KR100498487B1 - 고속제어회로 및 저속·저전력 제어회로를 구비하는프로세서 - Google Patents
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Abstract
고속 프로세서에서 소비되는 전력을 감소시킬 수 있는 프로세서가 제공된다. 프로세서 코어 및 적어도 하나의 주변장치를 구비하는 프로세서는 상기 프로세서의 동작 모드 또는 동작 주파수를 검사하고, 검사결과에 따른 선택신호를 출력하는 선택회로; 상기 선택신호에 응답하여 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 고속 동작을 제어하는 고속 제어회로; 및 상기 선택신호에 응답하여 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 저속·저전력 동작을 제어하는 저속·저전력 제어회로를 구비한다.
Description
본 발명은 프로세서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속제어회로 및 저속·저전력 제어회로를 구비하는 프로세서에 관한 것이다.
배터리 수명을 연장하기 위한 다양한 저-전력 동작 모드들은 노트북 컴퓨터, 휴대전화기, 또는 PDA(personal digital assistant) 등에서 잘 알려져 있다.
노트북 컴퓨터, 휴대전화기, 또는 PDA에 사용되는 프로세서는 정상모드, 슬로우 모드(slow mode, 또는 슬립모드(sleep mode)), 아이들 모드(idle mode), 및 정지 모드(stop mode, 또는 스탠바이 모드(standby mode))등의 여러 가지 상태를 정해놓고, 현재 수행되는 프로세서의 성능에 적합한 모드를 수행하면서 상기 프로세서가 소비하는 전력을 감소시킨다.
도 1은 일반적인 프로세서를 나타낸다. 도 1을 참조하여 상기 동작 모드들을 간단히 설명하면 다음과 같다.
정상모드에서 프로세서(100)의 프로세서 코어(예컨대 CPU; 120) 및 주변장치(130)는 최대 속도(또는 풀 클락(full clock))로 정상적으로 동작하고. 슬로우 모드(또는 슬립 모드)에서 프로세서(100)의 코어(120) 및 주변장치(130)는 상기 최대속도보다 낮은 속도로 동작한다. 즉, 프로세서 코어(120)에 저장된 프로그램의 실행은 일시정지(suspend)되므로 프로세서(100)에서 소모되는 전류는 감소한다.
아이들 모드에서 컨트롤러(110)는 프로세서 코어(120)로 공급하는 클락(CLK)을 차단하므로, 프로세서 코어(120)는 전력을 소모하지 않는다. 이 경우 컨트롤러(110)는 주변 장치(130)로 클락(CLK)을 공급하므로, 주변장치(130)는 정상적으로 동작한다. 주변장치(130)는 무선 랜카드(wireless LAN card), PC카드 (PCMCIA카드), 또는 LCD(liquid crystal display)를 포함한다.
프로세서(100)가 아이들 모드로 동작하는 도중에 외부로부터 인터럽트 신호가 컨트롤러(110)로 입력되는 경우, 컨트롤러(110)가 프로세서 코어(120)로 클락 (CLK)을 공급하므로, 프로세서(100)는 정상 모드 또는 슬로우 모드로 동작한다.
정지모드에서 컨트롤러(110)는 프로세서 코어(120) 및 주변장치(130)로 공급하는 클락(CLK)을 모두 차단한다. 따라서 이 경우 프로세서(100)에서 소비되는 전류는 누설전류와 컨트롤러(110)의 전원관리 회로(미 도시)에 의한 전류가 대부분이다.
따라서 노트북 컴퓨터, 휴대전화기, 또는 PDA에 사용되는 프로세서는 현재 수행중인 성능(performance)에 따라 자신의 동작 모드를 변화시키면서 소비되는 전력을 줄일 필요가 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 고속 프로세서에서 소비되는 전력을 감소시킬 수 있는 프로세서를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 프로세서 코어 및 적어도 하나의 주변장치를 구비하는 프로세서는 상기 프로세서의 동작 모드 또는 동작 주파수를 검사하고, 검사결과에 따른 선택신호를 출력하는 선택회로; 상기 선택신호에 응답하여 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 고속 동작을 제어하는 고속 제어회로; 및 상기 선택신호에 응답하여 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 저속·저전력 동작을 제어하는 저속·저전력 제어회로를 구비한다.
