專利名稱：具有可調(diào)節(jié)的性能水平的數(shù)據(jù)處理裝置及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理裝置以及操作這種裝置的方法。
背景技術(shù)：
美國專利No. 7，194，385描述了一種數(shù)據(jù)處理裝置，該數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)其工作 量通過適配其性能水平來降低功耗。通過改變該數(shù)據(jù)處理裝置的電源電壓和/或時鐘頻率 可以適配其性能水平。這樣，能夠以較低的性能為代價來實現(xiàn)降低的功耗，反之，能夠以較 高的功耗為代價來實現(xiàn)提高的性能。然而，如果性能降低得太多，則會導(dǎo)致不能及時完成時 間緊急的任務(wù)。因而，已知根據(jù)在不同時間執(zhí)行的任務(wù)將性能水平適配為時間的函數(shù)。美國專利No. 7，194，385描述了一種數(shù)據(jù)處理裝置，其中測量先前時間間隔期間 的“已完成工作”來預(yù)測所需的性能水平?！耙淹瓿晒ぷ鳌北硎玖藲v史的工作量，即，在這 些時間間隔期間當(dāng)前各任務(wù)必須執(zhí)行的指令的數(shù)量。如果這些任務(wù)不需要完成太多的工 作并且性能水平又太高，則數(shù)據(jù)處理裝置將空閑，不對已完成工作作出貢獻(xiàn)。美國專利 No. 7，194，385描述了如何能夠設(shè)置該性能水平，以便將具有指數(shù)衰減的權(quán)重的先前的已完 成工作的平均水平處理為在過去進(jìn)一步完成的工作。遺憾地是，數(shù)據(jù)處理裝置的工作量會作為時間的函數(shù)不規(guī)則地變化。從而，在某些 情況下已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)平均水平設(shè)置的性能水平導(dǎo)致了不是最佳的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種數(shù)據(jù)處理裝置，其提供有效的性能水平設(shè)置。提供根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理裝置。其中，使用模式匹配來檢測處理器的觀測 到的工作量模式是否與參考工作量數(shù)據(jù)向量匹配。如果匹配，使用匹配的工作量數(shù)據(jù)向量 的預(yù)存控制信息來控制該處理器的性能水平。這使得能夠處理無法根據(jù)當(dāng)前工作量模式計 算的工作量變化。在一個實施例中，在匹配的工作量數(shù)據(jù)向量仍匹配處理器的工作量模式的較早場 合之后，根據(jù)觀測到的工作量確定預(yù)存控制信息。從而能夠動態(tài)地適配控制信息。可替換 地，可以通過程序員預(yù)置控制信息。


通過使用下列附圖的示例性實施例的描述，本發(fā)明的這些和其他目的以及優(yōu)選實 施例將得以呈現(xiàn)，其中圖1示出了數(shù)據(jù)處理裝置；圖2示出了性能水平控制的流程圖；圖3示出了控制信息調(diào)節(jié)的流程圖；圖4示出了性能水平的曲線圖。
具體實施例方式圖1示出了數(shù)據(jù)處理裝置，其包括處理器10、硬件計時器12、模式移位寄存器14、 模式存儲器16、模式匹配單元18和性能水平控制器19。處理器10包括工作量寄存器102。 工作量寄存器102的輸出端耦合到模式移位寄存器14的數(shù)據(jù)輸入端。硬件計時器12的輸 出端耦合到工作量寄存器102的復(fù)位輸入端和模式移位寄存器14的控制輸入端。模式匹 配單元18耦合到模式移位寄存器14的輸出端并且耦合到模式存儲器16。性能水平控制 器19的輸入端耦合到模式匹配單元18?？蛇x地，性能水平控制器19的另一輸入端(未示 出)耦合到模式移位寄存器14。性能水平控制器19的輸出端耦合到處理器10的性能控制 輸入端。盡管在所示的實施例中示出了分離的模式移位寄存器14、模式存儲器16、模式匹 配單元18和性能水平控制器19，但是應(yīng)當(dāng)注意到，在可替換實施例中可以由處理器10中的 任務(wù)等效地執(zhí)行這些電路的功能。在操作中，處理器10運行程序以執(zhí)行任務(wù)，按照在性能控制輸入端的控制之下所 選擇的性能水平進(jìn)行操作。不同的性能水平可以對應(yīng)于電源電壓和用于執(zhí)行程序指令的處 理器核心(沒有分離地示出)的時鐘頻率的不同組合。通常，這些任務(wù)包括必須滿足實時 要求以便無差錯地操作的任務(wù)。例如，實時的音頻和/或視頻解碼和/或編碼任務(wù)規(guī)定連 續(xù)的周期時間點，并且如果在各個這些時間點之前遞送所處理數(shù)據(jù)的各個幀則無差錯地操 作。