專利名稱：具有溫度傳感器的處理器系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及一種處理器系統(tǒng)及其控制方法，尤其涉及一種在處理器溫度升高的情況下管理包括多個(gè)處理器的LSI的方法。
背景技術(shù)：
已知存在一種包括多個(gè)CPU(處理器)的常規(guī)半導(dǎo)體集成電路(在下文稱作“多芯處理器”)。在多芯處理器中，多個(gè)處理器執(zhí)行各自的任務(wù)，并且處理器的溫度根據(jù)處理器的操作狀態(tài)而升高。如果處理器的溫度升高到預(yù)先確定的級(jí)別，處理器的正常操作將禁止，并且處理器可能物理地?fù)p壞。
在用于解決該問題所提出的技術(shù)中，當(dāng)處理器的溫度升高到預(yù)先確定的級(jí)別時(shí)，處理器的操作停止或者處理器上的處理負(fù)荷降低，從而防止進(jìn)一步的溫度升高。這種技術(shù)已經(jīng)在例如日本專利申請(qǐng)公開發(fā)表8-314578號(hào)或日本專利申請(qǐng)公開發(fā)表2000-40067號(hào)中公開。
但是，在這些技術(shù)中，應(yīng)用的處理在使用處理器的系統(tǒng)面上延遲。特別地，如果被使得不可操作的處理器已經(jīng)執(zhí)行應(yīng)用中的重要處理時(shí)，嚴(yán)重的故障將在系統(tǒng)面上發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明已經(jīng)考慮到上述而創(chuàng)造。本發(fā)明的目的在于提供處理器系統(tǒng)及其控制方法，其可以抑制處理器溫度的升高并且抑制處理器處理性能的降低。
為了達(dá)到該目的，根據(jù)本發(fā)明一方面的一種處理器系統(tǒng)包括各自處理任務(wù)的多個(gè)第一處理器；測(cè)量第一處理器中每個(gè)的溫度的溫度傳感器；
存儲(chǔ)由第一處理器處理的任務(wù)的程序，以及包含任務(wù)與任務(wù)優(yōu)先級(jí)數(shù)之間關(guān)系的任務(wù)優(yōu)先次序表的主存儲(chǔ)器；以及基于任務(wù)優(yōu)先次序表和由溫度傳感器測(cè)量的第一處理器的溫度將任務(wù)分配給第一處理器的第二處理器。
根據(jù)本發(fā)明另一方面、一種具有多個(gè)處理器的處理器系統(tǒng)的控制方法包括測(cè)量多個(gè)處理器的溫度；根據(jù)處理優(yōu)先次序和處理器的溫度將任務(wù)分配給處理器；預(yù)計(jì)在執(zhí)行一個(gè)處理的單位時(shí)間之后每個(gè)處理器的溫度將達(dá)到的溫度；使預(yù)計(jì)溫度超過預(yù)先確定溫度的處理器將分配給該處理器的任務(wù)保存到主存儲(chǔ)器；使其預(yù)計(jì)溫度沒有超過預(yù)先確定溫度的處理器處理分配的任務(wù)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的框圖；圖2是包括在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的主存儲(chǔ)器的概念圖，圖2說明主存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)區(qū)以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)區(qū)中的信息；圖3和圖4是說明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)控制方法的流程圖；圖5是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的溫度數(shù)據(jù)表的概念圖；圖6是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的任務(wù)優(yōu)先級(jí)表的概念圖；圖7顯示包括在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的多芯處理器中的處理器與它們當(dāng)前溫度之間的關(guān)系；圖8是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的分派表的概念圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的框圖，圖9說明任務(wù)程序從主存儲(chǔ)器的DMA傳輸?shù)姆桨福粓D10是在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)控制方法中，通過計(jì)算預(yù)計(jì)溫度來(lái)創(chuàng)建處理器熱量表的處理的流程圖；圖11是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的任務(wù)處理時(shí)間表的概念圖；圖12是說明包括在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的狀態(tài)的時(shí)序圖；圖13是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的多芯處理器中處理器的空閑時(shí)間與溫度降低之間關(guān)系的圖；圖14是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的處理器冷卻系數(shù)表的概念圖；圖15是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的任務(wù)熱值表的概念圖；圖16是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的處理器熱量表的概念圖；圖17是說明在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)控制方法中，用于數(shù)據(jù)保存的處理的流程圖；圖18是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的框圖，圖18說明將數(shù)據(jù)從處理器保存到主存儲(chǔ)器中的方案；圖19是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的分派表的概念圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的框圖，圖20說明當(dāng)重新分派任務(wù)時(shí)數(shù)據(jù)從主存儲(chǔ)器到處理器的DMA傳輸?shù)姆桨?；圖21是說明包括在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的狀態(tài)的時(shí)序圖；圖22是說明包括在根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的狀態(tài)的時(shí)序圖；圖23和圖24是說明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)控制方案的流程圖；
圖25是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的處理器冷卻系數(shù)表的概念圖；圖26是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的處理器熱量表的概念圖；圖27是說明在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)控制方法中任務(wù)執(zhí)行期間的處理的流程圖；圖28是說明包括在根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的狀態(tài)的時(shí)序圖；圖29是包括在根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的框圖；圖30是顯示包括在根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器中處理器的溫度的概念圖；圖31是存儲(chǔ)在根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)主存儲(chǔ)器中的影響溫度表的概念圖；圖32是包括在根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的框圖，圖32說明隨著時(shí)間過去操作的轉(zhuǎn)變；圖33是說明包括在根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的狀態(tài)的時(shí)序圖；圖34是包括在根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的框圖；圖35是包括在根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的框圖，圖35說明隨著時(shí)間操作的轉(zhuǎn)變；圖36是說明包括在根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的狀態(tài)的時(shí)序圖；圖37是包括在根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)中的多芯處理器的框圖，圖37說明隨著時(shí)間操作的轉(zhuǎn)變；圖38是包括根據(jù)本發(fā)明第一到第六實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的數(shù)字TV的數(shù)字板的框圖；以及圖39是包括根據(jù)本發(fā)明第一到第六實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的記錄/再現(xiàn)裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)及其控制方法現(xiàn)在將參考圖1來(lái)描述。圖1是根據(jù)該實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的框圖。
