[发明专利]程控智能电源与时钟控制方法及系统

说明书

本发明提供了一种程控智能电源与时钟控制方法及系统，包括：步骤S1：将时钟模组和电源模组的输出反馈给CPU；所述时钟模组包括：一个或者多个时钟驱动器和晶体振荡器；所述电源模组包括：多个电源芯片；步骤S2：使CPU工作于超频状态；步骤S3：当温度和功耗高于报警阈值时配置时钟模组和电源模组使CPU退出超频至正常工作状态；步骤S4：当温度和功耗低于安全阈值时配置时钟模组和电源模组使CPU重新进入超频工作状态；步骤S5：获取程控智能电源与时钟控制结果信息。本发明在不修改硬件电路的情况下实现芯片的超频、降频功能，进而对芯片的功耗进行管理。

技术领域

本发明涉及自主可控计算平台技术领域，具体地，涉及一种程控智能电源与时钟控制方法及系统，尤其涉及一种高精度程控智能电源与时钟控制方法及系统。

背景技术

近年来，空、海、装甲等各军兵种装备朝自动化、信息化、智能化的方向发展，推动各军兵装备的更新换代。各类自主研发的国产高端芯片逐渐部署于武器装备中。高端芯片具备更高的计算性能，但此类芯片常常受限于装备的功耗和散热问题。这就带来了一个产品设计的问题：装备的硬件电路如何实现既可以选用高性能大功耗芯片，又避免电路功耗过大导致装备温度异常的问题。

传统的解决方式常常通过选用较低功耗的芯片进行设计，但装备的整体计算性能因此受限。另外，实际使用中芯片并非一只满负荷工作，因此电路功耗实际并未达到限值。而通过在电路内部加入电源管理功能，通过程序动态控制芯片的实际功耗，保障了有限功耗下计算性能最优。但这种方式往往需要加入电源管理芯片，一方面增加了装备成本，另一方面使得电路板内芯片布局更加密集，增大了设计难度。为避免这类问题，本发明利用芯片自身的超频和降频功能，在不增大电路板设计难度的情况下实现芯片的动态功耗管理。

专利文献CN109521867A公开了一种低功耗的芯片系统及其控制方法。系统包括电源管理模块、零功耗模式控制模块、零功耗模式数据缓存单元、正常工作数据存储单元、时钟产生模块和IO PAD模块。首先，当零功耗模式控制模块检测到外部的零功耗模式使能信号PDEN有效时进入零功耗模式；其次，将所有正常工作数据存储单元上的数据转移到零功耗模式数据缓存单元进行缓存；接着，停止运行时钟产生模块；然后设置所有双向PAD为单向的INPUT或者OUTPUT，并设置所有OUTPUT PAD为固定电平，设置所有三态信号线为上拉或下拉使能；最后，电源管理模块关闭所有电源信号的输出。该专利在结构和性能上仍然有待提高的空间。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种程控智能电源与时钟控制方法及系统。

根据本发明提供的一种程控智能电源与时钟控制方法，包括：

步骤S1：搭建时钟和电源供给及反馈的硬件平台：将时钟模组和电源模组的输出反馈给CPU；

所述时钟模组包括：一个或者多个时钟驱动器和晶体振荡器，用于生成CPU正常工作的时钟；

所述电源模组包括：多个电源芯片；

步骤S2：通过MCU控制时钟模组和电源模组的输出，使CPU工作于超频状态；

步骤S3：通过MCU监控电路板温度和总功耗，当温度和功耗高于报警阈值时配置时钟模组和电源模组使CPU退出超频至正常工作状态；

步骤S4：通过MCU监控电路板温度和总功耗，当温度和功耗低于安全阈值时配置时钟模组和电源模组使CPU重新进入超频工作状态；

步骤S5：获取程控智能电源与时钟控制结果信息。

优选地，所述步骤S1包括：

步骤S1.1：外部电源为电源模组内的电源芯片提供外部能量，多个电源芯片输出设定电压，多个电源芯片将外部供电的电压转换成CPU和其余芯片所需的电压，保证各芯片供电电流满足实际功耗需要。