(57)【要約】回路を第１の動作点から第２の動作点に移すために、回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの基準曲線に対する現在の電圧−周波数動作点のフィードバック制御のステップを備え、前記基準曲線が前記第１および第２の動作点を前記ドメインの境界に対する最適経路でつなぐことを特徴とする，電子回路を制御する方法。
2015512067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路を制御する方法であって、回路を第１の動作点（（Ｖ１，Ｆ１），（Ｖ１’，Ｆ１））から第２の動作点（Ｖ２，Ｆ２）に移すために、回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの基準曲線（Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）に対する現在の電圧−周波数動作点（Ｖ，Ｆ）のフィードバック制御のステップ（Ｓ１７４）を備え、前記基準曲線は、前記第１および第２の動作点を前記ドメインの境界に対する最適経路でつなぐことを特徴とする、方法。
【請求項２】
動作ドメインの所定の電圧に対して、基準曲線が、前記ドメインの内部の周波数を最大化する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−回路に印加された電圧の現在値を測定するステップと、
−回路に印加された周波数の現在値を測定するステップと、
−前記基準曲線上の周波数の前記現在値に対応する基準電圧値を決定するステップと、
−決定された基準電圧値に基づいて回路に印加された電圧を更新するステップと、
を備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
−回路に印加された電圧の現在値を測定するステップと、
−回路に印加された周波数の現在値を測定するステップと、
−前記基準曲線上の電圧の前記現在値に対応する基準周波数値を決定するステップと、
−前記決定された基準周波数値に基づいて回路に印加された周波数を更新するステップと、
を備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
回路に印加された電圧および周波数を連動的に更新するステップを備える、請求項３および４に記載の方法。
【請求項６】
現在の動作点を回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側に移すことを防ぐために、回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を制限するステップをさらに備える、請求項３から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
現在の動作点を回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側に移すことを防ぐために、回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を補正するステップをさらに備える、請求項３から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記補正が、比例−積分−微分型補正である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
フィードバック制御ステップに対して応答時間の差を補償するために電圧を測定する信号および周波数を測定する信号をスケーリングするステップを備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
スケーリングが、電圧を測定する信号および周波数を測定する信号のうちの少なくとも一方のダウンサンプリングを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第２の動作点を最終動作点に向かって移すために回路の動作点の最終調整ステップ（Ｓ１７５）をさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記最終調整ステップが、回路の動作点を前記境界のより近くに移すために回路の周波数の調整を備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
初期動作点を第１の動作点に向かって移すために回路の動作点の初期調整ステップ（Ｓ１７３）をさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記初期調整ステップが、回路の動作点を前記境界から遠くへ移すために回路の電圧の調整を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記調整ステップより前に回路への電圧の印加から周波数の印加を切り離すステップをさらに備える、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて記憶された基準曲線の組の中から前記基準曲線を選択するステップ（Ｓ１７１）をさらに備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記基準曲線を定義するためにキャリブレーションするステップ（Ｓ１７０）をさらに備える、請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記基準曲線を修正するためにキャリブレーションするステップ（Ｓ１７０）をさらに備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
修正が、リアルタイムで実行される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記基準曲線を記憶するステップをさらに備える、請求項１７から１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
キャリブレーションするステップが、回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて始動させられる、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのパラメータが、回路の温度である、請求項１６から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つのパラメータが、回路のタイミングフォールト率である、請求項１６から２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのパラメータが、回路の経年変化を反映する、請求項１６から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
回路が、大域非同期局所同期アーキテクチャを有している、請求項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
電子機器を制御する機器のプロセッサによって実行されたときに請求項１から２５のいずれか一項に記載の方法を実施する命令を備えるコンピュータプログラム。
【請求項２７】
請求項１から２５のいずれか一項に記載の方法を実施するため構成されている処理ユニット（１８２）を備える電子回路制御機器。
【請求項２８】
請求項１から２５のいずれか一項に記載の方法を実施するため構成されている電子制御回路。
【請求項２９】
請求項１から２５のいずれか一項に記載の方法を実施するため構成されている集積回路。
【請求項３０】
制御された回路を第１の動作点（（Ｖ１，Ｆ１，（Ｖ１’，Ｆ１））から第２の動作点（Ｖ２，Ｆ２）に移すために、制御された回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの基準曲線（Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５）に対する制御された回路の現在の電圧−周波数動作点（Ｖ，Ｆ）のフィードバック制御のための回路モジュール（５２，６０９）を備え、前記基準曲線は、前記第１および第２の動作点を前記ドメインの境界に対する最適経路でつなぐ、請求項２８または２９に記載の回路。
【請求項３１】
動作ドメインの所定の電圧に対して、基準曲線が、前記ドメインの内部で周波数を最大化する、請求項３０に記載の回路。
【請求項３２】
−制御された回路に印加された電圧の現在値を測定する第１の測定モジュールと、
−制御された回路に印加された周波数の現在値を測定する第２の測定モジュールと、
をさらに備え、
制御モジュールは、前記基準曲線上の周波数の前記現在値に対応する基準電圧値を決定し、決定された基準電圧値に基づいて制御された回路に印加された電圧を更新するようにさらに構成されている、請求項３０または３１に記載の回路。
【請求項３３】
−制御された回路に印加された電圧の現在値を測定する第１の測定モジュールと、
−制御された回路に印加された周波数の現在値を測定する第２の測定モジュールと、
をさらに備え、
制御モジュールは、前記基準曲線上の電圧の前記現在値に対応する基準周波数値を決定し、決定された基準周波数値に基づいて回路に印加された周波数を更新するようにさらに構成されている、請求項３０または３１に記載の回路。
【請求項３４】
制御モジュールが、制御回路に印加された電圧および周波数を連動的に更新するためさらに構成されている、請求項３２および３３に記載の回路。
【請求項３５】
現在の動作点を制御された回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側へ移すことを防ぐために、制御された回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を制限する少なくとも１つの制限モジュール（６０４，６０６）をさらに備える、請求項３２から３４のいずれか一項に記載の回路。
【請求項３６】
現在の動作点を制御された回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側へ移すことを防ぐために、制御された回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を補正する補正モジュール（１６０，１６１）をさらに備える、請求項３２から３５のいずれか一項に記載の回路。
【請求項３７】
前記補正モジュールが、比例−積分−微分型を持っている、請求項３６に記載の回路。
【請求項３８】
フィードバック制御ステップに対して応答時間の差を補償するために、電圧および周波数を測定する信号をスケーリングするモジュール（６００）をさらに備える、請求項３０から３７のいずれか一項に記載の回路。
【請求項３９】
スケーリングモジュールが、電圧を測定する信号および周波数を測定する信号のうちの少なくとも一方をダウンサンプリングするダウンサンプラを備える、請求項３８に記載の回路。
