(57)【要約】【課題】プロセッサを含む装置の電力管理方法を提供する。【解決手段】  プロセッサを含む装置の電力管理方法は、メインクロック信号をプロセッサに印加してアクティブモードに進入する段階と、プロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行してアイドルモードに進入する段階と、を有する。アクティブモードからアイドルモードに進入する時点で電力レベルに対するスケーリングを実行することによって、電圧及び／又は周波数が不安定な状態をアイドルモード中に発生させるようにしてプロセッサ及びこれを含む装置とシステムの動作安全性を確保することができる。【選択図】図１
2011076608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインクロック信号をプロセッサに印加してアクティブモードに進入する段階と、
前記プロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行してアイドルモードに進入する段階と、を有することを特徴とする電力管理方法。
【請求項２】
前記プロセッサの電力レベルに対するスケーリングは、前記プロセッサの作業負荷率に基づいて前記メインクロック信号の周波数及び前記プロセッサに供給されるメイン電源電圧の大きさのうちの少なくとも１つを調節することを特徴とする請求項１に記載の電力管理方法。
【請求項３】
前記プロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行してアイドルモードに進入する段階は、
前記プロセッサの処理作業が完了した後に前記電力レベルの変更のためのレベル制御信号を発生する段階と、
前記プロセッサの処理作業が完了した後に前記メインクロック信号が前記プロセッサに印加されるのを遮断する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の電力管理方法。
【請求項４】
前記プロセッサによって電力管理プログラムを実行して前記レベル制御信号を発生し、
前記レベル制御信号が前記プロセッサから出力された後に前記メインクロック信号が前記プロセッサに印加されるのを遮断することを特徴とする請求項３に記載の電力管理方法。
【請求項５】
前記プロセッサの外部の電圧−クロック供給部が前記プロセッサから出力される前記レベル制御信号を受信して前記メインクロック信号の周波数及び前記プロセッサに供給されるメイン電源電圧のうちの少なくとも１つを調節することを特徴とする請求項４に記載の電力管理方法。
【請求項６】
前記電力管理プログラムは前記プロセッサによって実行されるオペレーティングシステム（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）により呼び出しされるサブルーチン（ｓｕｂｒｏｕｔｉｎ）であることを特徴とする請求項４に記載の電力管理方法。
【請求項７】
前記プロセッサのアクティブ状態又はアイドル状態を示すプロセッサ状態信号を非活性化し、
前記プロセッサ状態信号が非活性化された後に前記メインクロック信号が前記プロセッサに印加されるのを遮断することを特徴とする請求項３に記載の電力管理方法。
【請求項８】
前記プロセッサの外部の電力管理部が前記プロセッサの作業負荷率に基づいて前記レベル制御信号を発生し、
前記電力管理部は前記プロセッサ状態信号に応答して前記レベル制御信号を出力し、
前記プロセッサの外部の電圧−クロック供給部が前記電力管理部から出力される前記レベル制御信号を受信して前記メインクロック信号の周波数及び前記プロセッサに供給されるメイン電源電圧のうちの少なくとも１つを調節することを特徴とする請求項７に記載の電力管理方法。
【請求項９】
前記アクティブモードが基準時間以上持続する場合、前記アイドルモードへの進入可否に関係なく前記プロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行することを特徴とする請求項１に記載の電力管理方法。
【請求項１０】
前記基準時間は、システムタイマーから提供されるインタラプトの回数によって決定されることを特徴とする請求項９に記載の電力管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力管理方法に関し、より詳細には、プロセッサを含む装置において動的に電力を管理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置のコンピューティング能力は次第に増加し、演算を実行するプロセッサの高い周波数とそれに伴う高い電圧は消費電力を増加させる。特に、制限されたバッテリー容量によって作動する移動通信端末機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ノートブックなどの携帯用装置における消費電力の増加は大きい問題となっている。例えば、移動通信端末機の動作モードは一般的にトラフィックモードと待機モードに区分されて電力節減方案が摸索されている。待機モードは、使用者の入力に対応してすぐに作動することができる通話待機モード（ｉｄｌｅ  ｍｏｄｅ）と、一定時間以上使われない場合、消費電力を減少するための受信待機モード（ｓｌｅｅｐ  ｍｏｄｅ）に分類することができる。各モードに応じて一部構成要素に供給される電源を遮断する方式により消費電力を減少することができるが、プロセッサの動作のためのクロック信号の観点ではトラフィックモードと通話待機モードは使用中モードに属し、従って、これらのモードで同一に高い周波数のクロック信号が供給される。このように、それぞれのモード又はプロセッサの動作状態と関係なく必要以上の高い周波数でプロセッサが作動することは不必要な電力消費を招く。
【０００３】
このような不必要な電力消費を減少するためにプロセッサの動作状態に応じて電圧及び／又は周波数を変更することができる。しかし、電圧及び／又は周波数の変更はプロセッサを含む装置及びシステムの安定性及び安全性を低下させる問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国特許出願公開２００７−０４６１９８号明細書
【特許文献２】韓国特許出願公開２００７−０６１０８６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５−２６２３３６号明細書
【特許文献４】特開１９９９−１９４８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、プロセッサを含む装置及びシステムにおいて安定的に電力レベルスケーリングを実行することができる電力管理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明の一特徴による電力管理方法は、メインクロック信号をプロセッサに印加してアクティブモードに進入する段階と、前記プロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行してアイドルモードに進入する段階と、を有する。
【０００７】
前記プロセッサの電力レベルに対するスケーリングは、前記プロセッサの作業負荷率に基づいて前記メインクロック信号の周波数及び前記プロセッサに供給されるメイン電源電圧の大きさのうちの少なくとも１つを調節することであり得る。
【０００８】
前記プロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行してアイドルモードに進入する段階は、前記プロセッサの処理作業が完了した後に前記電力レベルの変更のためのレベル制御信号を発生する段階と、前記プロセッサの処理作業が完了した後に前記メインクロック信号が前記プロセッサに印加されることを遮断する段階と、を含むことができる。