如圖1中所示，根據(jù)該實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)1包括多芯處理器10，主存儲(chǔ)器20，系統(tǒng)控制器40，環(huán)境溫度傳感器50-1～50-l(l1或更多的自然數(shù))，DMA(直接存儲(chǔ)器存取)控制器60，硬盤驅(qū)動(dòng)器70，以及LAN適配器80。這些組件通過總線互連以能夠相互數(shù)據(jù)通信。
多芯處理器10包括m個(gè)(m2或更多的自然數(shù))處理器11-1～11-m，以及與處理器11-1～11-m相關(guān)聯(lián)提供的溫度傳感器12-1～12-m。
處理器11-1～11-m通過內(nèi)部總線互連以能夠相互數(shù)據(jù)通信。處理器11-1～11-m的每個(gè)包括接口(I/F)13，計(jì)算單元14，寄存器15和存儲(chǔ)器16。接口13控制處理器11-1～11-m與外部之間信號(hào)的發(fā)送/接收。存儲(chǔ)器16存儲(chǔ)從主存儲(chǔ)器20中讀出的程序。計(jì)算單元14基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器16中的程序執(zhí)行任務(wù)。寄存器15臨時(shí)地存儲(chǔ)當(dāng)計(jì)算單元14執(zhí)行任務(wù)時(shí)使用的各種參數(shù)。寄存器15包括控制寄存器和運(yùn)算寄存器。具有上述結(jié)構(gòu)的處理器11-1～11-m彼此獨(dú)立地執(zhí)行程序并且執(zhí)行分配的任務(wù)。處理器11-1～11-m例如在單個(gè)芯片中形成。例如，eDRAM(嵌入式動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)可用作每個(gè)存儲(chǔ)器16。溫度傳感器12-1～12-m測(cè)量相關(guān)聯(lián)處理器11-1～11-m的溫度。
主存儲(chǔ)器20存儲(chǔ)處理器11-1～11-m操作所必需的程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器20中的程序和數(shù)據(jù)隨后將詳細(xì)描述。
系統(tǒng)控制器40例如在多芯處理器10的處理器11-1～11-m之間仲裁。環(huán)境溫度傳感器50-1～50-l連接到系統(tǒng)控制器40，并且系統(tǒng)控制器40可以測(cè)量環(huán)境溫度。
DMA控制器60執(zhí)行多芯處理器10的處理器11-1～11-m中的存儲(chǔ)器16之間，或者存儲(chǔ)器16與主存儲(chǔ)器20之間數(shù)據(jù)的DMA傳輸。
硬盤驅(qū)動(dòng)器70存儲(chǔ)多芯處理器10操作所必需的數(shù)據(jù)。
LAN適配器80將處理器系統(tǒng)1連接到LAN或因特網(wǎng)。
在具有上述結(jié)構(gòu)的處理器系統(tǒng)1中，處理器11-1～11-m可以共享主存儲(chǔ)器20，并且處理器11-1～11-m可以獨(dú)立地操作。每個(gè)處理器11-1～11-m的溫度信息可以通過處理器11-1～11-m讀出。但是，在下面的描述中，假定操作系統(tǒng)運(yùn)行在處理器11-1～11-m的～個(gè)中以控制其他處理器，并且溫度信息由該處理器處理。
接下來(lái)，處理器系統(tǒng)1中的多芯處理器10的操作被描述。特別地，注意溫度的變化與任務(wù)的分配(分派)之間的關(guān)系。圖2是主存儲(chǔ)器20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的概念圖。圖2顯示存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器20中并且對(duì)于任務(wù)分派所必需的信息。
如圖2中所示，主存儲(chǔ)器20包括任務(wù)控制塊21，處理器熱量表26，處理器冷卻系數(shù)表27，任務(wù)程序28-1～28-n(n1或更多的自然數(shù))，溫度數(shù)據(jù)表29，任務(wù)管理程序30，操作系統(tǒng)31，和上下文保存區(qū)32。
任務(wù)控制塊21包括任務(wù)優(yōu)先級(jí)表22，分派表23，任務(wù)熱值表24和任務(wù)處理時(shí)間表25。任務(wù)優(yōu)先級(jí)表22包含關(guān)于待處理的多個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)次序的優(yōu)先次序信息。分派表23包含關(guān)于任務(wù)與處理器11-1～11-m之間對(duì)應(yīng)的信息。任務(wù)熱值表24包含關(guān)于任務(wù)與當(dāng)任務(wù)執(zhí)行時(shí)處理器11-1～11-m的溫度升高之間關(guān)系的信息。任務(wù)處理時(shí)間表25包含關(guān)于任務(wù)與執(zhí)行每個(gè)任務(wù)所需處理時(shí)間之間的關(guān)系的信息。
處理器熱量表26包含關(guān)于當(dāng)任務(wù)基于分派表23中的對(duì)應(yīng)而執(zhí)行時(shí)，處理器11-1～11-m的溫度將最終達(dá)到的處理器11-1～11-m預(yù)計(jì)溫度的溫度信息。
處理器冷卻系數(shù)表27包含關(guān)于在處理器11-1～11-m基于分派表23中的對(duì)應(yīng)信息執(zhí)行任務(wù)之后，根據(jù)自由時(shí)間(空閑時(shí)間)的過去處理器11-1～11-m的溫度降低的溫度信息。
任務(wù)程序28-1～28-n是n個(gè)任務(wù)的執(zhí)行程序。任務(wù)數(shù)目n可能大于或小于處理器11-1～11-m的數(shù)目m。
溫度數(shù)據(jù)表29包含關(guān)于處理器11-1～11-m的操作被保證的溫度范圍的信息，以及關(guān)于存在損壞可能性的上限溫度的信息。
任務(wù)管理程序30是將n個(gè)任務(wù)分派給處理器11-1～11-m的程序。
上下文保存區(qū)32存儲(chǔ)當(dāng)任務(wù)從處理器11-1～11-m保存時(shí)，任務(wù)重新啟動(dòng)所必需的數(shù)據(jù)。任務(wù)保存隨后詳細(xì)描述。
存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器20中的信息的特定實(shí)例將與任務(wù)分派方法一起描述。多芯處理器11的操作按順序描述。
<系統(tǒng)初始化>
首先(例如通電時(shí))，系統(tǒng)初始化被執(zhí)行。在初始化時(shí)，操作系統(tǒng)31在主存儲(chǔ)器20中創(chuàng)建或加載與由系統(tǒng)執(zhí)行的任務(wù)相關(guān)的任務(wù)信息。任務(wù)信息包括例如已經(jīng)參考圖2說明的任務(wù)優(yōu)先級(jí)表22，分派表23，任務(wù)熱值表24，任務(wù)處理時(shí)間表25，處理器熱量表26，處理器冷卻系數(shù)表27，任務(wù)程序28-1～28-n，溫度數(shù)據(jù)表29，以及任務(wù)管理程序30。此外，上下文保存區(qū)32保存在主存儲(chǔ)器20中。操作系統(tǒng)31也設(shè)置任務(wù)處理的周期(例如，一個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間)。
在初始化的階段，執(zhí)行其他處理器的控制、任務(wù)分派、數(shù)據(jù)保存和處理器之間的仲裁的處理器被確定。在下面的描述中，假定處理器11-m執(zhí)行這些功能。不用說，這些功能可能由另一個(gè)處理器11-1～11-(m-1)執(zhí)行，或者由系統(tǒng)控制器40執(zhí)行。
首先，處理器11-m從主存儲(chǔ)器20中讀出任務(wù)管理程序30。處理器11-m根據(jù)任務(wù)管理程序30執(zhí)行處理，這在圖3和圖4中說明。處理器11-m使用溫度傳感器12-1～12-(m-1)來(lái)監(jiān)控處理器11-1～11-(m-1)的溫度(步驟S10)。處理器11-m從主存儲(chǔ)器20中讀出溫度數(shù)據(jù)表29并且將溫度數(shù)據(jù)表29中的安全溫度與設(shè)置在不可操作狀態(tài)中的處理器的溫度相比較(步驟S11)。溫度數(shù)據(jù)表29的一個(gè)實(shí)例參考圖5來(lái)說明。圖5是溫度數(shù)據(jù)表29的概念圖。
如圖5中所示，溫度信息表29包含關(guān)于例如處理器11-1～11-m的安全溫度，警告溫度，危險(xiǎn)溫度以及絕對(duì)危險(xiǎn)溫度的信息。安全溫度是處理器的溫度足夠低且處理器的正常操作被完全保證的溫度。在圖5的實(shí)例中，安全溫度是低于T1的溫度。警告溫度是處理器的溫度高于安全溫度但是處理器的正常操作被保證的溫度。在圖5的實(shí)例中，警告溫度是T1或更高且低于T2的溫度。危險(xiǎn)溫度是處理器的溫度高于警告溫度且處理器的正常操作不被保證的溫度。在圖5的實(shí)例中，危險(xiǎn)溫度是T2或更高且低于T3的溫度。絕對(duì)危險(xiǎn)溫度是處理器的溫度高于危險(xiǎn)溫度且處理器可能被熱量損壞的溫度。在圖5的實(shí)例中，絕對(duì)危險(xiǎn)溫度是T3或更高的溫度。在圖5的實(shí)例中，僅一種溫度信息表29被創(chuàng)建。也就是，溫度信息表29共同地用于處理器11-1～11-m。但是，多個(gè)溫度信息表29可以為各個(gè)處理器11-1～11-m而提供。溫度信息表29預(yù)先由計(jì)算機(jī)仿真器的操作或?qū)嶋H機(jī)器的操作來(lái)準(zhǔn)備。
在步驟S11中，處于不可操作狀態(tài)中且溫度不高于安全溫度的處理器的使用重新開始(步驟S12)。不處于操作中且溫度高于安全溫度的處理器被確定為仍然不可使用。
