i.優(yōu)先權要求

本申請要求共同擁有的于2014年11月17日提交的題為“voltagescalingforholisticenergymanagement(用于整體能量管理的電壓縮放)”的美國臨時專利申請no.62/080,824、以及于2015年3月5日提交的美國非臨時專利申請no.14/639,755的優(yōu)先權，這兩件申請的內(nèi)容通過援引全部明確納入于此。

ii.領域

本公開一般涉及能量管理。

iii.相關技術描述

技術進步已產(chǎn)生越來越小且越來越強大的計算設備。例如，當前存在各種各樣的便攜式個人計算設備，包括較小、輕量且易于由用戶攜帶的無線計算設備，諸如便攜式無線電話、個人數(shù)字助理(pda)、平板計算機、以及尋呼設備。許多此類計算設備包括被納入其中的其他設備。例如，無線電話還可包括數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、數(shù)字記錄器以及音頻文件播放器。同樣，此類計算設備可處理可執(zhí)行指令，包括軟件應用，諸如可被用于訪問因特網(wǎng)的web瀏覽器應用和利用照相機或攝像機并提供多媒體回放功能性的多媒體應用。

無線設備可包括集成了多個組件、模塊和/或處理器的片上系統(tǒng)(soc)。作為非限定性示例，soc可包括中央處理單元(cpu)、圖形處理單元(gpu)、數(shù)字信號處理器(dsp)、調(diào)制器/解調(diào)器(調(diào)制解調(diào)器)、顯示器模塊等。soc的每個組件的使用時間可基于個體用戶經(jīng)歷而變化。例如，用戶可在無線設備上執(zhí)行相對大量的利用cpu的功能，并且可執(zhí)行相對少量的利用gpu的功能。向cpu和gpu提供相同的供電電壓可能導致不必要的功耗。例如，gpu可能在無線設備沒有在使用gpu時消耗功率(基于供電電壓)。

iv.概述

公開了用于動態(tài)地縮放供應給無線設備的片上系統(tǒng)(soc)的不同模塊的電壓的技術。例如，soc可包括電池、使用歷史模塊、模式控制、以及多個電壓域。每個電壓域可包括處理單元。例如，第一電壓域可包括中央處理單元(cpu)，第二電壓域可包括圖形處理單元(gpu)，第三電壓域可包括數(shù)字信號處理器(dsp)，等等。

模式控制可從電池、使用歷史模塊和每個電壓域接收所監(jiān)視到的數(shù)據(jù)。例如，電池可包括監(jiān)視器，其指示剩余電池壽命并向模式控制提供數(shù)據(jù)(指示剩余電池壽命的數(shù)據(jù))。使用歷史模塊可監(jiān)視與每個電壓域的使用相關聯(lián)的歷史數(shù)據(jù)。例如，使用歷史模塊可監(jiān)視第一電壓域被使用的頻度相對于第二和第三電壓域被使用的頻度。使用歷史模塊可向模式控制提供指示使用歷史的數(shù)據(jù)。每個電壓域可監(jiān)視從電壓調(diào)節(jié)器接收的供電電壓，并且可向模式控制提供數(shù)據(jù)(指示所接收到的供電電壓的數(shù)據(jù))。

基于所接收到的監(jiān)視到的數(shù)據(jù)，模式控制可向電壓調(diào)節(jié)器提供信號，該信號使得電壓調(diào)節(jié)器能調(diào)整提供給每個電壓域的供電電壓。例如，模式控制可基于所接收到的監(jiān)視到的數(shù)據(jù)來確定是否增大或者減小提供給特定電壓域的供電電壓。該確定可基于剩余電池壽命和使用歷史。例如，如果剩余電池壽命相對較低且使用歷史指示第一電壓域在歷史上比第二和第三電壓域更頻繁地被使用的情況下，電壓調(diào)節(jié)器可增大提供給第一電壓域的供電電壓并減小提供給第二和第三電壓域的供電電壓。由此，soc可基于指示使用歷史的歷史數(shù)據(jù)來動態(tài)地調(diào)整(例如，縮放)提供給每個電壓域的供電電壓，以降低功耗。

在一特定方面，一種用于縮放提供給片上系統(tǒng)(soc)的不同模塊的電壓的方法包括在該soc的能量性能引擎處接收關于該soc的第一模塊的使用歷史的第一指示和關于該soc的第二模塊的使用歷史的第二指示。該方法還包括接收指示該soc的電池的剩余電池壽命的電池壽命指示。該方法包括基于該第一指示、該第二指示和該電池壽命指示來調(diào)整提供給該soc的第一模塊的第一供電電壓。該方法進一步包括基于該第一指示、該第二指示和該電池壽命指示來調(diào)整提供給該soc的第二模塊的第二供電電壓。

在另一特定方面，一種裝置包括片上系統(tǒng)(soc)的能量性能引擎以及存儲能由該能量性能引擎執(zhí)行以執(zhí)行操作的指令的存儲器。這些操作包括接收關于soc的第一模塊的使用歷史的第一指示和關于soc的第二模塊的使用歷史的第二指示。這些操作還包括接收指示soc的電池的剩余電池壽命的電池壽命指示。這些操作進一步包括基于該第一指示、該第二指示和該電池壽命指示來調(diào)整提供給soc的第一模塊的第一供電電壓。這些操作還包括基于該第一指示、該第二指示和該電池壽命指示來調(diào)整提供給soc的第二模塊的第二供電電壓。

在另一特定方面，一種包括用于縮放提供給片上系統(tǒng)(soc)的不同模塊的電壓的指令的非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)。這些指令在由soc的能量性能引擎執(zhí)行時使該能量性能引擎接收關于soc的第一模塊的使用歷史的第一指示和關于soc的第二模塊的使用歷史的第二指示。這些指令還可被執(zhí)行以使該能量性能引擎接收指示soc的電池的剩余電池壽命的電池壽命指示。這些指令還可被執(zhí)行以使該能量性能引擎基于該第一指示、該第二指示和該電池壽命指示來調(diào)整提供給soc的第一模塊的第一供電電壓。這些指令還可被進一步執(zhí)行以使該能量性能引擎基于該第一指示、該第二指示和該電池壽命指示來調(diào)整提供給soc的第二模塊的第二供電電壓。

