用于動態(tài)存儲器功率管理的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]便攜式計(jì)算設(shè)備(“pro”)在個(gè)人和專業(yè)層次上正在變成人們的必需品。這些設(shè)備可以包括蜂窩電話、便攜式數(shù)字助理(“PDA”)、便攜式游戲控制臺、掌上計(jì)算機(jī)以及其它便攜式電子設(shè)備。由于PCD依賴有限容量的電源(例如電池)，因此電源的節(jié)約與用戶所體驗(yàn)的整體服務(wù)質(zhì)量(“QoS”)緊密相關(guān)。也就是說，在PCD中有效利用電力資源可以減少該用戶必須對電池再充電的頻率。
[0002]大多數(shù)用戶并不會一直使用他們的P⑶，因此對P⑶來說，長時(shí)間段地保持在空閑、睡眠或待機(jī)模式是普遍的。重要的是，在這些睡眠時(shí)段期間，即使在“空閑”模式時(shí)，P⑶仍以睡眠電流的形式消耗著功率。PCD的睡眠電流是與該P(yáng)CD內(nèi)的各種組件相關(guān)聯(lián)的泄漏速率的總和，包括定期地自刷新易失性存儲器組件(例如動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(“DRAM”))所需要的電流。該自刷新操作(其不顧該P(yáng)CD的功率節(jié)省睡眠模式)以某一間隔自動地執(zhí)行，并且當(dāng)該P(yáng)CD空閑時(shí)，該自刷新操作對保持?jǐn)?shù)據(jù)完整性是必要的。
[0003]易失性存儲器組件的自刷新操作代表了 PCD的睡眠電流的顯著部分，因此，其對處于空閑狀態(tài)時(shí)的PCD可能經(jīng)歷的顯著的功率消耗量負(fù)責(zé)。事實(shí)上，隨著PCD中的存儲器持續(xù)增加大小，需要自刷新該存儲器的電流也隨之增大，從而進(jìn)一步增加了有限電源的負(fù)擔(dān)。因此，在本領(lǐng)域中需要用于減輕維持處于空閑模式的P⑶的易失性存儲器部件中的數(shù)據(jù)完整性所需要的電流的量的系統(tǒng)或方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]公開了便攜式計(jì)算設(shè)備(“PCD”)中的用于基于硬件(“HW”)和/或軟件(“SW”)的動態(tài)存儲器管理的方法和系統(tǒng)的各種實(shí)施例。一種示例性的方法包括:在存儲器組件(例如非易失性閃速存儲器組件)中生成存儲器頁面查找表(LUT)。所述LUT可以包括針對位于跨易失性存儲器(例如DRAM)的多個(gè)部分的每一個(gè)存儲器頁面的記錄。如本領(lǐng)域中理解的，可以將所述DRAM分成(多個(gè))部分，例如上部存儲體和下部存儲體。
[0005]在PCD處于活動狀態(tài)時(shí)，更新所述LUT中的記錄，以保持對所述PCD訪問的那些存儲器頁面的追蹤，從而指示數(shù)據(jù)內(nèi)容存儲在給定的存儲器頁面中。類似地，通過更新所述LUT，還追蹤那些不包含數(shù)據(jù)內(nèi)容的存儲器頁面。當(dāng)P⑶進(jìn)入睡眠狀態(tài)以節(jié)省能量時(shí)，可以查詢所述LUT以確定易失性存儲器的第一部分(例如，上部存儲體)中的哪些存儲器頁面包含數(shù)據(jù)內(nèi)容，以及易失性存儲器的第二部分(例如，下部存儲體)中的哪些頁面可用于內(nèi)容的接收。特別地，根據(jù)實(shí)施例，被識別為可用于內(nèi)容的接收的頁面可能是由于以下原因而被如此識別的:它們目前不包含任何數(shù)據(jù)，或可替代地，包含“陳舊的”并且符合被重寫的數(shù)據(jù)。
