用于便携式计算设备中基于智能多媒体的热功率管理的系统和方法
【专利说明】用于便携式计算设备中基于智能多媒体的热功率管理的系 统和方法
[0001] 相关领域的描述
[0002] 便携式计算设备（"P⑶"）正成为个人和专业层面人士的必需品。这些设备可以 包括蜂窝电话、便携式数字助理（"PDA")、便携式游戏控制台、掌上型计算机和其它便携式 电子设备。
[0003] PCD的一个独特方面在于它们通常并不具有诸如风扇之类有源冷却设备，在诸如 膝上型计算机和桌面型计算机之类的大型计算设备中通常能找到这些设备。不是使用风 扇，而是PCD可以依赖电子封装的空间布置，使得两个或更多的有源和发热部件在位置上 不相互邻近。很多P⑶还可以依赖于诸如热沉之类的无源冷却设备，以管理共同地形成相 应P⑶的电子部件之间的热能。
[0004] 现实情况是P⑶通常受尺寸限制，因此，用于P⑶中的部件的空间通常极为重要。 因此，在PCD中很少有足够的空间可被工程师和设计师利用，以通过采用无源冷却部件的 巧妙空间布局或者策略性布置来减轻处理部件的热降级或者热失效。因此，当前的系统和 方法依赖于嵌入在PCD芯片上和其它地方的各种温度传感器来监测热能的耗散，并然后使 用这些测量结果来触发热功率管理技术的应用，其中这些热功率管理技术调整工作负载分 配、处理速度等等以减少热能的产生。
[0005] 例如，在与游戏应用相关联的繁重的图形处理工作负载下，当前系统和方法限制 图形处理单元（"GPU"）的电压和频率以减轻过多的热能生成。这样做，并没有减少与游戏 应用相关联的图形处理工作负载，反而还降低了对工作负载进行处理的速度。不可避免的 结果是以用户感知的服务质量（"QoS"）所测量的用户体验（"Ux"）为代价，来减轻热能 产生。也就是说，对GPU进行限制实现了减少GPU的热能产生的目标，但却造成用户体验由 于慢速的图形输出受损。因此，用于减轻PCD中的多媒体处理部件的热能产生的当前系统 和方法，可能不必要地影响了向用户提供的QoS。
[0006] 因此，本领域需要用于P⑶中的基于智能多媒体的热功率管理的系统和方法。更 具体而言，本领域需要通过经由多媒体参数设置的选择性调整，来修改基于多媒体的工作 负载，从而管理多媒体处理部件中的热能产生的系统和方法。
【发明内容】
[0007] 公开了用于在便携式计算设备（"PCD"）中实现的基于智能多媒体的热功率管理 技术的方法和系统的各种实施例。一种用于基于智能多媒体的热功率管理的方法的示例性 实施例，包括：对PCD中与功耗相关联的状况进行监测。根据一个实施例，该状况可以是总 功耗水平或者与该PCD的部件或方面相关联的温度测量结果（例如，该PCD的"皮肤"温度 或者图形处理单元的管芯结点温度）或者二者。将该状况和与该状况相关联的预定义阈值 (例如，温度阈值或者功耗预算）进行比较。基于该状况与预定义的阈值的比较，该方法可 以确定对功耗的调整是授权的。
[0008] 确定对功耗的调整触发一个或多个视觉多媒体参数的调整，其中这些参数的设置 促成与整体多媒体工作负载相关联的功耗。收集指示多个视觉多媒体参数的活动设置的数 据，并查询针对视觉多媒体参数中的每一个的性能图表。随后，将每一个视觉多媒体参数的 活动设置映射到其相应图表，使得定义具有斜率的切线。将与每个视觉多媒体参数相关联 的切线斜率进行比较，并基于切线斜率的比较，选择第一视觉多媒体参数以用于将被调整 的其活动设置。有利的是，调整视觉多媒体参数操作的活动设置，以修改整体的多媒体工作 负载，使得相应地调整该PCD中的功耗。
[0009] 值得注意的是，根据特定的情形，对功耗的调整可以是功耗的减少（用于减少热 能产生）或者功耗的增加（用于提高对用户的服务质量）。在任一情形下，用于设置调整 的视觉多媒体参数的选择，是用户体验的改变与可能由该设置调整导致的功耗的改变的函 数。也就是说，在对功耗的调整包括确定功耗减少的情形中，实施例可以选择针对视觉多媒 体参数，所述活动设置的调整将提供每单位功耗减少的对用户体验的最小不利影响的视觉 多媒体参数。类似地，在对功耗的调整包括确定功耗增加的情形中，实施例可以选择针对视 觉多媒体参数，所述活动设置的调整将提供每单位功耗增加的对用户体验的最大积极影响 的视觉多媒体参数。
[0010] 某些实施例可以针对其调整设置的示例性视觉多媒体参数包括但不限于：颜色深 度、显示亮度、GPU处理分辨率、图像动态算法选择、分辨率缩放比率以及帧频处理速率。
【附图说明】
[0011] 在附图中，除非另外指出，否则贯穿各个视图的相同附图标记指代类似的部件。对 于利用诸如" 102A"或" 102B"之类的字母字符进行命名的附图标记而言，这些字母字符命 名可以区分在同一附图中出现的两个类似部件或者元素。当附图标记旨在涵盖所有附图之 中具有该相同附图的所有部件时，可以省略用于附图标记的字母字符命名。
[0012] 图1A-1D是示例性视觉多媒体参数图表，其每一个示出了视觉多媒体参数设置、 相对于该设置的用户体验和与该设置相关联的功耗之间的关系；
[0013] 图2是用于通过一个或多个视觉多媒体参数的选择性调整，在便携式计算设备 ("pCD"）中实现基于智能多媒体的热功率管理的片上系统的实施例的功能框图；