在另一特定方面，一種裝備包括用于生成關于片上系統(tǒng)(soc)的第一模塊的使用歷史的第一指示和關于soc的第二模塊的使用歷史的第二指示的裝置。該裝備還包括用于生成指示soc的電池的剩余電池壽命的電池壽命指示的裝置。該裝備進一步包括用于調(diào)整第一供電電壓和第二供電電壓的裝置?？苫诘谝恢甘?、第二指示和電池壽命指示來向soc的第一模塊提供第一供電電壓?？苫诘谝恢甘尽⒌诙甘竞碗姵貕勖甘緛硐騭oc的第二模塊提供第二供電電壓。

所公開的實施例中的至少一個實施例提供的一個特定優(yōu)點在于調(diào)整(例如，縮放)提供給片上系統(tǒng)(soc)的不同組件的供電電壓的能力。減小(例如，調(diào)整)提供給在歷史上被使用的頻度低于其他組件的特定組件的供電電壓可以減小功耗。本公開的其他方面、優(yōu)點和特征將在閱讀了整個申請后變得明了，整個申請包括以下章節(jié)：附圖簡述、詳細描述、以及權利要求書。

v.附圖簡述

圖1是能操作用于動態(tài)地縮放供應給不同模塊的電壓的片上系統(tǒng)(soc)的特定解說性實施例的示圖；

圖2是能操作用于確定圖1的soc的設計參數(shù)的系統(tǒng)的特定解說性實施例的示圖；

圖3是解說計劃使用情況的表的特定解說性實施例的示圖；

圖4是第一用戶簡檔和第二用戶簡檔的特定解說性實施例的示圖；

圖5是能操作用于確定圖1的soc的設計參數(shù)的系統(tǒng)的另一特定解說性實施例的示圖；

圖6是用于動態(tài)地縮放供應給soc的不同電壓域的電壓的方法的特定解說性實施例的流程圖；

圖7是包括能操作用于動態(tài)地縮放供應給不同模塊的電壓的soc的設備的框圖；以及

圖8是用于制造能操作用于動態(tài)地縮放供應給不同模塊的電壓的soc的制造過程的特定解說性實施例的數(shù)據(jù)流圖。

vi.詳細描述

參照圖1，示出了能操作用于動態(tài)地縮放供應給不同模塊的電壓的片上系統(tǒng)(soc)100的特定解說性實施例。soc100包括能量性能引擎102、電壓調(diào)節(jié)器106、第一模塊110、第二模塊120、第三模塊130、電池140、以及使用歷史模塊150。能量性能引擎102可以是被配置成管理供應給模塊110、120、130的電壓的處理器。在一特定實施例中，soc100可被集成到無線設備中。例如，soc100可被集成到移動電話、通信設備、個人數(shù)字助理(pda)、平板設備、導航設備、音樂播放器、視頻播放器、或娛樂單元中。

每個模塊110、120、130可對應于soc100的處理單元。作為非限定性示例，第一模塊110可包括中央處理單元(cpu)，第二模塊120可包括圖形處理單元(gpu)，并且第三模塊130可包括數(shù)字信號處理器(dsp)。盡管soc100中描繪了三個模塊110、120、130，但在其他實施例中，soc100可包括更多(或更少)模塊。例如，soc100還可包括調(diào)制器/解調(diào)器(modem)、顯示器模塊等。

第一模塊110可對應于第一電壓域(例如，“電壓域a”)并且可從電壓調(diào)節(jié)器106接收第一供電電壓。第一供電電壓可基于在設計階段期間基于預測用戶經(jīng)歷來確定的針對第一模塊110的經(jīng)配置(例如，“最優(yōu)”)供電電壓，如參照圖2更詳細描述的。第一模塊110可包括第一監(jiān)視器112。第一監(jiān)視器112可被配置成監(jiān)視所接收到的供電電壓(例如，第一供電電壓)以及向能量性能引擎102的模式控制器104提供第一供電電壓指示(vdd1)114。例如，第一供電電壓指示114可指示第一供電電壓的電壓電平。

另外，在設計階段期間，基于計劃(或“預測”)用戶經(jīng)歷來配置(例如，“優(yōu)化”)第一模塊110中的晶體管的閾值電壓和溝道長度，如參照圖2更詳細描述的。能量性能引擎102可存儲指示第一模塊110中的晶體管的閾值電壓和溝道長度的信息。

第二模塊120可對應于第二電壓域(例如，“電壓域b”)并且可從電壓調(diào)節(jié)器106接收第二供電電壓。第二供電電壓可基于在設計階段期間基于預測用戶經(jīng)歷來確定的針對第二模塊120的經(jīng)配置(例如，“最優(yōu)”)供電電壓，如參照圖2更詳細描述的。第二模塊120可包括第二監(jiān)視器122。第二監(jiān)視器122可被配置成監(jiān)視所接收到的供電電壓(例如，第二供電電壓)以及向能量性能引擎102的模式控制器104提供第二供電電壓指示(vdd2)124。例如，第二供電電壓指示124可指示第二供電電壓的電壓電平。

另外，在設計階段期間，基于計劃用戶經(jīng)歷來配置(例如，“優(yōu)化”)第二模塊120中的晶體管的閾值電壓和溝道長度，如參照圖2更詳細描述的。能量性能引擎102可存儲指示第二模塊120中的晶體管的閾值電壓和溝道長度的信息。

第三模塊130可對應于第三電壓域(例如，“電壓域c”)并且可從電壓調(diào)節(jié)器106接收第三供電電壓。第三供電電壓可基于在設計階段期間基于預測用戶經(jīng)歷來確定的針對第三模塊130的經(jīng)配置(例如，“最優(yōu)”)供電電壓，如參照圖2更詳細描述的。第三模塊130可包括第三監(jiān)視器132。第三監(jiān)視器132可被配置成監(jiān)視所接收到的供電電壓(例如，第三供電電壓)以及向能量性能引擎102的模式控制器104提供第三供電電壓指示(vdd3)134。例如，第三供電電壓指示134可指示第三供電電壓的電壓電平。

