TWI743620B

TWI743620B - 效能管理方法及電子裝置

Info

Publication number: TWI743620B
Application number: TW108145413A
Authority: TW
Inventors: 陳建良; 賴照民; 蔡明宗; 李承諭
Original assignee: 瑞昱半導體股份有限公司
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-10-21
Also published as: US20210181822A1; TW202122964A; US11231759B2

Abstract

本案揭露一種效能管理方法及電子裝置。效能管理方法適用於具有系統處理器的電子裝置，並包含感測電子裝置之溫度，判斷溫度是否大於一第一溫度設定值。溫度未大於第一溫度設定值時，啟動一升頻程序。溫度大於該第一溫度設定值時，判斷溫度是否大於一第二溫度設定值，其中第二溫度設定值大於第一溫度設定值，當溫度大於第一溫度設定值且未大於第二溫度設定值時，啟動一第一降頻程序，當溫度大於第二溫度設定值時，啟動一第二降頻程序或關閉電子裝置的系統處理器。

Description

效能管理方法及電子裝置

本案係有關一種電源效能管理技術，特別是關於一種利用急降緩升方式來達成控制工作頻率的效能管理方法及電子裝置。

隨著積體電路技術的高度發展，對於積體電路功能規格的要求日益升高，使得積體電路的設計日漸複雜與細緻。依據此種電路設計所設計出來的系統單晶片（SOC）在電子產品的應用上相當重要。當系統單晶片工作於較高頻率時，其消耗的功率也會提高，相對產生的熱量也會增加，此將會造成系統單晶片的溫度提高。一旦溫度過高時，將造成系統單晶片無法正常工作，甚至使整個系統當機或損毀。

而為了避免過高的溫度造成系統單晶片當機或損毀，當系統單晶片溫度超過一預定的溫度時，就會對系統單晶片內的中央處理器進行降頻，以減少功率消耗，並在系統單晶片之溫度降低到一預設溫度後才會開始升頻。然而，降頻後的電子產品的速度明顯低於原來中央處理器的正常速度，其將造成電子產品的運算速度降低，無法維持最佳效能。

有鑒於此，本案提出一種效能管理方法，適用於一具有系統處理器的電子裝置，此效能管理方法包含：感測電子裝置之溫度、判斷溫度是否大於一第一溫度設定值。當溫度未大於第一溫度設定值時，啟動一升頻程序；當溫度大於該第一溫度設定值時，判斷溫度是否大於一第二溫度設定值，其中第二溫度設定值大於第一溫度設定值。當溫度大於第一溫度設定值且溫度未大於第二溫度設定值時，啟動一第一降頻程序，當溫度大於第二溫度設定值時，啟動一第二降頻程序或關閉系統處理器。

本案另外提出一種電子裝置，包括一溫度感測器、一系統處理器以及一控制模組。溫度感測器用以感測一溫度。系統處理器係具有一工作頻率。控制模組電性連接溫度感測器及系統處理器，當溫度小於一第一溫度設定值時，控制模組對系統處理器啟動一升頻程序，當溫度大於第一溫度設定值且未大於一第二溫度設定值時，控制模組對系統處理器啟動一第一降頻程序，其中第二溫度設定值大於第一溫度設定值，當溫度大於第二溫度設定值時，控制模組啟動一第二降頻程序或關閉系統處理器。

依據一些實施例，升頻程序更包含：判斷系統處理器之工作頻率是否為最高值，當工作頻率不是最高值時，依據一第一時間區間對系統處理器進行升頻，以將工作頻率升高一個頻率量值。

依據一些實施例，第一降頻程序更包含：對系統處理器進行降頻，以將工作頻率降低一個頻率量值。

依據一些實施例，第一降頻程序被連續啟動二次以上時，相鄰二個第一降頻程序的啟動時間之間係間隔一第二時間區間，且第二時間區間小於第一時間區間。

依據一些實施例，當溫度大於第二溫度設定值時，控制模組先判斷系統處理器之工作頻率是否為最低值，當系統處理器之工作頻率不是最低值時，啟動第二降頻程序，當系統處理器之工作頻率為最低值時，關閉系統處理器。

