УПРАВЛЕНИЕ РАБОЧИМИ ТОЧКАМИ ЦИФРОВОГО МАСШТАБИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ И ЧАСТОТЫ Российский патент 2016 года по МПК H03K3/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к управлению энергопотреблением в электронной схеме и, в частности, к управлению рабочими точками тактовой частоты и источника напряжения в электронной схеме.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Динамическое масштабирование напряжения и частоты (DVFS) является общеизвестным принципом в проектировании электронных схем: тактовая частота, а также источник напряжения масштабируются до минимальных значений, необходимых для выполнения требований к прикладной производительности. Энергосбережение осуществляется по всему аппаратному компоненту (не только на схеме, относящейся к тактовому сигналу, согласно методам масштабирования стробирования и частоты тактового сигнала) и является значительным вследствие квадратичного действия, оказываемого изменениями напряжения на энергопотребление. Рабочая точка (OPP) DVFS задается заранее определенной парой тактовая частота/уровень напряжения. Несколько или, по меньшей мере, две OPP задаются для схемы, применяющей DVFS, причем одна из OPP является рабочей в любое данное время.

Для данной/го схемы/компонента, выбор OPP производится для каждого случая прикладного использования в отдельности. Примеры случаев использования включают в себя, но без ограничения:

телефон, используемый для совершения вызова,

телефон, используемый для просмотра веб-сайтов,

телефон, находящийся в неактивном режиме (т.е. включенный, но не используемый, и способный отвечать на входящий вызов).

Выбор OPP для данного случая использования осуществляется согласно следующим принципам:

желательно избегать выбора OPP, имеющей слишком низкую тактовую частоту и/или слишком низкое значение напряжения питания поскольку это может приводить к нарушению прикладных ограничений в реальном времени.

желательно избегать выбора OPP, имеющей тактовую частоту и/или значение напряжения питания выше, чем требуется для удовлетворения прикладным требованиям, поскольку это приводит к энергопотреблению выше необходимого. Это обусловлено тем, что, чем выше тактовая частота, тем выше необходимое значение напряжения питания, и это повышенное значение напряжения питания, в свою очередь, приводит к повышению энергопотребления.

Авторы описанного здесь изобретения установили, что существующая технология DVFS сталкивается с рядом проблем. Одна состоит в том, что при ограниченном количестве заданных OPP, отображение случаев прикладного использования в OPP может не быть оптимальным. Например, предположим, что вариант осуществления имеет две заданные OPP, причем OPP1 требует тактовой частоты 100 МГц, и OPP2 требует тактовой частоты 50 МГц. Поэтому случаи использования, которые отображаются в OPP1 (т.е. требующие тактовой частоты более 50 МГц), не будут извлекать пользу из DVFS, поскольку снижения мощности не будет.

Описанные две OPP приводят к недостаточной производительности, поскольку предельный срок в реальном времени наихудшего случая в случае использования будет обуславливать выбор эффективной OPP в качестве OPP1 даже если большую часть времени случай использования может осуществляться на более низкой частоте.

Другой недостаток состоит в том, что частоту и напряжение OPP можно устанавливать на ранней стадии в проекте на основании оценок прикладных требований. Позднее, вследствие измененных требований, частота и напряжение могут не быть оптимальными с точки зрения энергопотребления. Поэтому желательно иметь способы и устройства, которые достигают более оптимальной производительности при измененных требованиях.

Авторы описанного здесь изобретения дополнительно установили, что часто более высокая тактовая частота необходима только на очень короткий период времени. Однако переключение с одной OPP на другую в течение этого короткого периода времени может приводить к значительным издержкам, если переключение OPP реализуется посредством программно управляемого процессора.

Пример этой проблемы возникает в контексте "микросна" системы Long Term Evolution (LTE). Основная идея состоит в снижении энергопотребления приемного тракта радиостанции при обнаружении, что пакеты данных не нужно принимать в текущий интервал времени передачи (TTI). Это требует как можно более быстрого декодирования канала управления с использованием наивысшей возможной тактовой частоты. В этом случае использования, OPP1 требуется только при декодировании канала управления. В оставшееся время можно использовать OPP2. Поскольку декодирование канала управления занимает лишь очень короткий промежуток времени, переход с одной OPP на другую в программно управляемой реализации будет приводить к большим издержкам.

Поэтому желательно обеспечить механизмы управления DVFS, которые предусматривают использование оптимальных OPP без издержек, свойственных традиционным реализациям.

Краткое изложение сущности изобретения

Следует обратить внимание на то, что термины "содержит" и "содержащий", используемые в этом описании изобретения, призваны указывать присутствие заявленных признаков, целых чисел, этапов или компонентов; но использование этих терминов не препятствует присутствию или добавлению одного или более других признаков, целых чисел, этапов, компонентов или их групп.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, по меньшей мере, некоторые из вышеупомянутых и других задач решаются в способах и устройствах для генерации тактового сигнала, подаваемого на электронную схему. Это предусматривает генерацию, на основании того, какой из множества случаев прикладного использования, которые может осуществлять электронная схема, в настоящее время активен, первый сигнал, который указывает первую выбранную из множества рабочих точек тактового сигнала. Кроме того, на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы, генерируется второй сигнал, который указывает вторую выбранную из множества рабочих точек тактового сигнала. Для любого данного из случаев прикладного использования, текущее требование к быстродействию необязательно остается постоянным в течение длительности данного из случаев прикладного использования. На основании первого и второго сигналов, генерируется третий сигнал, который указывает, какая из множества рабочих точек тактового сигнала должна быть активной, причем рабочая точка тактового сигнала, указанная третьим сигналом, является той из рабочих точек тактового сигнала, указанных первым и вторым сигналами, которая связана с более высокой частотой тактового сигнала. Третий сигнал используется для управления генерацией тактового сигнала, имеющего рабочую точку, указанную третьим сигналом.

В некоторых вариантах осуществления, первый сигнал дополнительно указывает первый выбранный из множества уровней напряжения питания; второй сигнал дополнительно указывает второй выбранный из множества уровней напряжения питания; третий сигнал дополнительно указывает, какой из множества уровней напряжения питания должен быть активным; и третий сигнал используется для управления генерацией уровня напряжения питания, имеющего уровень напряжения питания, указанный третьим сигналом.

В некоторых альтернативных вариантах осуществления, первый сигнал дополнительно указывает первый выбранный из множества уровней напряжения питания; второй сигнал дополнительно указывает второй выбранный из множества уровней напряжения питания; и генерация тактового сигнала дополнительно содержит генерацию, на основании первого и второго сигналов, четвертого сигнала, который указывает, какая из множества уровней напряжения питания должна быть активной, причем уровень напряжения питания, указанный четвертым сигналом, является уровнем с наибольшим энергопотреблением из уровня напряжения питания, указанного первым сигналом, и уровня напряжения питания, указанного вторым сигналом; и использование четвертого сигнала для управления генерацией уровня напряжения питания, имеющего уровень напряжения питания, указанный четвертым сигналом.

В некоторых вариантах осуществления, первый сигнал имеет два состояния; второй сигнал имеет два состояния; и генерация третьего сигнала, который указывает, какая из множества рабочих точек тактового сигнала должна быть активной, содержит осуществление логической операции ИЛИ между первым сигналом и вторым сигналом.

В некоторых вариантах осуществления, первый сигнал имеет более двух состояний, и второй сигнал имеет более двух состояний.

В некоторых вариантах осуществления, генерация первого сигнала содержит использование запрограммированного процессора для выбора одной из множества рабочих точек тактового сигнала на основании того, какой из множества случаев прикладного использования в настоящее время активен; и генерация второго сигнала содержит использование аппаратного компонента для генерации второго сигнала на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы. В некоторых, но не обязательно всех этих вариантах осуществления, аппаратным компонентом является тактовый генератор.