另外，在設計階段期間，基于計劃用戶經(jīng)歷來配置(例如，“優(yōu)化”)第三模塊130中的晶體管的閾值電壓和溝道長度，如參照圖2更詳細描述的。能量性能引擎102可存儲指示第三模塊130中的晶體管的閾值電壓和溝道長度的信息。

電池140可耦合至能量性能引擎102。電池140可包括電池壽命監(jiān)視器142，其被配置成監(jiān)視電池140的剩余電池壽命。例如，電池壽命監(jiān)視器142可大致確定電池140還能夠向soc100的其他組件供電多長時間。電池壽命監(jiān)視器142可生成指示電池140的剩余電池壽命的電池壽命指示144，并可將電池壽命指示144提供給能量性能引擎102的模式控制器104。

使用歷史模塊150也可耦合至能量性能引擎102。使用歷史模塊150可包括使用歷史監(jiān)視器152，其被配置成監(jiān)視與第一模塊110、第二模塊120和第三模塊130的使用相關聯(lián)的歷史數(shù)據(jù)。例如，使用歷史監(jiān)視器152可監(jiān)視第一模塊110被使用的頻度相對于第二和第三模塊120、130被使用的頻度。在一特定實施例中，使用歷史監(jiān)視器152可從耦合至模塊110、120、130的外部監(jiān)視器(未示出)接收對使用歷史的指示。在另一特定實施例中，使用歷史模塊150可耦合至其他模塊110、120、130，以使得使用歷史監(jiān)視器152能夠監(jiān)視使用歷史。

每個模塊110、120、130的使用頻度可基于用戶經(jīng)歷。例如，如果用戶在歷史上將無線設備(包括soc100的無線設備)主要用于電話呼叫、電子郵件、文本短信、以及社交媒體目的，則第三模塊130(例如，dsp)可比第一和第二模塊110、120用得更多。如果用戶在歷史上將無線設備主要用于游戲和音樂，則第一模塊110(例如，cpu)可比第二和第三模塊120、130用得更多。

使用歷史監(jiān)視器152可生成使用歷史指示154。使用歷史指示154可包括對第一模塊110的使用歷史的第一指示、對第二模塊120的使用歷史的第二指示、以及對第三模塊130的使用歷史的第三指示。對使用歷史的第一指示可指示無線設備執(zhí)行利用第一模塊110的應用的頻度和/或第一模塊110在歷史上被使用的時間段。對使用歷史的第二指示可指示無線設備執(zhí)行利用第二模塊120的應用的頻度和/或第二模塊120在歷史上被使用的時間段。對使用歷史的第三指示可指示無線設備執(zhí)行利用第三模塊130的應用的頻度和/或第三模塊130在歷史上被使用的時間段。使用歷史指示154可被提供給能量性能引擎102的模式控制器104。

模式控制器104可接收所監(jiān)視到的數(shù)據(jù)(例如，第一供電電壓指示114、第二供電電壓指示124、第三供電電壓指示134、電池壽命指示144、以及使用歷史指示154)?；谒邮盏降谋O(jiān)視到的數(shù)據(jù)，模式控制器104可確定操作soc100的模式。例如，模式控制器104可確定是否調(diào)整(例如，縮放)提供給模塊110、120、130的供電電壓以增加電池140的電池壽命。

例如，如果剩余電池壽命(由電池壽命指示144指示)低于特定閾值，則模式控制器104可確定是否應當調(diào)整提供給模塊110、120、130的供電電壓以延長電池壽命。剩余電池壽命的特定閾值可作為時間單位來測量。作為非限定性示例，剩余電池壽命的特定閾值可約等于45分鐘。由此，當剩余電池壽命低于45分鐘時，模式控制器104可確定是否應當調(diào)整提供給模塊110、120、130的供電電壓以延長電池壽命。該確定可基于使用歷史(由使用歷史指示154指示)。例如，如果剩余電池壽命相對較低(例如，低于閾值)且使用歷史指示第一模塊110在歷史上比第二和第三模塊120、130用得更頻繁，則模式控制器104可向電壓調(diào)節(jié)器106提供電壓調(diào)整信號以增大第一供電電壓并減小第二和第三供電電壓。由此，使用頻度較低的模塊120、130可接收較低供電電壓并且可消耗較少功率，這可以延長剩余電池壽命。

關于如何調(diào)整提供給模塊110、120、130的供電電壓的確定可進一步基于每個模塊110、120、130在歷史上被使用的時間段。例如，如果剩余電池壽命相對較低，則模式控制器104可確定一天中的時間，并且可確定哪個模塊在歷史上在此時間被使用(基于使用歷史指示154)。作為非限定性示例，如果一天中的時間是8:15pm且使用歷史指示154指示在歷史上第三模塊130在8:00pm到10:00pm之間比其他模塊110、120用得更多，則模式控制器104可向電壓調(diào)節(jié)器106提供電壓調(diào)整信號以增大第三供電電壓并減小第一和第二供電電壓(即使在24小時過程中第一模塊110在歷史上比第三模塊130用得更頻繁)。

在一特定方面，模式控制器104可確定每個模塊110、120、130的操作使用以及與該操作使用相關聯(lián)的功率汲取。由模式控制器104生成的電壓調(diào)整信號可進一步基于與每個模塊110、120、130的操作使用相關聯(lián)的功率汲取。作為非限定性示例，第三模塊130可執(zhí)行第一操作(例如，寫操作)和第二操作(例如，讀操作)，并且第二模塊可執(zhí)行第三操作(例如，讀操作)和第四操作(例如，寫操作)。第一操作可汲取比第三操作更多的功率，但第二功率可汲取比第四操作更少的功率。盡管在歷史上第三模塊130可在8:00pm到10:00pm之間比第二模塊120用得更頻繁，但是模式控制器104可在第三模塊130在8:00pm到10:00pm之間不頻繁地執(zhí)行寫操作且第二模塊120在8:00pm到10:00pm之間頻繁地執(zhí)行寫操作的情況下向電壓調(diào)節(jié)器106提供電壓調(diào)整信號以增大第二供電電壓并減小第一和第三供電電壓。

