와 dThr_FPS를 주기적으로 비교하여(S202), cur_FPS가 dThr_FPS 보다 작으면 현재의 Quota 값과 C 값을 유지하고, cur_FPS가 dThr_FPS와 같거나 dThr_FPS보다 크면 cur_FPS와 uThr_FPS의 크기를 비교한다(S203).After S201, the power management apparatus 100 periodically compares cur_FPS and dThr_FPS (S202). If cur_FPS is less than dThr_FPS, the current quota value and the C value are maintained. If cur_FPS is equal to dThr_FPS or greater than dThr_FPS, cur_FPS The size of uThr_FPS is compared (S203).

비교 결과, cur_FPS가 uThr_FPS 보다 크면, 전력 관리 장치(100)는 현재의 CPU 점유율에 C 값을 적용하여 이후의 Quota를 설정한다(S204).If cur_FPS is greater than uThr_FPS as a result of comparison, the power management apparatus 100 applies the C value to the current CPU occupation rate to set a subsequent quota (S204).

일 실시예로서, 전력 관리 장치(100)는 현재의 CPU 점유율(utilization)에 C 값을 곱하여 Quota를 설정할 수 있다.In one embodiment, the power management apparatus 100 may set the quota by multiplying the current CPU utilization by the C value.

S204 후, 전력 관리 장치(100)는 C 값에 특정 값(constant value; step)을 적용하여C 값을 조절한다(S205).After S204, the power management apparatus 100 adjusts the C value by applying a constant value to the C value (S205).

일 실시예로서, 전력 관리 장치(100)는 C 값에서 특정 값(0.1)을 차감할 수 있다.In one embodiment, the power management apparatus 100 may subtract a particular value (0.1) from the C value.

여기서 ‘C값’은 CPU 점유율의 감소 비율로서 0.1≤C≤1 사이의 값을 가지며 0.1 간격으로 증가 또는 감소하는 양의 스케일링 팩터이며, 전력 관리 장치(100)는 C 값을 이용(조절)하여 CPU의 전력 소비를 줄일 수 있다.Here, 'C value' is a positive scaling factor having a value between 0.1 and C? 1 and increasing or decreasing by 0.1 interval, and the power management apparatus 100 uses (adjusts) the C value The power consumption of the CPU can be reduced.

만일 S203의 비교 결과, cur_FPS가 uThr_FPS와 같거나 uThr_FPS보다 작으면, 전력 관리 장치(100)는 현재 Quota와 CPU 점유율을 파라미터로 하는 함수의 최소 값을 이후의 Quota로 설정할 수 있다(S206).If cur_FPS is equal to uThr_FPS or less than uThr_FPS as a result of the comparison in S203, the power management apparatus 100 may set the minimum value of the function having the current quota and the CPU occupancy as parameters as the following quota (S206).

전력 관리 장치(100)는 S205 또는 S206 이후에 S202 이후의 과정을 반복 수행함으로써 cur_FPS가 dThr_FPS보다 작도록 하거나, cur_FPS가 dThr_FPS와 uThr_FPS의 범위 내에서 유지되도록 할 수 있다.
The power management apparatus 100 may perform cur_FPS to be smaller than dThr_FPS by repeating the processes of S202 and subsequent steps after S205 or S206, or may cause cur_FPS to be kept within the range of dThr_FPS and uThr_FPS.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 관리 과정을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a power management process according to another embodiment of the present invention.

도 3은 그래픽 처리는 빈번하지 않지만 터치 반응 속도와 같이 사용자 반응성이 중요한 응용 프로그램에 대하여 Quota를 설정하는 과정이다.3 is a process for setting a quota for an application program in which the graphical processing is not frequent but the user reactivity is important, such as a touch response rate.

전력 관리 장치(100)는 터치 입력과 같은 사용자 이벤트(user driven events)의 발생 여부를 판단한다(S301).The power management apparatus 100 determines whether user driven events such as touch input have occurred (S301).

판단 결과, 사용자 이벤트가 발생하지 않은 경우, 전력 관리 장치(100)는 현재의 CPU 점유율에 C 값을 적용하여(곱하여) 이후의 Quota를 결정한다(S302).If it is determined that no user event has occurred, the power management apparatus 100 applies the C value to the current CPU occupancy rate (multiplied) to determine a subsequent quota (S302).

