基于溫度控制電壓的方法和支持該方法的終端的制作方法
【專利摘要】提供了基于溫度控制電壓的方法和支持該方法的終端。該終端包括：溫度傳感器，用于檢測至少一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部和外部中的至少一個(gè)位置的溫度，以及電壓控制單元，用于根據(jù)由溫度傳感器檢測到的溫度來調(diào)整提供給該至少一個(gè)系統(tǒng)的電壓。
【專利說明】基于溫度控制電壓的方法和支持該方法的終端
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及針對系統(tǒng)的基于溫度的電壓控制。更具體地，本發(fā)明涉及基于溫度來控制電壓的方法以及支持該方法的終端，該終端包括用于控制終端的每一個(gè)組件或者將終端作為整體進(jìn)行控制的控制單元。
【背景技術(shù)】
[0002]最近，便攜式終端基于移動性已經(jīng)被廣泛地使用。具體地說，在便攜式終端中，實(shí)現(xiàn)語音通信的移動通信終端非常受歡迎，并且被大多數(shù)人使用。移動通信終端在通話方之間傳輸通信信息，并且支持各種功能。例如，傳統(tǒng)的便攜式終端具有用于播放文件的MPEG-1或MPEG-2音頻層III (MP3)功能和諸如數(shù)碼相機(jī)等圖像采集功能等。傳統(tǒng)的終端進(jìn)一步支持用于執(zhí)行手機(jī)游戲或街機(jī)游戲的功能。
[0003]為了保證便于攜帶，便攜式終端未配備有用于在使用期間散熱的冷卻裝置。因此，與諸如臺式終端或筆記本終端等具有冷卻裝置的終端相比，便攜式終端的弱點(diǎn)在于散熱。如果系統(tǒng)溫度升高至高于特定水平的溫度，則傳統(tǒng)的便攜式終端將遇到問題。為了解決上面的問題，已經(jīng)找到了一種使用具有高耐熱性的材料制造便攜式終端的組件的方法。然而，并不容易確定這種材料，并且該材料的成本可能很高或者可能不適合于制造便攜式終端。
[0004]因此，需要一種用于基于移動終端的溫度來控制電壓的方法、以及能夠支持該方法的移動終端。
[0005]上述信息是作為背景信息給出的，僅用于幫助理解本公開。對于上述任何內(nèi)容是否可作為關(guān)于本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)沒有任何判定也沒有任何斷言。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的各個(gè)方面至少解決上文提到的問題和/或缺點(diǎn)，并且至少提供下面描述的優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用于基于溫度來控制電壓的方法和支持該方法的終端，從而通過根據(jù)溫度進(jìn)行電壓控制來實(shí)現(xiàn)熱量產(chǎn)生的減少。
[0007]本發(fā)明的另一方面提供了一種用于基于溫度來控制系統(tǒng)電壓的方法和支持該方法的終端，從而通過電壓控制來節(jié)電，由此實(shí)現(xiàn)電池壽命的增加并且維持一致的性能。
[0008]本發(fā)明的另一方面提供了一種用于基于溫度來控制電壓的方法和支持該方法的終端，從而支持補(bǔ)償控制設(shè)備的樣品之間的偏差。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種支持基于溫度來進(jìn)行電壓控制的終端。該終端包括:溫度傳感器，用于檢測至少一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部和外部中的至少一個(gè)位置的溫度，以及電壓控制單元，用于根據(jù)由溫度傳感器檢測到的溫度來調(diào)整提供給該至少一個(gè)系統(tǒng)的電壓。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于基于溫度來控制電壓的方法。該方法包括:檢測至少一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部和外部中的至少一個(gè)位置的溫度，以及根據(jù)所檢測的溫度來調(diào)整提供給該至少一個(gè)系統(tǒng)的電壓。[0011]如上所述，如果系統(tǒng)的溫度由于對系統(tǒng)的持續(xù)驅(qū)動而升高，則用于基于溫度來控制電壓的方法和支持該方法的終端通過將電壓減小到預(yù)定值來減少熱量產(chǎn)生。
[0012]這種特性通過減少熱量產(chǎn)生來減小溫度升高，從而增加了系統(tǒng)的操作時(shí)間并且增加了高性能的持續(xù)時(shí)間。
[0013]本發(fā)明還通過根據(jù)系統(tǒng)溫度減小電壓來將驅(qū)動電力維持在較低的水平，從而進(jìn)一步增加了電池壽命。
[0014]本發(fā)明還進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了校正在制造過程中每一個(gè)系統(tǒng)的樣品之間的偏差。
[0015]通過結(jié)合附圖公開了本發(fā)明示例性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點(diǎn)和突出的特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]結(jié)合附圖，根據(jù)以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例的上述和其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚，在附圖中:
[0017]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的終端的示意性配置的框圖，其中，該終端支持基于溫度對系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)別供電的功能；