【０００９】
一実施形態において、前記プロセッサによって電力管理プログラムを実行して前記レベル制御信号を発生し、前記レベル制御信号が前記プロセッサから出力された後に前記メインクロック信号が前記プロセッサに印加されることを遮断することができる。
【００１０】
前記プロセッサの外部の電圧−クロック供給部が前記プロセッサから出力される前記レベル制御信号を受信して前記メインクロック信号の周波数及び前記プロセッサに供給されるメイン電源電圧のうちの少なくとも１つを調節することができる。
【００１１】
前記電力管理プログラムは前記プロセッサによって実行されるオペレーティングシステム（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）により呼び出しされるサブルーチン（ｓｕｂｒｏｕｔｉｎ）であり得る。
【００１２】
一実施形態において、前記プロセッサのアクティブ状態又はアイドル状態を示すプロセッサ状態信号を非活性化し、前記プロセッサ状態信号が非活性化された後に前記メインクロック信号が前記プロセッサに印加されるのを遮断することができる。
【００１３】
前記プロセッサの外部の電力管理部が前記プロセッサの作業負荷率に基づいて前記レベル制御信号を発生し、前記電力管理部は前記プロセッサ状態信号に応答して前記レベル制御信号を出力し、前記プロセッサの外部の電圧−クロック供給部が前記電力管理部から出力される前記レベル制御信号を受信して前記メインクロック信号の周波数及び前記プロセッサに供給されるメイン電源電圧のうちの少なくとも１つを調節することができる。
【００１４】
一実施形態において、前記アクティブモードが基準時間以上持続する場合、前記アイドルモードへの進入可否に関係なく前記プロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行することができる。
【００１５】
前記基準時間は、システムタイマーから提供されるインタラプトの回数によって決定され得る。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電力管理方法によれば、電力レベルスケーリングの実行時点を効率的に制御することによって、プロセッサを含む装置及びシステムの安定性を確保しながら消費電力を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による電力管理方法を示したフロー図である。
【図２】ヒステリシス方式の電力レベルスケーリングを説明するための図面である。
【図３】本発明の一実施形態による電力管理方法に適用される電力レベルの一例を示した図面である。
【図４】本発明の一実施形態による電力管理を実行する装置の一例を示したブロック図である。
【図５】図４の装置によって実行される本発明の一実施形態による電力管理方法を示したフロー図である。
【図６】本発明の一実施形態による電力管理を実行する装置の他の例を示したブロック図である。
【図７】図６の装置によって実行される本発明の一実施形態による電力管理方法を示したフロー図である。
【図８】図６の装置に含まれる電力管理部の一例を示したブロック図である。
【図９】図８の出力制御信号を発生する回路の一例を示した図面である。
【図１０】本発明の一実施形態による電力管理方法を示したタイミング図である。
【図１１】本発明の他の実施形態による電力管理方法を示したタイミング図である。
【図１２】図６の装置に含まれる電力管理部の一例を示した回路図である。
【図１３】本発明の一実施形態による電力管理方法による電力レベル変更を示したタイミング図である。
【図１４】図６の装置に含まれる電圧−クロック供給部の一例を示した図面である。
【図１５】本発明の一実施形態による電力管理方法の効果を説明するための図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書で開示する本発明の実施形態に対する特定の構造的或いは機能的説明は単に本発明の実施形態を説明するための目的で例示したものであり、本発明の実施形態は多様な形態で実施され、本明細書で説明する実施形態に限定されるものと解釈してはならない。
【００１９】
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるが、特定の実施形態を図面に例示して本明細書で詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物或いは代替物を含むものとして理解しなければならない。
【００２０】
第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使用することができるが、各構成要素はこれらの用語によって限定されてはならない。これらの用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的として使用することができる。例えば、本発明の権利範囲から離脱せずに第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に第２構成要素も第１構成要素と命名することができる。
【００２１】
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いる又は「接続されて」いると言及した場合には、その他の構成要素に直接的に連結されていたり又は接続されていたりすることもあるが、中間に他の構成要素が存在することもあると理解すべきである。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いる又は「直接接続されて」いると言及した場合には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解すべきである。構成要素の間の関係を説明する他の表現、即ち「〜間に」と「すぐに〜間に」又は「〜に隣接する」と「〜に直接隣接する」等も同じように解釈すべきである。
【００２２】
本明細書で使用する用語は単に特定の実施形態を説明するために使用するものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書で、「含む」又は「有する」等の用語は明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものが存在するということを指定しようとするものであって、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品、又はこれらを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を、予め排除しないことと理解すべきである。
【００２３】
また、別に定義しない限り、技術的或いは科学的用語を含んで、ここで使用する全ての用語は本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば、一般的に理解されることと同一な意味を有する。一般的に使用される辞書において定義する用語と同じ用語は関連技術の文脈上に有する意味と一致する意味を有することと理解すべきで、本明細書において明白に定義しない限り、理想的或いは形式的な意味として解釈しない。
【００２４】
以下、本発明のプロセッサを含む装置の管理方法を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２５】
図面上の同じ構成要素に対しては同じ参照符号を使用し、同じ構成要素に対する重複した説明は省略する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態による電力管理方法を示したフロー図である。
【００２７】
