飞腾平台下的CPU功耗的控制装置及方法与流程

本发明属于CPU功耗控制的技术领域，具体涉及一种飞腾平台下的CPU功耗的控制装置及方法。

背景技术：

传统便携式笔记本、一体机、台式机等一般都是采用intel的技术架构。其待机、休眠、高负载环境下的电压调节都有一套成熟的应用方案，英特尔从6系列平台开始，导入VR12（Voltage Regulator 电压调节）规范，也就是SVID（Serial Voltage Identification 串联电压识别）模式，通过CPU自身SVID总线侦测CPU的电压，即CPU作为PMBUS(Power Management Bus 电源管理总线)的主设备，SVID模块通过DATA（数据）和CLK（时钟）总线向VRM（Voltage Regulator Module 电源管理模块）芯片发出呼叫，等待着VRM芯片来读取电压设置信息。当VRM芯片对CPU内SVID模块的呼叫做出应答，并读出电压设置信息，CPU主供电VCORE（Voltage Core 核电压）产生，之后依据CPU电压来调控PWM（Pulse Width Modulation 脉宽调制）供电的相数。硬件电路和通信机制都已经形成一种固定机制，每一系列的CPU主板必须兼容相应的PWM控制器，由于CPU和VRM必须通过SVID总线进行通信，而SVID是一种总线工作模式，整个链路需要软件的配合，硬件成本较高。

随着信息安全问题的凸显，自主可控计算机系统越来越受到政府和企业重视，采用国产化的CPU平台、操作系统和系统整机已经成为一种趋势。目前国产飞腾处理器没有独立的SVID总线和APS（ Active Phase Switching 主动相变化开关）模式机制，不能够依据CPU的电压来调控PWM供电相数。

技术实现要素：

本发明的目的在于避免现有技术中的不足而提供一种飞腾平台下的CPU功耗的控制装置及方法，以使国产飞腾处理器在待机、休眠和高负载环境下能够调节CPU的电压，从而实现CPU功耗的控制。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一方面，提供一种飞腾平台下的CPU功耗的控制装置，包括：

飞腾处理器，所述飞腾处理器配置有三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3；

可编程控制器，所述可编程控制器通过所述三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3与飞腾处理器连接，所述飞腾处理器通过该三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3将待机、休眠和高负载状态发送给可编程控制器；

模拟开关电路，所述模拟开关电路与可编程控制器连接，所述模拟开关电路包括三个开关通道S1、S2、S3，每个开关通道S1、S2、S3分别串联有电阻，所述可编程控制器根据所述飞腾处理器的待机、休眠和高负载状态对应分别控制该三个开关通道S1、S2、S3的通断；

电源控制器，所述电源控制器的三个反馈分压电阻分别对应三个开关通道S1、S2、S3串联的电阻，当三个开关通道S1、S2、S3中的其中某一个接通时，所述电源控制器根据接通的开关通道所串联的电阻值对应输出预定的电压。

作为进一步的改进，所述可编程控制器检测三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3的电平状态信号。

作为进一步的改进，所述可编程控制器与飞腾处理器之间还连接有电平转换电路。

作为进一步的改进，所述可编程控制器和模拟开关电路之间通过两个GPJ接口GPJ1、GPJ2连接。

作为进一步的改进，所述电源控制器为PWM控制芯片。

另一方面，本发明还提供了一种飞腾平台下的CPU功耗的控制方法，采用如上所述的控制装置，包括如下步骤：

S1、所述飞腾处理器根据当前处于待机、休眠、高负载三种运行状态中的一种运行状态，配置三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3中的一个为高电平，其他两个为低电平，当处于待机时，GPIO接口GPIO3为高电平，当处于休眠时，GPIO接口GPIO1为高电平，当处于高负载时，GPIO接口GPIO2为高电平；

S2、可编程控制器检测三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3的电平状态，当GPIO接口GPIO3为高电平时，控制模拟开关电路的第三个开关通道S3导通，电源控制器输出中电压；当GPIO接口GPIO2为高电平时，控制模拟开关电路的第二开关通道S2导通，电源控制器输出高电压；当GPIO接口GPIO1为高电平时，控制模拟开关电路的第一开关通道S1导通，电源控制器输出低电压。

作为进一步的改进，所述中电压Vout=0.9V，高电压Vout=0.95V，低电压Vout=0.85V。

本发明通过可编程控制器检测飞腾处理器的GPIO1，GPIO2，GPIO3三个GPIO的状态判定飞腾处理器工作模式，然后可编程控制器根据其工作模式打开模拟开关电路相应的开关通道，从而设置不同的CPU工作电压，实现CPU功耗的控制。本发明在飞腾处理器平台实现CPU功耗的控制，其硬件电路设计简单，BOM成本低，并且可编程控制器的软件代码开发量小，易于维护。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是飞腾平台下的CPU功耗的控制装置的电路框图。

