專利名稱：嵌入式電壓調(diào)整器跟蹤的制作方法
嵌入式電壓調(diào)整器跟蹤
背景技術(shù)：
電路系統(tǒng)的越來越高的速度和復(fù)雜度意味著功耗方面的顯著增加。此外,功耗可能是諸如電池供電設(shè)備、汽車系統(tǒng)等等之類的一些電源的關(guān)鍵因素。各種技術(shù)被用來降低功耗。一種降低功耗的技術(shù)涉及人工識別部件并且用更少的部件替換部件以便降低功耗。這種技術(shù)可能對于相對簡單的電路系統(tǒng)和系統(tǒng)是有效的，但是對于較大規(guī)模的系統(tǒng)變得昂貴且耗時。此外，人工替換可能將誤差引入到系統(tǒng)中。另一種降低功耗的技術(shù)是采用各種設(shè)計技術(shù)以減輕功耗。這些設(shè)計技術(shù)可以通過結(jié)合較低功耗設(shè)計技術(shù)而降低功耗。然而，這種技術(shù)沒有考慮到實現(xiàn)和使用模式并且不可以充分地降低功率。還有一種降低功耗的技術(shù)涉及在監(jiān)視系統(tǒng)的外部功率供應(yīng)的同時執(zhí)行軟件系統(tǒng)跟蹤(trace)。微控制器系統(tǒng)引入了額外的復(fù)雜度和功率使用模式。供應(yīng)給系統(tǒng)的電流或功率在執(zhí)行軟件跟蹤的同時被監(jiān)視。這種技術(shù)可以識別整個系統(tǒng)正在消耗大量功率的時間段，但是不可能提供足夠的信息來識別功率降低機會。此外，測量的功率值由于供應(yīng)終端處存在電容器而被低通濾波。因此，短時段的功耗或者尖峰可能被錯過。


圖1為圖解說明用于監(jiān)視功耗和跟蹤軟件的系統(tǒng)的框圖。圖2為圖解說明依照本發(fā)明實施例的功率和蹤跡探查(trace profiling)系統(tǒng)的框圖。圖3為圖解說明依照本發(fā)明實施例的功率和蹤跡探查系統(tǒng)的框圖。圖4為圖解說明依照本發(fā)明實施例的嵌入式電壓調(diào)整器的示圖。圖5圖解說明了執(zhí)行功率和蹤跡探查的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明，其中相似的附圖標記始終用來引用相似的元件，并且其中圖解說明的結(jié)構(gòu)和設(shè)備不一定按比例繪制。本發(fā)明包括用于減輕微控制器系統(tǒng)中的功耗的系統(tǒng)和方法。在監(jiān)視諸如嵌入式電壓調(diào)整器之類的內(nèi)部系統(tǒng)部件的功耗的同時執(zhí)行系統(tǒng)跟蹤。系統(tǒng)蹤跡通常涉及記載或記錄有關(guān)微控制器的程序執(zhí)行的信息。這些蹤跡可以跟隨程序循環(huán)、存儲器訪問、固件更新等等。這些蹤跡經(jīng)常用于調(diào)試和執(zhí)行目的。然而，這些蹤跡也可以與監(jiān)視內(nèi)部系統(tǒng)部件的功耗結(jié)合使用。內(nèi)部部件功耗和蹤跡被分析以便識別和減輕系統(tǒng)的功耗。本公開的一些方面或?qū)嵤├峁┝艘环N功率和蹤跡探查系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有電壓調(diào)整器的基于微控制器的設(shè)備。此外，基于微控制器的設(shè)備被配置成接收供應(yīng)功率。系統(tǒng)分析器被配置成接收來自功率探查器(profiler)的功率分布(profile)以及來自系統(tǒng)探查器的蹤跡分布。系統(tǒng)分析器被配置用于允許基于相關(guān)的功率分布和蹤跡分布來識別功率降低修改。功率降低修改包括軟件和硬件修改。功率探查器可以接收來自設(shè)備內(nèi)的其他部件的功率測量。系統(tǒng)可以包括其他部件，諸如附加的電壓調(diào)整器、處理器、存儲器、邏輯/數(shù)字電路系統(tǒng)、模擬電路系統(tǒng)、功率電路系統(tǒng)等等。在一個可替換的實施例中，外部探測器測量向設(shè)備的供應(yīng)功率并且向功率探查器提供外部供應(yīng)功率測量。在本發(fā)明的另一個實施例中，公開了一種功率和蹤跡探查系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括功率探查器、系統(tǒng)探查器和系統(tǒng)分析器。