S302 후, 전력 관리 장치(100)는 C 값에 특정 값(constant value)을 적용하여C 값을 조절한다(S303).After S302, the power management apparatus 100 adjusts the C value by applying a constant value to the C value (S303).

만일 S301 판단 결과, 사용자 이벤트가 발생한 경우, 전력 관리 장치(100)는 해당 사용자 이벤트에 대한 우선 순위 가중치를 산출한다(S304).If it is determined in step S301 that the user event has occurred, the power management apparatus 100 calculates a priority weight for the user event (S304).

여기서 ‘우선 순위 가중치’는 UX를 나타내는 지표의 중요도에 따라서 Quota를 초기화하거나 이전 값으로 되돌릴지를 결정하기 위해 사용되는 기준으로서, 우선 순위 가중치 함수를 이용하여 산출될 수 있으며, 우선 순위 가중치 함수는 앞서 기재된 [표 1]과 같다.Here, the 'priority weighting' can be calculated using the priority weighting function as a criterion used for determining whether to initialize the quota or return to the previous value according to the importance of the index indicating UX, As shown in Table 1.

S304 후, 전력 관리 장치(100)는 상기 우선 순위 가중치와, 미리 설정된 Quota 초기화를 위한 임계 값(이하, ‘pThr’라 칭함)을 비교하여(S305), Quota를 초기화하거나 이전 값으로 되돌릴 수 있다.After step S304, the power management apparatus 100 compares the priority weight with a preset threshold for initializing the quota (hereinafter, referred to as 'pThr') (S305), and initializes or returns the quota .

예를 들어, 우선 순위 가중치가 pThr보다 큰 경우, 즉, 높은 반응성을 필요로 하는 UX의 경우 Quota를 초기화 한다(S306).For example, if the priority weight is greater than pThr, i.e., UX requiring high responsiveness, the quota is initialized (S306).

그리고, 우선 순위 가중치가 pThr와 같거나 pThr보다 큰 경우, 즉 높은 반응성을 필요로 하지 않는 UX의 경우 Quota를 이전 값으로 되돌린다(S307).If the priority weight is equal to pThr or greater than pThr, i.e., UX that does not require high reactivity, the quota is returned to the previous value (S307).

참고로 S307 에서, Quota를 이전 값으로 되돌리는 경우, 현재 C 값에 특정 값(constant value)을 적용한 값 및 미리 정해진 상수(예를 들어, 0.9)를 파라미터로 하는 함수의 최소 값을 C 값으로 설정하고, 현재 Quota를 상기 설정된 C 값으로 나눔으로써, Quota를 이전 값으로 되돌릴 수 있다.
For reference, in S307, when returning the quota to the previous value, a value obtained by applying a constant value to a current C value and a minimum value of a function using a predetermined constant (for example, 0.9) as a C value Quot ;, and dividing the current quota by the set C value, the quota can be returned to the previous value.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 Quota와 전력 관리의 관계를 도시한 그래프이다.4 is a graph illustrating the relationship between quota and power management according to an embodiment of the present invention.

도 4는 CPU 주파수(600MHz및 300MHz)별로 100% ~ 10%까지의 다양한 Quota에서의 평균 전력 소비가 나타나 있다.Figure 4 shows the average power consumption at various quotations from 100% to 10% per CPU frequency (600 MHz and 300 MHz).

도 4에 도시된 바와 같이, Quota에 따라서 CPU의 평균 전력 소비가 감소함을 알 수 있으며, 특히 Quota가 특정 값보다 작을 때 평균 전력 소비가 Quota에 따라서 감소함을 알 수 있다(CPU 주파수 600MHz에서 Quota 60% 미만).
As shown in FIG. 4, it can be seen that the average power consumption of the CPU decreases according to the quota, and in particular, when the quota is smaller than the specific value, the average power consumption decreases with the quota Quota less than 60%).

