TWI274286B - Task management method, task management device, semiconductor integrated circuit, electronic device, and task management system - Google Patents

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1274286 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種管理處理器中 一 用兮n ~ 執仃之任務之方法、利 用该方法官理任務之裝置、作為 駚带攸 裒置之實體之半導體積 體书路、以及包含該半導體積體電路 、 【先前技術】 $子裝置。 於LSI設計中，製造製程之微 一牛扒显、 化與兀件之高積體化進 乂 ^展，發熱量制約了晶片之性 Γ生月b極限，因此對發熱量 之考里於设計上非常重要。晶片、;w F㊉f 月/凰度變向可能會引發動作 不良，或長期可靠性下降，故而業者採用有各種發轨對 策。例如，採取於晶片上部設置散熱片，以散發自晶片產 生之熱量的方法。 广業者亦研討有基於晶片之消耗電力分佈，排程處理 器之任務之方法。又，作為避免晶片高溫之方法，亦研討 有降低處理器中之動作頻率的方法。（例如參照專利文獻^ [專利文獻1]美國專利申請公開第2〇〇2/〇〇65〇49號說明書 _ [發明所欲解決之課題] 精由降低動作頻率，可降低晶片之發熱量，但由於單位 時間内之處理步驟數減少，故而有應於單位時間内完成之 任務…、法於單位時間内完成之情形。故而，必須預先以最 低之動作頻率為基礎進行程式設計。然而，如此無法充分 發揮處理器之處理能力。 本發明係鑒於如此課題開發而成者，其目的在於實現如 此自相矛盾之目標，提供有效之任務管理方法、基於該方 101061.doc 1274286 之任矛力&理裝置、作為該裝置之實體之半導體積體電 路、以及包含該半導體積體電路之電子裝置。 【發明内容】 本發明之某態樣係關於—種任務之執行方法。該方法係 藉由處理器執行任務時，將# ^ 于將處理之早位時間分割為用以保 證即時性之保護頻帶與不保證即時性之非保護頻帶，於處 理器處理能力下降時，適當跳過非保護頻帶中應執行之任 務之執打。嚴格說，所謂執行任務或跳過任務係執行或跳 過=該任務之過程，即程式，以下為了簡潔’僅表現為 曰 、1韌」4。「任務」與程式上之容 里無關，而是指一個功能的纟日隹 的、、且集。因此，實際上可能表示 大於已普及之〇S掌握之任務的功能單位。 「處理器之處理能力下降」可起因於處理器之動作頻率 I降。可於處理器或其周邊電路之溫度超過料之臨限值 時，降低處理器之動作頻率。 切卜頭早。又，亦可按照處理器之消耗 電力，降低動作頻率。 依據該態樣，於虛j J + 、 之處理能力下降時，適當跳過非 保遵頻帶中應執行之任務 ^ 一 f之執仃，故可保證保護頻帶中應 執行之任務之即時性，啖$小 A至夕大幅度地提高其準確度（以 下只稱為「保證」）。換古夕 7 央0之，若將應保證即時性之任務 設計成包含於保護頻帶，則 、〗T於不加入保護頻帶之範圍 内，變更處理器之處理能六，π _ 力 可靈活地進行處理器之熱控 制。 本發明之其他態樣係任務管 _ ^ 切g理裝置。呑亥裝置包含切換指 101061.doc 1274286 ==行使處理器執行之複數個任務的切 及檢測處理器之處理能力之檢挪部 單位時間分割為用以保證頻 ：处理之 性之非保護頻帶，於處理,之二：蒦頻帶與不保證即時 处牲态之處理能力下降時， 非保護頻帶巾應執行之任務之執行。 ^ 程而亦可包含解釋部，其解料各任務中執行之 於物°己述之即時性的要求。此時，切換指示部亦可Λ 於7釋，將各任務分配於保護頻帶或非保護頻帶之任^ 一個。「對即時性之要求」例如可係可用以判斷是否Π 保護頻帶執行任務之資訊，亦可係表示於程式内戶 屬性之資訊，亦可係表示㈣重要度或優先度之資^ :裝置進而亦可包含判斷部，其藉以處 務中執行之程式之性質。此時，切換指示部亦可= 断，將各任務分配於保護頻帶或非保護頻帶之任何—個。 上'之性質」亦可係藉以該程式叫出之命令，亦可係談 :二決定之處理器之佔有率或佔有時間，亦可係藉由執;； 任矛々而間接地獲得之特徵。 本發明之其他態樣师務管理系統。該系統包含 ^耗行任務之處理器、將該動作頻率之時脈供給至 处:之日禮產生部及進行使處理器執行之複數個任務之 —刀、心不的切換指不部，切換指示部將處理之單位 割為用以保證即時性之保護頻帶與不保證即時性之非= 頻帶’於處理器之動作頻率降低時，適當 二 中應執行之任務之執行。 非保遵頻帶 101061.doc ^74286 再者’以上構成要素之任意組合，或於 、、先、電腦程式#之間轉換本發 #置、系 效態樣。 