在這些時間點之前的時期中，性能水平必須足夠高以實現(xiàn)及時的遞送，但是在其他時期 中可以將性能水平設(shè)置得較低。在運行期間，處理器10使用表示花費在任務(wù)上的指令周期的數(shù)量的增量對工作 量寄存器102的內(nèi)容有規(guī)律地進(jìn)行更新，沒有計算空閑時間的周期。硬件計時器12定義采 樣周期。硬件計時器12基于工作量寄存器的內(nèi)容的樣本，周期地使得工作量數(shù)據(jù)被移位到 模式移位寄存器14中，并且隨后使得工作量寄存器102的內(nèi)容被復(fù)位。例如，每X毫秒就 完成一次，例如X在3-10毫秒之間的范圍內(nèi)。清楚的是，用于取得樣本的這些時間間隔的 持續(xù)時間比用于執(zhí)行單個指令的持續(xù)時間要長很多(例如，大于一千倍以上)。從而，連續(xù) 樣本的向量為程序的一般行為(而不是為單獨的指令)形成了平均程序標(biāo)記(也被稱作代 碼標(biāo)記)。在一個實施例中，在工作量寄存器102的內(nèi)容被作為工作量數(shù)據(jù)遞送到模式移位 寄存器14之前其可以被量化(例如，被舍入為多個預(yù)定值中最接近的一個值)。為此目的， 可以在工作量寄存器102與模式移位寄存器14之間包括量化器(未示出)(可替換地，可 以在模式移位寄存器14與模式匹配單元18之間包括量化器)。當(dāng)新樣本被移入時，模式移 位寄存器14對之前的工作量數(shù)據(jù)進(jìn)行移位。從而，獲得表示所執(zhí)行程序(代碼)的工作模 式(也被稱作代碼標(biāo)記)。模式存儲器16存儲一組參考工作量數(shù)據(jù)向量，每個工作量數(shù)據(jù)向量與控制信息 相結(jié)合。每個工作量數(shù)據(jù)向量包括多個工作量數(shù)據(jù)的N個樣本(例如N = 8)?？刂菩畔⒂?來控制處理器10的性能水平。例如，控制信息可以是用在下一個采樣周期中的性能值?？?替換地，控制信息可以是能夠被用作針對下一個采樣周期的工作量進(jìn)行預(yù)測的工作量值， 在此情況中，性能水平從由控制信息所表示的工作量中計算性能水平。在一個實施例中，可 以動態(tài)地更新模式存儲器16中的工作量數(shù)據(jù)向量和控制信息，如下面將要描述的那樣。通過動態(tài)調(diào)節(jié)，在工作量數(shù)據(jù)向量出現(xiàn)之后觀測到的工作量被用于設(shè)置在隨后的工作量數(shù)據(jù) 向量出現(xiàn)之后的性能水平。在另一實施例中，程序員可以準(zhǔn)備預(yù)定的工作量數(shù)據(jù)向量和控 制信息并且將其存儲在模式存儲器16中。模式移位寄存器14和模式匹配單元18形成模式匹配器。模式移位寄存器14將 當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量應(yīng)用到模式匹配單元18，其中連續(xù)的工作量數(shù)據(jù)值形成一系列先前的 采樣周期。模式匹配單元18在模式存儲器16中搜索與來自模式移位寄存器14的當(dāng)前工 作量數(shù)據(jù)向量匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量，如果在參考工作量數(shù)據(jù)向量之中發(fā)現(xiàn)了匹配的 工作量數(shù)據(jù)向量，則模式匹配單元18輸出與該匹配的工作量數(shù)據(jù)向量相結(jié)合的控制信息。 性能水平控制器19使用該控制信息產(chǎn)生針對處理器10的性能控制信號。如果沒有發(fā)現(xiàn)匹配的工作量數(shù)據(jù)向量，則會將其通知到性能水平控制器19，隨后 性能水平控制器19按照默認(rèn)的方式設(shè)置下一個性能水平?？梢允褂霉ぷ髁款A(yù)測的已知方 法來獲得默認(rèn)性能水平。在一個示例中，這會包括一個實施例，其中性能水平控制器19計 算來自模式移位寄存器14的工作量數(shù)據(jù)向量中的平均工作量，或者將預(yù)測的工作量計算 為在此工作量數(shù)據(jù)向量中的工作量的加權(quán)和并且選擇足夠在一個采樣周期中完成該工作 量的性能水平。在一個動態(tài)地更新模式存儲器16的實施例中，如果模式匹配單元18在模式存儲 器16中沒有發(fā)現(xiàn)匹配的工作量數(shù)據(jù)向量，則模式匹配單元18可以從模式移位寄存器14 復(fù)制當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量以便在模式存儲器16的空閑位置中定義新的參考工作量數(shù)據(jù)向 量?？梢允褂酶鞣N方法來設(shè)置控制信息。在一個實施例中，可以根據(jù)在當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向 量的一系列采樣周期之后觀測到的采樣周期中的工作量為參考工作量數(shù)據(jù)向量設(shè)置控制 信息。