상기 기술적 과제를 당성하기 위한 프로세서 코어와 주변장치를 구비하는 프로세서는 상기 프로세서의 동작 모드 또는 동작 주파수를 검사하고, 그 검사결과에 따른 선택신호를 출력하는 선택회로; 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치들 각각의 고속 동작을 제어하기 위한 고속 제어회로; 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치들 각각의 저속·저전력 동작을 제어하기 위한 저속·저전력 제어회로; 및 상기 선택신호에 응답하여 상기 고속 제어회로 및 상기 프로세서 코어와 상기 주변장치를 전기적으로 접속하거나, 상기 저속·저전력 제어회로 및 상기 프로세서 코어와 상기 주변장치를 전기적으로 접속하는 먹스를 구비한다.
상기 프로세서의 동작 모드가 정상 모드인 경우, 상기 고속 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 고속 동작을 제어하고,
상기 프로세서의 동작 모드가 슬로우 모드인 경우, 상기 저속·저전력 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 저속·저전력 동작을 제어한다.
상기 선택회로는 소정의 임계 주파수와 상기 프로세서의 동작 주파수를 비교하고, 그 비교결과에 따른 상기 선택신호를 출력한다.
상기 프로세서의 동작주파수가 상기 임계 주파수보다 높은 경우, 상기 고속 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 고속 동작을 제어하고,
상기 프로세서의 동작주파수가 상기 임계 주파수보다 낮은 경우, 상기 저속·저전력 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 저속·저전력 동작을 제어한다.
상기 프로세서 코어는 CPU이고, 상기 주변장치는 무선 랜 카드, PC카드, 또는 LCD이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고속제어회로 및 저속·저전력 제어회로를 구비하는 프로세서를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 프로세서(200)는 제어회로(210), 먹스(250), 프로세서 코어(260) 및 주변장치(270)를 나타낸다. 도 2에 도시된 프로세서(200)는 휴대전화, PDA 등의 손으로 들고 다니는 장치들(hand-held devices)에 사용되는 것이 바람직하나 이들 장치들에 제한되는 것은 아니다. 프로세서 코어 (260)는 프로세서(200)에서 실행되는 어플리케이션들(applications)을 구비한다.
제어회로(210)는 선택회로(220), 고속 제어회로(230) 및 저속·저전력 제어회로(240)를 구비한다.
선택회로(220)는 프로세서(200)의 전반적인 동작 모드 또는 전반적인 동작 주파수를 검사(check)하고, 그 검사결과에 따른 선택신호(SEL)를 먹스(250)로 출력한다. 선택회로(220)로 항상 전원이 공급되는 것이 바람직하다.
상기 동작 모드는 크게 정상모드 및 슬로우 모드로 나누어진다. 정상모드는 프로세서(normal mode; 200)가 정상적으로 동작하는 상태를 의미하므로, 프로세서 코어(260) 및 주변장치(270)는 정상적인 동작 주파수에서 동작한다.
그리고, 상기 슬로우 모드는 사용되는 용어의 차이에도 불구하고 프로세서 (200)가 저속으로 동작하면서 저-전력을 소비하는 상태를 의미하므로, 프로세서 코어(260) 및 주변장치(270)의 동작 주파수는 상기 정상모드에서의 동작 주파수보다 낮다.
따라서 상기 슬로우 모드에서 프로세서(200)에 의하여 소비되는 전력은 상기 정상모드에서 프로세서(200)에 의하여 소비되는 전력보다 작다.
슬로우 모드는 슬립모드(sleep mode), 아이들 모드(idle mode), 정지 모드, 스탠바이 모드 등으로 불리는 모드를 모두 포함한다. 즉, 슬로우 모드는 정상 모드이외의 모드를 말한다.
