基于电池充电状态控制处理器转换速率的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及电子学领域。更特别地，实施例涉及基于电池充电状态控制处理器转换速率。
【背景技术】
[0002]为了降低功耗，一些系统包括具有在各种低功率(Cx)或空闲状态下执行的能力的处理器。每个C状态可以指示功能的特定级别以及对应的功率状态。例如，CO可以指示处理器正在正常级别下操作。Cl可以指示处理器未正在执行指令但可以快速返回到执行状态，等等。
[0003]然而，随着出现了对更加功率高效的系统的需要(例如，为了允许使用来自单次充电的电池功率的全天操作)，仅基于处理器状态的这种粗略功率降低解决方案可能不足。
【附图说明】
[0004]参考附图提供了详细描述。在这些图中，附图标记的(一个或多个)最左侧数字标识该附图标记首次出现的图。相同附图标记在不同图中的使用指示相似或相同的项目。
[0005]图1和8-10图示了可以用于实现本文讨论的各种实施例的计算系统的实施例的框图。
[0006]图2示出了根据实施例的功率递送系统的框图。
[0007]图3和6图示了根据一些实施例的用于动态电池功率系统的框图。
[0008]图4图示了根据实施例的由电池功率所供给的降压稳压器的电路图。
[0009]图5A和5B图示了根据一些实施例的样本波形的曲线图。
[0010]图7图示了根据实施例的用于基于电池充电状态控制处理器转换速率的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0011]在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便提供对各种实施例的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践各种实施例。在其他实例中，尚未详细描述公知的方法、过程、部件和电路，以免模糊特定实施例。此外，可以使用各种手段来执行实施例的各种方面，这些手段诸如是集成半导体电路(“硬件”)、被组织到一个或多个程序中的计算机可读指令(“软件”)、或者硬件和软件的某种组合。出于本公开的目的，对“逻辑”的引用应当意指硬件、软件、固件或其某种组合。
[0012]移动计算设备(诸如，超极本(Ultrabook?)计算机)的成功可能根本上取决于两件事一一制造者/设计者是否能够提供卓越的性能，以及是否可能延长电池寿命。第二种需求可以通过将电池组从传统3S2P配置(3个电池串联，2组并联)改变到2S3P配置(2个电池串联，3组并联)而至少部分地解决。由于该改变，系统电压从约9V-12.6V降低到约6V-8.4V (该范围是针对剩余电池充电状态的不同级别而给出的)。降低的系统电压的后果是处于重负载和轻负载两者的稳压器(VR)的更好效率。具有这种电池配置的系统能够容易得多地满足关于电池运行时间(例如，针对Microsoft Windows? 8)的需求。然而，降低系统电压的一个负面后果是系统关闭的风险，例如当电池具有极少剩余电荷并且系统功率需求高到足以导致系统电压的相当大的下降时。
[0013]为此，一些实施例基于电池充电状态控制处理器转换速率。如本文所讨论，“转换速率”总体上指代输出电压每单位时间的最大改变率(例如，被表达为伏特每秒)。在一个实施例中，处理器(或CPU (中央处理单元))的转换速率是基于平台的电池充电状态来调制的。在实施例中，转换速率调制是与基于电池充电状态限制处理器Iccmax相结合而应用的。如本文所讨论，“Iccmax”总体上指代作为最大处理器时钟频率的函数的最大处理器电流(或者换言之，最大处理器功耗)。此外，这些实施例可以提供电池模式中的更好性能，同时还改进电池运行时间，例如特别是在已连接的待机中(例如，其中，计算设备处于比活动状态更低功耗的状态中，同时仍维持活动网络连接，并且此外，可选地，系统周期性地唤醒以执行所需任务)。