隨后，當(dāng)參考工作量數(shù)據(jù)向量匹配當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量時，基于觀測到的工作量對由 參考工作量數(shù)據(jù)向量的控制信息所表示的性能水平進(jìn)行改變。在一個實施例中，將針對參 考工作量數(shù)據(jù)向量的控制信息初始化為對應(yīng)于設(shè)置最大性能值的值。隨后，當(dāng)參考工作量 數(shù)據(jù)向量匹配當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量時，基于觀測到的工作量對由參考工作量數(shù)據(jù)向量的控 制信息所表示的性能水平進(jìn)行改變。應(yīng)當(dāng)注意，在一個可替換實施例中，可以在性能水平設(shè)置任務(wù)的控制之下在處理 器10中執(zhí)行模式移位寄存器14、模式存儲器16、模式匹配單元18和性能水平控制器19的 功能。在此實施例中，硬件計時器12會作為處理器10的中斷計時器。響應(yīng)于來自硬件計 時器12的中斷，處理器將控制轉(zhuǎn)移給用于執(zhí)行性能水平設(shè)置任務(wù)的程序。在將之前的值的 量化副本存儲到當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量中之后，該程序?qū)⒗鄯e的工作量計數(shù)進(jìn)行復(fù)位。隨后， 該程序在存儲器的表中搜索匹配的工作量數(shù)據(jù)向量，存儲該表的存儲器部分對應(yīng)于模式存 儲器16。如果發(fā)現(xiàn)了匹配的工作量數(shù)據(jù)向量，則程序讀取針對該匹配的工作量數(shù)據(jù)向量的 控制信息并且根據(jù)該控制信息設(shè)置下一個性能水平。在另一實施例中，可以由分離的電路 執(zhí)行模式移位寄存器14、模式存儲器16、模式匹配單元18和性能水平控制器19的部分而 非全部功能，由處理器10執(zhí)行剩余的部分。圖2示出了性能水平控制的流程圖。在第一步驟21中，模式匹配單元18或者處 理器10接收當(dāng)前時間點之前的針對一系列采樣周期的量化工作量計數(shù)的當(dāng)前工作量數(shù)據(jù) 向量。在第二步驟22中，模式匹配單元18或處理器10搜索匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量。 第三步驟23執(zhí)行是否發(fā)現(xiàn)匹配的工作量數(shù)據(jù)向量的檢驗。如果沒有發(fā)現(xiàn)，則執(zhí)行第四步驟對，其中將最近的工作量數(shù)據(jù)向量可選擇地存儲在模式存儲器16中。后面跟隨有第五步驟 25，其中計算工作量的默認(rèn)預(yù)測并且將其用于設(shè)置性能水平。如果第三步驟23表示發(fā)現(xiàn)了 匹配，則執(zhí)行第六步驟沈，其中讀取匹配的工作量數(shù)據(jù)向量的控制信息并且將其用于設(shè)置 性能水平。在第五步驟25和第六步驟沈之后執(zhí)行第七步驟27以便更新與前述采樣周期的 工作量數(shù)據(jù)向量匹配的先前匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量的控制信息(如果有的話)，或者 從前述數(shù)據(jù)周期的當(dāng)前數(shù)據(jù)向量復(fù)制的作為新的參考工作量數(shù)據(jù)向量的參考工作量數(shù)據(jù) 向量的控制信息。可以將采樣周期概念地標(biāo)記有連續(xù)的整數(shù)值。如果當(dāng)前采樣周期具有 標(biāo)簽n，則其當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量包括針對采樣周期n、n-l、"^+I-N的工作量數(shù)據(jù)W(n)、 W(n-l)、一WO^l-Nh其中N是工作量數(shù)據(jù)向量中包括的工作量數(shù)據(jù)的采樣周期的數(shù)量。 在第七步驟27中，在采樣周期n-1中匹配的先前匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量(即，與具有 針對采樣周期n-l、n-2、"^-N的數(shù)據(jù)的工作量數(shù)據(jù)向量匹配的參考向量)的控制信息被 更新。在一個實施例中，第七步驟27包括存儲當(dāng)前采樣周期的匹配的參考工作量數(shù)據(jù) 向量的標(biāo)志A(n)以便以后使用。在此情況中，第七步驟27包括取回先前匹配的參考工作 量數(shù)據(jù)向量的標(biāo)志A (n-1)，在針對之前的采樣周期(n-1)執(zhí)行的流程中存儲該先前匹配的