[0018]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖1的控制單元的配置的框圖；
[0019]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于溫度來控制系統(tǒng)電壓的過程的流程圖；
[0020]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的根據(jù)溫度改變進(jìn)行頻率和電壓控制的圖表；
[0021]圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于溫度的電壓控制與根據(jù)相關(guān)技術(shù)的電壓控制之間的性能比較的圖表；
[0022]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的批量生產(chǎn)的芯片的自適應(yīng)電源電壓(ASV)組分布的圖表；
[0023]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的針對基于溫度進(jìn)行電壓控制的電壓余量(margin)的表格；
[0024]圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的ARM內(nèi)核電力余量的圖表；
[0025]圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖形內(nèi)核余量的圖表；
[0026]圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的內(nèi)部邏輯電力余量的圖表；以及
[0027]圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的測量ASV組的溫度電壓余量的測試結(jié)果的表格。
[0028]貫穿附圖，應(yīng)當(dāng)注意的是，相似的附圖標(biāo)記用于表示相同或相似的元素、特征和結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0029]參照附圖提供以下描述來幫助全面理解權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的示例性實(shí)施例。以下描述包括多種具體細(xì)節(jié)來幫助理解，但是這些具體細(xì)節(jié)應(yīng)該視為僅僅是示例性的。因此，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，可以在不背離本發(fā)明的范圍和精神的前提下對本文所述實(shí)施例進(jìn)行多種改變和修改。此外，為了清楚和簡要目的，省略對公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。
[0030]以下描述和權(quán)利要求中使用的術(shù)語和詞語不限于字面含義，而是僅僅由發(fā)明人用來達(dá)到對本發(fā)明的清楚和一致理解。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，以下對本發(fā)明示例性實(shí)施例的描述僅用于說明目的，而不是要限制所附權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明。
[0031]應(yīng)該理解，除非文中明確指出，否則單數(shù)形式的“一”、“一種”和“該”包括復(fù)數(shù)形式。因此，例如，對于“一組件表面”的引述包括對于一個(gè)或多個(gè)這種表面的引述。
[0032]可以放大、省略或示意性地示出附圖中的一些組件，并且每一個(gè)組件的大小可以不反映實(shí)際的大小。因此，本發(fā)明的示例性實(shí)施例不受附圖中所示的相對大小或距離的限制。
[0033]圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的終端的示意性配置的框圖，其中，該終端支持基于溫度對系統(tǒng)進(jìn)行區(qū)別供電的功能。
[0034]參照圖1，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的終端100包括通信單元110、電源120、溫度傳感器130、顯示單元140、存儲單元150和控制單元160。
[0035]為了驅(qū)動控制單元160，終端100基于預(yù)定的控制表來應(yīng)用驅(qū)動頻率，識別終端的驅(qū)動系統(tǒng)的溫度(例如，在控制單元160中配置的應(yīng)用處理器(AP)的溫度)，并且應(yīng)用與該溫度相對應(yīng)的特定控制表。控制表支持根據(jù)溫度的升高來應(yīng)用較低的電壓。由此，該特性通過使系統(tǒng)溫度維持在穩(wěn)定狀態(tài)或者通過提供相對較低的電壓來最小化系統(tǒng)溫度的升高，支持控制單元160使用特定的驅(qū)動頻率更穩(wěn)定地且在更長時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行驅(qū)動。