[0006]基于該查詢，辨別出上部存儲體中的存儲器頁面中的數(shù)據(jù)的位置，并且可以將其迀移至下部存儲體中的、被識別為用于數(shù)據(jù)的接收的存儲器頁面。一旦被迀移，則可以將所述上部存儲體斷電，從而通過避免功耗來減少睡眠電流基數(shù)(sleep current floor)，所述功耗本來是需要用于自刷新所述上部存儲體的。有利的是，由于利用該LUT來快速地辨別出上部存儲體中的、包含數(shù)據(jù)的特定存儲器頁面，以及下部存儲體中的、符合接收數(shù)據(jù)的特定存儲器頁面，因此將所需要進(jìn)行該迀移的時(shí)間保持在最小。這樣，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到:PCD必須保持在休眠狀態(tài)而上部存儲體被斷電以獲得凈功率節(jié)省的時(shí)間量被最小化了。
【附圖說明】
[0007]在附圖中，除非另有指示，否則相似的附圖標(biāo)記在各個(gè)圖中指代相似的部分。對于具有字母字符標(biāo)示的附圖標(biāo)記，例如“102A”或“102B”，該字母字符標(biāo)示可以區(qū)分同一附圖中出現(xiàn)的兩個(gè)相似的部分或元件。當(dāng)附圖標(biāo)記旨在涵蓋所有附圖中具有相同附圖標(biāo)記的所有部分時(shí)，可以省略針對附圖標(biāo)記的字母字符標(biāo)示。
[0008]圖1是示出了片上系統(tǒng)的實(shí)施例的功能框圖，所述片上系統(tǒng)通過基于硬件(“HW”)和/或軟件(“SW”)的頁面迀移，用于便攜式計(jì)算設(shè)備(“PCD”)中的動態(tài)存儲器功率管理；
[0009]圖2A是示例性存儲器頁面查找表(“LUT”)的圖示，其示出了在一些量的內(nèi)容從示例性上部存儲器存儲體進(jìn)行頁面迀移的之前和之后，所述內(nèi)容的量小于或等于示例性下部存儲器存儲體中的可用空間的量；
[0010]圖2B是與圖2A的“之前”表相關(guān)的、存儲器組件中的示例性上部存儲體和下部存儲體的圖示；
[0011]圖2C是與圖2A的“之后”表相關(guān)的、存儲器組件中的示例性上部存儲體和下部存儲體的圖示；
[0012]圖3A是示例性存儲器頁面查找表(“LUT”)的圖示，其示出了在一些量的內(nèi)容從示例性上部存儲器存儲體進(jìn)行頁面迀移的之前和之后，所述內(nèi)容的量超過了示例性下部存儲器存儲體中的可用空間的量；
[0013]圖3B是與圖3A的“之前”表相關(guān)的、存儲器組件中的示例性上部存儲體和下部存儲體的圖示；
[0014]圖3C是與圖3A的“之后”表相關(guān)的、存儲器組件中的示例性上部存儲體和下部存儲體的圖示；
[0015]圖4是以無線電話的形式的PCD的示例性、非限制性方面的功能框圖，所述無線電話用于通過基于硬件(“HW”)和/或軟件(“SW”)的頁面迀移來實(shí)現(xiàn)動態(tài)存儲器功率管理的方法和系統(tǒng)；
[0016]圖5是示出了用于在圖4的P⑶中基于SW的動態(tài)存儲器功率管理的方法的實(shí)施例的邏輯流程圖；以及
[0017]圖6是示出了用于在圖4的P⑶中基于HW的動態(tài)存儲器功率管理的方法的實(shí)施例的邏輯流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本文中使用的“示例性的”一詞意指“用作例子、實(shí)例或說明”。在本文中被描述為“示例性的”的任何方面不一定被解釋為排他的、優(yōu)選的或者比其它方面更有優(yōu)勢的。
[0019]在該描述中，術(shù)語“便攜式計(jì)算設(shè)備”(“PCD”)用于描述以有限容量電源(例如電池)來操作的任何設(shè)備。雖然電池操作的PCD已經(jīng)使用了幾十年，但是可再充電電池的技術(shù)進(jìn)步加上第三代(“3G”)和第四代(“4G”)無線技術(shù)的出現(xiàn)，已經(jīng)使大量的PCD具有多種功能。因此，PCD可以是蜂窩電話、衛(wèi)星電話、尋呼機(jī)、PDA、智能電話、導(dǎo)航設(shè)備、智能本或閱讀器、媒體播放器、上述設(shè)備的組合、具有無線連接的膝上型計(jì)算機(jī)等。