【請求項４０】
制御モジュールが、第２の動作点を最終動作点に向かって移すために、制御された回路の動作点を調整するようにさらに構成されている、請求項３０から３９のいずれか一項に記載の回路。
【請求項４１】
制御モジュールが、動作点を前記境界のより近くへ移すために、制御された回路の周波数を調整するように構成されている、請求項４０に記載の回路。
【請求項４２】
制御モジュールが、制御された回路を初期動作点から第１の動作点に向かって移すために、動作点を調整するようにさらに構成されている、請求項３０から４１のいずれか一項に記載の回路。
【請求項４３】
制御モジュールが、動作点を前記境界から遠くへ移すために、制御された回路の電圧を調整するように構成されている、請求項４２に記載の回路。
【請求項４４】
前記調整の前に制御された回路への電圧の印加から周波数の印加を切り離すため構成されている切断モジュール（６０８）をさらに備える、請求項４０から４３のいずれか一項に記載の回路。
【請求項４５】
制御モジュールが、制御された回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて、記憶された基準曲線の組の中から前記基準曲線を選択するようにさらに構成されている、請求項３０から４４のいずれか一項に記載の回路。
【請求項４６】
キャリブレーション時に前記基準曲線を定義するように構成されているキャリブレーションモジュール（６０７）をさらに備える、請求項３０から４５のいずれか一項に記載の回路。
【請求項４７】
キャリブレーション時に前記基準曲線を修正するように構成されているキャリブレーションモジュール（６０７）をさらに備える、請求項３０から４６のいずれか一項に記載の回路。
【請求項４８】
修正がリアルタイムで実行される、請求項４７に記載の回路。
【請求項４９】
キャリブレーションが、制御された回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて始動される、請求項４６から４８のいずれか一項に記載の回路。
【請求項５０】
制御モジュールが、前記基準曲線を記憶するようにさらに構成されている、請求項４５から４９のいずれか一項に記載の回路。
【請求項５１】
前記少なくとも１つのパラメータが、制御された回路の温度である。請求項４５から５０のいずれか一項に記載の回路。
【請求項５２】
前記少なくとも１つのパラメータが、制御された回路のタイミングフォールト率である、請求項４５から５１のいずれか一項に記載の回路。
【請求項５３】
前記少なくとも１つのパラメータが、制御された回路の経年変化を反映する、請求項４５から５２のいずれか一項に記載の回路。
【請求項５４】
制御された回路が、大域非同期局所同期アーキテクチャを有している、請求項３０から５３のいずれか一項に記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路（デジタルまたはアナログ−デジタル混合）の動作ドメイン内での電圧および周波数制御に関する。この制御は、たとえば、ＳｏＣ（ＳｏＣは、「システムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−Ｃｈｉｐ）」の頭字語である）に適用される。これは、ＧＡＬＳアーキテクチャ（ＧＡＬＳは、「大域非同期局所同期（Ｇｌｏｂａｌｌｙ  Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｌｏｃａｌｌｙ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ）」の頭字語である）にも適用されることがある。
【背景技術】
【０００２】
典型的に、以下では両方共に「回路」によって示される電子回路または電子回路の一部（「電圧周波数アイランド」の代わりに一般にＶＦＩと呼ばれている）は、これらの回路の動作ドメインの範囲内の電圧および周波数を各瞬時にこれらの回路に印加するように、かつ、性能制約（単位時間当たりの動作回数）を充足したままエネルギー消費量を制限するように制御される。この目的のため、制御された電子回路は、選択された電圧および周波数が印加されることを可能にする「電圧アクチュエータ」および「周波数アクチュエータ」に結合されている。これらの２つのアクチュエータは、内部フィードバック制御ループによって自制制御されることがある。
【０００３】
動作ドメイン内の電圧−周波数ペアは、一般に動作点と呼ばれる。
【０００４】
実際には、印加電圧に対して、印加周波数は、「タイミングフォールト」を引き起こさないように高くなりすぎないことが保証されるべきである。
【０００５】
多数の参考文献および特許は、電圧および周波数を制御するために「ＤＶＦＳ」アプローチ（ＤＶＦＳは「動的電圧周波数スケーリング（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｃａｌｉｎｇ）」を表す）と呼ばれるものを詳しく説明する。
【０００６】
米国特許出願公開第２０１１／００８３２２１号明細書では、電圧は、第１のフェーズにおいて増加し、次に、周波数変化要求が第２のフェーズにおいて行われる。電圧の値は、変化した周波数の値と直接的なつながりを有している。電圧変化のシーケンスおよび周波数変化のシーケンスが適用されることがある。電圧変化指標は、先行するステップの終わりを示す。高電圧値から低電圧値に至る推移（逆の場合も同じ）、および／または、高周波数値から低周波数値に至る推移（逆の場合も同じ）は、制御されない。
【０００７】
Ｚｈｕほかによる論文“Ｆｅｅｄｂａｃｋ  ＥＤＦ  ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇ  ｈａｒｄｗａｒｅ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｃａｌｉｎｇ”，  ＡＣＭ  ＳＩＧＰＬＡＮ  Ｎｏｔｉｃｅｓ，  ｖｏｌ  ４０：７，  ｐｐ．２１２−２２２，２００５では、電圧が増加し、次に、引き続いて周波数が増加する。これらのパラメータの減少の事例は、取り扱われていない。電圧−周波数動作点（Ｖ，Ｆ）を修正するときに、電圧は、ランプ関数として増加する。タイミングフォールトなしに新しい所望の周波数の印加のため要求された最小電圧に達するための所要時間が次に推定される。この時間が経過したとき、新しい周波数が印加される。周波数および電圧は、このようにして順次に制御される。
【０００８】
Ｗｕほかによる論文“Ｆｏｒｍａｌ  ｏｎｌｉｎｅ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｖｏｌｔａｇｅ／ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｃｌｏｃｋ  ｄｏｍａｉｎ  ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ”，  ＡＣＭ  ＳＩＧＡＲＣＨ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  Ｎｅｗｓ，  ｖｏｌ  ３２：５，  ｐｐ．２４８−２５９，  ２００４では、ＤＶＦＳは、負荷の変動に適応するように周波数を調整する問題の観点から取り扱われる。「完全な」ＤＶＦＳスキームは、不必要に消費することなく所望の性能が取得されることを可能にする。キュー型モデルが周波数ドメインをモデル化するために使用される。使用されるモデルは非線形であり、これは、最初に線形化され、次に、線形制御則がハードウェアを介して実施される。本文献は、周波数および関連する電圧が瞬時に修正できないことを明記する。制御に関して、Ｎ個のサンプリング周期によって構成される制御間隔自体が使用される。周波数は、標準的なデジタルＰＩ（比例−積分）コントローラから出力された実行性能自体の計算に基づいて推論される。実際には、それは制御される周波数のダイナミックではなく、実行性能のダイナミックである。最後に、周波数に対する電圧を修正する方式、または、２つの動作点の間の推移に関する情報は与えられない。
【０００９】
Ｊｕａｎｇほかによる文献“Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ，  Ｆｏｒｍａｌ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｃｈｉｐ  Ｍｕｌｔｉｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ”，  ＩＳＬＰＥＤ’０５，  ８−１０  ８月，  ２００５，  Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，  ＵＳＡは、Ｗｕほかによる文献におけるアプローチをマルチプロセッサシステムの事例に拡張する。分散制御アプローチが実施される。この場合も、周波数推移および電圧推移に関する情報は与えられず、これらのパラメータの結合に関する情報も与えられない。
【００１０】
Ｃｈｏｉほかによる論文“Ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎｅｄ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｃａｌｉｎｇ  ｆｏｒ  ｐｒｅｃｉｓｅ  ｅｎｅｒｇｙ  ａｎｄ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｔｒａｄｅｏｆｆ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｒａｔｉｏ  ｏｆ  ｏｆｆ−ｃｈｉｐ  ａｃｃｅｓｓ  ｔｏ  ｏｎ−ｃｈｉｐ  ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ  ｔｉｍｅｓ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ｖｏｌ  ２４：１，  １８−２８，  ２００５は、ＤＶＦＳをさらに提示するが、一方の動作点から別の動作点への推移の問題は取り扱わない。
【００１１】