图2是飞腾平台下的CPU功耗的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明分为硬件设计和软件设计两部分：硬件设计上采用飞腾处理器和可编程控制器之间建立起三个GPIO（General Purpose Input Output通用输入/输出）接口，处理器将待机，休眠和高负载状态通过GPIO发送给可编程控制器，可编程控制器解析CPU各GPIO状态后，再通过自身的GPIO管脚去控制模拟开关电路，从而实现合适的CPU工作电压；软件设计上，首先在开机状态下，系统默认为待机模式工作，可编程控制器继续等待命令，当接到CPU休眠或高负载命令后，再执行对应的操作。

如图1所示，本发明实施例提供的飞腾平台下的CPU功耗的控制装置，包括：飞腾处理器1，所述飞腾处理器1配置有三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3；

可编程控制器2，所述可编程控制器2通过所述三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3与飞腾处理器1连接，所述可编程控制器2检测三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3的电平状态信号。所述飞腾处理器1通过该三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3将待机、休眠和高负载状态发送给可编程控制器2；

模拟开关电路3，所述模拟开关电路3与可编程控制器2连接，所述模拟开关电路3包括三个开关通道S1、S2、S3，每个开关通道S1、S2、S3分别串联有电阻，所述可编程控制器2根据所述飞腾处理器1的待机、休眠和高负载状态对应分别控制该三个开关通道S1、S2、S3的通断，具体的，所述可编程控制器2和模拟开关电路3之间通过两个GPJ接口GPJ1、GPJ2连接，通过两个GPJ接口GPJ1、GPJ2输入控制信号，实现三个开关通道S1、S2、S3通断控制；

电源控制器4，所述电源控制器4为PWM控制芯片，所述电源控制器4的三个反馈分压电阻分别对应三个开关通道S1、S2、S3串联的电阻，当三个开关通道S1、S2、S3中的其中某一个接通时，所述电源控制器4根据接通的开关通道所串联的电阻值对应输出预定的电压。

作为优选的实施方式，所述可编程控制器2与飞腾处理器1之间还连接有电平转换电路5。由于飞腾处理器1和可编程控制器2两边电平不一致，需要在两者接口电平之间加入电平转换电路。

本发明还提供了一种飞腾平台下的CPU功耗的控制方法，采用如上所述的控制装置，包括如下步骤：

S1、所述飞腾处理器1根据当前处于待机、休眠、高负载三种运行状态中的一种运行状态，配置三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3中的一个为高电平，其他两个为低电平，当处于待机时，GPIO接口GPIO3为高电平，当处于休眠时，GPIO接口GPIO1为高电平，当处于高负载时，GPIO接口GPIO2为高电平；

S2、可编程控制器2检测三个GPIO接口GPIO1、GPIO2、GPIO3的电平状态，当GPIO接口GPIO3为高电平时，控制模拟开关电路3的第三个开关通道S3导通，电源控制器4输出中电压，中电压Vout=0.9V；当GPIO接口GPIO2为高电平时，控制模拟开关电路3的第二开关通道S2导通，电源控制器4输出高电压，高电压Vout=0.95V；当GPIO接口GPIO1为高电平时，控制模拟开关电路3的第一开关通道S1导通，电源控制器4输出低电压，低电压Vout=0.85V。

下面结合图2具体说明本发明的调压过程。

待机进入高负载调压过程如下：

开机进入系统，CPU（飞腾处理器）默认为待机状态，GPIO1，GPIO2默认为低电平，GPIO3默认为高电平；

可编程控制器检测GPIO3为高电平，通过GPJ1和GPJ2设置模拟开关电路输入IN1=0, IN2=1，输出开关通道S1=0,S2=0,S3=1，Vout=0.9V；

可编程控制器继续监控CPU高负载动作，如果检测到GPIO2为高电平，通过GPJ1和GPJ2设置模拟开关电路的输入IN1=1,IN2=0，输出S1=0,S2=1,S3=0，Vout=0.95V。

待机进入休眠调压过程如下：

开机进入系统，CPU默认为待机状态，GPIO1，GPIO2默认为低电平，GPIO3默认为高电平；

可编程控制器检测GPIO3为高电平，通过GPJ1和GPJ2设置模拟开关电路输入IN1=0,IN2=1，输出S1=0,S2=0,S3=1，Vout=0.9V；

可编程控制器继续监控休眠动作，如果检测到GPIO1为高电平，通过GPJ1和GPJ2设置模拟开关电路输入IN1=0,IN2=0，输出S1=1,S2=0,S3=0，Vout=0.85V。

本发明提供的飞腾平台下的CPU功耗的控制方法及装置，即通过CPU在待机，休眠及高负载三种环境下自动调节CPU的核电压。本发明开机进入系统后，CPU默认工作在待机模式，把GPIO3设置为高电平，GPIO1和GPI02为低电平,当工作在其他模式下，CPU发送不同的GPIO命令，可编程控制器接到命令后，设置开关通道S1,S2,S3的通断，开关通道S1，S2，S3分别串联的电阻对应PWM控制芯片的三个反馈分压电阻，选择某一个反馈电阻值对应某一种输出电压，从而控制了电源控制芯片的输出电压，实现CPU功耗的控制。本设计硬件方案简单方便，软件开发小，是一种简单、高效的飞腾平台的CPU功耗控制方法。

上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，不能理解为对本发明保护范围的限制。

总之，本发明虽然列举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。