专利名称：调整中央处理器工作频率方法
技术领域：
本发明涉及一种有关工作频率(Clock Frequency)的调整方法，特别是涉及一种在计算机软件程序中根据中央处理器使用状态数据，然后应用模糊控制(Fuzzy Control)方式逐步调整中央处理器工作频率方法。
背景技术：
现有用于中央处理器工作频率(Clock Frequency)的调整方法，也就是所谓的“超频”或“降频”，绝大部分都是由使用者利用手动操作方式来进行调整的，使用者必须利用插拔方式来将跳线器(jumper)作更动调整以便让所需的工作频率电路能够达到电性连接进而使中央处理器能够更换至所需的工作频率进行运作。
然而，人为调整工作频率的方式容易产生下列两方面的问题(1)由于中央处理器所执行的作业程序一直不断地在变化，因此当负载重的时候理论上需要较高的工作频率来应付庞大的执行负担，而当负载轻的时候理论上又必须将中央处理器给调整至较低的工作频率来节省不必要资源的耗费，而此种现象往往造成目前人为调整的方式会因为无法随时掌握中央处理器的负载(loading)情况而产生无法实时调整至最佳化并且随时保持最佳化工作频率的问题；(2)由于每次人为调整工作频率前使用者都必须要参考手册说明才能够顺利进行调频工作，不但操作程序相当繁琐而且容易因为使用者相关知识不足而造成调频发生错误，当调频过当或不足的时候往往会造成中央处理器运作上的额外负担，所以通过人为调整工作频率的方式较容易出错并且易造成相关硬件组件不必要的损耗，产生减少使用寿命时间的问题。
为了减少上述人为调整工作频率的诸多问题，现在已经开始有通过提供计算机软件程序接口来进行工作频率调整的做法，这种方式虽然能够避免使用者直接接触艰涩难懂的硬件组件，也可以简化使用者的操作程序，但是同样因为无法提供实时调整和随时保持最佳化的方法，而仍有可能会发生硬件组件耗损的问题。
因此，要如何利用现有的计算机软件程序技术设计一种可以自动实时调整中央处理器工作频率方法，不但可以避免使用者的人为介入并且能够使中央处理器在不断的调整下经常保持在最佳化的状态下，借以发挥最大的运作效能及减少组件耗损的发生，是目前从事相关研发领域人士们所应努力的重要方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种完全利用计算机软件程序来进行中央处理器工作频率调整的方法，其不但可以减少过去人为操作发生错误的机会，更可以使中央处理器的运行能够发挥最大的效能，且充分节省不必要资源的浪费和硬件组件的不当损耗。
为了实现上述目的，本发明提及了一种调整中央处理器工作频率方法，包含有下列步骤首先建立频率阶级转换表，接着取得中央处理器的当前使用状态数据，根据频率阶级转换表，转换产生目标频率阶级值，最后通过执行模糊控制逐步调整工作频率至目标频率阶级值。
为了更好地实现上述目的，本发明也还提供了一种调整中央处理器工作频率方法，是根据中央处理器实时运作状态利用模糊控制方式进行工作频率的逐步调整，特征在于，包含下列步骤建立一模糊控制参照表；读取该目标频率阶级值及一频率产生器之一当前频率阶级值；计算一频率差异值及一频率差异率；及根据该模糊控制参照表，决定频率调整模式并进行调整。
通过本发明方法，可以根据中央处理器的使用状态数据作出最实时的反应并且进行最佳化的调整；在整个调整过程中为了减少对硬件组件的损耗，所以利用模糊控制(Fuzzy Control)方式来进行微调的工作；不但可以减少过去人为操作发生错误的机会，更可以使中央处理器的运作能够发挥最大的效能，并且充分的节省不必要资源的浪费和硬件组件的不当损耗。
下面结合附图进一步说明本发明的具体可行的实施例。
图1是本发明所提及的调整中央处理器工作频率方法的运作流程图；图2是本发明所提及的调整中央处理器工作频率方法的模糊控制(FuzzyControl)流程图；图3是本发明所提及的调整中央处理器工作频率方法的模糊控制频率调整运作示意图；及图4是本发明所提及的调整中央处理器工作频率方法的模糊控制参照表示意图。
其中，附图标记说明10目标频率阶级值20模糊控制模块21超频调整模式22不变频调整模式23降频调整模式30频率产生器40当前频率阶级值N 负值Z 零值P 正值U 降频调整模式O 超频调整模式NC不变频调整模式步骤100 建立一频率阶级转换表步骤200 取得中央处理器之一当前使用状态数据步骤300 转换产生一目标频率阶级值步骤400 需要进行调整步骤500 逐步调整工作频率至该目标频率阶级值步骤510 建立一模糊控制参照表步骤520 读取该目标频率阶级值及一当前频率阶级值步骤530 计算一频率差异值及一频率差异率步骤540 决定频率调整模式并进行调整步骤550 接收回传的该当前频率阶级值步骤560 到达该目标频率阶级值具体实施方式