Ｌｕほかによる論文“Ｃｏｎｔｒｏｌ−ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｎｄ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｃａｌｉｎｇ  ｆｏｒ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｗｏｒｋｌｏａｄｓ”，  Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ｔｈｅ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  ｃｏｍｐｉｌｅｒｓ，ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，  ａｎｄ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｆｏｒ  ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ，  ｐｐ．１５６−１６３，  ２００２では、マルチメディアアプリケーションに関して、プロセッサの電圧Ｖおよび周波数Ｆは、フレームスループットに従って適応している。実際に、制御理論は、所望のスループット（および、従って所望の遅延）を提供している状態で周波数Ｆを適応させるために使用される。実際には、０と１との間に含まれる「周波数係数」が適応させられるが、制御は、平均遅延で行われる。周波数推移のダイナミックに関する情報は与えられない。（周波数係数を修正することにより誘発された）周波数推移は、フレームの復号化時間と比べると短いことだけが示される。電圧への修正に関して、そして、電圧および周波数がタイミングフォールトを何とかして避けられるような方式に関しても何も示されない。
【００１２】
Ｈｅｒｂｅｒｔほかによる論文“Ｖａｒｉａｔｉｏｎ−ａｗａｒｅ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ／ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｃａｌｉｎｇ”，  ＩＥＥＥ  １５ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  （ＨＰＣＡ），  ３０１−３１２，  ２００９は、ＤＶＦＳ（動的電圧および周波数スケーリング）を取り扱うが、電圧修正および周波数修正の時点に生じる推移問題については言及しない。
【００１３】
発明者らは、従来技術において、一方の動作点から別の動作点への移行の推移が最適に制御されていないことが分かった。
【００１４】
詳しくは、発明者らは、タイミングフォールトを回避するためにＤＶＦＳシステムが電圧および周波数を別々に修正することにより順次に一方の動作点から別の動作点へ移ることが分かった。
【００１５】
この順次移行は、図１によって示される。
【００１６】
図１は、電圧Ｖがｘ軸に沿い、周波数がｙ軸に沿っている２本の直交軸によって電圧−周波数動作ドメインを示す。考慮されている回路の作動（または動作）領域（またはドメイン）は、（周波数が正の量であることを考えて）ｘ軸と、回路の考慮されている電圧−周波数動作ドメインが耐えることができる最大電圧を表現する垂直の第１の境界（境界１）と、（タイミングフォールトを避けるために）回路によって許容される電圧値毎に最大認可周波数を表現する第２の境界（境界２）とによって範囲を定められる。
【００１７】
図１は、第１の動作点（Ｖ１，Ｆ１）から第２の動作点（Ｖ２，Ｆ２）までの移行を示す。従来技術によれば、この移行は、中間動作点（Ｖ２，Ｆ１）を通過する２つのフェーズで行われる。２つのフェーズの中のこの移行は、作動領域から出ることを避ける。
【００１８】
それにもかかわらず、推移（すなわち、点（Ｖ１，Ｆ１）から点（Ｖ２，Ｆ２）までの移行）の過程で、回路の動的消費量は、最適ではない。
【００１９】
正確に言うと、動的電力Ｐｄｙｎは、周波数Ｆに比例し、電圧Ｖと二次関係がある（Ｐｄｙｎ∝ＦＶ２）。しかし、矢印Ｔ１およびＴ２によって図式化された推移の全体に亘って、周波数は、より高くなることがあり得る。明らかに、より多くの電力が消費されることになるが、回路の性能は、（単位時間当たりの動作回数の観点で）改善されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２０】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／００８３２２１号明細書
【非特許文献】
【００２１】
【非特許文献１】Ｚｈｕ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｆｅｅｄｂａｃｋ  ＥＤＦ  ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  ｅｘｐｌｏｉｔｉｎｇ  ｈａｒｄｗａｒｅ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｃａｌｉｎｇ”，  ＡＣＭ  ＳＩＧＰＬＡＮ  Ｎｏｔｉｃｅｓ，  ｖｏｌ  ４０：７，  ｐｐ．２１２−２２２，  ２００５
【非特許文献２】Ｗｕ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｆｏｒｍａｌ  ｏｎｌｉｎｅ  ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  ｖｏｌｔａｇｅ／ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｉｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｃｌｏｃｋ  ｄｏｍａｉｎ  ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ”，  ＡＣＭ  ＳＩＧＡＲＣＨ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  Ｎｅｗｓ，  ｖｏｌ  ３２：５，  ｐｐ．２４８−２５９，  ２００４
【非特許文献３】Ｊｕａｎｇ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ，  Ｆｏｒｍａｌ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｃｈｉｐ  Ｍｕｌｔｉｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ”，  ＩＳＬＰＥＤ’０５，  ８−１０  ８月，  ２００５，  Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，  Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，  ＵＳＡ
【非特許文献４】Ｃｈｏｉ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｆｉｎｅ−ｇｒａｉｎｅｄ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｃａｌｉｎｇ  ｆｏｒ  ｐｒｅｃｉｓｅ  ｅｎｅｒｇｙ  ａｎｄ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｔｒａｄｅｏｆｆ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｒａｔｉｏ  ｏｆ  ｏｆｆ−ｃｈｉｐ  ａｃｃｅｓｓ  ｔｏ  ｏｎ−ｃｈｉｐ  ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ  ｔｉｍｅｓ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  ｏｎ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  ｖｏｌ  ２４：１，  １８−２８，  ２００５
【非特許文献５】Ｌｕ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｃｏｎｔｒｏｌ−ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ａｎｄ  ｖｏｌｔａｇｅ  ｓｃａｌｉｎｇ  ｆｏｒ  ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｗｏｒｋｌｏａｄｓ”，  Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ｔｈｅ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  ｃｏｍｐｉｌｅｒｓ，  ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，  ａｎｄ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｆｏｒ  ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ｓｙｓｔｅｍｓ，  ｐｐ．１５６−１６３，  ２００２
【非特許文献６】Ｈｅｒｂｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｖａｒｉａｔｉｏｎ−ａｗａｒｅ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｖｏｌｔａｇｅ／ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｃａｌｉｎｇ”，  ＩＥＥＥ  １５ｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  （ＨＰＣＡ），  ３０１−３１２，  ２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
発明者らは、電子回路の電圧−周波数制御を改善する必要性を明らかにした。
【００２３】
発明は、この脈絡の中にある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
発明の第１の態様は、電子回路を制御する方法であって、回路を第１の動作点から第２の動作点に移すために、回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの基準曲線に対する現在の電圧−周波数動作点のフィードバック制御のステップを備え、前記基準曲線が前記第１および第２の動作点を前記ドメインの境界に対する最適経路でつなぐことを特徴とする方法に関係する。
【００２５】
本発明によれば、用語「回路」は、回路の全体または回路の一部（たとえば、「電圧周波数アイランド」、ＶＦＩ）として理解されることがある。
【００２６】
供給電圧および周波数の変化は、タイミングフォールトなしで（第１の点と第２の点との間の）考慮された過渡的な動作点に対して最大性能が保証されることを可能にする動作ドメイン内の基準曲線にできる限り近い状態に保つことにより、動作点（Ｖ，Ｆ）の変化の全体に亘って制御される。
【００２７】
従って、最適性能／消費量点（すなわち、最小関連消費量に対する最適性能）に位置している間に、２つの動作点の間の推移フェーズの全体に亘って動作可能な回路を達成するように電圧および周波数の変化を制御することが可能である。
【００２８】
たとえば、制御は、連動的である。さらに、たとえば、制御された回路は、ＤＶＦＳアーキテクチャを有している。
【００２９】
実施形態によれば、回路がＶ−Ｆ平面内の最適経路に自律的に辿るように回路を制御することが可能である。
【００３０】
