用于根据泄漏电流测量值确定热管理策略的系统和方法

摘要

本发明揭示用于通过测量与便携式计算装置PCD内的处理组件相关联的电力轨上的泄漏电流来确定所述组件的热状态的方法和系统的各种实施例。一个此种方法涉及在处理组件已进入“等待中断”模式之后测量电力轨上的电流。有利地，因为在此模式中处理组件可“断电”，所以与所述处理组件相关联的所述电力轨上剩余的任何电流可归于泄漏电流。基于所述测得泄漏电流，可确定所述处理组件的热状态，且实施与所述处理组件的所述热状态一致的热管理策略。应注意，实施例的优点在于，可确立PCD内的处理组件的所述热状态而无需利用温度传感器。

说明书

相关申请案的交叉参考

依据35U.S.C.§119(e)主张2011年10月12日申请的题目为“用于根据泄漏电流测 量值确定热管理策略的系统和方法(SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING  THERMAL MANAGEMENT POLICY FROM LEAKAGE CURRENT MEASUREMENT)” 且被指派申请案序列号61/546,210的美国临时申请案的优先权，所述美国临时申请案的 整个内容以引用方式并入本文。

背景技术

便携式计算装置(“PCD”)在个人和专业水平上正在变为人们必不可少的。这些装 置可包含蜂窝式电话、便携式数字助理(“PDA”)、便携式游戏控制台、掌上型计算机 以及其它便携式电子装置。

PCD的一个独特方面在于，其通常不具有主动的冷却装置，例如风扇，而在例如膝 上型和桌上型计算机等较大计算装置中常常发现这些装置。替代于使用风扇，PCD可依 赖于电子封装的空间布置，使得两个或两个以上主动且生热组件不会定位成彼此接近。 当两个或两个以上生热组件在PCD内彼此合适地间隔时，从每一组件的操作产生的热 可不会不利地影响另一者的操作。而且，当PCD内的生热组件物理上隔离于装置内的 其它组件时，从所述生热组件的操作产生的热可不会不利地影响其它周围电子器件，但 在一些实例中可能不利地恰好影响产生所述热的组件。许多PCD也可依赖于例如散热 片等被动冷却装置以管理共同形成相应PCD的电子组件之间的热能。

现实是PCD通常尺寸有限，且因此，用于PCD内的组件的空间经常较昂贵。因此， 通常PCD内恰好没有足够空间供工程师和设计者通过利用被动冷却组件的空间布置或 放置来减轻处理组件的热降级或失效。因此，当前系统和方法依赖于嵌入在PCD芯片 上的各种温度传感器来监视热能的耗散，且使用测量来识别作为热侵入者的组件。通过 从温度测量识别的生热组件，当前系统和方法可随后应用热管理策略来减少或允许增加 所识别组件的热能产生。

然而，因为嵌入式温度传感器可比芯片的一个潜在热侵入者位于更近处，所以当前 系统和方法的缺点是，对由温度传感器感测到的热能有贡献的特定热侵入者可能无法肯 定地被识别。因此，此项技术中需要一种系统和方法，其可识别PCD中的特定热侵入 者而不必依赖于由嵌入式温度传感器取得的温度读数。

发明内容

揭示用于通过测量与便携式计算装置(“PCD”)内的处理组件唯一地相关联的电力 轨上的泄漏电流来确定所述特定组件的热状态的方法和系统的各种实施例。因为处理组 件的热状态是与PCD内的个别处理组件的功率消耗相关联的泄漏电流的直接函数，所 以使PCD性能优化的热管理策略可由热状态规定。

一个此种方法涉及确定与PCD的处理组件相关联的电力频率大体上为零。在一些 实施例中，零电力频率的状态可与从“等待中断”模块到处理组件的指令的时序相关。 有利地，如所属领域的技术人员了解，处理组件可在进入“等待中断”模式后即刻“断 电”，进而建立其中与所述处理组件相关联的电力轨上剩余的电流可归于泄漏电流的条 件。可测量电力轨的泄漏电流，且基于泄漏电流，可确定处理组件的热状态。一旦确定 热状态，便可实施与处理组件的热状态一致的热管理策略。应注意，本文揭示的实施例 的优点在于，可确立PCD内的处理组件的所述热状态而无需利用芯片上或芯片外温度 传感器。

附图说明

在图中，在全部各图中相同参考标号指代相同部分，除非另外指示。对于带有例如 “102A”或“102B”等字母符号指定的参考标号，字母符号指定可区分同一图中存在的 两个相似部分或元件。当既定一参考标号涵盖在所有图中具有相同参考标号的所有部分 时可省略用于参考标号的字母符号指定。

图1是说明用于通过监视泄漏电流来确定便携式计算装置(“PCD”)中的处理组件 的热状态的芯片上系统的示范性实施例的功能框图；

图2是说明图1的PCD的示范性实施例的功能框图；

图3是图解说明用于通过电流泄漏监视和与热管理技术相关联的算法的应用来支持 热侵入者的识别的图2的PCD的示范性软件架构的示意图；

图4是图解说明可与PCD的处理组件的泄漏电流电平相关联的各种热状态的示范 性状态图；

图5是图解说明示范性热减轻技术的图，所述技术可由热策略管理器应用或排序且 取决于PCD内的组件的特定热状态；以及

图6是图解说明用于通过利用与PCD内的一个或一个以上处理组件相关联的泄漏 电流测量值来识别和选择热侵入者的方法的逻辑流程图。

具体实施方式

词语“示范性”本文用以表示“充当实例、例子或说明”。本文描述为“示范性” 的任何方面不一定解释为排他性的、比其它方面优选或有利。

在本描述中，术语“应用程序”也可包含具有可执行内容的文件，例如：目标代码、 脚本、字节代码、标记语言文件和补丁程序。另外，本文提到的“应用程序”也可包含 本质上不可执行的文件，例如可能需要打开的文档或需要存取的其它数据文件。

