一种中央微处理器时钟管理方法及装置的制造方法

文档序号:9726881阅读:211来源:国知局
一种中央微处理器时钟管理方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及计算机技术,尤其涉及一种中央微处理器(Central ProcessingUnit, CPU)时钟管理方法及装置。
【背景技术】
[0002]终端设备中CPU的时钟调整策略分为静态调整策略和动态调整策略两种;其中,通过静态调整策略管理时钟时,CPU的工作状态分为全速工作状态和完全关掉时钟的低功耗工作状态两种,不能根据实际需要为CPU提供合适的时钟,会造成CPU功耗的浪费。通过动态调整策略管理时钟时,需要通过软件来控制CPU的频率;一方面,在动态调整时钟时CPU执行功耗管理软件会给CPU自身带来额外的负载,降低动态调整频率的节能效果;另一方面,基于软件的动态调整策略管理时钟还存在无法满足CPU时钟频率调整的实时性要求、延时长、在复杂的应用场景下实现成本很高等问题。

【发明内容】

[0003]有鉴于此,本发明实施例期望提供一种中央微处理器时钟管理方法及装置,能够根据CPU的负载状况动态调整CPU时钟的频率,降低CPU的功耗。
[0004]本发明实施例的技术方案是这样实现的:
[0005]本发明实施例提供一种中央微处理器时钟管理方法,所述方法包括:获取指示中央微处理器CPU状态的信号,根据所述指示CPU状态的信号确定固定周期内CPU的空闲率,根据所述空闲率和预存的CPU时钟管理策略管理时钟。
[0006]上述实现方案中,所述根据所述空闲率和预存的CPU时钟管理策略管理时钟,包括:将所述空闲率与所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率范围进行比较,所述空闲率在所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率范围内时,保持当前时钟频率;所述空闲率大于所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率的上限时,依据所述CPU时钟管理策略中的时钟频率调整跨度调低时钟频率;所述空闲率小于所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率的下限时,依据所述CPU时钟管理策略中的时钟频率调整跨度调高时钟频率。
[0007]上述实现方案中,所述根据所述指示CPU状态的信号确定固定周期内CPU的空闲率,包括:在固定周期内统计指示CPU状态为空闲的时钟周期的个数,计算所述指示CPU状态为空闲的时钟周期的个数与所述固定周期个数的比值得到CPU的空闲率。
[0008]上述实现方案中,所述固定周期为根据实际应用获得的最佳值。
[0009]上述实现方案中,所述管理时钟前,所述方法还包括:打开时钟频率调整的使能开关。
[0010]本发明实施例还提供一种中央微处理器时钟管理装置,所述装置包括:获取模块、确定模块和管理模块;其中,
[0011]所述获取模块,用于获取指示CPU状态的信号;
[0012]所述确定模块,用于根据所述指示CPU状态的信号确定固定周期内CPU的空闲率;
[0013]所述管理模块,用于根据所述空闲率和预存的CPU时钟管理策略管理时钟。
[0014]上述实现方案中,所述管理模块,具体用于将所述空闲率与所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率范围进行比较,所述空闲率在所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率范围内时,保持当前时钟频率;所述空闲率大于所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率的上限时,依据所述CPU时钟管理策略中的时钟频率调整跨度调低时钟频率;所述空闲率小于所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率的下限时,依据所述CPU时钟管理策略中的时钟频率调整跨度调高时钟频率。
[0015]上述实现方案中,所述确定模块,具体用于在固定周期内统计指示CPU状态为空闲的时钟周期的个数,计算所述指示CPU状态为空闲的时钟周期的个数与所述固定周期个数的比值得到CPU的空闲率。
[0016]上述实现方案中,所述固定周期为根据实际应用获得的最佳值。
[0017]上述实现方案中,所述管理模块,还用于在管理时钟前,打开时钟频率调整的使能开关。
[0018]本发明实施例所提供的中央微处理器时钟管理方法及装置,获取指示CPU状态的信号,根据所述指示CHJ状态的信号确定固定周期内CPU的空闲率,根据所述空闲率和预存的CPU时钟管理策略管理时钟;如此,通过根据CPU的负载状况动态调整CPU时钟频率,精密地调整CPU时钟频率,降低CPU的功耗;通过硬件实现CPU时钟的管理不会为CPU带来额外的负载,提高节能效果。
