用于便攜式計(jì)算設(shè)備中基于智能多媒體的熱功率管理的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于便攜式計(jì)算設(shè)備中基于智能多媒體的熱功率管理的系 統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)領(lǐng)域的描述
[0002] 便攜式計(jì)算設(shè)備（"P⑶"）正成為個(gè)人和專業(yè)層面人士的必需品。這些設(shè)備可以 包括蜂窩電話、便攜式數(shù)字助理（"PDA")、便攜式游戲控制臺(tái)、掌上型計(jì)算機(jī)和其它便攜式 電子設(shè)備。
[0003] PCD的一個(gè)獨(dú)特方面在于它們通常并不具有諸如風(fēng)扇之類有源冷卻設(shè)備，在諸如 膝上型計(jì)算機(jī)和桌面型計(jì)算機(jī)之類的大型計(jì)算設(shè)備中通常能找到這些設(shè)備。不是使用風(fēng) 扇，而是PCD可以依賴電子封裝的空間布置，使得兩個(gè)或更多的有源和發(fā)熱部件在位置上 不相互鄰近。很多P⑶還可以依賴于諸如熱沉之類的無源冷卻設(shè)備，以管理共同地形成相 應(yīng)P⑶的電子部件之間的熱能。
[0004] 現(xiàn)實(shí)情況是P⑶通常受尺寸限制，因此，用于P⑶中的部件的空間通常極為重要。 因此，在PCD中很少有足夠的空間可被工程師和設(shè)計(jì)師利用，以通過采用無源冷卻部件的 巧妙空間布局或者策略性布置來減輕處理部件的熱降級(jí)或者熱失效。因此，當(dāng)前的系統(tǒng)和 方法依賴于嵌入在PCD芯片上和其它地方的各種溫度傳感器來監(jiān)測熱能的耗散，并然后使 用這些測量結(jié)果來觸發(fā)熱功率管理技術(shù)的應(yīng)用，其中這些熱功率管理技術(shù)調(diào)整工作負(fù)載分 配、處理速度等等以減少熱能的產(chǎn)生。
[0005] 例如，在與游戲應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的繁重的圖形處理工作負(fù)載下，當(dāng)前系統(tǒng)和方法限制 圖形處理單元（"GPU"）的電壓和頻率以減輕過多的熱能生成。這樣做，并沒有減少與游戲 應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的圖形處理工作負(fù)載，反而還降低了對工作負(fù)載進(jìn)行處理的速度。不可避免的 結(jié)果是以用戶感知的服務(wù)質(zhì)量（"QoS"）所測量的用戶體驗(yàn)（"Ux"）為代價(jià)，來減輕熱能 產(chǎn)生。也就是說，對GPU進(jìn)行限制實(shí)現(xiàn)了減少GPU的熱能產(chǎn)生的目標(biāo)，但卻造成用戶體驗(yàn)由 于慢速的圖形輸出受損。因此，用于減輕PCD中的多媒體處理部件的熱能產(chǎn)生的當(dāng)前系統(tǒng) 和方法，可能不必要地影響了向用戶提供的QoS。
[0006] 因此，本領(lǐng)域需要用于P⑶中的基于智能多媒體的熱功率管理的系統(tǒng)和方法。更 具體而言，本領(lǐng)域需要通過經(jīng)由多媒體參數(shù)設(shè)置的選擇性調(diào)整，來修改基于多媒體的工作 負(fù)載，從而管理多媒體處理部件中的熱能產(chǎn)生的系統(tǒng)和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 公開了用于在便攜式計(jì)算設(shè)備（"PCD"）中實(shí)現(xiàn)的基于智能多媒體的熱功率管理 技術(shù)的方法和系統(tǒng)的各種實(shí)施例。一種用于基于智能多媒體的熱功率管理的方法的示例性 實(shí)施例，包括：對PCD中與功耗相關(guān)聯(lián)的狀況進(jìn)行監(jiān)測。