本发明是一种通过计算机软件程序来进行中央处理器工作频率(ClockFrequency)最佳化调整的方法，凡是具有中央处理器工作频率调整机制的硬件，均可以应用本发明计算机软件程序以常驻程序(Terminate and StayResident，TSR)方式或其它方式来执行以达到调整中央处理器工作频率的目的。
以下，通过图1来说明本发明方法的主要流程，该图1是本发明的运作流程，说明如下。
步骤100，首先，必须于本发明计算机软件程序中建立频率阶级转换表，所谓的频率阶级转换表主要是用来记录工作频率和频率阶级(Clock Level)之间的对应关系，通常会因为硬件的不同以及所采取的定义规格(specification)不同而有所不同；步骤200，接着取得中央处理器的当前使用状态数据，使用状态数据是以百分比数据(percentage data)来表示中央处理器状态的数据内容，例如使用率数据(CPU Usage)、负载率数据(CPU Loading)…；步骤300，然后根据频率阶级转换表，转换产生目标频率阶级值10，也就是将中央处理器的使用状态数据经过转换换算为应有的目标频率阶级值10，其中目标频率阶级值10的换算方式可以用下列的表达式来求得Cl＝〔Cu/100*Clmax〕。
其中，Cl目标频率阶级值；Clmax频率阶级最大值；Cu当前使用状态数据。由于目标频率阶级值10(Cl)必须是为整数值型态，因此在表达式Cu/100*Clmax运算结果中还必须经过高斯运算以求取出最后的整数值结果。
当求出应调整的目标频率阶级值10之后，判断是否当前频率阶级值40已经符合目标频率阶级值10，是否需要进行调整？，步骤400；若不需要调整的话，则重新回到步骤200处，若需要调整的话则逐步调整工作频率至目标频率阶级值10，步骤500。以上为本发明方法的主要运作流程，当中央处理器持续运作则本发明方法将持续重复步骤200至步骤500的部分，以随时执行对中央处理器工作频率的调整。
而为了减少调整工作频率时对硬件组件所造成的影响，本发明方法更可于步骤500时通过模糊控制(Fuzzy Control)方式来作逐步调整的动作。请参阅到图2的部分，首先建立模糊控制参照表，步骤510，此份模糊控制参照表是用以记录频率差异值、频率差异率与频率调整模式之间的对应关系，主要用来决定在何种频率差异值和频率差异率的情况下应该使用何种的频率调整模式；接着读取目标频率阶级值10及频率产生器(Clock Generator)的当前频率阶级值40，步骤520；然后分别计算出频率差异值及频率差异率的数值，步骤530，其中频率差异值及频率差异率的计算方式可用下列的表达式来求得(1)频率差异值Dv＝Cl-FCl。
其中，Dv频率差异值；Cl目标频率阶级值；FCl当前频率阶级值。
(2)频率差异率Dr＝d(Dv)/dt。
其中，Dr频率差异率；Dv频率差异值；t时间。由于频率差异值(Dv)会随着时间的变动而不断改变，因此必须以频率差异值(Dv)对时间(t)作微分才能够精确算出实质的频率差异率(Dr)。
当分别求出频率差异值及频率差异率之后，便根据模糊控制参照表，决定频率调整模式并进行调整，步骤540；事实上在进行调整之后，会接收到回传的当前频率阶级值40，步骤550，一般都是由可执行中央处理器工作频率调整的硬件提供，如频率产生器30(Clock Generator)…，主要是用来提供判断是否已经达到所应调整到的目标频率阶级值10？，步骤560；如果尚未达到则继续回到步骤530处，若已经达到该有的频率阶级值时则结束本运作流程。
事实上，本发明的调整中央处理器工作频率的方法，还可以提供使用者接口(User Interface，UI)供使用者进行各项参数设定之用，例如工作频率上下限值设定、预定激活执行设定、频率阶级转换表设定…。
为了进一步说明本发明方法所提出的模糊控制方法，再配合图3以及图4的部分来作说明，以显示本发明方法的具体可行性。
其中，图3是本发明的模糊控制频率调整运作示意图。由图3中可知一开始整个模糊控制是以目标频率阶级值10做为主要输入，经由模糊控制模块20的计算运作后会决定出应该采取的频率调整模式，包括超频调整模式21、不变频调整模式22及降频调整模式23，接着根据所决定的频率调整模式发出通知至频率产生器30(此为一实施例)进行工作频率的调整，每次调整均以一个频率阶级值为调整单位，当频率产生器30调整完毕后会发出当前频率阶级值40回模糊控制模块20，使模糊控制模块20可以决定是否要继续进行调整？直到将当前频率阶级值40调整为目标频率阶级值10为止。
