基于電池充電狀態(tài)控制處理器轉(zhuǎn)換速率的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體涉及電子學領(lǐng)域。更特別地，實施例涉及基于電池充電狀態(tài)控制處理器轉(zhuǎn)換速率。
【背景技術(shù)】
[0002]為了降低功耗，一些系統(tǒng)包括具有在各種低功率(Cx)或空閑狀態(tài)下執(zhí)行的能力的處理器。每個C狀態(tài)可以指示功能的特定級別以及對應(yīng)的功率狀態(tài)。例如，CO可以指示處理器正在正常級別下操作。Cl可以指示處理器未正在執(zhí)行指令但可以快速返回到執(zhí)行狀態(tài)，等等。
[0003]然而，隨著出現(xiàn)了對更加功率高效的系統(tǒng)的需要(例如，為了允許使用來自單次充電的電池功率的全天操作)，僅基于處理器狀態(tài)的這種粗略功率降低解決方案可能不足。
【附圖說明】
[0004]參考附圖提供了詳細描述。在這些圖中，附圖標記的(一個或多個)最左側(cè)數(shù)字標識該附圖標記首次出現(xiàn)的圖。相同附圖標記在不同圖中的使用指示相似或相同的項目。
[0005]圖1和8-10圖示了可以用于實現(xiàn)本文討論的各種實施例的計算系統(tǒng)的實施例的框圖。
[0006]圖2示出了根據(jù)實施例的功率遞送系統(tǒng)的框圖。
[0007]圖3和6圖示了根據(jù)一些實施例的用于動態(tài)電池功率系統(tǒng)的框圖。
[0008]圖4圖示了根據(jù)實施例的由電池功率所供給的降壓穩(wěn)壓器的電路圖。
[0009]圖5A和5B圖示了根據(jù)一些實施例的樣本波形的曲線圖。
[0010]圖7圖示了根據(jù)實施例的用于基于電池充電狀態(tài)控制處理器轉(zhuǎn)換速率的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0011]在下面的描述中，闡述了許多具體細節(jié)以便提供對各種實施例的透徹理解。然而，可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐各種實施例。在其他實例中，尚未詳細描述公知的方法、過程、部件和電路，以免模糊特定實施例。此外，可以使用各種手段來執(zhí)行實施例的各種方面，這些手段諸如是集成半導體電路(“硬件”)、被組織到一個或多個程序中的計算機可讀指令(“軟件”)、或者硬件和軟件的某種組合。出于本公開的目的，對“邏輯”的引用應(yīng)當意指硬件、軟件、固件或其某種組合。
[0012]移動計算設(shè)備(諸如，超極本(Ultrabook?)計算機)的成功可能根本上取決于兩件事一一制造者/設(shè)計者是否能夠提供卓越的性能，以及是否可能延長電池壽命。第二種需求可以通過將電池組從傳統(tǒng)3S2P配置(3個電池串聯(lián)，2組并聯(lián))改變到2S3P配置(2個電池串聯(lián)，3組并聯(lián))而至少部分地解決。由于該改變，系統(tǒng)電壓從約9V-12.6V降低到約6V-8.4V (該范圍是針對剩余電池充電狀態(tài)的不同級別而給出的)。降低的系統(tǒng)電壓的后果是處于重負載和輕負載兩者的穩(wěn)壓器(VR)的更好效率。具有這種電池配置的系統(tǒng)能夠容易得多地滿足關(guān)于電池運行時間(例如，針對Microsoft Windows? 8)的需求。然而，降低系統(tǒng)電壓的一個負面后果是系統(tǒng)關(guān)閉的風險，例如當電池具有極少剩余電荷并且系統(tǒng)功率需求高到足以導致系統(tǒng)電壓的相當大的下降時。
[0013]為此，一些實施例基于電池充電狀態(tài)控制處理器轉(zhuǎn)換速率。如本文所討論，“轉(zhuǎn)換速率”總體上指代輸出電壓每單位時間的最大改變率(例如，被表達為伏特每秒)。在一個實施例中，處理器(或CPU (中央處理單元))的轉(zhuǎn)換速率是基于平臺的電池充電狀態(tài)來調(diào)制的。在實施例中，轉(zhuǎn)換速率調(diào)制是與基于電池充電狀態(tài)限制處理器Iccmax相結(jié)合而應(yīng)用的。如本文所討論，“Iccmax”總體上指代作為最大處理器時鐘頻率的函數(shù)的最大處理器電流(或者換言之，最大處理器功耗)。此外，這些實施例可以提供電池模式中的更好性能，同時還改進電池運行時間，例如特別是在已連接的待機中(例如，其中，計算設(shè)備處于比活動狀態(tài)更低功耗的狀態(tài)中，同時仍維持活動網(wǎng)絡(luò)連接，并且此外，可選地，系統(tǒng)周期性地喚醒以執(zhí)行所需任務(wù))。
