[发明专利]控制处理系统中的电压偏差

说明书

系统及方法涉及控制处理系统中的电压偏差。调度器接收待发布以在管线中执行的事务。在发布特定事务之前估计在所述事务执行于所述管线中的情况下将发生的电压偏差。使用阈值比较器来确定所述估计的电压偏差是否将超过指定阈值以造成电压过冲或下冲。所述调度器经配置以在所述事务经发布以执行于所述管线中之前实施一或多个校正性措施，例如增大或减小所述管线中的能量，以缓解可能的电压过冲或下冲。

技术领域

所揭示的方面涉及控制处理系统中的电压偏差。更特定来说，例示性方面涉及一种调度器，其经配置以在对事务进行调度之前提前估计电压偏差且实施校正性措施以缓解电压过冲或下冲。

背景技术

管理处理器及微处理器中的功率消耗为至关重要的设计考虑因素。举例来说，当功率消耗增大时，且更特定来说，当跨越其上集成有处理器的芯片或裸片的功率分布中存在偏差或噪声时出现的问题的实例为减小的电池使用寿命及增大的热产生。

一些处理器采用电压调节器及自订功率递送/分布网络(PDN)以迎合系统单芯片(SoC)上的不同组件及子系统的变化的功率及电压值。需要防止或缓解在执行处理器上的过程期间发生电压及功率偏差。然而，可能难以控制跨越各种过程的此类偏差，此是因为不同过程可以不同方式外加应力于SoC的组件。送到各个组件的供应电流可能在极小时间段内显著地变化。电流的变化依据微分式dI/dt测量，其中I为电流且t为时间。对于给定电感L，电压降V通过表达式V＝L(dI/dt)给出。因此，通过控制dI/dt，有可能管理电压偏差且对应地管理功率波动(因为功率为V*I)。

为此目的，针对控制电压偏差的一些努力集中于(例如，在处理器的个别时钟周期期间)监测处理器或SoC的功能块的活动水平。举例来说，时钟门控技法可用于基于每一时钟周期中的功能块的特定特征来开启或关闭特定功能块。已(例如)基于低级电路模拟提前知晓针对每一功能块的在作用中及闲置状态(即，开/关状态)的电流消耗。处理器可包含监测器(其可使用合适的硬件及/或软件的组合实施)(例如)以基于功能块在特定时钟周期中是否在作用中而确定所述功能块在所述特定时钟周期中的电流消耗。监测器可确定各种功能块在每一时钟周期中的电流消耗，且将其加在一起以确定处理器在时钟周期中的总电流消耗。监测器可经配置以计算步阶响应或脉冲响应(例如，针对所述PDN的给定电感/电容)来获得时钟周期中的电压偏差。

监测器可具备可接受的最大/正电压偏差阈值及最小/负电压偏差阈值。如果存在分别相对于正或负电压偏差阈值的电压过冲或下冲，则监测器可经配置以对此类过冲或下冲做出反应。举例来说，如果存在相对于负电压偏差阈值的下冲(即，电压偏差降到负电压偏差阈值以下(或在负方向上超出所述阈值))，则监测器可使得采取动作来降低电流以试图缓解所述电压偏差。举例来说，可停止指令处理，可实施时钟门控，等等。另一方面，如果存在相对于正电压偏差阈值的过冲(即，电压偏差升到正电压偏差阈值以上(或在正方向上超出所述阈值))，则监测器可使得执行将增大电流消耗的动作(例如，引入假性操作(例如，无操作或“NOP”来消耗电流以试图缓解电压偏差)。

因此，监测器可包含反馈回路或其它控制系统来对电压偏差做出反应且实施校正性动作。然而，引发从电压偏差发生之时到可实施校正性动作之时的时间延迟。因此，在从电压偏差发生之时到系统可做出反应且实施校正性措施之时的临时持续时间中，处理器或SoC可能遭受大电压偏差的负作用。归因于控制逻辑中所涉及的时延及在如上文所描述实施校正性措施中所涉及的反馈路径，此临时持续时间在一些情况下可能为显著的。

因此，需要对可有效地控制电压偏差及功率波动而不遭受习知技法面对的前述挑战的解决方案。

发明内容