如果存在處于操作中的其他處理器，每個(gè)處理器的溫度與危險(xiǎn)溫度相比較(步驟S13)。如果不存在其溫度處于危險(xiǎn)溫度范圍內(nèi)的處理器，初始化完成。如果存在其溫度處于危險(xiǎn)溫度范圍內(nèi)的處理器，與該處理器相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)被保存(步驟S14)并且處理器的使用被停止(步驟S15)。數(shù)據(jù)保存隨后將詳細(xì)描述。
步驟S10～S15由系統(tǒng)控制器40執(zhí)行。此后，任務(wù)分配的角色或仲裁的角色可能轉(zhuǎn)移到可使用處理器的任何一個(gè)(上面實(shí)例中的處理器11-m)。
<任務(wù)分派>
如果初始化結(jié)束，處理器11-m開始任務(wù)到處理器11-1～11-(m-1)的分派。首先，基于由溫度傳感器12-1～12-(m-1)獲得的處理器11-1～11-(m-1)的當(dāng)前溫度以及從主存儲(chǔ)器20中讀出的任務(wù)優(yōu)先級(jí)表22，處理器11-m設(shè)置任務(wù)執(zhí)行的次序并且確定任務(wù)如何分配到處理器(步驟S16；該處理稱作“調(diào)度”)。
存在兩種調(diào)度方法分配的次序在處理器操作期間動(dòng)態(tài)改變的方法，以及分配的次序在處理器操作之前靜態(tài)確定的方法。任務(wù)分配主要基于任務(wù)優(yōu)先級(jí)信息來(lái)執(zhí)行。在本系統(tǒng)中，調(diào)度不僅考慮到優(yōu)先級(jí)而且考慮到熱量而靜態(tài)地執(zhí)行，隨后到處理器的分配(分派)被執(zhí)行。當(dāng)處理實(shí)際執(zhí)行時(shí)，調(diào)度和分派考慮到隨后時(shí)間中的溫度變化而動(dòng)態(tài)地執(zhí)行。分派由從主存儲(chǔ)器到相關(guān)處理器核心的存儲(chǔ)器或到主存儲(chǔ)器中相關(guān)處理器核心區(qū)的DMA傳輸來(lái)執(zhí)行。
本處理詳細(xì)描述。在調(diào)度開始時(shí)，處理器11-m從主存儲(chǔ)器20中讀出任務(wù)優(yōu)先級(jí)表22。任務(wù)優(yōu)先級(jí)表22的一個(gè)實(shí)例參考圖6描述。圖6是任務(wù)優(yōu)先級(jí)表22的概念圖。
如圖6中所示，任務(wù)優(yōu)先級(jí)表22指示各個(gè)任務(wù)與任務(wù)執(zhí)行優(yōu)先次序之間的關(guān)系。在本實(shí)施方案中，假定n個(gè)任務(wù)TASK-1～TASK-n分別具有優(yōu)先級(jí)數(shù)1～n。
處理器11-m基于任務(wù)的優(yōu)先級(jí)數(shù)和處理器11-1～11-(m-1)的溫度執(zhí)行調(diào)度。假定處理器11-1～11-(m-1)的溫度如圖7中所示。也就是，處理器11-1具有最低的溫度。處理器11-m使得處理器11-1執(zhí)行具有最高優(yōu)先級(jí)數(shù)的任務(wù)TASK-1。然后，處理器11-m使得其他處理器，從具有最低溫度的一個(gè)開始接連地，基于優(yōu)先級(jí)數(shù)執(zhí)行任務(wù)。
當(dāng)調(diào)度完成時(shí)，處理器11-m更新從主存儲(chǔ)器20中讀出的分派表23(步驟S17)。圖8顯示分派表23的一個(gè)實(shí)例。如圖8中所示，分派表23包含處理器11-1～11-(m-1)與待由處理器11-1～11-(m-1)執(zhí)行的任務(wù)之間的關(guān)系。在圖8的實(shí)例中，每個(gè)處理器僅執(zhí)行一個(gè)任務(wù)。作為選擇，一個(gè)處理器可以被使得執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。
基于在步驟S17中更新的分派表22，處理器11-m實(shí)際地分配(也就是分派)任務(wù)到處理器11-1～11-(m-1)(步驟S18)。特別地，如圖8中所示，任務(wù)TASK-1～TASK-(m-1)分派到處理器11-1～11-(m-1)。
圖9是顯示任務(wù)分派時(shí)多芯處理器10，主存儲(chǔ)器20以及DMA控制器60的框圖。如圖9中所示，處理器11-m指示DMA控制器60將任務(wù)程序28-1～28-(m-1)從主存儲(chǔ)器20傳輸?shù)教幚砥?1-1～11-(m-1)。然后，DMA控制器60將各個(gè)任務(wù)程序存儲(chǔ)于那里的主存儲(chǔ)器20中的地址ADD(Sr)，其數(shù)據(jù)大小，以及處理器11-1～11-(m-1)的存儲(chǔ)器16中的地址ADD(De)傳遞到主存儲(chǔ)器20。程序傳輸?shù)礁鱾€(gè)處理器的存儲(chǔ)器16。在這種情況下，不僅任務(wù)程序28-1～28-(m-1)而且執(zhí)行任務(wù)所需的數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸?shù)教幚砥?1-1～11-(m-1)。
接下來(lái)，處理器11-m計(jì)算當(dāng)處理器執(zhí)行分派的任務(wù)TASK-1～TASK(m-1)時(shí)處理器11-1～11-(m-1)將升高到的溫度(預(yù)計(jì)溫度)(步驟S19)。步驟S19參考圖10描述。圖10是說明計(jì)算預(yù)計(jì)溫度的方法的流程圖，并且顯示步驟S19的細(xì)節(jié)。
處理器11-m基于從主存儲(chǔ)器20中讀出的任務(wù)處理時(shí)間表25來(lái)計(jì)算自由時(shí)間(空閑時(shí)間)(步驟S40)。任務(wù)處理時(shí)間表的一個(gè)實(shí)例參考圖11描述。圖11是任務(wù)處理時(shí)間表的概念圖。如圖11中所示，任務(wù)處理時(shí)間表25包含關(guān)于任務(wù)TASK-1～TASK-n以及執(zhí)行這些任務(wù)所必需的時(shí)間p1～pn的信息。因?yàn)閳?zhí)行每個(gè)任務(wù)所必需的時(shí)間可以從任務(wù)處理時(shí)間表25中理解，空閑時(shí)間可以通過從周期時(shí)間中減去處理時(shí)間來(lái)計(jì)算?？臻e時(shí)間參考圖12描述。圖12是說明隨著時(shí)間過去而改變的處理器狀態(tài)的時(shí)序圖。
如圖12中所示，假定處理器11-1例如已經(jīng)以預(yù)先確定的周期時(shí)間執(zhí)行任務(wù)TASK-1。執(zhí)行開始的時(shí)刻是t0，時(shí)間p1由任務(wù)TASK-1的執(zhí)行而消耗，并且執(zhí)行結(jié)束的時(shí)刻是t1。處理器11-1在時(shí)刻t1和周期的結(jié)束時(shí)間t4之間處于空閑狀態(tài)。沒有處理被執(zhí)行的時(shí)間稱作“空閑時(shí)間”。該上下文中的“周期”是由每個(gè)處理器處理的單位時(shí)間期間。調(diào)度或任務(wù)分派基于逐個(gè)周期來(lái)執(zhí)行。
基于計(jì)算的空閑時(shí)間，處理器11-m計(jì)算每個(gè)處理器11-1～11-(m-1)的溫度降低(步驟S41)?！皽囟冉档汀眳⒖紙D13描述。圖13是顯示在處理器11-1～11-(m-1)不執(zhí)行任務(wù)的情況下逝去時(shí)間和溫度變化之間的關(guān)系的圖。如圖13中所示，假定時(shí)刻tA到時(shí)刻tB之間的時(shí)期是空閑時(shí)間。在該時(shí)期中，處理器不執(zhí)行處理并且沒有熱量產(chǎn)生。處理器的溫度從溫度TA降低到溫度TB。溫度降低的該范圍稱作“溫度降低”。每個(gè)處理器的溫度降低可以基于圖13中所示的關(guān)系和處理器的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算。
結(jié)果，如圖14中所示的處理器冷卻系數(shù)表27被創(chuàng)建。圖14是處理器冷卻系數(shù)表27的實(shí)例的概念圖。如圖14中所示，每個(gè)處理器11-1～11-(m-1)溫度的降低Td1～Td(m-1)可以從待處理的任務(wù)和當(dāng)前溫度來(lái)理解。實(shí)際上，不需要計(jì)算溫度降低。原因是周期時(shí)間和任務(wù)處理時(shí)間預(yù)先理解并且圖13中所示的關(guān)系也從半導(dǎo)體芯片的特性理解，因此圖14中所示的處理器冷卻系數(shù)表可以從一開始在主存儲(chǔ)器20中創(chuàng)建。因此，處理器11-m可以通過參考從主存儲(chǔ)器20中讀出的處理器冷卻系數(shù)表27來(lái)識(shí)別每個(gè)處理器11-1～11-(m-1)的溫度降低Td1～Td(m-1)。
接下來(lái)，處理器11-m實(shí)際地計(jì)算預(yù)計(jì)溫度(步驟S42)。預(yù)計(jì)溫度使用處理器冷卻系數(shù)表27，任務(wù)熱值表24和當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算。任務(wù)熱值表24的一個(gè)實(shí)例參考圖15描述。圖15是任務(wù)熱值表24的概念圖。
如圖15中所示，任務(wù)熱值表24指示當(dāng)它們執(zhí)行任務(wù)TASK-1～TASK-n時(shí)處理器溫度升高的溫度Ti1～Tin。參考任務(wù)熱值表24，理解當(dāng)執(zhí)行相關(guān)任務(wù)時(shí)每個(gè)處理器的溫度升高多少成為可能。
處理器11-m將當(dāng)任務(wù)TASK-1～TASK-(m-1)執(zhí)行時(shí)發(fā)生的溫度升高Ti1～Ti(m-1)增加到當(dāng)前溫度Tm1～Tm(m-1)。此外，處理器11-m從相加結(jié)果中減去溫度降低Td1～Td(m-1)。結(jié)果，執(zhí)行任務(wù)TASK-1～TASK-(m-1)之后每個(gè)處理器11-1～11-(m-1)將升高到的預(yù)計(jì)溫度Theat1～Theat(m-1)被獲得。