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，該狀況可以是總 功耗水平或者與該P(yáng)CD的部件或方面相關(guān)聯(lián)的溫度測量結(jié)果（例如，該P(yáng)CD的"皮膚"溫度 或者圖形處理單元的管芯結(jié)點(diǎn)溫度）或者二者。將該狀況和與該狀況相關(guān)聯(lián)的預(yù)定義閾值 (例如，溫度閾值或者功耗預(yù)算）進(jìn)行比較?；谠摖顩r與預(yù)定義的閾值的比較，該方法可 以確定對功耗的調(diào)整是授權(quán)的。
[0008] 確定對功耗的調(diào)整觸發(fā)一個(gè)或多個(gè)視覺多媒體參數(shù)的調(diào)整，其中這些參數(shù)的設(shè)置 促成與整體多媒體工作負(fù)載相關(guān)聯(lián)的功耗。收集指示多個(gè)視覺多媒體參數(shù)的活動(dòng)設(shè)置的數(shù) 據(jù)，并查詢針對視覺多媒體參數(shù)中的每一個(gè)的性能圖表。隨后，將每一個(gè)視覺多媒體參數(shù)的 活動(dòng)設(shè)置映射到其相應(yīng)圖表，使得定義具有斜率的切線。將與每個(gè)視覺多媒體參數(shù)相關(guān)聯(lián) 的切線斜率進(jìn)行比較，并基于切線斜率的比較，選擇第一視覺多媒體參數(shù)以用于將被調(diào)整 的其活動(dòng)設(shè)置。有利的是，調(diào)整視覺多媒體參數(shù)操作的活動(dòng)設(shè)置，以修改整體的多媒體工作 負(fù)載，使得相應(yīng)地調(diào)整該P(yáng)CD中的功耗。
[0009] 值得注意的是，根據(jù)特定的情形，對功耗的調(diào)整可以是功耗的減少（用于減少熱 能產(chǎn)生）或者功耗的增加（用于提高對用戶的服務(wù)質(zhì)量）。在任一情形下，用于設(shè)置調(diào)整 的視覺多媒體參數(shù)的選擇，是用戶體驗(yàn)的改變與可能由該設(shè)置調(diào)整導(dǎo)致的功耗的改變的函 數(shù)。也就是說，在對功耗的調(diào)整包括確定功耗減少的情形中，實(shí)施例可以選擇針對視覺多媒 體參數(shù)，所述活動(dòng)設(shè)置的調(diào)整將提供每單位功耗減少的對用戶體驗(yàn)的最小不利影響的視覺 多媒體參數(shù)。類似地，在對功耗的調(diào)整包括確定功耗增加的情形中，實(shí)施例可以選擇針對視 覺多媒體參數(shù)，所述活動(dòng)設(shè)置的調(diào)整將提供每單位功耗增加的對用戶體驗(yàn)的最大積極影響 的視覺多媒體參數(shù)。
[0010] 某些實(shí)施例可以針對其調(diào)整設(shè)置的示例性視覺多媒體參數(shù)包括但不限于：顏色深 度、顯示亮度、GPU處理分辨率、圖像動(dòng)態(tài)算法選擇、分辨率縮放比率以及幀頻處理速率。
【附圖說明】
[0011] 在附圖中，除非另外指出，否則貫穿各個(gè)視圖的相同附圖標(biāo)記指代類似的部件。對 于利用諸如" 102A"或" 102B"之類的字母字符進(jìn)行命名的附圖標(biāo)記而言，這些字母字符命 名可以區(qū)分在同一附圖中出現(xiàn)的兩個(gè)類似部件或者元素。當(dāng)附圖標(biāo)記旨在涵蓋所有附圖之 中具有該相同附圖的所有部件時(shí)，可以省略用于附圖標(biāo)記的字母字符命名。
[0012] 圖1A-1D是示例性視覺多媒體參數(shù)圖表，其每一個(gè)示出了視覺多媒體參數(shù)設(shè)置、 相對于該設(shè)置的用戶體驗(yàn)和與該設(shè)置相關(guān)聯(lián)的功耗之間的關(guān)系；
