為處理器提供時鐘頻率的方法技術

本發明專利技術描述了一種向處理器提供時鐘頻率的方法。根據本發明專利技術的 方法包括：提供至少一個參考信號的步驟和確定與期望的第一頻率相 關的控制值的步驟。然后在后續步驟中使用與控制值相關的第二信號 作為噪聲整形器的輸入信號。然后，通過將噪聲整形器的輸出與至少 一個參考信號之一進行組合來產生具有第一頻率的第一信號。第一信 號用作處理器的時鐘頻率。在優選實施例中，提供具有固定參考頻率 的一個參考信號。通過由1比特噪聲整形器提供的輸出信號來選通或使 能和保持參考信號，從而產生第一頻率并然后用作處理器時鐘頻率。 根據本發明專利技術的方法特別有利的是，其允許經由被饋送入噪聲整形器的 第二信號來控制處理器的時鐘頻率。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種通過使用噪聲整形器為處理器提供時鐘頻率的方法、一種電子設備、以及一種用于控制處理器的負載和空閑時間的計算機程序產品。
技術介紹
處理器通常依靠同步信號，通過同步信號來觸發由處理器執行的處理。因此，根據有關同步信號的假定來設計并操作處理器。該信號(被稱作時鐘信號)通常是周期性方波的形式。由時鐘信號提供的處理器時鐘頻率對瞬時處理器負載有影響。例如，如果處理器在相對高的時鐘頻率下運行，則處理器負載可以在相對高的處理器負載和相對低的處理器負載之間交替。處理器負載相對低的時間段是指處理器為非活動(inactive)或處理器處理后臺任務的時間。該時間段被稱作空閑時間或空閑周期。空閑周期和活動周期的序列被稱作步調循環(paced?loop)。步調循環會對處理器產生干擾，因此應當避免。可以通過改變處理器的時鐘頻率來減小空閑周期。如果處理器在較低頻率下運行，則處理器負載將不會達到如之前那樣高的處理器負載，但是將減小處理器的空閑時間。因此，處理器在特定時間段期間可以是活動或非活動的，因此活動和非活動周期的長度取決于時鐘頻率。典型地，通過由參考信號提供的較高時鐘的整數分頻來確定處理器時鐘頻率。這或者需要可能不可用的相當高的時鐘頻率，或者通過對較高時鐘頻率的分頻而獲得處理器時鐘頻率的精確性不足以實現預期目的。僅使用粗略的頻率控制，處理器將在不期望的較長時間段期間處于活動和非活動狀態。文獻WO2005/124516?A2中公開了一種用于響應于監控性能指示-->符來控制集成電路性能的方法和電路布置，其中，基于性能指示符來控制集成電路的電源。對在集成電路中產生的時鐘頻率中受控電源的至少一個噪聲電平進行監控，如果檢查結果沒有在預定范圍內，則將相應控制信號反饋至控制功能。因此，控制環路負責時鐘頻率的控制。控制環路適于檢查受控時鐘頻率是否慢到足以實現系統的正確性能或工作。這是通過將時鐘高脈沖與參考脈沖進行比較的時鐘比較功能來實現的，該參考脈沖與具有等于系統中最壞情況路徑延遲的一半的延遲的時鐘脈沖同步。然而，所提出的方法和電路布置的缺點在于，需要相當復雜的控制環路來確保所產生的時鐘頻率慢到足以實現系統的正確性能和工作。因此，需要一種為處理器提供時鐘頻率的改進方法、一種為處理提供時鐘頻率的改進電子設備、以及一種用于控制處理器負載和空閑時間的改進計算機程序產品。
技術實現思路
根據本專利技術的實施例，提供了一種為處理器提供時鐘頻率的方法。該方法包括提供至少一個參考信號的步驟。在另一步驟中，確定與期望的第一頻率相關的控制值。然后在后續的步驟中，使用與所述控制值相關的第二信號作為噪聲整形器的輸入信號。然后，通過將噪聲整形器的輸出與至少一個參考信號之一進行組合來產生具有第一頻率的第一信號。該第一信號用作處理器的時鐘頻率。至少一個參考信號中的每一個具有不同的參考頻率。第一頻率等于參考頻率之一或等于參考頻率之一的分數(fraction)。因此，使用相對簡單的裝置，可以提供從參考頻率導出的時鐘頻率。通過使用第二信號來產生第一頻率。第二信號與控制值相關。因此，通過改變控制值可以改變第一頻率。根據本專利技術的方法特別有利的是，其允許提供能夠由控制值來調整的處理器時鐘頻率。根據本專利技術的實施例，提供了一種具有參考頻率的參考信號，其中，控制值與期望的第一頻率和所述參考頻率的比值相對應。根據本專利技術的實施例，噪聲整形器是一種在其輸出提供1比特比-->特流的噪聲整形器。1比特比特流是邏輯“0”比特和邏輯“1”比特的序列。