功率探查器接收來自基于微處理器的設(shè)備的至少一個電壓調(diào)整器的功率測量。電壓調(diào)整器在設(shè)備的內(nèi)部并且可以是嵌入式電壓調(diào)整器。系統(tǒng)探查器根據(jù)基于微控制器的設(shè)備的操作來接收系統(tǒng)或軟件蹤跡。這些蹤跡可以包括有關(guān)各種操作的信息，包括但不限于存儲器傳輸、寄存器值、執(zhí)行的指令、變量、變量值等等。系統(tǒng)分析器接收功率分布和蹤跡分布并且使它們相關(guān)。這種相關(guān)也受用于功率測量和系統(tǒng)跟蹤的時間戳信息支持。對于獨立傳輸路徑而言，這種方法對于每個路徑或者公共路徑有效。典型地，用于時間戳和傳輸?shù)拈_銷通過使用公共路徑而降低。該單個路徑上的數(shù)據(jù)序列支持所述相關(guān)并且允許降低用于時間戳的開銷。結(jié)果，系統(tǒng)分析器可操作來基于功率分布和蹤跡分布而潛在地識別功率降低修改。本發(fā)明的又一個實施例包括一種執(zhí)行功率和蹤跡探查器的方法。電壓調(diào)整器的輸出功率被測量以便獲得隨著時間的功率測量。這些功率測量可以包括電流、電壓、功率等等。電壓調(diào)整器在基于微處理器的設(shè)備的內(nèi)部。微處理器的執(zhí)行代碼的系統(tǒng)或軟件蹤跡與功率測量并行或者同時地獲得。蹤跡包括代碼指令、變量、變量值、存儲器操作、寄存器值等等。功率分布依照功率測量而生成。功率分布可以包括多個功率測量并且加蓋時間戳。也理解的是，功率測量可以包括來自不同于電壓調(diào)整器的諸如處理器、數(shù)字電路、模擬電路等等之類的部件的信息。蹤跡分布包括一個或多個軟件或系統(tǒng)蹤跡。此外，蹤跡分布被加蓋時間戳或者被時間相關(guān)以便利于分析。在框處將蹤跡分布和功率分布進行比較以便依照功率分布和蹤跡分布來識別功率降低修改。功率降低修改可以包括硬件和/或軟件修改。例如，硬件部件可以作為修改或替換的目標。作為另一個實例，可以修改設(shè)備執(zhí)行的軟件以便減輕功耗。圖1為圖解說明用于監(jiān)視功耗和跟蹤軟件的常規(guī)系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100包括基于微控制器的設(shè)備102、功率探測器104以及系統(tǒng)跟蹤部件106?；谖⒖刂破鞯脑O(shè)備102包括功率電路系統(tǒng)110、處理器112和邏輯電路系統(tǒng)114。功率電路系統(tǒng)110修改供應(yīng)功率VDD并且向包括處理器112和邏輯電路系統(tǒng)114的其他部件提供內(nèi)部功率。處理器112執(zhí)行代碼以便執(zhí)行各種任務(wù)或功能。邏輯電路系統(tǒng)114由處理器112控制以便執(zhí)行各種邏輯操作。功率探測器104耦合到外部功率供應(yīng)VDD和地。探測器104連接在并聯(lián)電阻器108的兩端以便獲得電流測量。供應(yīng)電容器109連接在外部功率供應(yīng)VDD與地GND之間，這對于功率探測器104導(dǎo)致低通濾波效應(yīng)。功率探測器104測量穿過并聯(lián)電阻器108的電流以便確定不同時間點處的功耗。由于濾波效應(yīng)，確定的功耗為平均功耗值。系統(tǒng)跟蹤部件106耦合到基于微控制器的設(shè)備102上的端口。系統(tǒng)跟蹤部件106基于處理器112執(zhí)行的代碼獲得蹤跡或日志。這些蹤跡可以識別各種事件或功能?？梢苑治鱿到y(tǒng)蹤跡和平均功耗以便識別功率降低操作。然而，本發(fā)明的發(fā)明人意識到，平均功耗可能不足以識別設(shè)備102內(nèi)要改變的部件。 圖2為圖解說明依照本發(fā)明實施例的功率和蹤跡探查系統(tǒng)200的框圖。系統(tǒng)200包括基于微控制器的設(shè)備202、系統(tǒng)探查器212、功率探查器214和系統(tǒng)分析器216。基于微控制器的設(shè)備202包括設(shè)備電路系統(tǒng)206和一個或多個電壓調(diào)整器204。在一個實例中，電壓調(diào)整器包括嵌入式電壓調(diào)整器(EVR)。電壓調(diào)整器204接收供應(yīng)功率(VDD)并且向電路系統(tǒng)206提供一個或多個修改的功率(MOD POWER)。