[0013] 圖2是用于通過一個(gè)或多個(gè)視覺多媒體參數(shù)的選擇性調(diào)整，在便攜式計(jì)算設(shè)備 ("pCD"）中實(shí)現(xiàn)基于智能多媒體的熱功率管理的片上系統(tǒng)的實(shí)施例的功能框圖；
[0014] 圖3是以無線電話的形式來示出圖2的PCD的示例性、非限制性方面的功能框圖， 其中該無線電話用于實(shí)現(xiàn)用于基于智能多媒體的熱功率管理的方法和系統(tǒng)；
[0015]圖4是示出圖3的PCD的示例性軟件架構(gòu)的示意圖，用于基于智能多媒體的熱功 率管理；
[0016] 圖5A-5B描述了一種邏輯流程圖，其描繪了用于通過一個(gè)或多個(gè)視覺多媒體參數(shù) 的選擇性調(diào)整，在圖2的P⑶中對熱能產(chǎn)生進(jìn)行基于智能多媒體的管理的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本文所使用的"示例性"一詞意味著"用作例子、例證或說明"。本文中描述為"示 例性"的任何方面不必被解釋為是排他性的、比其它方面更優(yōu)選或更具優(yōu)勢。
[0018] 在本說明書中，術(shù)語"應(yīng)用"還可以包括具有可執(zhí)行內(nèi)容的文件，例如：目標(biāo)代碼、 腳本、字節(jié)碼、標(biāo)記語言文件和補(bǔ)丁。此外，本文所引用的"應(yīng)用"還可以包括：在本質(zhì)上不 可執(zhí)行的文件，例如，需要被打開的文檔或者需要進(jìn)行訪問的其它數(shù)據(jù)文件。
[0019] 如本說明書中所使用的，術(shù)語"部件"、"數(shù)據(jù)庫"、"模塊"、"系統(tǒng)"、"熱能產(chǎn)生部件"、 "處理部件"、"多媒體處理部件"等等旨在指代與計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)體，無論其是硬件、固件、 硬件和軟件的結(jié)合、軟件或運(yùn)行中的軟件。例如，部件可以是，但不限于是：在處理器上運(yùn)行 的處理、處理器、對象、可執(zhí)行文件、執(zhí)行的線程、程序和/或計(jì)算機(jī)。舉例而言，在計(jì)算設(shè)備 上運(yùn)行的應(yīng)用和該計(jì)算設(shè)備都可以是部件。一個(gè)或多個(gè)部件可以存在于處理和/或執(zhí)行線 程中，且部件可以位于一個(gè)計(jì)算機(jī)中和/或分布在兩個(gè)或更多計(jì)算機(jī)之間。此外，這些部件 能夠從其上存儲(chǔ)有各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中執(zhí)行。這些部件可以諸如根據(jù)具 有一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組的信號(hào)（例如，來自一個(gè)部件的數(shù)據(jù)，該部件與本地系統(tǒng)、分布式系 統(tǒng)中的另一個(gè)部件進(jìn)行交互，和/或以信號(hào)的方式通過諸如互聯(lián)網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)與其它系統(tǒng) 進(jìn)行交互），以本地和/或遠(yuǎn)程處理的方式進(jìn)行通信。
[0020]在本說明書中，術(shù)語"中央處理單元（"CPU"）"、"數(shù)字信號(hào)處理器（"DSP"）"、"圖 形處理單元（"GPU"）"和"芯片"可互換地使用。此外，CPU、DSP、GPU或芯片可以包括本文 通常稱為"內(nèi)核"的一個(gè)或多個(gè)不同的處理部件。另外，在CPU、DSP、GPU、芯片或內(nèi)核是P⑶ 中的消耗各種水平的功率以按照各種水平的功能效率進(jìn)行操作的功能部件的范圍內(nèi)，本領(lǐng) 域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些術(shù)語的使用并不是將所公開的實(shí)施例或者它們的等同物的 應(yīng)用，限制于PCD中的處理部件的上下文。