由能量性能引擎102提供給電壓調(diào)節(jié)器106的電壓調(diào)整可進一步基于每個模塊110、120、130中的晶體管的閾值電壓和溝道長度。能量性能引擎102可基于這些晶體管的閾值電壓和溝道長度來確定調(diào)整提供給每個模塊110、120、130的每個供電電壓的量，以減少漏泄(并由此降低功耗)。例如，能量性能引擎102可基于相應模塊110、120、130的晶體管特性來配置(例如，“優(yōu)化”)提供給每個模塊110、120、130的供電電壓。為了解說，能量性能引擎102可基于第一模塊110中的晶體管的閾值電壓來確定增大(或減小)第一供電電壓的量。作為非限定性示例，如果第一模塊110中的晶體管具有相對較大的閾值電壓，則能量性能引擎102可將第一供電電壓增大相對較大的量。

圖1的soc100可調(diào)整(例如，縮放)提供給不同模塊110、120、130的供電電壓，以增加電池140的電池壽命。例如，能量性能引擎102可發(fā)信令通知電壓調(diào)節(jié)器106以減小提供給在歷史上不頻繁地使用的一個或多個模塊110、120、130的供電電壓。減小(例如，調(diào)整)提供給在歷史上不如其他模塊那么頻繁地使用的特定模塊的供電電壓可以降低功耗。例如，不太可能被使用的模塊可接收減小的供電電壓，以節(jié)省電池壽命。

參照圖2，示出了能操作用于確定圖1的soc100的設計參數(shù)的系統(tǒng)200的特定解說性實施例。例如，系統(tǒng)200包括設計處理器202(例如，設計引擎)，其被配置成在soc100的設計階段期間確定soc100的設計參數(shù)208。

在該解說性實施例中，設計處理器202可以是晶體管設計引擎和/或供電電壓設計引擎。例如，設計處理器202可確定要在soc100中實現(xiàn)的晶體管的設計參數(shù)208。作為非限定性示例，設計參數(shù)208可指定要在soc100的每個模塊110、120、130中實現(xiàn)的晶體管的閾值電壓、要在soc100的每個模塊110、120、130中實現(xiàn)的晶體管的柵極長度、要在soc100的每個模塊110、120、130中實現(xiàn)的晶體管的導通/截止電流、要提供給soc的每個模塊110、120、130的供電電壓、其他參數(shù)、或其任何組合。在一特定實施例中，第一模塊110中的晶體管可具有與其他模塊120、130中的晶體管不同的特性(例如，閾值電壓、溝道長度、導通/截止電流等)。另外，可向每個模塊110、120、130提供不同的供電電壓。如以下所描述的，設計參數(shù)208可基于計劃用戶經(jīng)歷來提高無線設備的能量效率。

為了確定設計參數(shù)208，設計處理器202可接收soc100的計劃使用情況204以及其他soc設計輸入數(shù)據(jù)206。其他soc設計輸入數(shù)據(jù)206參照圖5更詳細地描述。soc100的計劃使用情況204可指示soc100中的每個模塊110、120、130在無線設備的電池壽命期間預計將以特定工作頻率操作的時間量。

參照圖3，示出了解說計劃使用情況204的表的一特定實施例。例如，計劃使用情況204可指示soc100的第一模塊110在無線設備的單個電池壽命(例如，無線設備在電池充滿電的情況下操作的時間量)期間將以約1.45兆赫茲(ghz)操作4小時。計劃使用情況204進一步指示soc100的第一模塊110在無線設備的單個電池壽命期間將以約1.92ghz操作2小時。計劃使用情況204還指示soc100的第一模塊110在無線設備的單個電池壽命期間將以約2.25ghz操作1小時。另外，計劃使用情況204指示soc100的第一模塊110在無線設備的單個電池壽命期間將以2.5ghz操作半小時。

計劃使用情況204指示soc100的第二模塊120在無線設備的單個電池壽命期間將以800兆赫茲(ghz)操作8小時。計劃使用情況204還指示soc100的第三模塊130在無線設備的單個電池壽命期間將以450mhz操作18小時。

計劃使用情況204中針對模塊110、120、130的工作頻率和執(zhí)行時間可基于預測用戶經(jīng)歷(例如，基于用戶簡檔)。例如，第一用戶簡檔可對應于將把無線設備主要用于通信目的(例如，文本短信、電話呼叫、電子郵件等)的無線設備用戶，并且第二用戶簡檔可對應于將把無線設備主要用于音樂和游戲目的的無線設備用戶。

為了解說，參照圖4，示出了第一用戶簡檔和第二用戶簡檔的特定解說性實施例400。第一用戶簡檔指示第一用戶將把無線設備主要用于電話呼叫、電子郵件、文本短信、以及社交媒體目的。第二用戶簡檔指示第二用戶將把無線設備主要用于游戲和音樂。基于用戶簡檔，soc的cpu、gpu、dsp和modem的工作頻率和使用時間(例如，運行時間)可以改變。例如，第二用戶可使用cpu達比第一用戶使用cpu更大的時間量(例如，音樂和游戲比文本短信和電話呼叫需要更多的cpu使用)。

由此，參考回到圖2，提供給設計處理器202的計劃使用情況204可基于預測用戶經(jīng)歷(例如，圖4的第一用戶簡檔或圖4的第二用戶簡檔)。如果計劃使用情況204基于第一用戶簡檔，則設計參數(shù)208(例如，晶體管參數(shù)和供電電壓參數(shù))可被配置(例如，“優(yōu)化”)成設計主要用于電話呼叫、電子郵件、文本短信、以及社交媒體目的的soc100。如果計劃使用情況204基于第二用戶簡檔，則設計參數(shù)208可被配置(例如，“優(yōu)化”)成設計主要用于游戲和音樂的soc100?；诘谝挥脩艉啓n的設計參數(shù)208可被用于設計無線設備的第一版本，而基于第二用戶簡檔的設計參數(shù)208可被用于設計無線設備的第二版本。無線設備的每個版本可包括類似組件/模塊(例如，每個版本可對應于無線設備的類似型號)。