參考工作量數(shù)據(jù)向量。當(dāng)前采樣周期(η)的當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量包括針對一系列采樣周期η-1、η-2、… η-Ν之后的當(dāng)前采樣周期(η)的工作量數(shù)據(jù)W(n)，該一系列采樣周期η-1、η-2、···η-Ν具有 與先前匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量相匹配的工作量數(shù)據(jù)。圖3示出了第七步驟27包括的子步驟的實施例詳細(xì)流程圖。在第一子步驟31中， 模式匹配單元18或處理器10通過改變與先前匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量(標(biāo)記有χ)相結(jié) 合的控制信息C(X)，將性能水平L (C(x))逐漸減低預(yù)定的步長而確定臨時性能水平L’。在 第二子步驟32中，對得到的臨時性能水平L’是否足夠支持由針對當(dāng)前采樣周期(η)獲取 的工作量數(shù)據(jù)W(n)所表示的工作量進(jìn)行測試。從而例如，如果性能水平L’定義了處理器 時鐘頻率f，則測試頻率f是否足夠高以在采樣周期的持續(xù)時間T中執(zhí)行由觀測到的工作量 W(η)所表示的多個指令。例如，可以使用50MHz時鐘頻率的步長。如果第二子步驟32表示 可以逐漸減低性能水平，則執(zhí)行第三子步驟33以相應(yīng)地改變先前匹配的工作量數(shù)據(jù)向量χ 的控制信息C(X)。在此實施例中，將步長限定在多個相鄰的預(yù)定性能水平之間的步長，例如時鐘頻 率以預(yù)定距離(例如50MHz)彼此間隔，一直到最大時鐘頻率(例如350MHz)。可替換地，可 以使用一次降至仍足夠支持由工作量數(shù)據(jù)W(n)表示的工作量的最低性能水平的步長。后 面的步長大于相鄰的預(yù)定性能水平之間的步長，以便實現(xiàn)更快的收斂。然而，發(fā)現(xiàn)使用相鄰 水平之間的步長(例如50MHz時鐘頻率)具有實現(xiàn)更加穩(wěn)定的控制信息調(diào)節(jié)的優(yōu)點。如果第二子步驟32表示不能逐漸減低性能水平，則執(zhí)行第四子步驟34以測試由 先前匹配的工作量數(shù)據(jù)向量X的控制信息C(X)所限定的性能水平L(COO)是否已經(jīng)表示 不足以支持針對當(dāng)前采樣周期(η)所獲取的工作量數(shù)據(jù)W(n)的性能水平。如果不足以支 持，則執(zhí)行子步驟35來改變先前匹配的工作量數(shù)據(jù)向量χ的控制信息C(X)，以定義性能水 平L”，其至少足以支持觀測到的工作量W(n)的所需性能水平。否則，保留控制信息不變。改變控制信息以提高性能水平。圖4示出了曲線40的示例，以此方式為參考工作量數(shù)據(jù)向量定義性能水平，作為 以采樣周期數(shù)η的形式的時間的函數(shù)。表示了多個時間點44、46、48，其中已經(jīng)預(yù)先匹配了 參考工作量數(shù)據(jù)向量?？梢钥闯?，性能水平L只在這些時間點中的某些時間點處發(fā)生改變。 另外，以可以和性能水平相比較的尺度將觀測到的工作量W(n)的曲線42示出為虛線，在某 種意義上工作量高于水平表示處理器在該水平處不能支持該工作量?？梢钥闯?，為參考工作量數(shù)據(jù)向量定義的性能水平只在時間點44、46、48中的某 些時間點處發(fā)生改變，在那里已經(jīng)匹配了參考工作量數(shù)據(jù)向量。在時間點44處，低于針對 參考工作量數(shù)據(jù)向量的先前的性能水平的多個預(yù)定性能水平中的一個性能水平能夠支持 所觀測到的工作量，降低性能水平。在時間點48處，針對參考工作量數(shù)據(jù)向量的先前的性 能水平不能支持所觀測到的工作量，將性能提高到多個預(yù)定性能水平中的一個足夠高的性 能水平以支持所觀測到的工作量。應(yīng)當(dāng)注意，在這種時間點48，處理器10中的任務(wù)的執(zhí)行 會含有不能符合實時期限的故障，這是因為以不足的性能水平執(zhí)行了任務(wù)。在已經(jīng)匹配了 參考工作量數(shù)據(jù)向量的剩余的時間點46，性能水平不變。當(dāng)在模式存儲器16中存儲新的參考工作量數(shù)據(jù)向量時，其首先與定義了最大性 能水平的控制信息相結(jié)合?？刂菩畔⒌母淖儽ＷC該性能水平能夠被適當(dāng)?shù)亟档?。在其他實施例中，匹配單?8可以使用其他方案來調(diào)節(jié)控制信息。