電源管理系統(tǒng)、功率控制方法
【專利說明】電源管理系統(tǒng)、功率控制方法
[0001]有關(guān)專利申請的交叉參考
[0002]本申請要求2014年7月25日向韓國知識產(chǎn)權(quán)局(ΚΙΡ0)提交的韓國專利申請N0.10-2014-0094545的優(yōu)先權(quán)，在此，茲通過引用合并該韓國專利申請的全部內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]片上系統(tǒng)(SoC)通常指下面的處理系統(tǒng):在單個或者一些半導(dǎo)體集成電路(1C)中集成各種功能塊(例如，中央處理單元、存儲器、接口單元、數(shù)字信號處理單元、模擬信號處理單元等)，以利用有限數(shù)量的1C實現(xiàn)諸如計算機系統(tǒng)的電子系統(tǒng)。
[0004]SoC已逐步發(fā)展成包括諸如多媒體、圖形件、接口、安全功能件等的各種功能的復(fù)雜系統(tǒng)。由于在電池供電的便攜式設(shè)備中聚集了各式各樣的能力和功能，所以一直在努力在增強其性能的同時降低這種便攜式設(shè)備中的功耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的示范實施例提供了一種具有較簡單結(jié)構(gòu)并且可以有效降低功耗的電源管理系統(tǒng)。
[0006]本公開的示范實施例還提供了包括這種電源管理系統(tǒng)的SoC以及包括這種SoC的移動設(shè)備。
[0007]根據(jù)示范實施例，提供了一種用于控制包括在SoC中的多個功能塊的功率的電源管理系統(tǒng)。該電源管理系統(tǒng)包括多個納控制器、指令存儲器和信號映射存儲器。多個納控制器包括是可編程納控制器的第一至第η納控制器，其中η是等于或者大于2的自然數(shù)。指令存儲器由多個納控制器共享，并且存儲由多個納控制器使用的多個指令。信號映射存儲器由多個納控制器共享并且存儲多個在多個納控制器的控制下送到多個功能塊的多個信號。將第一納控制器編程為中央序列發(fā)生器。將第二至第η納控制器編程為取決于第一納控制器的第一子序列發(fā)生器。
[0008]多個納控制器中的每個都可以包括:指令地址發(fā)生器、指令寄存器、指令解碼器和指令執(zhí)行單元。可以配置指令地址發(fā)生器，以根據(jù)作業(yè)請求產(chǎn)生目標(biāo)指令地址?？梢耘渲弥噶罴拇嫫鳎愿鶕?jù)目標(biāo)指令地址，取得包括在多個指令中的目標(biāo)指令?？梢耘渲弥噶罱獯a器，以解碼目標(biāo)指令?？梢耘渲弥噶顖?zhí)行單元，以執(zhí)行目標(biāo)指令。
[0009]在示范實施例中，作業(yè)請求可以包括目標(biāo)指令地址。指令地址發(fā)生器可以包括程序計數(shù)器?？梢耘渲迷摮绦蛴嫈?shù)器，以存儲并且輸出目標(biāo)指令地址。
[0010]在示范實施例中，作業(yè)請求可以包括作業(yè)命令。指令地址發(fā)生器可以包括命令解碼器和程序計數(shù)器?？梢耘渲妹罱獯a器，以解碼作業(yè)命令，從而產(chǎn)生目標(biāo)指令地址?？梢耘渲贸绦蛴嫈?shù)器，以存儲并且輸出目標(biāo)指令地址。
[0011 ] 命令解碼器可以由硬件實現(xiàn)，也可以由多個納控制器中的每個可執(zhí)行的軟件實現(xiàn)。
[0012]在示范實施例中，第一納控制器還可以包括作業(yè)分配狀態(tài)寄存器?？梢耘渲迷撟鳂I(yè)分配狀態(tài)寄存器，以存儲多個納控制器的當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)。