如本描述中使用，术语“组件”、“数据库”、“模块”、“系统”、“热能产生组件”、 “处理组件”和类似术语既定指代计算机相关实体，其为硬件、固件、硬件与软件的组 合、软件或执行中的软件。举例来说，组件可为(但不限于)在处理器上运行的进程、处 理器、对象、可执行程序、执行线程、程序和/或计算机。借助于说明，在计算装置上运 行的应用程序和计算装置两者可为组件。一个或一个以上组件可驻留于进程和/或执行线 程内，且组件可局部化于一个计算机上和/或分布于两个或两个以上计算机之间。另外， 这些组件可从其上存储有各种数据结构的各种计算机可读媒体执行。组件可例如根据具 有一个或一个以上数据包的信号(例如来自与本地系统、分布式系统中的另一组件交互和 /或跨越例如因特网等网络借助于所述信号与其它系统交互的一个组件的数据)，借助于 本地和/或远程进程来通信。

在本描述中，术语“中央处理单元(“CPU”)”、“数字信号处理器(“DSP”)”和“芯 片”可互换使用。而且，CPU、DSP或芯片可由本文通常称为“核心”的一个或一个以 上相异处理组件构成。

在本描述中，将了解，术语“热”和“热能”可与能够产生或耗散可以“温度”为 单位测量的能量的装置或组件相关联而使用。因此，将进一步了解，参考某个标准值的 术语“温度”预期可指示“热能”产生装置或组件的相对暖度或不存在热的任何测量值。 举例来说，当两个组件处于“热”平衡时所述两个组件的“温度”是相同的。

在本描述中，术语“工作负载”、“过程负载”和“过程工作负载”可互换使用，且 通常针对与给定实施例中的给定处理组件相关联的处理负担或处理负担的百分比。除了 上文所界定内容之外，“处理组件”或“热能产生组件”或“热侵入者”可为(但不限于) 中央处理单元、图形处理单元、核心、主核心、子核心、处理区域、硬件引擎等等，或 驻留在便携式计算装置内的集成电路内或在其外部的任何组件。而且，在术语“热负载”、 “热分布”、“热标志”、“热处理负载”和类似术语指示可在热侵入者上运行的工作负载 负担的程度上，所属领域的技术人员将确认在本发明中使用这些“热”术语可与过程负 载分布、工作负载负担和功率消耗相关。

在本描述中，术语“热减轻技术”、“热策略”、“热管理策略”和“热减轻措施”可 互换使用。

在本描述中，术语“便携式计算装置”(“PCD”)用以描述基于例如电池等有限容 量电源而操作的任何装置。虽然以电池操作的PCD已使用数十年，但与第三代(“3G”) 和第四代(“4G”)无线技术的出现相关的可再充电电池的技术进步已实现了许多具有多 种能力的PCD。因此，PCD可为蜂窝式电话、卫星电话、寻呼机、PDA、智能电话、导 航装置、智能本或阅读器、媒体播放器、上述装置的组合、具有无线连接的膝上型计算 机等等。

当前系统和方法测量PCD的芯片上的各个点处的温度，且使用这些测量值来触发 热管理策略的应用。因此，所应用热管理策略的成功或失败在逻辑上由各个点处的温度 的随后测量来确定。假定是如果随后温度测量值在可接受范围内，那么与所述温度测量 值相关联的一个或一个以上组件必须在安全条件下操作。

测量温度以确定PCD内的特定组件的热状态的方法存在许多不足。举例来说，温 度传感器固有地测量芯片上而不是芯片内的给定组件上的单个点处的温度，且因此，测 得的温度可能不准确表示与其相关联的组件的热状态。此外，因为温度测量值可能仅指 示芯片上的特定点处的热能耗散的水平，测得的热能经常是PCD内的一个以上热侵入 者的共同作用的结果。应注意，这是特定组件上的热管理策略的有效应用的缺点，因为 PCD内的每一组件具有唯一的热状态，与对测量值可能有贡献的其它热侵入者无关。

所属领域的技术人员将认识到，通过使用温度测量值作为组件健康的指示符，当前 系统和方法是监视实际上恰好是设法得到管理的真实条件的症状的条件。为了确保PCD 内的例如处理组件等组件的运行中健康和效率，将管理的真实条件是泄漏电流的产生， 过量的泄漏电流可导致相关联组件的热失控。由此，与给定组件相关联的泄漏电流是组 件的热状态的较直接的指示符。

有利地，本文揭示的系统和方法的实施例利用泄漏电流测量值来推断PCD内的给 定组件的热状态，所述泄漏电流测量值是例如核心等组件的操作温度的直接函数。基本 上，某些实施例利用PCD内的要求移除在专用轨上供应到给定处理组件的电力的条件。 一个此类条件可为在处理组件的工作负载队列为空时对所述处理组件起始“等待中断” (“WFI”)指令。应注意，当处理核心进入WFI模式时，其处理器时钟停止或“关断”， 直到中断或调试事件发生为止。在处理器时钟停止时，核心频率必定到达零，且核心停 止从其电力供应轨汲取电流。有利地，在此事件期间，处理组件的电力供应轨上剩余的 仅可测量的电流可为其相关联的泄漏电流。

实施例将起始WFI指令或类似事件作为用于测量与特定处理组件相关联的电力轨 上的经隔离泄漏电流的机会的目标。随后可将泄漏电流测量值与已知与给定处理组件的 热状态条件相关的泄漏电流比率进行比较，进而准确地推断处理组件的实际热状态而不 必依赖于附近的温度测量值。通过准确确定的处理组件的热状态，可以由PCD提供的 服务质量(“QoS”)得到优化的方式选择和应用最有效的热管理策略。

而且，所属领域的技术人员将认识到，通过直接监视泄漏电流而非由于泄漏电流而 耗散的热，可避免从泄漏电流尖峰到附近温度传感器感测到从尖峰产生的热时的滞后时 间。因此有利地，与附近温度测量值相比，通过例如从泄漏电流测量值推断核心的热状 态，所揭示系统和方法的实施例可通过热策略的前摄性管理来较快地响应于不利的热条 件。