在一個實施例 中，根據(jù)在已經(jīng)從當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量復(fù)制了參考工作量數(shù)據(jù)向量之后的第一個采樣周期 內(nèi)觀測到的工作量設(shè)置控制信息?？梢栽O(shè)置控制信息從一組預(yù)定性能水平中選擇一個性能 水平，使得所選性能水平是預(yù)定性能水平中支持所觀測到的工作量的最低的性能水平。在又一實施例中，后來對于參考工作量數(shù)據(jù)向量的控制信息可以保持不變。在另 一實施例中，根據(jù)在參考工作量數(shù)據(jù)向量與當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量匹配的采樣周期之后的采 樣周期中觀測到的工作量，可以隨后對參考工作量數(shù)據(jù)向量的控制信息進(jìn)行更新。圖5示出了第七步驟27的實施例，其中匹配單元18為已經(jīng)匹配了參考工作量數(shù) 據(jù)向量的多個之前的實例保持隨后的工作量數(shù)據(jù)。在第一子步驟51中，匹配單元18(如果 使用處理器10的計算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)匹配單元，則是處理器10)從存儲位置接收數(shù)據(jù)，該存儲 位置存儲了在之前的采樣周期(n-1)中匹配的匹配參考工作量數(shù)據(jù)向量V(n-l)的標(biāo)識。隨 后，在該存儲位置存儲與當(dāng)前采樣周期匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量V(n)的標(biāo)識。在第二子 步驟52中，獲得當(dāng)前采樣周期的觀測到的工作量數(shù)據(jù)W(n)，并結(jié)合在之前的采樣周期中匹 配的參考工作量數(shù)據(jù)向量V(n-l)將其進(jìn)行存儲?？梢詾槊總€參考工作量數(shù)據(jù)向量存儲M 個這種工作量數(shù)據(jù)項(例如M = 4)，針對參考工作量數(shù)據(jù)向量與當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量匹配 的M個最近的采樣周期獲得。在第三子步驟53中，讀取該M個工作量數(shù)據(jù)值(如果只存儲了更少的值，則更少) 并將其結(jié)合以選擇控制信息。在一個實施例中，這包括選擇在M個工作量數(shù)據(jù)值中表現(xiàn)為 最大的工作量、在多個能夠支持該最大工作量的預(yù)定性能水平中選擇最小的一個性能水平 以及設(shè)置控制信息以獲得該選擇的性能水平。在另一實施例中，可以使用M個數(shù)值的中間 值或者使用在M個數(shù)值的工作量的排列中預(yù)定位置處的值(例如第二最大值)來替代最大 值。在另一實施例中，可以使用M個數(shù)值的平均值來替代最大值。這樣，可以防止由于異常 工作量所導(dǎo)致的性能水平調(diào)節(jié)的不穩(wěn)定性。
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盡管在已經(jīng)示出的實施例中工作量數(shù)據(jù)向量中的工作量數(shù)據(jù)包括在各個采樣周 期中已經(jīng)執(zhí)行的指令的計數(shù)，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在其他實施例中該向量中可以包括其他數(shù)據(jù)， 諸如在采樣周期期間程序中的預(yù)定點所達(dá)到的指令的計數(shù)、在采樣周期期間訪問存儲器的 計數(shù)、使用其他資源的計數(shù)等等。在每種情況中，性能水平必須支持由工作量所直接或間接 表示的這些數(shù)據(jù)。盡管在已經(jīng)示出的實施例中一旦針對匹配參考工作量數(shù)據(jù)向量之后的采樣周期 檢測到工作量數(shù)據(jù)就立即改變每個參考工作量數(shù)據(jù)向量的控制信息，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以 根據(jù)所觀測到的工作量在稍后的時間改變控制信息。這些工作量數(shù)據(jù)至少在其移位通過當(dāng) 前工作量向量之前保持有效。用于控制信息更新的工作量數(shù)據(jù)也可以存儲在外部模式移位 寄存器14，在此情況中可以為更新控制信息選擇任意的時間點?？梢允褂脤θ我鈹?shù)量的參考工作量數(shù)據(jù)向量具有空間的模式存儲器16。僅有的限 制是在控制信息的控制之下為匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量必要地更新性能水平之前應(yīng)當(dāng) 能夠檢測到該匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量?？