专利名称：一种控制电子器件工作频率的方法、装置和计算机的制作方法
技术领域：
本发明涉及设备控制技术领域，具体涉及一种控制电子器件工作频率的方法、装置和计算机。
背景技术：
根据功耗计算公式ρ = α CV2F,电子器件(如CPU、图形处理器GPU等)的功耗⑵ 与电子器件的工作频率(F)是成正比的，即相同的工作电流下，电子器件的工作频率越高， 其消耗的功耗也就越高，其能达到的工作性能(Performance)也就越好。较高的工作频率虽然能够提供较好的工作性能，但是也增加了能量消耗。对于某个特定电子器件来说，上述公式中，α为一常数，C、V分别表示该电子器件的容抗参数和工作电压参数，这两个参数也可看作一个固定的参数。如何在消耗较少的功耗的同时提供满足要求的工作性能，以节约电子器件功耗， 提供电子器件工作效率，是一个亟需解决的问题。现有技术中电子器件调节自身工作频率的方式主要有两种，其中一种方式是由用户设置电子器件的工作频率，该方式依赖于用户操作，电子器件并不能动态地自动调整其工作频率，因此可用性差，并且用户设置的工作频率并不一定与当前电子器件的工作状态相符，例如频率设置过高可能导致浪费较低功耗，频率设置过低可能导致电子器件的运行性能不满足用户需要。现有技术的另一种方式是电子器件根据当前应用(如当前执行的应用程序)来设置其工作频率。由于电子器件在执行某个应用的过程中，其消耗的功耗并不是保持不变，因此简单的根据应用来设置电子器件工作频率，并不能在保证电子器件工作性能与节约功耗之间达到较好的平衡。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种控制电子器件工作频率的方法、装置和计算机，为电子器件设置恰当的工作频率，在保证工作性能的同时节约电子器件功耗。为解决上述技术问题，本发明实施例提供方案如下一种控制电子器件工作频率的方法，包括获取所述电子器件工作时的第一电流值；根据预先设定的电流值与频率之间的第一对应关系，确定所述第一电流值对应的
第一频率；限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率，使得所述电子器件的工作频率不超过所述第一频率。优选地，上述方法中，在所述获取所述电子器件工作时的第一电流值之后，还包括根据预先设定的电流值与斜率之间的第二对应关系，确定所述第一电流值对应的第一斜率；
在所述限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率之后，还包括获取所述电子器件的工作电流幅度相对于时间的变化斜率；在所述变化斜率大于所述第一斜率时，解除对所述第一频率的限定；在所述变化斜率不大于所述第一斜率时，保持对所述第一频率的限定。优选地，上述方法中，所述获取所述电子器件工作时的第一电流值包括对所述电子器件的工作电流进行预定次数的采集，将所有采集到的工作电流进行平均，得到所述第一电流值。优选地，上述方法中，所述第一频率是所述电子器件在工作电流为所述第一电流值时具有最高工作效率的频率；所述第一对应关系的确定包括在所述电子器件工作在选定负载的情况下，改变所述电子器件的工作频率，测试所述电子器件运行的性能得分和功耗，并根据所述性能得分和功耗的比值计算得到不同工作频率下电子器件的工作效率；根据计算得到的所述工作效率，确定所述电子器件具有最高工作效率的第一工作频率，并确定所述电子器件在工作在所述第一工作频率下时的第一工作电流值，设置所述第一工作电流值对应的频率为所述第一工作频率；改变所述选定负载的大小，进行多次测试，建立所述第一对应关系。本发明实施例还提供了一种控制电子器件工作频率的装置，包括电流获取单元，用于获取所述电子器件工作时的第一电流值；频率确定单元，用于根据预先设定的电流值与频率之间的第一对应关系，确定所述第一电流值对应的第一频率；第一控制单元，用于限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率，使得所述电子器件的工作频率不超过所述第一频率。优选地，上述装置中，还包括斜率确定单元，用于根据预先设定的电流值与斜率之间的第二对应关系，确定所述第一电流值对应的第一斜率；斜率获取单元，用于获取所述电子器件的工作电流幅度相对于时间的变化斜率；第二控制单元，用于在所述变化斜率大于所述第一斜率时，解除对所述第一频率的限定，以及，在所述变化斜率不大于所述第一斜率时，保持对所述第一频率的限定。优选地，上述装置中，还包括所述电流获取单元包括获取子单元，用于对所述电子器件的工作电流进行预定次数的采集，将所有采集到的工作电流进行平均，得到所述电子器件的工作电流值。优选地，上述装置中，还包括所述第一频率是所述电子器件在工作电流为所述第一电流值时具有最高工作效率的频率，所述装置还包括对应关系确定单元，用于在所述电子器件工作在选定负载的情况下，改变所述电子器件的工作频率，测试所述电子器件运行的性能得分和功耗，并根据所述性能得分和功耗的比值计算得到不同工作频率下电子器件的工作效率；根据计算得到的所述工作效率，确定所述电子器件具有最高工作效率的第一工作频率，并确定所述电子器件在工作在所述第一工作频率下时的第一工作电流值，设置所述第一工作电流值对应的频率为所述第一工作频率；以及，改变所述选定负载的大小，进行多次测试，建立所述第一对应关系。