制御された回路を考慮された推移点における最大性能およびこの点における最小消費量の観点で最適状態に維持することが可能である。
【００３１】
フィードバック制御を実施するために、一般的な電圧「アクチュエータ」と周波数「アクチュエータ」との結合が実施されることがある。
【００３２】
基準曲線の定義例によれば、動作ドメインの所定の電圧に対して、基準曲線は、前記ドメインの内部の周波数を最大化する。
【００３３】
従って、「最適経路」は、動作ドメインの境界を侵害することなく過渡的な動作点の（単位時間当たりの動作の回数の観点で）性能を各点で最大化することを可能にする。
【００３４】
この方法は、以下のステップ：
−回路に印加された電圧の現在値を測定するステップと、
−回路に印加された周波数の現在値を測定するステップと、
−前記基準曲線上の周波数の前記現在値に対応する基準電圧値を決定するステップと、
−決定された基準電圧値に基づいて回路に印加された電圧を更新するステップと、
をさらに備えることがある。
【００３５】
代替的にまたは組み合わせて、この方法は、以下のステップ：
−回路に印加された電圧の現在値を測定するステップと、
−回路に印加された周波数の現在値を測定するステップと、
−前記基準曲線上の電圧の前記現在値に対応する基準周波数値を決定するステップと、
−前記決定された基準周波数値に基づいて回路に印加された周波数を更新するステップと、
をさらに備えることがある。
【００３６】
このように、回路は、現在の電圧および周波数を同時に考慮するように制御される。
【００３７】
回路に印加された電圧および周波数の更新は、たとえば、連動的に（または同時に）実行される。
【００３８】
この連動的な更新は、たとえば、制御を実施する回路が電圧アクチュエータおよび周波数アクチュエータの両方に作用するときに実施される。
【００３９】
この方法は、現在の動作点を回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側に移すことを防ぐために、回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を制限するステップをさらに備える。
【００４０】
代替的にまたは組み合わせて、この方法は、現在の動作点を回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側に移すことを防ぐために、回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を補正するステップをさらに備えることがある。
【００４１】
たとえば、前記補正は、比例−積分−微分型補正である。
【００４２】
この方法は、フィードバック制御ステップに対して応答時間の差を補償するために電圧および周波数を測定する信号をスケーリングするステップをさらに備えることがある。
【００４３】
たとえば、スケーリングは、電圧を測定する信号および周波数を測定する信号のうちの少なくとも一方のダウンサンプリングを備える。
【００４４】
この方法は、第２の動作点を最終動作点に向かって移すために回路の動作点の最終調整ステップをさらに備える。
【００４５】
従って、できる限り境界の近くに持ち込むことにより動作到達点を最大の程度まで最適化することが可能である。
【００４６】
たとえば、最終調整ステップは、回路の動作点を前記境界のより近くに移すために回路の周波数の調整を備える。
【００４７】
代替的にまたは組み合わせて、この方法は、初期動作点を第１の動作点に向かって移すために回路の動作点の初期調整ステップをさらに備える。
【００４８】
従って、たとえば、フィードバック制御を実行する前に動作点を境界からさらに遠くへ持っていくことが可能である。このことは、超過の危険性を制限することにより境界に関してより安全にフィードバック制御を実行することを可能にすることがある。初期調整は、所望の基準曲線上に位置することを可能にすることもある。
【００４９】
たとえば、初期調整ステップは、回路の動作点を前記境界から遠くへ移すために回路の電圧の調整を備える。
【００５０】
この方法は、前記調整ステップより前に回路への電圧の印加から周波数の印加を切り離すステップをさらに備える。
【００５１】
従って、結合された変化の制限なしに、調整を独立に実行することが可能である。
【００５２】
この方法は、回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて、記憶された基準曲線の組の中から前記基準曲線を選択するステップをさらに備えることがある。
【００５３】
従って、フィードバック制御が様々なパラメータに従って実行される基準曲線を選択することが可能である。
【００５４】
この方法は、前記基準曲線を定義するためにキャリブレーションするステップをさらに備えることがある。
【００５５】
この方法は、前記基準曲線を修正するためにキャリブレーションするステップをさらに備えることがある。
【００５６】
従って、制御された回路の現在の動作条件に基づいてフィードバック制御を適応させることが可能である。
【００５７】
たとえば、修正は、リアルタイムで実行される。
【００５８】
たとえば、この方法は、前記曲線を記憶するステップをさらに備える。
【００５９】
キャリブレーションするステップは、たとえば：
−回路の温度と、
−回路のタイミングフォールト率と、
−回路の経年変化と、
−その他、
などのような回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて始動させられることがある。
【００６０】
回路は、たとえば、大域非同期局所同期アーキテクチャを有することがある。
【００６１】
発明の第２の態様は、コンピュータプログラムが電子回路の制御機器のメモリに記憶され、このような機器のプロセッサによって実行されたときに第１の態様による方法の実施を可能にするコンピュータプログラムおよびコンピュータプログラムプロダクトと、このようなプログラムおよびプロダクトのための記憶媒体とに関係する。
【００６２】
このようなコンピュータプログラムは、たとえば、回路内に埋め込まれたコンピュータによって実施されることがある。
【００６３】
発明の第３の態様は、第１の態様による方法を実施するため構成されている処理ユニットを備える電子回路制御機器に関係する。
【００６４】
発明の第４の態様は、第１の態様による方法を実施するため構成されている電子制御回路に関係する。たとえば、このような回路は、第３の態様による機器によって制御（または命令）される。
【００６５】
たとえば、この回路は集積回路である。
【００６６】
この回路は、制御された回路を第１の動作点から第２の動作点に移すために、制御された回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの基準曲線に対する制御された回路の現在の電圧−周波数動作点のフィードバック制御のための回路モジュールを備え、前記基準曲線は、前記第１および第２の動作点を前記動作ドメインの境界に対する最適経路でつなぐ。
【００６７】
たとえば、「最適経路」は、動作ドメインの境界を侵害することなく過渡的な動作点の（単位時間当たりの動作の回数の観点で）性能を最大化することを各点で可能にする。
【００６８】
基準曲線の一定義によれば、動作ドメインの所定の電圧に対して、基準曲線は、前記動作ドメインの内部で周波数を最大化する。
【００６９】
この回路は、
−制御された回路に印加された電圧の現在値を測定する第１の測定モジュールと、
−制御された回路に印加された周波数の現在値を測定する第２の測定モジュールと、
をさらに備えることがある。
【００７０】
制御モジュールは、前記基準曲線上の周波数の前記現在値に対応する基準電圧値を決定し、決定された基準電圧値に基づいて制御された回路に印加された電圧を更新するようにさらに構成されていることがある。
【００７１】
回路は、
−制御された回路に印加された電圧の現在値を測定する第１の測定モジュールと、
−制御された回路に印加された周波数の現在値を測定する第２の測定モジュールと、
をさらに備えることがある。
【００７２】
制御モジュールは、前記基準曲線上の電圧の前記現在値に対応する基準周波数値を決定し、決定された基準周波数値に基づいて制御された回路に印加された周波数を更新するようにさらに構成されていることがある。
【００７３】
制御モジュールは、制御回路に印加された電圧および周波数を連動的に更新するためさらに構成されていることがある。
【００７４】
回路は、現在の動作点を制御された回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側へ移すことを防ぐために、制御された回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を制限する少なくとも１つの制限モジュールさらに備えることがある。
【００７５】
回路は、現在の動作点を制御された回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側へ移すことを防ぐために、制御された回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を補正する補正モジュールをさらに備えることがある。
【００７６】
たとえば、前記補正モジュールは、比例−積分−微分型を持っている。
【００７７】
回路は、フィードバック制御に対して応答時間の差を補償するために、電圧を測定する信号および周波数を測定する信号をスケーリングするスケーリングモジュールをさらに備えることがある。
【００７８】
たとえば、スケーリングモジュールは、電圧を測定する信号および周波数を測定する信号のうちの少なくとも一方をダウンサンプリングするダウンサンプラを備える。
【００７９】
制御モジュールは、第２の動作点を最終動作点に向かって移すために、制御された回路の動作点を調整するようにさらに構成されていることがある。
【００８０】
制御モジュールは、動作点を前記境界のより近くへ移すために、制御された回路の周波数を調整するようにさらに構成されていることがある。
【００８１】
制御モジュールは、制御された回路を初期動作点から第１の動作点に向かって移すために、動作点を調整するようにさらに構成されていることがある。
【００８２】
制御モジュールは、動作点を前記境界から遠くへ移すために、制御された回路の電圧を調整するようにさらに構成されていることがある。
【００８３】
回路は、前記調整の前に制御された回路への電圧の印加から周波数の印加を切り離すため構成されている切断モジュールをさらに備えることがある。
【００８４】
制御モジュールは、制御された回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて、記憶された基準曲線の組の中から前記基準曲線を選択するようにさらに構成されていることがある。
【００８５】
制御モジュールは、キャリブレーション時に前記基準曲線を定義するように構成されているキャリブレーションモジュールをさらに備えることがある。
【００８６】