梢酝ㄟ^將參考工作量數(shù)據(jù)向量與針對后面間 隔的采樣周期的控制信息相結(jié)合來降低該限制的緊迫性。在之前的實施例中，當(dāng)前工作量 向量W(n)、W(n-l)、···(其中索引n、n-l、…表示連續(xù)的采樣周期)與參考工作量數(shù)據(jù)向 量匹配以便為緊接著的采樣周期n+1設(shè)置性能水平。在可替換實施例中，可以對配置控制 器19進(jìn)行配置以便使用與采樣周期η、η-1、…匹配的工作量數(shù)據(jù)向量來為緊接著的采樣 周期之后的采樣周期η+2或者甚至是更后面的采樣周期n+m(m大于幻設(shè)置性能水平。這 對于獲得更多可用于匹配的時間是有利的。在另一方面，使用緊接著的采樣周期可以實現(xiàn) 采樣周期中的工作量與參考工作量數(shù)據(jù)向量之間的更高相關(guān)性的優(yōu)點，這導(dǎo)致了更有效的 運行和更少的錯誤。在一個實施例中，匹配單元18被配置為至少為之前的采樣周期使用匹配的結(jié)果 以加速匹配。參考工作量數(shù)據(jù)向量可以與這樣的事實聯(lián)系可以通過移位第二向量并增加 新的工作量來獲得第一向量，即，如果第二參考向量具有工作量數(shù)據(jù)W(O)、W(1)…并且第一 參考向量具有工作量Q、w(0)、w(l)···。在一個實施例中，如果將匹配單元18配置為首先檢 測第一參考向量是否在第二參考向量所匹配的之前的參考周期之后的采樣周期中匹配，則 可以加速匹配。在另一實施例中，可以將匹配單元18配置為預(yù)先計算部分匹配的得分。從 而為了檢測參考工作量數(shù)據(jù)向量是否在采樣周期η中匹配，參考工作量數(shù)據(jù)向量中的早期 分量部分可以在早期的采樣周期η-1或η-2等之中已經(jīng)匹配了。在之前的實施例中，優(yōu)選地只檢測硬匹配(hard match)，其中匹配的參考工作量 數(shù)據(jù)向量中的所有分量都精確地等于當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量中的對應(yīng)分量。在這種類型的實 施例中，可以通過在匹配之前量化工作量計數(shù)以形成工作量數(shù)據(jù)來抑制工作量中的波動的影響。在可替換實施例中，可以使用較軟的匹配形式，例如可以通過在這樣的條件下檢 測匹配匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量的分量與當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量的對應(yīng)分量都沒有相差 出閾值距離。在一個實施例中，該距離閾值可以對應(yīng)于連續(xù)的量化級之間的差值。在另一 實施例中，可以使用較大的距離閾值或閾值。作為另一示例，條件可以是匹配的參考工作量 數(shù)據(jù)向量的分量與當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量的對應(yīng)分量之間的差值的絕對值之和小于閾值。在 一個實施例中，可以使用其他匹配標(biāo)準(zhǔn)。在這些軟匹配標(biāo)準(zhǔn)中，可以為越來越早的采樣周期的工作量數(shù)據(jù)分配遞減的權(quán)重。從而例如，對于不同分量的閾值距離會針對越來越早的采 樣周期而增加。如所描述的那樣，這些功能可以由控制器19執(zhí)行，通過可編程計算機(jī)結(jié)合計算機(jī) 程序來執(zhí)行所述功能從而實現(xiàn)模式匹配單元18和移位寄存器12。處理器10可以是該可編 程計算機(jī)的一部分，并且其可以將該程序運行為其任務(wù)中的一個任務(wù)。可替換地，可以使用 專門設(shè)計的硬件來執(zhí)行這些功能的部分或全部。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實現(xiàn)所要求的本發(fā)明時，通過研究附圖、所公開的內(nèi)容以及所 附權(quán)利要求書，能夠理解并實現(xiàn)所公開的各實施例的其他變化。在權(quán)利要求書中，術(shù)語“包 括”并不排除其他元件或步驟，不定冠詞“一”或“一個”并不排除多個。單一的處理器或其 他單元可以完成權(quán)利要求書中所陳述的幾個條目的功能。事實是，在相互不同的從屬權(quán)利 要求中所陳述的特定措施并不表示不能使用這些措施的組合以得到優(yōu)點?？梢栽诤线m的介 質(zhì)上存儲/分布計算機(jī)程序，諸如光存儲介質(zhì)或作為其他硬件的一部分一起提供的固態(tài)介 質(zhì)，而且也可以以其他形式分布，諸如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無線通信系統(tǒng)。