如本文中所使用的，配置(例如，“優(yōu)化”)設計參數(shù)208對應于基于預測用戶經(jīng)歷來為每個模塊110、120、130確定將改善soc100的性能(例如，提高能量效率)的晶體管閾值電壓、晶體管溝道長度、晶體管導通/截止電流、以及供電電壓、或其任何組合。例如，增大cpu中晶體管的晶體管閾值電壓以加速cpu可導致電池能量消耗增加。如果cpu運行相對較小部分的時間(如在第一用戶簡檔的情形中)，則由增大晶體管閾值電壓引起的電池能量消耗可能是增大的cpu速度的較差折衷。由此，由于cpu預計運行相對較小部分的時間，因此針對第一用戶簡檔的設計參數(shù)108可指示為cpu設計具有相對較小的晶體管閾值電壓的晶體管。

圖2的系統(tǒng)200可基于預測用戶經(jīng)歷來提高soc100的能量效率。例如，通過向設計處理器202提供計劃使用情況204，設計處理器202可基于用戶可能以特定頻率使用soc100內(nèi)的特定模塊110、120、130多久來確定soc100的設計參數(shù)208(例如，晶體管參數(shù)和供電電壓參數(shù))。例如，設計處理器202可基于第一使用情況(例如，cpu的第一工作頻率和cpu以第一工作頻率操作的時間量)以及基于第二使用情況(例如，dsp的第二工作頻率和dsp以第二工作頻率操作的時間量)來生成設計參數(shù)208。基于計劃使用情況204(例如，第一使用情況和第二使用情況)來生成設計參數(shù)208可使得無線設備不同版本的設計能夠基于所預計的計劃用戶經(jīng)歷來改善性能(例如，提高能量效率)。

參照圖5，示出了能操作用于確定無線設備的soc的設計參數(shù)的系統(tǒng)500的特定解說性實施例。系統(tǒng)500包括圖2的設計處理器202，其被配置成基于計劃使用情況204來確定soc100的設計參數(shù)208，設計處理器202還可基于制造廠輸入502、技術定義504、規(guī)范506、數(shù)據(jù)路徑的速度分布508、以及按路徑分級和映射(bmp)的經(jīng)校準環(huán)形振蕩器(r/o)集510來確定設計參數(shù)208，如以下所描述的。在一特定實施例中，制造廠輸入502、技術定義504、規(guī)范506、速度分布508、以及經(jīng)校準r/o集510可對應于圖2的其他soc設計輸入數(shù)據(jù)206。

制造廠輸入502和技術定義504可確定用于設計總體soc的閾值電壓和柵極長度、導通和截止電流、以及其他參數(shù)的可能技術(例如，20nm設計、硅鍺(sige)設計等)。另外，規(guī)范506(諸如速度、功率要求和其他參數(shù))定義soc設計的總體可能性。

系統(tǒng)500考慮運行通過soc的數(shù)據(jù)路徑，并將各數(shù)據(jù)路徑(例如，或者各數(shù)據(jù)路徑的代表性樣本)除以穿過該數(shù)據(jù)路徑所花費的時間長度。soc的數(shù)據(jù)路徑的速度分布508連同規(guī)范506和技術定義504是一組器件的輸入。在510，這些器件(例如，環(huán)形振蕩器、邏輯門、或其他類似器件)針對所選閾值電壓和柵極長度按路徑來分級和映射(bmp)。

一旦soc中的數(shù)據(jù)路徑的功率和/或速度被校準至給定部分(例如，環(huán)形振蕩器、邏輯門等)且計劃使用情況204被提供給設計處理器202(如參照圖2-4所描述的)，設計處理器202就確定soc內(nèi)的哪些晶體管和/或哪些數(shù)據(jù)路徑可以使用不同的閾值電壓、柵極長度、晶體管導通/截止電流、以及其他參數(shù)并輸出更高性能的soc設計作為soc100的設計參數(shù)208。

圖5的系統(tǒng)500可基于預測用戶經(jīng)歷來改善soc100的性能(例如，提高能量效率)。例如，通過向設計處理器202提供計劃使用情況204，設計處理器202可基于用戶可能以特定頻率使用soc100內(nèi)的特定模塊110、120、130多久來確定soc100的每個模塊110、120、130的設計參數(shù)108(例如，晶體管參數(shù)和供電電壓參數(shù))。例如，設計處理器202可基于第一使用情況(例如，cpu的第一工作頻率和cpu以第一工作頻率操作的時間量)以及基于第二使用情況(例如，dsp的第二工作頻率和dsp以第二工作頻率操作的時間量)來生成設計參數(shù)208?；谟媱澥褂们闆r204(例如，第一使用情況和第二使用情況)來生成設計參數(shù)208可使得無線設備不同版本的設計能夠基于所預計的計劃用戶經(jīng)歷來提高能量效率。

參照圖6，示出了用于確定無線設備的soc的設計參數(shù)的方法600的特定解說性實施例的流程圖。方法600可使用圖1的soc100的組件來執(zhí)行。

方法600包括在602，在soc的能量性能引擎處接收對該soc的第一模塊的使用歷史的第一指示以及對該soc的第二模塊的使用歷史的第二指示。例如，參照圖1，能量性能引擎102的模式控制器104可接收使用歷史指示154。使用歷史指示154可包括對第一模塊110的使用歷史的第一指示、對第二模塊120的使用歷史的第二指示、以及對第三模塊130的使用歷史的第三指示。對使用歷史的第一指示可指示無線設備執(zhí)行利用第一模塊110的應用的頻度和/或第一模塊110在歷史上被使用的時間段。對使用歷史的第二指示可指示無線設備執(zhí)行利用第二模塊120的應用的頻度和/或第二模塊120在歷史上被使用的時間段。對使用歷史的第三指示可指示無線設備執(zhí)行利用第三模塊130的應用的頻度和/或第三模塊130在歷史上被使用的時間段。使用歷史指示154可被提供給能量性能引擎102的模式控制器104。在一特定實施例中，使用歷史監(jiān)視器152可從耦合至模塊110、120、130的外部監(jiān)視器(未示出)接收對使用歷史的指示。在另一特定實施例中，使用歷史模塊150可耦合至其他模塊110、120、130，以使得使用歷史監(jiān)視器152能夠監(jiān)視使用歷史。