[0013]在示范實施例中，可以配置所述第一納控制器，以響應(yīng)從外部設(shè)備收到第一作業(yè)請求，對第一至第η納控制器中的一個分配對應(yīng)于第一作業(yè)請求的第一目標(biāo)作業(yè)。
[0014]可以配置第一納控制器，以當(dāng)處理第一作業(yè)請求時，如果第一納控制器處于空閑狀態(tài)，則對第一納控制器分配第一目標(biāo)作業(yè)?？梢耘渲玫谝患{控制器，以當(dāng)處理第一作業(yè)請求時，如果對第一納控制器分配不同于第一目標(biāo)作業(yè)的第二目標(biāo)作業(yè)，則對第二至第η納控制器中的一個分配第一目標(biāo)作業(yè)。
[0015]可以配置第一納控制器，以通過根據(jù)包括在多個指令中的調(diào)用指令和第二納控制器的標(biāo)識(ID)，調(diào)用第二納控制器，并且通過將第一作業(yè)請求送到第二納控制器，對第二納控制器分配第一目標(biāo)作業(yè)。可以配置所述第二納控制器，以當(dāng)?shù)谝荒繕?biāo)作業(yè)由第二納控制器完成時，利用包括在多個指令中的返回指令將第一目標(biāo)作業(yè)已經(jīng)完成通知第一納控制器。
[0016]在示范實施例中，第一納控制器可以從外部設(shè)備接收多個作業(yè)請求?？梢耘渲玫谝恢恋讦羌{控制器，以根據(jù)多線方案，執(zhí)行對應(yīng)于多個作業(yè)請求的多個目標(biāo)作業(yè)。
[0017]在示范實施例中，多個納控制器還包括被編程為取決于第二納控制器的第二子序列發(fā)生器的第(η+1)至第m納控制器，其中m是等于或者大于(n+1)的自然數(shù)。
[0018]在示范實施例中，可以配置第二至第η納控制器，以控制多個功能塊中的各功能塊的功率。
[0019]在示范實施例中，多個信號可以包括:復(fù)位信號、供電電壓和數(shù)據(jù)保留控制信號?？梢耘渲玫诙恋讦羌{控制器中的各納控制器，以控制一組復(fù)位信號、一組供電電壓和一組數(shù)據(jù)保留控制信號中的各信號。
[0020]可以配置多個納控制器，以利用請求指令和確認(rèn)指令，根據(jù)異步接口操作。
[0021]多個指令可以包括:流控制指令、加載指令、存儲指令、請求指令、確認(rèn)指令、調(diào)用指令、返回指令、等待指令和移動指令。
[0022]指令存儲器可以包括至少一個靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)，并且信號映射存儲器可以包括至少一個寄存器。
[0023]電源管理系統(tǒng)可以是片上系統(tǒng)的一部分，該片上系統(tǒng)還包括中央處理單元，配置該中央處理單元，以控制多個功能塊。
[0024]根據(jù)示范實施例，片上系統(tǒng)(SoC)包括:中央處理單元(CPU)、多個功能塊以及電源管理系統(tǒng)。多個功能塊由CPU控制。電源管理系統(tǒng)由CPU控制并且控制多個功能塊的功率。電源管理系統(tǒng)包括:多個納控制器、指令存儲器和信號映射存儲器。將多個納控制器配置為可編程。指令存儲器由多個納控制器共享，并且存儲多個納控制器使用的多個指令。信號映射存儲器由多個納控制器共享，并且存儲送到多個功能塊并且由多個納控制器控制的多個信號。將多個納控制器中的第一納控制器編程為中央序列發(fā)生器。將多個納控制器中的第二至第η納控制器編程為取決于第一納控制器的第一子序列發(fā)生器，其中η是等于或者大于2的自然數(shù)。