图1是说明用于通过监视泄漏电流来确定便携式计算装置(“PCD”)100中的处理 组件的热状态的芯片上系统102的示范性实施例的功能框图。芯片上系统102可随后利 用各种处理组件的热状态来应用一个或一个以上热管理策略。有利地，通过确定给定处 理组件的特定热状态，实施例可使用以特定处理组件为目标的精细粒度方法来应用热减 轻措施。因此，PCD的用户经历的服务质量(“QoS”)可得到优化，因为仅经识别为热 侵入者的组件经受可影响性能的减轻措施。

如图1的示范性图解说明中可见，电力管理集成电路(“PMIC”)180经配置以将电 力供应到驻留在芯片上系统102内的一个或一个以上示范性处理组件110、182、186中 的每一者。如所描绘，电力由PMIC180经由若干专用电力轨184供应到处理组件110、 182、186中的每一者。应注意，在图1的图解说明中，调制解调器186和图形处理单元 (“GPU”)182各自被描绘为具有单个相关联的电力供应轨184，而中央处理单元(“CPU”) 110的核心0、1、2和3中的每一者被描绘为具有专用电力轨184。即使如此，所属领 域的技术人员也将认识到，例如组件110、182、186等处理组件内的任一核心、子核心、 子单元或类似物可与互补组件共享共用电力轨或具有专用电力轨184，且由此，图1中 图解说明的特定架构是本质上示范性的且将不限制本发明的范围。

返回到图1的图解说明，一个或一个以上电流传感器157B经配置以监视电力轨184 且产生指示电力轨184内的电流电平的信号。设想电流传感器157B可为用于测量由流 过电力轨184的电流产生的电磁场的霍尔效应型、用于根据电力轨184中的电阻器两端 测得的电压降计算电流的分路电阻器电流测量型，或所属领域的技术人员已知的任一类 型。由此，虽然可在系统和方法的实施例中使用的电流传感器157B的特定设计、类型 或配置可自身为新颖的，但所述系统和方法不限于电流传感器157B的任一特定类型。

监视器模块114可监视和接收由电流传感器157B产生的信号。监视器模块114还 可监视由WFI模块26产生的指令的状态。应注意，虽然监视器模块114、电流传感器 157B和WFI模块26在图1的图解说明中被描绘为驻留在芯片102之外，但所属领域的 技术人员将认识到，在某些实施例中，组件26、114和157B中的任一者或全部可驻留 在芯片102上。而且，所属领域的技术人员将认识到，在PCD100的一些实施例中，监 视器模块114和/或电流传感器157B可包含在PMIC180中，但图1中图解说明的特定 实施例将监视器模块114和电流传感器157B描绘为独立组件。

如上文大体描述的WFI模块26可经配置以跟踪各种处理组件110、182、186的经 调度工作负载，且在针对某一处理组件无工作负载排队时发出“等待中断”指令。“等 待中断”指令可致使处理组件110、182、186临时断电进入空闲状态，进而将其电力频 率减少到零且停止不必要地消耗电力。所属领域的技术人员将认识到，WFI模块26的 实施例可包含由中断服务例程处置的硬件和/或软件中断。也就是说，取决于实施例， WFI模块26可以硬件实施为具有控制输出的相异系统，例如中断控制器电路，或以软 件实施，例如集成到存储器子系统中的固件。在一些实施例中，由WFI模块26中断规 定的与组件进入和退出空闲状态的时序重合的回呼连接(callback hookup)可由监视器模 块114辨识，且用作用于电力轨184中的一者或一者以上上的泄漏电流取样/测量的触发。 即使如此，将了解，系统和方法的实施例不限于使用回呼连接作为用于轨184上的电流 测量的时序的触发。另外且更一般地将了解，系统和方法的实施例不限于使用与“等待 中断”逻辑相关联的触发。由此，本文描述的利用与“等待中断”系统和方法相关联的 触发的实施例是本质上示范性的，且无意限制WFI模块26的范围。为此，对WFI模块 26的参考预期PCD100中的任何硬件和/或软件，其可用以确定电力轨184中的一者或 一者以上上的电流取样的机会性时序。

参见图1的图解说明，监视器模块114在认识到WFI模块26已发出指令时监视在 WFI指令已由处理组件起始之后来自一个或一个以上电流传感器157B的信号。有利地， 因为处理组件在WFI周期期间未汲取电流用于处理工作负载，所以由监视模块114监视 的电力轨184上的仅可测量的电流可贡献于泄漏电流。监视器模块114可随后与热策略 管理器(“TPM”)模块101通信以中继与一个或一个以上处理组件110、182、184相关 联的泄漏电流电平，或在一些实施例中，监视器模块114可参考泄漏电流查找(“LCL”) 表且将热状态指示符中继到TPM模块101。

在一些实施例中，TPM模块101可参考LCL表24以确定给定处理组件的热状态。 一旦TPM模块101辨识出处理组件的热状态，便可将用于增加未来工作负载、减少未 来工作负载、对频率进行定时、减少功率消耗或类似的热管理策略应用于处理组件。

作为非限制性实例，WFI模块26可对CPU110的核心0起始“等待中断”指令。 监视器模块114可认识到指令已起始，且利用电流传感器157B来检测专用于CPU110 的核心0的电力轨157B上的电流电平测量值。因为CPU110的核心0将由于接收到 WFI指令而临时断电，所以与CPU110的核心0相关联的电力轨157B上的测得电流可 大体上(如果不是完全地)贡献于泄漏电流。泄漏电流测量值随后可由监视器模块114和 TPM模块101利用以通过查询LCL表24来确定CPU110的核心0的热状态。一旦TPM 模块101辨识出CPU110的核心0的热状态，便可有效地实施用于控制CPU110的核心 0的热能产生的热减轻或管理策略。