在一個實例中，供應(yīng)功率處于12伏特并且修改的功率處于5伏特。在另一個實例中，供應(yīng)功率處于10伏特并且修改的功率處于5伏特和3.3伏特。在另一個實例中，在5伏特、3.3伏特和1-3伏特下供應(yīng)修改的功率。電壓調(diào)整器204也在每個調(diào)整器的輸出側(cè)提供功率測量。這些測量可以包括電流、功率、電阻、電壓、代表信號等等。在一個實例中，功率測量僅僅包括電流信息并且需要基于假設(shè)的電壓的功率計算。在其他實例中，功率測量包括電流和電壓信息。在還有其他實例中，功率測量僅僅提供功率信息。功率測量可以直接由調(diào)整器提供或者經(jīng)由探測器(未示出)提供。電壓調(diào)整器204可以提供與使用的功率相關(guān)的信號。例如，用于電壓調(diào)整器204的電阻或者脈寬調(diào)制控制信號可以與用于電壓調(diào)整器204的功耗值相關(guān)。此外，電壓調(diào)整器204可以包括指示或者對應(yīng)于使用的電流或功率的輸出信號?？梢愿郊拥鼗蛘叽嬲{(diào)整器204提供的嵌入式測量而提供探測器。探測器可以包括電流或功率監(jiān)視電路、并聯(lián)電阻器等等。如果除了嵌入式測量提供器之外還有探測器，那么探測器獲得的測量可以用來與調(diào)整器提供的測量進行比較。除了電壓調(diào)整器204之外，設(shè)備電路系統(tǒng)206可以可選地提供功率測量。設(shè)備電路系統(tǒng)206可以包括各種各樣的部件，包括但不限于功率放大器、邏輯電路系統(tǒng)、存儲器設(shè)備、處理器等等。系統(tǒng)探查器212獲得設(shè)備202的操作的軟件或系統(tǒng)蹤跡。系統(tǒng)蹤跡通常涉及記載或記錄有關(guān)微控制器或處理器的執(zhí)行的信息。這些蹤跡可以跟隨程序循環(huán)、存儲器訪問、異常、固件更新等等。系統(tǒng)探查器212基于系統(tǒng)蹤跡而生成蹤跡分布。蹤跡分布包括隨同蹤跡一起的定時或者時間戳信息。蹤跡探查器可以包括附加的分析或信息，諸如高速緩存命中/未命中、總線沖突、信號值等等。功率探查器214接收功率測量并且生成功率分布。功率測量包括用于一個或多個內(nèi)部部件的與功率有關(guān)的測量，所述內(nèi)部部件包括電壓調(diào)整器204和設(shè)備電路系統(tǒng)206。功率測量被收集并且作為功率分布而被提供。功率分布包括具有定時或時間戳信息的功率信息以便實現(xiàn)相關(guān)以及利用系統(tǒng)蹤跡進行分析。指出的是，系統(tǒng)蹤跡和功率測量典型地同時獲得和提供，并且作為一個公共蹤跡消息流而存儲和/或輸出。系統(tǒng)分析器216分別從系統(tǒng)探查器212和功率探查器214接收蹤跡分布和功率分布。蹤跡分布和功率分布的組合允許軟件操作和硬件操作的相關(guān)，因為蹤跡和功率分布在基本上相同的時間段內(nèi)出現(xiàn)。這種相關(guān)允許分析和識別汲取顯著功率的軟件執(zhí)行。此外，該相關(guān)允許并且?guī)椭治鲕浖蛄谢蚱纹陂g的硬件操作。作為以上的結(jié)果，系統(tǒng)分析器216可操作來通過分析功率和蹤跡分布以及時間考慮而確定能耗。此外，系統(tǒng)分析器216可操作來基于蹤跡探查器、功率分布和/或能耗來識別功率降低修改。功率降低修改包括導(dǎo)致利用更少的功率的部件替換、建議的重新設(shè)計以及軟件程序修改。此外，由于功率分布包括有關(guān)內(nèi)部部件而不是外部電源的信息，因而可以比用常規(guī)系統(tǒng)識別更多的功率降低。例如，功率降低修改可以包括在特定操作或功能期間將部件設(shè)置為功率節(jié)省模式。系統(tǒng)分析器216可操作來在聞分辨率下(諸如按I^s)分析功率信息，因為功率測量從設(shè)備202的內(nèi)部部件提供。圖3為圖解說明依照本發(fā)明實施例的功率和蹤跡探查系統(tǒng)300的框圖。該系統(tǒng)分析蹤跡分布和功率測量分布以便識別功率降低修改。理解的是，部件之間的數(shù)據(jù)和其他連接未被示出和/或被簡化以便圖解說明部件之間的功率連接。系統(tǒng)300包括基于微控制器的設(shè)備302、系統(tǒng)探查器312、功率探查器314和系統(tǒng)分析器316。