制御モジュールは、キャリブレーション時に前記基準曲線を修正するように構成されているキャリブレーションモジュールをさらに備えることがある。
【００８７】
たとえば、修正はリアルタイムで実行される。
【００８８】
制御モジュールは、前記曲線を記憶するようにさらに構成されていることがある。
【００８９】
たとえば、キャリブレーションは、制御された回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて始動される。
【００９０】
たとえば、前記少なくとも１つのパラメータは、制御された回路の温度である。
【００９１】
たとえば、前記少なくとも１つのパラメータは、制御された回路のタイミングフォールト率である。
【００９２】
たとえば、前記少なくとも１つのパラメータは、制御された回路の経年変化を反映する。
【００９３】
パラメータは、回路の特性である量の変化に基づいて決定されることがある。たとえば、これは、回路に組み込まれた発振器の発振周波数の変化を分析することである。その他のパラメータが想定されることがある。
【００９４】
たとえば、制御された回路は、大域非同期局所同期アーキテクチャを有している。
【００９５】
発明の第２、第３および第４の態様による対象は、少なくとも第１の態様による方法によって得られる利点と同じ利点を獲得する。第３の態様による機器は、方法の観点から第１の態様に対して言及された最適な特徴の実施のための手段を備えることがある。
【００９６】
発明のその他の特徴および利点は、非限定的な一例として、以下の、そして、添付図面の詳細な説明を読めば明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】順次移行を示す図である。
【図２】最適経路を示す図である。
【図３】初期調整を示す図である。
【図４】最終調整を示す図である。
【図５】いくつかの実施形態による一般的な回路レイアウトを示す図である。
【図６】図５のレイアウトによる回路アーキテクチャを示す図である。
【図７】フィードバック制御中に実行される計算を示す図である。
【図８】フィードバック制御中に実行される計算を示す図である。
【図９】フィードバック制御中に実行される計算を示す図である。
【図１０】フィードバック制御中に実行される計算を示す図である。
【図１１】フィードバック制御中に実行される計算を示す図である。
【図１２】シミュレーション結果を示す図である。
【図１３】アーキテクチャ変形例を示す図である。
【図１４】アーキテクチャ変形例を示す図である。
【図１５】アーキテクチャ変形例を示す図である。
【図１６】アーキテクチャ変形例を示す図である。
【図１７】一実施形態による方法において実施されたステップのフローチャートである。
【図１８】発明の実施形態による機器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００９８】
発明の実施形態の実施のための制御回路アーキテクチャを提示する前に、実施されることがある特定の原理が図１から４を参照して提示される。
【００９９】
発明によれば、電子回路の制御は、第１の動作点（Ｖ１，Ｆ１）から第２の動作点（Ｖ２，Ｆ２）へ続く回路の最適動作経路を辿るように実行される。発明は、移行中でも、周波数の観点で、回路の最大能力を使用することを可能にする。
【０１００】
この最適経路に対する回路の電圧−周波数動作点（Ｖ，Ｆ）のフィードバック制御は、図１と同じ表記法を使用する図２に示されている。
【０１０１】
辿られる経路は、矢印Ｔ３によって表現され、動作領域内の回路の動作のため許容された最大周波数の範囲を定める境界（境界２）にできる限り近づく。理想的には、最適経路は、この境界と一致する。しかし、この境界における定義誤りを考慮するために（回路のキャリブレーション時に、または、回路コンポーネントの製造に本質的に備わった不確実性を考慮するために）、この境界と最適経路との間に安全マージンが設けられることがある。
【０１０２】
最適経路を辿ることは、タイミングフォールトの危険性なしで、最小限の対応する消費量に対する推移フェーズのための回路の（単位時間当たりの動作回数の観点で）最大性能を達成することを可能にする。
【０１０３】
この安全マージンは、いくつかのパラメータ、特に、回路の温度、コンポーネントの経年変化、供給電圧の緩やかな変動、コンポーネントの製造プロセスにおける変動性などに依存することがある。
【０１０４】
従って、これらのパラメータに従っていくつかの最適曲線を提供することが可能である。
【０１０５】
これらの様々な最適曲線は、たとえば、制御回路のキャリブレーションまたは再キャリブレーションのフェーズで定義されることがある。これは、上述された現象に適応することを可能にすることがある。
【０１０６】
フィードバック制御中に、たとえば、超過が致命的ということになる回路の重要な動作フェーズにおいて、動作ドメイン（または図２における作動領域）の境界を越えることを避けるために、図２の表記法を繰り返す図３によって例示されるように安全マージンを挿入する予備ステップを実行することが設けられることがある。
【０１０７】
この予備ステップは、境界（境界２）から遠ざかるために、たとえば、回路の動作点を現在の（または初期）動作点（Ｖ１，Ｆ１）から基準曲線Ｔ４の動作点（Ｖ１’，Ｆ１）へ移すことで構成される。次に、回路の動作点は、点（Ｖ１’，Ｆ１）と（Ｖ２，Ｆ２）との間でフィードバック制御される。
【０１０８】
この予備ステップは、動作ドメインの境界に対する安全マージンを与えるために役立つことがある。これは、温度、経年変化などのような回路の動作パラメータに基づいて、選択された基準曲線上の位置を取るためにも役立つことがある。
【０１０９】
回路を最も最適である動作点に向けて移すために、または、境界からこの動作点を遠くへ移すために、動作点の微調整の最終ステップが、図２の表記法を使用する図４によって示されるように、設けられることがある。この最終ステップは、点（Ｖ１，Ｆ１）と（Ｖ２，Ｆ２）との間の動作点のフィードバック制御の後に実施される。
【０１１０】
この最終ステップは、たとえば、選択に応じて、境界により接近している、または、境界から僅かに離れている最終動作点に近づくために周波数を細かく増減することにより、回路を基準曲線Ｔ５の端点（Ｖ２，Ｆ２）から最終動作点に向けて移すことで構成される。
【０１１１】
概して、動作点のフィードバック制御、または、初期および最終調整中に、電圧制御は、必要に応じて基準曲線からやや遠くへ動くことを可能にするために周波数制御から切断されることがある。この事例では、フィードバック制御を実施する制御回路は、所望の動作点に達するまで、周波数の制御から電圧制御を切り離す。制御は、次に、周知手法に従って、たとえば、Ｂｅｉｇｎｅほかの文献“Ａｎ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ  Ｌｏｃａｌ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｓｃａｌｉｎｇ  Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｏｎ−Ｃｈｉｐ  Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ”，  ＮＥＷＣＡＳ  ２０１１，  ２６−２９  Ｊｕｎｅ，  ２０１１，  Ｂｏｒｄｅａｕｘ，  Ｆｒａｎｃｅに従って実行されることがある。
【０１１２】
発明を実施するために利用できるいくつかの一般的な原理を提示したので、回路アーキテクチャを以下に提示する。
【０１１３】
最初に、発明による動作点のフィードバック制御を実施する制御回路概略レイアウトが図５に表される。
【０１１４】
回路は、電圧ＶＯＵＴおよび周波数ＦＯＵＴを制御されたまたは命令された電子回路（図示せず）にそれぞれに印加するために電圧アクチュエータ５０および周波数アクチュエータ５１を備える。
【０１１５】
これらのアクチュエータは、制御モジュール５２によって補正されることがある基準電圧Ｖｒｅｆおよび基準周波数Ｆｒｅｆをそれぞれ入力として利用する。この制御モジュールは、たとえば、基準量の修正によって、アクチュエータの一方もしくは他方、または、同時に両方’（連動制御、または結合）に作用することがある。従って、モジュール５２は、図５に表されているようにアクチュエータの各々に対する２つのそれぞれの出力を有するか、または、そうでなければ、これらのアクチュエータのうちの一方に対する１つの出力だけを有することがある（この変形例は、図１４および１５に関連して明細書本文の最後に提示されている）。
【０１１６】
入力として、制御モジュールは、電圧アクチュエータから出力された電圧および周波数アクチュエータから出力された周波数を受け取る。これは、キャリブレーションに関係するその他のパラメータ（基準曲線の定義、このようなキャリブレーションの始動など）、回路の動作点の調整、制御および／またはキャリブレーション中に制御された回路に対する制御回路の切断、またはその他のパラメータをさらに受け取ることがある。
【０１１７】
アクチュエータのそれぞれのダイナミクス、すなわち、特に、これらのそれぞれの応答時間は、異なることがある（システムは、このとき、マルチスケールであると呼ばれる）。これらは両方共に連続時間または離散時間内部制御則によって支配されることがある。一方のアクチュエータが「連続時間」アクチュエータであり、もう一方が「離散時間」アクチュエータである場合、これは、ハイブリッドシステムと呼ばれる。
【０１１８】
図６は、図５のレイアウトを再現する制御回路アーキテクチャを示す。
【０１１９】
この回路は、スケーリングモジュール６００を備えることがある。このブロックは、一方のアクチュエータがもう一方のアクチュエータの推移に対する非常に短い推移で応答するときに、電圧および周波数の２台のアクチュエータ６０１および６０２の異なったダイナミクスを補償することを可能にすることがある。図６の実施例では、電圧アクチュエータは、周波数アクチュエータのダイナミックに対する非常に高速のダイナミックが考慮される。従って、このモジュールは、電圧アクチュエータ出力をダウンサンプリングする。しかし、ダウンサンプリング、または何らかのその他の補償メカニズムが周波数アクチュエータに適用されることがあり得る。
【０１２０】
このようなスケーリングモジュールの使用の実施例は、アクチュエータのうちの一方が連続的（たとえば、電圧アクチュエータのためのＤＣ−ＤＣバリエータ）であり、もう一方が離散的である、すなわち、サンプリングされる（たとえば、Ｌｅｓｅｃｑほかによる文献Ｌｏｗ−Ｃｏｓｔ  ａｎｄ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ａ  ＤＦＬＬ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ−Ｏｎ−Ｃｈｉｐ，  ＩＦＡＣ  Ｗｏｒｌｄ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ，２０１１の場合のように「Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｌｏｃｋｅｄ−Ｌｏｏｐ」の略語であるＤＦＬＬである。スケーリングメカニズムは、本事例では、連続アクチュエータ出力を離散化するためにサンプリングするのに役立つ。制御の実施は、このとき、スケーリングブロックのために十分に離散的であり（すなわち、サンプリングされ）、その結果、コマンドの純然たるデジタル実施を可能にする。