[0021] 在本說明書中，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以結(jié)合能產(chǎn)生或者消散能量的設(shè)備或部件來使 用術(shù)語"熱量"和"熱能"，其中該能量可以以"溫度"為單位進(jìn)行測量。因此，還應(yīng)當(dāng)理解的 是，參照某種標(biāo)準(zhǔn)值，術(shù)語"溫度"預(yù)想任何測量結(jié)果，其可以指示產(chǎn)生"熱能"的設(shè)備或部 件的相對溫暖或者沒有熱。例如，當(dāng)兩個(gè)部件處于"熱"平衡時(shí)，這兩個(gè)部件的"溫度"是相 同的。
[0022] 在本說明書中，術(shù)語"工作負(fù)載"、"處理負(fù)載"和"處理工作負(fù)載"、"多媒體工作負(fù) 載"等可互換地使用，并通常針對于與給定的實(shí)施例中的給定處理部件相關(guān)聯(lián)的處理負(fù)擔(dān)、 或者處理負(fù)擔(dān)的百分比。除了上面所定義的之外，"圖形處理部件"或"多媒體處理部件"可 以是具有與其相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)視覺多媒體參數(shù)的任何部件，這些參數(shù)進(jìn)行操作以定義 多媒體工作負(fù)載。為此，圖形處理部件可以包括，但不限于包括：圖形處理單元、顯示控制 器、顯示器、視頻/照片編碼器、用于前/后置相機(jī)的圖像傳感器處理器、內(nèi)核、主核、子核、 處理區(qū)域、硬件引擎等等、或者位于便攜式計(jì)算設(shè)備中的集成電路之內(nèi)或者之外并被配置 為處理多媒體工作負(fù)載的任何部件。
[0023] 在本說明書中，術(shù)語"熱減輕技術(shù)"、"熱策略"、"熱功率管理"、"熱減輕測量"、"限 制"等等可互換地使用。值得注意的是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，根據(jù)使用的特定 背景，本段落中所列出的任何術(shù)語可以用于描述可操作為以熱能產(chǎn)生為代價(jià)來增加性能、 以性能為代價(jià)來減少熱能產(chǎn)生或者在這些目標(biāo)之間進(jìn)行交替的硬件和/或軟件。
[0024] 在本說明書中，術(shù)語"便攜式計(jì)算設(shè)備"（"PCD"）用于描述在有限容量的電源（例 如，電池）上操作的任何設(shè)備。雖然電池供電的PCD已經(jīng)使用了幾十年，但與第三代（"3G"） 和第四代（"4G"）無線技術(shù)的出現(xiàn)伴隨發(fā)生的可再充電電池的技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了具有多種 能力的眾多P⑶。因此，P⑶可以是蜂窩電話、衛(wèi)星電話、尋呼機(jī)、PDA、智能電話、導(dǎo)航設(shè)備、 智能本或閱讀器、媒體播放器、前述設(shè)備的組合、具有無線連接的膝上型計(jì)算機(jī)等等。
[0025] 在不必然影響服務(wù)質(zhì)量（"QoS"）的情況下，管理P⑶中的熱能產(chǎn)生，可以通過對 功率預(yù)算和/或一個(gè)或多個(gè)傳感器測量結(jié)果進(jìn)行監(jiān)測來完成，其中所述一個(gè)或多個(gè)傳感器 測量結(jié)果與內(nèi)核中的硅結(jié)點(diǎn)、層疊封裝（"P〇P"）存儲(chǔ)器部件和/或外殼（即，PCD的"皮 膚"）的溫度相關(guān)。通過密切地監(jiān)測功率預(yù)算和/或與部件相關(guān)聯(lián)的溫度，PCD中的智能多 媒體熱策略管理器（"頂-TPM"）模