따라서 선택회로(220)는 고속 제어회로(230) 및 저속·저전력 제어회로(240)의 동작 모드를 모니터링하고, 그 결과에 따른 선택신호(SEL)를 출력한다.
먹스(250)는 선택신호(SEL)에 응답하여 고속 제어회로(230) 및 프로세서 코어(260)와 주변장치(270)를 전기적으로 접속하거나, 저속·저전력 제어회로(240) 및 프로세서 코어(260)와 주변장치(270)를 전기적으로 접속한다.
따라서 정상모드에서 고속 제어회로(230)는 프로세서 코어(260)와 주변장치(270)의 고속 동작을 제어하고, 슬로우 모드에서 저속·저전력 제어회로 (240)는 프로세서 코어(260)와 주변장치(270)의 저속·저전력 동작을 제어한다.
고속 제어회로(230) 및 저속·저전력 제어회로(240)각각은 입력되는 클락(미 도시)을 분주하고, 분주된 클락을 프로세서 코어(260)와 주변장치(270)로 출력하기 위한 소정의 회로(미 도시)를 각각 구비한다.
따라서 저속·저전력 제어회로(240)에 의하여 제어되는 프로세서 코어(260)와 주변장치(270)에서 소비되는 전력은 고속 제어회로(230)에 의하여 제어되는 프로세서 코어(260)와 주변장치(270)에서 소비되는 전력보다 작다.
프로세서 코어(260)는 일반적으로 휴대전화 또는 PDA에 사용되는 CPU를 의미하고, 주변장치(270)는 무선 랜 카드(wireless LAN card), PC카드(PCMCIA카드), 또는 LCD(liquid crystal display)를 의미한다.
또한, 선택회로(220)는 소정의 임계 주파수와 프로세서(200)의 동작 주파수를 비교하고, 그 비교결과에 따른 선택신호(SEL)를 먹스(250)로 출력한다.
예컨대 프로세서(200)의 동작 주파수가 상기 임계 주파수보다 높은 경우, 고속 제어회로(230)는 선택신호(SEL)에 응답하여 프로세서 코어(260) 및 주변장치(270)의 고속 동작을 제어하고, 프로세서(200)의 동작 주파수가 상기 임계 주파수보다 낮은 경우, 저속·저전력 제어회로(240)는 선택신호(SEL)에 응답하여 프로세서 코어(260) 및 주변장치(270)의 저속·저전력 동작을 제어한다.
슬로우 모드에서 정상모드로 전환하기 위한 인터럽트 신호(EXT_ITR)가 고속 제어회로(230) 및 저속·저전력 제어회로(240)로 입력되는 경우, 선택회로(220)는 제어회로(230) 및 저속·저전력 제어회로(240)의 동작 모드 및/또는 동작 주파수를 검사하고, 그 검사결과에 따른 선택신호(SEL)를 먹스(250)로 출력할 수 있다.
이 경우 고속·저전력 제어회로(240)는 디스에이블되고, 고속 제어회로(230)는 인에이블되는 것이 바람직하다. 따라서 선택회로(220)는 고속 제어회로(230) 및 저속·저전력 제어회로(240)의 동작상태를 판단하고, 그 판단결과에 따른 선택신호(SEL)를 먹스(250)로 출력한다.
다른 예로 슬로우 모드에서 정상모드로 전환하기 위한 인터럽트 신호 (EXT_ITR)가 저속·저전력 제어회로(240)로 입력되는 경우, 선택회로(220)는 저속·저전력 제어회로(240)의 동작상태를 판단하고, 그 판단결과에 따라 고속 제어회로(230)를 인에이블 시키고, 선택신호(SEL)를 먹스(250)로 출력할 수 있다.
반대로, 정상모드에서 슬로우 모드로 전환하기 위한 인터럽트 신호(EXT_ITR)가 고속 제어회로(230) 및 저속·저전력 제어회로(240)로 입력되는 경우, 선택회로 (220)는 고속 제어회로(230) 및 저속·저전력 제어회로(240)의 동작 모드 및/또는 동작 주파수를 검사하고, 그 검사결과에 따른 선택신호(SEL)를 먹스(250)로 출력 할 수 있다.