【０１２１】
電圧制御ブロック６０３は、基準電圧に従って電圧のフィードバック制御を実行することを可能にする。入力として、このブロックは、電圧アクチュエータから出力された（できるだけスケーリングされた）電圧と、周波数アクチュエータからの（できるだけスケーリングされた）出力周波数とを受け取り、２つの出力を計算する。
【０１２２】
第１の出力は、電圧アクチュエータに与えられた指令を周波数アクチュエータに与えられた命令に適応させるために、基準信号（Ｖｒｅｆ）に適用する電圧変動（ΔＶ）を表す信号である。この信号（ΔＶ）は、２台のアクチュエータの現在の出力（ＶＯＵＴおよびＦＯＵＴ）と、辿るべき基準曲線とから発生させられる。これは、電圧アクチュエータが、現在の出力電圧ＶＯＵＴよりむしろ、測定された現在の出力周波数（ＦＯＵＴ）に対する基準曲線に従って、出力すべき電圧Ｖｉとして値ΔＶを計算することである。
【０１２３】
ΔＶを取得するために使用された電圧Ｖｉの計算は、図２の表記法を再び使用する図７と図８とに関連して後述される。
【０１２４】
図７は、回路の基準曲線上の現在の周波数値に対応する値Ｖｉの選択を示す。
【０１２５】
図７によって示されるように、基準曲線は、多少複雑な形状を有することがあるが、開示を明瞭にする目的で、この曲線は、この曲線が直線によって提示された図８において簡易化されている。
【０１２６】
本事例では、値ＰｉおよびＦ０は、直線を定義する２つの定数であり、Ｐｉ＝１／Ｐが直線の傾斜Ｐの逆数であり、Ｆ０は、直線がｙ軸と交差するときの周波数の値である。
【０１２７】
測定された出力周波数値ＦＯＵＴに対して、図８の曲線に従う電圧Ｖｉの対応する値は：
Ｖｉ＝Ｐｉ（Ｆｏｕｔ−Ｆ０）      （１）
である。
【０１２８】
ΔＶの値は、以下のとおりのＶｉとＶＯＵＴとの間の差：
ΔＶ＝Ｖｉ−Ｖｏｕｔ＝Ｐｉ（Ｆｏｕｔ−Ｆ０）−Ｖｏｕｔ      （２）
である。
【０１２９】
発生させられた信号ΔＶは、基準電圧を修正するために基準電圧Ｖｒｅｆに加算され、この基準電圧は、新しい基準Ｖｒｅｆ’：
Ｖｒｅｆ’＝Ｖｒｅｆ＋ΔＶ      （３）
になる。
【０１３０】
図６に戻ると、ブロック６０３からの第２の出力は、測定された出力周波数ＦＯＵＴに対する電圧の下限Ｖｍｉｎに対応する（この限界は、図６において「Ｖｍｉｎ＠ＦＯＵＴ」によって指定される）。この値は、境界によって範囲を定められた回路の動作ドメインから出ることなく、電圧アクチュエータに印加される可能性がある最小電圧を表す。これは、以下のとおり計算され：
Ｖｍｉｎ＝Ｐｉ，ｓａｔ（Ｆｏｕｔ−Ｆ０，ｓａｔ）      （４）
式中、Ｐｉ，ｓａｔおよびＦ０，ｓａｔは、限界直線、すなわち、越えられるべきではない曲線ＶＦｓａｔを定義する２つの定数である。簡単な事例では、この曲線は、基準曲線と一致することがあり、すなわち：
Ｐｉ，ｓａｔ＝Ｐｉ
Ｆ０，ｓａｔ＝Ｆ０      （５）
である。
【０１３１】
その他の事例では、限界直線（または曲線）は、動作ドメインの境界と一致する。この境界と一体となった安全マージンを残すために回路のパラメータを考慮する限界曲線を想定することがさらに可能である。
【０１３２】
限界値は、入力として指令値Ｖｒｅｆ’をさらに受け取る電圧リミッタブロック６０４に供給される。このブロックは、Ｖｒｅｆ＊を取得するために飽和状態を基準電圧Ｖｒｅｆ’に適用する。
【０１３３】
入力Ｖｒｅｆ’は、値ＶｍａｘとＶｍｉｎとの間に留まるように制限される。最大電圧値（Ｖｍａｘ）は、技術に依存し、図６のレイアウトに表されていない。値Ｖｍｉｎは、測定された周波数ＦＯＵＴに対する最小動作電圧に対応する。電圧アクチュエータに印加された基準電圧（Ｖｒｅｆ＊）は、図９に表されるように、システムが非作動領域（すなわち、動作ドメインの外側）に入る原因にならないことを保証する。
【０１３４】
図６に戻ると、周波数制御ブロック６０５は、基準曲線に従ってフィードバック制御を実行することを可能にする。入力として、このブロックは、電圧アクチュエータから出力された（できるだけスケーリングされた）電圧と、周波数アクチュエータからの（できるだけスケーリングされた）出力周波数とを受け取り、２つの出力を計算する。
【０１３５】
第１の出力は、周波数アクチュエータの挙動を電圧アクチュエータの挙動に適応させるために基準信号（Ｆｒｅｆ）に適用する周波数変動信号（ΔＦ）に対応する。この信号（ΔＦ）は、２台のアクチュエータの現在の出力（ＶＯＵＴ，ＦＯＵＴ）と、辿るべき基準曲線とから発生させられる。これは、周波数アクチュエータが、現在の出力周波数ＦＯＵＴよりむしろ、測定された現在の出力電圧（ＶＯＵＴ）に対する基準曲線に従って、供給すべき周波数Ｆｉとして値ΔＦを計算することである。ΔＦを取得するために使用された値Ｆｉは、図１０によって示される。
【０１３６】
図８に関連して記載されたモデルに戻ると、基準曲線ＶＦｒｅｆは：
Ｆｉ＝Ｆ０＋Ｐ・Ｖｏｕｔ      （６）
によって記述された直線である。
【０１３７】
値ΔＦは、以下のとおりのＦｉとＦＯＵＴとの間の差：
ΔＦ＝Ｆｉ−Ｆｏｕｔ＝Ｆ０＋Ｐ・Ｖｏｕｔ−Ｆｏｕｔ      （７）
として計算される。
【０１３８】
周波数制御ブロックからの第２の出力は、測定された出力電圧ＶＯＵＴに対する周波数の上限Ｆｍａｘに対応する（図６において「Ｆｍａｘ＠ＶＯＵＴ」によって指定される）。この値は、回路の動作ドメイン（作動領域）から出ることなく、周波数アクチュエータに印加される可能性がある最大周波数を表す。これは、以下のとおり計算され：
Ｆｍａｘ＝Ｆ０，ｓａｔ＋Ｐｓａｔ・Ｖｏｕｔ      （８）
式中、ＰｓａｔおよびＦ０，ｓａｔは、越えられるべきではない直線（曲線）限界ＶＦｓａｔを定義する２つの定数である。簡単な事例では、この曲線は、基準曲線ＶＦｒｅｆと一致することがあり、すなわち：
Ｐｓａｔ＝Ｐ
Ｆ０，ｓａｔ＝Ｆ０      （９）
である。
【０１３９】
その他の事例では、限界直線（または曲線）は、動作ドメインの境界と一致する。この境界と一体となった安全マージンを残すために回路のパラメータを考慮する限界曲線を想定することがさらに可能である。
【０１４０】
限界値は、入力として指令値Ｆｒｅｆ’をさらに受け取る周波数リミッタブロック６０６に供給される。このブロックは、Ｆｒｅｆ＊を取得するために限界を基準周波数Ｆｒｅｆ’に適用する。
【０１４１】
入力Ｆｒｅｆ’は、ＦｍａｘとＦｍｉｎとの間に留まるように制限される。最小周波数値（Ｆｍｉｎ）は、システム内に存在するアクチュエータに依存する。これは、零に等しい（Ｆｍｉｎ＝０）とみなされることがあり、図６に表されていない。値Ｆｍａｘは、測定された電圧ＶＯＵＴに対する最大動作周波数に対応する。この限界を超えて、制御された回路（論理システム）は、タイミング（または論理フォールト）を生じることがある。周波数アクチュエータに印加された周波数基準（Ｆｒｅｆ＊）は、図１１に示されるように、システムを動作ドメインの外側へ動かす原因にならないことを保証する。
【０１４２】
図６に戻ると、キャリブレーションブロック６０７は、一方の動作点（Ｆ１，Ｖ１）から別の動作点（Ｆ２，Ｖ２）への移行の全体を通じて、そして、逆も場合も同様に最適動作点（すなわち、最小電力消費量にもかかわらず最大性能）を保証するために平面Ｖ−Ｆ内で辿られなければならない基準曲線を選択／修正することを可能にする。
【０１４３】
基準曲線（たとえば、直線の場合にペア（Ｐ，Ｆ０））を修正することは、特に、製造プロセスにおける変動性、供給電圧の遅い変動、または、回路の温度の変動に適応すること可能にする。
【０１４４】
たとえば、回路の温度Ｔの測定は、キャリブレーションメカニズムを作動させることに決定することを可能にする。上記温度に依存して、基準曲線が修正される。異なった基準曲線は、たとえば、ＬＵＴ（「ルックアップテーブル」の略語である）内のメモリに置かれる。
【０１４５】
キャリブレーションメカニズムは、境界に対する安全マージンを持つために基準曲線が動作の途中で修正されることを可能にすることがある。
【０１４６】
キャリブレーションモジュールは、基準曲線およびスケーリング用のパラメータの識別を自動的に立ち上げる機能をさらに含むことがある。この始動は、外部情報、たとえば、温度、制御された回路のタイミングフォールトの回数、またはその他の情報によって駆動されることがある。このような駆動は、Ｒｅｂａｕｄほかによる文献“Ｔｉｍｉｎｇ  ｓｌａｃｋ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｕｎｄｅｒ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ａｎｄ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ：  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ａ  ＤＳＰ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ”，  Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ２０１１）に従って実施されることがある。
【０１４７】
キャリブレーションメカニズムそれ自体に関しては、当業者は、本明細書本文の一部ではない周知メカニズムを参照することがある。
【０１４８】
切断モジュール６０８は、システムが所望の動作点に十分に接近しているとき、たとえば、周波数および／または電圧の調整を可能にするために、電圧制御を周波数制御から切り離すことを可能にする（上述された最終調整を参照のこと）。切断が実施されたとき、各アクチュエータは、独立した挙動を有している。特定の自由が、この場合、最終動作点を選択するために基準曲線に対する利用されることがある。電圧および周波数は、従来型のＡＶＦＳシステム（ＡＶＦＳは、「適応電圧周波数スケーリング（Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｖｏｌｔａｇｅ  ａｎｄ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｃａｌｉｎｇ）」の略語である）の場合のように、タイミングフォールトを避けるために適切な順序で修正される。
【０１４９】
この切断は、タイミングフォールトを避けるために電圧および周波数の修正の適切な順序を保証することを前提として、従来型のＤＶＦＳ制御スキームに戻ることをさらに可能にする。
【０１５０】
モジュール６００、６０３および６０５によって形成された組立体６０９は、図５に関連して記載されているように制御モジュールを形成する可能性があることを指摘してもよい。