図１を参照すると、本実施形態による電力管理方法によって、メインクロック信号をプロセッサに印加してアクティブモードに進入し（段階Ｓ１００）、プロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行してアイドルモードに進入する（段階Ｓ２００）。本実施形態による電力管理方法は、アクティブモードからアイドルモードへ進入する時点で電力レベルに対するスケーリングを実行することによって、電圧及び／又は周波数が不安定な状態をアイドルモード中に発生させるようにしてプロセッサ及びこれを含む装置の動作安全性を確保することができる。
【００２８】
後述する通り、プロセッサの電力レベルに対するスケーリングは、プロセッサの作業負荷率に基づいてメインクロック信号の周波数及びプロセッサに供給されるメイン電源電圧の大きさのうちの少なくとも１つを調節する方式によって実行する。
【００２９】
プロセッサの作業負荷率（ｗｏｒｋｌｏａｄ  ｒａｔｅ）又は負荷率は、プロセッサが実行することができる最大作業量に対するプロセッサが実行中である作業量の比率として定義することができる。プロセッサのアイドル率（ｉｄｌｅ  ｒａｔｅ）又は遊休率は、プロセッサが実行することができる最大作業量に対するプロセッサが追加的に実行することができる作業量の比率として定義することができる。従って、作業負荷率とアイドル率の合計は１になる。作業負荷率は、非周期的に必要により一定の時間の間測定することもでき、周期的に固定された単位時間の間検出して次々と提供することもできる。
【００３０】
本明細書において、電力レベルはプロセッサが電力を消費する程度を示す。即ち、プロセッサが同一な作業又はアプリケーションを実行する場合に、電力レベルが高いほど消費電力が増加し、プロセッサの作業速度は電力レベルが増加するほど速くなる。例えば、電力レベルが増加するほどプロセッサに供給されるメインクロック信号の周波数が増加する。一般的に、プロセッサなどのデジタル論理回路で、大部分の電力消費は、信号がスイッチングされる時、即ちクロック信号などの論理状態がロジックハイ（ｌｏｇｉｃ  ｈｉｇｈ）からロジックロー（ｌｏｇｉｃ  ｌｏｗ）に又はその反対に遷移する時発生する。結果的に、メインクロック信号の周波数が増加するほどプロセッサの消費電力は増加する。従って、プロセッサの負荷率に比べて過度に高い周波数のクロック信号及び／又は高い電源電圧をプロセッサに供給する場合には全体的に消費電力が不必要に増加することになる。
【００３１】
電力レベルのスケーリングはクロック信号の周波数の調節と共にプロセッサの動作のためのメイン電源電圧を調節する方式で実行することもできる。クロック信号の周波数が増加するほどトランジスタなどで具現された素子のスイッチング速度を十分に支援することができるように高い電源電圧を供給する必要があり、従って、クロック信号の周波数増加に伴ってプロセッサに供給される電源電圧を増大させる必要がある。一般的に、電源電圧が増大するほど消費電力が増加する。
【００３２】
電源電圧及びクロック信号の周波数を変更する場合には電圧レギュレータ及び位相固定ループＰＬＬなどによって電圧及び周波数が安定化されるまで一定の時間が必要である。従来の電力管理方法においては、プロセッサの電力レベルに対するスケーリングがアイドルモードでアクティブモードに進入する時点で実行されたり、アクティブモード中に実行されたりする。この場合、プロセッサの作動中に電圧と周波数が不安定な状態が発生してプロセッサの誤作動が誘発されることがあり得る。電圧と周波数が不安定な要因は多様であり、代表的な例としては、印刷回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）の設計及び製造不良、電力管理集積回路（ＰＭＩＣ：Ｐｏｗｅｒ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）の不良、及びアイドルモードからアクティブモードにウェイクアップされる時の動作電流の急激な増加に伴う一時的な不安定などがある。本発明による電力管理方法はアクティブモードからアイドルモードに進入する時点で電力レベルに対するスケーリングを実行することによって電圧及び／又は周波数が不安定な状態をアイドルモード中に発生させるようにしてプロセッサの動作安全性を確保することができる。
【００３３】
図２は、ヒステリシス方式の電力レベルスケーリングを説明するための図面であり、図３は、本発明の一実施形態による電力管理方法に適用される電力レベルの一例を示した図面である。
【００３４】
本実施形態による電力管理方法の電力レベルスケーリングは、動的電圧−周波数スケーリング（ＤＶＦＳ：Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ＆  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｃａｌｉｎｇ）方式で実行することができる。ＤＶＦＳ方式はプロセッサの動作状態に従って電圧及び／又は周波数を動的に変化させる方式のことである。
【００３５】
図２に示した通り、ＤＶＦＳはヒステリシス（ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ）方式で実行することができる。
【００３６】
相対的に低い電力レベルＬ（ｎ＋１）で相対的に高い電力レベルＬ（ｎ）への上昇（ＵＰ）はプロセッサの作業負荷率が次第に増加して上昇基準値Ｒｕより大きくなる時点で実行される。作業量に比べてプロセッサの速度が小さい場合には、電力レベルの上昇によりクロック信号の周波数を増加させることによってプロセッサの誤作動及び性能低下を防止することができる。
【００３７】
一方、相対的に高い電力レベルＬ（ｎ）で相対的に低い電力レベルＬ（ｎ＋１）への下降（ＤＯＷＮ）はプロセッサの作業負荷率が次第に減少して下降基準値Ｒｄより小さくなる時点で実行される。作業量に比べてプロセッサの速度が不必要に大きい場合には、電力レベルの下降によりクロック信号の周波数を減少させることによってプロセッサの消費電力を減少させることができる。
【００３８】
ヒステリシス方式は、図２に示した通り、電力レベルの上昇基準となる上昇基準値Ｒｕより電力レベルの下降基準となる下降基準値Ｒｄを小さく設定することによって実行される。上昇基準値Ｒｕと下降基準値Ｒｄとの差が大きいほど電力レベルは変動せず、より長く維持することができ、上昇基準値Ｒｕと下降基準値Ｒｄの差が小さいほど電力レベルの変更は、より頻繁に発生する。言い換えると、上昇基準値Ｒｕと下降基準値Ｒｄとの差が大きいほど消費電力の節減効果が減少する代わりにプロセッサの動作安全性が増加する反面、上昇基準値Ｒｕと下降基準値Ｒｄとの差が小さいほど電力レベルの頻繁な変更によってプロセッサの性能が低下する。従って、それぞれのプロセッサの特性及び消費電力の節減程度を考慮して上昇基準値Ｒｕと下降基準値Ｒｄを決定することができる。
【００３９】
図３には各電力レベルＬ（０）〜Ｌ（４）に対応するプロセッサ１１０（図４参照）のメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数及びメイン電源電圧ＭＶＤＤの大きさを例示している。電力レベルの個数、各電力レベルに対するメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数及びメイン電源電圧ＭＶＤＤの大きさはプロセッサ１１０の機能、種類などによって多様に変更することができる。図３に示した通り、電力レベルは２個又は３個以上の複数のレベルで細分化することができ、電力レベルに対するスケーリングは各電力レベルを段階的に上昇又は下降させる方式で実行することができる。
【００４０】
図４は、本発明の一実施形態による電力管理を実行する装置の一例を示したブロック図である。
