一種嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置和方法

2023-05-13 10:33:41

專利名稱：一種嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置和方法
技術領域：
本發明涉及嵌入式系統技術領域，具體涉及一種嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置和方法。
背景技術：
嵌入式處理器是嵌入式系統的核心，是控制、輔助系統運行的最重要的硬體單元。嵌入式處理器的種類繁多、應用非常廣泛，常見於工業控制、儀器儀表、軍工、消費電子等各個領域。隨著電子技術和半導體工藝的不斷發展和提高，嵌入式處理器的集成度越來越高，運行速度越來越快，功能越來越複雜。伴隨著嵌入式處理器性能和功能的不斷提高，嵌入式處理器的電源管理和功率管理顯得越來越重要。一方面可以通過晶片優化設計和製程工藝 的改進來降低嵌入式處理器的功耗，另一方面也可以在實際使用中通過對嵌入式處理器的電源電壓(特別是內核電壓)進行適當的管理，以有效地改善嵌入式處理器電源功率使用效率。如圖I所示為降壓型DC/DC轉換器的電路構成示意圖，DC/DC轉換器是一種將輸入直流電壓(如3. 0V)轉換為其他直流電壓(如I. OV或5. 0V)的電壓轉換器，通常分為降壓型、升壓型和升降壓型DC/DC轉換器。DC/DC轉換器通常由控制晶片、開關管、二極體、電感、電容等元件組成(圖I中框內元件為降壓型DC/DC轉換器的組成元件)。常用的DC/DC轉換器採用PWM(脈衝寬度調製)控制方式，通過輸出頻率一定、脈衝寬度可調的開關脈衝，控制開關管的通斷時間，從而得到所需的穩定輸出電壓。如圖I所示，Vin為輸入直流電壓，Vout為輸出直流電壓，Sff為開關管，通常為MOSFET或電晶體，L為儲能電感，D為續流二極體，C為濾波電容，R1、R2為分壓電阻，將輸出電壓經分壓後產生誤差反饋信號提供給DC/DC轉換器，用以調整輸出電壓的高低，輸出穩定的電壓。框中的元件通常集成在DC/DC轉換器晶片中。降壓型DC/DC轉換器的工作原理如下開關管SW在PWM開關脈衝的控制下工作在導通狀態時，Vin經開關管SW、儲能電感L和電容C構成迴路，充電電流不但在電容C兩端建立直流電壓，而且在儲能電感L上產生左正右負的電動勢；開關管SW在PWM開關脈衝的控制下工作在截止狀態時，由於儲能電感L中的電流不能突變，所以L通過自感產生右正、左負的脈衝電壓，這樣L、C和D構成放電迴路，放電電流繼續在電容C兩端建立直流電壓，這樣C兩端獲得的直流電壓可為負載供電。分壓電阻R1、R2，將輸出電壓Vout分壓後，反饋給DC/DC轉換器，通過與DC/DC轉換器內部的基準電壓Vref比較產生誤差信號，控制PWM開關脈衝的佔空比(一個波形周期內的高電平時間與低電平時間的比值)，從而調節開關管SW的導通時間和截止時間，進而調整輸出電壓的高低，形成一個閉環控制，以達到穩定輸出電壓的作用。目前嵌入式處理器通常採用固定內核電壓或靜態可調整內核電壓的電源管理方式，如圖2所示為嵌入式處理器內核電壓控制的典型電路，圖2中Ul為降壓型DC/DC轉換器，它通常採用PWM控制方式，將輸入電壓Vin轉換為較低的輸出電壓V。·，作為嵌入式處理器的內核電源電壓，根據降壓型DC/DC轉換器的工作原理，輸出電壓Vom=Vkef* (1+R1/R2)，Veef為DC/DC轉換器參考電壓，由前面的公式可見，通過改變固定電阻R2的阻值，或調整可變電位器R2的阻值，可以得到不同的輸出電壓νωκΕ。圖2所示的電路，雖然能夠靜態地調整嵌入式處理器的內核電壓，但是它在使用中不夠靈活，不能根據嵌入式處理器的當前負荷大小情況，實時、動態地調整內核電壓的大小。

發明內容