В некоторых вариантах осуществления, электронная схема выполнена с возможностью осуществления функций в оборудовании мобильной связи; и текущее требование к быстродействию электронной схемы является функцией характеристики хронирования сигнала, принятого оборудованием мобильной связи.

В некоторых вариантах осуществления, третий сигнал также используется для управления генерацией одного или более других тактовых сигналов, каждый из которых имеет рабочую точку тактового сигнала, указанную третьим сигналом, причем для любой данной из множества рабочих точек тактового сигнала, этот тактовый сигнал и один или более других тактовых сигналов работают на разных частотах относительно друг друга.

В некоторых вариантах осуществления, третий сигнал также используется для управления генерацией одного или более других уровней напряжения питания, причем для любого данного из множества уровней напряжения питания, этот генерируемый уровень напряжения питания и генерируемый один или более других уровней напряжения питания отличаются друг от друга.

В некоторых вариантах осуществления, второй сигнал изменяет состояния, тогда как первый сигнал остается постоянным в течение данного из случаев прикладного использования, благодаря чему, средняя тактовая частота в течение данного из случаев прикладного использования не равна ни одной из множества тактовых частот, которые соответственно соответствуют рабочим точкам тактового сигнала.

В некоторых вариантах осуществления, генерация второго сигнала на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы подавляется и, напротив, второй сигнал генерируется как модулированный по ширине импульса сигнал, коэффициент заполнения которого определяется активным в настоящее время случаем прикладного использования. В некоторых, но не обязательно всех этих вариантах осуществления, первый сигнал вынужден оставаться в деактивированном состоянии в течение длительности активного в настоящее время случая прикладного использования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Задачи и преимущества изобретения можно лучше понять, ознакомившись с нижеследующим подробным описанием совместно с чертежами, в которых:

Фиг. 1 - блок-схема иллюстративной схемы, где применяются признаки, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения.

Фиг. 2 - блок-схема альтернативной иллюстративной схемы, где применяются признаки, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения.

Фиг. 3 - схема хронирования сигнала, демонстрирующая сигналы, принимаемые, передаваемые и генерируемые, согласно иллюстративному варианту осуществления, например, показанному на фиг. 1.

Фиг. 4 - в одном отношении, логическая блок-схема этапов/процессов, осуществляемых в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

Фиг. 5 - блок-схема иллюстративной схемы, где применяются признаки, согласно некоторым альтернативным вариантам осуществления изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Различные признаки изобретения будут описаны ниже со ссылкой на фигуры, в котором аналогичные части обозначены одинаковыми позициями.

Различные аспекты изобретения будет описано ниже более подробно в связи с рядом иллюстративных вариантов осуществления. Для облегчения понимания аспектов изобретения, многие из этих аспектов описаны в отношении последовательностей действий, подлежащих осуществлению элементами компьютерной системы или другого оборудования, способного выполнять запрограммированные инструкции. Очевидно, что в каждом из вариантов осуществления, различные действия могут осуществляться специализированными схемами (например, аналоговыми и/или дискретными логическими вентилями, соединенными между собой для осуществления специализированной функции), одним или более процессорами, запрограммированными подходящим набором инструкций, или их комбинацией. Термин “схема, выполнена с возможностью” осуществления одного или более описанных действий, используется здесь в отношении любого такого варианта осуществления (т.е. одной или более специализированным схемам и/или одного или более запрограммированных процессоров). Кроме того, аспекты изобретения можно дополнительно рассматривать как воплощенные полностью в любой форме машиночитаемого носителя, например, твердотельной памяти, магнитного диска или оптического диска, содержащего надлежащий набор компьютерных инструкций, которые будут предписывать процессору осуществлять описанные здесь методы. Таким образом, различные аспекты изобретения можно реализовать во многих разных формах, и все такие формы допустимы в объеме изобретения. Для каждого из различных аспектов изобретения, любая такая форма вышеописанных вариантов осуществления может именоваться здесь “логика, выполненная с возможностью” осуществления описанного действия, или, альтернативно, как “логика, которая” осуществляет описанное действие.

В одном отношении, некоторые варианты осуществления изобретения предусматривают создание так называемой "виртуальной OPP", которую можно оптимизировать для каждого конкретного случая использования, в данном случае использования, путем переключения между двумя или более заранее заданными OPP наподобие широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

В другом аспекте некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления, переключение между OPP осуществляется посредством аппаратного таймера, действующего в режиме ШИМ, причем коэффициент заполнения определяет виртуальную OPP.

В еще одном аспекте некоторых, но не обязательно всех вариантов осуществления, переключение под управлением аппаратного таймера на высокую OPP ("высокая" в смысле высокой частоты/высокого напряжения) осуществляется только в течение периодов времени, в которые высокая производительность требуется для согласования с определенными предельными сроками системы.

ПЕРЕЙДЕМ К БОЛЕЕ ПОДРОБНОМУ ОПИСАНИЮ ЭТИХ И ДРУГИХ АСПЕКТОВ

На Фиг. 1 показана блок-схема иллюстративной схемы 100, где применяются признаки, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения. В порядке примера, предполагается, что схема с динамическим управлением тактовой частотой и напряжением является цифровой схемой 101 основной полосы, которая входит в состав, например, оборудования беспроводной связи. Однако, изобретение не ограничивается этим применением, но может применяться в любом контексте использования методов DVFS.

Цифровая схема 101 основной полосы принимает тактовый сигнал, имеющий одну из двух частот (причем каждую из частот можно рассматривать как соответствующую одну из двух рабочих точек тактового сигнала, обозначенных fopp1 и fopp2). Тактовый сигнал, имеющий частоту, связанную с fopp1, обозначается здесь CLKopp1, и тактовый сигнал, имеющий частоту, связанную с fopp2, обозначается здесь CLKopp2. Тактовый сигнал CLKopp1/CLKopp2 поступает от блока 103 генерации тактового сигнала. В альтернативных вариантах осуществления, цифровая схема 101 основной полосы может принимать тактовый сигнал, имеющий любую из трех или более частот; этот иллюстративный вариант осуществления ограничивается двумя только для облегчения понимания признаков, представленных в вариантах осуществления изобретения.

Цифровая схема 101 основной полосы также принимает напряжение питания, имеющее один из двух уровней напряжения питания, обозначенных Vopp1 и Vopp2, выдаваемых регулятором 105 напряжения. Два уровня Vopp1 и Vopp2 напряжения питания отличаются друг от друга по величине и могут рассматриваться как две рабочие точки напряжения питания регулятора напряжения питания, который создает уровни напряжения питания. В альтернативных вариантах осуществления, цифровая схема 101 основной полосы может принимать напряжение питания, имеющее любой из трех или более уровней напряжения; этот иллюстративный вариант осуществления ограничивается двумя только для облегчения понимания признаков, представленных в вариантах осуществления изобретения.

Для дополнительного облегчения рассмотрения, показаны только единичный тактовый сигнал и единичное напряжение питания. Это не является существенным аспектом изобретения. Различные описанные здесь аспекты можно применять к вариантам осуществления, имеющим более одного тактового сигнала и/или более одного источника напряжения.

