本申请要求2014年6月12日递交的申请号为62/011,189的美国临时案的优先权，在此合并参考该申请案的申请标的。
技术领域：
本发明涉及一种热管理方法和一种具有热管理机制的电子系统，特别涉及一种可以控制图形处理模块中的至少一个装置的温度的热管理方法，以及具有这种热管理机制的电子系统。
背景技术：
：对于电子装置而言，温度是受到高度重视的，因为高温可能会影响电子装置的性能，或使用户感到不舒服，甚至烧伤用户。因此，电子装置的温度应小心控制。例如，根据IEC62368-1，音频/视频、信息技术和通信技术装置–部分1：安全要求，接触表面的接触温度限制是48℃。然而，如果想要电子装置的温度被降低，整个电子装置的性能总是会被抑制以降低温度。技术实现要素：因此，本发明的一个目的是提供一种热管理方法，可以仅调整电子系统中的少数装置来控制温度。本发明的另一目的是提供一种电子系统，其可仅调整其中的少数装置来控制温度。本发明的一实施例提供一种热管理方法，用于控制图形处理模块的温度，包括：(a)获取图形处理模块的至少一个第一装置的至少一个装置参数；以及(b)根据所述装置参数调整所述图形处理模块中至少一个第二装置的至少一个操作参数。本发明的另一实施例提供一种具有热控制机制的电子系统，其包括：图形处理模块，用于产生或显示至少一个帧；参数采集装置，用于获取所述图形处理模块中的至少一个第一装置的至少一个装置参数；以及热管理装置，用于根据所述装置参数来调整所述图形处理模块中的至少一个第二装置的至少一个操作参数。在上述实施例中，可以通过仅调整少数装置来控制温度，从而使整个电子装置的性能不会大大降低。对于已经阅读后续由各图示及内容所显示的较佳实施例的本领域的技术人员来说，本发明的各目的是明显的。附图说明图1为根据本发明的一实施例的应用热管理方法的电子系统的框图。图2为根据本发明的一实施例的如图1所示的参数获取装置的详细结构的框图。图3为根据本发明的一实施例的如图1所示的热管理装置的详细结构的框图。图4为根据本发明的一实施例的如图1所示的图形处理模块的详细结构的框图。图5为根据本发明的一实施例的热管理方法的流程图。图6为根据本发明的一实施例的热管理方法的示意图。图7-图24为根据本发明的不同实施方案的热管理方法的操作示意图。具体实施方式图1为根据本发明的一实施例的应用热管理方法的电子系统的框图。电子系统可以是移动装置或任何其他装置。如图1所示，电子系统100包括图形处理模块101、参数获取装置103和热管理装置105。图形处理模块101是可以处理图形数据(graphicdata)的模块。在一个实施例中，图形处理模块101是为显示游戏程序能够绘制帧的模块，但不限于此。参数获取装置103可以获取对应于图形处理模块101的第一装置的至少一个装置参数(deviceparameter)DP。热管理装置105根据装置参数DP调整图形处理模块101的第二装置的至少一个操作参数(operatingparameter)。请注意，第一装置和第二装置可以是相同的装置，也可以是不同的装置。例如，第一装置和第二装置是同一存储装置。另外，在另一个例子中，第一装置是显示处理器，但第二装置是图形引擎。另外，在另一个例子中，第一装置或第二装置的数量大于1，以及第一装置和第二装置包括至少一个相同的装置。在本发明的一个实施例中，热管理装置105可以在不调整电子系统100的中央处理单元的任何设置或配置的条件下进行这样的调整。在本发明的另一实施例中，热管理装置105可以进一步对电子系统的中央处理器的设置或配置进行这样的调整。装置参数DP可以是表示或说明其温度的结果参数(consequenceparameter)。在一个实施例中，该装置参数DP包括至少一个以下参数或其组合：温度、电流值、功耗、信号延时值(signaldelayvalue)以及其他任何一种与温度相关的结果参数。在该实施例中，热管理装置105直接根据装置参数DP调整操作参数。