比特流中的比特序列的平均值與控制值相對應。因此，對于提供單個參考信號的情況，第一信號的第一頻率與參考頻率和控制值成正比。根據本專利技術的實施例，噪聲整形器的輸出信號用于實現并保持參考信號，從而產生第一信號。噪聲整形器的輸出是1比特比特流。根據本專利技術的實施例特別有利的是，其允許從可視為高時鐘頻率的參考頻率來產生具有期望值的第一頻率，使得可以使用第一頻率來為處理器提供時鐘。通過正確選擇第一頻率，處理器的空閑時間可以保持相對較少。根據本專利技術的實施例，通過使用噪聲整形器的輸出信號對參考信號進行選通(gating)來產生第一信號。因此，在使用輸出信號對參考信號進行選通的意義上，參考信號與噪聲整形器的輸出信號組合，從而產生第一信號。根據本專利技術的實施例，所述方法還包括以下步驟：確定處理器的實際負載；以及從實際負載與預設目標處理器負載的偏差來確定控制值。實際處理器負載取決于處理器的時鐘頻率。因此，通過調整第一頻率，可以改變處理器負載，或根據本專利技術的方式來控制處理器負載，從而將其設置為預設目標值。根據本專利技術的實施例，所述方法還包括以下步驟：確定處理器的空閑時間；如果空閑時間大于第一閾值，則減小控制值；以及如果空閑時間小于第二閾值，則增大控制值，從而增大或減小控制值，直到空閑時間處于第一和第二閾值之間為止。可以測量處理器的空閑時間，如果空閑時間處于由第一閾值和第二閾值之間的區間所給定的范圍之外，則可以通過改變能夠引起第二信號改變的控制值來調整用作處理器時鐘頻率的第一頻率，從而使處理器空閑時間處于第一和第二閾值之間的范圍。根據本專利技術的方法特別有利的是，其允許通過調整用作處理器的時鐘頻率的第一頻率來控制處理器的空閑時間。根據本專利技術的實施例，通過對后續的處理器周期的空閑時間取平-->均值來確定處理器的空閑時間，其中，之前已經對空閑時間進行過測量。根據本專利技術的實施例，將第一頻率或參考頻率用作處理器時鐘頻率。在一些情況下，有利的是，將速率高于第一頻率的參考頻率直接用作處理器時鐘頻率。這種情況的示例是例如當處理器與需要處理器在相同周期內立即做出響應的外圍設備進行通信時。根據本專利技術的實施例，處理器通過處理器總線連接至外圍設備，其中，在外圍設備與處理器經由處理器總線互相進行通信時使用參考頻率。根據本專利技術的實施例，噪聲整形器是一階噪聲整形器或更高階噪聲整形器。根據本專利技術的實施例，噪聲整形器的輸入范圍在第一輸入值和第二輸入值之間，其中第一輸入值大于第二輸入值，第二信號的值被設置為至少近似等于第二輸入值與第一和第二輸入值之差與控制值的乘積之和。噪聲整形器的輸入范圍通常在第一輸入值與第二輸入之間被劃分為例如256個步長。因此，在第一和第二輸入值之內的1/256和256/256范圍中以1/256的步長來控制輸出。噪聲整形器輸出是1比特比特流，例如1和0的序列，使得平均值等于指定的輸入值。根據本專利技術的實施例，在低或超低功率系統(如聽覺設備或助聽器)中使用該方法。此外，根據本專利技術的方法還應用于根據接口上發生的業務量而動態調整的時鐘同步通信接口。對于超低功率系統，尤其對于時鐘信號，由于相對高的負載容量而在接口處的消耗的功率相當大。根據本專利技術的方法特別有利的是，其允許控制處理器負載，并因此可以在超低功率系統中采用，以節省向系統供電的電源(例如電池)的可用能量。根據本專利技術的實施例，噪聲整形器提供具有第一數目的不同值的多比特比特流，其中提供了第一數目的參考信號，其中第一數目的參考信號中的每一個參考信號具有不同的參考頻率，其中將每一個參考頻率分配給不同比特值之一，其中通過根據噪聲整形器的輸出信號所給出的比特值來選擇參考頻率以產生第一信號。因此，提供了具有不-->同參考頻率的第一數目的參考信號本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種向處理器提供時鐘頻率的方法，所述方法包括：　－提供至少一個參考信號（１１８）；　－確定控制值（１２２），所述控制值（１２２）與期望的第一頻率（１１６）相關；　－使用第二信號（１２４）作為噪聲整形器（１０２）的輸入，所述第二信號（１２４）與所述控制信號（１２２）相關；　－通過將所述噪聲整形器（１０２）的輸出信號（１１０）與至少一個參考信號（１１８）之一進行組合來產生具有所述第一頻率（１１６）的第一信號（１１４）；　－使用所述第一頻率作為所述處理器的時鐘頻率。