提高處理速度且降低電力消耗的cpu控制方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及CPU控制方法及裝置，尤其設(shè)及一種在嵌入式系統(tǒng)中提高應(yīng)用程序處 理速度且降低電力消耗的CPU控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 保持應(yīng)用程序性能的情況下降低電力消耗是智能手機、平板電腦等移動系統(tǒng)方面 的重要研究課題之一。
[0003] 隨著現(xiàn)在應(yīng)用程序越來越復(fù)雜并要求更高的處理速度，因此用于滿足運些需求的 CPU、GPU、RAM等硬件的性能也越來越高，而運些需求則會造成電力消耗上升、電池壽命縮 短。
[0004] 為解決電力消耗問題，多數(shù)采用安卓（Amlroid)系統(tǒng)的智能設(shè)備都適用動態(tài)電壓 及頻率調(diào)節(jié)值ynamicVoltageandRrequen巧Scaling,W下稱為 <DVFS')技術(shù)。
[0005]DVre是通過減小CPU頻率與電壓降低電力消耗的技術(shù)，由于CPU的電力消耗與 CPU頻率成比例，因此DVFS可W通過減小CPU頻率降低CPU的電力消耗。
[0006] 但減小CPU頻率意味著降低處理速度，運會造成交互式應(yīng)用程序（interactive application)的反應(yīng)時間減慢。
[0007] 通常，'反應(yīng)時間'表示用戶的輸入與系統(tǒng)反應(yīng)之間的時間，智能設(shè)備中運行的多 數(shù)應(yīng)用程序為交互式應(yīng)用程序，從而采用用戶界面扣serInte計aces;UIs)。
[000引作為參考，交互式應(yīng)用程序例如有游戲（games)、網(wǎng)頁瀏覽（webbrowsing)、圖像 編輯器（imageeditors)等。
[0009] 交互式應(yīng)用程序中反應(yīng)時間是最關(guān)鍵要素之一，雖然可能各用戶之間略有差異， 但W往研究結(jié)果表明當(dāng)反應(yīng)時間超過150ms時一般用戶就會感到不便。
[0010] 因此，滿足運種反應(yīng)時間的臨界值（t虹eshold)尤為重要。
[0011] 并且，智能設(shè)備提供多任務(wù)（multi-tasking)功能，因此交互式應(yīng)用程序與多個 后臺應(yīng)用程序同時運行。
[0012] 在運種環(huán)境下，交互式應(yīng)用程序與后臺應(yīng)用程序共享有限的CPU資源，因此更難 滿足對交互式應(yīng)用程序的反應(yīng)時間臨界值。
[001引另外，CPU調(diào)度器的功能是向運行任務(wù)分配CPU資源，因此調(diào)度器對任務(wù)性能產(chǎn)生 很大影響。
[0014] 作為CPU調(diào)度器的例子，自Linux內(nèi)核2. 6. 23化inuxkernel2. 6. 23)版本后作 為基本調(diào)度器使用的完全公平調(diào)度（CompletelyFairSche化ler，W下簡稱'CFS'）的設(shè) 計目標(biāo)是為運行任務(wù)保障公平性，向采用安卓系統(tǒng)的智能設(shè)備中運行的所有應(yīng)用程序賦予 相同的處理加權(quán)值。
[0015] 因此使用CFS的情況下，交互式應(yīng)用程序與后臺應(yīng)用程序同時運行時交互式應(yīng)用 程序的反應(yīng)時間緩慢。
[001引因此，目前的基于CPU負(fù)載（load)的DVFS技術(shù)在后臺應(yīng)用程序的CPU負(fù)載高時 非有效提高CPU頻率，從而會造成消耗電力的浪費，并且，如果交互式應(yīng)用程序運行時如果 無法迅速提高CPU頻率，則必然會造成反應(yīng)時間緩慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 技術(shù)問題
[0018] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種通過調(diào)整CPU頻率與交互式應(yīng)用程序的 處理加權(quán)值，滿足對交互式應(yīng)用程序（interactiveapplication)的反應(yīng)時間的臨界值 (t虹eshold)的同時降低電力消耗的提高應(yīng)用程序處理速度且降低電力消耗的CPU控制方 法及裝置。
[001引技術(shù)方案
[0020] 為達成上述目的，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的CPU控制裝置控制CPU的方法，其特征 在于，包括：(a)測定用戶終端對運行的應(yīng)用程序的反應(yīng)時間的步驟；化）所述反應(yīng)時間超 過預(yù)先設(shè)定的臨界值時，通過階段性變更CPU頻率算出第一預(yù)測反應(yīng)時間的步驟；(C)所述 第一預(yù)測反應(yīng)時間超過所述預(yù)先設(shè)定的臨界值時，通過階段性變更所述應(yīng)用程序的處理加 權(quán)值算出第二預(yù)測反應(yīng)時間的步驟；W及，（d)所述第二預(yù)測反應(yīng)時間超過所述預(yù)先設(shè)定 的臨界值時，重復(fù)執(zhí)行所述（C)步驟的步驟。