作为一种选择，装置参数DP可以是与温度相关的配置参数(configurationparameter)。在一个实施例中，该装置参数DP包括至少一个以下参数或其组合：帧速率(framerate)、曝光值、帧分辨率(frameresolution)、功耗值、操作速度以及其他任何与温度相关的配置参数。在该实施例中，热管理装置105可以通过装置参数DP获取温度相关的信息或温度。例如，热管理装置105可基于装置参数DP通过搜索预定义查找表来获取温度相关的信息或温度。在另一个例子中，热管理装置105计算装置参数DP以产生温度相关的信息或温度。在该实施例中，热管理装置105可以首先根据装置参数DP计算或预测温度相关的值，然后相应的调整操作参数。然而，热管理装置105还可以直接根据装置参数DP调整操作参数。在一个实施例中，该装置参数DP由第一装置执行的至少一个操作来产生。例如，装置参数DP包括至少一个以下参数或其组合：第一装置要求的电流、以及对应于第一装置的温度。此外，在另一个实施例中，该装置参数DP是第一装置的操作参数。例如，装置参数DP包括至少一个以下参数或其组合：操作速度(operatingspeed)、操作电压(operatingvoltage)、亮度值和锐度值。对应于不同的装置参数，参数获取装置103可以包括不同的结构或配置。例如，如果装置参数DP包括温度，参数获取装置103可包括热传感器。此外，如果装置参数DP包括帧速率，参数获取装置103可以访问图形处理模块101中的该装置的操作参数。例如，访问在图形处理模块101中的解码器的帧速率的配置。将被调整的操作参数可包括：操作速度、任何配置参数(如帧速率、曝光值、帧分辨率、亮度值、操作电压、设置细节、渲染模式、或任何其他配置参数)、任何关于该第二装置的操作的参数、或其组合。请注意，装置参数DP和操作参数并不限于上述的例子。后续将进一步解释装置参数DP和操作参数的实例。图2为根据本发明的一实施例的如图1所示的参数获取装置103的详细结构的框图。在本实施例中，参数获取装置103可以包括热传感模块，该热传感模块可以检测表示或指示温度的参数，例如，温度、电流值、与温度变化相关的信号延迟值、或与温度有关的任何其它值。参数获取装置103可包括热传感器201，其直接感测图形处理模块中的装置的装置参数。在某些实施例中，热传感器201可以包括温度依赖的逆变器链(inverterchain)。在一个实施例中，该参数获取装置103还包括校准电路203，该校准电路被配置以最大限度地减少测量误差。校准电路203可根据环境温度或温度传感器201的类型信息来执行。在一些实施例中，通过离线处理可由查找表来实现校准。在一些其他实施例中，可通过外部温度计或内部逻辑来实现校准。图3为根据本发明的一实施例的如图1所示的热管理装置的详细结构的框图。在本实施例中，热管理装置105包括管理单元301和决定单元303。决定单元303被配置来根据接收到的参数确定是否使能管理单元301。例如，如果决定单元303接收高于相应的阈值的温度、电流值、或表示(或指示)温度的值，则决定单元303使能管理单元301以进行热管理。图4为根据本发明的一实施例的如图1所示的图形处理模块101的详细结构的框图。如图所示，图形处理模块400可包含以下中的至少一个：图像传感器401、图像信号处理器(ISP)403、单个(single)图像编码器405、单个图像解码器407、微控制单元408、视频编码器409、视频解码器411、显示处理器413、存储装置415、图形引擎417、面板驱动集成电路419、显示面板421、和电池423。图像传感器401用于感测图像(例如，拍照)。图像信号处理器403用于处理来自图像传感器401的图像信号。单个图像编码器405和单个图像解码器407用于处理独立的图像(例如，图片)以分别进行图像编码和解码。