[0025]第一納控制器可以從CPU接收第一作業(yè)請求。可以對第一至第η納控制器中的一個分配對應(yīng)于第一作業(yè)請求的第一目標(biāo)作業(yè)，以控制多個功能塊的功率。
[0026]在示范實施例中，第二至第η納控制器中的各納控制器可以控制多個功能塊中的各功能塊的功率。
[0027]在示范實施例中，多個信號可以包括:復(fù)位信號、供電電壓和數(shù)據(jù)保留控制信號。第二至第η納控制器中的各納控制器可以控制一組復(fù)位信號、一組供電電壓和一組數(shù)據(jù)保留控制信號中的各信號。
[0028]多個功能塊可以包括:顯示控制塊、文件系統(tǒng)塊、圖形處理單元(GPU)塊、圖像信號處理塊和多格式編碼解碼器塊。
[0029]SoC可以是包括在移動設(shè)備中的應(yīng)用處理器(AP)。
[0030]根據(jù)示范實施例，移動設(shè)備包括多個功能模塊和片上系統(tǒng)(SoC)。SoC控制多個功能模塊。SoC包括中央處理單元(CPU)、多個功能塊以及電源管理系統(tǒng)。多個功能塊由CPU控制。電源管理系統(tǒng)由CPU控制，并且控制多個功能塊的功率。電源管理系統(tǒng)包括:多個納控制器、指令存儲器和信號映射存儲器。將多個納控制器配置為可編程。指令存儲器由多個納控制器共享，并且存儲由多個納控制器使用的多個指令。信號映射存儲器由多個納控制器共享，并且存儲送到多個功能塊并且被多個納控制器控制的多個信號。將多個納控制器中的第一納控制器編程為中央序列發(fā)生器。將多個納控制器中的第二至第η納控制器編程為取決于第一納控制器的第一子序列發(fā)生器，其中η是等于或者大于2的自然數(shù)。
[0031]多個功能塊可以包括:通信模塊、攝像頭模塊、顯示模塊和觸摸板模塊。
[0032]根據(jù)示范實施例的電源管理系統(tǒng)可以包括多個納控制器，將該多個納控制器配置為可編程的。因此，可以最佳地編程多個納控制器，以控制SoC的功率。此外，多個納控制器可以根據(jù)較簡單并且有限的指令操作，并且指令存儲器和信號映射存儲器可以由多個納控制器共享。因此，具有多個納控制器的電源管理系統(tǒng)可以具有較簡單結(jié)構(gòu)，并且可以有效降低SoC和移動設(shè)備的功耗。
[0033]根據(jù)示范實施例，一種用于控制送到片上系統(tǒng)的多個功能塊的功率的方法，在該方法中，將多個可編程納控制器中的第一可編程納控制器指定為中央序列發(fā)生器。將所述多個可編程納控制器中的另外可編程納控制器指定為取決于多個可編程納控制器中的第一可編程納控制器的第一子序列發(fā)生器。接收第一作業(yè)請求。至少部分地根據(jù)多個可編程納控制器中的一個或者多個的當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)，對多個可編程納控制器中的一個分配對應(yīng)于第一作業(yè)請求的第一目標(biāo)作業(yè)。利用從由多個可編程納控制器共享的指令存儲器取得的第一指令，在多個可編程納控制器中的分配的可編程納控制器處執(zhí)行第一目標(biāo)作業(yè)。
[0034]在示范實施例中，利用從由多個可編程納控制器共享的指令存儲器取得的第一指令，在多個可編程納控制器中的分配的可編程納控制器處執(zhí)行第一目標(biāo)作業(yè)包括:利用第一指令的地址從指令存儲器取得第一指令；在多個可編程納控制器中的分配的可編程納控制器處解碼第一指令；以及在多個可編程納控制器中的分配的可編程納控制器處執(zhí)行第一指令。
[0035]在示范實施例中，該方法還可以包括將存儲于由多個可編程納控制器共享的信號映射存儲器中的多個信號中的第一信號送到多個功能塊中的第一功能塊。