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 관리 방안에 대한 테스트 결과를 설명하도록 한다.Hereinafter, a test result of the power management scheme according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

참고로, 이하의 테스트는 Cortex-A15 cores, Cortex-A7 cores, GPUs, and DRAMs의 전력 소비를 측정하기 위한 네 개의 센서를 포함하는 Odroid XUE 보드에서 수행되며, 안드로이드 4.3.3 Jelly Bean 및 리눅스 커널 3.4.5가 운영 체제로서 사용되었다.For reference, the following tests are performed on the Odroid XUE board, which includes four sensors to measure the power consumption of the Cortex-A15 cores, Cortex-A7 cores, GPUs, and DRAMs. The Android 4.3.3 Jelly Bean and the Linux kernel 3.4.5 was used as the operating system.

대부분의 그래픽 애플리케이션들은 idle, interactive 또는 highly interactive 상태에서 동작하며, 이때, 각 상태에서 애플리케이션의 동작은 프레임 레이트를 모니터링함으로써 감지될 수 있다.Most graphics applications operate in idle, interactive, or highly interactive states, where the behavior of the application in each state can be detected by monitoring the frame rate.

그리고, interactive 또는 highly interactive 상태에서 타겟 애플리케이션이 실행될 때 전력 소모와 프레임 레이트가 모니터링된다.The power consumption and frame rate are monitored when the target application is running in an interactive or highly interactive state.

여기서 ‘전력 소모’와 ‘프레임 레이트’는 세 가지 종류의 프로그램이 실행되는 동안 측정되는데, 하나는 멀티미디어 프로그램이고, 다른 하나는 모바일 게임이며 나머지 하나는 벤치마크(benchmark) 프로그램이다.Here, 'power consumption' and 'frame rate' are measured during the execution of three kinds of programs, one is a multimedia program, the other is a mobile game, and the other is a benchmark program.

도 5의 테스트에서는 멀티미디어 프로그램에 대한 임계 프레임 레이트(fThr)는 30fps 이고, 나머지 다른 프로그램, 즉 모바일 게임과 벤치마크 프로그램에 대한 임계 프레임 레이트(fThr)는 45fps이다.In the test of FIG. 5, the threshold frame rate (fThr) for the multimedia program is 30 fps and the threshold frame rate (fThr) for the remaining programs, i.e., mobile games and benchmark programs, is 45 fps.

여기서 ‘임계 프레임 레이트(fThr)’는 엔드 유저의 UX를 만족시키기 위한 최소의 프레임 레이트를 의미한다.Here, 'critical frame rate (fThr)' means the minimum frame rate for satisfying the UX of the end user.

참고로, 이러한 프레임 레이트는 비디오 게임이나 모바일 게임에서 일반적으로 사용되는 값이다.For reference, these frame rates are values commonly used in video games and mobile games.

또한, 도 5의 테스트에서 UX의 감소(degradation)는 프레임 레이트가 임계 프레임 레이트(fThr) 밑으로 얼마나 자주 떨어지는지를 카운트함으로써 엔드 유저의 만족 비율을 비교함으로써 측정될 수 있다.Also, the degradation of UX in the test of FIG. 5 can be measured by comparing the end user's satisfaction rate by counting how often the frame rate falls below the threshold frame rate (fThr).

상기 세 개의 프로그램의 실시예로서, 멀티미디어 프로그램은 유투브 스트리밍(YouTube streaming), 모바일 게임은 앵그리 버드 스페이스(Aagry Birds Space), 그리고 벤치마크 프로그램은 에픽 시타델(Epic Citadel)을 사용하였다.As examples of the above three programs, the multimedia program uses YouTube streaming, the mobile game uses Aagry Birds Space, and the benchmark program uses Epic Citadel.

여기서 유투브 스트리밍은 널리 알려진 멀티미디어 서비스로서 60초의 런닝타임을 가지는 영상을 재생하였다.Here, YouTube video streaming is a well-known multimedia service that reproduces images with a running time of 60 seconds.

또한, 앵그리 버드 스페이스는 널리 알려진 모바일 게임으로서 60초 동안 플레이되는 것을 모니터링하였다.In addition, Angry Birdspace is a well-known mobile game that has been monitored for 60 seconds of play.

또한, 에픽 시타델은 Unreal Engin 3의 기술적 능력을 보여주는 것으로서 110초의 런닝타임으로 실행하였다.In addition, the Epic Citadel is a demonstration of Unreal Engine 3's technical capabilities, with a running time of 110 seconds.