【００４１】
図４を参照すると、電力管理を実行する装置１０は、プロセッサ１１０、インタラプトコントローラ１２０、システムタイマー１３０、電圧−クロック供給部１４０、及び入出力部（Ｉ／Ｏ）１５０を含む。
【００４２】
装置１０は、移動通信端末機、コンピュータシステムなどの任意の装置又はシステムであってもよく、図４に示していないが、メモリ、内蔵用バッテリー、その他の周辺装置を含むことができる。入出力部１５０は、キーボード、タッチパッドなどの入力装置、ディスプレイ、スピーカーなどの出力装置、及び入出力インターフェースなどを含むことができる。
【００４３】
プロセッサ１１０は、中央処理ユニットＣＰＵ、デジタル信号処理器ＤＳＰ、マイクロコントローラ、メモリコントローラなどであってもよく、演算などの作業を実行する任意の処理器であってもよい。プロセッサ１１０は、電圧−クロック供給部１４０から提供されるメインクロック信号ＭＣＬＫ及びメイン電源電圧ＭＶＤＤを受け、メインクロック信号ＭＣＬＫに同期して作動する。
【００４４】
インタラプトコントローラ１２０は、システムタイマー１３０からの第１インタラプト信号ＩＴＲ１及び入出力部１５０からの第２インタラプト信号ＩＴＲ２に応答してウェイクアップインタラプト信号ＷＩＴＲを発生する。第１インタラプト信号ＩＴＲ１は周期的に活性化される信号であり、第２インタラプト信号ＩＴＲ２は使用者からキーボード、タッチパッド等を通した入力行為などの特定のイベントが発生した場合に活性化される。
【００４５】
プロセッサ１１０は、アイドルモード中にウェイクアップインタラプト信号ＷＩＴＲが活性化された時点でアクティブモードに進入する。プロセッサ１１０はアクティブモードへの進入のためにプロセッサ状態信号ＳＴを活性化し、スイッチ１１１はプロセッサ状態信号ＳＴが活性化されるとターンオンしてメインクロック信号ＭＣＬＫがプロセッサ１１０に印加される。図４ではスイッチ１１１がプロセッサ１１０の外部に配置されるものとして示したが、実施形態によっては、スイッチ１１１をプロセッサ１１０の内部に実装することもできる。
【００４６】
プロセッサ１１０は処理作業が全て完了した後にアイドルモードに進入する。プロセッサ１１０はアイドルモードに進入するために先に電力管理プログラムを実行して電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲを発生する。電力管理プログラムはプロセッサ１１０により実行されるオペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）により呼び出しされるサブルーチン（ｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅ）であってもよい。プロセッサ１１０はレベル制御信号ＬＣＴＲを出力した後にプロセッサ状態信号ＳＴを非活性化し、スイッチ１１１はプロセッサ状態信号ＳＴが非活性化されるとターンオフしてメインクロック信号ＭＣＬＫがプロセッサ１１０に印加されるのを遮断する。
【００４７】
プロセッサ１１０の外部の電圧−クロック供給部１４０は、プロセッサ１１０から出力されるレベル制御信号ＬＣＴＲを受信してプロセッサ１１０に供給されるメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数及びメイン電源電圧ＭＶＤＤのうちの少なくとも１つを調節する。
【００４８】
このように、本実施形態による電力管理を実行する装置１０は、アクティブモードからアイドルモードに進入する時点で電力レベルに対するスケーリングを実行することによって、電圧及び／又は周波数が不安定な状態をアイドルモード中に発生させるようにしてプロセッサの動作安全性を確保することができる。
【００４９】
一実施形態において、アクティブモードが基準時間以上持続する場合、アイドルモードでの進入可否に関係なくプロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行することができる。このために、インタラプトコントローラ１２０はプロセッサ状態信号ＳＴが基準時間以上活性化した状態が持続する場合、プロセッサ１１０に提供される電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲを活性化する。プロセッサ１１０は、アクティブモード中に電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲが活性化された場合、上述した電力管理プログラムを実行してレベル制御信号ＬＣＴＲを発生し、電圧−クロック供給部１４０は、レベル制御信号ＬＣＴＲに応答してメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数又はメイン電源電圧ＭＶＤＤ中の少なくとも１つを調節する。例えば、基準時間はシステムタイマーから提供されるインタラプトの回数によって決定することができる。インタラプトコントローラ１２０は、プロセッサ状態信号ＳＴが活性化された状態でシステムタイマーＩＴＲ１から第１インタラプト信号ＩＴＲ１が活性化される回数をカウントし、カウントした回数が一定の値に到達すると電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲを活性化する。プロセッサがアイドルモードに進入せずに引き続きアクティブモードにある場合は、メインクロック信号ＭＣＬＫの周波数及び／又はメイン電源電圧ＭＶＤＤを上昇させる必要のある状況である。従って、このような場合にはアイドルモードでの進入可否に関係なくアクティブモード中でも電力レベルに対するスケーリングを実行するようにすることによって過負荷によるプロセッサ１１０の誤作動を防止することができる。
【００５０】
図５は、図４の装置によって実行される本発明の一実施形態による電力管理方法を示したフロー図である。
【００５１】
アクティブモード（ａｃｔｉｖｅ  ｍｏｄｅ）は、プロセッサ１１０がランニング（ｒｕｎｎｉｎｇ）中である状態、即ちプロセッサ１１０が処理作業（ｔａｓｋ）を実行する状態を示す。アイドルモード（ｉｄｌｅ  ｍｏｄｅ）は、プロセッサ１１０が動作を中断した状態、即ちプロセッサ１１０がウェイクアップインタラプトを待つ状態である。例えば、アイドルモードでは電力消費を減少するためにプロセッサ１１０に印加されるメインクロック信号ＭＣＬＫを遮断することができる。
【００５２】
プロセッサ１１０は、処理作業が完了した場合（段階Ｓ２１１：はい）、電力管理プログラムを実行してレベル制御信号ＬＣＴＲを出力する（段階Ｓ２１２）。プロセッサ１１０は、レベル制御信号ＬＣＴＲをプロセッサ１１０から出力した後に、プロセッサ状態信号ＳＴを非活性化する（段階Ｓ２１３）。プロセッサ状態信号ＳＴに応答してスイッチ１１１がターンオフすることによって、プロセッサ１１０に印加されるメインクロック信号ＭＣＬＫが遮断される。一方、メインクロック信号ＭＣＬＫの遮断と並行して、プロセッサ１１０の外部の電圧−クロック供給部１４０は、プロセッサ１１０から出力されるレベル制御信号ＬＣＴＲに応答してプロセッサ１１０に供給するメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数及びメイン電源電圧ＭＶＤＤのうちの少なくとも１つを調節する（段階Ｓ２１５）。
【００５３】
アイドルモード中にウェイクアップインタラプトが発生した場合（段階Ｓ１１０：はい）、プロセッサ１１０はプロセッサ状態信号ＳＴを活性化し、プロセッサ状態信号ＳＴに応答してスイッチ１１１がターンオンすることによってメインクロック信号ＭＣＬＫをプロセッサ１１０に印加する。
【００５４】