當(dāng)完成預(yù)計(jì)溫度Theat1～Theat(m-1)的計(jì)算時(shí)，處理器11-m更新處理器熱量表26(步驟S43)。處理器熱量表26的一個(gè)實(shí)例參考圖16描述。圖16是處理器熱量表26的概念視圖。如圖16中所示，處理器熱量表26包含執(zhí)行在步驟S18中分派的任務(wù)之后處理器11-1～11-(m-1)將升高到的預(yù)計(jì)溫度Theat1～Theat(m-1)。
上述步驟S40～S43對(duì)于處理器11-1～11-(m-1)的每個(gè)而執(zhí)行(步驟S44)。
步驟S20之后，處理器11-m將每個(gè)處理器11-1～11-(m-1)的預(yù)計(jì)溫度Theat1～Theat(m-1)與參考溫度數(shù)據(jù)表29獲得的警告溫度相比較(步驟S21)。如果所有處理器11-1～11-(m-1)的預(yù)計(jì)溫度都低于警告溫度，處理器11-m確定任務(wù)可正常執(zhí)行，并且開始任務(wù)由處理器11-1～11-(m-1)的執(zhí)行。
另一方面，如果存在其預(yù)計(jì)溫度高于警告溫度的處理器，處理器11-m保存與該處理器相關(guān)的數(shù)據(jù)(步驟S22)。步驟S22參考圖17描述。圖17是說明數(shù)據(jù)保存方法的流程圖。圖17顯示步驟S22的細(xì)節(jié)。
首先，處理器11-m要求操作系統(tǒng)執(zhí)行上下文保存。上下文保存意味著處理器的狀態(tài)被保存例如。數(shù)據(jù)傳輸指令發(fā)出到DMA控制器60，并且數(shù)據(jù)傳輸開始(步驟S51)。參考圖18，上下文保存通過以處理器11-1的預(yù)計(jì)溫度高于警告溫度的情況作為實(shí)例來(lái)描述。圖18是顯示當(dāng)數(shù)據(jù)保存對(duì)于處理器11-1執(zhí)行時(shí)多芯處理器10，主存儲(chǔ)器20和DMA控制器60的框圖。
如圖18中所示，DMA控制器60將存儲(chǔ)在處理器11-1中的寄存器15和存儲(chǔ)器16中的程序和數(shù)據(jù)通過DMA傳輸?shù)街鞔鎯?chǔ)器20的上下文保存區(qū)32(步驟S52，S53)。同時(shí)，如果主存儲(chǔ)器20中存在由處理器11-1使用的任務(wù)數(shù)據(jù)或任務(wù)堆棧，這些也傳輸?shù)缴舷挛谋４鎱^(qū)32。從而，處理器11-1的當(dāng)前狀態(tài)保存在主存儲(chǔ)器20中并且被保護(hù)(步驟S54)。保存在上下文保存區(qū)32中的數(shù)據(jù)等用于任務(wù)的重新分派。重新分派將隨后描述。
步驟S51～S54的處理對(duì)于所有需要數(shù)據(jù)保存的處理器而執(zhí)行(步驟S55)，并且這些處理器的使用停止(“不可使用”)(步驟S23)。上述數(shù)據(jù)保存方法與步驟S14中相同。
<重新調(diào)度>
如果分派到在步驟S21中其預(yù)計(jì)溫度不低于警告溫度的處理器的任務(wù)在優(yōu)先次序中具有高位置(步驟S24)，重新調(diào)度在開始已經(jīng)分派的任務(wù)之前執(zhí)行(步驟S25)。重新調(diào)度在處理器11-m接收到來(lái)自操作系統(tǒng)的上下文保存完成通知之后執(zhí)行。
例如，已經(jīng)參考圖18描述的處理器11-1被分配具有優(yōu)先次序中最高位置的任務(wù)TASK-1。處理器11-m尋找除處理器11-1之外、任務(wù)TASK-1可以分派到其上的處理器。如果存在這種處理器，處理器11-m確定任務(wù)TASK-1將重新分派給該處理器?；旧希匦抡{(diào)度可以執(zhí)行，使得任務(wù)TASK-1分派到其溫度低于危險(xiǎn)溫度的空閑處理器。如果存在多個(gè)空閑處理器，任務(wù)TASK-1可能分派到具有最低溫度的空閑處理器。在具有最低溫度的處理器已經(jīng)被分配任務(wù)的情況下，任務(wù)可以被保存并且任務(wù)TASK-1可以重新分派。這樣，重新調(diào)度被執(zhí)行。在重新調(diào)度執(zhí)行之后，分派表被更新(步驟S17)。
圖19是重新調(diào)度之后更新的分派表的概念圖。因?yàn)樘幚砥?1-1(處理器-1)設(shè)置在不可使用狀態(tài)，沒有任務(wù)分派到它。其他處理器的任何一個(gè)被重新分配與先前分派的任務(wù)不同的任務(wù)。
假定任務(wù)TASK-1到處理器11-5的重新分派被確定。然后，處理器11-m執(zhí)行如結(jié)合步驟S18描述的任務(wù)分派。在這種情況下，與任務(wù)TASK-1相關(guān)的數(shù)據(jù)和程序從上下文保存區(qū)32傳輸?shù)教幚砥?1-5。圖20說明該處理。圖20是顯示當(dāng)任務(wù)TASK-1分派到處理器11-5時(shí)多芯處理器10，主存儲(chǔ)器20和DMA控制器60的框圖。
如圖20中所示，根據(jù)來(lái)自處理器11-m的傳輸指令，數(shù)據(jù)和程序從主存儲(chǔ)器20的上下文保存區(qū)32傳輸?shù)教幚砥?1-5的寄存器15和存儲(chǔ)器16。結(jié)果，數(shù)據(jù)保存之前即時(shí)的處理器11-1的狀態(tài)恢復(fù)到處理器11-5中。
<任務(wù)的執(zhí)行>
在步驟S21中確定關(guān)于所有處理器估計(jì)的溫度<警告溫度之后，或者在步驟S21中確定估計(jì)的溫度>警告溫度并且重新調(diào)度執(zhí)行之后，任務(wù)被執(zhí)行(步驟S26)。即使重新調(diào)度在步驟S25中執(zhí)行，可能存在高優(yōu)先級(jí)任務(wù)沒能被分派的情況。在這種情況下，控制在任務(wù)保存在上下文保存區(qū)32中的狀態(tài)下繼續(xù)到步驟S26。
給出僅處理器11-1在步驟S23中設(shè)置在不可使用狀態(tài)中的情況的描述。處理器11-m周期性地監(jiān)控正在執(zhí)行任務(wù)的處理器11-2～11-(m-1)的溫度(步驟S27)。在處理以指定周期重復(fù)的實(shí)時(shí)應(yīng)用正在執(zhí)行的情況下，溫度以周期間隔監(jiān)控。由溫度傳感器12-2～12-(m-1)獲得的處理器11-2～11-(m-1)的當(dāng)前溫度與從溫度數(shù)據(jù)表29中獲得的危險(xiǎn)溫度相比較(步驟S28)。
如果當(dāng)前溫度低于危險(xiǎn)溫度，處理器11-2～11-(m-1)繼續(xù)任務(wù)的執(zhí)行(步驟S29)。但是，可能存在處理器的當(dāng)前溫度因環(huán)境溫度的突然改變、處理器特性的不一致，或者意外的過度負(fù)荷而達(dá)到危險(xiǎn)溫度的情況。在這種情況下，處理器11-m執(zhí)行處理器的數(shù)據(jù)保存(步驟S31)并且停止處理器的操作。數(shù)據(jù)保存方法與結(jié)合步驟S22描述的相同。曾經(jīng)停止的處理器的操作在同一周期中不重新開始。
如果其他處理器的當(dāng)前溫度沒有升高到危險(xiǎn)溫度并且當(dāng)前周期沒有問題地完成(步驟S30)，處理器11-m更新處理器熱量表26(步驟S33)。在步驟S33中，處理器11-m執(zhí)行處理器熱量表26中預(yù)計(jì)熱量信息的減去。因此，處理器熱量表中的數(shù)據(jù)變成當(dāng)前溫度。
此后，步驟S25～S33重復(fù)，直到所有任務(wù)的處理完成(步驟S34)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)及其控制方法，下面的有利效果(1)～(3)可以獲得。
(1)處理器系統(tǒng)的操作性能可以提高(部分1)。
通常，在具有多個(gè)處理器的多芯處理器中，各個(gè)處理器的溫度因每個(gè)處理器的漏電流、熱輻射電阻的不一致、處理器的物理布置和執(zhí)行處理的差異而不同。在本實(shí)施方案中，任務(wù)基于任務(wù)的優(yōu)先次序和處理器溫度分配給處理器。例如，具有最高優(yōu)先級(jí)數(shù)的任務(wù)分派給具有最低溫度的可操作處理器。例如，在存在實(shí)時(shí)應(yīng)用的情況下，實(shí)時(shí)應(yīng)用設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)任務(wù)。從而，該任務(wù)優(yōu)先地分派給處理器并且在實(shí)時(shí)應(yīng)用的操作中沒有問題出現(xiàn)。圖21說明實(shí)時(shí)應(yīng)用的操作。在圖21中，任務(wù)TASK-1，TASK-10和TASK-20是實(shí)時(shí)應(yīng)用。在實(shí)時(shí)應(yīng)用是以預(yù)先確定的周期時(shí)間完成處理并且以預(yù)先確定的周期重復(fù)處理的任務(wù)例如視頻應(yīng)用或音頻應(yīng)用的情況下，該任務(wù)周期性地分派給處理器。
如上所述，具有高優(yōu)先級(jí)數(shù)的任務(wù)優(yōu)先地分派到處理器。換句話說，調(diào)度執(zhí)行，使得具有高優(yōu)先級(jí)數(shù)的任務(wù)與其他任務(wù)相比較優(yōu)選地執(zhí)行。因此，具有高優(yōu)先級(jí)任務(wù)執(zhí)行的掛起可以有效地防止。結(jié)果，防止使用處理器的系統(tǒng)中的嚴(yán)重問題并且提高處理器系統(tǒng)的操作性能成為可能。
(2)處理器系統(tǒng)的操作性能可以提高(部分2)。
在根據(jù)本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)中，執(zhí)行任務(wù)之后處理器將升高到的預(yù)計(jì)溫度在執(zhí)行任務(wù)之前計(jì)算?；谟?jì)算結(jié)果，處理器熱量表被創(chuàng)建。任務(wù)分派被執(zhí)行，使得預(yù)計(jì)溫度可以不達(dá)到警告溫度。因此，已經(jīng)實(shí)際地執(zhí)行任務(wù)的處理器的溫度超過警告溫度的可能性低。但是，如果溫度因環(huán)境的影響而達(dá)到危險(xiǎn)溫度，由處理器執(zhí)行的任務(wù)被保存在主存儲(chǔ)器20中的上下文保存區(qū)32中。因此，即使處理器的操作在完成任務(wù)之前停止，該任務(wù)在下一個(gè)周期中優(yōu)先地分派到適當(dāng)處理器并且任務(wù)從操作停止時(shí)的狀態(tài)重新開始。