表見者均係本發明之有 [發明之效果] 依據本發明，以多任務執行即時性+ 時，即使於處理器處理能力 =、卩％性任務 之即時性。 力下卜時’亦可保證即時性任務 【實施方式】 士於說明實施形態之前明確課題。例如遊戲時，設計成於 汛框期間CG之再現等繪畫處理 、 ni ^ 以下將此種於特定 ⑶内處理必須完叙任務料「即時性任務」。以下將 =像即時性任務般設置時間限制之任務稱為「非即時性任 ，」。於並行執行此種對於時間設計思想不同之2種任務 即時性任務之即時性受到非即時性任務之處理時 大影響。 q圖1⑷係時間系列地表示以通常動作頻率fQ動作之處理 器之任務處理狀態之圖。自時刻το至丁i、自時刻丁1至η 及自時刻Τ2至Τ3分別係一訊框期間。於本圖中，依次執行 用以繪晝訊框之即時性任務尺丁與2個非即時性任$nrt。 自時刻ΤΙ、T2、T3開始進行訊框之顯示。於時刻別至丁！ 為止之期間，依次執行即時性任務RT、第丨非即時性任務 NRT1以及第2非即時性任務NRT2。其後，執行繪晝於時刻 丁2顯示之訊框之即時性任務Rt，繼而依次執行第i非即時 性任務NRT1與第2非即時性任務NRT2。用以於時刻T1、 101061.doc 1274286 1及丁3顯示訊框之即時性士 及T3之前办忐卢田 刀別於4刻ΤΊ、T2以 J凡成處理，故而無遺漏地顯示訊框。 圖1⑻係時間系列地表示動作頻率狀8f。時之處理器中 任務處理狀態之圖。例 哭夕“ 〇 1幻如為了處理益中之熱控制調整處理 低 頻率’若處理器之溫度變高，則將動作頻率調

^動作頻率變低時，訊框„之處理器之執行週期數變 二:故而’至完成各任務為止之時間變長，應以訊框期間 二早位執行之即時性任務RT、第i非即時性任務nrti以及 2非即時性任務NRT2越過本來應執行之訊框期間，於下 Λ框期間執行。於本圖中，可基本保證即時性任務灯之 即日守性，但長期將產生訊框遺漏。 圖（e)係時間系列地表示動作頻率為時處理器中任 私處理狀態之圖。於本圖中，立即產生訊框遺漏，無法達 :作為遊戲機之功能。如此於動作頻率下降之狀態下，若 按…、通㈢之動作頻率執行任務，難以保證即時性任務之即 時性。 、先前，於普通電腦使用方法中，於文字處理軟體或郵件 软體並行運行之程度，無需過多顧慮任務之即時性。然 而’同時具有泛用功能之遊戲機開始普及，而且因處理器 之發熱問題，需要降低處理器之動作頻率之槽孔環技術， 自此本發明者意識到上述所謂CG影像之訊框遺漏之、過 去不存在之問題。 (實施形態1) 於實施形態1及實施形態2中，說明完成非佔先式之任務 101061.doc -10- 1274286 管理時，即任務之切換依賴於任 法。實施形態1之任務总 性夺的任務管理方 割為保證即時性之_㈣ 料理之早位時間分 帶，於處理器處理能力下降；即時性之非保護頻 執行之任務之執行。即夺’適當跳過非保護頻帶中應 ± 以抑制處理器發熱為目的，降低 動作頻率時，並非盡力處理非保護頻帶 L降低 而是保證保護頻帶中瘅執 -執仃之任務， r應執仃之任務之即時性。 「保護頻帶」係單位時間 數，儀固宏# r t 處理器之執行週期 理写之勃護頻帶」係單位時間中不保證之處 理盎之執行週期數，係且有 处 值。於處理器之處理能力為曰大丰特定範圍的變動 頻帶中執行週期二其執行週期數為保護 姑 4U保4頻帶中最大執行週期數之合計 值。例如’於為了處理器之熱控制而降低動作頻率時，執 订週期數之變動納於非保護頻帶中可行之執行週期數之範 圍内，以此方式降低動作頻率。反言之，於該範圍内控制 動作頻率’則保證保護頻帶中應執行之任務之即時性。 實施形態1之任務管理方法於混雜即時性任務與非即時 性任務時，將即時性任務分配於保護頻帶，將非即時性任 務分配於非保護頻帶而執行任務。且伴隨控制動作頻率之 執行週期數之變動納於非保護頻帶範圍内，進行用以處理 器之熱控制之動作頻率的控制。藉此，可脫離程式設計地 進仃用以處理器之熱控制之動作頻率的控制。即，可不限 製程式設計之自由度地、靈活地進行熱控制。因此，可充 分地發揮處理器之處理能力，且藉由改變動作頻率亦可有 101061.doc -11 - 1274286 效地進行熱控制。 Θ ()係表示動作頻率為心時，即不必抑制處理器之發 熱之通常動作頻率時的任務執行狀態之圖。於動作頻率為 心時，於各訊框期間分別執行A、B、〇之3個任務。任務a 係應分配於保護頻帶之即時性任務。任務係應分配 於非保護頻帶之非即時性任務。 圖2(b)係表示動作頻率為〇·7 f〇時，任務執行狀態的圖。 即時性任務A2與A3越過時刻丁2及丁3完成處理。因此，產 生訊框遺漏。 圖2(c)係纟示基於本實施形態之任務管理彳法管理任務 時，動作頻率為G.7 時之任務執行㈣的圖。於本圖 :，跳過非即時性任務C1。藉由不執行非即時性任務，執 订後、、·貝之即時性任務之時序提前。藉此’可保證即時性任 務之即時性。即於本實施形態中，將保護頻帶設定為” f。，故而非保護頻帶為〇。