此外，微控制单元408用于控制图形处理单元101中的装置的操作。视频编码器409、视频解码器411用于处理包括多个图像(例如，视频流)的视频数据以分别进行视频编码和解码。显示处理器413用于处理来自图像信号处理器403、单个图像解码器407、视频解码器411或图形引擎417的图像或视频数据，来产生可显示在显示面板421上的图像或视频数据。存储装置415(例如，DRAM)用于存储图像或视频数据，以及存储可以被访问和被显示在显示面板421上的图像或视频数据。图形引擎417用于绘制图像。面板驱动集成电路419用于驱动显示面板421。图形处理模块400包括图1所示的图形处理模块101。在图4所示的实施例中，图形处理模块101可以包括显示处理器413、存储装置415、图形引擎417、面板驱动集成电路419和显示面板421中的至少一个。因此，这样的图形处理模块101可以通过图形引擎417来绘制通过显示面板421显示的帧。但是，图形处理模块101不仅限于包括在这里描述的装置，它可以包括显示处理器413、存储装置415、图形引擎417、面板驱动集成电路419、显示面板421和微控制单元408中的一个或多个。请注意，如果图形处理模块101包括微控制单元408，上述调整第二装置的操作参数的操作可以包括调整微控制单元408的工作频率，但不限于此。在图4的一些实施例中，如果图形处理模块用于绘制3D游戏程序的帧，在显示处理器413、存储装置415、图形引擎417、面板驱动集成电路419和显示面板421中的至少一个容易产生热。因此，这些装置被广泛应用在图5-图24描述的实施例中。请注意这些例子仅用于解释，并不意味着限制本发明的范围。图5为根据本发明的一实施例的热管理方法的流程图。图5的流程包括：步骤501开始。步骤503图形处理模块101被使能。在一个实施例中，图形处理模块可用于绘制3D游戏程序的帧，但不限于此。步骤505处理一组像素。可以从存储装置415接收所述像素，或从图形处理模块101的任何其他内部或外部来源接收所述像素。步骤507测量或接收对应于图形处理模块101的第一装置的电流值(currentvalue)(即上述装置参数)。请注意，在步骤507的一些实施例中，可测量或接收图形处理单元101中的一个装置(例如，图形引擎417)的电流值，或可测量或接收图形处理模块101中的多个装置(例如，存储装置415和显示处理器413)的电流量。在步骤507的一些实施例中，如果图形处理模块101被使能以绘制3D游戏程序的帧，那么可以测量或接收显示处理器413、存储装置415、图形引擎417、面板驱动集成电路419、显示面板421或其组合的电流值。在步骤507的一些其他实施例中，电池423的电流值可以被测量或接收来表示图形处理模块101的电流值。步骤509确定在步骤507中测量或接收的电流是否超过电流阈值。如果是，跳至步骤511，如果否，跳至步骤513。步骤511降低图形处理模块101的第二装置的操作速度(即上述操作参数)。在步骤511的一个实施例中，图形处理模块101的第二装置可以是下列中的至少一个：显示处理器413、存储装置415、图形引擎417、面板驱动集成电路419和显示面板421。步骤513提高或保持图形处理模块101的第二装置的操作速度。在一个实施例中，可以提供多个电流阈值，如图6所示。在此实施例中，根据在步骤507中测量或接收到的电流值所位于的范围来执行步骤511。例如，如果电流超过电流阈值T1但低于电流阈值T2，步骤511降低操作速度至第一等级(firstlevel)。另外，如果电流值超过电流阈值T2但低于电流阈值T3，步骤511降低操作速度至低于第一等级的第二等级。步骤515确定处理像素的操作是否结束。如果是，跳至步骤517，如果否，回到步骤505。步骤517结束。由于在步骤507中测量或接收的电流是表示或指示温度的参数，因此，步骤507可以被视为“获取表示或指示温度的装置参数”的步骤。