至于频率调整模式的决定方式则请参阅到图4的部分。当频率差异值及频率差异率计算出来后，便根据事先所建立的模糊控制参照表来决定所需采取的频率调整模式，基本原则如下(1)当频率差异值为负值(N)时，则采取降频调整模式(U)23；(2)当频率差异值为正值(P)时，则采取超频调整模式(O)21；(3)当频率差异值为零值(Z)时，若频率差异率为负值时采取超频调整模式(O)21，若频率差异率为正值时采取降频调整模式23，若频率差异率为零值时采取不变频调整模式(NC)22。
以上所述内容，仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施方案；即凡依本发明主要构思所作的均等变化与修饰，皆为本发明专利要求保护的范围所涵盖。
权利要求
1.一种调整中央处理器工作频率方法，是根据中央处理器实时运作状态进行工作频率的逐步调整，其特征在于包含如下步骤建立一频率阶级转换表；取得中央处理器之一当前使用状态数据；根据该频率阶级转换表，转换产生一目标频率阶级值；及逐步调整工作频率至该目标频率阶级值。
2.如权利要求1所述的调整中央处理器工作频率方法，其特征在于，该当前使用状态数据为百分比数据，至少可由一使用率数据、一负载率数据的群组组合中任意选择的。
3.如权利要求1所述的调整中央处理器工作频率方法，其特征在于，该转换产生该目标频率阶级值的步骤，可以通过下列表达式求出该目标频率阶级值Cl＝〔Cu/100*Clmax〕；其中，Cl目标频率阶级值；Clmax频率阶级最大值；及Cu当前使用状态数据。
4.如权利要求1所述的调整中央处理器工作频率方法，其特征在于，该执行逐步调整工作频率至该目标频率阶级值的步骤是通过模糊控制方式进行，更包含下列步骤建立一模糊控制参照表；读取该目标频率阶级值及一频率产生器(Clock Generator)之一当前频率阶级值；计算一频率差异值及一频率差异率；及根据该模糊控制参照表，决定频率调整模式并进行调整。
5.如权利要求4所述的调整中央处理器工作频率方法，其特征在于，该计算该频率差异值的步骤，可以通过下列表达式求出该频率差异值Dv＝Cl-FCl其中，Dv频率差异值；Cl目标频率阶级值；及FCl当前频率阶级值。
6.如权利要求4所述的调整中央处理器工作频率方法，其特征在于，该计算该频率差异率的步骤，可以通过下列表达式求出该频率差异率Dr＝d(Dv)/dt；其中，Dr频率差异率；Dv频率差异值；及t时间。
7.如权利要求4所述的调整中央处理器工作频率方法，其特征在于，该步骤更包含自该频率产生器接收回传的该当前频率阶级值，以判断是否到达该目标频率阶级值的步骤。
8.一种调整中央处理器工作频率方法，是根据中央处理器实时运作状态利用模糊控制方式进行工作频率的逐步调整，特征在于，包含下列步骤建立一模糊控制参照表；读取该目标频率阶级值及一频率产生器之一当前频率阶级值；计算一频率差异值及一频率差异率；及根据该模糊控制参照表，决定频率调整模式并进行调整。
9.如权利要求8所述的调整中央处理器工作频率方法，其特征在于，该计算该频率差异值的步骤，可以通过下列表达式求出该频率差异值Dv＝Cl-FCl；其中，Dv频率差异值；Cl目标频率阶级值；及FCl当前频率阶级值。
10.如权利要求8所述的调整中央处理器工作频率方法，其特征在于，该计算该频率差异率的步骤，可以通过下列表达式求出该频率差异率Dr＝d(Dv)/dt；其中，Dr频率差异率；Dv频率差异值；及t时间。
全文摘要
本发明公开了一种调整中央处理器工作频率方法，根据中央处理器实时运作状态进行工作频率的逐步调整，其包括如下步骤建立一频率阶级转换表；取得中央处理器之一当前使用状态数据；根据该频率阶级转换表，转换产生一目标频率阶级值；逐步调整工作频率至该目标频率阶级值。该方法可减少人为操作错误，使中央处理器发挥最佳效能，且可减少资源浪费和硬件组件的损耗。
文档编号G06F9/00GK1567180SQ03137089
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月18日 优先权日2003年6月18日
发明者程世平, 江峰俊 申请人:微星科技股份有限公司