故而，以〇·”。為界切換任務管 理之控制。 。。圖3係利關2⑷所說明之任務f理方法執行任務之處理 器系統1〇的構成圖。該處理搭載於遊戲機。處理 器系統10包含作為處理器之半導體積體電路1〇〇與主記憶 體14 ’此等几件連接於匯流排12。匯流排12包含位址匯流 排、資料匯流排以及控制匯流排。半導體積體電路1〇〇具 有主處理部12〇、内部時脈產生部⑽、任務管理部15〇以 及頻率&制4 11G。主記憶體14保持於半導體積體電路⑽ 執行之程式16與藉由執行各程式16獲得之運算結㈣。藉 101061.doc • 12 - 1274286 由將程式16讀入於半導體積體電路1〇〇，執行任務。 半導體積體電路100包含例如+ > & 为 八献— j如未圖不之快閃記憶體、命 7暫存器、運算暫存器、解碼 畔^控制部以及運算器等電 路’並利用此等電路執行任務。 愔騁u ^ 砑记隱於快閃記憶體或主記 ^體14之命令取出並放入命令 .., P 7 f存益。解碼器將命令暫存 态中保存之命令解碼後，將對岸 .了應於操作碼之控制信號供給 工制部。控制部例如基於控制信號，選擇用以料操作 碼執行處理之運算器，自藉以算 逆开70知疋之位址讀取運算 所需之資料，將其寫入運算暫存哭。 於、蛋@ ^ 運开态例如利用保持 於運开暫存器之資料進行運算處理 定之位址。 …纟寫入於以運算元指 本圖及自此說明之各圖並非表示以硬體為單位之構成， 而表示以功能為單位之構成。又，各功能塊不必同時靜離 地形成於半導體積體電路100之内部，亦可於一定之期間 動態地形成。於本實施形態中，藉由執行例如裝入於;" 系統之程式，將任務管理部150與頻率控制部ιι〇動態地形 成於半導體積體電路⑽。又，本來亦可考慮主處理部12〇 為半導體積體電路100之整體，此處為便於理冑，係表示 除頻率控制部110、内部時脈產生部130以及任務管二 150外之功能部分者。 ° 基礎時脈供給部30對+導體積體電路1〇〇供給基礎時 脈。内部時脈產生部130例如包含pLL(phase “Μ Loop，鎖相迴路），產生基礎時脈頻率之整數倍的時脈。 内部時脈產生部130產生之時脈稱為動作時脈，動作時财 101061.doc -13- 1274286 之頻率稱為動作頻率。半導體積體電路1〇〇中包含之各電 路按動作時脈上升或下降之時序進行動作。内部時脈產生 邛130藉由調整構成pLL之電路中包含之計數器的計數值， 可改變動作頻率。 瓶度傳感器102測定主處理部12〇或其周邊電路之溫度， 將/則疋之溫度輸出至頻率控制部110。溫度傳感器102亦可 σ又於半導體積體電路100之外部，亦可設於半導體積體電 路1 0 0之内部即模上。 頻率控制部110按照半導體積體電路1〇〇之溫度，算出用 以熱控制所需之動作頻率，並以於該頻率產生動作時脈之 方式控制内部時脈產生部130。於溫度高於特定臨限值 呀，頻率控制部i 10以降低動作頻率之方式控制内部時脈 產生邛130。藉由降低動作頻率，可抑制半導體積體電路 100中之發熱量，進而使散熱片等散熱機構發揮作用，可 降低半導體積體電路100之溫度。 車乂好的疋’用以熱控制而調整之動作頻率之範圍不低於 保羞頻γ，亦可按照半導體積體電路i之溫度，階段性 地調整動作頻率。於判斷應執行之任務較少時或半導體積 體電路100之發熱量過大、僅依靠非保護頻帶無法充分下 降溫度之非常事態時，頻率控制部110亦可使動作頻率低 於保護頻帶。如此對於發熱量之動作頻率之控制方法有各 種各樣，頻率控制部110可基於任意之方法算出動作頻 率 〇 例如，頻率控制部110參照半導體積體電路100之溫度與 101061.doc •14- 1274286 '動作頻率對應之表格算出動作頻率。且，頻率控制部ιι〇 使内時脈產生部13()產生該動作頻率之動作時脈。 主處理部12G將對應於任務管理部i对指示之任務的程 式㈣主記憶體14讀入後，執行任務。且’主處理部120 將猎由^行該任務獲得之運算結果18寫入於主記憶體Μ。 任務官理部150自頻率控制部110接受規定主處理部120 之動作頻率之頻率資訊，並基於該資訊按照上 方法進行任務之排程。 私5理 _ 係圖3之任務管理部15〇之内部構成圖。頻率檢測部 152才欢測動作頻率。於本實施形態中，頻率檢測部⑸自頻 率控制。(U10接叉頻率資訊，藉此把握動作頻率。頻率檢 測部152將頻率資訊輸出至切換指示部154。 切換指示部154具有進度製作部156與指示部158，指示 主處理部120執行之任務之切換。以後將陳述詳細内容， 進度製作部156參照控制目標表㈣〇與任務表格164，進 行對應於動作頻率之任務排程。指示部158基於進度势作 •部156中產生之進度，對主處理部12〇分別進行各任務之執 行指示。 圖5係用圖形表示保持於圖3之控制目標表格⑽之資料 的圖。控制目標表格16〇將動作頻率與控制目標關聯保 存’該控制目標決定非即時性任務所執行之程度。該押制 目標係非料性任務之執行讀相料即時性任務之=行 次數的比例。以下將該比例稱為「執行率」。於横轴取動 作頻率，縱軸取非即時性任務之執行率，將保持於控制目 101061.doc -15- Ϊ274286

