热保护方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热保护，尤其涉及一种热保护方法和装置。
【背景技术】
[0002] 移动装置的系统芯片（SoC)比从前要求更高性能，并因此支持更高的计算功率。 当SoC操作于高计算功率模式下时，因为移动装置形式因素（）很小，所以散热成为重要的 问题。由于SoC的大功率改变，SoC的裸芯片结温度可具有明显的跳跃。如果SoC的裸芯 片结温度超过阈值温度（即，最大允许的裸芯片结温度），则由于由不希望的温度超量导致 的永久损伤，SoC可具有更短的寿命。
[0003] 因此，需要一种新颖的热保护方案，能够防止当前温度（例如，当前裸芯片结温 度）超过预定阈值温度。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供一种热保护方法和装置。
[0005] 本发明提供一种热保护方法，包含基于当前温度和预定阈值温度之间的差值确定 热空间；基于热空间确定功率预算；以及根据至少功率预算，利用基于处理器的系统以采 用目标计算功率设定，其中目标计算功率设定的选择是由功率预算约束，以保证目标计算 功率设定由基于处理器的系统采用时，不会使当前温度超过预定阈值温度。
[0006] 本发明还提供一种热保护装置，包含用于基于当前温度和预定阈值温度之间的 差值确定热空间的装置；用于基于热空间确定功率预算的装置；以及用于根据至少功率预 算，利用基于处理器的系统以采用目标计算功率设定的装置，其中目标计算功率设定的选 择是由功率预算约束，以保证目标计算功率设定由基于处理器的系统采用时，不会使当前 温度超过预定阈值温度。
[0007] 本发明通过以上技术方案，可以避免不正常功率改变，这对于系统稳定性和性能 是有利的。
【附图说明】
[0008] 图1是图示根据本发明的实施例的电子装置的框图。
[0009] 图2是根据本发明的实施例的热保护方法的流程图。
[0010] 图3是根据本发明的实施例的图示时变的热空间的示意图。
[0011] 图4是图示根据本发明的实施例的由测量电路测量的当前温度和由运行于基于 处理器的系统上的程序代码确定的功率预算之间的关系的示意图。
【具体实施方式】
[0012] 遍及整篇描述和权利要求的某些术语用于指代特定部件。如本领域的技术人员意 识到的，制造商可用不同的名称指代部件。此文档不打算区别名称不同但功能相同的部件。 在权利要求和下文的描述中，术语"包括"和"包含"用于开放方式，且因此应该解释为意思 是"包含，但不限于"。而且，术语"耦合"意于表示间接或直接电连接。因此，如果一个装置 耦合到另一装置，那个连接可以通过直接电连接，或通过经由其它装置和连接的间接电连 接。
[0013] 图1是图示根据本发明的实施例的电子装置的框图。以示例的方式，但并非限制， 电子装置100可以是移动装置（例如，移动电话、平板电脑或可穿戴装置）。如图1所示，电 子装置100包含安装在电路板（例如，印刷电路板）108上的集成电路（例如，SoC) 102、测 量电路104和存储装置106。集成电路102可具有基于处理器的系统112。依据实际设计 考虑，基于处理器的系统112可包含一个或多个处理器内核Core_0_Core_N。例如，基于处 理器的系统112可以是单核处理器或多核处理器。此外，集成电路102还可包含用于实现 其他功能的其它电路114。测量电路104可以用于支持温度测量和/或功率测量。因此， 测量电路104能够确定可以由所提出的热保护方案使用的当前温度T_(°C )和/或当前功 率PJmW)。存储装置106是机器可读介质，例如，非易失性存储器或易失性存储器。在本 实施例中，存储装置106具有程序代码PROG和储存于其中的功率查找表LUT。例如，程序代 码PROG可以是电子装置100的固件或操作系统（OS)的一部分。当程序代码PROG由基于 处理器的系统112载入和执行时，程序代码PROG指示基于处理器的系统112以执行所提出 的热保护方案，以控制由基于处理器的系统112采用的计算功率设定（即，性能设定）SP的 选择。在一个示范性设计中，热保护方案可采用表查找方式，以控制计算功率设定SP的选 择。因此，功率查找表LUT可以由热保护方案参考。然而，功率查找表LUT可以是可选的。 例如，在备选设计中，热保护方案可采用直接计算方式（例如，预定公式），以控制计算功率 设定SP的选择。因为不需要使用功率查找表LUT，所以功率查找表LUT可忽略。所提出的 热保护方案的进一步描述于下。
[0014] 图2是图示根据本发明的实施例的热保护方法的流程图。热保护方法可以由运行 于基于处理器的系统112上的程序代码PROG执行和控制。假设结果大体上相同，则不要求 步骤以显示于图2中的精确顺序来执行。热保护方法可以简短地概括如下。
[0015] 步骤202 :基于当前温度1_和预定阈值温度T th之间的差值确定热空间max_ deltaT(°C ) 〇
[0016] 步骤204 :基于热空间max_deltaT确定功率预算THP_max_power。
[0017] 步骤206 :根据至少功率预算THP_max_power选择并采用目标计算功率设定SP，其 中目标计算功率设定的选择由功率预算THP_max_power约束，以确保当目标计算功率设定 由基于处理器的系统112采用时，目标计算功率设定不会使当前温度LJS过预定阈值温 度 Tth。