本發明的特徵和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發明而學習。為解決現有技術的問題，本發明提出了一種嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置和方法，本發明技術方案可以根據嵌入式處理器的當前業務負荷，實時、動態地調整內核電壓的大小。本發明解決上述技術問題所採用的技術方案如下 根據本發明的一個方面，提供一種嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，包括位於嵌入式處理器內並依次相連的業務統計分析模塊、內核電壓選擇模塊和輸入輸出控制模塊，還包括內核電壓調整器，該輸入輸出控制模塊與所述內核電壓調整器相連；所述業務統計分析模塊用於統計和分析所述嵌入式處理器當前選擇和配置的業務數據，確定該嵌入式處理器的負荷數據；所述內核電壓選擇模塊用於根據該負荷數據，為所述嵌入式處理器選擇內核電壓值；所述輸入輸出控制模塊用於根據選擇的所述內核電壓值，輸出相應的輸入輸出控制信號，控制所述內核電壓調整器輸出相應的內核電壓。根據本發明的一個實施例，所述內核電壓調整器包括DC/DC轉換器、可變分壓反饋電阻網絡，所述DC/DC轉換器與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制模塊與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制信號改變所述可變分壓反饋電阻網絡的分壓電阻大小，所述分壓電阻對所述DC/DC轉換器的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。根據本發明的一個實施例，所述DC/DC轉換器通過電阻與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制模塊與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制信號改變所述可變分壓反饋電阻網絡的分壓電阻大小，所述電阻和所述可變分壓反饋電阻網絡對所述DC/DC轉換器的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。根據本發明的一個實施例，所述可變分壓反饋電阻網絡包括至少一個場效應管，所述場效應管的源極和漏極連接用於分壓的電阻，與所述場效應管數量相應的所述輸入輸出控制信號控制所述場效應管的柵極。根據本發明的一個實施例，所述可變分壓反饋電阻網絡包括場效應管Q1、場效應管Q2、電阻R3、電阻R4、電阻R7、電阻R8，電阻R3的一端連接電阻R2，其另一端連接電阻R4，電阻R4的另一端接地，電阻R7的一端連接場效應管Ql的柵極，其另一端接地，電阻R8的一端連接場效應管Q2的柵極，其另一端接地，場效應管Ql的源極和漏極分別連接電阻R4的兩端，場效應管Q2的源極和漏極分別連接電阻R3與電阻R2的共極端以及接地端。根據本發明的一個實施例，所述輸入輸出控制信號包括第一輸入輸出控制信號和第二輸入輸出控制信號，第一輸入輸出控制信號用於控制場效應管Ql的柵極，第二輸入輸出控制信號用於控制場效應管Q2的柵極。根據本發明的一個實施例，場效應管Ql與電阻R7之間設置有低通濾波器。根據本發明的一個實施例，場效應管Q2與電阻R8之間設置有低通濾波器。根據本發明的一個實施例，所述低通濾波器設為RC濾波網絡。根據本發明的一個實施例，還包括場效應管Q3、電阻R9和電阻R10,電阻R9的一端連接電阻R4，其另一端接地，場效應管Q3的源極和漏極分別連接電阻R9的兩端，電阻RlO的一端連接場效應管Q3的柵極，其另一端接地，所述輸入輸出控制信號還包括第三輸入輸出控制信號，第三輸入輸出控制信號用於控制場效應管Q3的柵極。根據本發明的另一個方面，提供一種嵌入式處理器內核電壓動態調整方法，包括 步驟採集和統計嵌入式處理器的當前業務數據，確定負荷數據；根據所述負荷數據確定與所述嵌入式處理器當前負荷相適應的內核電壓值；根據所述內核電壓值確定相應的輸入輸出控制信號；由所述輸入輸出控制信號改變內核電壓調整器的反饋分壓電阻組合，從而改變內核電壓調整器輸出電壓的大小；所述內核電壓調整器將調整後的所述輸出電壓提供給所述嵌入式處理器。