標表格16〇之此等資料製成圖表，則如本圖所示成為以〇 7 f〇為界之不同樣態。於本實施形態中，將保護頻帶設為 f〇。於作為非保護頻帶之心至0.9 fQ時，非即時性任之執7 行率為100%，於0.9 fG至〇.7仏時，非即時性任務之^行 自100%線形減少至1〇%。又，動作頻率低於作為保護頻帶 之0.7 f〇時，非即時性任務之執行率為ίο%。低於0.7 : 時’為保證即時性任務之即時性，亦可將非即時性任務之。 執行率設為0%，但於本實施形態中，為避免完全不= 非即時性任務之狀況’執行率為1〇%。例如，執行J 「3〇%」表示即時性任務執㈣次，而非即時性任務執行 3次。圖3之進度製作部156基於該控制目標，調整 即時性任務之時序。 J _ 圖6係表示圖4之任務表格164之資料構造之一例的圖。 任務表格164對應地具有屬性攔184、任務攔186以及優先 度攔188。屬性攔184俾拉本-/々 不任務屬性之屬性資訊。於本 :二中’作為屬性有即時性任務與非即時性任務， :圖中，RT」表示即時性任務，「概Τ」表示 任 二=Γ6保持例如程式文件名或任務識別資^ 訊。於本圖中，例如「再現」任務作為即 時性任務登錄，「瀏f 1 11」任各作為非即時性任務登錄。 叙先度攔188保持表示任務 先度分為!。級表示，「 ：：：訊。於本圖中，優 先度。 」係取岗優先度，「1」係最低優 回到圖4,登錄部162例如於用戶已指示執行程式時，解 101061.doc -16 - 1274286 釋程式碼中包含之屬性資訊，對應於規定其程式 登錄於任務表格164。於程彳 … 拉立 耘式碼中未包含屬性資訊時，登 ^隨將其程式作為即時性任務登錄於任務表格164 此，亦可執行例如未包含屬性資訊之舊程式。 a 又，於其他之例中，登鍤邱】0 1 ^ 錄邛162亦可判斷各任務下執行 =之性質’基於其判斷推定該程式之屬性並登錄於任 矛^格164。登錄部162基於㈣式巾包含之命令、該程式 :、疋之處理器佔有率或佔有時間等、藉由執行任務間接獲 Γ特徵’推定屬性。例如，於完成非佔先式之任務管理 ^登錄部162亦可以任務為單位測定-定期間中處理器 之佔有時間’將佔有時間長之任務推定為即時性任務，將 佔有時間短之任務推定為非即時性任務。藉此，對於程式 碼中未包含屬性資訊之程式，亦可適#進行任務管理。 圖7係圖4之進度製作部156之内部構成圖。第1計劃部 170參照任務表格164 ’決定即時性任務之執行順序。有複 數個即時性任務時，第丨計劃部17〇參照圖6之優先度欄 188，以優先度高之即時性任務在前的方式決走執行順 序。且’第1計劃部170將即時性任務之執行順序輸出至統 合部178。 弟汁W邛1 72參舨任務表格1 64，決定非即時性任務之 執行項序，並將執行順序輸出至統合部〗78。第2計劃部 72”有σ又疋部174、第丨計數器176a以及第2計數器176b。 第1計數器176a與第2計數器176b統稱為計數器176。計數 為1 76以進行非即時性任務之排程處理為單位進行計數， 101061.doc -17- 1274286 以設定之比例許可非即時性任務之執行。 例如第1計數器176a係以咖之比例許可執行非即時性任 務之計數器’許可執行即時性任務3次，即執行非即時性 任務1次。又，許可之時序可任意決定。於本圖中，第崤 數器176a之許可時序作為「〇χχχ」得以圖示。「〇」表示 許可，「χ」表示不許可，故而第1計數器ma表示於最初 許可執行非即時性任務之後，跳過3次。 設定部m自頻率檢測部152接受當前之動作頻率，並自 控制目標表格⑽讀人對應^該動作頻率之非即時性任務 之控制目H設定部174按照控制目標，設料數器 176許可執行非即時性任務之比例。例如，以25%之比例 執行非即時性任務時’_174以計數器176則次比卜欠 之比例許可執行非即時性任務。 當存在複數個非科性任料，設定部m以非即時性 任務為單位設置計數器176’並以合計複數個非即時性任 務之執行次數的值成為控制目標之方式分別進行各計數器 m之设定。例如’於非即時性任務有2個，以25%之比例 執行非即時性任務時，設定部174之設定方式係，分別於 第！計數器ma與第2計數器176b許可執行8次即時性任 務，而非即時性任務執行1次。進而，設定部m以執行2 個非即時性任務之時料重疊之方式設定許可時序。即， 將第1計數器176a之許可時序設為「Χ〇χχχχχχ」，將第2計 數器176b之許可時序設為「xxxxxx〇h。 