[0014]此外，一些實施例可以被應(yīng)用在包括一個或多個處理器(例如，具有一個或多個處理器核)的計算系統(tǒng)中，該計算系統(tǒng)諸如是參考圖1-10討論的那些計算系統(tǒng)，包括例如移動計算設(shè)備，諸如智能電話、平板設(shè)備、UMPC (超級移動個人計算機)、膝上型計算機、超極本(Ultrabook?)計算設(shè)備、智能手表、智能眼鏡、可穿戴設(shè)備等等。更特別地，圖1圖示了根據(jù)實施例的計算系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100可以包括一個或多個處理器102-1至102-N(本文中總體上稱為一個或多個“處理器102”)。處理器102可以經(jīng)由互連或總線104進行通信。每個處理器可以包括各種部件，為了清楚起見，僅參考處理器102-1討論其中一些部件。相應(yīng)地，其余處理器102-2至102-N中的每一個可以包括參考處理器102-1討論的相同或相似部件。
[0015]在實施例中，處理器102-1可以包括一個或多個處理器核106-1至106-M (本文中稱為一個或多個“核106”)、高速緩存108和/或路由器110。處理器核106可以被實現(xiàn)在單個集成電路(IC)芯片上。此外，該芯片可以包括一個或多個共享和/或私有高速緩存(諸如高速緩存108)、總線或互連(諸如總線或互連112)、圖形和/或存儲器控制器(諸如參考圖8-10討論的那些存儲器控制器)、或者其他部件。
[0016]在一個實施例中，路由器110可以用于在系統(tǒng)100和/或處理器102-1的各種部件之間進行通信。此外，處理器102-1可以包括多于一個路由器110。此外，大量路由器110可以進行通信以使能處理器102-1內(nèi)部或外部的各種部件之間的數(shù)據(jù)路由。
[0017]高速緩存108可以存儲由處理器102-1的一個或多個部件(諸如核106)所利用的數(shù)據(jù)(例如，包括指令)。例如，高速緩存108可以本地高速緩存被存儲在存儲器114中的數(shù)據(jù)以供處理器102的部件更快速訪問(例如，供核106更快速訪問)。如圖1中所示，存儲器114可以經(jīng)由互連104與處理器102進行通信。在實施例中，高速緩存108 (其可以是共享的)可以是中級高速緩存(MLC)、末級高速緩存(LLC)等。此外，核106中的每一個可以包括級I (LI)高速緩存(116-1)(本文中總體上稱為“LI高速緩存116”)或其他級的高速緩存(諸如級2 (L2)高速緩存)。此外，處理器102-1的各種部件可以通過總線(例如，總線112)和/或存儲器控制器或中樞直接與高速緩存108進行通信。
[0018]系統(tǒng)100還可以包括平臺功率源120 (例如，直流電(DC)功率源或交流電(AC)功率源)以給系統(tǒng)100的一個或多個部件提供功率。在一些實施例中，功率源120可以包括一個或多個電池組和/或電源。功率源120可以通過穩(wěn)壓器(VR)130耦合至系統(tǒng)100的部件。此外，雖然圖1圖示了一個功率源120和一個穩(wěn)壓器130，但可以利用附加功率源和/或穩(wěn)壓器。例如，處理器102中的一個或多個可以具有對應(yīng)的一個或多個穩(wěn)壓器和/或一個或多個功率源。此外，一個或多個穩(wěn)壓器130可以經(jīng)由單個功率平面(例如，給所有核106供給功率)或多個功率平面(例如，其中，每個功率平面可以給不同的核或核組供給功率)耦合至處理器102。
[0019]另外，盡管圖1將功率源120和穩(wěn)壓器130圖示為分離的部件，但功率源120和穩(wěn)壓器130可以被并入到系統(tǒng)100的其他部件中。例如，VR 130的全部或部分可以被并入到功率源120和/或處理器102中。
[0020]如圖1中所示，處理器102可以進一步包括:功率控制邏輯140，用于控制對處理器102的部件(例如核106)的功率供給。邏輯140可以具有對本文討論的一個或多個儲存設(shè)備(諸如高速緩存108、LI高速緩存116、存儲器114、或系統(tǒng)100中的另一存儲器)的訪問，以存儲與邏輯140的操作相關(guān)的信息，諸如與如這里討論的系統(tǒng)100的各種部件通信的信息。如所示，邏輯140可以耦合至VR 130和/或系統(tǒng)100的其他部件，諸如核106和/或功率源120。
[0021]例如，邏輯140可以被耦合以(諸如從圖3和/或6的燃料量表邏輯)接收用于指示一個或多個傳感器150和/或電池充電級別的狀態(tài)的信息(例如，以一個或多個比特或信號的形式)。一個或多個傳感器150可以與系統(tǒng)100 (或者本文討論的其他計算系統(tǒng)，諸如參考包括例如圖8-10的其他圖討論的那些計算系統(tǒng))的一個或多個部件(諸如核106、互連104或112、處理器102外部的部件、電池充電狀態(tài)/級別等)鄰近地被提供，以感測影響系統(tǒng)/平臺的功率/熱行為的各種因素(諸如溫度、操作頻率、操作電流、操作電壓、功耗和/或核間通信活動、過電流等)中的變化。
[0022]邏輯140可以進而指令V