根據本發明的一個實施例，所述內核電壓調整器包括DC/DC轉換器、可變分壓反饋電阻網絡，所述DC/DC轉換器與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制信號改變所述可變分壓反饋電阻網絡的分壓電阻大小，所述分壓電阻對所述DC/DC轉換器的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。根據本發明的一個實施例，所述DC/DC轉換器通過電阻與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制信號改變所述可變分壓反饋電阻網絡的分壓電阻大小，所述電阻和所述可變分壓反饋電阻網絡對所述DC/DC轉換器的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。根據本發明的一個實施例，所述可變分壓反饋電阻網絡包括至少一個場效應管，所述場效應管的源極和漏極連接用於分壓的電阻，與所述場效應管數量相應的所述輸入輸出控制信號控制所述場效應管的柵極。本發明嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置和方法實現了嵌入式處理器內核電壓的實時、動態調整，有效地改善了嵌入式處理器電源功率使用效率，本發明可變分壓反饋電阻網絡電路根據需要可以進行多級擴展。通過閱讀說明書，本領域普通技術人員將更好地了解這些實施例和其它實施例的特徵和方面。


下面通過參考附圖並結合實例具體地描述本發明，本發明的優點和實現方式將會更加明顯，其中附圖所示內容僅用於對本發明的解釋說明，而不構成對本發明的任何意義上的限制，在附圖中圖I為現有技術DC/DC轉換器控制電路示意圖2為現有技術使用DC/DC轉換器晶片的嵌入式處理器內核電壓控制電路示意圖；圖3為本發明嵌入式處理器內核電壓控制電路示意圖；圖4為本發明使用DC/DC轉換器晶片的嵌入式處理器內核電壓控制電路示意圖；圖5為本發明第一實施例嵌入式處理器內核電壓三級控制電路示意圖；圖6為本發明第二實施例嵌入式處理器內核電壓四級控制電路示意圖。
具體實施方式

如圖3所示，本發明嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，包括位於嵌入式處理器內並依次相連的業務統計分析模塊10、內核電壓選擇模塊20和輸入輸出控制模塊30,還包括內核電壓調整器40，輸入輸出控制模塊30與內核電壓調整器40相連；業務統計分析模塊10用於統計和分析嵌入式處理器當前選擇和配置的業務數據，確定嵌入式處理器的負荷數據；內核電壓選擇模塊20用於根據所述負荷數據，為嵌入式處理器選擇內核電壓值；輸入輸出控制模塊30用於根據選擇的所述內核電壓值,輸出相應的輸入輸出控制信號，控制內核電壓調整器輸出相應的內核電壓。如圖4所示，根據本發明的一個實施例，內核電壓調整器40包括DC/DC轉換器401、可變分壓反饋電阻網絡402，DC/DC轉換器401與可變分壓反饋電阻網絡402相連，輸入輸出控制模塊30與可變分壓反饋電阻網絡402相連，輸入輸出控制信號I/Os改變可變分壓反饋電阻網絡402的分壓電阻大小，所述分壓電阻對DC/DC轉換器401的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。根據本發明的一個實施例，DC/DC轉換器401通過電阻與可變分壓反饋電阻網絡402相連，輸入輸出控制模塊30與可變分壓反饋電阻網絡402相連，輸入輸出控制信號I/Os改變可變分壓反饋電阻網絡402的分壓電阻大小，電阻和分壓電阻對DC/DC轉換器401的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。