많은 그래픽 애플리케이션들은 정해진 시간에 새로운 프레임을 처리하기 위해서, 지연되는 프레임들을 과감하게 처리(제거)하며, 마찬가지로, 본 발명의 테스트에서는 그래픽 애플리케이션들이 실행될 때 실행 시간은 증가하지 않는다고(지연되지 않는다고) 가정하도록 한다.Many graphics applications drastically process (remove) delayed frames to process new frames at a fixed time, and likewise, the test of the present invention assumes that the execution time does not increase (not delayed) when graphics applications are executed .

따라서, 상기 각 프로그램들의 런닝 타임과 플레이 시간은 60초, 60초 및 110초로 고정될 수 있다.Accordingly, the running time and play time of each of the programs may be fixed to 60 seconds, 60 seconds, and 110 seconds.

또한, 각 샘플링 구간은 200ms이며, CPU와 GPU의 클럭 주파수는 변하지 않고 고정된 상태이다.In addition, each sampling interval is 200ms, and the clock frequency of the CPU and the GPU are fixed and unchanged.

도 5는 CPU의 클럭 주파수가 고정된 상태에서, 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)의 C 값 조절에 따라 전력 소비 감소를 나타낸 테스트 결과로서, 더 낮은 C 값를 이용하여 UX의 품질을 유지하면서 전력 소비를 더 감소시킬 수 있음을 나타내고 있다.5 is a test result showing a decrease in power consumption according to the adjustment of the C value of the upper limit occupancy rate setting unit (CPU BWC) 120 in a state where the clock frequency of the CPU is fixed, and the quality of UX is maintained The power consumption can be further reduced.

종래의 방식과 비교하면, C 값이 0.2인 경우, 유투브 영상에서 UX 감소 없이도 70%까지 전력 소비를 감소시켰음을 알 수 있다.Compared with the conventional method, it can be seen that the power consumption is reduced by 70% without decreasing the UX in the YouTube image when the C value is 0.2.

또한, 앵그리 버드와 에픽 시타델의 전력 소비는 종래의 방식과 비교하여 약간의 UX 감소를 적용한 상태에서 32%까지 감소되었음을 알 수 있다(앵그리 버드의 경우 C 값이 0.7, UX 감소는 0, 에픽 시타델의 경우 C 값이 0.9, UX 감소는 1이다).In addition, the power consumption of the Angry Bird and Epic Citadel is reduced by 32% with a slight decrease in UX compared to the conventional method (Angry Bird has a C value of 0.7, a UX decrease of 0, an Epic Citadel The C value is 0.9, and the UX reduction is 1).

참고로, 더 낮은 C 값을 적용하는 경우 CPU의 전력 소비는 낮아지지만 UX를 더 감소시키는 원인이 될 수 있다.Note that applying a lower C value will result in a lower CPU power consumption but a further reduction in UX.

예를 들어, 앵그리 버드와 에픽 시타델은 낮은 값의 C(0.2)에서 상당한 UX 감소를 보이고 있다(앵그리 버드는 C 값이 0.2에서 UX 감소가 43, 에픽 시타델은 C 값이 0.2에서 UX 감소가 53이다).For example, Angry Bird and Epic Citadel have shown a significant decline in UX at low values of C (0.2) (Angry Bird has a UX decrease of 43 at a C value of 0.2 and a UX decline at a C value of 0.2 for an Epic Citadel. to be).

따라서, 무조건 낮은 값의 C를 선택하는 것은 바람직하지 않으며, UX 감소를 고려하면서 CPU 전력 소모를 줄일 수 있는 C 값의 선택이 중요하다.Therefore, it is not desirable to select an unconditionally low value of C, and it is important to select a C value that can reduce CPU power consumption while considering UX reduction.

또한, C 값의 감소에 따른 유투브의 평균 GPU 전력 소비는 큰 차이가 없는데, 이는 그래픽 프로세서가 거의 사용되지 않기 때문이다.Also, the average GPU power consumption of YouTube according to the decrease of the C value does not differ greatly because the graphics processor is rarely used.