[0036]在示例性實(shí)施例中，溫度傳感器130檢測終端100的預(yù)定位置處的溫度。即，溫度傳感器130可以包括以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):設(shè)于終端100內(nèi)的印刷電路板(PCB)的特定位置處的溫度傳感器、設(shè)于控制單元160的控制器內(nèi)或者設(shè)于該控制器附近的溫度傳感器、以及設(shè)于用于支持終端100的特定用戶功能的各個(gè)控制器附近或者設(shè)于所述控制器內(nèi)的溫度傳感器。溫度傳感器130可以向控制單元160發(fā)送所采集的溫度信息。設(shè)于控制單元160內(nèi)的溫度傳感器可以位于控制單元160的AP內(nèi)核芯片附近，并且可以根據(jù)AP驅(qū)動的電流來檢測由熱量產(chǎn)生的溫度。如果多芯片(例如，用于支持通信功能的通信模塊芯片)另外設(shè)于控制單元160中，則溫度傳感器130可以設(shè)于相應(yīng)的通信模塊芯片的附近區(qū)域中，并且可以檢測溫度信息。備選地，溫度傳感器130可以設(shè)于AP芯片和通信模塊芯片的公共區(qū)域中，并且檢測溫度信息。溫度傳感器還可以設(shè)于用于支持用戶功能的控制器(例如，圖像數(shù)據(jù)處理單元(ISP)或圖形支持設(shè)備)中。如上所述，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，至少一個(gè)溫度傳感器130根據(jù)終端100的設(shè)計(jì)來放置并且檢測溫度信息，使得基于溫度的區(qū)別電壓供電功能可以應(yīng)用于終端100中的各個(gè)系統(tǒng)中的至少一個(gè)系統(tǒng)。
[0037]如果終端100支持通信功能，則通信單元110是與上述通信模塊芯片相對應(yīng)的額外組件。即，如果終端100不支持通信功能，則可以省略通信單元110。通信單元110通過根據(jù)用戶請求、預(yù)定調(diào)度或者外部請求的激活，來支持通信功能。在驅(qū)動通信單元110的過程中，通信單元110輸出或接收信號。為此，通信單元110支持用于在控制單元160的控制下驅(qū)動通信模塊芯片的預(yù)定電壓。如果通信單元110被驅(qū)動，則可能產(chǎn)生熱量。這種熱量可能升高終端100的內(nèi)部溫度，并且控制單元160可以執(zhí)行驅(qū)動頻率管理，使得電壓根據(jù)由于驅(qū)動通信單元110產(chǎn)生的溫度升高而改變。通信模塊芯片是與通信功能有關(guān)的組件，并且不僅可以包括支持電信和數(shù)據(jù)通信功能的通信芯片，并且還可以包括廣播接收模塊和近場通信模塊。
[0038]電源120是向終端100供電所需的組件。電源120在控制單元160的控制下向終端100的每一個(gè)組件提供具有預(yù)定電壓的電力。具體地說，電源120可以在控制單元160的控制下，根據(jù)終端100的內(nèi)部溫度或者根據(jù)特定系統(tǒng)溫度的升高，提供電壓比先前電壓低的電力。例如，如果電源120在特定溫度升高之前已經(jīng)向控制單元160提供了 5.0伏特的電力，則電源120可以在溫度升高以后向控制單元160提供3.0伏特的電力。電源120可以在額外的溫度升高以后進(jìn)一步向控制單元160提供2.5伏特的電力。S卩，電源120可以根據(jù)溫度向控制單元160提供具有不同電壓的電力。
[0039]顯示單元140是根據(jù)終端100的操作來輸出各種屏幕的組件。顯示單元140根據(jù)終端100的操作顯示諸如等待屏幕和菜單屏幕等屏幕，并且根據(jù)用戶的選擇或者預(yù)定調(diào)度來顯示諸如文件播放屏幕、文件搜索屏幕、廣播接收屏幕、以及網(wǎng)頁連接屏幕等特定用戶功能屏幕。顯示單元140可以利用具有觸摸面板和顯示面板的觸摸屏來配置，從而可以用作輸入裝置。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，顯示單元140可以提供信息使得用戶或設(shè)計(jì)者可以識別基于溫度的區(qū)別電壓供電功能。即，顯示單元140可以在屏幕的一側(cè)顯示終端100的內(nèi)部溫度或者特定系統(tǒng)的溫度。在這里，顯示單元140可以支持使得通過顯示溫度信息的類型和溫度值來容易地識別有關(guān)的溫度信息?？梢愿鶕?jù)設(shè)置以攝氏度或華氏度來顯示溫度值。顯示單元140可以進(jìn)一步提供根據(jù)溫度信息施加的電壓值的改變?？梢酝ㄟ^顯示關(guān)于先前溫度的電壓值和關(guān)于當(dāng)前溫度的電壓值來支持電壓值的改變，使得可以識別電壓改變的程度。顯示單元140可以進(jìn)一步輸出特定系統(tǒng)配置的驅(qū)動頻率信息。因此，顯示單元140可以根據(jù)電壓值的改變來顯示電池壽命的改變,并且根據(jù)溫度的改變來顯示驅(qū)動頻率的改變。信息的輸出可以與系統(tǒng)的內(nèi)部情形有關(guān)，由此可以根據(jù)用戶的設(shè)置或者設(shè)計(jì)者的意圖來省略信息的輸出。
[0041]存儲單元150存儲與終端100的驅(qū)動有關(guān)的各種程序。存儲單元150可以存儲終端100的操作系統(tǒng)，特定用戶功能的程序，例如，照相應(yīng)用程序、通信功能支持程序和廣播接收程序。如果終端100支持照相功能，則可以添加照相應(yīng)用程序。具體地說，存儲單元150存儲多個(gè)控制表151以支持基于溫度的區(qū)別電壓供電功能。
[0042]多個(gè)控制表151可以是被設(shè)計(jì)為基于溫度向特定系統(tǒng)施加不同電壓的表。如果系統(tǒng)針對系統(tǒng)的操作支持動態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)(DVFS)功能，則多個(gè)控制表151可以是針對每一個(gè)溫度具有不同電壓值的多個(gè)DVFS表。DVFS是支持諸如AP內(nèi)核等的系統(tǒng)根據(jù)瞬時(shí)所需的頻率值來設(shè)置電壓值的表。如果在驅(qū)動終端100時(shí)必須執(zhí)行多個(gè)任務(wù)或者任務(wù)需要高速數(shù)據(jù)處理,則AP內(nèi)核基于DVFS表以相對較高的驅(qū)動頻率(例如，可應(yīng)用于系統(tǒng)的最大驅(qū)動頻率)操作，并且為此可以使用最大電壓值。如果在驅(qū)動終端100時(shí)必須執(zhí)行少許任務(wù)或者任務(wù)需要低速數(shù)據(jù)處理，則AP內(nèi)核基于DVFS表以相對較低的驅(qū)動頻率(例如，可應(yīng)用于系統(tǒng)的最低驅(qū)動頻率)操作，并且為此可以使用最小電壓值。
