包括异构多核处理器的电子系统及其操作方法_3

文档序号:8361281阅读:来源:国知局
该显示控制器140被专门配置为控制显示设备20的操作。显示设备20可以被实现为液晶显示器(LCD)设备、发光二极管(LED)显示设备、有机发光二极管(OLED)显示设备、有源矩阵OLED (AMOLED)显示设备或者柔性显示设备。
[0063]图2是进一步示出图1的CPU 100的一个例子的框图。参照图1和图2,CPU 100被假定为包括大簇(cluster) 220、小簇230、内核(kernel) 301、和高速缓存一致性互连(cache coherent interconnect, CCI)210。
[0064]至少一个应用被假定为在CPU 100上运行,这使得能够相对于一个或多个任务选择性地操作(多个)特定核。因而,内核301将响应于应用而接收一组(或一系列)任务,然后将分配来自某个簇的资源(例如,一个或多个核)以运行(多个)任务。
[0065]在图2中,进一步假定大簇220包括与第一高速缓存225共同操作的“N”个大核221,而且小簇230包括与第二高速缓存235共同操作的“M”个小核231。这里,变量N和M是大于I的正整数,并且可以是彼此相等或不同的值。N个大核221的特征在于高功耗和高操作频率,而且M个小核231的特征在于低功耗和低操作频率。
[0066]在这方面,CPU 100能够根据(例如)由在CPU 100上运行的应用所确定的当前核负载在N个大核221中的一个或多个或者M个小核231中的一个或多个上“驱动”(例如,在功能上分配以用于运行)(多个)适当任务。
[0067]以这种方式,CPU 100能够根据许多外部提供的请求、(多个)不同的用户配置、接收到的数据的体积和/或质量、不同的系统配置、热条件等,控制分配任务到大核221和小核231。以这种方式,图1的SoC 10可以以(例如)性能和功耗之间的改进的平衡来可靠地操作。
[0068]因此,当在第一时间相对于小核231确定的当前核负载超过预定的第一工作负载阈值时,内核301将当前核负载从小核231切换到可用的大核221。然后,在稍后的第二时间,如果大核221的当前核负载降到第二工作负载阈值之下,内核301可以将当前核负载从大核221切换到可用的小核231。这里,第一工作负载阈值和第二工作负载阈值相对于彼此可以是相同的或者是不同的。
[0069]由内核301提供的切换操作可以在缺乏预定的“成对”关系的各个大/小核之间执行。为了允许内核301执行异构(例如,大和小)核之间的切换,第一高速缓存225和第二高速缓存235可以被用于同步随后经由CCI 210进行通信的数据。由于在通过CCI 210连接时在高速缓存225和235之间的数据同步,“切换到的核(switched-1n core) ”235 (即,当前核负载从“切换出的核(switched-out core) ”转移到该核)可以立即开始运行转移的任务。
[0070]第一高速缓存225可以被实现为包括在每个大核221中的高速缓存存储器,而第二高速缓存235可以被实现为包括在每个小核231中的高速缓存存储器。内核301可以包括切换器300,其能够切换到/出具有不同性能能力的核。
[0071]在某些实施例中,内核301和切换器300可以通过能够执行上述功能和操作的硬件来实现,和/或被实现为计算机程序代码,其能够在运行时执行相同的功能和操作。在全部或部分在软件中实现的情况下,软件可以被存储在各种通常理解的电子记录介质中。
[0072]当分配给小核231的当前核负载超过由第一工作负载阈值所指示的小核231的能力时,切换器300将组成当前核负载的一组任务中的至少一个任务从小核231切换到可用的大核221。可替换地,当分配给大核221的当前核负载不适当地低于由第二工作负载阈值所指示的大核221的能力、但是落入可用的小核231的能力之内时,切换器300将当前核负载的所有剩余任务从大核221切换到小核231。
[0073]图3是示出可以由图1和图2的CPU 100执行的内核内切换操作的一个例子的概念图。参照图1、图2和图3,当使用内核内切换时,大核221-1至221-4中的每一个都被假定为被动态地(或静态地)并且分别地映射到小核231-1至231-4中的相应一个上。无论是动态地映射还是静态地映射,小核231-1至231-4都可以一对一地对应于大核221-1至221-4。