В этом примере, каждая из рабочих точек тактового сигнала (и, следовательно, каждая из тактовых частот) сопряжена с соответствующим одним из уровней напряжения питания, таким образом, CLKopp1 сопрягается с Vopp1 для формирования первой рабочей точки, OPP1, и CLKopp2 сопрягается с Vopp2 для формирования второй рабочей точки, OPP2. С этой целью, работа блока 103 генерации тактового сигнала координируется с работой регулятора 105 напряжения. Эта координация осуществляется посредством блока 107 управления мощностью и тактовым сигналом, который генерирует конфигурационные сигналы 109-1, 109-2, которые поступают на управляющие входы блока 103 генерации тактового сигнала и регулятора 105 напряжения, соответственно. Функциональные возможности блока 107 управления мощностью и тактовым сигналом могут, но не обязаны, быть реализованы в виде программного обеспечения (т.е. набора программных инструкций), хранящихся на энергонезависимом процессорно-считываемом носителе данных. Программно реализованные функциональные возможности осуществляются при выполнении программного обеспечения одним или более процессорами (например, микроконтроллером), связанным с блоком 107 управления мощностью и тактовым сигналом. В альтернативных вариантах осуществления, используется аппаратная схема, отдельно или в сочетании с одним или более из запрограммированных процессоров.

После события запуска инициализации (например, повторного включения питания устройства), блок 107 управления мощностью и тактовым сигналом конфигурирует тактовые частоты и напряжения для OPP1 и OPP2. Иллюстративная операция конфигурирования предусматривает, что блок 107 управления мощностью и тактовым сигналом считывает данные с однократно программируемого (OTP) запоминающего устройства, причем запоминающее устройство OTP, в ходе изготовления ИС, программируется на напряжения, необходимые для достижения определенной тактовой частоты. Эти данные используются как основа, на которой программируются тактовые частоты, подлежащие генерации блоком 103 генерации тактового сигнала для OPP1 или OPP2 и уровни напряжения, подлежащие генерации регулятором 105 напряжения для OPP1 или OPP2.

В ходе эксплуатации, блок 107 управления мощностью и тактовым сигналом выбирает (посредством программного обеспечения в иллюстративном варианте осуществления) одну из OPP1 и OPP2 в качестве активной в данный момент рабочей точки. Для любого данного из случаев прикладного использования, требование к быстродействию может изменяться от начала данного случая прикладного использования до конца случая прикладного использования. Поэтому выбор рабочей точки блока управления мощностью и тактовым сигналом для использования в случае использования базируется на наивысшей требуемой производительности, которая необходима в течение того (тех) участка(ов) (может существовать только один участок) периода времени, которые выходят за пределы относительно коротких интервалов, в течение которых пиковые требования к производительности выявляются и регулируются не блоком 107 управления мощностью и тактовым сигналом, а тактовым генератором 113 (рассмотренным ниже).

В иллюстративном варианте осуществления, блок 107 управления мощностью и тактовым сигналом выводит сигнал управления, обозначенный здесь "сигнал управления OPP" 111, который, будучи активирован, делает OPP наивысшей производительности (например, OPP1) оперативной OPP для блока 103 генерации тактового сигнала и регулятора 105 напряжения. В этой связи, "наивысшая производительность" также связана с наивысшим уровнем энергопотребления, поскольку существует прямая связь между уровнем производительности и потреблением энергии.

Не будучи активирован, сигнал 111 управления OPP не будет делать OPP1 активной рабочей точкой для блока 103 генерации тактового сигнала и регулятора 105 напряжения. Однако это не обязательно означает, что OPP2 будет активной, поскольку параллельно с блоком 107 управления мощностью и тактовым сигналом действует вышеупомянутый тактовый генератор 113. Тактовый генератор 113 генерирует сигнал, обозначенный здесь как сигнал 115 "требуется OPP1", который, будучи активирован, предписывает схеме делать рабочую точку наивысшей производительности, OPP1, активной рабочей точкой независимо от состояния сигнала 111 управления OPP.

В иллюстративном варианте осуществления, способность сигнала 115 "требуется OPP1" преодолевать рабочую точку, обусловленную сигналом 111 управления OPP, обеспечивается посредством первого и второго логических вентилей 117, 119 ИЛИ. Первый логический вентиль 117 ИЛИ имеет в качестве двух входных сигналов сигнал 111 управления OPP и сигнал 115 "требуется OPP". Выходной сигнал первого логического вентиля 117 ИЛИ поступает на входной порт управления блока 103 генерации тактового сигнала. В случае активации любого или обоих из сигнала 111 управления OPP1 и сигнала 115 "требуется OPP1", выходной сигнал первого логического вентиля 117 ИЛИ также будет активирован, что, в свою очередь, предписывает блоку 103 генерации тактового сигнала подавать CLKopp1 на цифровую схему 101 основной полосы. Если ни сигнал 111 управления OPP1, ни сигнал 115 "требуется OPP1" не активирован, то выходной сигнал первого логического вентиля 117 ИЛИ, аналогично, не активируется, что, в свою очередь, предписывает блоку 103 генерации тактового сигнала подавать CLKopp2 на цифровую схему 101 основной полосы.

Аналогичным образом, второй логический вентиль 119 ИЛИ имеет в качестве двух входных сигналов сигнал 111 управления OPP и сигнал 115 "требуется OPP". Выходной сигнал второго логического вентиля 119 ИЛИ поступает на входной порт управления регулятора 105 напряжения. В случае активации любого или обоих из сигнала 111 управления OPP1 и сигнала 115 "требуется OPP1", выходной сигнал второго логического вентиля 119 ИЛИ также будет активирован, что, в свою очередь, предписывает регулятор 105 напряжения для подачи Vopp1 на цифровую схему 101 основной полосы. Если ни сигнал 111 управления OPP1, ни сигнал 115 "требуется OPP1" не активирован, то выходной сигнал второго логического вентиля 117 ИЛИ, аналогично, не активируется, что, в свою очередь, предписывает регулятору 105 напряжения для подачи Vopp2 на цифровую схему 101 основной полосы.

Очевидно, что, в иллюстративном варианте осуществления, первый логический вентиль 117 ИЛИ и второй логический вентиль 119 ИЛИ представлены как отличные друг от друга. Однако, с учетом того, что эти два логических элемента принимают одни и те же входные сигналы и осуществляют одну и ту же функцию, более эффективные конструкции можно реализовать с использованием одного единственного логического вентиля ИЛИ, который подает свой выходной сигнал на каждый из блока 103 генерации тактового сигнала и регулятора 105 напряжения.

Очевидно, что благодаря наличию двух одновременно и независимо действующих блоков выбора рабочей точки (например, блока 107 управления мощностью и тактовым сигналом и тактового генератора 113), один из которых определяет решения по требованиям к случаю использования в целом (причем решение стабильно на протяжении случая использования), а другой отвечает за непосредственное/текущее требование к быстродействию подверженной электронной схемы, при том, что выбор наиболее высокого требования к производительности имеет преимущество над более низким, временные высокие требования к производительности могут удовлетворяться без необходимости осуществлять этот уровень энергопотребления через другие части длительности случая использования. Эффект сравним с широтно-импульсной модуляцией тактовой частоты, при этом на протяжении случая использования получается средняя тактовая частота, которая является виртуальной рабочей точкой. Средняя частота не равна ни одной из фактически заданных частот тактового сигнала.

Преимуществом наличия двух одновременно и независимо действующих блоков выбора рабочей точки, как описано выше, является способность обеспечения быстрого переключения между рабочими точками без необходимости иметь издержки очень сложных полностью аппаратных вариантов осуществления или очень строгих требований к полностью программной реализации.

На Фиг. 2 показана блок-схема альтернативной иллюстративной схемы 200, где применяются признаки, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения. Цифровая схема 101 основной полосы может быть такая же, как показана на фиг. 1, хотя это не является существенным аспектом изобретения. Однако, в этом иллюстративном варианте осуществления, случай двух разных OPP на случай использования был обобщен для обеспечения любого множества OPP на случай использования.