如圖5所示，其為本發明第一實施例嵌入式處理器內核電壓三級控制電路示意圖。在本實施例中，所述可變分壓反饋電阻網絡402包括場效應管Q1、場效應管Q2、電阻R3、電阻R4、電阻R7、電阻R8，電阻R3的一端連接電阻R2，其另一端連接電阻R4，電阻R4的另一端接地，電阻R7的一端連接場效應管Ql的柵極，其另一端接地，電阻R8的一端連接場效應管Q2的柵極，其另一端接地，場效應管Ql的源極和漏極分別連接電阻R4的兩端，場效應管Q2的源極和漏極分別連接電阻R3與電阻R2的共極端以及接地端。輸入輸出控制信號包括第一輸入輸出控制信號1/01和第二輸入輸出控制信號1/02,第一輸入輸出控制信號1/01用於控制場效應管Ql的柵極，第二輸入輸出控制信號1/02用於控制場效應管Q2的柵極。本實施例中，場效應管Ql與電阻R7之間設置有低通濾波器，場效應管Q2與電阻R8之間設置有低通濾波器，所述低通濾波器可以是RC濾波網絡。如圖6所示，其為本發明第二實施例嵌入式處理器內核電壓四級控制電路示意圖。在本實施例中，所述可變分壓反饋電阻網絡402除包括所述第一實施例中的場效應管Q1、場效應管Q2、電阻R3、電阻R4、電阻R7、電阻R8之外，還包括場效應管Q3、電阻R9和電阻R10。電阻R9的一端連接電阻R4，其另一端接地，場效應管Q3的源極和漏極分別連接電阻R9的兩端，電阻RlO的一端連接場效應管Q3的柵極，其另一端接地，所述輸入輸出控制信號還包括第三輸入輸出控制信號，第三輸入輸出控制信號用於控制場效應管Q3的柵極。本發明嵌入式處理器內核電壓動態調整方法，包括步驟S110、採集和統計嵌入式處理器的當前業務數據，確定負荷數據；S120、根據負荷數據確定與嵌入式處理器當前負荷相適應的內核電壓值；S130、根據內核電壓值確定相應的輸入輸出控制信號；S140、由輸入輸出控制信號改變內核電壓調整器的反饋分壓電阻組合，從而改變內核電壓調整器輸出電壓的大小；S150、內核電壓調整器將調整後的輸出電壓提供給嵌入式處理器。 根據本發明的一個實施例，內核電壓調整器包括DC/DC轉換器、可變分壓反饋電阻網絡，DC/DC轉換器與可變分壓反饋電阻網絡相連，輸入輸出控制信號改變可變分壓反饋電阻網絡的分壓電阻大小，分壓電阻對DC/DC轉換器的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。可變分壓反饋電阻網絡包括場效應管Q1、場效應管Q2，輸入輸出控制信號包括第一輸入輸出控制信號1/01和第二輸入輸出控制信號1/02,第一輸入輸出控制信號1/01用於控制場效應管Ql的柵極，第二輸入輸出控制信號1/02用於控制場效應管Q2的柵極。本發明技術方案由業務統計分析模塊、內核電壓選擇模塊、輸入輸出控制模塊以及內核電壓調整器組成，其中業務統計分析模塊、內核電壓選擇模塊、輸入輸出控制模塊由嵌入式處理器中的硬體單元和/或軟體模塊完成，內核電壓調整器由DC/DC轉換器電路及可變分壓反饋電阻網絡組成。業務統計分析模塊用於採集、統計和分析嵌入式處理器當前選擇和配置的主要業務數據；內核電壓選擇模塊根據業務統計分析模塊得到的嵌入式處理器當前業務負荷數據，為嵌入式處理器選擇所需要的合適的內核電壓大小對嵌入式處理器的每種業務，根據業務的複雜度、佔用嵌入式處理器資源大小以及功耗需求等指標，為每種業務分配一個業務負荷值，所述值越大，表示需要的內核電壓值越高。內核電壓選擇模塊根據業務統計分析模塊採集到的嵌入式處理器當前業務數據，將每個業務的業務負荷值相力口，得到嵌入式處理器當前的總負荷值，按照預先設定的對應關係，為嵌入式處理器選擇所需要的內核電壓；輸入輸出控制模塊根據選擇的內核電壓大小，輸出相應的輸入輸出控制信號，控制內核電壓調整器中的可變分壓反饋電阻網絡，改變分壓電阻的大小，輸出相應的內核電壓。內核電壓調整器最終產生嵌入式處理器需要的內核電壓。圖5所示為一個三級動態內核電壓調整器電路，和圖2相比增加了 2個N-channelMOSFET (場效應管Q1、場效應管Q2)，6個電阻(R3、R4、R5、R6、R7、R8)和2個電容(C3、C4)。