[0043]可以針對每一個(gè)系統(tǒng)單獨(dú)地提供多個(gè)控制表151。例如，不僅可以提供針對AP內(nèi)核的控制表，而且還可以提供針對驅(qū)動相機(jī)的圖像數(shù)據(jù)處理單元的控制表和針對諸如廣播接收模塊等通信模塊的控制表。S卩，多個(gè)控制表151可以包括在使用特定時(shí)鐘的驅(qū)動頻率的系統(tǒng)中用于至少一個(gè)基于溫度的電壓控制的控制表。[0044]控制單元160處理并發(fā)送與終端100的驅(qū)動有關(guān)的各種信號和數(shù)據(jù)。具體地說，控制單元160可以識別由溫度傳感器130采集的溫度信息，并且可以根據(jù)溫度信息來改變驅(qū)動頻率和電壓，以支持基于溫度的區(qū)別電壓供電功能?？刂茊卧?60通過針對驅(qū)動頻率應(yīng)用不同的電壓值來在使用特定驅(qū)動頻率的操作中提供最佳的電壓值。通過節(jié)省電力并且最小化在使用特定驅(qū)動頻率的終端100的操作中產(chǎn)生的熱量，來改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而提供終端100的更穩(wěn)定且更高的驅(qū)動性能。控制單元160可以通過使用存儲單元150中預(yù)先存儲的控制表151來進(jìn)一步支持針對終端100中包括的其它系統(tǒng)的基于溫度的區(qū)別電壓供電功能。備選地，如果用于使用基于溫度的區(qū)別電壓供電功能的例程被加載到諸如控制單元160等每一個(gè)系統(tǒng)組件中，則可以在無需控制單元160的控制的情況下獨(dú)立地執(zhí)行對存儲單元150中控制表151的訪問和操作，以操作相應(yīng)的功能?？刂茊卧?60可以包括如圖2中所示的配置。
[0045]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖1的控制單元的配置的框圖。
[0046]參照圖2，控制單元160包括溫度檢測器161、內(nèi)部時(shí)鐘檢測器163和電壓控制單元 165。
[0047]溫度檢測器161檢測終端100的內(nèi)部溫度，并且檢測設(shè)于PCB上的諸如控制單元160、用于操作顯示單元140的圖形支持設(shè)備、用于在內(nèi)部系統(tǒng)組件之間傳輸信號的總線系統(tǒng)、內(nèi)部邏輯、和用于支持相機(jī)的圖像數(shù)據(jù)處理單元等系統(tǒng)的至少一個(gè)溫度。為此，溫度檢測器161控制設(shè)于上述系統(tǒng)中的至少一個(gè)溫度傳感器130，并且通過使用溫度傳感器130來采集特定系統(tǒng)的溫度信息。溫度檢測器161可以通過使用溫度傳感器130來周期性地或者實(shí)時(shí)地采集溫度信息，并且可以僅采集設(shè)于終端100內(nèi)的特定系統(tǒng)的溫度信息或者整個(gè)終端100的內(nèi)部溫度。溫度檢測器161向電壓控制單元165發(fā)送從溫度傳感器130接收的溫度信息。溫度信息可以包括特定系統(tǒng)或終端100的位置標(biāo)識符和溫度值。
[0048]內(nèi)部時(shí)鐘檢測器163是用于檢測至少一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘的組件，該組件支持根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于溫度的區(qū)別電壓供電功能。例如，內(nèi)部時(shí)鐘檢測器163可以檢測控制單元160的驅(qū)動頻率。在向控制單元160應(yīng)用DVFS (或者，動態(tài)時(shí)鐘和電壓調(diào)節(jié)(DCVS))的情況下，可以依據(jù)終端100的操作，基于各個(gè)驅(qū)動頻率來操作控制單元160，如上所述。內(nèi)部時(shí)鐘檢測器163檢測特定溫度下的驅(qū)動頻率，并且將該驅(qū)動頻率發(fā)送到電壓控制單元165。內(nèi)部時(shí)鐘檢測器163進(jìn)一步檢測未應(yīng)用DVFS的組件(例如，用于支持相機(jī)模塊的圖像數(shù)據(jù)處理單元)的固定驅(qū)動頻率，并且將檢測到的信息發(fā)送到電壓控制單元165。
[0049]電壓控制單元165是用于根據(jù)溫度檢測器161檢測到的溫度信息來調(diào)整提供給特定系統(tǒng)的電壓的組件。如果接收到溫度信息，則電壓控制單元165從存儲單元150中識別與溫度信息相對應(yīng)的控制表151，并且根據(jù)存儲在控制表151中的信息來增加或減小電壓。在應(yīng)用了 DVFS的控制器的情況下，電壓控制單元165在存儲單元150中搜索多個(gè)基于溫度的DVFS控制表中與當(dāng)前溫度相對應(yīng)的DVFS控制表。然后，電壓控制單元165通過使用從內(nèi)部時(shí)鐘檢測器163發(fā)送的驅(qū)動頻率信息，根據(jù)在DVFS控制表中定義的驅(qū)動頻率，來執(zhí)行電壓控制。即，電壓控制單元165參照溫度信息和驅(qū)動頻率來控制提供給特定系統(tǒng)的電壓。
[0050]作為上述區(qū)別電壓供電功能的示例，如果控制單元160以最大驅(qū)動頻率操作，則終端100的內(nèi)部溫度和控制單元160中包括的系統(tǒng)的溫度可能逐漸地升高。在該情況下，溫度檢測器161可能檢測到內(nèi)部溫度或系統(tǒng)溫度的升高，并且如果溫度升高至高于預(yù)定值，則可以將溫度信息發(fā)送給內(nèi)部時(shí)鐘檢測器163和電壓控制單元165。內(nèi)部時(shí)鐘檢測器163在溫度高于預(yù)定值的情況下識別系統(tǒng)驅(qū)動頻率信息，并且將該系統(tǒng)驅(qū)動頻率信息發(fā)送給電壓控制單元165。如果溫度升高，則電壓控制單元165搜索存儲在存儲單元150中的控制表151，并且查找與溫度相對應(yīng)的控制表151。然后，電壓控制單元165識別從內(nèi)部時(shí)鐘檢測器163接收的驅(qū)動頻率，并且檢測與驅(qū)動頻率相對應(yīng)的電壓信息。電壓控制單元165基于相應(yīng)的電壓信息來調(diào)整提供給控制單元160的電壓。