圖22說明該方案。如圖22中所示，假定在周期時(shí)間1內(nèi)由處理器11-1執(zhí)行的任務(wù)TASK-1被掛起。在下一個(gè)周期時(shí)間2內(nèi)，掛起的任務(wù)TASK-1重新分派到處理器11-3并且處理從處理器11-1掛起任務(wù)TASK-1的階段重新開始。如果由處理器11-3執(zhí)行的任務(wù)TASK-1也被掛起，并且在周期時(shí)間3內(nèi)不存在可用的處理器，任務(wù)TASK-1在下一個(gè)周期時(shí)間4內(nèi)分派到處理器11-1。
如此，即使任務(wù)的處理被掛起，任務(wù)在隨后的周期時(shí)間內(nèi)優(yōu)選地分派到適當(dāng)處理器并且掛起的任務(wù)的處理重新開始。這樣，使用處理器的系統(tǒng)中的故障可以防止。因此，處理器系統(tǒng)的操作性能可以提高。
(3)處理器系統(tǒng)中的溫度升高可以抑制。
根據(jù)本實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)，其溫度已經(jīng)達(dá)到危險(xiǎn)溫度的處理器的操作停止。因此，整個(gè)處理器系統(tǒng)中的溫度升高可以抑制。
如上面結(jié)合有利效果(2)描述的，即使任何一個(gè)處理器的操作在它執(zhí)行任務(wù)時(shí)停止，處理器的狀態(tài)(包括經(jīng)受算數(shù)運(yùn)算的數(shù)據(jù))由上下文保存而保存在主存儲(chǔ)器中。因此，操作性能的降低可以抑制。
在上述實(shí)施方案中，分派表23在步驟S17中整個(gè)重寫，如圖19中所示。作為選擇，分派表的較早版本可以被存儲(chǔ)。在這種情況下，關(guān)于沒有由重新調(diào)度而重新分派的任務(wù)，分派這些任務(wù)的處理可以省略。
接下來(lái)，根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)及其控制方法被描述。第二實(shí)施方案區(qū)別于第一實(shí)施方案在于預(yù)計(jì)溫度在任務(wù)分派之前計(jì)算。處理器系統(tǒng)的構(gòu)造與第一實(shí)施方案中相同，并且其描述省略。處理器系統(tǒng)的操作參考圖23和圖24的流程圖描述。與第一實(shí)施方案的那些共同的部分的描述省略。
首先，已經(jīng)結(jié)合第一實(shí)施方案描述的步驟S10～S15的處理被執(zhí)行以完成初始化。在初始化完成之后，預(yù)計(jì)溫度首先被計(jì)算(步驟S60)。步驟S60中預(yù)計(jì)溫度的計(jì)算方法基本上與第一實(shí)施方案中步驟S19中相同。在本實(shí)施方案中，預(yù)計(jì)溫度關(guān)于每個(gè)處理器執(zhí)行多個(gè)任務(wù)的情況而計(jì)算。為此目的，預(yù)計(jì)溫度使用已經(jīng)參考圖15描述的任務(wù)熱量值表24和圖25中所示的處理器冷卻系數(shù)表27來(lái)計(jì)算。該第二實(shí)施方案中使用的處理器冷卻系數(shù)表27不同于第一實(shí)施方案中的在于，表27包含在處理器已經(jīng)執(zhí)行所有任務(wù)TASK-1～TASK-n的情況下，每個(gè)處理器11-1～11-(m-1)的溫度降低。在每個(gè)處理器執(zhí)行任務(wù)TASK-1～TASK-n的情況下計(jì)算溫度降低的方法與第一實(shí)施方案中的計(jì)算方法相同。特別地，在本實(shí)施方案中，溫度降低關(guān)于處理器11-1～11-(m-1)和任務(wù)TASK-1～TASK-n的所有組合而計(jì)算，并且如圖25中所示的處理器冷卻系數(shù)表27被創(chuàng)建。
使用圖25中所示的處理器冷卻系數(shù)表27，處理器11-m計(jì)算處理器11-1～11-(m-1)的預(yù)計(jì)溫度。計(jì)算方法與第一實(shí)施方案中相同。但是，像處理器冷卻系數(shù)表27一樣，預(yù)計(jì)溫度關(guān)于處理器11-1～11-(m-1)和任務(wù)TASK-1～TASK-n的所有組合而計(jì)算。結(jié)果，如圖26中所示的處理器熱量表26被創(chuàng)建(步驟S61)。特別地，通過參考處理器熱量表26，識(shí)別在處理器11-1執(zhí)行任務(wù)TASK-1～TASK-n的情況下的預(yù)計(jì)溫度Theat11～Theat1n，在處理器11-2執(zhí)行任務(wù)TASK-1～TASK-n的情況下的預(yù)計(jì)溫度Theat21～Theat2n，在處理器11-3執(zhí)行任務(wù)TASK-1～TASK-n的情況下的預(yù)計(jì)溫度Theat31～Theat3n，...，以及在處理器11-(m-1)執(zhí)行任務(wù)TASK-1～TASK-n的情況下的預(yù)計(jì)溫度Theat(m-1)1～Theat(m-1)n成為可能。
在更新處理器熱量表26之后，處理器11-m執(zhí)行調(diào)度(步驟S62)。調(diào)度使用從任務(wù)優(yōu)先級(jí)表22中獲得的每個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)、處理器11-1～11-(m-1)的當(dāng)前溫度、從處理器熱量表26中獲得的處理器11-1～11-(m-1)的預(yù)計(jì)溫度、以及從溫度數(shù)據(jù)表29中獲得的警告溫度來(lái)執(zhí)行?；旧?，像第一實(shí)施方案一樣，調(diào)度執(zhí)行，使得在優(yōu)先次序中具有最高位置的任務(wù)分配給具有最低溫度的處理器。在調(diào)度處理中，預(yù)計(jì)溫度與警告溫度相比較(步驟S63)。如果關(guān)于具有高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，預(yù)計(jì)溫度超過警告溫度(步驟S64)，重新調(diào)度執(zhí)行(步驟S66)。在此階段，任務(wù)不實(shí)際地分派給處理器。因此，不需要停止其預(yù)計(jì)溫度超過警告溫度的處理器的操作。處理器11-m考慮到任務(wù)的優(yōu)先次序和當(dāng)前溫度而有效地執(zhí)行調(diào)度，以減少不可操作的處理器。
當(dāng)調(diào)度完成時(shí)，處理器11-m更新分派表23(步驟S65)?；诜峙杀?3，處理器11-m分派任務(wù)給處理器11-1～11-(m-1)。
隨后，像第一實(shí)施方案一樣，從步驟S26開始的處理執(zhí)行。
根據(jù)本實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)和控制方法，除了已經(jīng)結(jié)合第一實(shí)施方案描述的有利效果(1)～(3)之外，下面的有利效果(4)可以獲得。
(4)處理器系統(tǒng)的操作性能可以提高(部分3)。
在根據(jù)本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)和方法中，當(dāng)每個(gè)處理器執(zhí)行各個(gè)任務(wù)時(shí)處理器的溫度將升高到的處理器預(yù)計(jì)溫度在分派任務(wù)給處理器之前計(jì)算。這樣，執(zhí)行任務(wù)分派的處理器(或系統(tǒng)控制器)可以結(jié)合處理器和任務(wù)的所有組合識(shí)別預(yù)計(jì)溫度。因此，到處理器的有效任務(wù)分派可以考慮到任務(wù)的優(yōu)先次序而執(zhí)行，并且處理器系統(tǒng)的處理性能可以提高。
接下來(lái)，根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)及其控制方法將被描述。第三實(shí)施方案涉及一種進(jìn)一步抑制第一和第二實(shí)施方案中多芯處理器中溫度升高的方法。處理器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方案中相同，所以其描述省略。根據(jù)第三實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)的操作參考圖27描述。圖27是說明第三實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)操作的一部分的流程圖。
處理器11-1～11-(m-1)在第一實(shí)施方案中步驟S21或S24之后或者在第二實(shí)施方案中步驟S18之后開始任務(wù)的執(zhí)行(步驟S26)。處理器11-m周期性地監(jiān)控執(zhí)行任務(wù)的處理器11-1～11-(m-1)的溫度(步驟S27)。在第一和第二實(shí)施方案中，當(dāng)前溫度在步驟S28中與危險(xiǎn)溫度相比較。在本第三實(shí)施方案中，當(dāng)前溫度在步驟S70中與警告溫度相比較。如果當(dāng)前溫度低于警告溫度，處理器被使得繼續(xù)任務(wù)的執(zhí)行(步驟S29)。如果當(dāng)前溫度是警告溫度或更高，數(shù)據(jù)被保存且處理器的操作停止(步驟S32)。
隨后的處理與第一和第二實(shí)施方案中相同。
根據(jù)第三實(shí)施方案的方法，除了已經(jīng)結(jié)合第一和第二實(shí)施方案描述的有利效果(1)～(4)之外，下面的有利效果(5)可以獲得。
(5)多芯處理器的溫度升高可以有效地抑制。
該有利效果參考圖28描述。圖28是顯示隨著時(shí)間過去處理器的狀態(tài)和處理器的溫度的圖。任務(wù)在時(shí)刻t0開始。周期時(shí)間是時(shí)刻t0和時(shí)刻t3之間。在圖28的實(shí)例中，處理器溫度變得高于危險(xiǎn)溫度。