依據一些實施例，第二降頻程序更包含：對系統處理器進行降頻，以將系統處理器之工作頻率降為最低值。

依據一些實施例，控制模組係依據一週期時間定期判斷此溫度是否大於第一溫度設定值，且週期時間等於第二時間區間。

依據一些實施例，電子裝置係為一系統單晶片。

綜上所述，在電子裝置溫度過高，需要調降頻率來降低溫度時，本案利用漸進式降頻與升頻的方式調整系統處理器的工作頻率，並配合急降緩升的方式來讓電子裝置處於最佳工作狀態，故可有效讓電子裝置維持最佳效能。

本案所提供的效能管理方法，係用於具備系統處理器的電子裝置上，且利用控制模組之軟體對系統處理器進行升頻或降頻處理，以維持電子裝置在最佳工作狀態。

圖1係根據本案一實施例之電子裝置的方塊示意圖，請參閱圖1所示，一種電子裝置10包含一溫度感測器12、一控制模組14以及一系統處理器16，在此實施例中，一中央處理器（CPU）18係包含控制模組14及系統處理器16。溫度感測器12係用來感測電子裝置10的溫度，尤其是系統處理器16運作時產生的高溫。系統處理器16係具有一工作頻率。控制模組14電性連接溫度感測器12及系統處理器16，控制模組14會持續接收溫度感測器12所感測到的溫度，並根據此溫度變化來決定對應方式，控制模組14內係已事先設定好一第一溫度設定值及一第二溫度設定值，其中第二溫度設定值大於第一溫度設定值。當溫度感測器12感測到的溫度未大於第一溫度設定值時，控制模組14對系統處理器16啟動一升頻程序。當溫度大於該第一溫度設定值且未大於第二溫度設定值時，控制模組14對系統處理器16啟動一第一降頻程序。當溫度大於第一溫度設定值及第二溫度設定值時，控制模組14就會啟動一第二降頻程序或是關閉系統處理器16。

在一實施例中，控制模組14在關閉系統處理器16之前，控制模組14會先判斷系統處理器16之工作頻率是否為最低值，當系統處理器16之工作頻率不是最低值時，控制模組14會啟動第二降頻程序，當系統處理器16之工作頻率為最低值時，控制模組14才會關閉系統處理器16，以避免過高的溫度造成系統處理器16當機或損毀。

在一實施例中，電子裝置10係為一系統單晶片（SOC），使溫度感測器12、中央處理器18（控制模組14及系統處理器16）等皆整合在此系統單晶片中。

在一實施例中，第一溫度設定值可設定為100℃，則第二溫度設定值可以設定為120℃，但不以此為限。

圖2係根據本案一實施例之效能管理方法的流程示意圖。請參閱圖1及圖2所示，效能管理方法包含步驟S10至步驟S26，並以中央處理器18內之控制模組14的軟體來執行步驟S12至步驟S26。首先如步驟S10，溫度感測器12持續感測電子裝置10的溫度，並將感測到的溫度傳送至控制模組14。

如步驟S12所示，在接收到溫度感測器12所感測到的溫度之後，控制模組14會判斷此溫度是否大於一第一溫度設定值，當溫度未大於第一溫度設定值時，控制模組14對系統處理器16啟動一升頻程序（步驟S14及步驟S16）。當溫度大於該第一溫度設定值時，進行下一步驟S18。在一實施例中，控制模組14係依據一週期時間（例如250 ms）定期判斷此溫度是否大於第一溫度設定值，以便據此決定進行升頻程序或步驟S18。