N-channel MOSFET是N溝道金屬氧化物半導體場效應管，當柵極G和源極S間加的正電壓VGS大於N-channel MOSFET的開啟電壓VT時，N-channel MOSFET處於導通狀態，漏極D和源極S間呈現低阻抗通道，反之當VGS小於VT或為負時，N-channel MOSFET處於截止狀態，漏極D和源極S之間呈現高阻抗。輸入輸出控制信號控制信號1/01和控制信號1/02來自嵌入式處理器，分別用於控制場效應管Ql和場效應管Q2的導通與截止。R5和C3組成RC低通濾波網絡，R6和C4組成RC低通濾波網絡，分別用於濾除控制信號1/01和1/02上的幹擾，保證場效應管Ql和場效應管Q2可靠工作。R7和R8為下拉電阻，分別用於設置控制信號1/01和控制信號1/02初始狀態為低電平，在控制信號1/01和控制信號1/02為低電平時，根據N-channel MOSFET的特性，場效應管Ql和場效應管Q2同時處於截止狀態，DC/DC轉換器Ul的輸出電壓為VC_=VKEF*[1+R1/(R2+R3+R4)];在控制信號1/01為高電平、控制信號1/02為低電平時，場效應管Ql導通、場效應管Q2截止，DC/DC轉換器Ul的輸出電壓為Vote2=Vkef* [1+R1/(R2+R3)];在控制信號1/01為低電平、控制信號1/02為高電平時，場效應管Ql截止、場效應管Q2導通，DC/DC轉換器Ul的輸出電壓為VC_=VKEF* (1+R1/R2)。可見，通過改變控制信號1/01和控制信號1/02，可以動態調整DC/DC轉換器的輸出電壓，為嵌入式處理器提供三種不同的內核電壓。圖5給出的只是一個三級電壓調整電路的例子，在實際應用中可以根據嵌入式處理器的具體情況，進行相應的擴展，得到更多級的內核電壓調整電路。圖6所示為一個四級動態內核電壓調整器電路，和圖5相比又增加了一個N-channel MOSFET (場效應管Q3)，增加的用於分壓的電阻R9分別連接電阻R4和接地端，來自嵌入式處理器的輸入輸出控制信號1/03用於控制場效應管Q3的導通與截止。RlO和C5組成RC低通濾波網絡，用於濾除控制信號1/03上的幹擾，保證場效應管Q3可靠工作。 下拉電阻Rll用於設置控制信號1/03初始狀態為低電平，在控制信號1/01、控制信號1/02和控制信號1/03為低電平時，場效應管Ql、場效應管Q2和場效應管Q3同時處於截止狀態，DC/DC轉換器Ul的輸出電壓為Vkjkei=Vkef* [1+R1/(R2+R3+R4+R9)];在控制信號1/03為高電平、控制信號1/01和控制信號1/02為低電平時，場效應管Q3導通、場效應管Ql和場效應管Q2截止，DC/DC轉換器Ul的輸出電壓為Vcqke2=Vkef* [1+R1/(R2+R3+R4)];在控制信號1/02為低電平、控制信號1/01為高電平時，場效應管Q2截止、場效應管Ql導通，DC/DC轉換器Ul的輸出電壓為Vc_=Vkef*[1+R1/(R2+R3)];在控制信號1/02為高電平時，場效應管Q2導通，DC/DC轉換器Ul的輸出電壓為VCQKE4=VKEF*( 1+R1/R2);依此類推，每增加一個N-channelMOSFET以及相應的控制信號，可以增加一個可調電壓等級。本發明技術方案實現的具體步驟如下I.嵌入式系統上電啟動後，嵌入式處理器以默認設置的內核電壓運行；2.業務統計分析模塊採集和統計嵌入式處理器的當前業務數據，分析出嵌入式處理器的當前業務負荷等級；3.內核電壓選擇模塊根據得出的嵌入式處理器當前業務負荷等級，按照一定規貝U，選擇出與嵌入式處理器當前負荷相適應的內核電壓值；4.輸入輸出控制模塊根據選擇的內核電壓值,輸出相應的輸入輸出控制信號控制信號1/01、控制信號1/02 ；5.在控制信號1/01、控制信號1/02的控制下，通過相應N-channel MOSFET的導通與截止，改變DC/DC轉換器的反饋分壓電阻組合，從而改變內核電壓調整器輸出電壓的大小；6.內核電壓調整器將調整後的內核電壓提供給嵌入式處理器；7.業務統計分析模塊繼續採集和統計嵌入式處理器的業務數據、分析嵌入式處理器的業務負荷等級，如果業務負荷等級發生改變，則重新進入步驟2 步驟6的內核電壓調整過程。以上參照