このように、アイドルモードに進入する時点で電力レベルに対するスケーリングを実行するために、プロセッサの処理作業が完了した後に電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲを発生し、メインクロック信号ＭＣＬＫがプロセッサ１１０に印加されるのを遮断する。結果的に、電力レベルに対するスケーリングをアイドルモードに進入する時点で実行することによって、電圧及び／又は周波数が不安定な状態をアイドルモード中に発生させるようにしてプロセッサの動作安全性を確保することができる。
【００５５】
図６は、本発明の一実施形態による電力管理を実行する装置の他の例を示したブロック図である。
【００５６】
図６を参照すると、電力管理を実行する装置２０は、プロセッサ２１０，インタラプトコントローラ２２０、システムタイマー２３０、電圧−クロック供給部２４０、入出力部２５０、負荷検出器２６０、及び電力管理部２７０を含む。
【００５７】
装置２０は、移動通信端末機、コンピュータシステムなどの任意の装置又はシステムであってもよく、図６に示していないが、メモリ、内蔵用バッテリー、その他の周辺装置を含むことができる。入出力部２５０は、キーボード、タッチパッドなどの入力装置、ディスプレイ、スピーカーなどの出力装置、及び入出力インターフェースなどを含むことができる。
【００５８】
プロセッサ２１０は、中央処理ユニットＣＰＵ、デジタル信号処理器ＤＳＰ、マイクロコントローラ、メモリコントローラなどであってもよく、演算などの作業を実行する任意の処理器であってもよい。プロセッサ２１０は、電圧−クロック供給部２４０から提供されるメインクロック信号ＭＣＬＫ及びメイン電源電圧ＭＶＤＤを受けてメインクロック信号ＭＣＬＫに同期して作動する。
【００５９】
インタラプトコントローラ２２０は、システムタイマー２３０からの第１インタラプト信号ＩＴＲ１及び入出力部２５０からの第２インタラプト信号ＩＴＲ２に応答してウェイクアップインタラプト信号ＷＩＴＲを発生する。第１インタラプト信号ＩＴＲ１は周期的に活性化される信号であり、第２インタラプト信号ＩＴＲ２は使用者からキーボード、タッチパッドなどを通した入力行為などの特定のイベントが発生した場合に活性化される。
【００６０】
プロセッサ２１０は、アイドルモード中にウェイクアップインタラプト信号ＷＩＴＲが活性化された時点でアクティブモードに進入する。プロセッサ２１０はアクティブモードへの進入のためにプロセッサ状態信号ＳＴを活性化し、スイッチ２１１はプロセッサ状態信号ＳＴが活性化されるとターンオンしてメインクロック信号ＭＣＬＫをプロセッサ２１０に印加する。図６ではスイッチ２１１がプロセッサ２１０の外部に配置されるものとして示したが、実施形態によっては、スイッチ２１１をプロセッサ２１０の内部に実装することもある。
【００６１】
プロセッサ２１０は処理作業が全て完了した後にアイドルモードへ進入する。図４の実施形態においては、電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲの発生がプロセッサ１１０によって実行される電力管理プログラムを通じてソフトウェア的に実行されるため、レベル制御信号ＬＣＴＲがプロセッサ１１０から出力された後にメインクロック信号ＭＣＬＫが遮断されることになる。これとは異なって、図６の実施形態においては、プロセッサ２１０の外部の電力管理部２７０が電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲを発生する。従って、図６のプロセッサ２１０は、処理作業が完了するとすぐにプロセッサ状態信号ＳＴを非活性化することができ、スイッチ２１１はプロセッサ状態信号ＳＴが非活性化されるとターンオフしてメインクロック信号ＭＣＬＫがプロセッサ２１０に印加されるのを遮断することができる。
【００６２】
負荷検出器２６０はプロセッサの動作状態をモニタリングして作業負荷率を検出する。例えば、負荷検出器２６０は単位基準時間毎にプロセッサ２１０の作業負荷率を検出して複数の単位負荷率Ｕｉを次々と提供することができる。負荷検出器２６０は、プロセッサ２１０の作業負荷率（ｗｏｒｋｌｏａｄ  ｒａｔｅ）又はアイドル率（ｉｄｌｅ  ｒａｔｅ）を提供するために多様な方式で具現することができる。
【００６３】
電力管理部２７０は、負荷検出器から提供される作業負荷率Ｕｉを受信し、プロセッサの電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲを提供する。
【００６４】
電力管理部２７０は、図６に示した通り、プロセッサ２１０の外部のハードウェアで具現される物理的な構成要素でもあり、他の構成要素に少なくとも一部分を統合することもできる。例えば、電力管理部２７０は、プロセッサ２１０の一部でもあり得、図４を参照して説明した通り、上述した電力管理プログラムとしてプロセッサ２１０内でソフトウェアにより具現することができる。電力管理部２７０の少なくとも一部がソフトウェアとして具現される場合に、実行可能なコードの形態でメモリに保存され、保存されたコードがプロセッサ２１０などによって実行されることにより、電力レベルに対するスケーリングを実行することができる。上述した通り、電力管理部２７０に相応する電力管理プログラムがプロセッサ２１０のオペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）の統制の下に実行される場合にはＯＳによって呼び出しされるサブルーチン（ｓｕｂｒｏｕｔｉｎｅ）の形式で具現することができる。
【００６５】
例えば、電力管理部２７０は、プロセッサ状態信号ＳＴが非活性化された時点で電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲを出力でき、プロセッサ２１０の外部の電圧−クロック供給部２４０は、電力管理部２７０から出力されたレベル制御信号ＬＣＴＲを受信してプロセッサ２１０に供給されるメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数及びメイン電源電圧ＭＶＤＤのうちの少なくとも１つを調節することができる。
【００６６】
このように、本実施形態による電力管理を実行する装置２０は、アクティブモードからアイドルモードに進入する時点で電力レベルに対するスケーリングを実行することにより、電圧及び／又は周波数が不安定な状態をアイドルモード中に発生させるようにしてプロセッサの動作安全性を確保することができる。
【００６７】
上述した通り、一実施形態において、アクティブモードが基準時間以上持続する場合、アイドルモードでの進入可否に関係なくプロセッサの電力レベルに対するスケーリングを実行することができる。このために、インタラプトコントローラ２２０はプロセッサ状態信号ＳＴが基準時間以上活性化した状態が持続する場合、電力管理部２７０に提供される電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲを活性化する。プロセッサ２１０がアクティブモードにある間に、電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲが活性化された場合、電力管理部２７０は、電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲに応答して電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲを出力し、電圧−クロック供給部２４０は、レベル制御信号ＬＣＴＲに応答してメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数又はメイン電源電圧ＭＶＤＤのうちの少なくとも１つを調節する。このように、プロセッサ２１０がアイドルモードに進入せずに引き続きアクティブモードにある場合には、アイドルモードでの進入可否に関係なくアクティブモード中に電力レベルに対するスケーリングを実行することにより、過負荷による装置２０の誤作動を防止することができる。