例如，電壓控制單元165可以進(jìn)行控制以將提供給控制單元160的控制器的電壓減小至預(yù)定值。如果在該過程中減小提供給控制單元160的電壓，則由此可以根據(jù)控制單元160的操作中功耗的減小來減少熱量產(chǎn)生。該特性導(dǎo)致系統(tǒng)以相同的驅(qū)動頻率操作，而無需由控制單元160改變至低于最大驅(qū)動頻率的驅(qū)動頻率。因此，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的應(yīng)用了基于溫度的區(qū)別電壓供電功能的系統(tǒng)可以提供相對較高的驅(qū)動性能，并且可以通過抑制溫度升高來最小化硬件的熱損壞，從而延長系統(tǒng)的壽命。此外，應(yīng)用了本發(fā)明示例性實(shí)施例的系統(tǒng)可以自適應(yīng)地減小電壓，從而通過減小功耗來在低電力的情況下實(shí)現(xiàn)高性能操作，并且通過節(jié)省電池電力來得到更長的操作時(shí)間。
[0051]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于基于溫度來控制系統(tǒng)電壓的過程的流程圖。
[0052]參照圖3，在步驟301，控制單元160識別系統(tǒng)內(nèi)核時(shí)鐘計(jì)算算法的值。即，控制單元160識別當(dāng)前要處理的任務(wù)數(shù)量和所請求的處理速度。然后，在步驟303，控制單元160根據(jù)所識別的信息來識別改變驅(qū)動頻率是否是必需的。如果改變驅(qū)動頻率是必需的，則在步驟305，控制單元160識別將應(yīng)用本發(fā)明的示例性實(shí)施例的諸如AP等系統(tǒng)的內(nèi)部溫度是否低于預(yù)定基本溫度。在這里，根據(jù)溫度傳感器的布置，用于控制AP的電壓的溫度信息可以不是從AP的內(nèi)部采集的，而是從AP的外部(例如，設(shè)于PCB上的溫度傳感器)采集的。
[0053]在示例性實(shí)施例中，如果在步驟305中，AP的內(nèi)部溫度低于基本溫度，則在步驟307，控制單元160選擇DVFS表#1 (正常)，并且在步驟309和311中基于DVFS表#1來調(diào)整AP驅(qū)動頻率和電壓。在這里，DVFS表#1 (正常)可以與針對AP的操作預(yù)定的第一控制表相對應(yīng)。即，DVFS表#1可以是包括針對根據(jù)DVFS頻率調(diào)節(jié)來進(jìn)行動態(tài)電壓調(diào)整的信息的表格。
[0054]如果在步驟309中頻率的增加是必需的，則控制單元160進(jìn)行控制以基于DVFS表#1將電壓和驅(qū)動頻率增加預(yù)定值。如果在步驟311中頻率的減小是必需的，則控制單元160進(jìn)行控制以減小電壓和驅(qū)動頻率。
[0055]在示例性實(shí)施例中，如果在步驟305中AP的內(nèi)部溫度高于基本溫度，則在步驟313中控制單元160選擇存儲在存儲單元150中的DVFS表#2 (高溫)，并且進(jìn)行控制以選擇性地執(zhí)行步驟315和步驟317。即，如果頻率的增加是必需的，則控制單元160可以基于DVFS表#2中包括的信息增加電壓和頻率，并且如果頻率的減小是必需的，則控制單元160可以基于DVFS表#2中包括的信息減小電壓和頻率。在上述描述中，DVFS表#1中包括的電壓調(diào)整值和DVFS表#2中包括的電壓調(diào)整值至少部分地設(shè)置為不同的值。
[0056]在示例性實(shí)施例中，如果在步驟303中根據(jù)所識別的信息，驅(qū)動頻率的改變不是必需的，則在步驟319中控制單元160識別AP的內(nèi)部溫度是否低于預(yù)定的溫度。如果AP的內(nèi)部溫度低于預(yù)定的基本溫度，則在步驟322，控制單元160維持當(dāng)前設(shè)置。S卩，控制單元160支持AP驅(qū)動，而無需改變當(dāng)前驅(qū)動頻率和電壓。如果在步驟319中AP的內(nèi)部溫度大于預(yù)定的基本溫度，則在步驟323中控制單元160根據(jù)針對高溫的DVFS表的設(shè)置來進(jìn)行AP調(diào)整。在上述描述中，如果在步驟319中AP的內(nèi)部溫度高于預(yù)定的溫度，則執(zhí)行與步驟313類似的步驟323。在上述描述中，已經(jīng)解釋了識別改變AP配置的驅(qū)動頻率并且相應(yīng)地改變AP的內(nèi)部溫度和基本溫度的必要性，然而，可以省略步驟303、319、322和323。在該情況下，控制單元160在步驟301中識別內(nèi)核時(shí)鐘算法的值，在步驟305中將AP的內(nèi)部溫度與基本溫度進(jìn)行比較，并且如果AP的內(nèi)部溫度低于基本溫度，則在步驟322中維持當(dāng)前設(shè)置，而無需進(jìn)入步驟307。在圖3中示出了用于解釋驅(qū)動頻率和電壓調(diào)整的分支，然而，本發(fā)明的示例性實(shí)施例的主要特征在于:如果系統(tǒng)的內(nèi)部溫度或外部溫度高于基本溫度，則基于從多個(gè)預(yù)定DVFS表中選擇的特定DVFS表來調(diào)整驅(qū)動頻率和電壓。
[0057]已經(jīng)在上文中描述了通過使用兩個(gè)DVFS表來調(diào)整電壓的方法，然而，本發(fā)明不限于此。
[0058]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的根據(jù)溫度改變來進(jìn)行頻率和電壓控制的圖表。
[0059]參照圖4，如圖所示，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，可以提供針對每一個(gè)溫度的多個(gè)DVFS表，從而終端100可以進(jìn)行控制以通過針對每一個(gè)溫度搜索相應(yīng)的DVFS表來應(yīng)用與驅(qū)動頻率相對應(yīng)的電壓調(diào)整值。在圖4中，在溫度0°C、_25°C和100°C處示出了針對每一個(gè)頻率的電壓調(diào)整值。圖4示出了以直線的形式調(diào)整針對每一個(gè)溫度的操作電壓，然而，可以以非線性的形式(例如，拋物線和階梯曲線)來調(diào)整操作電壓。