应注意，在一些实施例中，基于与已知泄漏电流电平相关联而先前测得的温度，可 在经验上收集LCL表24中的数据。在其它实施例中，可能已基于先验基础而计算LCL 表24中的数据。无论可能已如何导出或收集LCL表24内的数据，所属领域的技术人员 都将认识到，可查询LCL表24的实施例以用于将测得泄漏电流映射到与泄漏电流相关 联的处理组件的热状态，且在此功能之外不限制所揭示系统和实施例的范围。

返回到上文概述的示范性情形，其中结合WFI指令的发出而测量与CPU110的核 心0相关联的泄漏电流，由于测量而可由TPM模块101实施的热管理策略的非限制性 实例可包含TPM模块101利用LCL表24来分析和比较核心0的热状态与核心3的热 状态。假设例如核心0的热状态将其限定为“热侵入者”，即，相对于核心3耗散过量 热能的处理组件。在此情形中，核心0可处于有损PCD100的用户体验的位置，或变为 另外有害于PCD100的功能性。应注意，由于当处理负载集中于核心0中时可增加热能 耗散，进而潜在地影响PCD100性能和/或用户体验，因此通过TPM101将经调度工作 负载重新分配到互补核心3，可以对QoS的最小影响来减轻热能产生。在此实例中，TPM 模块101可进一步经由LCL表24的查询来利用泄漏电流测量值以不仅识别热侵入者， 而且还识别利用不足的处理资源，所述资源是可从选定热侵入者重新分配的工作负载的 接收的候选者。

工作负载从热侵入者重新分配到相对利用不足的处理组件可为由TPM101实施的 热减轻技术的一方面。然而应注意，工作负载的重新分配仅是由于通过泄漏电流监视确 定处理组件的热状态而可由TPM模块101实施的热管理策略的一个实例，且因此，所 属领域的技术人员将认识到，本文揭示的系统和方法在范围上不受所起始的特定热管理 策略限制。举例来说，当从由传感器157B取得的泄漏电流测量值辨识出热状态阈值时， TPM101可通过从与测得电力轨184相关联的热侵入者到与具有较低泄漏电流测量值的 不同电力轨184相关联的替代的利用不足的处理组件，“导向”或重新分配处理负载的 全部或一部分来改善PCD100性能和用户体验。在一些实施例中，TPM101可简单地对 热侵入者的处理速度进行“定时”，而不造成整个CPU110的全面凋萎，进而通过仅将 所识别热侵入者断电来维持较高的QoS水平。在再其它实施例中，TPM101可选择与热 侵入者接近的组件且将其完全断电以便利用其作为用于从热侵入者汲取热能的散热器。 在其它实施例中，TPM101可致使所识别热侵入者进入高处理速度的循环，之后是受迫 功率收缩以用于冷却周期。在再其它实施例中，TPM101可将热侵入者内的工作负载从 高功率密度子核心区域重新分配到较低功率密度主核心区域。在其它实施例中，TPM101 可修改已知与所识别热侵入者接近定位的外部芯片外热产生者的使用。在其它实施例 中，TPM101可致使供应到热侵入者的电力减少，进而以处理效率为代价减轻由热侵入 者产生的热能。因此应注意，虽然可由给定实施例采用的特定热减轻技术可自身为新颖 的，但由任一给定实施例在目标热侵入者上利用的特定热减轻技术将不限制本发明的范 围。

图2是呈无线电话的形式的PCD100的示范性非限制性方面的功能框图，所述无线 电话用于实施用于监视泄漏电流、识别与所监视泄漏电流相关联的处理组件的热状态以 及利用所识别热状态来驱动热管理策略的方法和系统。如图示，PCD100包含芯片上系 统102，其包含耦合在一起的多核心中央处理单元(“CPU”)110和模拟信号处理器126。 CPU110可包括第零核心222、第一核心224和第N核心230，如所属领域的技术人员 所了解。此外，替代于CPU110，也可采用数字信号处理器(“DSP”)，如所属领域的 技术人员所了解。

大体上，TPM模块101可负责监视和应用包含一个或一个以上热减轻技术的热策 略，所述热策略可帮助PCD100管理热条件和/或热负载，且避免经历不利的热条件， 例如达到临界温度，同时维持高度的功能性。

图2还展示PCD100可包含监视器模块114。监视器模块114与在整个芯片上系统 102上分布的多个操作传感器(例如，热传感器157A)和与PCD100的CPU110以及与 TPM模块101通信。在一些实施例中，监视器模块114还可监视电流传感器157B是否 有与核心222、224、230唯一地相关联的泄漏电流，且将泄漏电流数据发射到TPM模 块101。TPM模块101可与监视器模块114一起工作以识别不利热条件，其可保证将一 种或一种以上热减轻技术应用于芯片102内的所识别热侵入者。

如图2中图解说明，显示器控制器128和触摸屏控制器130耦合到数字信号处理器 110。在芯片上系统102外部的触摸屏显示器132耦合到显示器控制器128和触摸屏控 制器130。WFI模块26可监视针对核心222、224、230的工作负载队列，且与PMIC180 一起工作以管理提供到核心的电力。监视器模块114可辨识WFI模块26的动作以用于 触发从PMIC180到芯片上系统102的组件的电力轨上的泄漏电流测量。

PCD100可进一步包含视频编码器134，例如，逐行倒相(“PAL”)编码器、顺序彩 色与存储(“SECAM”)编码器、国家电视系统委员会(“NTSC”)编码器或任一其它类型 的视频编码器134。视频解码器134耦合到多核心中央处理单元(“CPU”)110。视频放 大器136耦合到视频编码器134和触摸屏显示器132。视频端口138耦合到视频放大器 136。如图2中描绘，通用串行总线(“USB”)控制器140耦合到CPU110。而且，USB 端口142耦合到USB控制器140。存储器112和订户身份模块(SIM)卡146也可耦合到 CPU110。此外，如图2所示，数码相机148可耦合到CPU110。在示范性方面中，数 码相机148是电荷耦合装置(“CCD”)相机或互补金属氧化物半导体(“CMOS”)相机。

