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      多處理動態(tài)非對稱和對稱模式切換的硬件設備和方法與流程

      文檔序號:11142251閱讀:來源:國知局

      技術特征:

      1.一種多處理器(multi-processor,MP)處理系統(tǒng),其特征在于,包括:

      電壓調節(jié)器電路,用于接收第一電源電壓并且產(chǎn)生第二電源電壓,其中所述第二電源電壓具有小于所述第一電源電壓的電壓值;

      第一處理器,用于接收具有第一預定頻率的第一時鐘信號和所述第一電源電壓并且根據(jù)所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓操作;

      第二處理器,用于接收所述第一時鐘信號或具有與所述第一預定頻率不同的第二預定頻率的第二時鐘信號且根據(jù)所述第一時鐘信號或所述第二時鐘信號操作,并且接收所述第一電源電壓或所述第二電源電壓且根據(jù)所述第一電源電壓或所述第二電源電壓操作;

      控制器,耦合到所述電壓調節(jié)器電路并且用于產(chǎn)生旁路信號以用于選擇性地將所述第一電源電壓或所述第二電源電壓輸入到所述第二處理器;以及

      其中所述第一處理器進一步用于在第一操作模式和所述第二操作模式兩者期間僅接收所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓并根據(jù)所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓操作。

      2.根據(jù)權利要求1所述的MP處理系統(tǒng),其特征在于,進一步包括:

      第三處理器,用于在所述第一操作模式和所述第二操作模式兩者期間僅接收所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓并根據(jù)所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓操作。

      3.根據(jù)權利要求2所述的MP處理系統(tǒng),其特征在于:

      當在所述第一操作模式中時,所述第一處理器和所述第三處理器接收所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓并且根據(jù)所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓操作;以及

      當在所述第二操作模式中時,所述第二處理器接收所述第二時鐘信號和所述第二電源電壓并且根據(jù)所述第二時鐘信號和所述第二電源電壓操作。

      4.根據(jù)權利要求1所述的MP系統(tǒng),其特征在于,進一步包括:

      時鐘產(chǎn)生電路,耦合到所述控制器并且用于產(chǎn)生和輸出所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號,所述第一時鐘信號被輸入到所述第一處理器;

      切換電路,安置在所述時鐘產(chǎn)生電路與所述第二處理器之間,并且用于接收所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號并將所述第一時鐘信號或所述第二時鐘信號輸出到所述第二處理器,其中在第一操作模式期間將所述第一時鐘信號輸出到所述第二處理器,并且在第二操作模式期間將所述第二時鐘信號輸出到所述第二處理器;以及

      其中在所述第一操作模式和所述第二操作模式期間將所述第一時鐘信號輸出到所述第一處理器。

      5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,進一步包括:

      高速緩存存儲器,耦合到所述第一處理器和所述第二處理器;以及

      跨時鐘域(clock-domain crossing,CDC)和旁路電路,響應于所述控制器并耦合到所述第二處理器和所述高速緩存存儲器,且進一步用于在第二操作模式期間在所述第二處理器與所述高速緩存存儲器之間提供跨時鐘域功能以及在第一操作模式期間提供旁路功能。

      6.根據(jù)權利要求1所述的MP處理系統(tǒng),其特征在于,所述控制器進一步用于響應于模式選擇信號而在所述第一操作模式與所述第二操作模式之間動態(tài)切換所述第二處理器的操作。

      7.根據(jù)權利要求6所述的MP處理系統(tǒng),其特征在于,至少部分地基于所述多個處理器內的處理器的激活或去激活來產(chǎn)生所述模式選擇信號。

      8.根據(jù)權利要求6所述的MP處理系統(tǒng),其特征在于,響應于以下各項中的至少一個來產(chǎn)生所述模式選擇信號:負荷信息、使用信息、高速緩存未命中率、存儲器帶寬信息或功率消耗信息。

      9.根據(jù)權利要求6所述的MP系統(tǒng),其特征在于,所述控制器進一步用于響應于模式選擇信號而預設所述電壓調節(jié)器的至少一個可操作特性。

      10.根據(jù)權利要求9所述的MP系統(tǒng),其特征在于,所述至少一個可操作特性是偏置電流并且所述電壓調節(jié)器包括:

      偏置電流電路,耦合到所述控制器并且用于產(chǎn)生和控制所述電壓調節(jié)器的偏置電流。

      11.根據(jù)權利要求6所述的MP系統(tǒng),其特征在于,所述電壓調節(jié)器包括:

      電流傳感器,耦合到所述電壓調節(jié)器的輸出端并且用于產(chǎn)生指示所述電壓的輸出電流中的改變的電流感測反饋信號以用于輸入到所述控制器;以及

      控制電路,耦合到所述控制器并且用于響應于所述電流感測信號而控制所述電壓調節(jié)器。

      12.根據(jù)權利要求1所述的MP處理系統(tǒng),其特征在于,所述控制器包括有限狀態(tài)機(finite state machine,F(xiàn)SM)、處理器、微控制器或邏輯電路中的至少一個。

      13.根據(jù)權利要求1所述的MP處理系統(tǒng),其特征在于,所述MP處理系統(tǒng)安置在單個襯底上。

      14.一種設備,其特征在于,包括:

      多個處理器,用于執(zhí)行多處理功能,所述多個處理器包括第一處理器和第二處理器;

      控制器,用于控制所述第二處理器在第一模式和第二模式中的操作;

      時鐘產(chǎn)生電路,耦合到所述控制器并且用于響應于來自所述控制器的一個或多個信號而產(chǎn)生和輸出第一時鐘信號和第二時鐘信號;

      切換電路,安置在所述時鐘產(chǎn)生電路與所述第二處理器之間,并且用于接收所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號并選擇一個時鐘信號以用于輸出到所述第二處理器,其中在所述第一操作模式期間將所述第一時鐘信號輸出到所述第二處理器,并且在所述第二操作模式期間將所述第二時鐘信號輸出到所述第二處理器;

      電壓調節(jié)器和旁路電路,耦合到所述控制器并且用于:

      接收第一工作電壓信號,

      從所述第一工作電壓信號產(chǎn)生第二工作電壓信號;

      輸出所述第一工作電壓信號以用于在所述第一操作模式期間輸入到所述第二處理器;

      輸出所述第二工作電壓信號以用于在所述第二操作模式期間輸入到所述第二處理器;以及

      其中在所述第一操作模式和所述第二操作模式期間,將所述第一時鐘信號輸入到所述第一處理器。

      15.根據(jù)權利要求14所述的設備,其特征在于,所述設備安置在單個襯底上。

      16.根據(jù)權利要求14所述的設備,其特征在于,所述第一處理器、所述第二處理器和所述電壓調節(jié)器以及旁路電路安置在單個半導體襯底上。

      17.根據(jù)權利要求14所述的設備,其特征在于,所述控制器進一步用于響應于模式選擇信號而在所述第一操作模式與所述第二操作模式之間動態(tài)切換所述第二處理器的操作。

      18.根據(jù)權利要求17所述的設備,其特征在于,至少部分地基于所述多個處理器內的處理器的激活或去激活來產(chǎn)生所述模式選擇信號。

      19.根據(jù)權利要求17所述的設備,其特征在于,所述控制器進一步用于響應于模式選擇信號而預設所述電壓調節(jié)器的至少一個可操作特性。

      20.根據(jù)權利要求19所述的設備,其特征在于,所述至少一個可操作特性是偏置電流并且所述電壓調節(jié)器包括:

      偏置電流電路,耦合到所述控制器并且用于產(chǎn)生和控制所述電壓調節(jié)器的偏置電流。

      21.根據(jù)權利要求17所述的設備,其特征在于,所述電壓調節(jié)器包括:

      電流傳感器,耦合到所述電壓調節(jié)器的輸出端并且用于產(chǎn)生指示所述電壓的輸出電流中的改變的電流感測反饋信號以用于輸入到所述控制器;以及

      控制電路,耦合到所述控制器并且用于響應于所述電流感測信號而控制所述電壓調節(jié)器。

      22.根據(jù)權利要求14所述的設備,其特征在于,所述控制器包括有限狀態(tài)機(finite state machine,F(xiàn)SM)、處理器、微控制器或邏輯電路中的至少一個。

      23.一種在對稱多處理(symmetric multiprocessing,SMP)模式與不對稱多處理(asymmetric multiprocessing,ASMP)模式之間切換多個處理器的方法,其特征在于,所述方法包括:

      當?shù)谝惶幚砥鞑僮鲿r,根據(jù)具有第一預定頻率的第一時鐘信號和具有第一預定工作電壓的第一電源電壓操作所述第一處理器;

      從所述第一電源電壓產(chǎn)生第二電源電壓;

      接收模式選擇信號;

      響應于所述模式選擇信號而以第一操作模式或第二操作模式操作第二處理器,包括,

      在所述第一操作模式中,根據(jù)所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓操作所述第二處理器,

      在所述第二操作模式中,根據(jù)具有不同于所述第一預定頻率的第二預定頻率的第二時鐘信號且根據(jù)所述第二電源電壓操作所述第二處理器。

      24.根據(jù)權利要求23所述的方法,其特征在于,進一步包括:

      將所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓輸入到所述第一處理器;

      將所述第一時鐘信號和所述第二時鐘信號輸入到切換電路,并在所述第一操作模式期間將所述第一時鐘信號輸出到所述第二處理器,在所述第二操作模式期間將所述第二時鐘信號輸出到所述第二處理器;

      在所述第一操作模式期間將所述第一電源電壓輸入到所述第二處理器,并在所述第二操作模式期間將所述第二電源電壓輸入到所述第二處理器。

      25.根據(jù)權利要求23所述的方法,其特征在于,進一步包括:

      響應于以下各項中的至少一個來產(chǎn)生所述模式選擇信號:負荷信息、使用信息、高速緩存未命中率、存儲器帶寬信息或功率消耗信息。

      26.根據(jù)權利要求23所述的方法,其特征在于,產(chǎn)生所述第二電源電壓、操作所述第一處理器和操作所述第二處理器是通過單個半導體襯底內的電路執(zhí)行的。

      27.根據(jù)權利要求23所述的方法,其特征在于,進一步包括:

      預設用于輸出所述第一電源電壓或所述第二電源電壓的電壓調節(jié)器電路的至少一個可操作特性。

      28.根據(jù)權利要求27所述的方法,其特征在于,所述至少一個可操作特性是偏置電流并且所述電壓調節(jié)器包括:

      偏置電流電路,耦合到控制器并且用于產(chǎn)生和控制所述電壓調節(jié)器的偏置電流。

      29.根據(jù)權利要求23所述的方法,其特征在于,進一步包括:

      感測由用于輸出所述第一電源電壓或所述第二電源電壓的電壓調節(jié)器電路輸出的電流;

      響應于所述感測到的電流而控制所述電壓調節(jié)器。

      30.一種在具有多個處理器的多處理器系統(tǒng)中處理的方法,其特征在于,所述方法包括:

      在所述多處理器系統(tǒng)內僅使用所述多個處理器內的第一激活處理器來處理;

      確定應激活第二處理器以用于所述多處理器系統(tǒng)內的處理;

      響應于所述確定,激活所述第二處理器;

      在所述多處理器系統(tǒng)內根據(jù)對稱多處理(symmetric multiprocessing,SMP)模式或不對稱多處理(asymmetric multiprocessing,ASMP)模式來使用所述第一激活處理器和所述第二激活處理器來處理,其中:

      當在所述SMP模式中時,所述第一激活處理器和所述第二激活處理器各自根據(jù)具有第一預定頻率的第一時鐘信號和具有第一預定電壓的第一電源電壓操作,以及

      當在所述ASMP模式中時,所述第一激活處理器根據(jù)所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓操作,所述第二處理器根據(jù)具有與所述第一預定頻率不同的第二預定頻率的第二時鐘信號并根據(jù)具有與所述第一預定工作電壓不同的第二預定工作電壓的第二電源電壓操作;

      接收模式選擇信號;

      取決于所述模式選擇信號,將所述第一激活處理器和所述第二激活處理器的操作從所述SMP模式切換到所述ASMP模式或從所述ASMP模式切換到所述SMP模式。

      31.一種多處理器(multi-processor,MP)處理系統(tǒng),其特征在于,包括:

      多個處理器,包括,

      第一處理器,以及

      第二處理器;

      控制器,耦合到至少所述第二處理器,并用于:

      響應于激活/去激活信號而激活或去激活所述第二處理器,

      在激活所述第二處理器后,控制在所述多處理器系統(tǒng)內根據(jù)對稱多處理(symmetric multiprocessing,SMP)模式或不對稱多處理(asymmetric multiprocessing,ASMP)模式來使用所述第一處理器和所述第二處理器的處理,其中:

      當所述第一處理器和所述第二處理器各自根據(jù)具有第一預定頻率的第一時鐘信號和具有第一預定電壓的第一電源電壓操作時,界定所述SMP模式,

      當所述第一處理器根據(jù)所述第一時鐘信號和所述第一電源電壓操作,且所述第二處理器根據(jù)具有與所述第一預定頻率不同的第二預定頻率的第二時鐘信號并根據(jù)具有與所述第一預定工作電壓不同的第二預定工作電壓的第二電源電壓操作時,界定所述ASMP模式,

      接收模式選擇信號,

      取決于所述模式選擇信號,將所述第一處理器和所述第二處理器的操作從所述SMP模式切換到所述ASMP模式或從所述ASMP模式切換到所述SMP模式。

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