[0014] 图3是以无线电话的形式来示出图2的PCD的示例性、非限制性方面的功能框图， 其中该无线电话用于实现用于基于智能多媒体的热功率管理的方法和系统；
[0015]图4是示出图3的PCD的示例性软件架构的示意图，用于基于智能多媒体的热功 率管理；
[0016] 图5A-5B描述了一种逻辑流程图，其描绘了用于通过一个或多个视觉多媒体参数 的选择性调整，在图2的P⑶中对热能产生进行基于智能多媒体的管理的方法。
【具体实施方式】
[0017] 本文所使用的"示例性"一词意味着"用作例子、例证或说明"。本文中描述为"示 例性"的任何方面不必被解释为是排他性的、比其它方面更优选或更具优势。
[0018] 在本说明书中，术语"应用"还可以包括具有可执行内容的文件，例如：目标代码、 脚本、字节码、标记语言文件和补丁。此外，本文所引用的"应用"还可以包括：在本质上不 可执行的文件，例如，需要被打开的文档或者需要进行访问的其它数据文件。
[0019] 如本说明书中所使用的，术语"部件"、"数据库"、"模块"、"系统"、"热能产生部件"、 "处理部件"、"多媒体处理部件"等等旨在指代与计算机相关的实体，无论其是硬件、固件、 硬件和软件的结合、软件或运行中的软件。例如，部件可以是，但不限于是：在处理器上运行 的处理、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。举例而言，在计算设备 上运行的应用和该计算设备都可以是部件。一个或多个部件可以存在于处理和/或执行线 程中，且部件可以位于一个计算机中和/或分布在两个或更多计算机之间。此外，这些部件 能够从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质中执行。这些部件可以诸如根据具 有一个或多个数据分组的信号（例如，来自一个部件的数据，该部件与本地系统、分布式系 统中的另一个部件进行交互，和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统 进行交互），以本地和/或远程处理的方式进行通信。
[0020]在本说明书中，术语"中央处理单元（"CPU"）"、"数字信号处理器（"DSP"）"、"图 形处理单元（"GPU"）"和"芯片"可互换地使用。此外，CPU、DSP、GPU或芯片可以包括本文 通常称为"内核"的一个或多个不同的处理部件。另外，在CPU、DSP、GPU、芯片或内核是P⑶ 中的消耗各种水平的功率以按照各种水平的功能效率进行操作的功能部件的范围内，本领 域普通技术人员将认识到，这些术语的使用并不是将所公开的实施例或者它们的等同物的 应用，限制于PCD中的处理部件的上下文。
[0021] 在本说明书中，应当理解的是，可以结合能产生或者消散能量的设备或部件来使 用术语"热量"和"热能"，其中该能量可以以"温度"为单位进行测量。因此，还应当理解的 是，参照某种标准值，术语"温度"预想任何测量结果，其可以指示产生"热能"的设备或部 件的相对温暖或者没有热。例如，当两个部件处于"热"平衡时，这两个部件的"温度"是相 同的。
[0022] 在本说明书中，术语"工作负载"、"处理负载"和"处理工作负载"、"多媒体工作负 载"等可互换地使用，并通常针对于与给定的实施例中的给定处理部件相关联的处理负担、 或者处理负担的百分比。除了上面所定义的之外，"图形处理部件"或"多媒体处理部件"可 以是具有与其相关联的一个或多个视觉多媒体参数的任何部件，这些参数进行操作以定义 多媒体工作负载。为此，图形处理部件可以包括，但不限于包括：图形处理单元、显示控制 器、显示器、视频/照片编码器、用于前/后置相机的图像传感器处理器、内核、主核、子核、 处理区域、硬件引擎等等、或者位于便携式计算设备中的集成电路之内或者之外并被配置 为处理多媒体工作负载的任何部件。
[0023] 在本说明书中，术语"热减轻技术"、"热策略"、"热功率管理"、"热减轻测量"、"限 制"等等可互换地使用。值得注意的是，本领域普通技术人员应当认识到，根据使用的特定 背景，本段落中所列出的任何术语可以用于描述可操作为以热能产生为代价来增加性能、 以性能为代价来减少热能产生或者在这些目标之间进行交替的硬件和/或软件。
[0024] 在本说明书中，术语"便携式计算设备"（"PCD"）用于描述在有限容量的电源（例 如，电池）上操作的任何设备。虽然电池供电的PCD已经使用了几十年，但与第三代（"3G"） 和第四代（"4G"）无线技术的出现伴随发生的可再充电电池的技术进步，实现了具有多种 能力的众多P⑶。因此，P⑶可以是蜂窝电话、卫星电话、寻呼机、PDA、智能电话、导航设备、 智能本或阅读器、媒体播放器、前述设备的组合、具有无线连接的膝上型计算机等等。
[0025] 在不必然影响服务质量（"QoS"）的情况下，管理P⑶中的热能产生，可以通过对 功率预算和/或一个或多个传感器测量结果进行监测来完成，其中所述一个或多个传感器 测量结果与内核中的硅结点、层叠封装（"P〇P"）存储器部件和/或外壳（即，PCD的"皮 肤"）的温度相关。通过密切地监测功率预算和/或与部件相关联的温度，PCD中的智能多 媒体热策略管理器（"頂-TPM"）模