專利名稱：調(diào)整中央處理器工作頻率方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有關(guān)工作頻率(Clock Frequency)的調(diào)整方法，特別是涉及一種在計算機軟件程序中根據(jù)中央處理器使用狀態(tài)數(shù)據(jù)，然后應(yīng)用模糊控制(Fuzzy Control)方式逐步調(diào)整中央處理器工作頻率方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有用于中央處理器工作頻率(Clock Frequency)的調(diào)整方法，也就是所謂的“超頻”或“降頻”，絕大部分都是由使用者利用手動操作方式來進行調(diào)整的，使用者必須利用插拔方式來將跳線器(jumper)作更動調(diào)整以便讓所需的工作頻率電路能夠達到電性連接進而使中央處理器能夠更換至所需的工作頻率進行運作。
然而，人為調(diào)整工作頻率的方式容易產(chǎn)生下列兩方面的問題(1)由于中央處理器所執(zhí)行的作業(yè)程序一直不斷地在變化，因此當負載重的時候理論上需要較高的工作頻率來應(yīng)付龐大的執(zhí)行負擔，而當負載輕的時候理論上又必須將中央處理器給調(diào)整至較低的工作頻率來節(jié)省不必要資源的耗費，而此種現(xiàn)象往往造成目前人為調(diào)整的方式會因為無法隨時掌握中央處理器的負載(loading)情況而產(chǎn)生無法實時調(diào)整至最佳化并且隨時保持最佳化工作頻率的問題；(2)由于每次人為調(diào)整工作頻率前使用者都必須要參考手冊說明才能夠順利進行調(diào)頻工作，不但操作程序相當繁瑣而且容易因為使用者相關(guān)知識不足而造成調(diào)頻發(fā)生錯誤，當調(diào)頻過當或不足的時候往往會造成中央處理器運作上的額外負擔，所以通過人為調(diào)整工作頻率的方式較容易出錯并且易造成相關(guān)硬件組件不必要的損耗，產(chǎn)生減少使用壽命時間的問題。
為了減少上述人為調(diào)整工作頻率的諸多問題，現(xiàn)在已經(jīng)開始有通過提供計算機軟件程序接口來進行工作頻率調(diào)整的做法，這種方式雖然能夠避免使用者直接接觸艱澀難懂的硬件組件，也可以簡化使用者的操作程序，但是同樣因為無法提供實時調(diào)整和隨時保持最佳化的方法，而仍有可能會發(fā)生硬件組件耗損的問題。
因此，要如何利用現(xiàn)有的計算機軟件程序技術(shù)設(shè)計一種可以自動實時調(diào)整中央處理器工作頻率方法，不但可以避免使用者的人為介入并且能夠使中央處理器在不斷的調(diào)整下經(jīng)常保持在最佳化的狀態(tài)下，借以發(fā)揮最大的運作效能及減少組件耗損的發(fā)生，是目前從事相關(guān)研發(fā)領(lǐng)域人士們所應(yīng)努力的重要方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提出一種完全利用計算機軟件程序來進行中央處理器工作頻率調(diào)整的方法，其不但可以減少過去人為操作發(fā)生錯誤的機會，更可以使中央處理器的運行能夠發(fā)揮最大的效能，且充分節(jié)省不必要資源的浪費和硬件組件的不當損耗。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提及了一種調(diào)整中央處理器工作頻率方法，包含有下列步驟首先建立頻率階級轉(zhuǎn)換表，接著取得中央處理器的當前使用狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)頻率階級轉(zhuǎn)換表，轉(zhuǎn)換產(chǎn)生目標頻率階級值，最后通過執(zhí)行模糊控制逐步調(diào)整工作頻率至目標頻率階級值。
為了更好地實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明也還提供了一種調(diào)整中央處理器工作頻率方法，是根據(jù)中央處理器實時運作狀態(tài)利用模糊控制方式進行工作頻率的逐步調(diào)整，特征在于，包含下列步驟建立一模糊控制參照表；讀取該目標頻率階級值及一頻率產(chǎn)生器之一當前頻率階級值；計算一頻率差異值及一頻率差異率；及根據(jù)該模糊控制參照表，決定頻率調(diào)整模式并進行調(diào)整。