【０１５１】
上述された制御は、コンピュータプログラムによって制御されたハードウェア機器を使ってデジタル式に実施されることがある。
【０１５２】
それにもかかわらず、制御は、アナログ文脈で想定されることがある。
【０１５３】
このような文脈では、制御は、温度変動に対し高感度であることがある。正確に言うと、制御を実施するために利用された異なったコンポーネントは、温度感応性であることがあり得る。図６に関連して記載されたキャリブレーションブロック６０７は、このとき、適用された制御が所望の制御であるために基準曲線を調整するように構成されることがある。
【０１５４】
温度は、電圧アクチュエータおよび周波数アクチュエータの挙動、特に、これらのダイナミックを修正することがある。キャリブレーションブロックは、スケーリングメカニズムを調整することにより、この動的な差を補償するために使用されることがある。
【０１５５】
回路アーキテクチャを提示したので、電圧−周波数制御は、自動の観点から取り扱われる。シミュレーション結果が次に提示される。
【０１５６】
概して、電圧および周波数が連動的に制御されたとき、電圧および周波数の２つの信号の（制御理論において理解されるとおりに）安定した自律管理を実行することが可能である。この管理は、システムが所望の基準曲線を辿り、そして、電圧基準および周波数基準の値を変更することにより一方の動作点から別の動作点に変化するという点で自律的である。
【０１５７】
連動制御は、たとえば、Ｏｌｆａｔｉ−Ｓａｂｅｒほかによる文献“Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ  ａｎｄ  Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ  Ｍｕｌｔｉ−Ａｇｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＩＥＥＥ，  Ｖｏｌ．９５；１，  ｐｐ．２１５−２３３，  Ｊａｎｕａｒｙ  ２００７において要約されているようにコンセンサス制御の理論に依拠することがある。
【０１５８】
この理論によれば、コンセンサス制御付きのシステムは、ネットワーク内でダイナミック
【０１５９】
【数１】
2015512067.tif 000003
を有しているエージェントによって表現される。目的は、グラフ上の隣接者との局所的通信を介してコンセンサスを達成することである。「コンセンサスを達成する」は、各エージェントが共通点、すなわち、ｘ１＝ｘ２＝．．．＝ｘｎに向かって漸進収束することを意味する。実際上、文献の殆どの研究は、平衡状態にあるコンセンサスが定数、または、初期条件の重み付き平均である、と考えている。
【０１６０】
文献の研究によれば、エージェントは、動的モデルを持っていることがある。
【０１６１】
実際には、ここで検討された問題は、エージェントが所望の基準を辿らなければならないので、より一般的である。さらにこれらの動的モデルは、単純な積分器ではない。従って、Ｆａｘほかによる文献“Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｆｌｏｗ  ａｎｄ  Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，  Ｖｏｌ．４９：９，  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２００４によって提供された結果が使用されることがある。
【０１６２】
アクチュエータが異なった性質のダイナミックスを持つ状況では、（実際上、ΔＶおよびΔＦの計算中に行われる）変動性変化が実行されなければならない。従って、各システム（周波数アクチュエータまたは電圧アクチュエータ）は、
【０１６３】
【数２】
2015512067.tif 000004
によってモデル化されることがあり、但し、ｉ＝１またはｉ＝２である。コンセンサスは、Ｗａｎｇほかによる文献“Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｏｒｄｅｒ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｍｕｌｔｉ−ａｇｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｆｅｅｄｂａｃｋ”，  Ｊｏｉｎｔ  ４８ｔｈ  ＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  ２８ｔｈ  Ｃｈｉｎｅｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｈａｎｇｈａｉ，  Ｐ．Ｒ．  Ｃｈｉｎａ．  １６−１８  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ２００９によれば、
【０１６４】
【数３】
2015512067.tif 000005
（２つのエージェントに適応させられた上記文献の定義３）である場合に、漸近的に達成可能であると言われている。
【０１６５】
反作用が、次に、Ｗａｎｇほかによる文献“Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ  Ｏｆ  Ｍｕｌｔｉ−Ａｇｅｎｔ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”，  Ａｓｉａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｃｏｎｔｒｏｌ，  Ｖｏｌ．１０：２，  ｐｐ．１４４−１５５，  Ｍａｒｃｈ  ２００８の場合のように、状態ｘｉの間の誤差に基づいて構築される（事実上、従来とおりの事例のように「状態」フィードバックではなく、「状態誤差」フィードバックによる制御ということになる）：
ｕｉ＝Ｋ（ｘｉ−ｘｊ）  （この場合も２つのエージェントに適応させられる）。
【０１６６】
エージェントの相互接続行列は、このとき、
【０１６７】
【数４】
2015512067.tif 000006
に従って定義される。
【０１６８】
特有の特性（それぞれ０および２に等しい固有値）と、相互接続グラフが完全である（すなわち、各エージェント／システムがその他のものに接続されている）という事実とを考えると、システム全体の安定化は、実際には、誤差フィードバックｕｉ＝Ｋ（ｘｉ−ｘｊ），Ｋ＜０によって、Ｆａｘほかによる上記文献において言及されたシステムのうちの１つを安定化するということになる。
【０１６９】
これは、補正が適用されること（すなわち、特有の制御が適用されること）を考えると、当てはまる解決手法であり、式（２）または（７）と図６とを参照のこと。先に取り入れられた基準値およびオフセットＦ０は、コンセンサス制御を用いたシステムの安定性に関する推論を変化させない（文献中、このオフセットは、「バイアス」と称される）。
【０１７０】
さらに、係数Ｋに作用することにより、（基準と達成された出力との間の差が零に向かう傾向の速度と直接的なつながりを有している）ダイナミックを調整することが可能である。
【０１７１】
考慮されたシステムを仮定して、コンセンサス制御アプローチを使ってここで行われた検討は、「誤差状態フィードバックによって」（そして、従来とおりの事例のように状態フィードバックによることなく）制御された多変量システムの単純な検討に帰着させられることがある。コントローラは、この場合、制御された多変量システムの安定性（およびロバスト性）を保証するために（状態フィードバックによって）調整されなければならない。ループ型多変量システムの安定性は、ループ型システムの極の位置によって保証される。
【０１７２】
最後に、安定性検討は、文献Ｈ．Ｋｈａｌｉｌ，  “Ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”，  Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ，  ２００２に提示されたリアプノフの定理に基づいて行われることがある。
【０１７３】
図１２は、
−Ａｌｂｅａ−Ｓａｎｃｈｅｚほかによる文献“Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  Ｖｄｄ−ｈｏｐｐｉｎｇ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ”，  ＩＥＥＥ  ＭＳＣ，  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ａｎｄ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，  ２００９によるＶｄｄ−ホッピングシステムを用いて作られた電圧アクチュエータと、
−Ｌｅｓｅｃｑほかによる文献“Ｌｏｗ−Ｃｏｓｔ  ａｎｄ  Ｒｏｂｕｓｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ａ  ＤＦＬＬ  ｆｏｒ  Ｍｕｌｔｉ−Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ−Ｏｎ−Ｃｈｉｐ”，  １８ｔｈ  ＩＦＡＣ  Ｗｏｒｌｄ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ，  ２８  Ａｕｇｕｓｔ−２  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２０１１による周波数ロックループを用いて作られた周波数アクチュエータと、
を備えるシステムのＭＡＴＬＡＢ（Ｒ）／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ（Ｒ）環境におけるシミュレーションの結果を提示する。
【０１７４】
前述のとおりの連動制御が実施される。基準曲線は、電圧−周波数グラフ（ｅ）および（ｆ）に示される。図１２のその他のグラフは、電圧アクチュエータおよび周波数アクチュエータに印加された信号の変化と、出力ＶＯＵＴおよびＦｏｕｔとを概略的に表す。
【０１７５】
従来型のＤＶＦＳアプローチとは違って、電圧Ｖおよび周波数Ｆは、基準曲線を越えることなく、連動的に、かつ、交互にではなく変化する。
【０１７６】
シミュレーション結果を提示した後、変形実施形態が提示される。
【０１７７】
本発明は、性能損失なしに消費電力を低減する文脈において電圧−周波数動作ドメイン内のどのようなタイプの電圧Ｖアクチュエータおよび周波数Ｆアクチュエータにも適用できる。
【０１７８】
いくつかの状況は、基準曲線の（再）キャリブレーションを必要とするか、または、スケーリングメカニズムが考慮されることがある。
【０１７９】
従って、前述のとおり、曲線の再キャリブレーションの決定は、温度測定、タイミングフォールトの検出などに基づいて行われることがある。
【０１８０】
外部手順は、たとえば、期待された挙動が見つからなかったとき、または、ハードウェアの経年変化の場合、再キャリブレーションフェーズをさらに立ち上げることがある。