В порядке примера, предполагается, что схема с динамическим управлением тактовой частотой и напряжением является цифровой схемой 201 основной полосы, которая входит в состав, например, оборудования беспроводной связи. Однако изобретение не ограничивается этим применением, но может применяться в любом контексте использования методов DVFS.

Цифровая схема 201 основной полосы принимает тактовый сигнал, имеющий один из множества, обозначенных здесь N, частот (причем каждую из N частот можно рассматривать как соответствующую одну из N рабочих точек тактового сигнала, обозначенных fopp1, …, foppN). Тактовый сигнал, имеющий частоту, связанную с fopp1, обозначается здесь CLKopp1 и эта система обозначений сохраняется по тактовому сигналу, имеющему частоту, связанную с foppN, которая обозначается здесь CLKoppN. Тактовый сигнал CLKopp1, …, CLKoppN поступает от блока 203 генерации тактового сигнала.

Цифровая схема 201 основной полосы также принимает напряжение питания, имеющее один из N уровней напряжения питания, обозначенных Vopp1-VoppN, выдаваемых регулятором 205 напряжения. N уровней напряжения питания Vopp1-VoppN отличаются друг от друга по величине.

Для дополнительного облегчения рассмотрения, показаны только единичный тактовый сигнал и единичное напряжение питания. Это не является существенным аспектом изобретения. Различные описанные здесь аспекты можно применять к вариантам осуществления, имеющим более одного тактового сигнала и/или более одного источника напряжения.

В этом примере, каждая из рабочих точек тактового сигнала сопряжена с соответствующим одним из уровней напряжения питания, таким образом, CLKopp1 сопрягается с Vopp1 для формирования первой рабочей точки, OPP1, CLKopp2 сопрягается с Vopp2 для формирования второй рабочей точки, OPP2, и т.д. вплоть до CLKoppN, которая сопрягается с VoppN для формирования N-ой рабочей точки. Таким образом, каждая пара рабочих точек частоты и уровня напряжения сама по себе может рассматриваться как рабочая точка. С этой целью сопряжение рабочих точек тактового сигнала (т.е. частот) с рабочими точками уровня напряжения (т.е. уровнями напряжения), работа блока 203 генерации тактового сигнала координируется с работой регулятора 205 напряжения. Эта координация осуществляется посредством блока 207 управления мощностью и тактовым сигналом, который генерирует конфигурационные сигналы 209-1, 209-2, которые поступают на управляющие входы блока 203 генерации тактового сигнала и регулятора 205 напряжения, соответственно. Функциональные возможности блока 207 управления мощностью и тактовым сигналом могут, но не обязаны, быть реализованы в виде программного обеспечения (т.е. набора программных инструкций), хранящихся на энергонезависимом процессорно-считываемом носителе данных. Программно реализованные функциональные возможности осуществляются при выполнении программного обеспечения одним или более процессорами (например, микроконтроллером), связанным с блоком 207 управления мощностью и тактовым сигналом. В альтернативных вариантах осуществления, используется аппаратная схема, отдельно или в сочетании с одним или более из запрограммированных процессоров.

После события запуска инициализации (например, повторного включения питания устройства), блок 207 управления мощностью и тактовым сигналом конфигурирует тактовые частоты и напряжения для рабочих точек OPP1-OPP_N. Иллюстративная операция конфигурирования предусматривает, что блок 207 управления мощностью и тактовым сигналом считывает данные с однократно программируемого (OTP) запоминающего устройства, причем запоминающее устройство OTP, в ходе изготовления ИС, программируется напряжениями, необходимыми для достижения определенной тактовой частоты. Эти данные используется как основа, на которой программируются тактовые частоты, подлежащие генерации блоком 203 генерации тактового сигнала для OPP1-OPP_N, и уровни напряжения, подлежащие генерации регулятором 205 напряжения для OPP1-OPP_N.

В ходе эксплуатации, блок 207 управления мощностью и тактовым сигналом выбирает (посредством программного обеспечения в иллюстративном варианте осуществления) одну из N рабочих точек, OPP1-OPP_N в качестве активной в данный момент рабочей точки. Как упомянуто ранее, для любого данного из случаев прикладного использования, требование к быстродействию может изменяться от начала данного случая прикладного использования до конца случая прикладного использования. Поэтому выбор рабочей точки блока управления мощностью и тактовым сигналом для использования в случае использования базируется на наивысшей требуемой производительности, которая необходима в течение того (тех) участка(ов) (может существовать только один участок) периода времени, которые выходят за пределы относительно коротких интервалов, в течение которых пиковые требования к производительности выявляются и регулируются не блоком 207 управления мощностью и тактовым сигналом, а тактовым генератором 213 (рассмотренным ниже).

В иллюстративном варианте осуществления, блок 207 управления мощностью и тактовым сигналом выводит вектор сигнала управления, обозначенный здесь "вектор управления OPP" 211, который, будучи активирован, указывает минимальный уровень производительности (в пределах от OPP1 до OPP_N), который, с точки зрения блока 207 управления мощностью и тактовым сигналом, должна быть оперативной OPP, задаваемой производительностью блока 203 генерации тактового сигнала и регулятора 205 напряжения. В иллюстративном варианте осуществления, вектор 211 управления OPP выражается в виде N различных сигналов, но, в альтернативных вариантах осуществления, можно применять меньше линий сигнала, при этом конкретная одна из N заданных OPP кодируется на это меньшее количество линий сигнала.

Однако OPP, указанная вектором 211 управления OPP, не обязательно будет активной рабочей точкой, поскольку параллельно с блоком 207 управления мощностью и тактовым сигналом действует вышеупомянутый тактовый генератор 213. Тактовый генератор 213 генерирует вектор сигнала, обозначенный здесь "вектор требования OPP" 215, который указывает минимальный уровень производительности (в пределах от OPP1 до OPP_N), который, с точки зрения тактового генератора 213, должна быть оперативной OPP, задаваемой производительностью блока 203 генерации тактового сигнала и регулятора 205 напряжения. В иллюстративном варианте осуществления, вектор 215 требования OPP выражается в виде N различных сигналов, но, в альтернативных вариантах осуществления, можно применять меньше линий сигнала, при этом конкретная одна из N заданных OPP кодируется на это меньшее количество линий сигнала.

Выбор активной OPP производится первой схемой 217 и второй схемой 219, каждая из которых осуществляют функцию "максимума" (здесь обозначены как "схемы максимума"). Каждая из первой схемы 217 максимума и второй схемы 219 максимума имеет два входных сигнала: вектор 211 управления OPP и вектор 215 требования OPP. Первая схема 217 максимума и вторая схема максимума определяют, какой из этих векторов в настоящее время указывает более высокий уровень производительности, и выводит вектор для указания OPP, имеющей этот уровень производительности. В иллюстративном варианте осуществления, выходной сигнал первой схемы 217 максимума и выходной сигнал второй схемы 219 максимума представляет собой вектор N сигналов, при этом только один из N сигналов активируется для указания, какая из N OPP выбрана. Однако, в альтернативных вариантах осуществления, кодирование N возможностей может осуществляться на меньшем количестве, чем N физических линий.

Вектор выходного сигнала первой схемы 217 максимума поступает на входной порт управления блока 203 генерации тактового сигнала. Таким образом, с выхода блока 203 генерации тактового сигнала один из тактовых сигналов, CLKopp1-CLKoppN будут поступать на цифровую схему 201 основной полосы, причем один из них соответствует наивысшему сигналу, выбранному между блоком 211 управления мощностью и тактовым сигналом и тактовым генератором 213.

Аналогичным образом, вектор выходного сигнала второй схемы 219 максимума поступает на входной порт управления регулятора 205 напряжения. Таким образом, с выхода регулятора 205 напряжения один из уровней напряжения, Vopp1-VoppN будет поступать на цифровую схему 201 основной полосы, причем один из них соответствует наивысшему сигналу, выбранному между блоком 211 управления мощностью и тактовым сигналом и тактовым генератором 213.