當溫度未大於第一溫度設定值而啟動升頻程序時，如步驟S14所示，控制模組14確認系統處理器16之工作頻率是否為最高值，當系統處理器16之工作頻率為最高值時，控制模組14會重新進行判斷溫度是否大於該第一溫度設定值之步驟（回到步驟S12）。當控制模組14確認系統處理器16之工作頻率不是最高值時，即可進行下一步驟S16。如步驟S16所示，控制模組14依據一第一時間區間對系統處理器16進行升頻，以將工作頻率升高一頻率量值，然後控制模組14會重新進行判斷溫度是否大於該第一溫度設定值之步驟（回到步驟S12）。在一實施例中，第一時間區間係為1秒，當控制模組14確認溫度未大於第一溫度設定值且系統處理器16之工作頻率不是最高值時，控制模組14會等待1秒的第一時間區間後，才將系統處理器16之工作頻率升高一個頻率量值。若控制模組14重複確認溫度未大於第一溫度設定值且系統處理器16之工作頻率不是最高值時，控制模組14會每隔1秒的第一時間區間對系統處理器16之工作頻率提升一個頻率量值，直至控制模組14判斷出其他步驟為止。

當溫度大於第一溫度設定值時，如步驟S18所示，控制模組14繼續判斷溫度是否大於第二溫度設定值。當溫度大於第一溫度設定值且溫度未大於第二溫度設定值時，如步驟S20所示，控制模組14對系統處理器16啟動一第一降頻程序。當溫度大於第二溫度設定值時，則進行步驟S22，以進一步決定要啟動第二降頻程序或是關閉系統處理器16。

在步驟S20中，第一降頻程序更包含控制模組14對系統處理器16進行降頻，以將系統處理器16之工作頻率降低一個頻率量值。在一實施例中，若第一降頻程序被連續啟動二次以上時，相鄰二個第一降頻程序的啟動時間之間係間隔一第二時間區間，其中第二時間區間小於第一時間區間，且第二時間區間係等於前述之週期時間。例如，當第二時間區間為250毫秒（ms）時，在溫度大於第一溫度設定值且小於第二溫度設定值時，控制模組14會每隔250 ms對系統處理器16之工作頻率降低一個頻率量值，直至控制模組14判斷出其他步驟為止。

當控制模組14判斷溫度大於第二溫度設定值時，如步驟S22所示，控制模組14會進一步判斷系統處理器16之工作頻率是否為最低值，當系統處理器16之工作頻率不是最低值時，如步驟S24所示，控制模組14對系統處理器16啟動第二降頻程序，使控制模組14對系統處理器16進行降頻，以直接將系統處理器16之工作頻率降為最低值，然後控制模組14會重新進行判斷溫度是否大於該第一溫度設定值之步驟（回到步驟S12），以進一步確定電子裝置10的溫度是否有降低。當系統處理器16之工作頻率已經是最低值時，如步驟S26所示，控制模組14可以直接關閉系統處理器16，以避免過高的溫度造成系統處理器16當機或損毀。

在一實施例中，當控制模組14於步驟S18中判斷出溫度大於第二溫度設定值時，此效能管理方法亦可以省略步驟S22及步驟S24，直接進行步驟S26，將系統處理器16關閉。

圖3係根據本案一實施例之工作頻率與溫度之間的曲線示意圖，請參閱圖1及圖3所示，在時間點t₁ 時，溫度高於第一溫度設定值且也沒有高於第二溫度設定值，此時，控制模組14會降低系統處理器16之工作頻率一個頻率量值，且經過250 ms（第二時間區間）之後，於時間點t₂ 的溫度仍高於第一溫度設定值，所以會再降低系統處理器16之工作頻率一個頻率量值並且一直判斷溫度是否高於第一溫度設定值，所以在時間點t₁ 、t₂ 、t₃ 、t₄ 及t₅ 每隔250 ms就會降一次頻率，直到工作頻率的最低值。在時間點t₆ 時，溫度開始轉變為低於第一溫度設定值，所以控制模組14會等待1s（第一時間區間）的時間後對系統處理器16之工作頻率升高一個頻率量值，且在時間點t₇ 、t₈ 、t₉ 、t₁₀ 、t₁₁ 時，溫度都維持低於第一溫度設定值，所以系統處理器16之工作頻率每隔1s就會漸進式的上升一個頻率量值，直至工作頻率的最高值（於時間點t₆ 後，溫度都沒有高於第一溫度設定值）。