了本發明的優選實施例，本領域技術人員不脫離本發明的範圍和實質，可以有多種變型方案實現本發明。舉例而言，作為一個實施例的部分示出或描述的特徵可用於另一實施例以得到又一實施例。以上僅為本發明較佳可行的實施例而已，並非因此局限本發明的權利範圍，凡運用本發明說明書及 附圖內容所作的等效變化，均包含於本發明的權利範圍之內。
權利要求
1.一種嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於 包括位於嵌入式處理器內並依次相連的業務統計分析模塊、內核電壓選擇模塊和輸入輸出控制模塊，還包括內核電壓調整器，所述輸入輸出控制模塊與所述內核電壓調整器相連； 所述業務統計分析模塊用於統計和分析所述嵌入式處理器當前選擇和配置的業務數據，確定所述嵌入式處理器的負荷數據； 所述內核電壓選擇模塊用於根據所述負荷數據，為所述嵌入式處理器選擇內核電壓值； 所述輸入輸出控制模塊用於根據選擇的所述內核電壓值，輸出相應的輸入輸出控制信號，控制所述內核電壓調整器輸出相應的內核電壓。
2.根據權利要求I所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於所述內核電壓調整器包括DC/DC轉換器、可變分壓反饋電阻網絡，所述DC/DC轉換器與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制模塊與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制信號改變所述可變分壓反饋電阻網絡的分壓電阻大小，所述分壓電阻對所述DC/DC轉換器的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。
3.根據權利要求2所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於所述DC/DC轉換器通過一電阻與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制模塊與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制信號改變所述可變分壓反饋電阻網絡的分壓電阻大小，所述電阻和所述可變分壓反饋電阻網絡對所述DC/DC轉換器的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。
4.根據權利要求3所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於所述可變分壓反饋電阻網絡包括至少一個場效應管，所述場效應管的源極和漏極連接用於分壓的電阻，與所述場效應管數量相應的所述輸入輸出控制信號控制所述場效應管的柵極。
5.根據權利要求4所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於所述可變分壓反饋電阻網絡包括場效應管Q1、場效應管Q2、電阻R3、電阻R4、電阻R7、電阻R8，電阻R3的一端連接電阻R2，其另一端連接電阻R4，電阻R4的另一端接地，電阻R7的一端連接場效應管Ql的柵極，其另一端接地，電阻R8的一端連接場效應管Q2的柵極，其另一端接地，場效應管Ql的源極和漏極分別連接電阻R4的兩端，場效應管Q2的源極和漏極分別連接電阻R3與電阻R2的共極端以及接地端。
6.根據權利要求5所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於所述輸入輸出控制信號包括第一輸入輸出控制信號和第二輸入輸出控制信號，第一輸入輸出控制信號用於控制場效應管Ql的柵極，第二輸入輸出控制信號用於控制場效應管Q2的柵極。