設(shè)備302利用特定的部件示出和描述以便有利于理解本發(fā)明。然而，理解的是，可以添加其他部件并且一些或者所有包括的部件可以從系統(tǒng)中省略并且仍然依照本發(fā)明。設(shè)備302包括第一嵌入式電壓調(diào)整器304、第二嵌入式電壓調(diào)整器305、處理器308,3.3V電路系統(tǒng)320 、1.3V電路系統(tǒng)322、5V電路系統(tǒng)324以及閃存326。第一嵌入式電壓調(diào)整器(EVR)304接收供應(yīng)電壓并且提供輸出電壓V3和測量信號M3。該調(diào)整器304的輸出電壓為3.3V。測量信號M3提供調(diào)整器304的功率測量。第一嵌入式電壓調(diào)整器304可以被選擇為在若干模式和輸出條件之一下操作。一些實例模式和輸出條件包括3.3V生成輸出模式、5V生成輸出模式、功率節(jié)省模式、線性模式、開關(guān)調(diào)整器模式、低漏失(dropout)模式等等。在一個實例中，調(diào)整器被選擇為在線性模式下操作。在另一個實例中，調(diào)整器304被選擇為在開關(guān)調(diào)整器模式下操作。開關(guān)調(diào)整器模式傾向于更加高效，因為電源被快速地接通和關(guān)斷以得到生成的電壓。脈寬調(diào)制信號或者關(guān)斷對接通的占空比確定用于生成的電壓的輸出電壓?？梢允姑}寬調(diào)制信號(PWM)與用于調(diào)整器304的功耗值相關(guān)。該相關(guān)可以通過針對管芯溫度等進行校準而改進。線性模式典型地利用電阻網(wǎng)絡(luò)來選擇用于生成的電壓的輸出電壓并且經(jīng)由電阻器消耗未使用的功率。調(diào)整器304也監(jiān)視用于過電壓條件、欠電壓條件的供應(yīng)的和生成的電壓、供應(yīng)的電流、生成的電流等等。調(diào)整器304也可操作來提供有關(guān)當(dāng)前操作模式、重置條件等等的信肩、O此外，調(diào)整器304包括用于設(shè)置模式和輸出條件的一個或多個輸入。在一個實例中，調(diào)整器輸入可以用來按照一定信號或電阻值設(shè)置輸出電壓。第二嵌入式電壓調(diào)整器(EVR)305接收供應(yīng)電壓并且提供輸出電壓Vl和測量信號Ml。第二調(diào)整器305可以以與第一調(diào)整器304類似的方式操作。然而，輸出電壓Vl和測量信號Ml可以不同于V3和M3。在一個實例中，該調(diào)整器305的輸出電壓為1.3V。測量信號M3提供用于調(diào)整器305的功率測量。第二嵌入式電壓調(diào)整器305可以被選擇為在若干模式和輸出條件之一下操作。這些模式和條件可以不同于選擇用于第一調(diào)整器305的模式和條件。一些實例模式和輸出條件包括3.3V生成輸出模式、1.3V生成輸出模式、功率節(jié)省模式、線性模式、開關(guān)調(diào)整器模式、低漏失模式等等。在一個實例中，調(diào)整器被選擇為在線性模式下操作。在另一個實例中，調(diào)整器305被選擇為在開關(guān)調(diào)整器模式下操作。開關(guān)調(diào)整器模式傾向于更加高效，因為電源被快速地接通和關(guān)斷以得到生成的電壓。關(guān)斷對接通的占空比確定用于生成的電壓的輸出電壓。線性模式典型地利用電阻網(wǎng)絡(luò)來選擇用于生成的電壓的輸出電壓并且經(jīng)由電阻器消耗未使用的功率。調(diào)整器305也監(jiān)視用于過電壓條件、欠電壓條件的供應(yīng)的和生成的電壓、供應(yīng)的電流、生成的電流等等。調(diào)整器305也可操作來提供有關(guān)當(dāng)前操作模式、重置條件等等的信肩、O此外，調(diào)整器305包括用于設(shè)置模式和輸出條件的一個或多個輸入。在一個實例中，調(diào)整器輸入可以用來按照一定信號或電阻值設(shè)置輸出電壓。處理器308被示為接收供應(yīng)電壓VDD，然而理解的是，可替換的實施例可以包括使用供應(yīng)電壓VDD和/或來自調(diào)整器的功率(諸如V3或VI)的一個或多個處理器。處理器308執(zhí)行程序代碼和其他類型的代碼以便執(zhí)行設(shè)備302的各種功能和操作。用于執(zhí)行的代碼可以存儲在諸如閃存326之類的存儲器設(shè)備中。3.3V電路系統(tǒng)320通常在3.3V下操作并且接收功率V3以便操作。3.3V電路系統(tǒng)320可以包括邏輯電路、模擬設(shè)備、處理器和/或其他類型的電路系統(tǒng)以便執(zhí)行設(shè)備302的各種功能。在一些實例中，3.3V電路系統(tǒng)320可以向功率測量探查器314提供功率測量。