圖4係根據本案另一實施例之工作頻率與溫度之間的曲線示意圖，請參閱圖1及圖4所示，當溫度小於第一溫度設定值時，在等待第一時間區間的升頻過程中，都會再根據週期時間來確認溫度是否高於第一溫度設定值，如果有會先進行降頻。因此，在時間點t₁ 時，溫度雖然小於第一溫度設定值，但是在等待1s（第一時間區間）的過程中，僅經過250 ms（週期時間）溫度就已經改變，於時間點t₂ 的溫度已經高於第一溫度設定值（沒有高於第二溫度設定值），此時在時間點t₂ ，控制模組14直接降低系統處理器16之工作頻率一個頻率量值，且每經過250 ms（第二時間區間）的時候，於時間點t₃ 、t₄ 的溫度仍高於第一溫度設定值，所以會漸進式的降低系統處理器16之工作頻率一個頻率量值並且一直判斷溫度是否高於第一溫度設定值。在時間點t₅ 時，溫度開始轉變為低於第一溫度設定值，所以控制模組14會等待1s（第一時間區間）的時間後對系統處理器16之工作頻率升高一個頻率量值，且由於在時間點t₆ 、t₇ 、t₈ 時，溫度都維持低於第一溫度設定值，所以系統處理器16之工作頻率每隔1s就會上升一個頻率量值，直至工作頻率的最高值（於時間點t₅ 後，溫度都沒有高於第一溫度設定值）。

圖5係根據本案再一實施例之工作頻率與溫度之間的曲線示意圖，請參閱圖1及圖5所示，在時間點t₁ 時，溫度高於第一溫度設定值且沒有高於第二溫度設定值，此時控制模組14降低系統處理器16之工作頻率一個頻率量值，且經過250 ms（第二時間區間）之後，於時間點t₂ 的溫度仍高於第一溫度設定值，所以會降低系統處理器16之工作頻率一個頻率量值並且一直判斷溫度是否高於第一溫度設定值，所以在時間點t₁ 、t₂ 、t₃ 、t₄ 及t₅ 每隔250 ms就會降一次頻率。在時間點t₆ 時，溫度開始轉變為低於第一溫度設定值，所以控制模組14會等待1s（第一時間區間）後對系統處理器16之工作頻率升高一個頻率量值，且在時間點t₇ 、t₈ 、t₉ 時，由於溫度都維持低於第一溫度設定值，所以系統處理器16之工作頻率每隔1s的時間就會漸進式的上升一個頻率量值，但還沒上升到工作頻率的最高值時，於時間點t₁₀ 、t₁₁ 溫度又高於第一溫度設定值，所以會逐漸降低工作頻率，於時間點t₁₂ 溫度又低於第一溫度設定值，所以控制模組14會再升高工作頻率，以此類推。在時間點t₁₃ ～t₂₀ 期間，藉由控制模組14的頻率調整，系統處理器16都會維持在第一溫度設定值上下的工作頻率下運作，如此可達到系統處理器16當時的最大效能。

當電子裝置10溫度過高時，本案利用快速降頻達到系統處理器16的安全使用，溫度未達到第一溫度設定值時就慢慢升頻來達成系統處理器16的效能。控制模組14利用第一溫度設定值來設定高溫的門檻溫度，讓系統處理器16不要高於第一溫度設定值，如果超過第一溫度設定值就降頻來達到降低溫度的效果。如果沒有降溫還是繼續升溫時，控制模組14就可以根據第二溫度設定值來決定讓系統處理器16關機。