通過本發(fā)明方法，可以根據(jù)中央處理器的使用狀態(tài)數(shù)據(jù)作出最實時的反應(yīng)并且進行最佳化的調(diào)整；在整個調(diào)整過程中為了減少對硬件組件的損耗，所以利用模糊控制(Fuzzy Control)方式來進行微調(diào)的工作；不但可以減少過去人為操作發(fā)生錯誤的機會，更可以使中央處理器的運作能夠發(fā)揮最大的效能，并且充分的節(jié)省不必要資源的浪費和硬件組件的不當損耗。
下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的具體可行的實施例。


圖1是本發(fā)明所提及的調(diào)整中央處理器工作頻率方法的運作流程圖；圖2是本發(fā)明所提及的調(diào)整中央處理器工作頻率方法的模糊控制(FuzzyControl)流程圖；圖3是本發(fā)明所提及的調(diào)整中央處理器工作頻率方法的模糊控制頻率調(diào)整運作示意圖；及圖4是本發(fā)明所提及的調(diào)整中央處理器工作頻率方法的模糊控制參照表示意圖。
其中，附圖標記說明10目標頻率階級值20模糊控制模塊21超頻調(diào)整模式22不變頻調(diào)整模式23降頻調(diào)整模式30頻率產(chǎn)生器40當前頻率階級值N 負值Z 零值P 正值U 降頻調(diào)整模式O 超頻調(diào)整模式NC不變頻調(diào)整模式步驟100 建立一頻率階級轉(zhuǎn)換表步驟200 取得中央處理器之一當前使用狀態(tài)數(shù)據(jù)步驟300 轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一目標頻率階級值步驟400 需要進行調(diào)整步驟500 逐步調(diào)整工作頻率至該目標頻率階級值步驟510 建立一模糊控制參照表步驟520 讀取該目標頻率階級值及一當前頻率階級值步驟530 計算一頻率差異值及一頻率差異率步驟540 決定頻率調(diào)整模式并進行調(diào)整步驟550 接收回傳的該當前頻率階級值步驟560 到達該目標頻率階級值具體實施方式
本發(fā)明是一種通過計算機軟件程序來進行中央處理器工作頻率(ClockFrequency)最佳化調(diào)整的方法，凡是具有中央處理器工作頻率調(diào)整機制的硬件，均可以應(yīng)用本發(fā)明計算機軟件程序以常駐程序(Terminate and StayResident，TSR)方式或其它方式來執(zhí)行以達到調(diào)整中央處理器工作頻率的目的。
以下，通過圖1來說明本發(fā)明方法的主要流程，該圖1是本發(fā)明的運作流程，說明如下。
步驟100，首先，必須于本發(fā)明計算機軟件程序中建立頻率階級轉(zhuǎn)換表，所謂的頻率階級轉(zhuǎn)換表主要是用來記錄工作頻率和頻率階級(Clock Level)之間的對應(yīng)關(guān)系，通常會因為硬件的不同以及所采取的定義規(guī)格(specification)不同而有所不同；步驟200，接著取得中央處理器的當前使用狀態(tài)數(shù)據(jù)，使用狀態(tài)數(shù)據(jù)是以百分比數(shù)據(jù)(percentage data)來表示中央處理器狀態(tài)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，例如使用率數(shù)據(jù)(CPU Usage)、負載率數(shù)據(jù)(CPU Loading)…；步驟300，然后根據(jù)頻率階級轉(zhuǎn)換表，轉(zhuǎn)換產(chǎn)生目標頻率階級值10，也就是將中央處理器的使用狀態(tài)數(shù)據(jù)經(jīng)過轉(zhuǎn)換換算為應(yīng)有的目標頻率階級值10，其中目標頻率階級值10的換算方式可以用下列的表達式來求得Cl＝〔Cu/100*Clmax〕。
其中，Cl目標頻率階級值；Clmax頻率階級最大值；Cu當前使用狀態(tài)數(shù)據(jù)。由于目標頻率階級值10(Cl)必須是為整數(shù)值型態(tài)，因此在表達式Cu/100*Clmax運算結(jié)果中還必須經(jīng)過高斯運算以求取出最后的整數(shù)值結(jié)果。
當求出應(yīng)調(diào)整的目標頻率階級值10之后，判斷是否當前頻率階級值40已經(jīng)符合目標頻率階級值10，是否需要進行調(diào)整？，步驟400；若不需要調(diào)整的話，則重新回到步驟200處，若需要調(diào)整的話則逐步調(diào)整工作頻率至目標頻率階級值10，步驟500。以上為本發(fā)明方法的主要運作流程，當中央處理器持續(xù)運作則本發(fā)明方法將持續(xù)重復(fù)步驟200至步驟500的部分，以隨時執(zhí)行對中央處理器工作頻率的調(diào)整。