그러나, 다른 두 프로그램의 평균 GPU 전력 소비는 C가 1에서 0.2로 감소함에 따라서 큰 폭으로 감소함을 알 수 있다.However, the average GPU power consumption of the other two programs decreases sharply as C decreases from 1 to 0.2.

이는 대부분의 모바일 게임(앵그리 버드)과 그래픽 엔진(에픽 시타델)이 각 프레임을 생성하는 동일한 시간에 CPU와 GPU를 모두 사용하고, CPU 사용의 감소에 의해서 GPU 사용이 감소될 수 있기 때문이다.This is because most mobile games (Angry Birds) and graphics engines (Epic Citadel) use both CPUs and GPUs at the same time that they generate each frame, and GPU usage can be reduced by lower CPU usage.

또한, 도 5는 상한 점유율 설정부(CPU BWC)(120)가 평균 GPU 전력 소비를 감소시킬 수 있음을 보여주고 있다.
5 also shows that the upper bound occupancy setting unit (CPU BWC) 120 can reduce the average GPU power consumption.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included within the scope of the present invention.

100 : 전력 관리 장치
110 : 사용자 중심 조절부
120 : 상한 점유율 설정부
130 : 동적 전압/주파수 설정부
100: power management device
110: user-centered control unit
120: upper limit occupancy rate setting unit
130: Dynamic voltage / frequency setting unit

Claims (17)