【附图说明】
[0019]图1为本发明现有技术中基于软件调整CPU时钟频率的处理流程示意图;
[0020]图2为本发明实施例中央微处理器时钟管理方法的基本处理流程示意图;
[0021]图3a-图3c为本发明实施例不同的时钟频率调整跨度对应的时钟频率调整示意图;
[0022]图4为本发明实施例中央微处理器时钟管理方法的详细处理流程示意图;
[0023]图5为本发明实施例中央微处理器时钟管理装置的组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]本发明实施例中,获取指示中央微处理器CPU状态的信号,根据所述指示CPU状态的信号确定固定周期内CPU的空闲率,根据所述空闲率和预存的CPU时钟管理策略管理时钟。
[0025]为更好地理解本发明实施例的技术方案,下面简单介绍现有技术中基于软件调整CPU时钟频率的处理流程,如图1所示:用于判断是否需要进行CPU时钟频率调整的操作为步骤101至步骤103,均由软件执行,不仅无法满足CPU时钟调整的实时性要求,而且节能效果差。
[0026]本发明实施例中央微处理器时钟管理方法的基本处理流程,如图2所示,包括以下步骤:
[0027]步骤101,获取指示CPU状态的信号;
[0028]具体地,自适应CPU 时钟管理(Adaptive CPU Clock Management, ACCM)模块获取CPU输出的指示CPU状态的信号;
[0029]其中,所述CPU状态包括CPU空闲和CPU忙碌。
[0030]步骤102,根据所述指示CPU状态的信号确定固定周期内CPU的空闲率;
[0031]具体地,ACCM模块在固定周期内统计指示CPU状态为空闲的时钟周期的个数,计算所述指示CPU状态为空闲的时钟周期的个数与所述固定周期个数的比值得到CPU的空闲率;
[0032]其中,所述固定周期为根据实际应用的实时性要求进行实验得到的最佳固定周期值,可以为1024个时钟周期或其他值。
[0033]步骤103,根据所述空闲率和预存的CPU时钟管理策略管理时钟;
[0034]具体地,ACCM模块将所述空闲率与所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率范围进行比较,所述空闲率在所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率范围内时,保持当前时钟频率;所述空闲率大于所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率的上限时,依据所述CPU时钟管理策略中的时钟频率调整跨度调低时钟频率;所述空闲率小于所述CPU时钟管理策略中当前时钟频率对应的空闲率的下限时,依据所述CPU时钟管理策略中的时钟频率调整跨度调高时钟频率;
[0035]这里,可以根据连续在多个固定周期内计算得到的空闲率均大于当前时钟频率对应的空闲率的上限、或小于当前时钟频率对应的空闲率的下限时,再调整时钟频率;如此,可以避免由于CPU负载不稳定引起的时钟频率的频繁调整;
[0036]其中,所述CPU时钟管理策略可以存储在寄存器内,所述CPU时钟管理策略包括:N个时钟频率,N为大于1的正整数、每个时钟频率对应的空闲率的上限和下限、时钟频率调整跨度、计算空闲率的周期以及调整时钟频率的条件;所述时钟频率调整跨度是指在进行时钟调整时一次调整的频率级别,即:一次调整一级时钟频率,或一次调整多级时钟频率;设每个时钟频率对应一个档位,以CPU时钟管理策略中包括八个时钟频率为例,八个时钟频率对应八个档位,分别是档位0、档位1至档位7,档位0对应的时钟频率最高,档位7对应的时钟频率最低;可以配置使用八个档位,也可以配置使用八个档位中的任意几个;不同的时钟频率调整跨度对应的时钟频率调整示意图如图3所示,图3a为时钟频率的调高跨度和时钟频率的调低跨度均为一个档位的时钟频率调整示意图,图3b为时钟频率的调高跨度为两个档位、时钟频率的调低跨度为一个档位的时钟频率调整示意图,图3c为时钟频率的调高跨度为三个档位、时钟频率的调低跨度为一个档位的时钟频率调整示意图;在实际应用中,CPU时钟管理策略可根据实际应用灵活设定。
[0037]在执行步骤103后,所述方法还包括:在CPU时钟管理策略中的确定空闲率的周期到达时,再执行步骤101至步骤103 ;本发明实施例中,在确定空闲率的周期到达时,即可实时调整CPU时钟频率。
[0038]本发明实施例中,所述ACCM模块可位于任意包含CPU的系统内,在
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