【０１８１】
図１３に提示された発明の実施形態では、図６の制限ブロック６０４および６０５は、省かれている。この種の解決手法は、（基準曲線の）超過が許容されることがあるアプリケーションにおいて実施されることがある。
【０１８２】
その他の実施形態例によれば、単一制御分岐が実施される。従って、連動制御は存在しない。
【０１８３】
図１４は、基準曲線上の制御された回路の動作点のフィードバック制御のための周波数アクチュエータ上の単一制御の実施例を表す。
【０１８４】
コンセンサス制御の理論の観点では、これは、有向接続グラフによって表現されている。
【０１８５】
図１５は、基準曲線上での制御された回路の動作点のフィードバック制御のための電圧アクチュエータ上の単一制御の実施例を表す。
【０１８６】
発明の別の変形例では、（ΔＶおよびΔＦの計算に関連した）電圧制御ブロック６０３および周波数制御ブロック６０５からの出力信号は、従来的なＰＩＤ型（ＰＩＤは、「比例−積分−微分（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）」の頭字語である）の補正器（またはコントローラ）フィルタに接続されることがある。この変形例は、図１６に表されている。ブロック１６０および１６１は、それぞれ変動ΔＶおよびΔＦに対する補正器フィルタである。本実施の利点は、ＰＩＤフィルタによる経路を辿ることのダイナミックの考えられる改善である。
【０１８７】
この場合も、フィルタの調整は、既に定義されたとおりの多変量制御および結合行列によって取り扱われることがある。
【０１８８】
当然ながら、前述の変形例の組み合わせが考えられる。たとえば、単一制御は、リミッタなしで、かつ、ＰＩＤ補正器（またはコントローラ）を用いて行われることがある。連動制御は、リミッタなしで、かつ、補正器付きで行われることがある。１台のリミッタだけ、および／または、１台の補正器だけを使用することが可能である。あらゆるその他の組み合わせが考えられる。
【０１８９】
図１７は、一実施形態による制御方法で実施されるステップの概略フローチャートである。
【０１９０】
第１のステップＳ１７０で、制御された回路の基準曲線を定義および／または修正するためにキャリブレーションが実行される。
【０１９１】
使用すべき基準曲線が、次に、たとえば、温度、経年変化、またはその他のパラメータのようなパラメータに基づいて、ステップＳ１７１で選択される。
【０１９２】
現在の動作点は、次に、ステップＳ１７２で現在の周波数および電圧を測定することにより決定される。
【０１９３】
回路を現在の動作点から所望の動作点に移すために、初期調整のステップＳ１７３が上記説明のとおり実施される。フィードバック制御が、次に、既に説明されたとおりの最適経路上に動作点を維持するためにステップＳ１７４で実施される。
【０１９４】
最後に、動作点の最終調整のステップＳ１７５が回路を所望の動作点に向けて移すために実行される。
【０１９５】
発明の一実施形態による方法の実施のためのコンピュータプログラムは、図１７のフローチャートとこの詳細な説明とを読めば生成されることになる。
【０１９６】
方法の実施を制御するために、特に、制御回路の様々なモジュールを制御するために、図１８に概略的に表された制御モジュールが使用されることがある。
【０１９７】
図１８の制御モジュール１８０は、メモリユニット１８１（ＭＥＭ）を備える。このメモリユニットは、様々な実施形態によれば、発明による方法の実施中に使用された計算データの一時記憶のためのランダムアクセスメモリを備える。メモリユニットは、たとえば、処理ユニット１８２（ＰＲＯＣ）のプロセッサ（図示せず）によるコンピュータプログラムの実行のため、実施形態によるコンピュータプログラムを記憶する（たとえば、ＥＥＰＲＯＭ型の）不揮発性メモリをさらに備える。たとえば、メモリユニットは、様々な基準曲線をテーブル（「ルックアップテーブル」）に記憶する。制御モジュールは、特に、制御信号を制御回路の様々なモジュールに送信する通信を実施するために通信ユニット１８３（ＣＯＭ）をさらに備える。
【０１９８】
当然ながら、本発明は、記載された実施形態に限定されることなく、その他の変形例と特徴の組み合わせとが考えられる。
【０１９９】
本発明は、添付図面に関連してこの詳細な説明において記載され、例示されている。しかし、本発明は、提示された実施形態に限定されない。その他の変形例および実施形態は、この明細書本文および添付図面を読めば当業者によって推論され、実施されることがある。
【０２００】
請求項において、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」は、その他の要素またはその他のステップを除外しない。不定冠詞「ａ」は、複数形を除外しない。単一のプロセッサおよびいくつかのその他のユニットが発明を実施するために使用されることがある。提示された、および／または、請求項に記載された異なった特徴は、組み合わされると有利であることがある。明細書本文または異なった従属請求項におけるこれらの特徴の存在は、これらを組み合わせる可能性を全く除外しない。符号は、発明の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。
【図１】
2015512067.tif 000007
【図２】
2015512067.tif 000008
【図３】
2015512067.tif 000009
【図４】
2015512067.tif 000010
【図５】
2015512067.tif 000011
【図６】
2015512067.tif 000012
【図７】
2015512067.tif 000013
【図８】
2015512067.tif 000014
【図９】
2015512067.tif 000015
【図１０】
2015512067.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
2015512067.tif 000018
【図１３】
2015512067.tif 000019
【図１４】
2015512067.tif 000020
【図１５】
2015512067.tif 000021
【図１６】
2015512067.tif 000022
【図１７】
2015512067.tif 000023
【図１８】
2015512067.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月21日(2014.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路を第１の動作点から第２の動作点に移すために電子回路を制御する方法であって、回路に関連付けられた電圧−周波数動作点ドメインの基準曲線に対する現在の電圧−周波数動作点のフィードバック制御のステップを備え、前記基準曲線は、前記ドメインの内部にあり、かつ、回路によって許容される電圧値毎に最大認可周波数を表現する前記ドメインの境界にできる限り近づいている最適経路に対応している前記第１および第２の動作点をつなぐことを特徴とする、電子回路を制御する方法。
【請求項２】
−回路に印加された電圧の現在値を測定するステップと、
−回路に印加された周波数の現在値を測定するステップと、
−前記基準曲線上の周波数の前記現在値に対応する基準電圧値を決定するステップと、
−決定された基準電圧値に基づいて回路に印加された電圧を更新するステップと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
−回路に印加された電圧の現在値を測定するステップと、
−回路に印加された周波数の現在値を測定するステップと、
−前記基準曲線上の電圧の前記現在値に対応する基準周波数値を決定するステップと、
−前記決定された基準周波数値に基づいて回路に印加された周波数を更新するステップと、
を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
回路に印加された電圧および周波数を連動的に更新するステップを備える、請求項２および３に記載の方法。
【請求項５】
現在の動作点を回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側に移すことを防ぐために、回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を制限するステップをさらに備える、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
現在の動作点を回路に関連付けられた電圧−周波数動作ドメインの外側に移すことを防ぐために、回路に印加された電圧の変動および周波数の変動のうちの少なくとも一方を補正するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
フィードバック制御ステップで応答時間の差を補償するために電圧を測定する信号および周波数を測定する信号をスケーリングするステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
第２の動作点を最終動作点に向かって移し、そのようにして、回路の動作点を前記境界に向かって移すために、回路の動作点の最終調整ステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
初期動作点を第１の動作点に向かって移し、そのようにして、回路の動作点を前記境界から遠くへ移すために、回路の動作点の初期調整ステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記調整ステップより前に回路への電圧の印加から周波数の印加を切り離すステップをさらに備える、請求項８および９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて記憶された基準曲線の組の中から前記基準曲線を選択するステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記基準曲線を定義または修正するためにキャリブレーションするステップをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
キャリブレーションするステップが、回路の少なくとも１つの動作パラメータに基づいて始動させられる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのパラメータが、
−回路の温度と、
−回路のタイミングフォールト率と、
−回路の経年変化を反映するパラメータと、
のうちの１つである、請求項１１または１３に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法を実施するため構成されている処理ユニットを備える電子回路制御機器。
【国際調査報告】
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