在其它实施例中，可获取温度、电流值、信号延迟值、表示或指示温度的任何其他装置参数或其组合。在另一实施例中，步骤507被替换为“获取装置参数，所述装置参数可用于获取与温度相关的信息或温度”的步骤。例如，获取帧速率、曝光值、帧分辨率、操作速度或任何其他与温度相关的参数。在此实施例中，步骤509相对应地被另一步替换。例如，如果步骤507被“获取帧分辨率”的步骤所替换，那么步骤509被替换为“确定帧分辨率是否超过分辨率阈值”的步骤。请注意，步骤507也可以被替换为“获取由第一装置执行的至少一个操作所产生的装置参数”，或被替换为“获取装置参数，所述装置参数是第一装置的操作参数。对于此实施例，也可以提供几个分辨率阈值。如表1所示，提供几个分辨率阈值，以及操作速度可调整到对应于帧分辨率位于的范围内的不同的值。例如，但不限于此，当分辨率高时，温度也可能会变高。因此，当分辨率高，设置较低的操作速度。分辨率阈值调整1920x1080操作速度等级14096x2160操作速度等级27680x4320操作速度等级3表1图7-图24为根据本发明的不同实施方案的热管理方法的操作示意图。在图7、图8描绘的实施例中，基于由至少一个第一装置产生的电流调整图形引擎的操作速度，第一装置包括或不包括图形处理模块中的图形引擎。请注意，在图7、图8所示的实施例中，是通过调整图形引擎的时钟速率来调整操作速度。然而，也可以应用其他的方法来调整图形引擎的操作速度。此外，电流和操作速度的组合也可以应用于图形处理模块中的其他装置。请参考图7，在绘制帧f1、f2、f3和f4的时间点，图形引擎(或者称为图形处理单元(GPU))最初在时钟频率360MHz下操作。然而，在绘制帧f1、f3和f4的时间点，测量或接收到的电流超过电流阈值。因此，在图8所示的一个实施例中，在绘制帧f1、f3和f4的时间点将该图形引擎的时钟速率调整到260MHz。通过这种方式，在绘制帧f1、f3和f4的时间点，电流可受到抑制。请注意，在这些实施例中，在处理帧f2的时间点，图形引擎操作的时钟频率仍然是360MHz。然而，在处理帧f2的时间点，电流仍低于电流阈值。在图9、图10所描述的实施例中，基于由至少一个第一装置产生的电流调整图形引擎的帧细节等级(framedetaillevel)，第一装置包括或不包括图形处理模块中的图形引擎。帧细节等级是说明图形引擎如何详细地绘制帧的参数。帧被绘制得越详细，图形引擎消耗越多的功率，从而产生更多的热量。在图9和图10的实施例中，帧细节等级是由细节等级(levelofdetail，LOD)值来表示的，LOD值越高，图形引擎对帧的绘制越详细。请参考图9，将图形引擎设置较高的LOD值以绘制帧f1、f3和f4，从而在绘制帧f1、f3和f4的时间点测量的或接收到的电流值超过电流阈值。因此，在图10所示的实施例中，将用于帧f1、f3和f4的LOD值减少到70。通过这种方式，在绘制帧f1、f3、f4的时间点的电流值可以相应地受到抑制。在图11和图12的实施例中，基于由至少一个第一装置产生的电流调整图形引擎的渲染模式，第一装置包括或不包括图形处理模块中的图形引擎。渲染模式指示如何绘制帧。例如，即时模式(immediatemode)，立即绘制在绘图指令中命令的特征，因此，先前绘制的特征可以被后面的另一个特征覆盖。此外，绘图指令和相关数据直接传送到流水线(pipeline)。相应地，这种模式可以快速并容易地完成简单的任务，但内存装置需要较大的带宽，图形引擎消耗较多的功率，从而温度会上升。延迟模式(deferredmode)，临时缓冲绘图指令，以及通过分析缓冲的绘图指令来省略某些不应该绘制的特征。在这种模式下，数据被更好地安排，需要较小的存储带宽，以及图形引擎消耗较少的功率。请参考图11，图形引擎操作于即时模式以绘制帧f1、f2、f3和f4，在绘制帧f1、f3和f4的时间点测量的或接收到的电流值超过电流阈值。