[0074]在大核和小核相互映射的情况下,它们被称为“核对(core pair)”。例如,第K核对可以包括第K大核221-K和第K小核231-K,这里K是正整数。
[0075]在这里所描述的内核内切换操作期间,为了清楚说明起见,每个核对中只有一个核被假定为被选择性地激活。但是在本发明构思的某些实施例中不必是这种情况。
[0076]给定已定义的核对关系,内核301可以将特定的动态电压/频率调节(dynamicvoltage/frequency scaling, DVFS)关系(例如,使用相应的DVFS表)应用于每个核对,其中特定的DVFS关系是(例如)对于大核221-1至221-4测量的(多个)温度的函数。
[0077]因此,根据本发明构思的某些实施例,切换器300可以根据对于每个核对的一个或多个热操作点建立的DVFS关系来执行(多个)大核和(多个)小核之间的“核切换”。例如,切换器300可以将当前核负载从第一核对中的第一小核231-1转移到第一大核221-1,然后在第一小核231-1上执行时钟选通(gating)和/或电源选通。
[0078]图4是进一步示出图2的切换器300的一个例子的框图。参照图4,切换器300被配置成根据整体CPU负载来选择性地驱动一个或多个大核221-1至221-N和/或小核231-1至231-M。例如,当小核231-3的当前核负载超过相应的第一工作负载阈值时,切换器300可以将组成小核231-3的当前核负载的已分配的任务中的一个、一些或全部切换到大核221-N。同样地,当大核221-1的当前核负载降到相应的第二工作负载阈值之下、但落入小核231-2的能力之内时,切换器300可以将分配给大核221-1的任务切换到小核231-2。
[0079]根据前述的例子,可以理解的是,可以在各小核和大核之间保持控制任务分配的转移的一一配对关系。可替换地,任务可以在任意两个小核和大核之间自由转移,而不管之前的成对关系定义(如果有的话)。
[0080]图5是示出根据本发明构思的某些实施例的图1和图2的CPU 100的另一示例操作的概念图。参照图1、图2、图3、图4和图5,可以根据一个或多个定义的“监控间隔”相对于一个或多个“温度阈值”来监控大核221-1至221-4中的一个或多个的各自(多个)温度。因此,大核221-1至221-4中的每一个(或某一些)可以包括能够测量操作上的相关温度的温度传感器(例如,221-1TS)。可替换地,大核221-1至221-4可以不包括作为组成部分的温度传感器,而是依靠与大核221-1至221-4热相邻并且能够测量操作上的相关温度的单独的模块。然而,经配置的一个或多个温度传感器可以被用于周期性地或基于控制的中断来监控温度。
[0081]可以根据大核的温度来执行大核及其相应小核之间的核切换。例如,当第一大核221-1的温度达到第一温度阈值时,提供的温度传感器可以产生中断。响应于所产生的中断,第一大核221-1的当前核负载将通过切换器300转移到第一小核231-1,并且此后可以执行第一大核221-1的时钟选通和/或功率选通以便减轻不利的温度指示。
[0082]使用异构核的各种配置,至少一个小核(例如,231-1)将是热安全的,从而从过热的大核221-1接收当前核负载的转移。根据本发明构思的某些实施例,当对于过热的大核发生与热相关的性能“节流(throttled) ”(例如,时钟选通和/或功率选通)时,只有一个或多个小核将被用于从大核的当前核负载接收转移的任务。这种方法防止对大核造成热冲击(这可以是由从大核到小核的负载转移导致的),从而提高了整个电子系统的稳定性。
[0083]根据预定的条件,切换器300可以将与过热的第一大核221-1相邻的大核221_2和221-3的各自(多个)电流核负载中的一个、一些或所有任务分别转移到小核231-2和231-3。可以根据相应的温度阈值由切换器300控制与过热的第一大核相邻的一个或多个大核的核负载的各自转移。此后,切换
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