[发明专利]一种用于异构计算的电源控制系统、方法、设备及介质

说明书

本发明涉及芯片设计领域，尤其涉及一种用于异构计算的电源控制系统、方法、设备及介质。所述系统包括：具有第一功能模块和第二功能模块的异构计算单元；输出每个功能模块时钟频率的锁相环；用于检测第一功能模块和第二功能模块发出的访问请求、响应请求应答的握手检测单元，并为第一功能模块和第二功能模块分别生成状态标记；频控压源为每个功能模块输出一路电源总线，每路电源总线与对应的功能模块的电源引脚连接并在二者之间串联第一开关管，根据状态标记控制对应第一开关管导通或关闭，以及在第一开关管导通时根据时钟频率调整对应电源总线的电压值。本发明的方案对功能模块的供电及电压进行动态调控，有效地降低了系统功耗。

技术领域

本发明涉及芯片设计领域，尤其涉及一种用于异构计算的电源控制系统、方法、设备及介质。

背景技术

芯粒（Chiplet）是不同功能芯片裸片的拼搭，某种意义上也是不同IP的拼搭。摩尔定律的终结加速了对Chiplet异构的需求和使用，广泛地应用在高效能运算处理器、高性能AI计算和物联网、无线边缘等计算系统中，而且也为下一代芯片演进增加了灵活性和适用性。然而，异构计算系统中中央处理器CPU（CentralProcessing Unit）、图形处理器GPU（GraphicsProcessing Unit）、数据处理器DPU（DataProcessing Unit）等核心功能因需要对传输数据进行大量的数学处理和电平转换，导致整个系统功耗高达几百瓦。虽然采用了风冷或液冷散热技术可以降低系统功耗，但不可能将核心内部的热量全部带走，这也将会因核心温度过高导致异构计算系统出现宕机故障。尤其是功耗要求严格的情况下，动态电压调控技术显得尤为重要。

目前的芯片工作电压已经从以前的5V降低到3.3V、2.5V、1.8V，甚至更低。为了在降压的同时维持电压信号的高稳定性、低噪声等特性，一般会采用传统降压型电源管理技术，其结构图1所示。传统降压型电源管理中降压型电源电路包括功耗级电路、DC-DC降压模块（Direct Current-DirectCurrent）、低压差线性稳压器LDO（Low DropoutRegulator）等，其中，功耗级电路是将高输入电压转换成低输出电压，可直接供于所需的功能芯片，也可通过DC-DC降压模块进行分压处理，输出更低电压信号。LDO主要对输出电压的纹波处理，输出高质量的电压信号。传统降压型电源电路结构复杂、电路复杂度高、功耗高，但只能通过采用先进工艺和降压技术等方法来降低功耗，这又以电路复杂度和功能芯片性能为代价。同时，该电路结构输出的电压信号比较单一、固定，无法跟踪功能芯片工作频率变化而变化。

发明内容

有鉴于此，有必要针对以上技术问题，提供一种用于异构计算的电源控制系统、方法、设备及介质。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于异构计算的电源控制系统，所述系统包括：

异构计算单元，所述异构计算单元包括发出访问请求的第一功能模块和被请求第二功能模块；

锁相环，所述锁相环用于输出与异构计算单元中每个功能模块一一对应的时钟频率；

握手检测单元，所述握手检测单元通过访问总线与所述异构计算单元连接，所述握手检测单元用于检测第一功能模块发出的访问请求应答和第二功能模块发出的响应请求应答，并根据所述访问请求应答和所述响应请求应答为第一功能模块和第二功能模块分别生成状态标记并输出；

频控压源，所述频控压源为每个功能模块输出一路电源总线，每路电源总线与对应的功能模块的电源引脚连接并在二者之间串联第一开关管，所述频控压源根据所述第一功能模块和所述第二功能模块的状态标记控制对应第一开关管导通或关闭，以及在第一开关管导通时根据所述时钟频率调整对应电源总线的电压值。

在一些实施例中，所述频控压源包括状态选通电路、比较器和频控电压器；