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2006.6.15 EP 06115537.01、一種向處理器提供時鐘頻率的方法，所述方法包括：—提供至少一個參考信號(118)；—確定控制值(122)，所述控制值(122)與期望的第一頻率(116)相關；—使用第二信號(124)作為噪聲整形器(102)的輸入，所述第二信號(124)與所述控制信號(122)相關；—通過將所述噪聲整形器(102)的輸出信號(110)與至少一個參考信號(118)之一進行組合來產生具有所述第一頻率(116)的第一信號(114)；—使用所述第一頻率作為所述處理器的時鐘頻率。2、根據權利要求1所述的方法，其中，至少一個參考信號(118)中的每一個具有不同的參考頻率，期望頻率與參考頻率之一或參考頻率之一的分數相對應。3、根據權利要求1或2所述的方法，其中，提供一個具有參考頻率(120)的參考信號(120)。4、根據權利要求3所述的方法，其中，通過使用噪聲整形器(102)的輸出信號(110)來使能和保持參考信號(118)，從而產生所述第一信號(114)。5、根據權利要求3或4所述的方法，其中，通過使用噪聲整形器的輸出信號(110)來選通參考信號(118)，從而產生所述第一信號(114)。6、根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述方法還包括：—確定所述處理器的實際負載；—根據所述實際負載與預設目標處理器負載的偏差來確定所述控制值。7、根據權利要求1至5中任一項所述的方法，所述方法還包括：—確定處理器的空閑時間；—如果所述空閑時間大于第一閾值，則減小所述控制值；—如果所述空閑時間小于第二閾值，則增大所述控制值，從而增大或減小所述控制值，直到所述空閑時間在第一和第二閾值之間為止。8、根據權利要求7所述的方法，其中，根據所測量的后續處理器周期的空閑時間的平均值來確定處理器的空閑時間。9、根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述處理器經由處理器總線連接至外圍設備，當所述外圍設備和所述處理器經由所述處理器總線互相進行通信時，將所述至少一個參考信號之一用作處理器的時鐘頻率。10、根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述噪聲整形器是一階噪聲整形器或更高階噪聲整形器。11、根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，噪聲整形器提供1比特比特流作為輸出信號。12、根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，所述噪聲整形器的輸入范圍在第一輸入值和第二輸入值之間，其中，第一輸入值大于第二輸入值，其中，第二信號的值被設置為至少近似等于第二輸入值與第一和第二輸入值之差與控制值的乘積之和。13、根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述噪聲整形器提供N比特比特流作為輸出信號。14、根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述噪聲整形提供具有第一數目的不同比特值的N比特比特流作為輸出信號(716)，其中，提供所述第一數目的參考信號(708、710、712)，所述第一數目的參考信號中的每一個參考信號(708、710、712)具有不同的參考頻率，將每一個參考頻率分配給第一數目的不同比特值之一，根據輸出信號(716)中的實際比特值，通過選擇參考頻率(708、710、712)來產生第一信號(718)。15、一種向處理器提供時鐘頻率的電子設備(100)，所述電子設備包括：—用于提供至少一個參考信號(118)的裝置；—用于確定控制值(122)的裝置，所述控制值(122)與期望的第一頻率(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：史蒂文·艾爾茨，
申請(專利權)人：NXP股份有限公司，
類型：發明
國別省市：NL