[0020]在本說明書中，術(shù)語“應(yīng)用”也可包括具有可執(zhí)行內(nèi)容的文件，例如:對象代碼、腳本、字節(jié)代碼、標(biāo)記語言文件和補(bǔ)丁。另外，本文中所提及的“應(yīng)用”還可以包括不可自然地執(zhí)行的文件，例如可能需要被打開的文檔或需要被訪問的其他數(shù)據(jù)文件。
[0021]在該文檔的上下文中，“原子”、“頁面”或“存儲器頁面”是由針對給定程序的操作系統(tǒng)可用于內(nèi)容的存儲的連續(xù)存儲塊。作為一個(gè)例子，連續(xù)存儲塊可以是固定長度的連續(xù)存儲塊，例如存儲器組件中的行(其中存儲器組件被視為具有固定數(shù)量的行和列的矩陣)，雖然原子、頁面或存儲器頁面并不被限制于任意特定的大小或長度。因此，在本說明書中，對“頁面地址”或“存儲位置”的引用涉及給定存儲器組件內(nèi)的特定位置，其中，給定“原子”、“頁面”或“存儲器頁面”位于給定存儲器組件中。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到，在本說明書中，“頁面迀移”指的是:數(shù)據(jù)從具有存儲器組件中的某個(gè)地址的第一頁面?zhèn)鬏數(shù)骄哂胁煌刂返牡诙撁?。特別地，根據(jù)實(shí)施例，第一頁面地址和第二頁面地址可以位于不同存儲器組件中或同一個(gè)存儲器組件中。此外，在本說明書的上下文中，用于存儲一些量的內(nèi)容的第一頁面可以具有存儲器組件的第一存儲體或部分中的地址，而用于存儲內(nèi)容的第二頁面可以具有相同存儲器組件的第二存儲體或部分中的地址，但不是所有的實(shí)施例都被限制于該種配置。
[0022]在本說明書中，將會理解:對術(shù)語“存儲器”、“存儲器組件”、“存儲設(shè)備”、“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”等的一般引用將會預(yù)想無論是位于“片上”、“片下”、“內(nèi)部”、“外部”PCD的或以其它方式與PCD有關(guān)的易失性和非易失性類型的存儲器組件。此外，雖然在本說明書中通常被描述為單一組件，但是各種存儲器組件中的任意一種可以是具有耦合到數(shù)字信號處理器(或額外的處理器內(nèi)核)的分離的數(shù)據(jù)存儲的分布式存儲器設(shè)備。另外，出于說明性目的，在本說明書中、在被劃分為兩個(gè)部分(“上部存儲體”部分和“下部存儲體”部分)的單一存儲器組件的上下文內(nèi)提供了示例性實(shí)施例。在這一方面，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到，對單一存儲器設(shè)備的上部存儲體和下部存儲體的引用方便于說明性目的，并且不會限制各種實(shí)施例以及各種實(shí)施例的等價(jià)物對被劃分成相等存儲體的單一存儲器設(shè)備的應(yīng)用。因此，應(yīng)當(dāng)理解，在本說明書中對存儲體的無論是“上部的”或是“下部的”的引用都將預(yù)想如下的任意存儲空間:1)可以是或可以不是連續(xù)的，2)可以是或可以不是橫跨多個(gè)存儲器設(shè)備的，3)可以是或可以不是橫跨多個(gè)類型的存儲器設(shè)備的，以及4)可以是或可以不是對稱的或以其它方式等同于另一個(gè)存儲體的。
[0023]雖然預(yù)想某些實(shí)施例的某些方面可以與易失性組件或非易失性組件相關(guān)聯(lián)，但是本說明書的范圍將不被限制到這樣的程度，即:實(shí)施例的特定方面唯一地與某種存儲器類型相關(guān)聯(lián)。也就是說，根據(jù)特定實(shí)施例，給定方面可以存儲在、迀移到任意類型的存儲器組件之上或以其它方式與任意類型的存儲器組件相關(guān)聯(lián)。本說明書中的存儲器組件可以是但不限于:閃存類型(例如多媒體卡(“MMC”或“eMMC”)或安全數(shù)字(“SD”)卡)、半導(dǎo)體類型(例如必須一直通電的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(“SRAM”)或必須定期刷新的動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(“DRAM”))、固態(tài)存儲器、具有一根或多跟電線的電連接、便攜式計(jì)算機(jī)磁盤(磁性的)、電只讀存儲器(“ROM”)、可擦除可編程只讀存儲器(“EPR0M”或“EEPR0M”)、光纖、便攜式壓縮光盤只讀存儲器(“⑶ROM”)等。