[0018] 在步骤202中，运行于基于处理器的系统112上的程序代码PR0G，基于由测量电路 104在当前时间实例测量的当前温度1_和预定阈值温度T th之间的差值，计算热空间max_ deltaT。即，max_deltaT = Tth - 。图3是图示根据本发明的实施例的时变热空间的示 意图。预定阈值温度Tth可以基于硬件和系统要求设定，且在热保护过程期间是非时变参 数。当前温度是时变参数，其可由测量电路104在热保护过程中的不同时间实例测量。 对于每个时间实例，当前温度1~_和预定阈值温度T th之间的差值看作温度空间（在图3中 由斜线来标记），其中预定阈值温度Tth定义最大允许温度。
[0019] 在步骤204中，运行于基于处理器的系统112上的程序代码PROG将计算的热空间 max_deltaT转换为功率预算THP_max_power。在一个示范性设计中，运行于基于处理器的 系统112上的程序代码PROG将热空间max_deItaT乘以预定相关参数P_T，以确定增量功率 max_deltaP(mW)。即，max_deltaP = max_deltaT*P_T。预定相关参数 Ρ_Τ 可以基于硬件和 系统要求来设定。
[0020] 接下来，运行于基于处理器的系统112上的程序代码PROG基于至少增量功率max_ deltaP，确定功率预算THP_max_power(mW)。在一个示范性设计中，基于处理器的系统112 的当前功率还被考虑用于确定功率预算HP_max_power。例如，THP_max_power = max_ deltaP+P。#。在另一示范性设计中，功率预算THP_max_power由增量功率max_deltaP设定， 不管当前功率P ajl^例如，THP_max_power = max_deltaP。因为基于处理器的系统112的当 前功率P_(即，在当前时间示例的实际功耗）的估计/计算是复杂的，简单地由增量功率 max_deltaP设定功率预算THP_max_power的简化的算法可以使用。具体地，假设Peur= 0 且基于处理器的系统112当前是空闲状态。尽管由增量功率max_deltaP设定的功率预算 THP_max_power不如由增量功率max_deltaP加上当前功率P。#设定的功率预算THP_max_ power准确，但是由于在热保护过程中不需要计算/估计当前功率Ρ_( 即，在当前时间示例 的实际功耗），计算复杂性可以有效地降低。
[0021] 图4是图示根据本发明的实施例的由测量电路104测量的当前温度和由运行 于基于处理器的系统112上的程序代码PROG确定的功率预算THP_max_power之间的关系 的示意图。在此示例中，在当前温度和功率预算THP_max_power之间有一个负相关。 即，当当前温度随时间增加时，功率预算THP_max_p 〇wer对应地降低；以及当当前温度 随时间降低时，功率预算THP_max_p〇wer对应地增加。如将在以后描述的，功率预算 THP_max_power控制由基于处理器的系统112采用的计算功率设定（即，性能设定）的选 择，且较小的功率预算THP_max_power将迫使基于处理器的系统112以更低的计算功率来 操作。为了防止由于所提出的热保护方案导致用户体验显著地降级，钳位功能可用于防止 功率预算THP_max_power小于预定较低界限P min。具体地，当基于THP_max_power = max_ deltaP+PeurS THP_max_power = max_deltaP 计算的功率预算 THP_max_power 小于预定较 低界限？_时，运行于基于处理器的系统112上的程序代码PROG还将功率预算THP_max_ power 钳位于预定较低界限 Pmin(即，THP_max_power = Pmin) 〇
[0022] 在步骤206中，运行于基于处理器的系统112上的程序代码PROG根据至少功率预 算THP_max_power选择并采用目标计算功率设定SP。考虑热保护方案采用表查找方式以 控制目标计算功率设定SP的选择的情况。因此，功率查找表LUT储存于存储装置106。功 率查找表LUT用于记录分别映射到基于处理器的系统112的多个计算功率设定的多个功率 值。即，每个储存于功率查找表LUT中的计算功率设定可以看作为可以由基于处理器的系 统112选择和使用的候选计算功率设定。功率查找表LUT的示例说明如下。
[0023]
[0024] 当计算功率设定SP_0选择作为目标计算功率设定SP (即，SP = SP_0)时，基于处 理器的系统112具有最大功耗和最高处理器性能。然而，当计算功率设定SP_5选择作为目 标计算功率设定SP(即，SP = SP_5)时，基于处理器的系统112具有最小功耗和最低处理 器性能。具体地，计算功率设定SP_0-SP_5与不同的功率值关联。例如，采用计算功率设定 SP_0-SP_5中的一个的基于处理器的系统112和采用计算功率设定SP_0-SP_5中的另一个 的基于处理器的系统112可具有不同的DVFS(动态电压和频率缩放）设定、不同数量的使 能的处理器内核（即，不同的热插拔设定）、不同的带宽/通过量调整和/或其它不同的性 能相关硬件配置。应注意，显示于上述功率查找表中的性能索引和功率值仅仅是用于说明 性的目的，并非打算