[0021] 為達成上述目的，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的控制CPU的CPU控制裝置，其特征在 于，包括：反應(yīng)時間測定部，其測定用戶終端對運行的應(yīng)用程序的反應(yīng)時間；反應(yīng)時間預(yù)測 部，其在所述反應(yīng)時間超過預(yù)先設(shè)定的臨界值時，通過階段性變更CPU頻率算出第一預(yù)測 反應(yīng)時間，所述第一預(yù)測反應(yīng)時間超過所述預(yù)先設(shè)定的臨界值時，通過階段性變更所述應(yīng) 用程序的處理加權(quán)值算出第二預(yù)測反應(yīng)時間；W及，控制部，其在所述第二預(yù)測反應(yīng)時間超 過所述預(yù)先設(shè)定的臨界值時，使所述反應(yīng)時間預(yù)測部再算出所述第二預(yù)測反應(yīng)時間。
[002引技術(shù)效果
[0023] 根據(jù)本發(fā)明一個實施例，通過采用同時調(diào)整CPU頻率與交互式應(yīng)用程序的優(yōu)先順 序的技術(shù)，WCPU負(fù)載（load)為基準(zhǔn)調(diào)整CPU頻率，因此相比于目前造成電力消耗浪費與 緩慢反應(yīng)時間的方式，在電力消耗與反應(yīng)時間方面能夠帶來卓越性能。
[0024] 并且，目前的方式無法在降低電力消耗的同時提高反應(yīng)時間，而本發(fā)明同時調(diào)整 CPU頻率與交互式應(yīng)用程序的處理加權(quán)值，因此能夠在降低電力消耗的同時提高反應(yīng)時間。 [00巧]本發(fā)明的效果不限于W上效果，因此應(yīng)該理解為包括能夠從本發(fā)明的具體說明或 技術(shù)方案記載的發(fā)明構(gòu)成推導(dǎo)出的所有效果。
【附圖說明】
[0026] 圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的提高應(yīng)用程序處理速度且降低電力消耗的 CPU控制裝置的構(gòu)成的示意圖；
[0027] 圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的提高應(yīng)用程序處理速度且降低電力消耗的 CPU控制過程的流程圖；
[002引圖3至圖6為顯示通過根據(jù)本發(fā)明實施例的提高應(yīng)用程序處理速度且降低電力消 耗的CPU控制改進智能設(shè)備的電力消耗的實際實驗結(jié)果的坐標(biāo)圖。
[0029]附圖標(biāo)記說明
[0030] 100:CPU控制裝置 110:反應(yīng)時間測定部
[003。120:反應(yīng)時間預(yù)測部 130:控制部
【具體實施方式】
[0032]W下參照附圖對本發(fā)明進行說明。但本發(fā)明可通過多種不同形態(tài)實現(xiàn)，不限于W 下說明的實施例。
[0033] 并且，為明確說明本發(fā)明而省略與說明無關(guān)的部分，在整篇說明書中對類似部分 添加類似的附圖標(biāo)記。
[0034] 說明書全文提到某一部分與其他部分"連接"時，不僅包括"直接連接"的情況，還 包括其中間具有其他構(gòu)件的"間接連接"情況。
[0035] 并且，提到某一部分"包括"某構(gòu)成要素時，在沒有特殊相反記載的情況下不排除 其他構(gòu)成要素，表示還可W包括其他構(gòu)成要素。
[0036]W下參照附圖具體說明本發(fā)明的實施例。
[0037] 圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的提高應(yīng)用程序處理速度且降低電力消耗的 CPU控制裝置的構(gòu)成的示意圖。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明一個實施例的提高應(yīng)用程序處理速度且降低電力消耗的CPU控制裝 置100可W利用用戶終端的反應(yīng)時間預(yù)測模型實時推定智能設(shè)備的反應(yīng)時間，并算出能夠 滿足反應(yīng)時間臨界值且能夠最小化電力消耗的最佳CPU頻率及交互式應(yīng)用程序的處理加 權(quán)值并適用到智能設(shè)備。
[0039] 為此，CPU控制裝置100可包括反應(yīng)時間測定部110,反應(yīng)時間預(yù)測部120及控制 部 130。
[0040] 各構(gòu)成要素中，反應(yīng)時間測定部110可W測定交互式應(yīng)用程序（W下稱為'應(yīng)用程 序'）的服務(wù)時間與智能設(shè)備的反應(yīng)時間。
[0041] 此時，反應(yīng)時間測定部110可利用如下[數(shù)學(xué)式1]測定應(yīng)用程序的服務(wù)時間。
[0042][數(shù)學(xué)式1]
[0043]
[0044] 其中，α表示受CPU頻率影響的應(yīng)用程序任務(wù)的處理量，β表示不受CPU頻率影 響的應(yīng)用程序任務(wù)的處理量，f表示當(dāng)前工作的CPU頻率。
[0045] 作為參考，雖然處理速度大多數(shù)取決于CPU頻率