전력 관리 장치에 있어서,
현재 샘플링 구간에서 타겟 애플리케이션의 현재 프레임 레이트와 상기 타겟 애플리케이션의 실행에 대한 현재 프로세서 점유율을 획득하여 제공하는 사용자 중심 조절부; 및
프로세서 점유율 상한을 설정하기 위한 임계 프레임 레이트 - 상한 임계 프레임 레이트 및 하한 임계 프레임 레이트가 존재함 - 와 상기 현재 프레임 레이트의 크기를 비교한 결과에 따라서, 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 상한 점유율 설정부
를 포함하되,
상기 상한 점유율 설정부는
프로세서 점유율의 감소 비율인 현재 스케일링 팩터(scaling factor), 현재 프로세스 점유율 상한, 상기 현재 프레임 레이트 및 현재 프로세서 점유율 중 하나 이상에 기초하여, 프로세서의 동작 속도가 변경되지 않은 상태에서 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하며,
상기 상한 점유율 설정부는
상기 현재 프레임 레이트가 상기 임계 프레임 레이트의 범위 내에 존재하는 경우,
상기 현재 프로세서 점유율 상한 및 현재 프로세서 점유율을 파라미터로 하는 함수의 최소 값을 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
A power management apparatus comprising:
A user-centered controller for obtaining and providing a current frame rate of a target application and a current processor occupancy rate for execution of the target application in a current sampling interval; And
An upper limit occupancy rate setting unit for setting a processor occupancy upper limit of a next sampling period according to a result of comparing a size of the current frame rate with a critical frame rate for setting a processor occupancy upper limit - an upper limit critical frame rate and a lower limit critical frame rate, Setting section
, ≪ / RTI &
The upper occupancy rate setting unit
The processor of the next sampling interval, with the operating speed of the processor unchanged, based on at least one of a current scaling factor, a current process occupancy upper limit, the current frame rate, and a current processor occupancy, The upper limit of the occupancy rate is set,
The upper occupancy rate setting unit
If the current frame rate is within the range of the critical frame rate,
Wherein the minimum value of the function having the current processor occupancy upper limit and the current processor occupancy rate as parameters is set to the processor occupancy upper limit of the next sampling period.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 상한 점유율 설정부는
상기 현재 프레임 레이트가 상기 임계 프레임 레이트의 범위를 벗어나되 상기 상한 임계 프레임 레이트보다 큰 경우,
상기 현재 프로세서 점유율과 현재 스케일링 팩터를 곱한 값을 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
The method according to claim 1,
The upper occupancy rate setting unit
If the current frame rate is out of the range of the threshold frame rate and is greater than the upper threshold frame rate,
And sets a value obtained by multiplying the current processor occupancy rate by a current scaling factor to an upper processor occupancy rate of the next sampling interval.
제3 항에 있어서,
상기 상한 점유율 설정부는
상기 현재 스케일링 팩터에서 미리 정해진 조절 값(constant value for adjusting the scaling factor C)을 차감하고, 그 결과 값을 다음 샘플링 구간의 스케일링 팩터로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
The method of claim 3,
The upper occupancy rate setting unit
Subtracts a predetermined adjustment value for the scaling factor C from the current scaling factor, and sets the resultant value as a scaling factor of a next sampling interval.
제1 항에 있어서,
상기 상한 점유율 설정부는
상기 현재 프레임 레이트가 상기 임계 프레임 레이트의 범위를 벗어나되 상기 하한 임계 프레임 레이트보다 작은 경우,
상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한과 스케일링 팩터를 상기 현재 프로세서 점유율 상한 및 현재 스케일링 팩터의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
The method according to claim 1,
The upper occupancy rate setting unit
If the current frame rate is out of the range of the threshold frame rate and is smaller than the lower threshold frame rate,
And sets the processor occupancy upper limit and the scaling factor of the next sampling interval as the current processor occupancy upper limit and the current scaling factor value.
제1 항에 있어서,
상기 사용자 중심 조절부는
미리 정해진 주기로 프레임 버퍼의 액세스 카운트를 이용하여 상기 프레임 레이트를 획득하거나, 미리 정해진 개수의 샘플들에 대한 프레임 버퍼의 액세스 카운트를 이용하여 상기 프레임 레이트를 획득하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
The method according to claim 1,
The user-
Acquiring the frame rate using an access count of a frame buffer at a predetermined period or obtaining the frame rate using an access count of a frame buffer for a predetermined number of samples.
전력 관리 장치에 있어서,
현재 샘플링 구간에서 타겟 애플리케이션에 대한 사용자 이벤트가 발생하면, 상기 사용자 이벤트에 해당하는 우선 순위 가중치(priority weight)와 프로세서 점유율 상한을 초기화하기 위한 임계 값을 비교한 결과에 따라, 프로세서의 동작 속도가 변경되지 않은 상태에서 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 상한 점유율 설정부
를 포함하되,
상기 상한 점유율 설정부는
상기 우선 순위 가중치가 상기 임계 값보다 크면 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 초기화하고,
상기 우선 순위 가중치가 상기 임계 값과 같거나 작으면 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 이전 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
A power management apparatus comprising:
When a user event for the target application occurs in the current sampling interval, a threshold value for initializing the processor occupancy upper limit is compared with a priority weight corresponding to the user event. A maximum occupancy rate setting unit for setting a maximum processor occupancy rate of the next sampling period