3.3V電路系統(tǒng)320的一些實例包括快速I/O端口、傳感器I/F等等。1.3V電路系統(tǒng)322典型地在1.3V下操作并且接收功率Vl以便操作。1.3V電路系統(tǒng)322可以包括邏輯、模擬設(shè)備、存儲器設(shè)備、處理器和/或其他類型的電路系統(tǒng)。此外，1.3V電路系統(tǒng)可以包括探測器或者其他機構(gòu)以便向功率測量探查器314提供功率測量。
1.3V電路系統(tǒng)322的一些實例包括130nm技術(shù)中的典型微控制器的邏輯和RAM部分。5V電路系統(tǒng)324通常在大約5V下操作并且接收供應(yīng)功率Vdd。5V電路系統(tǒng)324可以包括邏輯設(shè)備、模擬設(shè)備、存儲器設(shè)備、處理器和/或其他類型的電路系統(tǒng)。此外，5V電路系統(tǒng)可以包括探測器或者其他機構(gòu)以便獲得功率測量且向功率測量探查器314提供功率測量。5V電路系統(tǒng)324的一些實例包括GPIO (通用10)端口、ADC、傳感器I/F等等。閃存326被示為利用供應(yīng)功率V3操作。閃存326可以在內(nèi)部包括電荷泵以便提供用于編程、擦除和讀取操作的電壓?？商鎿Q地，閃存326可以接收來自其他電壓調(diào)整器(諸如調(diào)整器305)的功率和供應(yīng)功率VDD。閃存326可操作來向功率測量探查器314提供功率測量。功率測量用于各種操作的功耗，這些操作包括但不限于編程、讀取和擦除。功率測量可以用來減輕閃存326的功耗。系統(tǒng)探查器312獲得設(shè)備302的操作的軟件或系統(tǒng)蹤跡。系統(tǒng)蹤跡通常涉及記載或記錄有關(guān)處理器308的執(zhí)行的信息。這些蹤跡可以跟隨程序循環(huán)、存儲器訪問、異常、固件更新等等。系統(tǒng)探查器312基于系統(tǒng)蹤跡而生成蹤跡分布。蹤跡分布包括隨同蹤跡一起的定時或者時間戳信息。功率探查器314接收功率測量并且生成功率分布。功率測量包括用于一個或多個內(nèi)部部件的與功率有關(guān)的測量，所述內(nèi)部部件包括第一調(diào)整器304，第二調(diào)整器305，電路系統(tǒng)320、322、325，閃存326以及處理器308。功率測量被收集并且被提供作為功率分布。功率分布包括具有定時或時間戳信息的功率信息以便實現(xiàn)相關(guān)以及利用系統(tǒng)蹤跡進行分析。在一個可替換的實施例中，功率探查器314也獲得或者計算設(shè)備302的絕對功耗值。在一個實例中，絕對功率由耦合到外部功率供應(yīng)的探測器測量，諸如圖1中所示。
系統(tǒng)分析器316分別從系統(tǒng)探查器312和功率探查器314接收蹤跡分布和功率分布。系統(tǒng)分析器316分析蹤跡分布和功率分布二者以便識別用于硬件部件的功耗、用于軟件部件和操作的功耗、功率節(jié)省模式的不適當(dāng)使用、欠電壓故障、過電壓故障、意外的功耗等等。根據(jù)這些，系統(tǒng)分析器316可以基于蹤跡分布和功率分布來識別功率降低修改。功率降低修改包括導(dǎo)致利用更少的功率的部件替換、建議的重新設(shè)計以及軟件程序修改。此外，由于功率分布包括有關(guān)內(nèi)部部件而不是外部電源的信息，因而可以比用常規(guī)系統(tǒng)識別更多的功率降低。例如，功率降低修改可以包括在特定操作或功能期間將部件設(shè)置為功率節(jié)省模式。系統(tǒng)分析器316進一步可操作來識別部件故障等等。圖4為圖解說明依照本發(fā)明實施例的嵌入式電壓調(diào)整器402的示圖。調(diào)整器402可以在系統(tǒng)300中用于調(diào)整器304和圖3的304以及在系統(tǒng)200中用作圖2的調(diào)整器204，并且用于本發(fā)明的可替換實施例。