이 경우 고속·저전력 제어회로(240)는 인에이블되고, 고속 제어회로(230)는 디스에이블되는 것이 바람직하다. 따라서 선택회로(220)는 고속 제어회로(230) 및 저속·저전력 제어회로(240)의 동작상태를 판단하고, 그 판단결과에 따른 선택신호 (SEL)를 먹스(250)로 출력한다.
따라서 본 발명에 따른 프로세서(200)는 프로세서(200)의 동작 모드에 따라서 프로세서 코어(260) 및 주변장치(270)를 제어하는 제어회로(230, 240)를 선택적으로 사용할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 프로세서는 상기 프로세서의 동작 모드 또는 동작 주파수에 따라 저전력을 사용하는 제어회로를 선택적으로 사용하여 상기 프로세서에서 소비되는 전력을 전반적으로 감소시키는 효과가 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 일반적인 프로세서를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고속제어회로 및 저속·저전력 제어회로를 구비하는 프로세서를 나타낸다.
Claims (9)
- 프로세서 코어 및 적어도 하나의 주변장치를 구비하는 프로세서에 있어서,상기 프로세서의 동작 모드 또는 동작 주파수를 검사하고, 검사결과에 따른 선택신호를 출력하는 선택회로;상기 선택신호에 응답하여 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 고속 동작을 제어하는 고속 제어회로; 및상기 선택신호에 응답하여 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 저속·저전력 동작을 제어하는 저속·저전력 제어회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
- 제1항에 있어서,상기 프로세서의 동작 모드가 정상 모드인 경우, 상기 고속 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 고속 동작을 제어하고,상기 프로세서의 동작 모드가 슬로우 모드인 경우, 상기 저속·저전력 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 저속·저전력 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
- 제1항에 있어서,상기 선택회로는 소정의 임계 주파수와 상기 프로세서의 동작 주파수를 비교하고, 그 비교결과에 따른 상기 선택신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
- 제3항에 있어서,상기 프로세서의 동작주파수가 상기 임계 주파수보다 높은 경우, 상기 고속 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 고속 동작을 제어하고,상기 프로세서의 동작주파수가 상기 임계 주파수보다 낮은 경우, 상기 저속·저전력 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 저속·저전력 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
- 제1항에 있어서, 상기 프로세서 코어는 CPU인 것을 특징으로 하는 프로세서.
- 제1항에 있어서, 상기 주변장치는 무선 랜 카드, PC카드, 또는 LCD를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
- 프로세서 코어와 주변장치를 구비하는 프로세서에 있어서,상기 프로세서의 동작 모드 또는 동작 주파수를 검사하고, 그 검사결과에 따른 선택신호를 출력하는 선택회로;상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치들 각각의 고속 동작을 제어하기 위한 고속 제어회로;상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치들 각각의 저속·저전력 동작을 제어하기 위한 저속·저전력 제어회로; 및상기 선택신호에 응답하여 상기 고속 제어회로 및 상기 프로세서 코어와 상기 주변장치를 전기적으로 접속하거나, 상기 저속·저전력 제어회로 및 상기 프로세서 코어와 상기 주변장치를 전기적으로 접속하는 먹스를 구비하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
- 제7항에 있어서,상기 프로세서의 동작 모드가 정상 모드인 경우, 상기 고속 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 고속 동작을 제어하고,상기 프로세서의 동작 모드가 슬로우 모드인 경우, 상기 저속·저전력 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 저속·저전력 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
- 제7항에 있어서,상기 프로세서의 동작주파수가 상기 임계 주파수보다 높은 경우, 상기 고속 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 고속 동작을 제어하고,상기 프로세서의 동작주파수가 상기 임계 주파수보다 낮은 경우, 상기 저속·저전력 제어회로는 상기 프로세서 코어 및 상기 주변장치의 저속·저전력 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
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