[0060]諸如臺式計(jì)算機(jī)和筆記本計(jì)算機(jī)等產(chǎn)品通過安裝散熱面板和旋轉(zhuǎn)式風(fēng)扇來使系統(tǒng)冷卻并維持性能。然而，由于便攜性的效果并且由于便攜式終端的超薄型，便攜式終端不能安裝這種冷卻設(shè)備，從而需要一種用于減小功耗的方法。
[0061]如果向系統(tǒng)提供具有恒定電壓和電流的電力，則產(chǎn)生了熱量，從而由于產(chǎn)生的熱量而減小了閾值電壓(vth)。如果Vth減小，則芯片的泄漏和動態(tài)電流增加，從而隨著電流的增加產(chǎn)生了越來越多的熱量。隨著Vth根據(jù)芯片溫度的升高而減小，本發(fā)明的示例性實(shí)施例通過將施加的電壓減小電壓余量來減小功耗。因此，應(yīng)用了本發(fā)明示例性實(shí)施例的系統(tǒng)具有較低的溫度升高并且在較長的時(shí)間維持最佳性能。
[0062]如上所述，終端100的特征在于針對多個(gè)可能的特定系統(tǒng)中的至少一個(gè)支持基于溫度的區(qū)別電壓供電功能，所述特定系統(tǒng)例如是在控制單元160中配置的設(shè)備，諸如支持照相功能的圖像信號處理器(ISP)、支持顯示功能的圖形設(shè)備等控制器，等等?；跍囟鹊膮^(qū)別電壓供電功能支持長時(shí)間內(nèi)的高驅(qū)動性能和高穩(wěn)定性。基于溫度的區(qū)別電壓供電功能使得能夠減少在制造終端100的每一個(gè)系統(tǒng)的過程中樣品屬性的偏差，從而可以更自由地對產(chǎn)品進(jìn)行管理。在下文中，參照附圖更詳細(xì)地描述了應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的功能的方法。
[0063]圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于溫度的電壓控制與根據(jù)有關(guān)技術(shù)的電壓控制之間的性能比較的圖表。
[0064]參照圖5，示出了在基于溫度的電壓控制之前和之后的溫度升高和最大操作頻率的圖表。如圖所示，如果根據(jù)溫度控制電壓，則溫度升高的速度下降，從而可以維持最大操作頻率和系統(tǒng)性能。S卩，如果應(yīng)用電壓控制，則系統(tǒng)的驅(qū)動頻率根據(jù)溫度的升高以線性形式增加。100°c處的驅(qū)動頻率表現(xiàn)出與未應(yīng)用基于溫度的電壓控制相比較高的驅(qū)動頻率。如果未應(yīng)用基于溫度的電壓控制，則系統(tǒng)的最大驅(qū)動頻率根據(jù)溫度的下降而快速減小。然而，如果應(yīng)用基于溫度的電壓控制，則最大驅(qū)動頻率相對緩慢地下降，這意味著系統(tǒng)以較高的驅(qū)動頻率操作。
[0065]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的批量生產(chǎn)的芯片的自適應(yīng)電源電壓(ASV)組分布的圖表。
[0066]參照圖6，通常在批量生產(chǎn)芯片時(shí)，芯片的物理屬性具有如圖所示的正態(tài)分布。從中心到自適應(yīng)電源電壓O(ASVO)的方向分布的芯片需要較高的電壓來提供特定的性能，并且具有較低的泄漏和電流消耗。相反，從中心到自適應(yīng)電源電壓12(ASV12)的方向分布的芯片需要較低的電壓來提供特定的性能，并且具有較高的泄漏和電流消耗?？拷麬SV12分布的芯片的弱點(diǎn)在于由于較高的功耗而產(chǎn)生熱量，并且具有較短的電池壽命的缺點(diǎn)?？拷麬SVO分布的芯片具有較低的功耗，然而，具有低響應(yīng)度的缺點(diǎn)。
[0067]如上所述，組ASVO的芯片和組ASV12的芯片之間的熱量產(chǎn)生和操作時(shí)間的偏差較大。如果將根據(jù)本發(fā)明的區(qū)別電壓供電功能應(yīng)用于組ASVO至ASV12的芯片，則可以減小芯片之間的操作時(shí)間的偏差。例如，屬于組ASV12的芯片具有由于較高的功耗而產(chǎn)生熱量的特性，然而，可以通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的基于溫度的區(qū)別電壓供電功能來減小熱量產(chǎn)生，從而可以解決熱量產(chǎn)生和泄漏電流的問題。因此，如果將基于溫度的區(qū)別電壓供電功能應(yīng)用于批量生產(chǎn)芯片，則可以將樣品的物理屬性補(bǔ)償為接近在中心分布的組ASV6，從而本發(fā)明有助于通過擴(kuò)展產(chǎn)品的容許范圍來批量生產(chǎn)芯片。例如，如果最初將產(chǎn)品組劃分為12個(gè)組，則可以通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于溫度的區(qū)別電壓供電功能來將產(chǎn)品組劃分為較少量的組。換言之，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于溫度的區(qū)別電壓供電功能支持基于溫度對ASV組進(jìn)行重新分組。因此，可以將多個(gè)組分配給芯片以執(zhí)行基于溫度的電壓控制。該特性可以導(dǎo)致制造支持特定特性的更多產(chǎn)品，并且即使產(chǎn)品的物理屬性可能不同，也可以將產(chǎn)品處理為具有相同的性能。
[0068]圖7至圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的實(shí)際批量生產(chǎn)的芯片的溫度特性的測試結(jié)果的各種表格和圖表。附圖示出了芯片的測試結(jié)果，并且“低溫”指示當(dāng)芯片管芯溫度在(TC與39°C之間時(shí)電壓余量測試的結(jié)果?！碍h(huán)境溫度”指示當(dāng)芯片管芯溫度在67°C與80°C之間時(shí)電壓余量測試的結(jié)果?！癓0”至“L15”指示時(shí)鐘頻率，其中，“L0”是最大操作頻率，“L15”是最小操作頻率。通過使用向量來對電壓余量進(jìn)行測量，并且通過逐漸減小實(shí)際電源電壓直到故障發(fā)生為止，來測量電壓。通過以12.5mV的間隔減小電壓，來執(zhí)行測試。通過從“低溫”的最小操作電壓(單位為mV)減去“環(huán)境溫度”的最小操作電壓(單位為mV)來計(jì)算額外的余量。
