[发明专利]用于控制电源电压的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制电源电压的方法和系统。

背景技术

本发明属于主动电源管理领域(AMP)，其意味着在主动模式下处理器时钟频率和核电源电压(Vdd)的短期控制以最小化功耗。主动电源管理通常是由快速电源管理组件控制，其中时钟频率和电压每隔几百微秒需要修正。基于短期的应用需要做出决定。

为了正确地运转，要求许多计算系统运行在特定的速度。例如，为了实时处理呼叫数据以允许终端的操作者参加与另一个人的实时通信而且不掉线，无线通信网络的移动终端中的处理器要求操作在特定的速度。这仅是要求操作在特定的速度的计算系统的一个示例。为操作在特定的速度，用于计算系统中的时钟信号的频率要求为至少一个特定的阈值。

为了使计算系统操作在高时钟频率，要求对应的高电源电压。然而，当用于计算系统中的电源电压增大时，计算系统使用的功率也增大，这是不利的。这就期望保持低电源电压，但也不能太低以致使得计算系统不能操作在所需的时钟频率。

自动跟踪软件可以用来选择所需的电源电压用于计算系统中。例如AVS(自动电压控制)函数可以用来选择电源电压。

在试图适应计算系统上运行的软件时设置电源电压。具体地，由于表示为所执行软件的操作的结果的电源电流可比电源电压调节器电路能够反应的变化更快，因此当执行软件时，电源电压将发生波动。电源电压中的这种改变被称为电源“跳动”、“下降”、“瞬态响应”或简单“噪音”。电压调节器电路和其至计算系统的连接将包含电感和电容组件，因此，将会带来谐振频率，如果在激起这些谐振的频率上软件碰巧造成负载瞬变，那么该谐振频率可增大电压“跳动”的影响。如果电源电压变得太低，那么计算系统的关键时序路径中的逻辑能够失败并且一些电路能够在任何速度下均不工作。例如，WRITE操作，尤其是至6晶体管静态随机存取存储器(存储器)单元，在低电源电压条件下可能很容易故障。

为了避免计算系统中关键路径的故障，实施电压裕度，使得在正常操作条件下电源电压设置为比在当前时钟频率下关键路径所需的最低电压略高(高电压裕度的数量)。该电压裕度允许由于操作软件而使电压略下降而不下降至防止关键路径故障所需的最小值以下。典型地选择电压裕度以覆盖制造和软件变化性(即软件的因素)。选择电压裕度为对于在特定的速度的计算系统的关键路径中的任何部件均被认为是“安全”的水平。

附加的电压裕度增大计算系统在操作时的功耗。

发明内容

发明人已经意识到计算系统中大部分部件不要求如计算系统中目前所提供的大的电压裕度。因此，这些部件操作能在较低的电压裕度下操作，从而减少计算系统的功耗。另一方面一些部件要求比当前提供的电压裕度更大的裕度例如，当部件老化时，它们可能开始要求更大的电压裕度。本文提供一种方法和系统，用于调整用于计算系统中的电压裕度以适应具体的计算系统。通过这种方法，电压裕度可以优化用于特定的计算系统，从而减少功耗和/或减少计算系统的关键路径中的故障。

根据本发明的第一方面，提供了一种控制计算系统中电源电压的方法，该方法包括：存储电压依赖性参数，用于设置计算系统的电源电压；基于所存储的参数设置用于计算系统的电源电压；检测计算系统的崩溃并且基于此确定用于计算系统中的调整后的电压依赖性参数值；基于调整后的参数设置调整后的电源电压；并且存储调整后的参数用于计算系统的进一步使用。

电压依赖性参数(电压相关的指示)可以是用于计算系统中的电压裕度，或将影响电源电压裕度的任意其他可测量的和可控的参数。例如，如果已经通过使用位于计算系统中的电源电压依赖性振荡器的希望频率和所观察频率之间的差作为反馈对电源电压进行控制，那么裕度设置可表示为与所述振荡器的希望频率的偏移。在这种情况下将裕度表示并存储为频率值，但仍可能影响电源电压裕度。

根据本发明的第二个方面提供一种计算系统，该计算系统包括：存储装置，用于存储指示，用于设置计算系统的电源电压；

设置装置，用于基于所存储的指示设置用于计算系统的电源电压；

确定装置，用于检测计算系统的崩溃，并基于此确定用于计算系统中的调整后的指示；

其中计算系统配置为基于调整后的指示设置调整后的电源电压，并存储调整后的指示用于计算系统的进一步使用。