如图2中进一步说明，立体声音频CODEC150可耦合到模拟信号处理器126。而且， 音频放大器152可耦合到立体声音频CODEC150。在示范性方面中，第一立体声扬声器 154和第二立体声扬声器156耦合到音频放大器152。图2展示麦克风放大器158也可 耦合到立体声音频CODEC150。另外，麦克风160可耦合到麦克风放大器158。在特定 方面中，调频(“FM”)无线电调谐器162可耦合到立体声音频CODEC150。而且，FM 天线164耦合到FM无线电调谐器162。此外，立体声头戴受话器166可耦合到立体声 音频CODEC150。

图2进一步指示，射频(“RF”)收发器168可耦合到模拟信号处理器126。RF开关 170可耦合到RF收发器168和RF天线172。如图2中所示，小键盘174可耦合到模拟 信号处理器126。而且，具有麦克风的单声道头戴式耳机176可耦合到模拟信号处理器 126。此外，振动器装置178可耦合到模拟信号处理器126。图2还展示电源188(例如 电池)通过PMIC180耦合到芯片上系统102。在特定方面中，电源包含可再充电DC电 池或从连接到AC电源的交流(“AC”)/DC变压器得出的DC电源。

CPU110也可耦合到一个或一个以上内部芯片上热传感器157A以及一个或一个以 上外部芯片外热传感器157C。芯片上热传感器157A可包括一个或一个以上与绝对温度 成比例(“PTAT”)温度传感器，其是基于垂直PNP结构且通常专用于互补金属氧化物半 导体(“CMOS”)超大规模集成(“VLSI”)电路。芯片外热传感器157C可包括一个或一 个以上热敏电阻。热传感器157A、157C可产生压降，其通过模/数转换器(“ADC”)控 制器103转换为数字信号。然而，在不脱离本发明的范围的情况下可采用其它类型的热 传感器157A、157C。

除了由ADC控制器103控制和监视之外，热传感器157A、157C还可由一个或一 个以上TPM模块101控制和监视。TPM模块101可包括由CPU110执行的软件。然而， 在不脱离本发明的范围的情况下也可由硬件和/或固件形成TPM模块101。TPM模块101 可负责监视和应用包含一个或一个以上热管理技术的热策略，所述热策略可帮助PCD 100避免临界温度，同时维持高度的功能性。

返回到图2，触摸屏显示器132、视频端口138、USB端口142、相机148、第一立 体声扬声器154、第二立体声扬声器156、麦克风160、FM天线164、立体声头戴受话 器166、RF开关170、RF天线172、小键盘174、单声道头戴式耳机176、振动器178、 电源188、PMIC180以及热传感器157C在芯片上系统102的外部。然而应了解，监视 器模块114还可借助于模拟信号处理器126和CPU110从这些外部装置中的一者或一者 以上接收一个或一个以上指示或信号，以辅助对可在PCD100上操作的资源的实时管 理。

在特定方面中，本文描述的方法步骤中的一者或一者以上可由存储在存储器112中 的形成所述一个或一个以上TPM模块101的可执行指令和参数实施。除了ADC控制器 103之外，形成TPM模块101的这些指令可由CPU110、模拟信号处理器126或另一处 理器执行以执行本文描述的方法。此外，处理器110、126、存储器112、存储在其中的 指令或其组合可用作用于执行本文描述的方法步骤中的一者或一者以上的手段。

图3是图解说明用于通过电流泄漏监视和与热管理技术相关联的算法的应用来支持 热侵入者的识别的图2的PCD100的示范性软件架构的示意图。任一数目的算法可形成 或作为当满足某些热条件且经由相关联泄漏电流识别出热侵入者时可由热策略管理器 101应用的至少一种热管理技术的部分。

如图3中图解说明，CPU或数字信号处理器110经由总线211耦合到存储器112。 如上所述的CPU110是具有N个核心处理器的多核心处理器。也就是说，CPU110可包 含第一核心222、第二核心224以及第N核心230。如所属领域的技术人员已知，第一 核心222、第二核心224和第N核心230中的每一者可用于支持专用应用或程序。或者， 可分布一个或一个以上应用或程序以用于在可用核心中的两者或两者以上进行处理。

CPU110可从可包括软件和/或硬件的TPM模块101接收命令。如果体现为软件， 那么TPM模块101包括由CPU110执行的指令，CPU110将命令发出到由CPU110和 其它处理器执行的其它应用程序。

CPU110的第一核心222、第二核心224到第N核心230可集成在单个集成电路裸 片上，或其可集成或耦合在多电路封装中的单独裸片上。设计者可经由一个或一个以上 共享高速缓冲存储器耦合第一核心222、第二核心224到第N核心230，且其可经由例 如总线、环、网和纵横拓扑等网络拓扑来实施消息或指令传递。

在说明的实施例中，RF收发器168是经由数字电路元件实施，且包含至少一个处 理器，例如核心处理器210(标记为“核心”)。在此数字实施方案中，RF收发器168经 由总线213耦合到存储器112。

总线211和总线213中的每一者可包含经由一个或一个以上有线或无线连接的多个 通信路径，如此项技术中已知。总线211和总线213可具有用以实现通信的额外元件， 其为了简明而被省略，例如控制器、缓冲器(高速缓冲存储器)、驱动器、中继器和接收 器。此外，总线211和总线213可包含用以在上文提到的组件之间实现适当通信的地址、 控制和/或数据连接。

当由PCD100使用的逻辑是以软件实施时，如图3中所示，应注意，启动逻辑250、 管理逻辑260、热减轻技术接口逻辑270、应用程序存储装置280中的应用程序、与LCL 表24相关联的数据以及文件系统290的部分中的一者或一者以上可存储在任何计算机 可读媒体上以供任何计算机相关系统或方法使用或结合其使用。