在當(dāng)處理器正在執(zhí)行任務(wù)時(shí)處理器溫度與危險(xiǎn)溫度相比較的情況下，處理器的操作在時(shí)刻t2停止，如圖28中所示。時(shí)刻t2和時(shí)刻t3之間的時(shí)期Δt1是空閑時(shí)間。在空閑時(shí)間中，處理器的溫度降低。即使操作暫停指令發(fā)出到處理器，但是，處理器的操作不能在暫停指令發(fā)出的同時(shí)停止。在暫停指令的發(fā)出到操作的實(shí)際停止之間存在預(yù)先確定的時(shí)間間隔。因此，處理器的溫度不會(huì)在時(shí)刻t2立即開始降低。在預(yù)先確定的時(shí)期過去之后，處理器的溫度開始降低。如圖28中由情況3指示的，處理器的溫度在空閑時(shí)間Δt1期間沒有充分地降低，并且處理器的溫度即使在下一個(gè)周期時(shí)間從其開始的時(shí)刻t3處仍然在危險(xiǎn)溫度之上。此外，如圖28中由情況4指示的，處理器的溫度可能達(dá)到絕對(duì)危險(xiǎn)溫度。如果處理器的溫度達(dá)到絕對(duì)危險(xiǎn)溫度，處理器可能物理地變得不可操作。
在本實(shí)施方案中，執(zhí)行任務(wù)的處理器的溫度與低于危險(xiǎn)溫度的警告溫度相比較。如圖28中所示，處理器在時(shí)刻t1處停止操作。因此，時(shí)刻t1和時(shí)刻t3之間的時(shí)期Δt2(＞Δt1)變成空閑時(shí)間。處理器在空閑時(shí)間Δt2期間充分冷卻。如由情況2指示的，處理器的溫度降低到安全溫度。在最壞的情況下，處理器的溫度變得低于警告溫度(情況1)。
根據(jù)第三實(shí)施方案的上述方法，處理器可以充分冷卻，并且處理器的熱逸散或破壞可以防止。因?yàn)樘幚砥髟诳臻e時(shí)間期間完全冷卻，任務(wù)可以在下一個(gè)周期時(shí)間內(nèi)分派。因此，處理器系統(tǒng)的處理有效性可以提高。
接下來(lái)，根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)及其控制方法將被描述。第四實(shí)施方案涉及一種改進(jìn)第一到第三實(shí)施方案中預(yù)計(jì)溫度的計(jì)算精度的方法。
圖29是多芯處理器10的框圖。處理器11-1～11-m受來(lái)自相鄰處理器熱傳播的相互影響，導(dǎo)致溫度的升高。例如，在圖29中所示布置的情況下，處理器11-1受來(lái)自位于處理器11-1最小距離(d1)的處理器11-2和11-3的熱傳播嚴(yán)重地影響。處理器11-1也在某種程度上受來(lái)自位于處理器11-1次最小距離(d2)的處理器11-4的熱傳播影響。另外，處理器11-1有點(diǎn)受來(lái)自其他處理器11-5～11-m的熱傳播影響。
在本第四實(shí)施方案中，當(dāng)預(yù)計(jì)溫度在第一到第三實(shí)施方案的步驟S19或S60中計(jì)算時(shí)，來(lái)自相鄰處理器熱傳播的影響被考慮。例如，如果注意圖29中的處理器11-1，預(yù)計(jì)溫度Theat如圖30中所示。如果因來(lái)自處理器11-2，11-3和11-4的熱傳播的溫度升高由影響溫度Taff12，Ta13和Taff14指定，下面的等式給出，Theat1＝Tm1+(Ti-Td)+Taff12+Taff13+Taff14。
如上所述，為了在計(jì)算預(yù)計(jì)溫度時(shí)加上影響溫度，影響溫度表存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器20中。圖31顯示影響溫度表的一個(gè)實(shí)例。圖31是影響溫度表的概念視圖。
如圖31中所示，影響溫度表包含處理器11-1～11-m經(jīng)受其他處理器的熱傳播的影響作為系數(shù)c。系數(shù)c預(yù)先通過仿真或使用實(shí)際機(jī)器的測(cè)量得到。影響溫度Taff通過將系數(shù)乘以每個(gè)處理器的當(dāng)前溫度來(lái)計(jì)算。現(xiàn)在假定處理器11-1經(jīng)受處理器11-2的熱傳播影響的系數(shù)是c12并且處理器11-2的當(dāng)前溫度是Tm2。在這種情況下，處理器11-1的溫度因處理器11-2的影響而升高的影響溫度Taff12通過(Tm2×c12)來(lái)計(jì)算。處理器11-m在步驟S19或S60中或者在步驟S19或S60之前執(zhí)行該計(jì)算，并且完成影響溫度表的創(chuàng)建。當(dāng)預(yù)計(jì)溫度Theat實(shí)際地計(jì)算時(shí)，影響溫度表，以及任務(wù)熱值表和處理器冷卻系數(shù)表被參考。
根據(jù)該實(shí)施方案的方法，除了已經(jīng)結(jié)合第一和第二實(shí)施方案描述的有利效果(1)～(5)之外，下面的有利效果(6)可以獲得。
(6)處理器系統(tǒng)的性能可以提高(部分4)。
在本實(shí)施方案的方法中，處理器的預(yù)計(jì)溫度Theat考慮到其他處理器的熱量的影響而計(jì)算。因此，預(yù)計(jì)溫度Theat的精度可以增強(qiáng)。也就是，預(yù)計(jì)溫度Theat與實(shí)際執(zhí)行任務(wù)時(shí)的溫度之間的誤差可以降低。這可以減少當(dāng)任務(wù)執(zhí)行時(shí)處理器的溫度超過危險(xiǎn)溫度(或警告溫度)的情況的可能性。因此，處理器的更有效使用是可能的，并且處理器系統(tǒng)的性能可以提高。
在上述實(shí)施方案中，處理器11-1作為實(shí)例，并且來(lái)自處理器11-2～11-4的熱傳播被考慮。隨著所考慮的處理器數(shù)目增加，精度變得越高。但是，隨著與處理器的距離變得越大，熱傳播的影響降低。多少處理器應(yīng)被考慮應(yīng)當(dāng)通過一般地考慮預(yù)計(jì)溫度中的期望精度及其計(jì)算量來(lái)確定。
關(guān)于影響溫度，反饋的影響可能被考慮。例如，注意處理器11-1和處理器11-2之間的關(guān)系。處理器11-1的溫度因來(lái)自處理器11-2的熱傳播而升高。然后，處理器11-2的溫度也因來(lái)自具有升高后溫度的處理器11-1的熱傳播而升高。此外，處理器11-1的溫度因具有升高后溫度的處理器11-2的熱傳播而升高。影響溫度表可能通過考慮處理器如此相互影響并且處理器的溫度升高的情況來(lái)創(chuàng)建。在這種情況下，預(yù)計(jì)溫度可以較高的精度計(jì)算。
接下來(lái)，根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)及其控制方法將被描述。在第五實(shí)施方案中，故意設(shè)置在不可操作狀態(tài)中的處理器在多芯處理器10中提供。從而，整個(gè)多芯處理器的溫度的升高被抑制。
圖32是根據(jù)本第五實(shí)施方案的多芯處理器10的框圖。圖32說明隨著時(shí)間過去處理器操作的轉(zhuǎn)變。如圖32中所示，在根據(jù)第五實(shí)施方案的多芯處理器10中，處理器中至少一個(gè)被強(qiáng)行設(shè)置在不可操作的狀態(tài)中。設(shè)置在不可操作狀態(tài)中的處理器因不同的周期時(shí)間而有所不同。
圖33是說明處理器11-1～11-m的操作的時(shí)序圖。設(shè)置在不可操作狀態(tài)中的處理器對(duì)應(yīng)于圖32中的那些。如圖32和圖33中所示，處理器11-1在周期時(shí)間1內(nèi)設(shè)置在不可操作狀態(tài)中，處理器11-2在下一個(gè)周期時(shí)間2內(nèi)設(shè)置在不可操作狀態(tài)中，而處理器11-3在周期時(shí)間3內(nèi)設(shè)置在不可操作狀態(tài)中。當(dāng)然，設(shè)置在不可操作狀態(tài)中的處理器不執(zhí)行任何處理，并且處理器設(shè)置在不可操作狀態(tài)中的周期時(shí)間是空閑時(shí)間。
為了將處理器依次設(shè)置在不可操作狀態(tài)中，執(zhí)行任務(wù)管理的處理器或系統(tǒng)控制器保持分派表。沒有任務(wù)以強(qiáng)行方式分派到分派表中處理器的所選一個(gè)，并且處理器編號(hào)一個(gè)周期一個(gè)周期地遞增或遞減。因此，設(shè)置在不可操作狀態(tài)中的處理器被切換。
根據(jù)本實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)和控制方法，除了已經(jīng)結(jié)合第一到第四實(shí)施方案描述的有利效果(1)～(6)之外，下面的有利效果(7)可以獲得。
(7)多芯處理器溫度的升高可以抑制，并且多芯處理器的溫度可以變得一致。
根據(jù)該實(shí)施方案，不操作的處理器故意被提供并且動(dòng)態(tài)地切換。因?yàn)椴徊僮鞯奶幚砥鞯奶峁?，多芯處理?0溫度的升高可以有效地抑制。從周期到周期，設(shè)置在不可操作狀態(tài)中的處理器被切換。因此，防止多芯處理器的溫度分布的局部升高/降低，以及使得多芯處理器的溫度變得一致成為可能。
結(jié)果，依賴于溫度的處理器的特性在多芯處理器10內(nèi)變得基本相同，并且處理器特性的局部不一致可以防止。
上述方法可以通過使用專用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖34中所示。圖34是多芯處理器10的框圖。如圖34中所示，多芯處理器10包括控制處理器11-1～11-m的控制器17?？刂破?7存儲(chǔ)處理器編號(hào)，并且強(qiáng)行將與處理器編號(hào)相對(duì)應(yīng)的處理器11-1～11-m設(shè)置在不可操作狀態(tài)中。例如，在處理器11-m執(zhí)行任務(wù)分派的情況下，控制器17通知處理器11-m，關(guān)于哪個(gè)處理器將設(shè)置在不可操作狀態(tài)中?？刂破?7包括遞增單元或遞減單元18。每當(dāng)周期改變時(shí)，處理器編號(hào)遞增或遞減。處理器11-m分派任務(wù)到處理器，除了由控制器17設(shè)置在不可操作狀態(tài)中的處理器。
接下來(lái)，根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)及其控制方法將被描述。在第六實(shí)施方案中，執(zhí)行具有高優(yōu)先級(jí)任務(wù)、用于緊急情況使用的處理器在第一到第五實(shí)施方案中提供。