【００６８】
図７は、図６の装置によって実行される本発明の一実施形態による電力管理方法を示したフロー図である。
【００６９】
アクティブモード（ａｃｔｉｖｅ  ｍｏｄｅ）は、プロセッサ２１０がランニング（ｒｕｎｎｉｎｇ）中である状態、即ちプロセッサ２１０が処理作業（ｔａｓｋ）を実行する状態を示す。アイドルモード（ｉｄｌｅ  ｍｏｄｅ）は、プロセッサ２１０が動作を中断した状態、即ちプロセッサ２１０がウェイクアップインタラプトを待つ状態である。例えば、アイドルモードでは電力消費を減少するためにプロセッサ２１０に印加されるメインクロック信号ＭＣＬＫを遮断することができる。
【００７０】
プロセッサ２１０は、処理作業が完了した場合（段階Ｓ２２１：はい）、プロセッサ状態信号ＳＴを非活性化し（段階Ｓ２２２）、プロセッサ状態信号ＳＴに応答してスイッチ２１１がターンオフすることでプロセッサ２１０に印加されるメインクロック信号ＭＣＬＫが遮断される。一方、メインクロック信号ＭＣＬＫの遮断と並行して、プロセッサ２１０の電力管理部２７０は、プロセッサ状態信号ＳＴが非活性化された時点で電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲを出力し（段階Ｓ２２４）、電圧−クロック供給部２４０は、電力管理部２７０から出力されたレベル制御信号ＬＣＴＲに応答してプロセッサ２１０に供給されるメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数及びメイン電源電圧ＭＶＤＤのうちの少なくとも１つを調節する（段階Ｓ２２５）。
【００７１】
アイドルモード中にウェイクアップインタラプトが発生した場合（段階Ｓ１１０：はい）、プロセッサ２１０はプロセッサ状態信号ＳＴを活性化し、プロセッサ状態信号ＳＴに応答してスイッチ２１１がターンオンすることによって、メインクロック信号ＭＣＬＫをプロセッサ２１０に印加する。
【００７２】
このように、アイドルモードに進入する時点で電力レベルに対するスケーリングを実行するために、プロセッサの処理作業が完了した後に電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲを発生し、メインクロック信号ＭＣＬＫがプロセッサ２１０に印加されるのを遮断する。結果的に、電力レベルに対するスケーリングをアイドルモードに進入する時点で実行することによって、電圧及び／又は周波数が不安定な状態をアイドルモード中に発生させるようにしてプロセッサの動作安全性を確保することができる。
【００７３】
図８は、図６の装置に含まれる電力管理部の一例を示したブロック図である。
【００７４】
図８を参照すると、電力管理部２７０は、計算部２７１、比較部２７２、及び状態マシーン２７３を含んで具現される。
【００７５】
計算部２７１は、負荷検出器２６０から提供された作業負荷率Ｕｉを受信し、これを時間的に平均してプロセッサの現在の作業負荷率Ａｉを計算して出力する。比較部２７２は、現在の作業負荷率Ａｉを上昇基準値Ｒｕ及び下降基準値Ｒｄとそれぞれ比較して電力レベルの上昇又は下降可否を示す比較信号ＣＭＰを発生する。比較信号ＣＭＰは状態マシーン２７３に保存され、状態マシーン２７３は出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴに応答してレベル制御信号ＬＣＴＲを電圧−クロック供給部２４０に出力する。電力管理部２７０がソフトウェア的に具現される場合には、状態マシーン２７３はプロセッサ２１０内部又は外部のレジスタであってもよい。実施形態によっては、状態マシーン２７３は省略可能であり、比較信号ＣＭＰを直接電圧−クロック供給部２４０にレベル制御信号として提供することもできる。
【００７６】
図９は、図８の出力制御信号を発生する回路の一例を示した図面である。
【００７７】
図９の回路は電力管理部２７０内に具現することもでき、インタラプトコントローラ２２０内に具現することもできる。パルス発生器２７４はプロセッサ状態信号ＳＴが非活性化された時点でパルス信号ＰＳを活性化する。論理和ゲート２７５は、パルス信号ＰＳ及びパルス形態で活性化される電力レベルインタラプト信号ＰＴＩＲを論理和演算して出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴを発生する。図１０に示した通り、出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴは、プロセッサ状態信号ＳＴが非活性化された時点、即ちアイドルモードに進入する時点で活性化されるだけでなく、電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲが活性化された時点や、アクティブモードが基準時間以上持続する時点でも活性化することができる。電力管理部２７０は、出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴに応答してレベル制御信号ＬＣＴＲを電圧−クロック供給部２４０に出力し、このような方式でメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数及び／又はメイン電源電圧ＭＶＤＤが変更されるタイミングを制御する。
【００７８】
以下、図１０、図１１を参照して、本発明の電力管理方法を説明する。
【００７９】
図１０は、本発明の一実施形態による電力管理方法を示したタイミング図である。
【００８０】
システムタイマー２３０から提供された第１インタラプト信号ＩＴＲ１は、時刻ｔ１、ｔ５、ｔ７、ｔ９で周期的に発生するパルスを含む。入出力部２５０から提供された第２インタラプト信号ＩＴＲ２は、使用者からキーボード、タッチパッドなどを通した入力行為などの特定のイベントが発生した時刻ｔ３にパルス形態で活性化される。インタラプトコントローラ２２０は、第１インタラプト信号ＩＴＲ１及び第２インタラプト信号ＩＴＲ２に応答してプロセッサ２１０のウェイクアップ時点を示すウェイクアップインタラプト信号ＷＩＴＲを発生する。例えば、インタラプトコントローラ２２０は、第１インタラプト信号ＩＴＲ１及び第２インタラプト信号ＩＴＲ２を論理和演算してウェイクアップインタラプト信号ＷＩＴＲを発生することができ、ウェイクアップインタラプト信号ＷＩＴＲは、時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７、ｔ９で発生するパルスを含むことができる。プロセッサ２１０は、ウェイクアップインタラプト信号ＷＩＴＲに含まれたパルスに応答してアイドルモードからアクティブモードに進入する。例えば、アクティブモードに進入する時刻ｔ１、ｔ３、ｔ５、ｔ７、ｔ９でプロセッサ状態信号ＳＴが論理ローレベルから論理ハイレベルに活性化され、プロセッサ状態信号ＳＴが活性化する時点でスイッチ２１１がターンオンしてメインクロック信号ＭＣＬＫがプロセッサ２１０に印加される。プロセッサ２１０が処理作業を完了すると、プロセッサ状態信号ＳＴが論理ハイレベルから論理ローレベルに非活性化され、プロセッサ状態信号ＳＴの下降エッジ（ｆａｌｌｉｎｇ  ｅｄｇｅ）に応答して出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴが活性化される。例えば、出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴはパルス形態で活性化され、プロセッサ２１０がアイドルモードに進入する時刻ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０で発生するパルスを含む。電圧−クロック供給部２４０は、出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴに応答して提供されるレベル制御信号ＬＣＴＲを受信してメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数及び／又はメイン電源電圧ＭＶＤＤの電圧レベルを調節する。図１０には便宜上レベル制御信号ＬＣＴＲを図示していないが、これについては図１３を参照して後述する。また、図１０ではメイン電源電圧ＭＶＤＤの変更だけを示したが、メインクロック信号ＭＣＬＫの周波数を、図２に示した通り、メイン電源電圧ＭＶＤＤと共に変更することができる。図１０の形態においては、各アイドルモードに進入する各時点で電力レベルに対するスケーリングを実行した結果、時刻ｔ２では電力レベルがそのまま維持され、時刻ｔ４では電力レベルが一段階上昇し、時刻ｔ６では電力レベルが一段階下降し、時刻ｔ８では電力レベルが一段階更に下降して時刻ｔ１０では電力レベルが再び一段階上昇する。