在本文档的上下文中，计算机可读媒体是电子、磁性、光学或其它物理装置，其可 含有或存储供计算机相关系统或方法使用或者结合计算机相关系统或方法使用的计算 机程序和数据。各种逻辑元件和数据存储装置可以任何计算机可读媒体具体实施以供指 令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用，所述指令执行系统、设备或装置例如为 基于计算机的系统、含有处理器的系统或可从指令执行系统、设备或装置获取指令且执 行指令的其它系统。在本文档的上下文中，“计算机可读媒体”可为可存储、传送、传 播或输送供指令执行系统、设备或装置使用或结合指令执行系统、设备或装置使用的程 序的任何装置。

计算机可读媒体可为例如(但不限于)电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、 设备、装置或传播媒体。计算机可读媒体的较具体实例(非详尽列表)将包含以下各项： 具有一个或一个以上导线的电子连接(电子)，便携式计算机磁盘(磁性)，随机存取存储器 (RAM)(电子)，只读存储器(ROM)(电子)，可擦除可编程只读存储器(EPROM、EEPROM 或快闪存储器)(电子)，光纤(光学)，以及便携式压缩光盘只读存储器(CDROM)(光学)。 应注意，计算机可读媒体可甚至是其上印刷有程序的纸张或另一适合的媒介，因为程序 可例如经由纸张或其它媒介的光学扫描而以电子方式俘获，随后在必要的情况下以适合 方式编译、解译或另外处理，且随后存储在计算机存储器中。

在其中启动逻辑250、管理逻辑260以及可能热减轻技术接口逻辑270中的一者或 一者以上以软件实施的替代实施例中，可以各自在此项技术中众所周知的如下技术中的 任一者或组合来实施各种逻辑：具有用于对数据信号实施逻辑功能的逻辑门的离散逻辑 电路，具有适当组合逻辑门的专用集成电路(ASIC)，可编程门阵列(PGA)，现场可编程 门阵列(FPGA)等等。

存储器112是非易失性数据存储装置，例如快闪存储器或固态存储器装置。虽然描 绘为单个装置，但存储器112可为具有耦合到RF收发器168中的数字信号处理器和或 核心210(或额外处理器核心)的单独数据存储装置的分布式存储器装置。

在用于从与处理组件相关联的泄漏电流测量值驱动热管理策略的一个示范性实施 例中，启动逻辑250包含用于选择性地识别、加载和执行选择程序的一个或一个以上可 执行指令，所述程序用于管理或控制例如第一核心222、第二核心224到第N核心230 等可用核心中的一者或一者以上的性能。选择程序可在嵌入式文件系统290的程序存储 装置296中发现且由性能缩放算法297与参数集298的特定组合界定。当由CPU110中 的核心处理器中的一者或一者以上或RF收发器168中的核心210执行时，选择程序可 根据由监视器模块114提供的一个或一个以上信号结合由一个或一个以上TPM模块101 提供的控制信号而操作以缩放相应处理器核心的性能。在此方面，监视器模块114可提 供从TPM模块101接收的事件、过程、应用程序、资源状态条件、逝去的时间以及温 度的一个或一个以上指示符。

管理逻辑260包含一个或一个以上可执行指令，用于终止相应处理器核心中的一者 或一者以上上的热管理程序，以及基于从泄漏电流测量值识别的经更新热状态而选择性 地识别、加载和执行用于管理或控制可用核心中的一者或一者以上的性能的更合适的替 换程序。管理逻辑260经布置以在运行时间或在PCD100被供电且由装置的操作者使用 的同时执行这些功能。替换程序可在嵌入式文件系统290的程序存储装置296中发现且 由性能缩放算法297与参数集298的特定组合界定。

当由数字信号处理器中的核心处理器中的一者或一者以上或RF收发器168中的核 心210执行时，替换程序可根据由监视器模块114提供的一个或一个以上信号或在各个 处理器核心的相应控制输入上提供的一个或一个以上信号而操作以缩放相应处理器核 心的性能。在此方面，监视器模块114可响应于源自TPM101的控制信号而提供事件、 过程、应用程序、资源状态条件、逝去的时间、温度、电流泄漏等等的一个或一个以上 指示符。

接口逻辑270包含一个或一个以上可执行指令，用于呈现、管理和与外部输入交互 以观察、配置或以另外方式更新存储在嵌入式文件系统290中的信息。在一个实施例中， 接口逻辑270可结合经由USB端口142接收的制造者输入来操作。这些输入可包含将 从程序存储装置296删除或添加到程序存储装置296的一个或一个以上程序。或者，输 入可包含对程序存储装置296中的程序中的一者或一者以上的编辑或改变。而且，输入 可识别对启动逻辑250和管理逻辑260中的一者或两者的一个或一个以上改变或完全替 换。举例来说，输入可包含对管理逻辑260的改变，其指示PCD100在接收的信号功率 下降到低于所识别阈值时暂停RF收发器168中的所有性能缩放。借助于又一实例，输 入可包含对管理逻辑260的改变，其指示PCD100在视频编解码器134在作用中时应用 所要程序。

接口逻辑270使得制造者能够以可控方式配置和调整在PCD100上的经界定操作条 件下的最终用户体验。当存储器112为快闪存储器时，可编辑、替换或以另外方式修改 启动逻辑250、管理逻辑260、接口逻辑270、应用程序存储装置280中的应用程序、LCL 表24中的数据或嵌入式文件系统290中的信息中的一者或一者以上。在一些实施例中， 接口逻辑270可准许PCD100的最终用户或操作者搜索、定位、修改或替换启动逻辑 250、管理逻辑260、应用程序存储装置280中的应用程序、LCL表24中的数据以及嵌 入式文件系统290中的信息。操作者可使用所得接口来做出在PCD100的下一启动后将 即刻实施的改变。或者，操作者可使用所得接口来做出在运行时间期间实施的改变。