根據(jù)第六實(shí)施方案的多芯處理器10的操作參考圖35描述。圖35是多芯處理器10的框圖，并且說明隨著時(shí)間過去操作的轉(zhuǎn)變。如圖35中所示，處理器11-m使用處理器11-1用于緊急情況。在周期時(shí)間1～3中，處理器11-m將處理器11-1從任務(wù)調(diào)度的目標(biāo)中留出。處理器11-m對(duì)處理器11-2～11-(m-1)執(zhí)行調(diào)度和任務(wù)分派。
現(xiàn)在假定多芯處理器10的溫度通常隨著操作進(jìn)行而升高，并且在周期時(shí)間4內(nèi)沒有處理器變得可用于重新調(diào)度。然后，處理器11-m將具有最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)分派給已經(jīng)從調(diào)度目標(biāo)中為緊急情況使用而保留的處理器11-1。同時(shí)，其他處理器11-2～11-(m-1)的操作停止。
此后，如果多芯處理器10的溫度降低，處理器11-1的操作停止，像周期時(shí)間1～3中一樣，任務(wù)分派給作為調(diào)度目標(biāo)的處理器11-2～11-(m-1)。
圖36顯示隨著時(shí)間過去處理器操作的轉(zhuǎn)變和多芯處理器10的溫度。如圖36中所示，多芯處理器10的溫度在周期時(shí)間1～3中升高。但是，在周期時(shí)間4中，多芯處理器10的溫度因處理器11-2～11-(m-1)操作停止而突然降低。
如上所述，根據(jù)第六實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)和控制方法，除了已經(jīng)結(jié)合第一到第五實(shí)施方案描述的有利效果(1)～(7)之外，下面的有利效果(8)可以獲得。
(8)處理器系統(tǒng)溫度的升高可以抑制，同時(shí)防止應(yīng)用執(zhí)行的延遲。
根據(jù)第六實(shí)施方案的多芯處理器10包括用于緊急情況使用的處理器11-1。在正常操作時(shí)，處理器11-1的操作停止而用于正常操作的其他處理器11-2～11-(m-1)執(zhí)行任務(wù)。但是，如果多芯處理器10的溫度達(dá)到預(yù)先確定的級(jí)別或更高，用于正常操作的所有處理器11-2～11-(m-1)被使得不可操作。從而，多芯處理器快速地冷卻到足夠低的溫度。當(dāng)用于正常操作的處理器11-2～11-(m-1)被設(shè)置在不可操作狀態(tài)中時(shí)，用于緊急情況使用的處理器11-1被使得可操作。處理器11-1執(zhí)行具有最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。因此，應(yīng)用執(zhí)行的延遲可以抑制。
在第六實(shí)施方案中，像第五實(shí)施方案一樣，處理器的操作可以由專用控制器來(lái)停止。特別地，如圖37中所示，控制器19提供在多芯處理器10中。如果多芯處理器10的溫度低于預(yù)先確定的級(jí)別，控制器19停止用于緊急情況使用的處理器11-1的操作。與其相關(guān)的信息傳遞到處理器11-m。如果多芯處理器10的溫度達(dá)到預(yù)先確定的級(jí)別或更高，處理器11-2～1-(m-1)的操作停止而處理器11-1的操作開始。在處理器11-m執(zhí)行控制例如任務(wù)分派的情況下，不僅將處理器11-1而且將處理器11-m設(shè)置在可操作狀態(tài)中是可能的。但是，處理器11-m的操作可能通過讓控制器19臨時(shí)起處理器11-m的作用來(lái)停止。
根據(jù)本發(fā)明第一到第六實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)和控制方法，任務(wù)分派根據(jù)處理器的當(dāng)前溫度和任務(wù)的優(yōu)先次序來(lái)執(zhí)行。當(dāng)處理器的溫度升高時(shí)，處理器的操作停止并且處理器的狀態(tài)上下文保存在主存儲(chǔ)器中。在隨后的周期時(shí)間中，掛起的處理重新開始。因此，因溫度升高而引起的處理器系統(tǒng)處理性能的降低可以抑制。
在第一實(shí)施方案中，首先，在優(yōu)先次序中具有最高位置的任務(wù)分派給具有最低溫度的處理器。如果處理器的預(yù)計(jì)溫度超過警告溫度，該處理器的操作停止。當(dāng)然，具有第二或較低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)可能重新分派到該處理器。
在第一到第六實(shí)施方案中，溫度傳感器12-1～12-m為各個(gè)處理器11-1～11-m而提供。但是，不一定為每個(gè)處理器提供溫度傳感器。一個(gè)溫度傳感器可以被多個(gè)處理器所共享，并且處理器的溫度可以由溫度傳感器來(lái)測(cè)量。作為選擇，溫度傳感器可能布置在芯片上的過熱點(diǎn)(比其他區(qū)域具有較高溫度的區(qū)域)處，并且過熱點(diǎn)附近處理器的溫度可能被測(cè)量。
根據(jù)第一到第六實(shí)施方案的處理器系統(tǒng)可以嵌入在例如游戲機(jī)、家用服務(wù)器、TV或個(gè)人數(shù)字助理上。圖38是包括在具有已經(jīng)結(jié)合第一到第六實(shí)施方案描述的處理器系統(tǒng)的數(shù)字TV中的數(shù)字板的框圖。數(shù)字板用來(lái)控制通信信息例如視頻和音頻。如圖38中所示，數(shù)字板100包括前端單元110，圖像繪圖處理器系統(tǒng)120，數(shù)字輸入單元130，A/D轉(zhuǎn)換器140和180，重影減小單元150，3D YC分離單元160，彩色信號(hào)解碼器170，LAN處理LSI 190，LAN終端200，橋接介質(zhì)控制器LSI210，卡插槽220，閃速存儲(chǔ)器230，以及大容量存儲(chǔ)器(例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM))240。前端單元110包括數(shù)字調(diào)諧器模塊111和112，OFDM(正交頻分多路復(fù)用器)解調(diào)單元113，和QPSK(四相移鍵控)解調(diào)單元114。
圖像繪圖處理器系統(tǒng)120包括發(fā)送/接收電路121，MPEG2解碼器122，圖形發(fā)動(dòng)機(jī)123，數(shù)字格式轉(zhuǎn)換器124，以及處理器125。例如，圖形發(fā)動(dòng)機(jī)123和處理器125對(duì)應(yīng)于已經(jīng)結(jié)合第一到第六實(shí)施方案描述的多芯處理器10。
在上面的結(jié)構(gòu)中，地面數(shù)字廣播電波，BS(廣播衛(wèi)星)數(shù)字廣播電波和110度CS(通信衛(wèi)星)數(shù)字廣播電波由前端單元110解調(diào)。另外，地面模擬廣播電波和DVD/VTR信號(hào)由3D YC分離單元160和彩色信號(hào)解碼器170解碼。解調(diào)/解碼后的信號(hào)由發(fā)送/接收電路121輸入到圖像繪圖處理器系統(tǒng)120并且分離成視頻、音頻和數(shù)據(jù)。關(guān)于視頻，視頻信息經(jīng)由MPEG2解碼器122輸入到圖形發(fā)動(dòng)機(jī)123。
圖39是包括結(jié)合第一到第六實(shí)施方案描述的處理器系統(tǒng)的記錄/再現(xiàn)裝置的框圖。如圖39中所示，記錄/再現(xiàn)裝置300包括前置放大器310，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器320，存儲(chǔ)器330，圖像數(shù)據(jù)控制電路340，用戶I/FCPU 350，閃速存儲(chǔ)器360，顯示器370，視頻輸出單元380，和音頻輸出單元390。
圖像數(shù)據(jù)控制電路340包括存儲(chǔ)器接口341，數(shù)字信號(hào)處理器342，處理器343，音頻處理器344，和視頻處理器345。
使用上面的結(jié)構(gòu)，從前置放大器310中讀出的視頻數(shù)據(jù)輸入到圖像數(shù)據(jù)控制電路340。然后，圖形數(shù)據(jù)從數(shù)字信號(hào)處理器342輸入到視頻處理器345。視頻處理器345基于繪圖數(shù)據(jù)繪制物體。已經(jīng)在第一到第六實(shí)施方案中描述的多芯處理器10對(duì)應(yīng)于處理器343，并且主存儲(chǔ)器20對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)器330。
另外的優(yōu)點(diǎn)和修改將容易由本領(lǐng)域技術(shù)人員想到。因此，本發(fā)明在其更廣泛的方面并不局限于這里顯示并描述的具體細(xì)節(jié)和代表實(shí)施方案。因此，可以不背離由附加的權(quán)利要求及其等價(jià)物所定義的一般發(fā)明概念的本質(zhì)或范圍而做各種修改。
權(quán)利要求