, ≪ / RTI &
The upper occupancy rate setting unit
If the priority weight is greater than the threshold value, initialize the processor occupancy upper limit of the next sampling interval,
And sets the processor occupancy upper limit of the next sampling interval to the processor occupancy upper limit value of the previous sampling interval if the priority weight is equal to or smaller than the threshold value.
제7 항에 있어서,
현재 샘플링 구간에서 현재 프로세서 점유율을 획득하여 제공하는 사용자 중심 조절부
를 더 포함하되,
상기 상한 점유율 설정부는
상기 사용자 이벤트가 발생하지 않으면, 프로세서 점유율의 감소 비율인 현재 스케일링 팩터(scaling factor)와 상기 현재 프로세서 점유율을 곱한 값을 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
8. The method of claim 7,
A user-centered control unit for acquiring and providing a current processor occupancy rate in a current sampling interval,
Further comprising:
The upper occupancy rate setting unit
And sets a value obtained by multiplying a current scaling factor, which is a reduction ratio of the processor occupancy rate, with the current processor occupancy rate, to the processor occupancy upper limit of the next sampling period if the user event does not occur.
제8 항에 있어서,
상기 상한 점유율 설정부는
상기 현재 스케일링 팩터에서 미리 정해진 조절 값(constant value for adjusting the scaling factor C)을 차감하고, 그 결과를 다음 샘플링 구간의 스케일링 팩터로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
9. The method of claim 8,
The upper occupancy rate setting unit
Subtracts a predetermined adjustment value for the scaling factor C from the current scaling factor, and sets the result as a scaling factor of a next sampling interval.
제7 항에 있어서,
상기 상한 점유율 설정부는
프로세서 점유율의 감소 비율인 현재 스케일링 팩터(scaling factor)에 미리 정해진 조절 값(constant value for adjusting the scaling factor C)을 합산한 값 및 미리 정해진 상수를 파라미터로 하는 함수의 최소 값을 다음 샘플링 구간의 스케일링 팩터로 설정하고,
현재 프로세서 점유율 상한을 상기 다음 샘플링 구간의 스케일링 팩터로 나누어 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 이전 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 장치.
8. The method of claim 7,
The upper occupancy rate setting unit
A value obtained by adding a predetermined adjustment value (a constant value for the scaling factor C) to a current scaling factor which is a reduction rate of the processor occupancy rate and a minimum value of a function having a predetermined constant as a parameter are scaled Factor,
Dividing the current processor occupancy upper limit by a scaling factor of the next sampling interval, and setting an upper processor occupancy rate of the next sampling interval to an upper processor occupancy rate of the previous sampling interval.
전력 관리 장치가 프로세서의 점유 제한을 이용해 전력을 관리하는 방법에 있어서,
(a) 현재 샘플링 구간에서 타겟 애플리케이션의 현재 프레임 레이트와 상기 타겟 애플리케이션의 실행에 대한 현재 프로세서 점유율을 획득하는 단계; 및
(b) 프로세서 점유율 상한을 설정하기 위한 임계 프레임 레이트 - 상한 임계 프레임 레이트 및 하한 임계 프레임 레이트가 존재함 - 와 상기 현재 프레임 레이트의 크기를 비교한 결과에 따라서, 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 단계
를 포함하되,
상기 (b) 단계는
프로세서 점유율의 감소 비율인 현재 스케일링 팩터(scaling factor), 현재 프로세스 점유율 상한, 상기 현재 프레임 레이트 및 현재 프로세서 점유율 중 하나 이상에 기초하여, 프로세서의 동작 속도가 변경되지 않은 상태에서 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하고,
상기 (b) 단계는
상기 현재 프레임 레이트가 상기 임계 프레임 레이트의 범위 내에 존재하는 경우,
상기 현재 프로세서 점유율 상한 및 현재 프로세서 점유율을 파라미터로 하는 함수의 최소 값을 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
CLAIMS 1. A method for a power management device to manage power using an occupancy limitation of a processor,
(a) obtaining a current frame rate of a target application and a current processor occupancy for execution of the target application in a current sampling interval; And
(b) a processor occupancy upper limit of a next sampling interval is set according to a result of comparing a size of the current frame rate with a threshold frame rate for setting a processor occupancy upper limit - an upper limit critical frame rate and a lower limit threshold frame rate, Step
, ≪ / RTI &
The step (b)
The processor of the next sampling interval, with the operating speed of the processor unchanged, based on at least one of a current scaling factor, a current process occupancy upper limit, the current frame rate, and a current processor occupancy, The upper limit of the occupancy rate is set,
The step (b)
If the current frame rate is within the range of the critical frame rate,
Wherein the minimum value of the function having the current processor occupancy upper limit and the current processor occupancy rate as parameters is set as the processor occupancy upper limit of the next sampling period.
삭제delete 제11 항에 있어서,
상기 (b) 단계는
상기 현재 프레임 레이트가 상기 임계 프레임 레이트의 범위를 벗어나되 상기 상한 임계 프레임 레이트보다 큰 경우,
상기 현재 프로세서 점유율과 현재 스케일링 팩터를 곱한 값을 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한으로 설정하고,