[0069]參照圖7，在整個(gè)頻率范圍內(nèi)，額外的余量隨著溫度的升高而增加。參照圖8，ARM內(nèi)核電力余量配置有16個(gè)階梯。參照圖9，圖形內(nèi)核(G3D)電力余量配置有7個(gè)階梯。參照圖10，內(nèi)部邏輯(INT)電力余量配置有5個(gè)階梯。如圖所示，可以將電壓減少多達(dá)根據(jù)溫度的升高而產(chǎn)生的額外余量電壓，并且由于如果減小電壓則產(chǎn)生了額外的余量，因此可以將電壓減小比當(dāng)前測量的額外余量多的量。
[0070]參照圖11，表格示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的測量ASV組的溫度電壓余量的測試結(jié)果。[0071]圖11是在4個(gè)組中測量5個(gè)芯片的測試結(jié)果，并且示出了隨著溫度的升高額外產(chǎn)生的余量。因此，可以向所有組應(yīng)用基于溫度的區(qū)別電壓供電功能，這是因?yàn)樵谒行酒嗅槍φ麄€(gè)電力范圍產(chǎn)生了額外余量。例如，屬于所示ASV組的每一個(gè)樣品的電壓可以隨著溫度的升高而減小。在這里，IDS是與泄漏有關(guān)的以毫安(mA)為單位的值，并且HPM與電荷的最大移動速度相對應(yīng)。
[0072]如上所述，本發(fā)明的示例性實(shí)施例的特征在于具有提供基于溫度的區(qū)別電壓供電功能的配置。如果相應(yīng)的系統(tǒng)使用DVFS表，則可以應(yīng)用基于溫度的區(qū)別電壓供電功能來基于針對每一個(gè)溫度提供的多個(gè)DVFS表執(zhí)行系統(tǒng)操作。因此，本發(fā)明的示例性實(shí)施例可以通過使用多個(gè)DVFS表來提供用于在相同的頻率中應(yīng)用不同電壓的系統(tǒng)。在示例性實(shí)施例中，本發(fā)明進(jìn)一步通過針對芯片的每一個(gè)溫度提供多個(gè)ASV(PVS)組來支持根據(jù)溫度設(shè)置電壓。
[0073]在根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的檢測溫度的方法中，可以使用設(shè)于系統(tǒng)或芯片內(nèi)的溫度傳感器單元(TMU)或者設(shè)于PCB上的熱敏電阻，其也可以應(yīng)用于多核環(huán)境。如上所述，甚至在僅使用特定的驅(qū)動頻率的系統(tǒng)中，本發(fā)明的示例性實(shí)施例也可以通過支持根據(jù)溫度升高的電壓調(diào)整來減少泄漏電流和功耗，而無需像DVFS —樣根據(jù)頻率來改變電壓。
[0074]終端100還可以根據(jù)規(guī)定類型包括各種額外的模塊。即，終端100可以包括上文未描述的組件，例如，用于通信終端的近場通信模塊、用于在終端100的有線通信方法或無線通信方法中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌?、連接到互聯(lián)網(wǎng)并且執(zhí)行互聯(lián)網(wǎng)功能的互聯(lián)網(wǎng)通信模塊、接收數(shù)字廣播并且執(zhí)行播放功能的數(shù)字廣播模塊等等。這些組件根據(jù)收斂趨勢具有廣泛變化，從而不能在這里列出所有項(xiàng)，然而，可以在上面的設(shè)備中進(jìn)一步包括具有與上述配置相同級別的組件。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的終端100的規(guī)定類型，可以省略特定的組件，或者可以用另一組件來替換特定的組件。這對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。
[0075]根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的終端100可以包括通過與各種通信系統(tǒng)相對應(yīng)的通信協(xié)議操作的所有移動通信終端、便攜式多媒體播放器(PMP)、數(shù)字廣播播放器、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、音樂播放器(例如，MP3播放器)、便攜式游戲終端、智能電話、信息和通信裝備、以及諸如筆記本和手持PC等多媒體裝備、以及它們的應(yīng)用裝備。
[0076]在此，應(yīng)當(dāng)注意的是，上文所描述的本公開示例性實(shí)施例通常涉及在一定程度上處理輸入數(shù)據(jù)并且生成輸出數(shù)據(jù)?？梢杂糜布蜍浖c硬件的組合來執(zhí)行該輸入數(shù)據(jù)處理和輸出數(shù)據(jù)生成。例如，可以在移動設(shè)備或類似或有關(guān)的電路中采用特定的電子組件，以實(shí)現(xiàn)與上述本發(fā)明的示例性實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的功能。備選地，根據(jù)所存儲的指令操作的一個(gè)或多個(gè)處理器可以實(shí)現(xiàn)與上述本發(fā)明的示例性實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的功能。如果是這種情況，則可以在一個(gè)或多個(gè)處理器可讀介質(zhì)上存儲這些指令，這落入本公開的范圍內(nèi)。處理器可讀介質(zhì)的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。處理器可讀介質(zhì)還可以分布在網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，使得可以以分布式形式存儲和執(zhí)行指令。此外，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的熟練編程人員可以容易地理解用于完成本發(fā)明的功能計(jì)算機(jī)程序、指令和指令段。