Очевидно, что в иллюстративном варианте осуществления первая схема 217 максимума и вторая схема 219 максимума представлены как отличные друг от друга. Однако, с учетом того, что эти два блока принимают одни и те же входные векторы и осуществляют одну и ту же функцию, более эффективные конструкции можно реализовать с использованием одной единственной схемы функции максимума, которая подает свой выходной сигнал на каждый из блока 203 генерации тактового сигнала и регулятора 205 напряжения.

Для дополнительной иллюстрации аспектов вариантов осуществления изобретения, на фиг. 3 показана схема хронирования сигнала, демонстрирующая сигналы, принимаемые, передаваемые и генерируемые, согласно иллюстративному варианту осуществления, например, показанному на фиг. 1. В порядке примера, эти сигналы реализуют вышеупомянутую функцию микросна LTE, с использованием вышеописанного аппаратно управляемого переключения OPP. В начале примера, блок 107 управления мощностью и тактовым сигналом выводит деактивированный сигнал управления OPP (не показанный на фиг. 3), так что пока тактовый генератор 113 не утвердит свой сигнал 115 "требуется OPP1", или блок 107 управления мощностью и тактовым сигналом не утвердит свой сигнал 111 управления OPP, активной рабочей точкой будет OPP2 (т.е. низкое быстродействие/низкое энергопотребление).

На этапе (1), канал управления нисходящей линии связи (DL) в течение первого TTI (TTI #0) принимается из радиоинтерфейса радиостанции через цифровую РЧ схему ("интерфейс DigRF").

На этапе (2), пакет данных для TTI #0 начинает приниматься через интерфейс DigRF.

На этапе (3), канал управления нисходящей линии связи для TTI #0 демодулируется и декодируется. Поскольку для этого процесса требуется высокоскоростная операция, тактовый генератор 113 выполнен с возможностью активации сигнала "требуется OPP1" (301), так что OPP1 выбирается в течение этого периода времени (т.е. блок 103 генерации тактового сигнала принимает сигнал управления 303, который предписывает ему выводить тактовый сигнал CLKopp1, и регулятор 105 напряжения принимает сигнал управления 305, который предписывает ему выводить уровень напряжения Vopp1).

На этапе (4), координатор сеансов (программный компонент, не показан) обнаруживает, что никакие пакеты принимать не нужно. В ответ на это обнаружение, он отключает радиостанцию и интерфейс DigRF, переводя оборудование в состояние "микросон".

На этапе (5), приемный тракт радиостанции и DigRF отключаются до окончания TTI #0, в результате чего, никакие пакеты не принимаются ("микросон"). В течение этого периода времени, тактовый генератор 113 выполнен с возможностью деактивации сигнала "требуется OPP1" (307), в результате чего OPP1 не выбирается в течение этого периода времени (т.е. блок 103 генерации тактового сигнала принимает сигнал 309 управления, который предписывает ему выводить тактовый сигнал CLKopp2, и регулятор 105 напряжения принимает сигнал 311 управления, который предписывает ему выводить уровень напряжения Vopp2).

После окончания TTI #0, приемный тракт радиостанции и DigRF снова включаются (не показано), в результате чего, на этапе (6), канал управления нисходящей линии связи для TTI #1 принимается от радиоинтерфейса радиостанции через интерфейс DigRF.

На этапе (7), пакет данных для TTI #1 принимается через интерфейс DigRF.

На этапе (8), канал управления нисходящей линии связи для TTI #1 демодулируется и декодируется. Поскольку для этого процесса требуется высокоскоростная операция, тактовый генератор 113 выполнен с возможностью активации сигнала "требуется OPP1" (313), так что OPP1 выбирается в течение этого периода времени (т.е. блок 103 генерации тактового сигнала принимает сигнал 315 управления, который предписывает ему выводить тактовый сигнал CLKopp1, и регулятор 105 напряжения принимает сигнал 317 управления, который предписывает ему выводить уровень напряжения Vopp1).

На этапе (9), координатор сеансов узнает в результате демодуляции и декодирования канала управления нисходящей линии связи для TTI #1, что необходимо демодулировать и декодировать большой пакет нисходящей линии связи. Он запрашивает более высокую производительность привлеченных функциональных блоков (FU, реализованных в оборудовании и/или программном обеспечении) у менеджера ресурсов (программного компонента, не показан). Этот запрос можно делать, как только необходимость становится известной, или, альтернативно, запрос можно сделать позже (например, непосредственно до выполнения (турбо) декодера).

В результате, на этапе (10), хотя тактовый генератор 113 разутвердил сигнал "требуется OPP1" (319), блок 107 управления мощностью и тактовым сигналом активирует свой сигнал 111 управления OPP (321), что позволяет поддерживать высокую производительность при приеме пакета.

Принятый пакет данных демодулируется и декодируется. Демодуляция и декодирование начинается даже до завершения переключения OPP (т.е. увеличения напряжения с Vopp2 до Vopp1 и изменения тактовой частоты с fopp2 до fopp1), инициированного на этапе (9).

На этапе (11), по завершении демодуляции и декодирования, блок управления мощностью и сбросом отменяет запросы на более высокую производительность из этапа (9). В результате, менеджер ресурсов (RM - программный компонент) инициирует обратное переключение с OPP1 к OPP2 (например, сигнал 111 управления OPP деактивируется (323), и сигнал 115 "требуется OPP" остается деактивированным).

На этапе (12), информация квитирования (ACK) или отрицательного квитирования (NACK) из этапа (5) кодируется и модулируется.

На этапе (13), информация ACK/NACK передается через интерфейс DigRF на радиостанцию.

На этапе (14), потенциальный пакет данных восходящей линии связи (UL) передается через интерфейс DigRF на радиостанцию.

Для дополнительной иллюстрации аспектов варианта осуществления изобретения, на фиг. 4, в одном отношении, показана логическая блок-схема этапов/процессов, осуществляемых в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения. На Фиг. 4 показана, в другом отношении, блок-схема схемы 400, выполненной с возможностью осуществления генерации тактового сигнала и/или сигнала источника напряжения посредством различных функционально описанных элементов, изображенных на фигуре.

Как показано на фигуре, две операции осуществляются одновременно. В одной из них, первый сигнал генерируется на основании того, какой случай прикладного использования подлежит осуществлению электронной схемой, на которую поступают тактовый сигнал и/или напряжение питания (этап 400). Первый сигнал представляет желаемую OPP для генерируемого тактового сигнала и/или напряжения питания и представляется сигналом 111 управления OPP, показанным на фиг. 1, и вектором 211 управления OPP, показанным на фиг. 2.

В другой из двух одновременно осуществляемых операций, второй сигнал генерируется на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы, на которую поступают тактовый сигнал и/или напряжение питания (этап 403). Второй сигнал представляет желаемую OPP для генерируемого тактового сигнала и/или напряжения питания и представляется сигналом 115 требования OPP, показанным на фиг. 1 и вектором 215 требования OPP.

Отсюда следует, что, в зависимости от деталей конкретной реализации, каждый из первого и второго сигналов могут представлять любую из множества OPP.

Поскольку первый сигнал генерируется на основании того, какой из множества случаев прикладного использования, подлежащих осуществлению электронной схемой, в настоящее время активен, генерация первого сигнала может осуществляться запрограммированным процессором (например, любым из блоков 107, 207 управления мощностью и тактовым сигналом, показанных на фиг. 1 и 2). Для достижения строгих требований к хронированию, предпочтительно, чтобы второй сигнал генерировался аппаратным(и) компонентом(ами)/схемой (например, любым из тактовых генераторов 113, 213, изображенных на фиг. 1 и 2).