調(diào)整器402提供第一和第二電壓下的雙功率輸出。第一功率輸出412處于3.3V并且第二功率輸出414處于1.3V。然而，理解的是，可替換的實施例可以包括變化數(shù)量的輸出和電壓。嵌入式電壓調(diào)整器402包括第一內(nèi)部嵌入式電壓調(diào)整器404、第二內(nèi)部嵌入式電壓調(diào)整器405、功率輸入418、配置端口 416、功率測量端口 420、溫度傳感器422、第一功率輸出412和第二功率輸出414。功率輸入418接收外部供應(yīng)VDD、基準電壓VREF和地連接VGND。外部供應(yīng)VDD處于適當(dāng)?shù)碾妷褐T如3.3V，并且被提供給內(nèi)部調(diào)整器404和405。第一內(nèi)部調(diào)整器404提供處于第一電壓的輸出功率。在該實例中，第一電壓處于3.3V。第二內(nèi)部調(diào)整器405提供處于第二電壓的輸出功率。在該實例中，第二電壓處于1.3V。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 410測量第一和第二輸出功率412和414并且向功率測量端口420提供測量信息。ADC 410也可以測量功率輸入418處獲得的功率，并且向功率測量端口420提供測量信息。在一個實例中，ADC 410使用與脈寬調(diào)制(PWM)同步的4比特來測量。ADC 410測量也被用來改變占空比并且調(diào)節(jié)或調(diào)整第一和第二輸出功率412和414。配置端口 416用來設(shè)置各種操作模式并且控制調(diào)整器402。配置端口 416可以設(shè)置和解除功率節(jié)省模式、開關(guān)調(diào)整模式、線性模式、LDO模式等等。配置端口 416也可以用來依照經(jīng)由溫度傳感器422獲得的溫度校準功率測量。此外，配置端口 416可以用來設(shè)置或者調(diào)節(jié)用于第一和第二輸出功率412和414的輸出電壓和/或其他參數(shù)。功率測量端口 420提供功率和與功率有關(guān)的測量。端口 420提供第一和第二輸出412和414、供應(yīng)功率VDD、輸入418處的功率等等的功率測量。這些測量可以包括電壓、電流和功率測量。它們可選地也可以提供欠電壓指示、過電壓指示、模式狀態(tài)指示等等。調(diào)整器420僅僅作為可以用于本發(fā)明的調(diào)整器的非限制性實例而提供。理解的是，可以使用其他類型的調(diào)整器。圖5圖解說明了執(zhí)行功率和蹤跡探查的示例性方法500的流程圖。盡管方法500在下文中被圖解說明和描述為一系列動作或事件，但是將理解的是，所圖解說明的這樣的動作或事件的排序不應(yīng)在限制意義下進行解釋。例如，一些動作可以以不同的順序出現(xiàn)，和/或與除了這里所圖解說明和/或描述的動作或事件之外的其他動作或事件并發(fā)地出現(xiàn)。此外，可能不需要所有圖解說明的動作以實現(xiàn)這里的公開的一個或多個方面或?qū)嵤├?。而且，這里描繪的動作中的一個或多個可以在一個或多個單獨的動作和/或階段中執(zhí)行。
方法500開始于框502，其中測量電壓調(diào)整器的輸出功率以便獲得隨著時間的功率測量。在一個實例中，電壓調(diào)整器可以是嵌入式電壓調(diào)整器。電壓調(diào)整器提供選擇或設(shè)計的電壓水平下的調(diào)整的輸出功率。在一個實例中，輸出功率處于3.3V。在另一個實例中，輸出功率處于1.3V。在又一個實例中，電壓調(diào)整器提供變化的電壓下的多個輸出功率。電壓調(diào)整器接收也稱為VDD的供應(yīng)功率，并且經(jīng)由適當(dāng)?shù)臋C制生成調(diào)整的輸出功率，所述機制包括但不限于線性操作、開關(guān)調(diào)整和低漏失模式?？梢赃B續(xù)地或者周期性地維持功率測量。此外，可以響應(yīng)于事件或者請求而進行功率測量。功率測量包括但不限于與功率有關(guān)的信息。例如，功率測量可以包括電流、電壓以及類似的測量。處理器或者微處理器的系統(tǒng)蹤跡在框504處獲得。系統(tǒng)蹤跡解釋或者記載一個或多個處理器的程序或代碼執(zhí)行。這些蹤跡可以包括寄存器值、變量、變量值、存儲器操作等