상기 현재 스케일링 팩터에서 미리 정해진 조절 값(constant value for adjusting the scaling factor C)을 차감하여 그 결과 값을 다음 샘플링 구간의 스케일링 팩터로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
12. The method of claim 11,
The step (b)
If the current frame rate is out of the range of the threshold frame rate and is greater than the upper threshold frame rate,
Setting a value obtained by multiplying the current processor occupancy rate by a current scaling factor to an upper processor occupancy rate of the next sampling interval,
Subtracting a predetermined adjustment value for the scaling factor C from the current scaling factor, and setting the resultant value as a scaling factor of a next sampling interval.
제11 항에 있어서,
상기 (b) 단계는
상기 현재 프레임 레이트가 상기 임계 프레임 레이트의 범위를 벗어나되 상기 하한 임계 프레임 레이트보다 작은 경우,
상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한과 스케일링 팩터를 상기 현재 프로세서 점유율 상한 및 현재 스케일링 팩터의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
12. The method of claim 11,
The step (b)
If the current frame rate is out of the range of the threshold frame rate and is smaller than the lower threshold frame rate,
And setting a processor occupancy upper limit and a scaling factor of the next sampling interval as the current processor occupancy upper limit and a current scaling factor value.
전력 관리 장치가 프로세서의 점유 제한을 이용해 전력을 관리하는 방법에 있어서,
(a) 타겟 애플리케이션에 대한 사용자 이벤트의 발생 여부를 판단하는 단계; 및
(b) 상기 판단 결과 사용자 이벤트가 발생하면, 상기 사용자 이벤트에 해당하는 우선 순위 가중치(priority weight)와 프로세서 점유율 상한을 초기화하기 위한 임계 값을 비교한 결과에 따라, 프로세서의 동작 속도가 변경되지 않은 상태에서 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 설정하는 단계
를 포함하되,
상기 (b) 단계는
상기 우선 순위 가중치가 상기 임계 값보다 크면 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 초기화하고,
상기 우선 순위 가중치가 상기 임계 값과 같거나 작으면 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 이전 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
CLAIMS 1. A method for a power management device to manage power using an occupancy limitation of a processor,
(a) determining whether a user event has occurred for a target application; And
(b) if a user event occurs as a result of the determination, comparing a priority weight corresponding to the user event with a threshold value for initializing a processor occupancy upper limit, A step of setting a processor occupancy upper limit of a next sampling interval
, ≪ / RTI &
The step (b)
If the priority weight is greater than the threshold value, initialize the processor occupancy upper limit of the next sampling interval,
Wherein if the priority weight is equal to or smaller than the threshold value, the processor occupancy upper limit of the next sampling period is set to the processor occupancy upper limit value of the previous sampling period.
제15 항에 있어서,
상기 (a) 단계 이전에
현재 샘플링 구간에서 현재 프로세서 점유율을 획득하는 단계
를 더 포함하되,
상기 (b) 단계는
상기 사용자 이벤트가 발생하지 않으면, 프로세서 점유율의 감소 비율인 현재 스케일링 팩터(scaling factor)와 상기 현재 프로세서 점유율을 곱한 값을 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한으로 설정하고,
상기 현재 스케일링 팩터에서 미리 정해진 조절 값(constant value for adjusting the scaling factor C)을 차감하여 그 결과를 다음 샘플링 구간의 스케일링 팩터로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
16. The method of claim 15,
Before the step (a)
Acquiring the current processor occupancy rate in the current sampling interval
Further comprising:
The step (b)
Setting a value obtained by multiplying a current scaling factor, which is a decreasing rate of the processor occupancy rate, and the current processor occupancy rate, to a processor occupancy upper limit of the next sampling period,
Subtracting a predetermined adjustment value for the scaling factor C from the current scaling factor and setting the result as a scaling factor of a next sampling interval.
제15 항에 있어서,
상기 (b) 단계는
프로세서 점유율의 감소 비율인 현재 스케일링 팩터(scaling factor)에 미리 정해진 조절 값(constant value for adjusting the scaling factor C)을 합산한 값 및 미리 정해진 상수를 파라미터로 하는 함수의 최소 값을 다음 샘플링 구간의 스케일링 팩터로 설정하고,
현재 프로세서 점유율 상한을 상기 다음 샘플링 구간의 스케일링 팩터로 나누어 상기 다음 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한을 이전 샘플링 구간의 프로세서 점유율 상한 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 관리 방법.
16. The method of claim 15,
The step (b)
A value obtained by adding a predetermined adjustment value (a constant value for the scaling factor C) to a current scaling factor which is a reduction rate of the processor occupancy rate and a minimum value of a function having a predetermined constant as a parameter are scaled Factor,
Dividing the current processor occupancy upper limit by a scaling factor of the next sampling interval, and setting an upper processor occupancy rate of the next sampling interval to an upper processor occupancy rate of the previous sampling interval.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20140164757A1 (en) 2012-12-11 2014-06-12 Apple Inc. Closed loop cpu performance control

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