因此，在图12的实施例中，图形引擎调整为操作于延迟模式以绘制帧f1、f3、f4。通过这种方式，在绘制帧f1、f3和f4的时间点的电流可以相应受到抑制。请注意，即时模式和延迟模式仅用于解释本发明。图形引擎可以根据测量或接收的电流值或其他装置参数来调整，以在其他渲染模式下操作。如上述所述，装置参数可以是各种参数。在图13-图18的实施例中，用温度来代替电流值。在图13、图14描绘的实施例中，基于对应于第一装置的温度调整图形引擎的操作速度，第一装置包括或不包括图形处理模块中的图形引擎。综上所述，在图13和图14所示的实施例中，是通过调整图形引擎的时钟速率来调整操作速度。然而，可以应用其他的方法来调整图形引擎的操作速度。此外，温度和操作速度之间的组合或它们之间的关系可以应用于图形处理模块中的其他装置。请参考图13，在绘制帧f1、f3和f4的时间点，图形引擎最初在时钟频率360MHz下操作。然而，在绘制帧f1、f3和f4的时间点，温度超过温度阈值。因此，在图14所述实施例中，在绘制帧f1、f3和f4的时间点将该图形引擎的时钟速率调整到260MHz。通过这种方式，在绘制帧f1、f3和f4的时间点温度可相应地受到抑制。在图15和图16所描述的实施例中，基于由至少一个第一装置产生的温度调整图形引擎的帧细节等级，第一装置包括或不包括图形处理模块中的图形引擎。如上所述，帧细节等级是说明图形引擎如何详细地绘制帧的参数。在图15和图16的实施例中，帧细节等级是由细节等级(LOD)值来表示的，LOD值越高，图形引擎对帧的绘制越详细。请参考图15，将图形引擎设置较高的LOD值以绘制帧f1、f3和f4，从而在绘制帧f1、f3和f4的时间点的温度超过温度阈值。因此，因此，在图16所示的实施例中，将用于帧f1、f3和f4的LOD值减少到70。通过这种方式，在绘制帧f1、f3、f4的时间点的温度可以相应地受到抑制。图形引擎设置较低的LOD值以绘制帧f2，以及相应的温度低于温度阈值。在图17和图18的实施例中，基于由至少一个第一装置产生的温度调整图形引擎的渲染模式，第一装置包括或不包括图形处理模块中的图形引擎。类似图11和图12所描述的实施例，渲染模式指示如何绘制帧。此外，可以从消耗较多功率的即时模式和消耗较少功率的延迟模式中选择渲染模式。请参考图17，图形引擎操作于立即模式以绘制帧f1、f2、f3和f4，在绘制帧f1、f3和f4的时间点测量的或接收到的温度值超过温度阈值。因此，在图18的实施例中，图形引擎调整为操作于延迟模式以绘制帧f1、f3、f4。通过这种方式，在绘制帧f1、f3、f4的时间点的温度可以相应受到抑制。请注意，即时模式和延迟模式仅用于解释本发明。图形引擎可以根据测量或接收的温度或其他装置参数来调整，以在其他渲染模式下操作。鉴于上述描述，装置参数可以是各种参数。在图19-图24的实施例中，用帧分辨率或帧写入速度来替换电流。较高的帧分辨率，图形处理模块中的装置需要更多的功率或时间来处理帧，从而提高了温度。帧写入速度为指示图形引擎将像素写入到存储装置的速度的参数。在一个实施例中，帧写入速度是由填充率(fillrate)来表示的，但不限于此。帧写入速度越高，图形处理模块具有越高的温度。在图19和图20所示的实施例中，基于图形引擎的帧分辨率或帧写入速度来调整图形引擎的操作速度。如上所述，在图19和图20所示的实施例中，是通过调整图形引擎的时钟速率来调整操作速度。然而，其他的方法也可以应用于调整图形引擎的操作速度。此外，图形引擎的操作速度、帧分辨率或帧写入速度的组合可以应用于图形处理模块中的其他装置，例如，存储装置，或面板驱动集成电路。请参阅图19，在绘制帧f1、f2、f3和f4的时间点，图形引擎最初在时钟频率360MHz下操作。此外，图像的分辨率设置为4K，以及帧写入速度设置为每秒1千兆像素(1gigapixelspersecond)。