嵌入式文件系统290包含阶层式布置的热减轻技术存储装置292。在此方面，文件 系统290可包含其总文件系统容量的保留部分用于存储由PCD100使用的各种参数298 和热减轻算法297的配置和管理的信息。如图3中所示，存储装置292包含核心存储装 置294，其包含程序存储装置296，其包含一个或一个以上热减轻程序。

图4是图解说明可与PCD100的处理组件的泄漏电流电平相关联且由TPM模块 101辨识的各种热状态305、310、315和320的示范性状态图300。第一热状态305可 包括“正常”状态，其中TPM101的热管理策略保持不变。在此示范性第一和正常状态 305中，与泄漏电流电平相关联的特定处理组件通常不处于可造成故障或严重降级的达 到临界温度的任何危险或风险中。在此示范性状态中，处理组件可具有包含处于50℃ 或以下的温度的实际热状态。然而，所属领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的 范围的情况下可为第一和正常状态305建立其它温度范围。

第二热状态310可包括“服务质量”或“QoS”状态，其中TPM模块101可相对于 PCD100的一个或一个以上处理组件修改其热管理策略。当在与先前映射到第一正常状 态305的处理组件相关联而已检测到泄漏电流电平的改变时，TPM模块101可到达或进 入此示范性第二状态310。触发此QoS状态310的泄漏电流改变的阈值或量值可根据 PCD100内的特定处理组件来调整或裁定。因此，虽然PCD100的给定处理组件可正在 第一正常状态305中操作，但取决于一个或一个以上电流传感器157B检测到的泄漏电 流改变的量值，处理组件可离开第一正常状态305且进入第二QoS状态310，如在LCL 表24的查询之后由TPM模块101所辨识。

举例来说，例如GPU182等处理组件可具有与来自给定电流传感器157B的泄漏电 流读数相关联的近似40℃的第一最大热状态。且来自同一电流传感器157B的第二读数 可指示等于仅5℃的热状态改变，其将最大热状态取为45℃。然而，虽然所辨识的最大 热状态可低于针对第一正常状态305建立的50℃的阈值，但5℃的相关联热状态改变 可为足够显著的，以使TPM模块101将状态改变为第二QoS状态310。

在第二QoS热状态310中，TPM101模块可请求或其可实际上执行一种或一种以上 热减轻技术以便减少PCD100的热负载和温度。在此特定状态310中，TPM模块101 经设计以实施或请求操作者可几乎不可感知或可以最小方式使PCD100提供的服务质 量降级的热减轻技术。此第二QoS热状态310的温度范围可包括约50℃到约80℃之 间的范围。所属领域的技术人员将认识到，其它温度范围可为第二QoS状态305建立且 在本发明的范围内。

如先前所述，第二QoS状态310可基于泄漏电流改变的量值来触发且不一定限于在 LCL表24中可归档的选定温度范围的端点。下文将结合图5描述此第二QoS热状态310 的另外细节。

第三热状态315可包括“严重”状态，其中TPM模块101可相对于上文描述的第 二QoS状态310请求和/或应用较激进的热减轻技术。这意味着在此状态中，从操作者 的观点来看，TPM模块101较少涉及服务质量。在此热状态中，TPM模块101较多涉 及减轻或减少热负载以便降低PCD100的温度，如由与PCD100的组件相关联的测得泄 漏电流指示。在此第三热状态315中，PCD100的处理组件可具有容易由操作者感知或 观察到的性能降级。第三严重热状态315及其对应的由TPM模块101应用或触发的热 减轻技术将在下文结合图5更详细描述。此第三严重热状态310的温度范围可包括约 80℃到约100℃之间的范围。

类似于如上论述的第一热状态305和第二热状态310，此第三和严重热状态315可 基于由电流传感器157B检测到的泄漏电流改变来起始，且不一定限于可在LCL表24 中归档的选定温度范围的端点。举例来说，如此图中的箭头说明，每一热状态可依序起 始或其可无序地起始，这取决于可检测的泄漏电流改变的量值。因此这意味着基于由电 流传感器157B检测到的泄漏电流改变，PCD100的处理组件可离开第一和正常热状态 305且进入或起始第三和严重热状态315，且反之亦然。类似地，基于由电流传感器157 检测到的泄漏电流改变，PCD100可在第二或QoS热状态310中且进入或起始第四或临 界状态320，且反之亦然。在此示范性第三和临界状态320中，TPM模块101可能正在 应用或触发尽可能多且尽可能大的热减轻技术以便避免到达可导致对PCD100内含有 的处理组件造成永久损坏的温度的电流泄漏的一个或一个以上临界水平。

此第四和临界热状态320可类似于经设计以消除PCD100的功能性和操作以便避免 临界温度的常规技术。第四热状态320可包括“临界”状态，其中TPM模块101应用 或触发非基本硬件和/或软件的关闭。此第四热状态的温度范围可包含约100℃和以上的 那些温度。下文将结合图5更详细描述第四和临界热状态320。

热策略管理系统不限于图4中图解说明的四个热状态305、310、315和320。取决 于特定PCD100或PCD100内的处理组件，在不脱离本发明的范围的情况下可提供额外 或较少的热状态。也就是说，所属领域的技术人员将认识到，额外热状态可改善特定PCD 100的功能性和操作，而在其它情形中，对于具有其自身的唯一硬件和/或软件的特定 PCD100，较少热状态可为优选的。

图5是图解说明示范性热减轻技术的图，所述技术可由TPM模块101应用或排序 且取决于PCD100内的组件的特定热状态。应了解，本文描述的热减轻技术可应用于管 理与任一类型的处理相关联的热负载，但由于固有电力需求、系统要求以及对PCD100 的总体用户体验的重要性，可尤其有用于涉及图形处理的情形。如先前所述，在此第一 热状态305中，PCD100的处理组件可不处于达到可使其功能性降级的临界温度的任何 危险或风险中。通常，在此第一热状态中，TPM模块101不应用或尚未请求热减轻技术 的任何起始，使得PCD100的处理组件将以其最完整潜力和最高性能操作而不考虑热能 产生。