權(quán)利要求書 中的任何參考標(biāo)記不應(yīng)被理解為對范圍進(jìn)行限制。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)處理裝置，其包括處理器(10)，其可以在多個性能水平中的可選擇的性能水平處操作，并且其被配置為 將表示該處理器的工作量的工作量數(shù)據(jù)提供為時間的函數(shù)；模式存儲器(16)，用于存儲控制信息以便結(jié)合多個參考工作量數(shù)據(jù)向量控制性能水 平，每個參考工作量數(shù)據(jù)向量包含針對一系列連續(xù)的采樣周期的工作量數(shù)據(jù)；模式匹配器(18)，其被配置為針對當(dāng)前采樣周期在多個參考工作量數(shù)據(jù)向量中檢測是 否存在匹配的工作量數(shù)據(jù)向量，所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量在當(dāng)前采樣周期之前的一系列 之前的采樣周期中與該處理器(10)的工作量數(shù)據(jù)的當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量匹配；性能水平控制器(19)，其被配置為基于控制信息選擇該處理器的性能水平，所述控制 信息與所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量相結(jié)合地存儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理裝置，其中模式匹配器(18)被配置為基于來自該處理器 (10)針對的又一采樣周期的隨后的工作量數(shù)據(jù)對模式存儲器(16)中的所述匹配的工作量 數(shù)據(jù)向量的控制信息進(jìn)行更新，所述又一采樣周期在一系列之前的采樣周期之后，來自該 一系列之前的采樣周期的工作量數(shù)據(jù)與所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量匹配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的數(shù)據(jù)處理裝置，其中模式匹配器(18)被配置為針對在各個實例之 后的多個先前的采樣周期存儲各自的工作量數(shù)據(jù)，其中所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量在該先 前的當(dāng)前采樣周期之前的一系列之前的采樣周期中與該處理器(10)的工作量數(shù)據(jù)的那時 當(dāng)前的工作量數(shù)據(jù)向量匹配，模式匹配器(18)被配置為基于針對多個先前的采樣周期的 各自工作量數(shù)據(jù)的組合對所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量的控制信息進(jìn)行更新。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)據(jù)處理裝置，其中模式匹配器(18)被配置為確定由針對多個先 前的采樣周期的各自工作量數(shù)據(jù)所表示的最大工作量，并且被配置為基于該最大工作量對 控制信息進(jìn)行更新。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的數(shù)據(jù)處理裝置，其中模式匹配器(18)被配置為當(dāng)被降低的性能水 平足夠支持由隨后的工作量數(shù)據(jù)所表示的工作量時，將由控制信息所表示的性能水平降低 到所述被降低的性能水平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的數(shù)據(jù)處理裝置，其中模式匹配器(18)被配置為當(dāng)被降低的性能水 平足夠支持由隨后的工作量數(shù)據(jù)所表示的工作量時，將性能水平降低多個預(yù)定的可選性能 水平中的相鄰性能水平之間的步長，而不考慮在降低該步長之后的性能水平是否高于預(yù)定 性能水平中能夠支持由隨后的工作量數(shù)據(jù)所表示的工作量的最低的性能水平。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的數(shù)據(jù)處理裝置，其中模式匹配器(18)被配置為當(dāng)由控制信息所表 示的性能水平不足夠支持由隨后的工作量數(shù)據(jù)所表示的工作量時，將由控制信息所表示的 性能水平提高到多個預(yù)定性能水平中能夠支持由隨后的工作量數(shù)據(jù)所表示的工作量的最 低的性能水平。