而為了減少調(diào)整工作頻率時對硬件組件所造成的影響，本發(fā)明方法更可于步驟500時通過模糊控制(Fuzzy Control)方式來作逐步調(diào)整的動作。請參閱到圖2的部分，首先建立模糊控制參照表，步驟510，此份模糊控制參照表是用以記錄頻率差異值、頻率差異率與頻率調(diào)整模式之間的對應(yīng)關(guān)系，主要用來決定在何種頻率差異值和頻率差異率的情況下應(yīng)該使用何種的頻率調(diào)整模式；接著讀取目標頻率階級值10及頻率產(chǎn)生器(Clock Generator)的當前頻率階級值40，步驟520；然后分別計算出頻率差異值及頻率差異率的數(shù)值，步驟530，其中頻率差異值及頻率差異率的計算方式可用下列的表達式來求得(1)頻率差異值Dv＝Cl-FCl。
其中，Dv頻率差異值；Cl目標頻率階級值；FCl當前頻率階級值。
(2)頻率差異率Dr＝d(Dv)/dt。
其中，Dr頻率差異率；Dv頻率差異值；t時間。由于頻率差異值(Dv)會隨著時間的變動而不斷改變，因此必須以頻率差異值(Dv)對時間(t)作微分才能夠精確算出實質(zhì)的頻率差異率(Dr)。
當分別求出頻率差異值及頻率差異率之后，便根據(jù)模糊控制參照表，決定頻率調(diào)整模式并進行調(diào)整，步驟540；事實上在進行調(diào)整之后，會接收到回傳的當前頻率階級值40，步驟550，一般都是由可執(zhí)行中央處理器工作頻率調(diào)整的硬件提供，如頻率產(chǎn)生器30(Clock Generator)…，主要是用來提供判斷是否已經(jīng)達到所應(yīng)調(diào)整到的目標頻率階級值10？，步驟560；如果尚未達到則繼續(xù)回到步驟530處，若已經(jīng)達到該有的頻率階級值時則結(jié)束本運作流程。
事實上，本發(fā)明的調(diào)整中央處理器工作頻率的方法，還可以提供使用者接口(User Interface，UI)供使用者進行各項參數(shù)設(shè)定之用，例如工作頻率上下限值設(shè)定、預(yù)定激活執(zhí)行設(shè)定、頻率階級轉(zhuǎn)換表設(shè)定…。
為了進一步說明本發(fā)明方法所提出的模糊控制方法，再配合圖3以及圖4的部分來作說明，以顯示本發(fā)明方法的具體可行性。
其中，圖3是本發(fā)明的模糊控制頻率調(diào)整運作示意圖。由圖3中可知一開始整個模糊控制是以目標頻率階級值10做為主要輸入，經(jīng)由模糊控制模塊20的計算運作后會決定出應(yīng)該采取的頻率調(diào)整模式，包括超頻調(diào)整模式21、不變頻調(diào)整模式22及降頻調(diào)整模式23，接著根據(jù)所決定的頻率調(diào)整模式發(fā)出通知至頻率產(chǎn)生器30(此為一實施例)進行工作頻率的調(diào)整，每次調(diào)整均以一個頻率階級值為調(diào)整單位，當頻率產(chǎn)生器30調(diào)整完畢后會發(fā)出當前頻率階級值40回模糊控制模塊20，使模糊控制模塊20可以決定是否要繼續(xù)進行調(diào)整？直到將當前頻率階級值40調(diào)整為目標頻率階級值10為止。
至于頻率調(diào)整模式的決定方式則請參閱到圖4的部分。當頻率差異值及頻率差異率計算出來后，便根據(jù)事先所建立的模糊控制參照表來決定所需采取的頻率調(diào)整模式，基本原則如下(1)當頻率差異值為負值(N)時，則采取降頻調(diào)整模式(U)23；(2)當頻率差異值為正值(P)時，則采取超頻調(diào)整模式(O)21；(3)當頻率差異值為零值(Z)時，若頻率差異率為負值時采取超頻調(diào)整模式(O)21，若頻率差異率為正值時采取降頻調(diào)整模式23，若頻率差異率為零值時采取不變頻調(diào)整模式(NC)22。