在也称为QoS状态310的第二热状态310中，一旦起始，TPM模块101便可起始 或请求监视器模块开始应用热减轻技术，但目的是维持高性能，而对PCD100的操作者 所感知的服务质量只有极少降级感知或无降级感知。根据图5中图解说明的此示范性第 二热状态310，TPM模块101可请求监视器114起始热减轻技术，例如(但不限于)(1)负 载缩放和/或(2)负载动态缩放；(3)空间负载移位；以及(4)过程负载重新分配。负载缩放 可包括调整或“缩放”在DVFS算法中允许的最大时钟频率，如所属领域的技术人员所 了解。此调整可限制最大热耗散。

现在参见也称为严重热状态315的图5的第三热状态315，TPM模块101可应用或 请求较激进的热减轻技术和/或额外热减轻技术(相对于第二热状态310)，其中PCD100 的操作者观察到可能的可感知的性能降级。根据此示范性热状态315，TPM模块101可 引起到一个或一个以上处理组件的电力减少，所述处理组件例如GPU182和或CPU110 的核心。TPM模块101也可以空间方式在不同硬件装置之间移位工作负载，以便将作用 中的装置带到离线和将未作用的装置带到在线。此第三和严重热状态315的热减轻技术 可与上文相对于第二服务质量热状态310描述的技术相同。然而，这些相同热减轻技术 可以较激进方式应用。

现在参见图5的第四和临界热状态320，TPM模块101可开始关闭或请求监视器114 开始关闭所有非基本的硬件和/或软件模块。“非基本”硬件和/或软件模块对于每一类型 的特定PCD100可不同。根据一个示范性实施例，所有非基本硬件和/或软件模块可包 含在紧急911电话呼叫功能和全球定位卫星(“GPS”)功能之外的所有那些硬件和/或软 件模块。这意味着在此第四临界热状态320中，TPM模块101可引起不影响紧急911电 话呼叫和GPS功能性的热侵入者的关闭。TPM模块101可依序和/或并行地关闭模块， 这取决于泄漏电流传感器157B正监视的临界温度以及TPM模块101正观察到的泄漏电 流比率的改变。此第四热状态320的温度范围可包含约100℃和以上的那些温度。

图6是图解说明用于通过利用与PCD100内的一个或一个以上处理组件相关联的泄 漏电流测量值来识别和选择热侵入者的方法600的逻辑流程图。图6的方法600以第一 框605开始，其中监视器模块114可跟踪WFI模块26的动作以便辨识用于处理组件断 电的指令的起始。应注意，当处理组件由于从WFI模块26接收到“等待中断”指令而 断电时，处理组件的时钟速度可取为零频率。因此，在决策框610处，可直接检验给定 处理器时钟已停止，或在一些实施例中，由于辨识到从WFI模块26发射的指令，处理 器时钟可假定停止。在任一情况下，如果处理器尚未断电，那么遵循“否”分支从决策 框610回到框605。如果处理器事实上已断电，那么与给定处理组件相关联的电力轨184 上剩余的任何电流可归于泄漏电流。在此事件中，跟随“是”分支到框615且测量泄漏 电流。

一旦在框615处测得泄漏电流，便可在框620处查询泄漏电流查找表24，且可确定 与测得泄漏电流相关联的处理组件的热状态。如果从LCL表24查询的处理组件的热状 态指示不保证热策略的改变，那么遵循“否”分支从决策框625回到框605，且监视 WFI模块26是否有后续机会来测量电力轨184上的隔离的泄漏电流。如果处理组件的 热状态指示保证热策略的改变，那么在框630处，选择和实施可包含热减轻技术的新的 或经修改热管理策略。过程返回到框605。

在本说明书中描述的过程或过程流程中的某些步骤自然地在其它步骤之前，以使本 发明按所描述那样起作用。然而，如果次序或顺序不更改本发明的功能性，那么本发明 不限于所描述步骤的次序。也就是说，认识到在不脱离本发明的范围和精神的情况下， 一些步骤可在其它步骤之前、之后或并行地(大体上同时)执行。在一些实例中，在不脱 离本发明的情况下可省略或不执行某些步骤。此外，例如“随后”、“然后”、“接着”、“随 后”等等词语既定不限制步骤的次序。这些词语仅用以引导读者阅读示范性方法的描述。

另外，编程领域的技术人员能够基于例如本说明书中的流程图和相关联描述而编写 计算机代码或识别适当的硬件和/或电路以无困难地实施所揭示的发明。因此，对程序代 码指令的特定集合或详细硬件装置的揭示不被视为对于充分理解如何制作和使用本发 明来说是必要的。所主张计算机实施的过程的创造性功能性在以上描述中且结合可说明 各种过程流的附图而更详细地阐释。

在一个或一个以上示范性方面中，所描述的功能可以硬件、软件、固件或其任一组 合来实施。如果以软件实施，那么功能可作为一个或一个以上指令或代码存储在计算机 可读媒体上或在计算机可读媒体上传输。计算机可读媒体包含计算机存储媒体以及包含 促进计算机程序从一处传送到另一处的任何媒体的通信媒体。存储媒体可为可由计算机 存取的任何可用媒体。举例来说且并非限制，此类计算机可读媒体可包括RAM、ROM、 EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、或可用 来以指令或数据结构的形式载运或存储所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒 体。

而且，恰当地将任何连接称作计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光 纤电缆、双绞线、数字订户线(“DSL”)或例如红外线、无线电和微波等无线技术从网 站、服务器或其它远程源传输软件，那么同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或例如红 外线、无线电和微波等无线技术包含在媒体的定义中。

如本文中所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(“CD”)、激光光盘、光学光盘、数字 多功能光盘(“DVD”)、软磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再生数据，而光 盘使用激光以光学方式再生数据。上文的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。

因此，虽然已详细说明和描述了选定方面，但将了解，在不脱离如所附权利要求书 界定的本发明的精神和范围的情况下可在其中做出各种代替和更改。