【００８１】
このように、本実施形態による電力管理方法によって、アクティブモードからアイドルモードに進入する時点で電力レベルに対するスケーリングを実行することによって、電圧及び／又は周波数が不安定な状態をアイドルモード中に発生させるようにしてプロセッサの動作安全性を確保することができる。
【００８２】
図１１は、本発明の他の実施形態による電力管理方法を示したタイミング図である。
【００８３】
図１１には、アクティブモードが基準時間ＴＲ以上持続する場合、アイドルモードでの進入可否に関係なくプロセッサ２１０の電力レベルに対するスケーリングを実行する実施形態を示している。
【００８４】
第１インタラプト信号に応答して時刻ｔ１１、ｔ１３、ｔ１５、ｔ２０、ｔ２２でプロセッサ２１０がアクティブモードに進入し、処理作業が完了した後、時刻ｔ１２、ｔ１４、ｔ１９、ｔ２１、ｔ２３でプロセッサ２１０がアイドルモードに進入することは図１０で説明した通りである。プロセッサ状態信号ＳＴの論理ハイレバルはアクティブモードを示し、論理ローレベルはアイドルモードを示す。上述した通り、プロセッサ状態信号ＳＴの下降エッジに応答して図９のパルス発生器２７４から発生するパルス信号ＰＳ及び論理和ゲート２７５から発生する出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴは、時刻ｔ１２、ｔ１４、ｔ１９、ｔ２１、ｔ２３でパルスを含む。出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴに含まれたパルスに応答してレベル制御信号ＬＣＴＲが電圧−クロック供給部２４０に提供され、結果的にアイドルモードの進入時点で電力レベルに対するスケーリングが実行される。
【００８５】
インタラプトコントローラ２２０は、アクティブモードが基準時間ＴＲ以上持続する場合、例えば、プロセッサ状態信号ＳＴが基準時間ＴＲ以上活性化した状態が持続する場合に、電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲを活性化することができる。図１１に示した通り、電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲはアクティブモードが基準時間ＴＲ以上持続した時点、即ち時刻ｔ１７から発生するパルスを含むことができる。この場合、論理和ゲート２７５から発生する出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴは、アイドルモードに進入する時刻ｔ１２、ｔ１４、ｔ１９、ｔ２１、ｔ２３で発生するパルスを含むだけでなく、アクティブモード中である時刻ｔ１７から発生するパルスを含む。出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴに含まれたパルスに応答してレベル制御信号ＬＣＴＲが電圧−クロック供給部２４０に提供され、結果的にアイドルモードの進入時点だけでなく、アクティブモードが基準時間ＴＲ以上持続する場合にも電力レベルに対するスケーリングを実行することができる。従って、アイドルモードに進入する時点で電力レベルに対するスケーリングを実行することによりプロセッサの動作安全性を確保し、アクティブモード中でも必要な場合、付加的に電力レベルに対するスケーリングを実行することによって過負荷によるプロセッサ２１０の誤作動を防止することができる。
【００８６】
上述した通り、基準時間ＴＲはシステムタイマー２３０から提供されるインタラプトの回数、即ち第１インタラプト信号ＩＴＲ１に含まれるパルスの個数によって決定することができる。インタラプトコントローラ２２０は、プロセッサ状態信号ＳＴが活性化した状態で第１インタラプト信号ＩＴＲ１に含まれるパルスの個数をカウントし、カウントした個数が一定の値に到達すると電力レベルインタラプト信号ＰＩＴＲをパルス形態で活性化する。
【００８７】
図１２は、図６の装置に含まれる電力管理部の一例を示した回路図である。
【００８８】
図１２を参照すると、電力管理部２７０は、計算部２７１、比較部２７２、及び状態マシーン２７３を含んで具現される。
【００８９】
計算部２７１は、負荷検出器２６０から提供される作業負荷率Ｕｉを受信し、それを時間的に平均してプロセッサの現在の作業負荷率Ａｉを計算して出力する。
【００９０】
計算部２７１は、複数のバッファー４１、４２、４３、４４、複数の増幅器５１、５２、５３、５４、５５、複数の加算器６１、６２、６３、６４、及び除算器７１を含んで具現される。作業負荷率Ｕｉは、単位基準時間毎にプロセッサ２１０の作業負荷率を検出して次々と提供される単位負荷率Ｕ１、Ｕ２、…、Ｕｋであってもよい。複数のバッファー４１、４２、４３、４４は任意の保存手段でもあり、例えばレジスタ、決まったアドレスに相応するメモリの特定空間などであってもよい。複数のバッファー４１、４２、４３、４４は直列接続されて前段から出力される単位負荷率Ｕｊを保存して一定の遅延時間経過後に、次の順番の単位負荷率Ｕｊ＋１として後段に出力する遅延器で具現することができる。複数のバッファー４１、４２、４３、４４はラッチ（ｌａｔｃｈ）で具現することができ、この場合シフトレジスタとしての機能を遂行することができる。
【００９１】
増幅部は、複数のバッファー４１、４２、４３、４４の各段の単位負荷率を増幅して出力する複数の増幅器５１、５２、５３、５４、５５を含んで具現することができる。増幅器５１、５２、５３、５４、５５の利得（ｇａｉｎ）は全て同一でもあり、互いに異なって設定されることもある。例えば、最近の作業負荷率を示した単位負荷率であるほど、より大きい加重値を適用するために、最初の増幅器５１の利得が最も大きく、後段で利得が順次減少して最後の増幅器５６の利得が一番小さくなるように設定することができる。
【００９２】
複数の加算器６１、６２、６３、６４は、前段の出力と各増幅器の出力を合算して出力する。各加算器は前段の増幅器の出力を全て合算する機能を遂行する。除算器７１は、最後の増幅器６４の出力を増幅器５１、５２、５３、５４、５５の利得の合計で除算して現在の作業負荷率Ａｉを出力する。
【００９３】
比較部２７２は、現在の作業負荷率Ａｉを上昇基準値Ｒｕ及び下降基準値Ｒｄとそれぞれ比較して電力レベルの上昇又は下降可否を示した比較信号ＣＭＰを発生する。比較部２７２は第１比較器８１及び第２比較器８２を含む。第１比較器８１は、現在の作業負荷率Ａｉと上昇基準値Ｒｕを比較し、現在の作業負荷率Ａｉが上昇基準値Ｒｕより大きい場合に活性化する第１比較信号ＣＭＰ１を出力する。第２比較器８２は、現在の作業負荷率Ａｉと下降基準値Ｒｄを比較し、現在の作業負荷率Ａｉが下降基準値Ｒｄより小さい場合に活性化する第２比較信号ＣＭＰ２を出力する。