又’例如以50%之比例勃并非日n 士 j轨仃非即時性任務時，設定部 101061.doc (? -18- 1274286 174並非將許可時序設為「〇〇χχ」，而以「〇x〇x」之方 =離「〇」肖「x」，即以分散許可執行非㈣性任務之 日:之方式設定許可時序。如此分散許可執行非即時性任 務之時序’從而更加順暢地感受非即時性任務。 ^统合部178以即時性任務之執行順序在先:方式並列自 =1計劃部i 7 0供給之即時性任務的執行順序與自第2計割 部172供給之非即時性任務的執行順序，並製作進度。 且，統合部178將已製作之進度輸出至指示部158。 _ &圖8係將圖4之任務管理部15G中之任務進行排程處理之 流程圖。圖4之頻率檢測部152檢測動作頻率（si〇卜圖4之 進度製作部156基於動作頻率參照圖4之控制目標表格 160，排程即時性任務與非即時性任務之執行順序（su)。 圖4之指示部158以排程於進度製作部156之順序進行任務 之執行指示（S14)。 (實施形態2) 圖9係實施形態2之任務管理部ι5〇之内部構成圖。實施 _ 形態2係按照半導體積體電路100之使用率，將控制目標表 格160最佳化之形態。付以與已說明之構成相同符號的本 圖之構成中，功能及動作與已說明之構成大致相同。以 下’以與已說明之構成中功能不同之點為中心加以說明。 處理為使用率檢測部190例如以訊框期間為單位檢測圖3 之半導體積體電路1 〇〇之使用率。且，處理器使用率檢測 部190將使用率輸出至更新部192。更新部ι92算出特定期 間中使用率之平均值，並基於該平均值，以增加非即時性 101061.doc -19- 1274286 任矛力之執订率之方式將控制目標表格⑽最佳化。例如， 更新邛192异出〇.5秒鐘即相當於3〇訊框之使用率之平均 值。且於平均值低於臨限值時，即負載較少時 192提高控制目標表格！咐非即時性任務之執行率。於; 均值高於臨限值時’更新部192將控制目標表格恢復為預 !值。臨限值或非即時性任務之執行率之上升幅度可藉由 貫驗設定為適當值，亦可隨著執行逐步加以反映。 圖1〇係用圖形表示藉由圖9之更新部192得以最佳化之控 7目標表格160中保存之資料的圖。於本圖中，保護㈣ 移至0.5 f。，於〇.9 f。至〇·5 f。時，非即時性任務之執行率線 形地自贈〇減少至1〇%。如此，按照處理器之使用率調整 保濩頻贡，可有效地利用處理器之處理能力。 士圖11係將圖9之任務管理部15G中之任務進行排程處理之 流程圖°圖9之任務管理部15〇中之排程處理於使用旧說 圖4之任％官理部！ 5()之排程處理中，藉由追加將控制 目標表袼最佳化之處理（S20)而得以實現。 古圖12係將圖u之控制目標表格最佳化處理（s2〇)之詳細 机私圖。圖9之處理器使用率檢測部19〇檢測圖3之半導體 積體電路1〇〇之使用率（S22)。圖9之更新部192判斷是否經 過特定期間（S24)。於已經過特定期間時⑽之γ)，更新部 192异出該期間中使用率之平均值（s26)。且於使用率高於 特定臨限值日守（S28之Y) ’ $回至預設之控制目標表格 (S34)步驟28中，於使用率低於特定臨限值時（§28之n)， 更新部192以提高非即時性任務之執行率之方式變更控制 101061.doc 20- 1274286 ’於未超過特定期間時（S24之 如此，知7照主處理部120之使 佳化可發揮主處理部12〇之處 目才示表格（S30)。步驟24中 N)，進入至圖u之步驟1〇 用率將控制目標表格160最 理能力。 (實施形態3) 理=;Γ施形態4中，說明於完成佔先式任務管 理方法時器㈣性進行任務叫時之任務管 =、:：下，將訊框期間設為「t」。實施形態3之任務 :方法係於分配為非保護頻帶之期間執行 二=分配為保護頻帶之期間稱為「保 矛々 :刀配為非保護頻帶之期間稱為「非保護期 有複數個非即時性任務時，等分非保護期間tn，分別執;; 各非即時性任務。 圖13⑷係表示動作頻率為f。時之任務執行狀態的圖。動 率為f❶時，保護期間州.7卜非保護期間tn為03 t。

性任務有2個，故而以0.15 t期間為單位依次分別執 订各非即時性任務。 圖13 (b)係表示動作頻率為G. 8 f。時之任務執行狀態的 圖。動作頻率為〇.8 f〇時，動作頻率之週期為t/(〇.8.f。），故 而保護期間4 0.7 f〇.t/(0射。)=7/8.t，非保護期間如為 1^8.'。非即時性任務有2個，故而以1/16化期間為單位依 人執仃各非即時性任務。於本圖中，即時性任務灯佔有保 護期間tr之期間，但以短於保護期間tr之期間0完成處理 式》又疋即時性任務RT之程式，故而一般並非佔有整個 101061.doc -21 - 1274286 保護期間tr。 圖14係表示實施形態3之任務管理部i5〇之内部構成圖中 -例之圖。付以與已說明之構成㈣符號的本圖之構成 中，功能及動作與已說明之構成大致相同。以下，以與已 說明之構成中功能不同之點為中心加以說明。進度製作部 156使用如圖13說明之方式，進行任務之排程。