Затем первый и второй сигналы используются как основание для генерации третьего сигнала, причем третий сигнал представляет более высокую из желаемых OPP, представленных соответствующими первым и вторым сигналами (этап 405). Используемый здесь термин "более высокое" относится к требованию к тактовой частоте и напряжению (т.е., применительно к тактовой частоте, "более высокое" означает "более быстрое"; применительно к уровню напряжения питания, "более высокое" означает более высокое по величине независимо от полярности); "более высокое" не относится к уровню сигнала первого, второго или третьего сигналов, поскольку те же аспекты можно реализовать посредством логики отрицательных утверждений, а также логики положительных утверждений. Третий сигнал представляется выходным сигналом любого из первого и второго логических вентилей 117, 119 ИЛИ, и также выходным сигналом любой из первой схемы 217 максимума и второй схемы 219 максимума.

Затем генерируются тактовый сигнал и/или напряжение питания, имеющие OPP, указанную(ые) третьим сигналом. Иллюстративные тактовые сигналы представлены как любой из сигналов CLKopp1, CLKopp2, …, CLKoppN, изображенных на фиг. 1 и 2 (где N больше или равно 2). Иллюстративные напряжения питания представлены как любой из уровней Vopp1, Vopp2, …, VoppN напряжения, изображенных на фиг. 1 и 2 (где N больше или равно 2).

После генерации тактового сигнала и/или напряжения питания, процесс повторяется, начиная с этапа 401. Очевидно, что в течение любого случая прикладного использования, первый сигнал будет оставаться постоянным. Однако для любого данного из случаев прикладного использования, требование к быстродействию может изменяться от начала данного случая прикладного использования до конца случая прикладного использования. Это проиллюстрировано на фиг. 3 уровнями сигнала 301 и 307, в которых, для случая использования, связанного с "микросном LTE", высокое требование к быстродействию всегда необходимо, чтобы быстро демодулировать и декодировать принятый сигнал канала управления (уровни 301 и 313 сигнала), но за его пределами высокое требование к быстродействию не является безусловным (уровни 307 и 319 сигнала). В принципе, система будет функциональной, даже если канал управления можно декодировать медленнее (например, с использованием OPP2), но его быстрое декодирование (например, с использованием OPP1) позволяет раньше определить, можно ли отключить радиостанцию, таким образом, расходуя меньше энергии.

Различные аспекты вариантов осуществления изобретения обеспечивают преимущества над традиционными конструкциями. Например, появляется возможность быстрого переключения между OPP, что позволяет снизить энергопотребление благодаря тому, что энергопотребление, при необходимости, можно мгновенно увеличить, чтобы удовлетворить пиковым требованиям к производительности, и затем уменьшить, чтобы разрешить более низкие тактовые частоты, достаточные для удовлетворения преобладающим требованиям к быстродействию в течение интервала времени случая использования.

Виртуальные OPP также становятся возможны в результате переключения, которое имеет место между двумя OPP. Это переключение создает "виртуальную" OPP, которая соответствует средней частоте, которая достигается на протяжении интервала времени случая использования. Виртуальную OPP можно оптимизировать для каждого конкретного случая использования. Среднюю тактовую частоту (и соответствующий уровень напряжения питания) можно регулировать для каждого случая использования в любое время (например, в случае увеличения прикладных требований вследствие усовершенствования алгоритмов или неточной первоначальной проектно-сметной документации).

Другое преимущество состоит в способности согласования предельных сроков в реальном времени с низкой средней частотой. Переключение между OPP адаптировано к строгим требованиям в реальном времени благодаря применению высокой тактовой частоты (и, при необходимости, более высокого уровня напряжения питания) в ходе выполнения критичных по времени операций. В течение периодов без (локальных) предельных сроков в реальном времени, тактовая частота снижается для общего согласования предельных сроков.

Благодаря этим характеристикам, достигается снижение издержек, которые в противном случае вносились бы программными решениями переключения OPP.

В еще одном аспекте, возможности виртуальных OPP дополнительно увеличиваются в некоторых альтернативных вариантах осуществления, например, в иллюстративной схеме 500, изображенной в виде блок-схемы на фиг. 5. В этом варианте осуществления, многие из тех же признаков и компонентов идентичны проиллюстрированным и описанным со ссылкой на фиг. 1, что делает ненужным повторное описание этих признаков и компонентов. Однако, в этом иллюстративном варианте осуществления, используется компонент тактового генератор, который не только способен работать в точности, как описано выше в отношении тактового генератора 113, но также способен действовать исключительно как широтно-импульсный модулятор. Этот компонент именуется здесь тактовым генератором/широтно-импульсным модулятором 501. Действует ли тактовый генератор/широтно-импульсный модулятор 501 наподобие описанного в отношении тактового генератора 113, или действует как широтно-импульсный модулятор определяется сигналом управления, обозначенным здесь сигналом 503 "управления ШИМ/коэффициента заполнения", который генерируется блоком 505 управления мощностью и тактовым сигналом. В ответ на сигнал 503 управления ШИМ/коэффициента заполнения, указывающий режим работы широтно-импульсного модулятора, генерация сигнала 115 "требуется OPP1" на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы (например, цифровой схемы 101 основной полосы) подавляется и, напротив, сигнал 115 "требуется OPP1" генерируется просто как сигнал, имеющий коэффициент заполнения, указанный сигналом 503 управления ШИМ/коэффициента заполнения.

Блок 505 управления мощностью и тактовым сигналом также генерирует сигнал 507 управления OPP, аналогичный сигналу 111 управления OPP. Хотя можно предполагать, что сигнал 111 управления OPP и сигнал 507 управления OPP влияют на работу оставшейся части схемы таким же образом, они могут отличаться тем, как они генерируются (т.е., когда они активируются или деактивируются) вследствие того, что блок 505 управления мощностью и тактовым сигналом выполнен с возможностью "знать" о своей способности влиять на генерируемую тактовую частоту (и соответствующий уровень напряжения) благодаря возможностям широтно-импульсной модуляции тактового генератора/широтно-импульсного модулятора 501, как будет описано ниже.

Когда блок 505 управления мощностью и тактовым сигналом предписывает тактовому генератору/широтно-импульсному модулятору 501 действовать как широтно-импульсный модулятор, сигнал 503 управления ШИМ/коэффициента заполнения сообщает тактовому генератору/широтно-импульсному модулятору 501 коэффициент заполнения, при котором сигнал 115 "требуется OPP1" подлежит активации (или, в альтернативных вариантах осуществления, деактивации). Активируя сигнал 115 "требуется OPP1" в соответствии с указанным коэффициентом заполнения и предполагая, что сигнал 507 управления OPP удерживается в деактивированном состоянии (таким образом, по существу, исключая необходимость в вентилях 117 и 119 ИЛИ из схемы), можно предписывать блоку 103 генерации тактового сигнала переключаться в обоих направлениях между генерацией CLKopp1 и CLKopp2 с частотой, в соответствии с указанным коэффициентом заполнения. (Регулятор напряжения также переключается в обоих направлениях между генерацией Vopp1 и Vopp2 с той же частотой), таким образом, виртуальная рабочая точка тактового сигнала и/или уровня напряжения достигается без необходимости в том, чтобы физические компоненты оборудования фактически генерировали эффективные тактовые частоты и уровни напряжения.

Очевидно, что сигнал 507 управления OPP не обязательно удерживать в деактивированном состоянии, как описано в вышеприведенном примере, но можно, под управлением блока 505 управления мощностью и тактовым сигналом, активировать или деактивировать, в соответствии с требованием конкретного случая использования, таким образом, повышая гибкость схемы в целом для согласования потребностей в обработке в энергосберегающем режиме.