【００９４】
比較信号ＣＭＰ１、ＣＭＰ２は状態マシーン２７３に保存され、状態マシーン２７３は出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴに応答してレベル制御信号ＬＣＴＲを電圧−クロック供給部２４０に出力する。例えば、レベル制御信号ＬＣＴＲはレベル上昇信号ＬＶ＿ＵＰ及びレベル下降信号ＬＶ＿ＤＮを含むことができる。レベル上昇信号ＬＶ＿ＵＰが活性化した場合には電力レベルが上昇されることを示し、レベル下降信号ＬＶ＿ＵＰが活性化した場合には電力レベルが下降されることを示す。レベル上昇信号ＬＶ＿ＵＰ及びレベル下降信号ＬＶ＿ＤＮはパルス形態で活性化することができる。電力管理部２７０がソフトウェア的に具現される場合には、状態マシーン２７３はプロセッサ２１０の内部又は外部のレジスタであってもよい。実施形態に従って、状態マシーン２７３は省略可能であり、比較信号ＣＭＰ１、ＣＭＰ２を直接電圧−クロック供給部２４０にレベル制御信号として提供することもできる。
【００９５】
図１３は、本発明の一実施形態による電力管理方法による電力レベル変更を示したタイミング図である。
【００９６】
上述した通り、出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴは、時刻ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３、ｔ２４、ｔ２５で発生するパルスを含み、図１０及び図１１を参照して説明した通り、出力制御信号ＬＣＴＲ＿ＯＵＴに含まれるパルスは、プロセッサ２１０がアイドルモードに進入する時点又はアクティブモードが基準時間ＴＲ以上持続した時点を示す。図１３にはメイン電源電圧ＭＶＤＤの変更だけを示したが、メインクロック信号ＭＣＬＫの周波数を、図２に例示した通り、メイン電源電圧ＭＶＤＤと共に変更することができる。図１３の形態においては、電力レベルに対するスケーリングを実行した結果、時刻ｔ２１では上昇制御信号ＬＶ＿ＵＰがパルス形態で活性化されて電力レベルが一段階上昇し、時刻ｔ２２では上昇制御信号ＬＶ＿ＵＰ及び下降制御信号ＬＶ＿ＤＮが全て非活性化されて電力レベルがそのまま維持され、時刻ｔ２３及びｔ２４では下降制御信号ＬＶ＿ＵＰがパルス形態で活性化されて電力レベルが一段階ずつ下降する。
【００９７】
図１４は、図６の装置に含まれる電圧−クロック供給部の一例を示した図面である。
【００９８】
図１４を参照すると、電圧−クロック供給部２４０は、電圧制御部４００及びクロック制御部５００を含む。
【００９９】
電圧制御部４００は、基準電圧発生器４１０及びレギュレータ４２０を含んで具現される。この場合、電力管理部２７０から提供されたレベル制御信号ＬＣＴＲは基準電圧発生器４１０に入力され、基準電圧発生器４１０はレベル制御信号ＬＣＴＲに相応するように基準電圧を調節してレギュレータ４２０に提供する。レギュレータ４２０は調節された基準電圧とフィードバックされるメイン電源電圧ＭＶＤＤを比較してレベル制御信号ＬＣＴＲに相応する大きさのメイン電源電圧ＭＶＤＤをプロセッサ２１０に提供する。
【０１００】
クロック制御部５００は、図１４に示した通り、位相固定ループＰＬＬの形態で具現することができる。この場合、電力管理部２７０から提供されたレベル制御信号ＬＣＴＲは周波数分周器５５０に入力され、周波数分周器５５０はレベル制御信号ＬＣＴＲに相応する分周比によってメインクロック信号ＭＣＬＫを分周して出力する。位相／周波数比較器５１０は、基準クロック信号ＲＣＬＫと分周されたクロック信号を比較してアップ／ダウン信号を発生し、チャージポンプ５２０はアップ／ダウン信号に基づいて制御電圧を発生する。電圧制御発振器５４０はループフィルタ５３０によりフィルタリングされた制御電圧に応答してメインクロック信号ＭＣＬＫを発生してプロセッサ２１０に提供する。
【０１０１】
このように、電力レベルの変更のためのレベル制御信号ＬＣＴＲを利用して基準電圧発生器４１０の出力及び／又は周波数分周器５５０の分周比を調節する方式でプロセッサ２１０に提供されるメイン電源電圧ＭＶＤＤ及び／又はメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数を調節することができるが、これは例示的なものとして本発明の範囲を限定するものではないということに留意しなければならない。
【０１０２】
図１５は、本発明の一実施形態による電力管理方法の効果を説明するための図面である。
【０１０３】
図１５には、時刻ｔ３１で電力レベルを一段階下降させて時刻ｔ３３で電力レベルを一段階上昇させる場合に対するメイン電源電圧ＭＶＤＤ及び動作電流ＩＶＤＤの波形を示している。メイン電源電圧ＭＶＤＤ及び／又はメインクロック信号ＭＣＬＫの周波数を変更することになれば、図１５に示した通り、電圧及び電流が安定化される前に一時的に不安定な区間が示される。本実施形態による電力管理方法においては、電力レベルに対するスケーリングをアクティブモードに進入する時点（時刻ｔ３２）ではないアイドルモードに進入する時点（時刻ｔ３１及びｔ３３）で実行することによって、電圧及び／又は周波数が不安定な状態をアイドルモード中に発生させるようにしてプロセッサ及びこれを含む装置とシステムの動作安全性を確保することができる。
【０１０４】
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明はクロック信号に応答して作動するプロセッサを含む任意の装置及びシステムにおいて、装置及びシステムの性能を安定的に維持しながら消費電力を節減するように有用に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０、２０    装置
４１、４２、４３、４４    バッファー
５１、５２、５３、５４、５５    増幅器
６１、６２、６３、６４    加算器
７１    除算器
８１    第１比較器
８２    第２比較器
１１０、２１０    プロセッサ
１１１、２１１    スイッチ
１２０、２２０    インタラプトコントローラ
１３０、２３０    システムタイマー
１４０、２４０    電圧−クロック供給部
１５０、２５０    入出力部（Ｉ／Ｏ）
２６０    負荷検出器
２７０    電力管理部
２７１    計算部
２７２    比較部
２７３    状態マシーン
２７４    パルス発生器
２７５    論理和ゲート
４００    電圧制御部
４１０    基準電圧発生器
４２０    レギュレータ
５００    クロック制御部
５１０    位相／周波数比較器
５２０    チャージポンプ
５３０    ループフィルタ
５４０    電圧制御発振器
５５０    周波数分周器
【図１】
2011076608.tif 000003
【図２】
2011076608.tif 000004
【図３】
2011076608.tif 000005
【図４】
2011076608.tif 000006
【図５】
2011076608.tif 000007
【図６】
2011076608.tif 000008
【図７】
2011076608.tif 000009
【図８】
2011076608.tif 000010
【図９】
2011076608.tif 000011
【図１０】
2011076608.tif 000012
【図１１】
2011076608.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2011076608.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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