然而，在绘制帧f1、f3和f4的时间点的温度超过温度阈值。因此，在图20的实施例中，在绘制帧f1、f3和f4的时间点将该图形引擎的时钟速率调整到260MHz。通过这种方式，在绘制帧f1、f3和f4的时间点，温度可以相应受到抑制。请注意，在图19和图20中的时钟速率是基于帧分辨率或帧写入速度进行调整的，而不是基于温度调整的，因此在绘制帧f1、f2、f3和f4的时间点都会调整时钟速率，而不是只是在绘制帧f1、f3和f4的时间点调整时钟速率。在图21和图22所描述的实施例中，基于图形引擎的帧分辨率或帧写入速度调整图形引擎的帧细节等级。如上所述，帧细节等级是说明图形引擎如何详细地绘制帧的参数。在图21和图22的实施例中，帧细节等级是由细节等级(LOD)值来表示的，LOD值越高，图形引擎对帧的绘制越详细。请参阅图21，将图形引擎设置较高的LOD值以绘制帧f1、f2、f3和f4。此外，帧分辨率设置为4K，以及帧写入速度设置为每秒1千兆像素。对于这样的设置，在绘制帧f1、f3、f4的时间点的温度超过温度阈值，由于LOD值，帧分辨率和帧写入速度较高。因此，在图22的实施例中，将用于帧f1、f2、f3和f4的LOD值减少到70。通过这种方式，在绘制帧f1、f3、f4的时间点的温度可以相应地受到抑制。请注意，在图21和图22中的LOD值是基于帧分辨率或帧写入速度来进行调整的，而不是基于温度来调整的，因此所有帧的LOD值都会被调整。在图23和图24所描述的实施例中，基于帧分辨率或帧写入速度来调整图形引擎的渲染模式。如图11和图12所描述的实施例中，渲染模式指示如何绘制帧。此外，可以从消耗较多功率的即时模式和消耗较少功率的延迟模式中选择渲染模式。请参阅图23，图形引擎操作于立即模式以绘制帧f1、f2、f3和f4。此外，帧分辨率为4K，以及帧写入速度为每秒1千兆像素。对于这样的设置，在绘制帧f1、f3、f4的时间点的温度超过温度阈值，由于立即模式的组合，帧分辨率和帧写入速度其中之一是高的。因此，在图24的实施例中，图形引擎调整为操作于延迟模式以绘制帧f1、f2、f3、f4。通过这种方式，在绘制帧f1、f3、f4的时间点的温度可以相应受到抑制。请注意，在图23和图24中的渲染模式是基于帧分辨率或帧写入速度来进行调整的，而不是基于温度来调整，从而所有帧的渲染模式都会被调整。如上所述，即时模式和延迟模式仅用于解释本发明。图形引擎可以根据温度(或其他装置参数)来调整，以在其他渲染模式下操作。如上所述，第二装置可以是图形处理模块中的各种装置，并且可以相应地改变操作参数。在上述实施例中，第二装置可包括图形引擎，以及操作参数可以包括渲染模式、速度和细节等级中的至少一个。在另一个实施例中，该第二装置可包括显示处理器，该操作参数可以包括帧分辨率、亮度值、速度和清晰度值中的至少一个。在另一个实施例中，该第二装置可包括驱动集成电路，并且该操作参数可至少包括帧分辨率。此外，在上述实施例中在整个调整过程中处理的像素的数目可以被固定，也可以在预先定义的期间内动态调整。根据上述实施例，可得到用于控制图形处理模块的温度的热管理方法。该方法包括：(a)获取图形处理模块中的至少一个第一装置的至少一个装置参数；以及(b)根据装置参数调整图形处理模块中的至少一个第二装置的至少一个操作参数。在上述实施例的基础上，可以通过仅调整几个装置来控制温度，从而整个电子装置的性能不会大大降低。本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其本非用以限制本发明的范围。本领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作出各种替换或改变。因此，本发明的范围应以权利要求书及其均等范围所界定为限。当前第1页1 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