В других альтернативных вариантах осуществления, тактовый генератор/широтно-импульсный модулятор 501 может эффективно генерировать множество рабочих точек, например N рабочих точек, проиллюстрированных в отношении фиг. 2, посредством управления коэффициентом заполнения модулированного по ширине импульса выходного сигнала вместо того, чтобы генерировать множество выходных сигналов, например, проиллюстрированных в отношении фиг. 2 (вектор 215 требования OPP1).

Различные признаки, например, описанные со ссылкой на фиг. 1 и описанные со ссылкой на фиг. 5, можно использовать совместно (т.е. иногда исключительно на основе широтно-импульсной модуляции для создания виртуальной рабочей точки, иногда на основе тактового генератора/широтно-импульсного модулятора 501 и блока 505 управления мощностью и тактовым сигналом, чтобы, совместно, исключительно определять, какой, в итоге, будет рабочая точка в любой момент времени, как описано выше со ссылкой на фиг. 1, и иногда на основе всех их вместе, в соответствии с требованием любого данного случая использования, чтобы весьма эффективно удовлетворять требованиям к обработке).

Изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты осуществления. Однако специалистам в данной области техники очевидно, что можно изобретение можно реализовать в конкретных формах отличных от вышеописанного варианта осуществления.

Например, некоторые из вышеописанных вариантов осуществления применяют один или более логических вентилей ИЛИ для определения, какой из сигнала 111 управления OPP и сигнала 115 требования OPP указывает более высокое требование к OPP. В этих вариантах осуществления предполагается, что логическая "1" представляет более высокое требование к OPP. Однако, очевидно, что можно построить эквивалентные варианты осуществления, например, представляя более высокое требование к производительности логическим "0" и используя логический вентиль И-НЕ вместо логического вентиля 117, 119 ИЛИ.

В другом примере, во всех вышеописанных вариантах осуществления предполагается, что OPP представляет сопряжение OPP тактовой частоты и OPP уровня источника напряжения. Однако это не является существенным аспектом изобретения. Предполагается, что, например, в некоторых вариантах осуществления возможно и, предпочтительно, переключаться между разными тактовыми частотами без необходимости изменять уровень напряжения питания, и наоборот. В таких вариантах осуществления, различные аспекты вариантов осуществления изобретения можно применять к генерации только тактового сигнала или к уровню источника напряжения, но не к обоим.

В еще одном примере, вышеописанные иллюстративные варианты осуществления демонстрируют различные аспекты в контексте генерации единичного тактового сигнала и единичного уровня источника напряжения, подлежащего использованию в любой данный момент. Однако это не является существенным аспектом изобретения. Напротив, альтернативные варианты осуществления могут предусматривать одновременную генерацию множества тактовых сигналов, подлежащих использованию для разных частей схемы. Например, первый тактовый сигнал, clk1, может возбуждать один или более микроконтроллеров; второй тактовый сигнал, clk2, может возбуждать векторный процессор; третий тактовый сигнал, clk3, может возбуждать блоки оборудования; и четвертый тактовый сигнал, clk4, можно использовать как тактовый сигнал шины. Для любой данной из рабочих точек тактового сигнала, каждый из четырех разных тактовых сигналов может действовать на отдельной частоте. Например, первая рабочая точка, OPP1, может давать:

clk1=416 МГц; clk2=312 МГц; clk3=208 МГц; и clk4=104 МГц,

тогда как вторая рабочая точка, OPP2, может давать:

clk1=208 МГц; clk2=156 МГц; clk3=104 МГц; и clk4=52 МГц.

Аналогичный ситуация также может возникать в отношении уровней источника напряжения: альтернативные варианты осуществления могут предусматривать одновременную генерацию множества уровней источника напряжения, подлежащих использованию для соответственно разных частей схемы. Для любого данного состояния третьего сигнала, представленного на фиг. 4, каждый из генерируемых уровней источника напряжения могут отличаться друг от друга.

Таким образом, описанные варианты осуществления являются всего лишь иллюстративными и не должны рассматриваться как ограничительные. Объем изобретения задается нижеследующей формулой изобретения, а не вышеприведенным описанием, и должен охватывать все вариации и эквиваленты, предусмотренные формулой изобретения.

Изобретение относится к управлению энергопотреблением в электронной схеме, в частности к управлению рабочими точками тактовой частоты и источника напряжения в электронной схеме. Достигаемый технический результат - снижение энергопотребления. Тактовый сигнал для электронной схемы генерируют путем генерации на основании того, какой из множества случаев прикладного использования в настоящее время активен, первый сигнал, который указывает первую выбранную из множества рабочих точек тактового сигнала, на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы генерируют второй сигнал, который указывает вторую выбранную из рабочих точек тактового сигнала, на основании того, какой из первого и второго сигналов связан с рабочей точкой более высокой тактовой частоты, генерируют третий сигнал, который указывает, какая рабочая точка тактового сигнала и, возможно, уровня напряжения должна быть активной, третий сигнал используют для управления генерацией тактового сигнала. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ генерации тактового сигнала, подаваемого на электронную схему, причем способ содержит этапы, на которых:
генерируют на основании того, какой из множества случаев прикладного использования, которые способна осуществлять электронная схема, в настоящее время активен, первый сигнал, который указывает первую выбранную из множества рабочих точек тактового сигнала;
генерируют на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы второй сигнал, который указывает вторую выбранную из множества рабочих точек тактового сигнала;
генерируют на основании первого и второго сигналов третий сигнал, который указывает, какая из множества рабочих точек тактового сигнала должна быть активной, причем рабочая точка тактового сигнала, указанная третьим сигналом, является той из рабочих точек тактового сигнала, указанных первым и вторым сигналами, которая связана с более высокой частотой тактового сигнала; и
используют третий сигнал для управления генерацией тактового сигнала, имеющего рабочую точку, указанную третьим сигналом,
причем для любого данного из случаев прикладного использования текущее требование к быстродействию необязательно остается постоянным в течение длительности данного из случаев прикладного использования.

2. Способ по п.1, в котором:
первый сигнал дополнительно указывает первый выбранный из множества уровней напряжения питания;
второй сигнал дополнительно указывает второй выбранный из множества уровней напряжения питания;
третий сигнал дополнительно указывает, какой из множества уровней напряжения питания должен быть активным; и
способ содержит этап, на котором используют третий сигнал для управления генерацией уровня напряжения питания, имеющего уровень напряжения питания, указанный третьим сигналом.

3. Способ по п.1, в котором:
первый сигнал дополнительно указывает первый выбранный из множества уровней напряжения питания;
второй сигнал дополнительно указывает второй выбранный из множества уровней напряжения питания; и
причем способ содержит этапы, на которых:
генерируют на основании первого и второго сигналов четвертый сигнал, который указывает, какой из множества уровней напряжения питания должен быть активным, причем уровень напряжения питания, указанный четвертым сигналом, является уровнем с наибольшим энергопотреблением из уровня напряжения питания, указанного первым сигналом, и уровня напряжения питания, указанного вторым сигналом; и
используют четвертый сигнал для управления генерацией уровня напряжения питания, имеющего уровень напряжения питания, указанный четвертым сигналом.

4. Способ по любому из пп.1-3, в котором:
первый сигнал имеет два состояния;
второй сигнал имеет два состояния и
генерация третьего сигнала, который указывает, какая из множества рабочих точек тактового сигнала должна быть активной, содержит осуществление логической операции ИЛИ между первым сигналом и вторым сигналом.

5. Способ по любому из пп.1-3, в котором:
первый сигнал имеет более двух состояний и
второй сигнал имеет более двух состояний.