坐寸ο在框506處，依照功率測量來生成功率分布。功率分布可以包括多個功率測量以及與時間的相關(guān)。也理解的是，功率測量可以包括來自不同于電壓調(diào)整器的諸如處理器、數(shù)字電路、模擬電路等等之類的部件的信息。在框508處，依照系統(tǒng)蹤跡生成蹤跡分布。蹤跡分布包括一個或多個軟件或系統(tǒng)蹤跡。此外，蹤跡分布被加蓋時間戳或者相關(guān)以便利于分析。在框510處，比較蹤跡分布和功率分布以便依照功率分布和蹤跡分布來識別功率降低修改。功率降低修改可以包括硬件和/或軟件修改。例如，硬件部件可以作為修改或替換的目標。作為另一個實例，可以修改設(shè)備執(zhí)行的軟件以便減輕功耗。此外，可以使用產(chǎn)生軟件、固件、硬件或者其任何組合的標準編程和/或工程技術(shù)將要求保護的主題實現(xiàn)為一種方法、裝置或者制品以便控制計算機來實現(xiàn)所公開的主題(例如，圖1、圖2等等中示出的電路或系統(tǒng)是可以用來實現(xiàn)方法500的電路的非限制性實例)。如在這里使用的術(shù)語“制品”意在涵蓋可從任何計算機可讀設(shè)備、載體或者介質(zhì)中訪問的計算機程序。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，可以在不脫離要求保護的主題的范圍或精神的情況下對該配置做出許多修改。特別關(guān)于上面描述的部件或結(jié)構(gòu)(組件、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等等)所執(zhí)行的各種功能，除非另有說明，用來描述這樣的部件的術(shù)語(包括對“構(gòu)件”的引用)意在與執(zhí)行所描述部件的指定功能(例如，在功能上等效)的任何部件或結(jié)構(gòu)對應(yīng)，即使其不與執(zhí)行本文圖解說明的本發(fā)明示例性實現(xiàn)方式中的功能的所公開結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上等效。此外，盡管可能已經(jīng)關(guān)于若干實現(xiàn)方式中的僅僅一種實現(xiàn)方式公開了本發(fā)明的特定特征，但是如對于任何給定或者特定應(yīng)用可能希望或者有利的，這樣的特征可以與其他實現(xiàn)方式的一個或多個其他特征結(jié)合。此外，在措詞“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“帶有”或者其變型用于詳細描述和權(quán)利要求任一者方面而言，這樣的措詞意在以與措詞“包括”類似的方式是包含性的。
權(quán)利要求
1.一種功率和蹤跡探查系統(tǒng)，包括: 基于微控制器的設(shè)備，包括電壓調(diào)整器和片上跟蹤單元，該基于微控制器的設(shè)備被配置成接收供應(yīng)功率，該片上跟蹤單元被配置成提供程序流蹤跡； 功率探查器，被配置成接收來自電壓調(diào)整器和/或片上測量部件的功率信息；以及 系統(tǒng)探查器，被配置成接收關(guān)于基于微控制器的設(shè)備的操作的程序流蹤跡。
2.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進一步包括系統(tǒng)分析器，該系統(tǒng)分析器被配置成接收來自功率探查器的功率分布以及來自系統(tǒng)探查器的蹤跡分布。
3.權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中系統(tǒng)分析器進一步被配置成基于功率分布和蹤跡分布來識別功率降低修改。
4.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中功率降低修改包括改變微控制器設(shè)備使用的代碼。
5.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中功率降低修改包括改變電壓調(diào)整器的操作。
6.權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中功率降低修改包括增加電壓調(diào)整器的功率節(jié)省模式的使用。