在604，可基于第一指示和第二指示來調(diào)整提供給soc的第一模塊的第一供電電壓。作為非限定性示例，參照圖2，如果電池140的剩余電池壽命相對較低(例如，低于閾值)且使用歷史指示第一模塊110在歷史上比第二模塊120用得更頻繁，則模式控制器104可向電壓調(diào)節(jié)器106提供電壓調(diào)整信號以增大提供給第一模塊110的第一供電電壓。

可基于第一指示和第二指示來調(diào)整提供給soc的第二模塊的第二供電電壓。作為非限定性示例，參照圖2，如果電池140的剩余電池壽命相對較低(例如，低于閾值)且使用歷史指示第一模塊110在歷史上比第二模塊120用得更頻繁，則模式控制器104可向電壓調(diào)節(jié)器106提供電壓調(diào)整信號以減小提供給第二模塊120的第二供電電壓。

圖6的方法600可調(diào)整(例如，縮放)提供給不同模塊110、120的供電電壓，以增加電池140的電池壽命。例如，能量性能引擎102可發(fā)信令通知電壓調(diào)節(jié)器106以減小提供給在歷史上不頻繁地使用的一個或多個模塊的供電電壓。減小(例如，調(diào)整)提供給在歷史上不如其他模塊那么頻繁地使用的特定模塊的供電電壓可以降低功耗。例如，不太可能被使用的模塊可接收較低的供電電壓，以節(jié)省電池壽命。

參照圖7，描繪了無線通信設備的一特定解說性實施例并將其一般地指定為700。設備700包括耦合至存儲器732的第一模塊110(例如，cpu)。第一模塊110內(nèi)的電路系統(tǒng)(例如，晶體管)可根據(jù)由設計處理器202確定的設計參數(shù)208來設計。第一模塊110可被配置成執(zhí)行存儲在存儲器732中的軟件(例如，一條或多條指令768的程序)。

無線接口740可被耦合至第一模塊110并且經(jīng)由收發(fā)機746耦合至天線742。編碼器/解碼器(codec)734也可被耦合至第一模塊110。揚聲器736和話筒738可被耦合至codec734。顯示器控制器726可被耦合至第一模塊110和顯示器設備728。第二模塊120(例如，gpu)可被耦合至顯示器控制器726。第二模塊120內(nèi)的電路系統(tǒng)可根據(jù)由設計處理器202確定的設計參數(shù)208來設計。此外，第三模塊130(例如，dsp)可被耦合至第一模塊110。第三模塊130內(nèi)的電路系統(tǒng)可根據(jù)由設計處理器202確定的設計參數(shù)208來設計。

能量性能引擎102可被耦合至存儲指令792的存儲器790。存儲器790可以是非瞬態(tài)計算機可讀介質(zhì)。指令790可被執(zhí)行以使能量性能引擎102執(zhí)行圖6的方法600。例如，使用歷史模塊150和電池140可被耦合至能量性能引擎102。此外，第一、第二和第三模塊110、120、130可耦合至能量性能引擎102。第一模塊110可向能量性能引擎102提供圖1的第一供電電壓指示114，第二模塊120可向能量性能引擎102提供圖1的第二供電電壓指示124，并且第三模塊130可向能量性能引擎102提供圖1的第三供電電壓指示134。另外，電池140可向能量性能引擎102提供圖1的電池壽命指示144，并且使用歷史模塊150可向能量性能引擎102提供圖1的使用歷史指示154。

基于電池140的剩余電池壽命，能量性能引擎102可發(fā)信號通知電壓調(diào)節(jié)器106以按關于圖1描述的基本上類似方式調(diào)整提供給第一、第二和第三模塊110、120、130的供電電壓。例如，電壓調(diào)整可基于由使用歷史模塊150指示的歷史使用數(shù)據(jù)。

在一特定實施例中，能量性能引擎102、電壓調(diào)節(jié)器106、第一模塊110、第二模塊120、第三模塊130、使用歷史模塊150、顯示器控制器726、存儲器732、codec734、無線接口740、收發(fā)機746、和存儲器790被包括在系統(tǒng)級封裝或soc器件中。例如，能量性能引擎102、電壓調(diào)節(jié)器106、第一模塊110、第二模塊120、第三模塊130、使用歷史模塊150、顯示器控制器726、存儲器732、codec734、無線接口740、收發(fā)機746、和存儲器790可被包括在圖1的soc100中。

在一特定實施例中，輸入設備730和電池140被耦合至soc100。在一替換實施例中，電池140可被包括在soc100中。此外，在一特定實施例中，如圖7中所解說的，顯示器設備728、輸入設備730、揚聲器736、話筒738、天線742、和電池140在soc100外部。然而，顯示器設備728、輸入設備730、揚聲器736、話筒738、天線742、和電池140中的每一者均可耦合至soc100的一個或多個組件，諸如一個或多個接口或控制器。

上文公開的設備和功能性可被設計和配置在存儲于計算機可讀介質(zhì)上的計算機文件(例如，rtl、gdsii、gerber等)中。一些或全部此類文件可被提供給制造處理人員以基于此類文件來制造器件。結(jié)果產(chǎn)生的產(chǎn)品包括晶片，其隨后被切割成管芯并被封裝成芯片。這些芯片隨后被用在以上描述的設備中。圖8描繪了電子設備制造過程800的特定解說性實施例。

