[发明专利]具有主单元和从属单元的数据处理设备中的电源管理

说明书

本发明涉及数据处理设备的领域。更具体而言，本发明涉及对所述设备内的功率消耗的管理。

在诸如便携式电话和计算机之类的片上系统集成电路和设备中的功率消耗是主要关心的事情。即使在非便携式设备中，减少功率耗散也是重要的，因为其减少了成本，简化了冷却、封装和电源的设计，以及增加了可靠性。

已知的电源管理方案主要分为两组。第一并且最常见的种类是诸如空闲超时之类的启发式电源管理策略，例如在某一不活动时段之后关闭显示器或调低CPU时钟。第二类是试图例如使用随机或Markov模型来预测何时将不使用设备并且暂停该设备的方案。这类方案包括在操作系统级上控制的自适应频率和电压缩放。

已知的电源管理方案的综述能够在Luca Benini等人的“A Survey of Design Techniques For System Level Dynamic Power Management”，IEEE Transactions On Very Large Scale Integration(VLSI)Systems，Volume 8，No.3，June 2002中发现。

以上所有方案具有的问题在于，它们往往会导致某一功率延迟折衷，也就是说，它们节省了功率，但是增加了等待时间。在包含许多处理单元和外围设备的片上系统的系统中，电源管理尤为困难。例如，诸如存储器之类的共享外围设备在特定的时间间隔可能被特定处理器所使用，但是在该时间间隔期间，该共享外围设备可能以低的等待时间被另一处理器所需要。诸如AMBA 3AXI电源管理通道和IEEE 802.11无线协议之类的已知方案依赖于单个电源管理器来解决所述系统电源问题。这些集中式方案不能很好地伸缩以用于较大的系统。被有区别地路由到主要通信总线的电源管理信令的集成也表示附加的开销并且带来了困难。

从一个方面来看，本发明提供一种用于处理数据的设备，其包括：

一个或多个主单元；

一个或多个从属单元；以及

互连装置，其被耦合到所述一个或多个主单元和所述一个或多个从属单元，以便沿着所述一个或多个主单元和所述一个或多个从属单元之间的有线路径来路由包括数据传输事务的事务；其中

由所述一个或多个从属单元中的作为事务的预定接受者的至少一个从属单元所接收的事务包括用于指定使用预测的一个或多个使用信号，该使用预测指示下一事务何时将被发送到所述一个或多个从属单元中的作为事务的预定接受者的所述至少一个从属单元；以及

所述一个或多个从属单元中的所述至少一个从属单元具有局部从属功率控制器，所述局部从属功率控制器响应于所述一个或多个使用信号，而在所述下一事务被预期接收之前将所述一个或多个从属单元中的所述至少一个从属单元切换到第一从属功率状态并将该状态保持一个时间间隔，以及及时将所述一个或多个从属单元的所述至少一个从属单元切换到第二从属功率状态以便服务于所述下一事务，所述第一从属功率状态与所述第二从属功率状态相比具有更低的功率消耗，并且所述第一从属功率状态与所述第二从属功率状态相比具有更长的响应等待时间。

本技术试图通过使设备将处于不活动的时段的基本上精确的指示能够以微体系结构水平被发信通知来以简化的功率延迟折衷来管理电源。这就消除了对于复杂的且不精确的启发式和/或预测模型的需求。本技术将电源管理授权于各个从属单元和主单元。本技术能够容易地伸缩，因为其不需要相关联的复杂的中央功率控制器。

在优选的实施例中，能够将电源管理信号与其他通信信号一起路由以使实施和可伸缩性变得容易，尽管更为一般的是，使用信号可能具有它们自己的分开的路由/总线。有线路径可以是具有在一起进行路由的各种信号的组合总线，或者是几个具有其自己的路由的独立总线。将电源管理信令作为标准通信的一部分来结合有助于可伸缩性。

在正被启动的事务与用于该事务的目标之间的不同点上能够产生或修改(仲裁)使用信号。使用信号的一个重要来源是发出事务的主单元，因为主单元将很可能能够准确地识别何时接着向从属单元发出事务，并且相应地结合与所述事务一起的适当的使用信号。用于插入或修改使用信号的另一适当的点将是在互连的级别处，其将很可能具有涉及作为整体的设备的状态的信息，例如由于在互连内所作出的仲裁决定而有可能确定：给定的从属单元的使用将不可能在比启动该事务的主单元所指示的更长的时段内被重复。