[0024]在本說明書中，某些實(shí)施例的方面中的一個(gè)或多個(gè)方面是在硬件中實(shí)現(xiàn)的。在這樣的實(shí)施例中，預(yù)想那些方面的各種邏輯可以利用以下技術(shù)中的任意一個(gè)或組合來實(shí)現(xiàn)，所述技術(shù)中的每一個(gè)都為本領(lǐng)域所公知:具有用于實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)信號的邏輯功能的邏輯門的分立邏輯電路、具有適當(dāng)?shù)慕M合邏輯門的專用集成電路(“ASIC”)、可編程門陣列(“PGA”)、現(xiàn)場可編程門陣列(“FPGA”)等。
[0025]如本說明書中所使用的，術(shù)語“組件”、“數(shù)據(jù)庫”、“模塊”、“系統(tǒng)”等旨在指計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)體、硬件、固件、硬件和軟件的組合、軟件或運(yùn)行中的軟件，并且表示用于提供所述功能性以及執(zhí)行本說明書中所描述的過程或過程流中的某些步驟的示例性單元。例如，組件可以是但不限于運(yùn)行在處理器上的進(jìn)程、處理器、對象、可執(zhí)行文件、執(zhí)行的線程、程序和/或計(jì)算機(jī)。通過說明的方式，運(yùn)行在計(jì)算設(shè)備上的應(yīng)用程序以及計(jì)算設(shè)備都可以是組件。一個(gè)或多個(gè)組件可以駐留在進(jìn)程和/或執(zhí)行的線程內(nèi)，并且組件可以集中到一個(gè)計(jì)算機(jī)上和/或分布在兩個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)之間。此外，這些組件可以根據(jù)具有各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲其上的各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)來執(zhí)行。組件可以通過本地和/或遠(yuǎn)程進(jìn)程的方式來進(jìn)行通信，例如根據(jù)具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組的信號(例如，來自一個(gè)組件的數(shù)據(jù)，所述一個(gè)組件通過信號的方式與本地系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)中的另一個(gè)組件交互，和/或跨諸如互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)與其它系統(tǒng)進(jìn)行交互)。
[0026]在本說明書中，術(shù)語“中央處理元件(“CPU”) ”、“調(diào)制解調(diào)器CPU”、“數(shù)字信號處理器(“DSP”)”、“芯片”和“芯片組”是處理組件的非限制性示例，所述處理組件可以駐留在PCD中并且可以互換使用(除了當(dāng)以其它方式指出時(shí))。此外，如在本說明書中所區(qū)分的，CPU、DSP、或芯片或芯片組可以由本文中通常稱為“內(nèi)核”和“子內(nèi)核”的一個(gè)或多個(gè)不同的處理組件組成。除了以上所定義的，進(jìn)一步說，“處理組件”可以是但不限于中央