[发明专利]具有可调节的性能水平的数据处理装置及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据处理装置以及操作这种装置的方法。

背景技术

美国专利No.7,194,385描述了一种数据处理装置，该数据处理装置根据其工作量通过适配其性能水平来降低功耗。通过改变该数据处理装置的电源电压和/或时钟频率可以适配其性能水平。这样，能够以较低的性能为代价来实现降低的功耗，反之，能够以较高的功耗为代价来实现提高的性能。然而，如果性能降低得太多，则会导致不能及时完成时间紧急的任务。因而，已知根据在不同时间执行的任务将性能水平适配为时间的函数。

美国专利No.7,194,385描述了一种数据处理装置，其中测量先前时间间隔期间的“已完成工作”来预测所需的性能水平。“已完成工作”表示了历史的工作量，即，在这些时间间隔期间当前各任务必须执行的指令的数量。如果这些任务不需要完成太多的工作并且性能水平又太高，则数据处理装置将空闲，不对已完成工作作出贡献。美国专利No.7,194,385描述了如何能够设置该性能水平，以便将具有指数衰减的权重的先前的已完成工作的平均水平处理为在过去进一步完成的工作。

遗憾地是，数据处理装置的工作量会作为时间的函数不规则地变化。从而，在某些情况下已经发现，根据平均水平设置的性能水平导致了不是最佳的结果。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种数据处理装置，其提供有效的性能水平设置。

提供根据权利要求1的数据处理装置。其中，使用模式匹配来检测处理器的观测到的工作量模式是否与参考工作量数据向量匹配。如果匹配，使用匹配的工作量数据向量的预存控制信息来控制该处理器的性能水平。这使得能够处理无法根据当前工作量模式计算的工作量变化。

在一个实施例中，在匹配的工作量数据向量仍匹配处理器的工作量模式的较早场合之后，根据观测到的工作量确定预存控制信息。从而能够动态地适配控制信息。可替换地，可以通过程序员预置控制信息。

附图说明

通过使用下列附图的示例性实施例的描述，本发明的这些和其他目的以及优选实施例将得以呈现，其中：

图1示出了数据处理装置；

图2示出了性能水平控制的流程图；

图3示出了控制信息调节的流程图；

图4示出了性能水平的曲线图。

具体实施方式

图1示出了数据处理装置，其包括处理器10、硬件计时器12、模式移位寄存器14、模式存储器16、模式匹配单元18和性能水平控制器19。处理器10包括工作量寄存器102。工作量寄存器102的输出端耦合到模式移位寄存器14的数据输入端。硬件计时器12的输出端耦合到工作量寄存器102的复位输入端和模式移位寄存器14的控制输入端。模式匹配单元18耦合到模式移位寄存器14的输出端并且耦合到模式存储器16。性能水平控制器19的输入端耦合到模式匹配单元18。可选地，性能水平控制器19的另一输入端(未示出)耦合到模式移位寄存器14。性能水平控制器19的输出端耦合到处理器10的性能控制输入端。

尽管在所示的实施例中示出了分离的模式移位寄存器14、模式存储器16、模式匹配单元18和性能水平控制器19，但是应当注意到，在可替换实施例中可以由处理器10中的任务等效地执行这些电路的功能。

在操作中，处理器10运行程序以执行任务，按照在性能控制输入端的控制之下所选择的性能水平进行操作。不同的性能水平可以对应于电源电压和用于执行程序指令的处理器核心(没有分离地示出)的时钟频率的不同组合。通常，这些任务包括必须满足实时要求以便无差错地操作的任务。例如，实时的音频和/或视频解码和/或编码任务规定连续的周期时间点，并且如果在各个这些时间点之前递送所处理数据的各个帧则无差错地操作。在这些时间点之前的时期中，性能水平必须足够高以实现及时的递送，但是在其他时期中可以将性能水平设置得较低。

在运行期间，处理器10使用表示花费在任务上的指令周期的数量的增量对工作量寄存器102的内容有规律地进行更新，没有计算空闲时间的周期。硬件计时器12定义采样周期。硬件计时器12基于工作量寄存器的内容的样本，周期地使得工作量数据被移位到模式移位寄存器14中，并且随后使得工作量寄存器102的内容被复位。例如，每X毫秒就完成一次，例如X在3-10毫秒之间的范围内。清楚的是，用于取得样本的这些时间间隔的持续时间比用于执行单个指令的持续时间要长很多(例如，大于一千倍以上)。从而，连续样本的向量为程序的一般行为(而不是为单独的指令)形成了平均程序标记(也被称作代码标记)。