7.根據權利要求5所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於場效應管Ql與電阻R7之間設置有低通濾波器。
8.根據權利要求5所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於場效應管Q2與電阻R8之間設置有低通濾波器。
9.根據權利要求7或8所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於所述低通濾波器設為RC濾波網絡。
10.根據權利要求5所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置，其特徵在於還包括場效應管Q3、電阻R9和電阻R10，電阻R9的一端連接電阻R4，其另一端接地，場效應管Q3的源極和漏極分別連接電阻R9的兩端，電阻RlO的一端連接場效應管Q3的柵極，其另一端接地，所述輸入輸出控制信號還包括第三輸入輸出控制信號，第三輸入輸出控制信號用於控制場效應管Q3的柵極。
11.一種嵌入式處理器內核電壓動態調整方法，其特徵在於，包括步驟 採集和統計嵌入式處理器的當前業務數據，確定負荷數據； 根據所述負荷數據確定與所述嵌入式處理器當前負荷相適應的內核電壓值； 根據所述內核電壓值確定相應的輸入輸出控制信號； 由所述輸入輸出控制信號改變內核電壓調整器的反饋分壓電阻組合，從而改變內核電壓調整器輸出電壓的大小； 所述內核電壓調整器將調整後的所述輸出電壓提供給所述嵌入式處理器。
12.根據權利要求11所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整方法，其特徵在於所述內核電壓調整器包括DC/DC轉換器、可變分壓反饋電阻網絡，所述DC/DC轉換器與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制信號改變所述可變分壓反饋電阻網絡的分壓電阻大小，所述分壓電阻對所述DC/DC轉換器的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。
13.根據權利要求12所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整方法，其特徵在於所述DC/DC轉換器通過電阻與所述可變分壓反饋電阻網絡相連，所述輸入輸出控制信號改變所述可變分壓反饋電阻網絡的分壓電阻大小，所述電阻和所述分壓電阻對所述DC/DC轉換器的電壓輸出進行分壓，得到相應的內核電壓。
14.根據權利要求12所述的嵌入式處理器內核電壓動態調整方法，其特徵在於所述可變分壓反饋電阻網絡包括至少一個場效應管，所述場效應管的源極和漏極連接用於分壓的電阻，與所述場效應管數量相應的所述輸入輸出控制信號控制所述場效應管的柵極。
全文摘要
本發明提供一種嵌入式處理器內核電壓動態調整裝置和方法，該裝置包括位於嵌入式處理器內並依次相連的業務統計分析模塊、內核電壓選擇模塊和輸入輸出控制模塊，還包括內核電壓調整器，輸入輸出控制模塊與內核電壓調整器相連；該方法包括步驟採集和統計嵌入式處理器的當前業務數據，確定負荷數據；根據負荷數據確定內核電壓值；根據內核電壓值確定輸入輸出控制信號；由輸入輸出控制信號改變內核電壓調整器的反饋分壓電阻組合，從而改變內核電壓調整器輸出電壓的大小；內核電壓調整器將輸出電壓提供給嵌入式處理器。本發明實現了嵌入式處理器內核電壓的實時、動態調整，有效地改善了嵌入式處理器電源功率使用效率。
文檔編號H02M3/155GK102915108SQ201210375939
公開日2013年2月6日 申請日期2012年9月30日 優先權日2012年9月30日
發明者胡建兵 申請人:安科智慧城市技術(中國)有限公司, 武漢恆億電子科技發展有限公司