因此，在電子裝置溫度過高，需要調降頻率來降低溫度時，本案利用漸進式降頻與升頻的方式調整系統處理器的工作頻率，並配合急降緩升的方式來讓電子裝置處於最佳工作狀態，故可有效讓電子裝置維持最佳效能。

以上所述之實施例僅係為說明本案之技術思想及特點，其目的在使熟悉此項技術者能夠瞭解本案之內容並據以實施，當不能以之限定本案之專利範圍，即大凡依本案所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本案之專利範圍內。

10:電子裝置 12:溫度感測器 14:控制模組 16:系統處理器 18:中央處理器 S10～S26:步驟 t₁ ～t₂₀ :時間點

圖1係根據本案一實施例之電子裝置的方塊示意圖。圖2係根據本案一實施例之效能管理方法的流程示意圖。圖3係根據本案一實施例之工作頻率與溫度之間的曲線示意圖。圖4係根據本案另一實施例之工作頻率與溫度之間的曲線示意圖。圖5係根據本案再一實施例之工作頻率與溫度之間的曲線示意圖。

S10~S26:步驟

Claims

一種效能管理方法，適用於一具有系統處理器的電子裝置，該效能管理方法包含：感測該電子裝置之溫度；判斷該溫度是否大於一第一溫度設定值；當該溫度未大於該第一溫度設定值時，啟動一升頻程序；當該溫度大於該第一溫度設定值時，判斷該溫度是否大於一第二溫度設定值，其中該第二溫度設定值大於該第一溫度設定值；當該溫度大於該第一溫度設定值且該溫度未大於該第二溫度設定值時，啟動一第一降頻程序；以及當該溫度大於該第二溫度設定值時，啟動一第二降頻程序或關閉該系統處理器。
如請求項1所述之效能管理方法，其中該升頻程序更包含：判斷該系統處理器之工作頻率是否為一最高值；以及當該工作頻率不是該最高值時，依據一第一時間區間對該系統處理器進行升頻，以將該工作頻率升高一頻率量值。
如請求項2所述之效能管理方法，其中該第一降頻程序更包含：對該系統處理器進行降頻，以將該工作頻率降低該頻率量值。
如請求項2所述之效能管理方法，其中該第一降頻程序被連續啟動二次以上時，相鄰二個該第一降頻程序的啟動時間之間係間隔一第二時間區間，其中該第二時間區間小於該第一時間區間。
如請求項1所述之效能管理方法，更包括：當該溫度大於該第二溫度設定值時，判斷該系統處理器之工作頻率是否為一最低值；當該系統處理器之該工作頻率不是該最低值時，啟動該第二降頻程序；以及當該系統處理器之該工作頻率為該最低值時，關閉該系統處理器。
如請求項5所述之效能管理方法，其中該第二降頻程序更包含：對該系統處理器進行降頻，以將該系統處理器之該工作頻率降為該最低值。
如請求項4所述之效能管理方法，其中在判斷該溫度是否大於該第一溫度設定值之步驟係依據一週期時間定期進行，且該週期時間等於該第二時間區間。
如請求項1所述之效能管理方法，其中該電子裝置係為一系統單晶片。
一種電子裝置，包含：一溫度感測器，用以感測一溫度；一系統處理器，其係具有一工作頻率；以及一控制模組，電性連接該溫度感測器及該系統處理器，當該溫度小於一第一溫度設定值時，該控制模組對該系統處理器啟動一升頻程序，當該溫度大於該第一溫度設定值且未大於一第二溫度設定值時，該控制模組對該系統處理器啟動一第一降頻程序，其中該第二溫度設定值大於該第一溫度設定值，當該溫度大於該第二溫度設定值時，控制模組啟動一第二降頻程序或關閉該系統處理器。
如請求項9所述之電子裝置，其中該升頻程序更包含：該控制模組判斷該系統處理器之工作頻率是否為一最高值，當該工作頻率不是該最高值時，依據一第一時間區間對該系統處理器進行升頻，以將該工作頻率升高一頻率量值。