在制造過程800處(諸如在研究計算機806處)接收物理器件信息802。物理器件信息802可包括表示半導體器件的至少一個物理性質(zhì)(諸如soc100的物理性質(zhì))的設計信息。例如，物理器件信息802可包括經(jīng)由耦合至研究計算機806的用戶接口804輸入的物理參數(shù)、材料特性、以及結(jié)構(gòu)信息。研究計算機806包括耦合至計算機可讀介質(zhì)(諸如存儲器810)的處理器808，諸如一個或多個處理核。存儲器810可存儲計算機可讀指令，其可被執(zhí)行以使處理器808變換物理器件信息802以遵循某一文件格式并生成庫文件812。

在一特定實施例中，庫文件812包括至少一個包括經(jīng)轉(zhuǎn)換的設計信息的數(shù)據(jù)文件。例如，庫文件812可包括被提供以供與電子設計自動化(eda)工具820一起使用的半導體器件庫，該半導體器件庫包括soc100。

庫文件812可在設計計算機814處與eda工具820協(xié)同使用，設計計算機814包括耦合至存儲器818的處理器816，諸如一個或多個處理核。eda工具820可被存儲為存儲器818處的處理器可執(zhí)行指令，以使得設計計算機814的用戶能使用庫文件812來設計包括soc100的電路。例如，設計計算機814的用戶可經(jīng)由耦合至設計計算機814的用戶接口824來輸入電路設計信息822。電路設計信息822可包括表示半導體器件(諸如soc100)的至少一個物理性質(zhì)的設計信息。為了解說，電路設計性質(zhì)可包括特定電路的標識以及與電路設計中其他元件的關系、定位信息、特征尺寸信息、互連信息、或表示電子器件的物理性質(zhì)的其他信息。

設計計算機814可被配置成變換設計信息(包括電路設計信息822)以遵循某一文件格式。為了解說，文件格式化可包括以分層格式表示關于電路布局的平面幾何形狀、文本標記、及其他信息的數(shù)據(jù)庫二進制文件格式，諸如圖形數(shù)據(jù)系統(tǒng)(gdsii)文件格式。設計計算機814可被配置成生成包括經(jīng)轉(zhuǎn)換的設計信息的數(shù)據(jù)文件，諸如包括描述soc100的信息以及其他電路或信息的gdsii文件826。為了解說，該數(shù)據(jù)文件可包括對應于soc100的信息。

可在制造過程828處接收gdsii文件826以根據(jù)gdsii文件826中的經(jīng)轉(zhuǎn)換信息來制造soc100。例如，器件制造過程可包括將gdsii文件826提供給掩模制造商830以創(chuàng)建一個或多個掩模，諸如用于與光刻處理聯(lián)用的掩模，其在圖8中被解說為代表性掩模832。掩模832可在制造過程期間被用于生成一個或多個晶片833，晶片833可被測試并被分成管芯(諸如代表性管芯836)。管芯836包括包含soc100的電路。

在特定實施例中，制造過程828可由處理器834來發(fā)起或控制。處理器834可訪問包括可執(zhí)行指令(諸如計算機可讀指令或處理器可讀指令)的存儲器835?？蓤?zhí)行指令可包括可由計算機(諸如處理器834)執(zhí)行的一個或多個指令。

制造過程828可由全自動化或部分自動化的制造系統(tǒng)來實現(xiàn)。例如，制造過程828可以是自動化的，并且可以根據(jù)調(diào)度來執(zhí)行處理步驟。制造系統(tǒng)可包括用于執(zhí)行一個或多個操作以形成電子器件的制造裝備(例如，處理工具)。

制造系統(tǒng)可具有分布式架構(gòu)(例如，層級結(jié)構(gòu))。例如，該制造系統(tǒng)可包括根據(jù)該分布式架構(gòu)分布的一個或多個處理器(諸如處理器834)、一個或多個存儲器(諸如存儲器835)、和/或控制器。該分布式架構(gòu)可包括控制或發(fā)起一個或多個低級系統(tǒng)的操作的高級處理器。例如，制造過程828的高級部分可包括一個或多個處理器(諸如處理器834)，并且低級系統(tǒng)可各自包括一個或多個相應控制器或可受其控制。特定低級系統(tǒng)的特定控制器可從高級系統(tǒng)接收一個或多個指令(例如，命令)、可向下級模塊或處理工具發(fā)布子命令、以及可反過來向高級系統(tǒng)傳達狀態(tài)數(shù)據(jù)。一個或多個低級系統(tǒng)中的每個低級系統(tǒng)可與一件或多件相應制造裝備(例如，處理工具)相關聯(lián)。在特定實施例中，該制造系統(tǒng)可包括分布在該制造系統(tǒng)中的多個處理器。例如，該制造系統(tǒng)的低級系統(tǒng)組件的控制器可包括處理器，諸如處理器834。

替換地，處理器834可以是該制造系統(tǒng)的高級系統(tǒng)、子系統(tǒng)、或組件的一部分。在另一實施例中，處理器834包括制造系統(tǒng)的各種等級和組件處的分布式處理。

管芯836可被提供給封裝過程838，其中管芯836被納入到代表性封裝840中。例如，封裝840可包括單個管芯836或多個管芯，諸如系統(tǒng)級封裝(sip)安排。封裝840可被配置成遵循一個或多個標準或者規(guī)范，諸如電子器件工程聯(lián)合委員會(jedec)標準。

關于封裝840的信息可被分發(fā)給各產(chǎn)品設計者(諸如經(jīng)由存儲在計算機846處的組件庫)。計算機846可包括耦合至存儲器850的處理器848，諸如一個或多個處理核。印刷電路板(pcb)工具可作為處理器可執(zhí)行指令被存儲在存儲器850處，以處理經(jīng)由用戶接口844從計算機846的用戶接收的pcb設計信息842。pcb設計信息842可包括經(jīng)封裝電子器件在電路板上的物理定位信息，該經(jīng)封裝電子器件對應于包括soc100的封裝840。