7.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中電壓調(diào)整器提供所述功率測量的至少一部分。
8.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進一步包括接收電壓調(diào)整器的輸出功率的邏輯電路系統(tǒng)。
9.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中電壓調(diào)整器內(nèi)部控制信號用作有關(guān)當(dāng)前功耗的信息。
10.權(quán)利要求8的系統(tǒng)，所述微控制器設(shè)備進一步包括用于測量電壓調(diào)整器的輸入或輸出功率的電流的片上測量部件。
11.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，進一步包括具有功率蹤跡生成部件的功率供應(yīng)單元，所述功率蹤跡生成部件包括用于測量供應(yīng)功率且向功率探查器提供供應(yīng)功率測量的外部探測器。
12.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述設(shè)備進一步包括另一個電壓調(diào)整器，該另一個電壓調(diào)整器被配置成根據(jù)電壓調(diào)整器的輸出功率提供具有變化的輸出電壓的修改的功率。
13.權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中所述另一個電壓調(diào)整器向功率探查器提供附加的功率測量。
14.權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所述電壓調(diào)整器為嵌入式電壓調(diào)整器。
15.一種功率和蹤跡探查系統(tǒng)，包括: 功率探查器，被配置成接收來自基于微處理器的設(shè)備的至少一個電壓調(diào)整器的功率測量; 系統(tǒng)探查器，被配置成接收關(guān)于基于微控制器的設(shè)備的操作的系統(tǒng)蹤跡；以及系統(tǒng)分析器，被配置成接收來自功率探查器的功率分布以及來自系統(tǒng)探查器的蹤跡分布，并且基于功率分布和蹤跡分布來識別功率降低修改。
16.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中功率分布包括隨著時間的功耗。
17.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中功率分布包括識別的過電壓條件和欠電壓條件。
18.權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中蹤跡分布包括執(zhí)行的代碼、寄存器值以及存儲器操作，并且蹤跡分布與功率分布是時間相關(guān)的。
19.一種執(zhí)行功率和蹤跡探查的方法，包括: 測量在基于微處理器的設(shè)備內(nèi)部的電壓調(diào)整器的輸出功率以便獲得隨著時間的功率測量； 獲得基于微處理器的設(shè)備的微處理器的系統(tǒng)蹤跡；依照功率測量來生成功率分布；依照系統(tǒng)蹤跡生成蹤跡分布；以及將功率分布與蹤跡分布進行比較。
20.權(quán)利要求19的方法， 進一步包括依照功率分布和蹤跡分布來識別功率降低修改。
全文摘要
本發(fā)明涉及嵌入式電壓調(diào)整器跟蹤。本發(fā)明的一個實施例涉及一種功率和蹤跡探查系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有電壓調(diào)整器的基于微控制器的設(shè)備。此外，基于微控制器的設(shè)備被配置成接收供應(yīng)功率。系統(tǒng)分析器被配置成接收來自功率探查器的功率分布以及來自系統(tǒng)探查器的蹤跡分布。系統(tǒng)分析器被配置成基于功率分布和蹤跡分布來識別功率降低修改。
文檔編號G05F1/66GK103116382SQ20121046284
公開日2013年5月22日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者A.邁爾 申請人:英飛凌科技股份有限公司