[0014]此外，一些实施例可以被应用在包括一个或多个处理器(例如，具有一个或多个处理器核)的计算系统中，该计算系统诸如是参考图1-10讨论的那些计算系统，包括例如移动计算设备，诸如智能电话、平板设备、UMPC (超级移动个人计算机)、膝上型计算机、超极本(Ultrabook?)计算设备、智能手表、智能眼镜、可穿戴设备等等。更特别地，图1图示了根据实施例的计算系统100的框图。系统100可以包括一个或多个处理器102-1至102-N(本文中总体上称为一个或多个“处理器102”)。处理器102可以经由互连或总线104进行通信。每个处理器可以包括各种部件，为了清楚起见，仅参考处理器102-1讨论其中一些部件。相应地，其余处理器102-2至102-N中的每一个可以包括参考处理器102-1讨论的相同或相似部件。
[0015]在实施例中，处理器102-1可以包括一个或多个处理器核106-1至106-M (本文中称为一个或多个“核106”)、高速缓存108和/或路由器110。处理器核106可以被实现在单个集成电路(IC)芯片上。此外，该芯片可以包括一个或多个共享和/或私有高速缓存(诸如高速缓存108)、总线或互连(诸如总线或互连112)、图形和/或存储器控制器(诸如参考图8-10讨论的那些存储器控制器)、或者其他部件。
[0016]在一个实施例中，路由器110可以用于在系统100和/或处理器102-1的各种部件之间进行通信。此外，处理器102-1可以包括多于一个路由器110。此外，大量路由器110可以进行通信以使能处理器102-1内部或外部的各种部件之间的数据路由。
[0017]高速缓存108可以存储由处理器102-1的一个或多个部件(诸如核106)所利用的数据(例如，包括指令)。例如，高速缓存108可以本地高速缓存被存储在存储器114中的数据以供处理器102的部件更快速访问(例如，供核106更快速访问)。如图1中所示，存储器114可以经由互连104与处理器102进行通信。在实施例中，高速缓存108 (其可以是共享的)可以是中级高速缓存(MLC)、末级高速缓存(LLC)等。此外，核106中的每一个可以包括级I (LI)高速缓存(116-1)(本文中总体上称为“LI高速缓存116”)或其他级的高速缓存(诸如级2 (L2)高速缓存)。此外，处理器102-1的各种部件可以通过总线(例如，总线112)和/或存储器控制器或中枢直接与高速缓存108进行通信。
[0018]系统100还可以包括平台功率源120 (例如，直流电(DC)功率源或交流电(AC)功率源)以给系统100的一个或多个部件提供功率。在一些实施例中，功率源120可以包括一个或多个电池组和/或电源。功率源120可以通过稳压器(VR)130耦合至系统100的部件。此外，虽然图1图示了一个功率源120和一个稳压器130，但可以利用附加功率源和/或稳压器。例如，处理器102中的一个或多个可以具有对应的一个或多个稳压器和/或一个或多个功率源。此外，一个或多个稳压器130可以经由单个功率平面(例如，给所有核106供给功率)或多个功率平面(例如，其中，每个功率平面可以给不同的核或核组供给功率)耦合至处理器102。
[0019]另外，尽管图1将功率源120和稳压器130图示为分离的部件，但功率源120和稳压器130可以被并入到系统100的其他部件中。例如，VR 130的全部或部分可以被并入到功率源120和/或处理器102中。
[0020]如图1中所示，处理器102可以进一步包括:功率控制逻辑140，用于控制对处理器102的部件(例如核106)的功率供给。逻辑140可以具有对本文讨论的一个或多个储存设备(诸如高速缓存108、LI高速缓存116、存储器114、或系统100中的另一存储器)的访问，以存储与逻辑140的操作相关的信息，诸如与如这里讨论的系统100的各种部件通信的信息。如所示，逻辑140可以耦合至VR 130和/或系统100的其他部件，诸如核106和/或功率源120。
[0021]例如，逻辑140可以被耦合以(诸如从图3和/或6的燃料量表逻辑)接收用于指示一个或多个传感器150和/或电池充电级别的状态的信息(例如，以一个或多个比特或信号的形式)。一个或多个传感器150可以与系统100 (或者本文讨论的其他计算系统，诸如参考包括例如图8-10的其他图讨论的那些计算系统)的一个或多个部件(诸如核106、互连104或112、处理器102外部的部件、电池充电状态/级别等)邻近地被提供，以感测影响系统/平台的功率/热行为的各种因素(诸如温度、操作频率、操作电流、操作电压、功耗和/或核间通信活动、过电流等)中的变化。
[0022]逻辑140可以进而指令V