[发明专利]调谐数字系统的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种方法和设备，用于调谐诸如IP块或片上系统(SoC)的数字系统的性能，具体地涉及一种用于调谐数字系统的性能以便获得根据具体应用程序的最佳执行的方法和设备。

背景技术

存在改进数字系统的硬件设计的连续动力，以便得到速度、功率损耗、无误差操作等方面的最佳性能。除了改进数字系统的实际硬件设计以外，还存在通过改变系统操作参数来改进任意给定的数字系统的性能的连续动力。例如，根据给定应用程序所需要的性能，已知改变数字系统的操作参数，使得系统操作于尽可能的最快频率和/或最低功率损耗。

技术已经发展到适应诸如分立IP块或SoC的数字系统的性能，使得根据特定的应用程序以最佳的方式在速度和功率两个方面保证一定性能水平。图1示出了已知系统的示例，在其中可以修改数字系统的电源电压、频率和晶体管阈值电压，以便改变该数字系统的性能。

在图1中，数字系统1包括用于执行特定应用程序的执行装置3。数字系统1还包括用于接收性能指示或参数的接收装置5，性能指示或参数用于调谐数字系统1。例如，可以从软件中接收以专用指令6为形式的性能指示，该软件用于控制应用程序的执行。基于接收装置5所接收到的性能指示，提供了调谐电路7，以便调谐该数字系统的频率(f)、电源电压(Vdd)和/或晶体管阈值电压(Vb)。按照这种方式，由软件6所通信的性能指示具有强迫硬件适配其操作参数的作用，以便得到所需要的性能。可以通过多种方式给定所需要的性能，例如参考每秒千兆操作(GOPS)的数量；参考最大功率损耗电平；或者参考所需要的噪声容限或电平。因此，调谐装置7可以调谐硬件性能以便得到所需要的性能。

图2描述了用于控制图1中的数字系统的操作的软件的操作。在步骤S21，对应用程序进行编译，在其后的步骤23中，确定该应用程序的执行简档。然后在步骤25确定一个或多个性能指示或参数。如上所述，可以将性能指示指定在GOPS、功率损耗或噪声因子方面。步骤27，基于性能指示，通过调谐数字系统的参数来增强对于应用程序的执行。同样如上所述，调谐包括调整数字系统1的频率(f)、电源电压(Vdd)和/或晶体管阈值电压(Vb)。

这项技术提供了旨在对IP块或SoC的性能进行实时最优化的调谐方案。针对速度和/或功率损耗方面的给定的所需要的性能，该技术确定了最佳电源电压(Vdd)、阈值电压(Vb)和时钟频率(f)。

现代数字系统还面对涉及慢互连、额外功率需求和复杂系统组合性等越来越多的问题。这些问题已经导致将数字系统分为单元(island)(即IP组)的概念，其中的每个单元都是内部同步的，并独立于系统的其他部分。按照这种方式，系统变成异步。可以如上所述地对每个部分或单元的性能进行调谐，以便提供针对给定应用程序的最优性能。在这种技术有利于实现速度和/或功率损耗方面所需要的性能的同时，该技术对于数字系统的数据吞吐量和/或数据等待时间具有副作用。

本发明的目的是，提供一种方法和设备，用于调谐数字系统的性能，而不具有上述的缺点。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了用于调谐数字系统的性能的方法。该方法包括以下步骤：接收涉及数字系统性能的一个或多个性能指示，以及调谐数字系统的频率、电源电压和/或晶体管阈值电压，以便得到所需要的性能。该方法还包括，调整数字系统的流水线深度以便对数字系统性能进行微调的步骤。

本发明的优点是根据提供的性能指示提供初始调谐步骤，以便用微调数字系统性能提供的流水线深度调节获得所需要的性能水平。

根据本发明的另一个方面，提供了用于调谐数字系统性能的设备。该设备包括：接收装置，用于接收涉及数字系统性能的一个或多个性能指示；以及调谐装置，用于调谐数字系统的频率、电源电压和/或晶体管阈值电压，以便得到所需要的性能。该设备还包括流水线配置装置，用于在调谐装置已经对数字系统进行调谐之后，调整该数字系统的流水线深度，由此对数字系统的性能进行微调。

附图说明

为了更好地理解本发明，并更清楚地示出其如何作用，作为示例，只参考以下附图，在附图中：

图1是用于调谐数字系统性能的传统设备的方框图；

图2是描述了如何控制图1中的设备以便调谐数字系统性能的流程图；

图3是用于调谐数字系统性能的根据本发明的设备的方框图；

图4是描述了如何控制图3中的设备以便调谐根据本发明的数字系统性能的流程图；

图5是描述了根据本发明的系统的操作的状态图。

具体实施方式