[0077]雖然參考本發(fā)明的一些示例實(shí)施例示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以在 形式和細(xì)節(jié)上對這些實(shí)施例進(jìn)行各種改變。
【權(quán)利要求】
1.一種支持基于溫度進(jìn)行電壓控制的終端，所述終端包括: 溫度傳感器，用于檢測至少一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部和外部中的至少一個(gè)位置的溫度；以及電壓控制單元，用于根據(jù)由所述溫度傳感器檢測到的溫度來調(diào)整提供給所述至少一個(gè)系統(tǒng)的電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端，其中，所述系統(tǒng)是所述終端的應(yīng)用處理器AP、圖像數(shù)據(jù)處理單元、圖形支持單元、以及內(nèi)部邏輯中的至少一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端，還包括:存儲單元，存儲多個(gè)動態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)DVFS表， 其中，所述系統(tǒng)基于溫度按所述多個(gè)DVFS表來驅(qū)動，以進(jìn)行頻率電壓控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的終端，還包括:內(nèi)部時(shí)鐘檢測器，用于檢測所述系統(tǒng)的內(nèi)部時(shí)鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的終端，其中，所述電壓控制單元基于由所述內(nèi)部時(shí)鐘檢測器檢測到的驅(qū)動頻率和由所述溫度傳感器采集的溫度信息，根據(jù)從所述多個(gè)DVFS表中選擇的特定DVFS表中與所述驅(qū)動頻率映射在一起的電壓信息，來控制提供給所述系統(tǒng)的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端，其中，所述系統(tǒng)是從由批量生產(chǎn)的芯片分類的多個(gè)自適應(yīng)電源電壓ASV組中選擇的ASV組，并且依據(jù)溫度電壓余量屬于多個(gè)ASV組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端，其中，所述電壓控制單元基于多個(gè)系統(tǒng)中的每一個(gè)的相應(yīng)溫度來控制電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端，其中，所述電壓控制單元將電壓減小至預(yù)定電壓，所述預(yù)定電壓是與溫度的升高相對應(yīng)的量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端，其中，所述溫度傳感器是以下各項(xiàng)中的至少一項(xiàng):安裝在所述系統(tǒng)內(nèi)的溫度傳感器、以及安裝所述系統(tǒng)所設(shè)于的印刷電路板PCB上的溫度傳感器。
10.一種用于基于溫度來控制電壓的方法，所述方法包括: 檢測至少一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部和外部中的至少一個(gè)位置的溫度；以及 根據(jù)所檢測的溫度來調(diào)整提供給所述至少一個(gè)系統(tǒng)的電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述系統(tǒng)是所述終端的應(yīng)用處理器AP、圖像數(shù)據(jù)處理單元、圖形支持單元、以及內(nèi)部邏輯中的至少一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，調(diào)整電壓包括: 準(zhǔn)備基于溫度的多個(gè)動態(tài)電壓頻率調(diào)節(jié)DVFS表以進(jìn)行頻率電壓控制； 基于由內(nèi)部時(shí)鐘檢測器檢測到的驅(qū)動頻率和由溫度傳感器采集的溫度信息，檢測從所述多個(gè)DVFS表中選擇的特定DVFS表中與所述驅(qū)動頻率映射在一起的電壓信息；以及根據(jù)所檢測的電壓信息來調(diào)整提供給所述系統(tǒng)的電壓。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述系統(tǒng)是從由批量生產(chǎn)的芯片分類的多個(gè)自適應(yīng)電源電壓ASV組中選擇的ASV組，并且依據(jù)溫度電壓余量屬于多個(gè)ASV組。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，調(diào)整電壓基于多個(gè)系統(tǒng)中的每一個(gè)的相應(yīng)溫度來控制電壓。
15.用于存儲計(jì)算機(jī)程序的至少一個(gè)非瞬時(shí)處理器可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序具有指令，所述指令被配置為能夠由至少一個(gè)處理器讀取以指示所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求10所·述的方法的計(jì)算機(jī)進(jìn)程。
【文檔編號】H04M1/725GK103713676SQ201310459532
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】樸澈雨, 尹哲垠, 李光燮, 張世映 申請人:三星電子株式會社