1.一種處理器系統(tǒng)，其特征在于包括各自處理任務(wù)的多個(gè)第一處理器(11-1～11-(m-1))；測(cè)量第一處理器(11-1～11-(m-1))中每個(gè)的溫度的溫度傳感器(12-1～12-(m-1))；存儲(chǔ)由第一處理器(11-1～11-(m-1))處理的任務(wù)的程序(28-1～28-n)，以及包含任務(wù)與任務(wù)優(yōu)先級(jí)數(shù)之間關(guān)系的任務(wù)優(yōu)先次序表(22)的主存儲(chǔ)器(20)；以及基于任務(wù)優(yōu)先次序表(22)和由溫度傳感器(12-1～12-(m-1))測(cè)量的第一處理器的溫度將任務(wù)分配給第一處理器(11-1～11-(m-1))的第二處理器(11-m)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，第二處理器(11-m)預(yù)計(jì)執(zhí)行一個(gè)處理的單位時(shí)間之后第一處理器(11-1～11-(m-1))的每個(gè)將達(dá)到的溫度，當(dāng)預(yù)計(jì)溫度超過預(yù)先確定溫度時(shí)，第二處理器(11-m)保存分配給第一處理器(11-1～11-(m-1))的任務(wù)，并且停止第一處理器(11-1～11-(m-1))的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，第二處理器(11-m)預(yù)計(jì)執(zhí)行一個(gè)處理的單位時(shí)間之后第一處理器(11-1～11-(m-1))的每個(gè)將達(dá)到的溫度，第二處理器(11-m)將任務(wù)僅分配給其預(yù)計(jì)溫度不超過預(yù)先確定溫度的第一處理器(11-1～11-(m-1))。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，預(yù)先確定的溫度是第一處理器(11-1～11-(m-1))的操作被允許的上限溫度，主存儲(chǔ)器(20)還存儲(chǔ)包含關(guān)于第一處理器(11-1～11-(m-1))中每個(gè)的上限溫度的第一數(shù)據(jù)的第一溫度數(shù)據(jù)表(29)；包含關(guān)于當(dāng)任務(wù)處理時(shí)第一處理器(11-1～11-(m-1))溫度的升高的第二數(shù)據(jù)的第二溫度數(shù)據(jù)表(24)；包含關(guān)于第一處理器(11-1～11-(m-1))溫度的降低的第三數(shù)據(jù)的第三溫度數(shù)據(jù)表(27)，溫度的降低與在單位時(shí)間內(nèi)處理任務(wù)之后出現(xiàn)的空閑時(shí)間成比例；以及包含關(guān)于第一處理器(11-1～11-(m-1))的預(yù)計(jì)溫度的第四數(shù)據(jù)的第四溫度數(shù)據(jù)表(26)；并且第二處理器(11-m)使用從溫度傳感器(12-1～12-(m-1))獲得的當(dāng)前溫度、從第二溫度數(shù)據(jù)表(24)獲得的第二數(shù)據(jù)、從第三溫度數(shù)據(jù)表(27)獲得的第三數(shù)據(jù)計(jì)算預(yù)計(jì)溫度，將計(jì)算的預(yù)計(jì)溫度存儲(chǔ)在第四溫度數(shù)據(jù)表(26)中，并且將預(yù)計(jì)溫度與上限溫度相比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，第二處理器(11-m)監(jiān)控溫度傳感器；當(dāng)任務(wù)正在處理時(shí)第一處理器(11-1～11-(m-1))中任何一個(gè)達(dá)到預(yù)先確定的溫度時(shí)，第二處理器(11-m)將任務(wù)保存在主存儲(chǔ)器中，并且停止第一處理器(11-1～11-(m-1))的操作；以及主存儲(chǔ)器(20)包括與所保存任務(wù)相關(guān)的信息存儲(chǔ)于其中的上下文保存區(qū)(32)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，主存儲(chǔ)器(20)還存儲(chǔ)包含關(guān)于第一處理器(11-1～11-(m-1))與分配給每個(gè)第一處理器(11-1～11-(m-1))的任務(wù)之間對(duì)應(yīng)的信息的任務(wù)分配表(23)，第二處理器(11-m)更新任務(wù)分配表(23)，使得在任務(wù)優(yōu)先次序表中具有最高優(yōu)先級(jí)數(shù)的任務(wù)分配給具有最低溫度的第一處理器，并且根據(jù)任務(wù)分配表中的信息將任務(wù)分配給第一處理器(11-1～11-(m-1))。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于，主存儲(chǔ)器(20)還存儲(chǔ)包含關(guān)于第一處理器(11-1～11-(m-1))的溫度因來(lái)自其他相鄰第一處理器(11-1～11-(m-1))的熱傳播而升高的第五數(shù)據(jù)的第五溫度數(shù)據(jù)表，第二處理器(11-m)通過將第二和第五數(shù)據(jù)加到當(dāng)前溫度，并且減去第三數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算預(yù)計(jì)溫度。
8.一種具有多個(gè)處理器的處理器系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括測(cè)量多個(gè)處理器(11-1～11-(m-1))的溫度；根據(jù)處理優(yōu)先次序和處理器(11-1～11-(m-1))的溫度將任務(wù)分配給處理器(11-1～11-(m-1))；預(yù)計(jì)在執(zhí)行一個(gè)處理的單位時(shí)間之后每個(gè)處理器(11-1～11-(m-1))的溫度將達(dá)到的溫度；使預(yù)計(jì)溫度超過預(yù)先確定溫度的處理器(11-1～11-(m-1))將分配給該處理器(11-1～11-(m-1))的任務(wù)保存到主存儲(chǔ)器(20)；使其預(yù)計(jì)溫度沒有超過預(yù)先確定溫度的處理器(11-1～11-(m-1))處理分配的任務(wù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于還包括當(dāng)具有高優(yōu)先級(jí)數(shù)的任務(wù)被保存時(shí)，重新分配任務(wù)到其他處理器(11-1～11-(m-1))的任何一個(gè)。
10.一種具有多個(gè)處理器的處理器系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括測(cè)量多個(gè)處理器(11-1～11-(m-1))的溫度；根據(jù)處理優(yōu)先次序和處理器(11-1～11-(m-1))的溫度確定將分配給處理器(11-1～11-(m-1))的任務(wù)；預(yù)計(jì)在執(zhí)行一個(gè)處理的單位時(shí)間之后每個(gè)處理器(11-1～11-(m-1))的溫度將達(dá)到的溫度；不將任務(wù)分配給其預(yù)計(jì)溫度超過預(yù)先確定溫度的處理器(11-1～11-(m-1))，而將任務(wù)分配給其預(yù)計(jì)溫度沒有超過預(yù)先確定溫度的處理器(11-1～11-(m-1))；以及使任務(wù)分配到其上的處理器(11-1～11-(m-1))處理任務(wù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求10的方法，其特征在于在任務(wù)優(yōu)先次序表中具有最高優(yōu)先級(jí)數(shù)的任務(wù)分配給具有最低測(cè)量溫度的處理器(11-1～11-(m-1))。
12.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求10的方法，其特征在于還包括如果處理器(11-1～11-(m-1))中任何一個(gè)的溫度在任務(wù)執(zhí)行時(shí)達(dá)到預(yù)先確定的溫度，將正在由處理器(11-1～～11-(m-1))中任何一個(gè)處理的任務(wù)保存到主存儲(chǔ)器(20)；停止其溫度達(dá)到預(yù)先確定溫度的處理器(11-1～11-(m-1))的操作；以及將保存的任務(wù)重新分配給其他處理器(11-1～11-(m-1))中任何一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，當(dāng)任務(wù)保存到主存儲(chǔ)器(20)時(shí)，在處理器(11-1～11-(m-1))中提供的寄存器(15)和存儲(chǔ)器(16)的內(nèi)容存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器(20)中，從而處理器(11-1～11-(m-1))的狀態(tài)被保存，以及當(dāng)任務(wù)重新分配給其他處理器(11-1～11-(m-1))中任何一個(gè)時(shí)，通過保存任務(wù)而存儲(chǔ)的處理器(11-1～11-(m-1))的狀態(tài)從主存儲(chǔ)器(20)中讀出，從而其他處理器(11-1～11-(m-1))中任何一個(gè)被使得重新開始任務(wù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于預(yù)計(jì)溫度包括將當(dāng)前溫度和當(dāng)處理器(11-1～11-(m-1))執(zhí)行任務(wù)時(shí)處理器(11-1～11-(m-1))的溫度升高的第一溫度相加；從當(dāng)前溫度和第一溫度的相加結(jié)果中減去處理器(11-1～11-(m-1))的溫度降低的并且基于單位時(shí)間內(nèi)的空閑時(shí)間而獲得的第二溫度；其中通過從相加結(jié)果中減去第二溫度而獲得的相減結(jié)果設(shè)置為預(yù)計(jì)溫度。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一種處理器系統(tǒng)包括多個(gè)第一處理器(11－1～11－(m－1))、溫度傳感器(12－1～12－(m－1))、主存儲(chǔ)器(20)和第二處理器(11－m)。第一處理器(11－1～11－(m－1))各自處理任務(wù)。溫度傳感器(12－1～12－(m－1))測(cè)量第一處理器(11－1～11－(m－1))中每個(gè)的溫度。主存儲(chǔ)器(20)存儲(chǔ)由第一處理器(11－1～11－(m－1))處理的任務(wù)的程序，以及包含任務(wù)與任務(wù)優(yōu)先級(jí)數(shù)之間關(guān)系的任務(wù)優(yōu)先次序表(22)。第二處理器(11－m)基于任務(wù)優(yōu)先次序表(22)和由溫度傳感器(12－1～12－(m－1))測(cè)量的第一處理器(11－1～11－(m－1))的溫度，分配任務(wù)給第一處理器(11－1～11－(m－1))。
文檔編號(hào)G06F9/46GK1770111SQ200510059288
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
發(fā)明者上村剛, 永井健一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