以上所述內(nèi)容，僅為本發(fā)明較佳的實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施方案；即凡依本發(fā)明主要構(gòu)思所作的均等變化與修飾，皆為本發(fā)明專利要求保護的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)整中央處理器工作頻率方法，是根據(jù)中央處理器實時運作狀態(tài)進行工作頻率的逐步調(diào)整，其特征在于包含如下步驟建立一頻率階級轉(zhuǎn)換表；取得中央處理器之一當前使用狀態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)該頻率階級轉(zhuǎn)換表，轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一目標頻率階級值；及逐步調(diào)整工作頻率至該目標頻率階級值。
2.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整中央處理器工作頻率方法，其特征在于，該當前使用狀態(tài)數(shù)據(jù)為百分比數(shù)據(jù)，至少可由一使用率數(shù)據(jù)、一負載率數(shù)據(jù)的群組組合中任意選擇的。
3.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整中央處理器工作頻率方法，其特征在于，該轉(zhuǎn)換產(chǎn)生該目標頻率階級值的步驟，可以通過下列表達式求出該目標頻率階級值Cl＝〔Cu/100*Clmax〕；其中，Cl目標頻率階級值；Clmax頻率階級最大值；及Cu當前使用狀態(tài)數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的調(diào)整中央處理器工作頻率方法，其特征在于，該執(zhí)行逐步調(diào)整工作頻率至該目標頻率階級值的步驟是通過模糊控制方式進行，更包含下列步驟建立一模糊控制參照表；讀取該目標頻率階級值及一頻率產(chǎn)生器(Clock Generator)之一當前頻率階級值；計算一頻率差異值及一頻率差異率；及根據(jù)該模糊控制參照表，決定頻率調(diào)整模式并進行調(diào)整。
5.如權(quán)利要求4所述的調(diào)整中央處理器工作頻率方法，其特征在于，該計算該頻率差異值的步驟，可以通過下列表達式求出該頻率差異值Dv＝Cl-FCl其中，Dv頻率差異值；Cl目標頻率階級值；及FCl當前頻率階級值。
6.如權(quán)利要求4所述的調(diào)整中央處理器工作頻率方法，其特征在于，該計算該頻率差異率的步驟，可以通過下列表達式求出該頻率差異率Dr＝d(Dv)/dt；其中，Dr頻率差異率；Dv頻率差異值；及t時間。
7.如權(quán)利要求4所述的調(diào)整中央處理器工作頻率方法，其特征在于，該步驟更包含自該頻率產(chǎn)生器接收回傳的該當前頻率階級值，以判斷是否到達該目標頻率階級值的步驟。
8.一種調(diào)整中央處理器工作頻率方法，是根據(jù)中央處理器實時運作狀態(tài)利用模糊控制方式進行工作頻率的逐步調(diào)整，特征在于，包含下列步驟建立一模糊控制參照表；讀取該目標頻率階級值及一頻率產(chǎn)生器之一當前頻率階級值；計算一頻率差異值及一頻率差異率；及根據(jù)該模糊控制參照表，決定頻率調(diào)整模式并進行調(diào)整。
9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)整中央處理器工作頻率方法，其特征在于，該計算該頻率差異值的步驟，可以通過下列表達式求出該頻率差異值Dv＝Cl-FCl；其中，Dv頻率差異值；Cl目標頻率階級值；及FCl當前頻率階級值。
10.如權(quán)利要求8所述的調(diào)整中央處理器工作頻率方法，其特征在于，該計算該頻率差異率的步驟，可以通過下列表達式求出該頻率差異率Dr＝d(Dv)/dt；其中，Dr頻率差異率；Dv頻率差異值；及t時間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種調(diào)整中央處理器工作頻率方法，根據(jù)中央處理器實時運作狀態(tài)進行工作頻率的逐步調(diào)整，其包括如下步驟建立一頻率階級轉(zhuǎn)換表；取得中央處理器之一當前使用狀態(tài)數(shù)據(jù)；根據(jù)該頻率階級轉(zhuǎn)換表，轉(zhuǎn)換產(chǎn)生一目標頻率階級值；逐步調(diào)整工作頻率至該目標頻率階級值。該方法可減少人為操作錯誤，使中央處理器發(fā)揮最佳效能，且可減少資源浪費和硬件組件的損耗。
文檔編號G06F9/00GK1567180SQ03137089
公開日2005年1月19日 申請日期2003年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者程世平, 江峰俊 申請人:微星科技股份有限公司