計算機846可被配置成轉(zhuǎn)換pcb設計信息842以生成數(shù)據(jù)文件，諸如具有包括經(jīng)封裝電子器件在電路板上的物理定位信息、以及電連接(諸如跡線和通孔)的布局等的數(shù)據(jù)的gerber文件852，其中經(jīng)封裝電子器件對應于包括soc100的封裝840。在其他實施例中，由經(jīng)變換的pcb設計信息生成的數(shù)據(jù)文件可具有除gerber格式以外的格式。

gerber文件852可在板組裝過程854處被接收并被用于創(chuàng)建根據(jù)gerber文件852內(nèi)存儲的設計信息來制造的pcb，諸如代表性pcb856。例如，gerber文件852可被上傳到一個或多個機器以執(zhí)行pcb生產(chǎn)過程的各個步驟。pcb856可填充有電子組件(包括封裝840)以形成代表性印刷電路組裝件(pca)858。

pca858可在產(chǎn)品制造商860處被接收，并被集成到一個或多個電子設備(諸如第一代表性電子設備862和第二代表性電子設備864)中。作為解說性、非限定性示例，第一代表性電子設備862、第二代表性電子設備864、或這兩者可選自：移動電話、通信設備、個人數(shù)字助理(pda)、平板設備、導航設備、音樂播放器、視頻播放器、或娛樂單元、固定位置數(shù)據(jù)單元、以及計算機，這些設備中集成有soc100。作為另一解說性、非限定性示例，電子設備862和864中的一者或多者可以是遠程單元(諸如移動電話)、手持式個人通信系統(tǒng)(pcs)單元、便攜式數(shù)據(jù)單元(諸如個人數(shù)據(jù)助理)、啟用全球定位系統(tǒng)(gps)的設備、或者存儲或檢索數(shù)據(jù)或計算機指令的任何其他設備、或其任何組合。盡管圖8解說了根據(jù)本公開的教導的遠程單元，但本公開并不限于這些所解說的單元。本公開的實施例可合適地用在包括具有存儲器和片上電路系統(tǒng)的有源集成電路系統(tǒng)的任何設備中。

包括soc100的器件可被制造、處理、并納入到電子設備中，如解說性制造過程800中所描述的。關于圖1-7所公開的實施例的一個或多個方面可被包括在各個處理階段，諸如被包括在庫文件812、gdsii文件826、以及gerber文件852內(nèi)，以及被存儲在研究計算機806的存儲器810、設計計算機814的存儲器818、計算機846的存儲器850、在各個階段(諸如在板組裝過程854處)使用的一個或多個其他計算機或處理器(未示出)的存儲器處，并且還被納入到一個或多個其他物理實施例中，諸如掩模832、管芯836、封裝840、pca858、其他產(chǎn)品(諸如原型電路或設備(未示出))、或其任何組合。圖8的過程800可由單個實體或由執(zhí)行制造過程800的各個階段的一個或多個實體來執(zhí)行。

結(jié)合所描述的方面，一種裝備包括用于生成關于soc的第一模塊的使用歷史的第一指示和關于該soc的第二模塊的使用歷史的第二指示的裝置。例如，該用于生成第一指示和第二指示的裝置可包括圖1和7的使用歷史模塊150、圖1的使用歷史監(jiān)視器152、一個或多個其他設備、電路、模塊，或其任何組合。

該裝備還包括用于生成指示該soc的電池的剩余電池壽命的電池壽命指示的裝置。例如，該用于生成電池壽命指示的裝置可包括圖1的電池壽命監(jiān)視器142、一個或多個其他設備、電路、模塊，或其任何組合。

該裝備還包括用于調(diào)整第一供電電壓和第二供電電壓的裝置?？苫诘谝恢甘?、第二指示和電池壽命指示來向soc的第一模塊提供第一供電電壓?？苫诘谝恢甘?、第二指示和電池壽命指示來向soc的第二模塊提供第二供電電壓。例如，該用于調(diào)整第一供電電壓和第二供電電壓的裝置可包括圖1和7的能量性能引擎102、圖1的模式控制器104、圖1和7的電壓調(diào)節(jié)器106、一個或多個其他設備、電路、模塊，或其任何組合。

技術人員將進一步領會，結(jié)合本文所公開的實施例來描述的各種解說性邏輯框、配置、模塊、電路、和算法步驟可實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件、或這兩者的組合。各種解說性組件、框、配置、模塊、電路、和步驟已經(jīng)在上文以其功能性的形式作了一般化描述。此類功能性是被實現(xiàn)為硬件還是軟件取決于具體應用和施加于整體系統(tǒng)的設計約束。技術人員可針對每種特定應用以不同方式來實現(xiàn)所描述的功能性，但此類實現(xiàn)決策不應被解讀為致使脫離本公開的范圍。

結(jié)合本文所公開的實施例描述的方法或算法的各步驟可直接用硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或這兩者的組合來實現(xiàn)。軟件模塊可駐留在隨機存取存儲器(ram)、閃存、只讀存儲器(rom)、可編程只讀存儲器(prom)、可擦式可編程只讀存儲器(eprom)、電可擦式可編程只讀存儲器(eeprom)、寄存器、硬盤、可移動盤、壓縮盤只讀存儲器(cd-rom)、或本領域中所知的任何其他形式的存儲介質(zhì)中。示例性的非瞬態(tài)(例如有形)存儲介質(zhì)被耦合至處理器以使得該處理器能從/向該存儲介質(zhì)讀信息和寫信息。在替換方案中，存儲介質(zhì)可以被整合到處理器。處理器和存儲介質(zhì)可駐留在專用集成電路(asic)中。asic可駐留在計算設備或用戶終端中。在替換方案中，處理器和存儲介質(zhì)可作為分立組件駐留在計算設備或用戶終端中。

提供前面對所公開的實施例的描述是為了使本領域技術人員皆能制作或使用所公開的實施例。對這些實施例的各種修改對于本領域技術人員而言將是顯而易見的，并且本文所定義的原理可被應用于其他實施例而不會脫離本公開的范圍。因此，本公開并非旨在被限定于本文中示出的實施例，而是應被授予與如由所附權利要求定義的原理和新穎性特征一致的最廣的可能范圍。