進度製作 部156自任務表格164讀人即時性任務與非即時性任務，以 接著即時性任務執行非即時性任務之方式製作進度。又， 進度製作部156為了排程’參照控制目標表格⑽，算出對 應於動作頻率之非即時性任務之執行時間。且進度製作部 156例如以非即時性任務為單位，對應執行時間製作進 二ft部158基於進度中包含之執行時間，設定用以切 換非即時性任務之插入計時器。 ::圖。控制目標表格16。將動作頻率與為執行非即時性 "1:佔有處理益之時間、即非保護期間_聯保存。於 作頻率，縱轴取非保護期間tn，將保持於控制目 二為:之此等資料製成圖表’則如本圖所示，成為以 定為二Γ不同樣態。於本實施形態中，將保護頻帶設 間二.=為非保護頻帶自 為0·3 t，於〇·9 f。至0·7 f時，非 降至_卜自〇.3遞形 伴… 作頻率低於作為保護頻帶之〇·7 f。時， 亦可將非保護期間tn設為〇,但於本實施形態 101061.doc -22- 1274286 中，為避免完全不執行非即時性任務之狀況，非保 tn成為〇·〇ΐ t。例如，於非保護期間匕為 護期間 _，非即時 性任務有2個時，各非即時性任務之執行時間分別為㈣ 卜圖14之進度製作部156基於該控制目標調整執行. 性任務之時間。 f (實施形態4) 圖16係實施形態4之任務管理部15〇之内部構成圖。實施 形態4係按照半導體積體電路1〇〇之使用率將控制目標表格 160最佳化之形態。於付以與已說明之構成相同符號的^ 圖之構成中，功能及動作與已說明之構成大致相同。以 下，以與已說明之構成中功能不同之點為中心加以說明。 更新部192算出特定期間中半導體積體電路ι〇〇之使用率 之平均值，並&於該平均纟，以增加非保護期間化之方式 將控制目標表格160最佳化。於平均值低於臨限值時，^ 負載較少時，更新部192將控制目標表格16〇中之非保護期 間tn延長於平均值兩於臨限值時，更新部丨92將控制目 標表格恢復為預設值。用以判斷更新之臨限值或延長非保 護期間tn之長度可藉由實驗設定為適當值，亦可隨著執行 逐步反映。 圖17係用圖形表示藉由圖16之更新部192得以最佳化之 控制目標表格160中保持之資料的圖。於本圖中，保護頻 帶移至0.5 f。，於〇·9 f。至〇·5 f。時，非保護期間比自〇·3遞 形降至0.01 t。如此，按照處理器之使用率調整保護頻 帶，可有效地利用處理器之處理能力。 101061.doc -23- Ϊ274286 以上，以實施形態為基礎說明本發明。業者理解，此等 貝知形態係例示，於此等各構成要素或各處理製程之組合 中可實現各種變形例，又該變形例亦不超過本發明之範 圍。作為此種變形例，於實施形態丨至實施形態4中，已說 明將應於一訊框期間完成繪畫處理之有時間性限制之任務 分配於保護頻帶，將無時間性限制之任務分配於非保護頻 帶，但分配於保護頻帶或非保護頻帶之條件並不限定於 此。

亦可自與時間性限制不同之觀點’將任務分配於保護頻 帶或非保護頻帶’例如可自是否必須確切記錄資料之觀 點，將任務分配於保護頻帶或非保護頻帶之任何一個。此 時，例如有將節目轉播錄像之任務與文字處理之任務時， 亦可自確切地記錄資料之觀點，將錄像之任務分配於保護 頻帶，將文字處理之任務分配於非保護頻帶。藉由如此改 變：配於保護頻帶與非保護頻帶之條件，可將實施形態中 已-兄明之任務官理方法使用於例如控制航空機之電腦或押 制汽車之電腦等搭載即時性〇8之電子裝置中。 1 作為其他變形例，於^會大念游台泛+ J π霄轭形悲中自熱控制之觀點，控制 半導體積體電路100之動作嘀銮 <勒彳乍頻率，亦可例如自電力消耗之 觀點’控制動作頻率。消耗電力與時脈之動作頻率、電路 之電晶體數量以及電源電塵之二次方成比例。反言之，若 知道動作頻率、成為負載 ^ m艾电日日體數®以及電源電壓，可 异出消耗電力。例如，圏3 外 囷之頻率控制部110亦可自測定調 節器輸出電壓值之傳咸哭p +广 ^ 寻α时取侍電壓值，於由該電壓值管 101061.doc -24 - 1274286 ^耗電f料㈣料，為防止暴熱 率。又’亦可邦斷電源模式係電池模式頻 於電池模式時，為節電而降低動作頻率。此時=式， 實施形態中已說明之任務管 ’、σ依據 時性。 理μ ’保證即時性㈣务之即 =其他變形例實施形態中按照主處理部12〇 作頻率凋整即時性任務之執行率，亦可 戎盆用、嘉Φ 主處理部120 次其周邊電路之溫度調整非即時性任務之執行率。例如， 於设有按照主處理部120或其周邊電路之溫度，愈軟體獨 :地：：供給至主處理部12。之時脈之動作頻率的電路 :動作：ΐ處理部12°或其周邊電路之溫度，硬體式地控 =::率：！此種電路中，可軟體式地取得之資訊並非 :而疋度貝訊時，即圖3之任務管理部15〇可 :度^而非頻率資訊時’亦可基於溫度資訊調整任務之 轨订率。此時，例如圖4之控制曰庐主 铋制目私表袼丨6〇將主處理部 广其周邊電路之溫度與執行率關聯保存，圖4之進度製 作部156基於該表格調整執行非即時性任務之時序。义 又’亦可按照主處料12G或半導體積體電…⑻之消耗