6. Способ по любому из пп.1-3, в котором:
генерация первого сигнала содержит использование запрограммированного процессора для выбора одной из множества рабочих точек тактового сигнала на основании того, какой из множества случаев прикладного использования в настоящее время активен; и
генерация второго сигнала содержит использование аппаратного компонента для генерации второго сигнала на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы.

7. Способ по п.6, в котором аппаратным компонентом является тактовый генератор.

8. Способ по любому из пп.1, 2, 3, 7, в котором:
электронная схема выполнена с возможностью осуществления функций в оборудовании мобильной связи и
текущее требование к быстродействию электронной схемы является функцией характеристики хронирования сигнала, принятого оборудованием мобильной связи.

9. Способ по любому из пп.1, 2, 3, 7, дополнительно содержащий этап, на котором:
используют третий сигнал для управления генерацией одного или более других тактовых сигналов, каждый из которых имеет рабочую точку тактового сигнала, указанную третьим сигналом, причем для любой данной из множества рабочих точек тактового сигнала этот тактовый сигнал и один или более других тактовых сигналов работают на разных частотах относительно друг друга.

10. Способ по любому из пп.1, 2, 3, 7, дополнительно содержащий этап, на котором:
используют третий сигнал для управления генерацией одного или более других уровней напряжения питания, причем для любого данного из множества уровней напряжения питания этот генерируемый уровень напряжения питания и генерируемый один или более других уровней напряжения питания отличаются друг от друга.

11. Способ по любому из пп.1, 2, 3, 7, в котором второй сигнал изменяет состояния, тогда как первый сигнал остается постоянным в течение данного из случаев прикладного использования, благодаря чему средняя тактовая частота в течение данного из случаев прикладного использования не равна ни одной из множества тактовых частот, которые соответственно соответствуют рабочим точкам тактового сигнала.

12. Способ по любому из пп.1, 2, 3, 7, содержащий этап, на котором:
подавляют генерацию второго сигнала на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы и, вместо этого, генерируют второй сигнал как модулированный по ширине импульса сигнал, коэффициент заполнения которого основан на активном в настоящее время случае прикладного использования.

13. Способ по п.12, содержащий этап, на котором:
вынуждают первый сигнал оставаться в деактивированном состоянии в течение длительности активного в настоящее время случая прикладного использования.

14. Устройство для генерации тактового сигнала, подаваемого на электронную схему, причем устройство содержит:
схему, выполненную с возможностью генерации на основании того, какой из множества случаев прикладного использования, которые способна осуществлять электронная схема, в настоящее время активен, первого сигнала, который указывает первую выбранную из множества рабочих точек тактового сигнала;
схему, выполненную с возможностью генерации на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы второго сигнала, который указывает вторую выбранную из множества рабочих точек тактового сигнала;
схему выполненную с возможностью генерации на основании первого и второго сигналов, третьего сигнала, который указывает, какая из множества рабочих точек тактового сигнала должна быть активной, причем рабочая точка тактового сигнала, указанная третьим сигналом, является той из рабочих точек тактового сигнала, указанных первым и вторым сигналами, которая связана с более высокой частотой тактового сигнала; и
схему, выполненную с возможностью использования третьего сигнала для управления генерацией тактового сигнала, имеющего рабочую точку, указанную третьим сигналом,
причем для любого данного из случаев прикладного использования текущее требование к быстродействию необязательно остается постоянным в течение длительности данного из случаев прикладного использования.

15. Устройство по п.14, в котором:
первый сигнал дополнительно указывает первый выбранный из множества уровней напряжения питания;
второй сигнал дополнительно указывает второй выбранный из множества уровней напряжения питания;
третий сигнал дополнительно указывает, какой из множества уровней напряжения питания должен быть активным; и
устройство содержит схему, выполненную с возможностью использования третьего сигнала для управления генерацией уровня напряжения питания, имеющего уровень напряжения питания, указанный третьим сигналом.

16. Устройство по п.14, в котором:
первый сигнал дополнительно указывает первый выбранный из множества уровней напряжения питания;
второй сигнал дополнительно указывает второй выбранный из множества уровней напряжения питания; и
устройство содержит:
схему, выполненную с возможностью генерации на основании первого и второго сигналов четвертого сигнала, который указывает, какой из множества уровней напряжения питания должен быть активным, причем уровень напряжения питания, указанный четвертым сигналом, является уровнем с наибольшим энергопотреблением из уровня напряжения питания, указанного первым сигналом, и уровня напряжения питания, указанного вторым сигналом; и
схему, выполненную с возможностью использования четвертого сигнала для управления генерацией уровня напряжения питания, имеющего уровень напряжения питания, указанный четвертым сигналом.

17. Устройство по любому из пп.14-16, в котором:
первый сигнал имеет два состояния;
второй сигнал имеет два состояния и
схема, выполненная с возможностью генерации третьего сигнала, который указывает, какая из множества рабочих точек тактового сигнала должна быть активной, содержит схему, выполненную с возможностью осуществления логической операции ИЛИ между первым сигналом и вторым сигналом.

18. Устройство по любому из пп.14-16, в котором:
первый сигнал имеет более двух состояний и
второй сигнал имеет более двух состояний.

19. Устройство по любому из пп.14-16, в котором:
схема, выполненная с возможностью генерации первого сигнала, содержит запрограммированный процессор, выполненный с возможностью выбора одной из множества рабочих точек тактового сигнала на основании того, какой из множества случаев прикладного использования в настоящее время активен; и
схема, выполненная с возможностью генерации второго сигнала, содержит аппаратный компонент, выполненный с возможностью генерации второго сигнала на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы.

20. Устройство по п.19, в котором аппаратным компонентом является тактовый генератор.

21. Устройство по любому из пп.14, 15, 16, 20, в котором:
электронная схема выполнена с возможностью осуществления функций в оборудовании мобильной связи и
текущее требование к быстродействию электронной схемы является функцией характеристики хронирования сигнала, принятого оборудованием мобильной связи.

22. Устройство по любому из пп.14, 15, 16, 20, дополнительно содержащее:
схему, выполненную с возможностью использования третьего сигнала для управления генерацией одного или более других тактовых сигналов, каждый из которых имеет рабочую точку тактового сигнала, указанную третьим сигналом, причем для любой данной из множества рабочих точек тактового сигнала тактовый сигнал и один или более других тактовых сигналов работают на разных частотах относительно друг друга.

23. Устройство по любому из пп.14, 15, 16, 20, дополнительно содержащее:
схему, выполненную с возможностью использования третьего сигнала для управления генерацией одного или более других уровней напряжения питания, причем для любого данного из множества уровней напряжения питания генерируемый уровень напряжения питания и генерируемый один или более других уровней напряжения питания отличаются друг от друга.

24. Устройство по любому из пп.14, 15, 16, 20, в котором схема, выполненная с возможностью генерации второго сигнала, выполнена с возможностью реагировать на изменения в текущем требовании к быстродействию, которые имеют место в течение данного из случаев прикладного использования, изменяя состояние второго сигнала, при этом оставляя первый сигнал постоянным в течение данного из случаев прикладного использования, благодаря чему средняя тактовая частота в течение данного из случаев прикладного использования не равна ни одной из множества тактовых частот, которые соответственно соответствуют рабочим точкам тактового сигнала.

25. Устройство по любому из пп.14, 15, 16, 20, в котором:
генерация второго сигнала подавляется на основании текущего требования к быстродействию электронной схемы и, вместо этого, генерируется второй сигнал как модулированный по ширине импульса сигнал, коэффициент заполнения которого основан на активном в настоящее время случае прикладного использования.

26. Устройство по п.25, в котором:
первый сигнал вынуждается оставаться в деактивированном состоянии в течение длительности активного в настоящее время случая прикладного использования.