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理裝置，其中模式匹配器(18)被配置為響應(yīng)于檢測到所接 收的工作量數(shù)據(jù)向量與在模式存儲器中先前存儲的任何參考工作量數(shù)據(jù)向量都不匹配，向 該模式存儲器中增加新的參考工作量數(shù)據(jù)向量，該新的參考工作量數(shù)據(jù)向量具有在一系列 采樣周期中根據(jù)所接收的該處理器的工作量數(shù)據(jù)的工作量數(shù)據(jù)向量確定的內(nèi)容。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理裝置，包括量化器，其被配置為對來自該處理器(10)的 工作量計數(shù)進(jìn)行量化，以便在匹配之前形成工作量數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理裝置，其中該處理器(10)被配置為通過對由該處理器 運行以便在采樣周期中執(zhí)行一個或多個任務(wù)的、除空閑期間的指令以外的指令進(jìn)行計數(shù)來確定工作量數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)處理裝置，其中該處理器(10)被配置為通過對由該處理器 運行以便在采樣周期中執(zhí)行一個或多個任務(wù)的存儲器訪問指令進(jìn)行選擇計數(shù)來確定工作量數(shù)據(jù)。
12.一種在處理器(10)上運行任務(wù)的方法，其中該處理器(10)可以在多個性能水平中 的可選擇的性能水平處操作，該方法包括將表示該處理器(10)的工作量的工作量數(shù)據(jù)確定為時間的函數(shù)； 在存儲器中結(jié)合多個參考工作量數(shù)據(jù)向量存儲控制性能水平的控制信息，每個參考工 作量數(shù)據(jù)向量包含針對一系列連續(xù)的采樣周期的工作量數(shù)據(jù)；針對當(dāng)前采樣周期在多個參考工作量數(shù)據(jù)向量中檢測是否存在匹配的工作量數(shù)據(jù)向 量，所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量在當(dāng)前采樣周期之前的一系列之前的采樣周期中與該處理 器的工作量數(shù)據(jù)的當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量匹配；基于控制信息設(shè)置該處理器的性能水平，所述控制信息與所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量 相結(jié)合地存儲。
13.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括用于設(shè)置處理器(10)的性能水平的指令程序，該處 理器(10)可以在多個性能水平中的可選擇的性能水平處操作，當(dāng)通過可編程計算機(jī)運行 該程序時，該程序使得該計算機(jī)將表示該處理器(10)的工作量的工作量數(shù)據(jù)確定為時間的函數(shù)； 結(jié)合多個參考工作量數(shù)據(jù)向量存儲控制性能水平的控制信息，每個參考工作量數(shù)據(jù)向 量包含針對一系列連續(xù)的采樣周期的工作量數(shù)據(jù)；針對當(dāng)前采樣周期在多個參考工作量數(shù)據(jù)向量中檢測是否存在匹配的工作量數(shù)據(jù)向 量，所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量在當(dāng)前采樣周期之前的一系列之前的采樣周期中與該處理 器的工作量數(shù)據(jù)的當(dāng)前工作量數(shù)據(jù)向量匹配；基于控制信息設(shè)置該處理器的性能水平，所述控制信息與所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量 相結(jié)合地存儲。
全文摘要
本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)處理裝置，其具有能夠在多個性能水平中的可選擇的性能水平處操作的處理器(10)。該處理器將表示該處理器的工作量的工作量數(shù)據(jù)向量產(chǎn)生為時間的函數(shù)。存儲器存儲一組參考工作量向量。模式匹配器(18)檢測是否存在匹配的參考工作量數(shù)據(jù)向量。性能水平控制器(19)基于控制信息選擇處理器的性能水平，所述控制信息與所述匹配的工作量數(shù)據(jù)向量相結(jié)合地存儲。
文檔編號G06F9/50GK102067064SQ200980110190
公開日2011年5月18日 申請日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月25日
發(fā)明者皮埃特·斯特勒伊克 申請人:意法愛立信有限公司