，力調整非即時性任務之執行率。於圖3之任務管理部BO 自士各種電源管理軟體等可取得消耗電力資訊而非頻率資訊 時’亦可基於消耗電力資訊調整任務之執行率。此時，例 =圖4之控制目標表格⑽將消耗電力f訊與執行率關聯保 圖之進度製作部15 6基於該表格調整執行非即時性任 務之時序。 I01061.doc -25· !274286 [產業上之可利用性] ^發明可適用於處理器之任務管理領域。 【圖式簡單說明】 圖Ua)係時間系列地表示 中权放疮 吊勒作頻率動作之處理哭 時處理器中任務處理狀態之圓，⑷料間系列地表:降 頻率更加下降時處理器中任務處理狀態之圖。丁作 圖2(a)係表示動作頻率為f 埶夕、s #仏a f P不必抑制處理器之發 …之通吊動作頻率時任務執行狀 Μ A 0 7 X糸表不動作頻 羊為〇·7 f〇時任務執行狀態 能> k 1… (c)係表不基於本實施形 匕、之任務管理方法管理任務時， ^ +1 助作頻率為〇·7 f0時之任 務執行狀態的圖。 圖3係利用圖2所說明之任務營 仰、么认 糈e理方法，執行任務之處理 益糸、、’充的構成圖。 圖4係圖3之任務管理部之内部構成圖。 圖5係用圖形表示保持於圖3之控制目標表格之資料的 圖0 圖6係表示圖4中任務表袼之資料構造之一例的圖。 圖7係圖4之進度製作部156之内部構成圖。 圖8係圖4之任務管理部中管理任務之處理之流程圖。 圖9係實施形態2之任務管理部之内部構成圖。 圖10係用圖形表示保持於藉由圖9之更新部得以最佳化 之控制目標表格之資料的圖。 圖π係圖9之任務管理部中任務管理處理之流程圖。 101061.doc -26 - 1274286 ®12相9之控制目標表格更新處理之詳細流程圖。 圖⑷係表不動作頻率為f〇時任務執行狀態之圖，⑻係 表示動作頻率為0.8 f。時任務執行狀態之圖。 圖14係表示實施形態3之任務管理部之内部構成圖的一 例之圖。 圖15係用圖形表示保持於圖“之控制目標表格之資料的 圖。 圖16係實施形態4之任務管理部之内部構成圖。 • 圖17係關形表示保持於藉由圖16之更新部得以最佳化 之控制目標表格之資料的圖。 【主要元件符號說明】 10 處理器系統 12 匯流排 14 主記憶體 16 程式 18 運算結果 30 基礎時脈供給部 100 半導體積體電路 102 溫度傳感器 110 頻率控制部 120 主處理部 130 内部時脈產生部 150 任務管理部 152 頻率檢測部 doc -27- 1274286 154 切換指示部 156 進度製作部 158 指示部 160 控制目標表格 162 登錄部 164 任務表格 170 第1計劃部 172 第2計劃部 174 設定部 176 計數器 190 處理器使用率檢測部 192 更新部 101061.doc -28-

Claims (1)

1274!祕17062號專利申請索 申請專利範圍替換本(95 ^ 1〇月） 十、申請專利範圍： 帶與不：：ΓΓ立時間分割為用以保證即時性之保護頻 降時，、^ Μ性之非保護頻帶，於處理11處理能力下 2 主“跳過麵護頻帶巾應執行之任務之執行。 求们之任務管理方法，其中於處理器 3· 過特”限值時’減小處理器之動作頻率。 4. f + 、之任務官理方法，其中相應於處理器之消& 電力減小處理器之動作頻率。 …耗 之::::::二其特徵在於:藉由處理器將應執行 主要片因為第1類型與第2類型’於因特定 類型二務=:Γ即時一 執行之第2類型任務之執行:應於弟1類型任務之間隔所 I =二7管理方法’其中上述第1類型任務係處 第識別為應保證即時性之任務者，上述 =務係處…特定方法識別為不保證即時： 6. -種任務管縣置，其特徵在於包含： 切換指示部，其進 切換指示；& 使主處理部執行之複數個任務之 才双測部，其檢消丨卜 上述切換指示部將=:=處:能力，· 時性之保雙頻* + 4 割為用以保證即 伴遵頻4不保證即時性之非保護頻帶，於上述 101061-951005.doc 1274286 IT： ^ 主處理部虛神处 L 一〜一一一 '，‘〜 I 行之杯欲 下降時’適當跳過非保護頻帶中應「執 】 <饪務之執行。 7·::求項6之任務管理裝置，其中上述檢測 主處理部之動作頻率。 上边 8· ^請求項6或7之任務管理裝置，其中更包含解釋部，1 $釋對於各任務中執行之喊内所記述之即時性的要 = 刀換指示部基於該解釋，將各任務分配於上述保 、V 3上述非保護頻帶之任何一個。 9·如請求項6或7之任務管理裝置，其中更包含判斷部，1 判斷各任務中執行之程式之性質； 上述切換指示部基於該判斷’將各任務分配於上述保 濩頻帶或上述非保護頻帶之任何一個。 1〇.如請求項6或7之任務管理裝置，其中上述單位時間係盘 顯示相關聯之單位時間。 