[发明专利]降低CPU能耗的方法

说明书

本申请公开了一种降低CPU能耗的方法。包括如下步骤：第1步，CPU配置中断控制器，将所有外部中断源都配置为禁止报告。第2步，CPU开启定时器的计时。此时，中断控制器仍正常接收外部中断，但停止向CPU报告。第3步，当定时器的定时周期到达，CPU配置中断控制器，将所有外部中断源都配置为允许报告。此时，中断控制器将这一段时间的所有已经发生的外部中断报告给CPU；待CPU处理完毕后，回到第1步。本申请还可根据外部中断的类型选择性地配置禁止报告和允许报告的外部中断源。由此，本申请可使CPU延长睡眠时间，并有利于CPU进入较深的睡眠模式，从而达到降低能耗的目的。

技术领域

本申请涉及一种计算机、平板电脑、手机等智能电子设备中降低CPU能耗的方法及装置。

背景技术

智能电子设备中的CPU或处于运行状态，或处于睡眠状态。CPU的睡眠状态通常分为由浅到深的多种睡眠模式，睡眠模式越深，功耗越低，但同时唤醒的代价(苏醒时间、功耗)也越大。当操作系统发现当前无事可做、准备将CPU置于睡眠状态时，会权衡各种因素，将CPU置于合适的睡眠模式。

各种CPU的睡眠模式在数量和含义上有所区别，但原理大体相同。以德州仪器(TI)公司的OMAP4460芯片为例，这是一款采用了ARM Cortex A9内核的双核CPU，有四种睡眠模式C1～C4。操作系统根据预期睡眠时间来决定CPU进入哪种睡眠模式，如下表1所示：

表1OMAP4460芯片的四种睡眠模式

谷歌Galaxy Nexus手机的CPU正是OMAP4460芯片，该款手机除显示屏以外的整体功耗为：运行状态下1W；C1睡眠模式下0.62W；C2睡眠模式下0.15W；C3睡眠模式下0.12W；C4睡眠模式下0.08W。显然，如果能在保证系统性能的同时延长CPU处于睡眠状态的时间、或者将CPU的睡眠模式由浅变深，就能够显著降低能耗。

在智能电子设备中，操作系统通常将中断分为硬件中断和软件中断两大类，其中的硬件中断又分为外部中断和内部中断两小类。所述外部中断是由指外部设备(即除CPU和内存以外的硬件设备)发出的中断请求。外部中断由中断控制器负责报告给CPU，目前广泛使用的是可编程中断控制器(PIC，Programmable Interrupt Controller)。早期的中断控制器是与CPU独立封装的一块硬件芯片，如今通常与CPU集成在一个封装内。

请参阅图1，这是一种现有的中断控制器。其一方面连接多个外部设备，接收它们所发出的外部中断；另一方面连接CPU，向CPU报告外部中断，即向CPU发出中断信号。在中断控制器内，对每一个外部中断源(即外部设备)都有一个中断禁止位(disable bit)。目前通用的中断控制器完全由CPU控制，CPU可以配置各个中断禁止位，从而让中断控制器禁止报告某些外部中断。通常情况下，中断控制器在收到外部中断后，如果来自于未被禁止报告的外部中断源就立即将该外部中断报告给CPU，如果来自于被禁止报告的外部中断源则不将该外部中断报告给CPU。如果多个未被禁止报告的外部中断同时发生，中断控制器会根据优先级依次报告给CPU。CPU一旦接收到外部中断，就会调用相应的中断处理函数进行处理。

请参阅图2，外部中断在时间上并无规律，中断控制器采用的实时报告机制并不考虑CPU是处于运行状态还是睡眠状态。处于睡眠状态的CPU一旦接收到中断信号，就会被唤醒为运行状态。各种外部中断使得CPU的睡眠时间碎片化，并使CPU难以进入深度睡眠模式。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是通过约束外部中断的报告时机，来降低CPU能耗的方法。

为解决上述技术问题，本申请降低CPU能耗的方法包括如下步骤：

第1’步，CPU配置中断控制器，将可推迟的外部中断和连续型外部中断所对应的外部中断源配置为禁止报告，将不可推迟的外部中断所对应的外部中断源配置为允许报告；