[0036]在示范實施例中，至少部分地根據(jù)多個可編程納控制器中的一個或者多個的當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)，對多個可編程納控制器中的一個分配對應(yīng)于第一作業(yè)請求的第一目標(biāo)作業(yè)可以包括:如果多個納控制器中的第一納控制器處于空閑狀態(tài)，則對多個納控制器中的第一納控制器分配第一目標(biāo)作業(yè)請求。
[0037]在示范實施例中，至少部分地根據(jù)多個可編程納控制器中的一個或者多個的當(dāng)前作業(yè)狀態(tài)，對多個可編程納控制器中的一個分配對應(yīng)于第一作業(yè)請求的第一目標(biāo)作業(yè)可以包括:如果當(dāng)前對多個納控制器中的第一納控制器分配不同于第一目標(biāo)作業(yè)的第二目標(biāo)作業(yè)，則對多個納控制器中的第二納控制器分配第一目標(biāo)作業(yè)請求。
[0038]在示范實施例中，對多個納控制器中的第二納控制器分配第一目標(biāo)作業(yè)請求可以包括:根據(jù)從指令存儲器取得的調(diào)用指令和第二納控制器的標(biāo)識(ID)，調(diào)用第二納控制器；將第一作業(yè)請求送到第二納控制器；以及已經(jīng)完成第一目標(biāo)作業(yè)后，從第二納控制器接收第二納控制器從指令存儲器取得的返回指令。
[0039]在示范實施例中，可以配置第二至第η納控制器，以控制多個功能塊中的各功能塊的功率。
[0040]在示范實施例中，多個信號可以包括:復(fù)位信號、供電電壓和數(shù)據(jù)保留控制信號，并且可以配置第二至第η納控制器中的各納控制器，以控制一組復(fù)位信號、一組供電電壓和一組數(shù)據(jù)保留控制信號中的各信號。
【附圖說明】
[0041]根據(jù)下面結(jié)合附圖所做的詳細(xì)描述，將更清楚地理解說明性的非限制性示范實施例。
[0042]圖1是示出根據(jù)示范實施例的SoC的方框圖。
[0043]圖2是示出根據(jù)示范實施例的電源管理系統(tǒng)的方框圖。
[0044]圖3、4和5是示出圖2所示電源管理系統(tǒng)的操作的示意圖。
[0045]圖6、7和8是示出包括在圖2所示電源管理系統(tǒng)中的第一納控制器的示范實現(xiàn)的方框圖。
[0046]圖9是示出包括在圖2所示電源管理系統(tǒng)中的第二納控制器的示范實施例的方框圖。
[0047]圖10、11和12是示出圖2所示電源管理系統(tǒng)的操作的示意圖。
[0048]圖13是示出根據(jù)示范實施例的電源管理系統(tǒng)的操作方法的流程圖。
[0049]圖14是示出用于執(zhí)行圖13所示第一目標(biāo)作業(yè)的操作例子的流程圖。
[0050]圖15是示出用于分配圖14所示第一目標(biāo)作業(yè)的操作例子的流程圖。
[0051]圖16是示出用于執(zhí)行圖14所示第一目標(biāo)作業(yè)的操作例子的流程圖。
[0052]圖17是示出根據(jù)示范實施例的電源管理系統(tǒng)的操作方法的流程圖。
[0053]圖18是示出用于執(zhí)行圖17所示多個目標(biāo)作業(yè)的操作例子的流程圖。
[0054]圖19是示出根據(jù)示范實施例的移動設(shè)備的方框圖。
[0055]圖20是示出圖19所示移動設(shè)備被實現(xiàn)為智能電話的例子的示意圖。
[0056]圖21是示出包括在根據(jù)示范實施例的移動設(shè)備中的接口的方框圖。
[0057]圖22是示出根據(jù)示范實施例的便攜式終端的方框圖。
【具體實施方式】
[0058]將參考附圖更全面描述各種示范實施例。然而