〃 11 ·如請求項6或7之任務管理奘 办e理裝置，其中更包含第2檢測 邛，其檢測上述主處理部之使用率； .上述切換指示部相雁# 丨祁應於上述使用率，變更非保護頻帶 中應執行之任務之執行率。 U·如請求項1丨之任務營 廿山Λ “理裝置，其中更包含表袼，其將關 於上：主處理部處理能力之資訊與該處理能力下之非保 濩頻帶中應執行之任務勃— 務之執仃率賦予對應並保持，上述 切換指示部於上述主處理部之使用率低於特定臨限值 時，使非保護頻帶中應執行之任務之執行率自上述表格 101061-951005.doc Ϊ274286 所設定之執行率提高。 ^(〇 ^ 13.「種任務管理裝置，其特徵在於：包含切換指示部，其 進订使主處理部執行之複數個任務之切換指示；及 核測邻，其檢測上述主處理部之處理能力； =述切換指示部將應於上述主處理部執行之任務相應 :、性質分為第!類型與第2類型’於因特定主要原因而 —° 4 <理之即時性時’ 面執行第旧型任務， 一面適#跳過應於第1類型任務之間隔所執行之第2類型 任務之執行。 種半導體積體電路，其特徵在於包含： 主處理部，其執行特定任務；及 任務管理部，其將處理之單位時間分割為用以保證即 日’性之保護頻帶與不保證即時性之非保護頻帶，於上述 /主處理部處理能力下降時’適當跳過非保護頻帶中應執 行之任務之執行。 15.^清求項14之半導體積體電路’其中更包含時脈產生 部’其供給特^動作頻率之時脈至上述主處理部； 上述任務管理部於上述動作頻率下降時，適當跳過非 保護頻帶中應執行之任務之執行。 !6·=請求項15之半導體積體電路，其中於上述主處理部或 其周邊之溫度超過特定鈐 行疋L限值時，上述時脈產生部減小 上述動作頻率。 17^請求項16之半導體積體電路，其中上述時脈產生部相 應於消耗電力，減小上述動作頻率。 ， 101061-951005.doc 1274286 :. fr， 18. 如請求項15之半導體積體電路，其中上述任務管理部於 上述主處理部或其周邊之溫度超過特定臨限值時，適當 跳過非保護頻帶中應執行之任務之執行。 胃 19. 如請求項15之半導體積體電路，其中上述任務管理部相 • 應於消耗電力，適當跳過非保護頻帶中應執行之任務之 • 執行。 20· —種半導體積體電路，其特徵在於包含： φ 主處理部，其以特定動作頻率執行任務； 時脈產生部，其供給上述動作頻率之時脈至上 理部；及 处 電其藉由自外部讀入用以實現任務管理功能之程 式 動恶地貫現任務管理功能； i述任務管理功能係將處理之單位時間分割為 β丑即時性之保護頻帶與不保證镅 ” ^ τ丨土 <非保濩頻帶，於 上迷動作頻率下降時，適當跳過非 任務之執行。 Τ應轨仃之 21. —種電子裝置，其特徵在於包含·· 處理器，其以特定動作頻率執行任務’及 記憶部，其保持使上述處理器執行之程式； 上述程式係使上述處理器實現 務俜將虛* 、 任矛力之功能，該任 矛“糸將處理之早位時間分割為用以保 … 帶與不保證即時性之非保護頻帶，^之保護頻 時，適當跳過非保1頻π& 、述動作頻率下降 、升俅邊頻τ中應執行之任 22·如請求項2 1之電子裝 订。 破置其中更包含頻率控制部，其於 10W61-951005.doc

1274286 小上述動作頻率。 月长員21之電子裝置，其中更包含頻率控制部，其相 應於消耗電力減小上述動作頻率。 24. -種記錄媒體，其記錄使電腦實現下述功能之程式：於 猎由處理H執行任務時，將相之單料間分割為用以 保證即時性之保護頻帶與不保證即時性之非保護頻帶， :處理器之處理能力下降時，適當跳過非保護頻帶中應 執行之任務之執行。 25. -種記錄媒體，其記錄使電腦實現下述功能之程式：將 應藉由處理器勃^千夕/ 欠 任務相應於其性質分為第1類型與 1 A因特定主要原因而有可能損害處理之即時 日’ ®執行第1類型任務，-面適當跳過應於第!類 型任務之間隔所執行之第2類型任務之執行。 、 26· 一種任務管理系统，其特徵在於包含： 處理益，其以特定動作頻率執行任務； 時脈產生部，1供 „。· n 八仏、·，°上述動作頻率之時脈至上述處理 杰'，及 切換指不部，JL淮a- ,,,,. 之切換指示； 丁使上述處理器執行之複數個任務 即指示Γ系將處理之單位時間分割為用以保證 ，广蒦頻""與不保證即時性之非保護頻帶，於上 述处理器動作頻率 行之任務之執行。 適虽跳過非保護頻帶中應執 101061-951005.doc 1274286 tT/O 27·如請求項26之任務管 述處理器或其周邊電 上述動作頻率。

理系統，其中上述時脈產生部於上 路之溫度超過特定臨限值時，減小 28·如請求項26之任務管理系統 於上述處理器之消耗電力， ，其中上述時脈產生部相 減小上述動作頻率。 應

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