本发明实施例还提供了一种计算机，包括能够工作在多个工作频率下的电子器件；其特征在于，还包括电流获取单元，用于获取所述电子器件工作时的第一电流值；频率确定单元，用于根据预先设定的电流值与频率之间的第一对应关系，确定所述第一电流值对应的第一频率；第一控制单元，用于限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率，使得所述电子器件的工作频率不超过所述第一频率。优选地，上述计算机中，还包括斜率确定单元，用于根据预先设定的电流值与斜率之间的第二对应关系，确定所述第一电流值对应的第一斜率；斜率获取单元，用于获取所述电子器件的工作电流幅度相对于时间的变化斜率；第二控制单元，用于在所述变化斜率大于所述第一斜率时，解除对所述第一频率的限定，以及，在所述变化斜率不大于所述第一斜率时，保持对所述第一频率的限定。优选地，上述计算机中，所述电流获取单元包括获取子单元，用于对所述电子器件的工作电流进行预定次数的采集，将所有采集到的工作电流进行平均，得到所述电子器件的工作电流值。优选地，上述计算机中，所述第一频率是所述电子器件在工作电流为所述第一电流值时具有最高工作效率的频率；所述计算机还包括对应关系确定单元，用于在所述电子器件工作在选定负载的情况下，改变所述电子器件的工作频率，测试所述电子器件运行的性能得分和功耗，并根据所述性能得分和功耗的比值计算得到不同工作频率下电子器件的工作效率；根据计算得到的所述工作效率，确定所述电子器件具有最高工作效率的第一工作频率，并确定所述电子器件在工作在所述第一工作频率下时的第一工作电流值，设置所述第一工作电流值对应的频率为所述第一工作频率；以及，改变所述选定负载的大小，进行多次测试，建立所述第一对应关系。从以上所述可以看出，本发明实施例提供的一种控制电子器件工作频率的方法、 装置和计算机，基于实时监测的电子器件工作电流和预先设定的第一对应关系，调整电子器件的工作频率，使得电子器件的工作频率与当前负载相适应，在保证电子器件工作性能的同时节约了电子器件功耗，提高了能耗效率。
图1为本发明实施例所述的控制电子器件工作频率的方法的流程示意图；图2为本发明实施例中电子器件工作频率与功耗之间对应关系的示意图；图3为本发明实施例所述的控制电子器件工作频率的装置的结构示意图。
具体实施例方式电子器件所消耗的电流的大小最能直观的反映电子器件的负载状态。在一定的负载状态下，有着最为适合的电流/频率搭配。因此，通过预先获取的电子器件的频率与电流之间的对应关系，设置电子器件的最佳频率，从而在不影响电子器件性能的情况下，将电子器件功耗控制于一定范围内，以节约电子器件功耗。以下结合附图，通过具体实施例对本发明做进一步的说明。请参照图1，本发明实施例所述的控制电子器件工作频率的方法，包括以下步骤步骤11，获取所述电子器件工作时的第一电流值。这里，所述获取所述电子器件的工作电流值包括对所述电子器件的工作电流进行预定次数的采集，将所有采集到的工作电流进行平均，得到所述第一工作电流值。具体的，可以通过电流传感器(Current Sensor)获取所述电子器件的工作电流值。步骤12，根据预先设定的电流值与频率之间的第一对应关系，确定所述第一电流值对应的第一频率。这里，优选地，所述第一频率是所述电子器件在工作电流为所述第一电流值时具
有最高工作效率的频率。步骤13，限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率，使得所述电子器件的工作频率不超过所述第一频率。从以上步骤可以看出，由于第一对应关系中与第一电流值对应的频率是第一频率，即第一频率能够使得电子器件在频率下工作时有较好的效率，因此在步骤13中限定电子器件的工作频率为所述第一频率，使得该电子器件工作在该第一频率或低于该第一频率，从而可以保证电子器件具有较好的运行性能，且不会因为工作在更高的频率而导致浪费不必要的功耗。本实施例所述控制电子器件工作频率的方法，在上述步骤12中，还可以进一步根据预先设定的电流值与斜率之间的第二对应关系，确定所述第一电流值对应的第一斜率。 在上述步骤13的限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率之后，本实施例所述控制电子器件工作频率的方法，还包括步骤14，获取所述电子器件的工作电流幅度相对于时间的变化斜率。这里，所述变化斜率的获取是在第一时间获取所述电子器件工作的第二电流值， 在第二时间获取所述电子器件工作的第三电流值；将第三电流值与第二电流值的差值，除以第二时间与第一时间的差值，得到所述变化斜率。步骤15，在所述变化斜率大于所述第一斜率时，解除对所述第一频率的限定。步骤16，在所述变化斜率不大于所述第一斜率时，保持对所述第一频率的限定。上述步骤11 16可以周期性的执行。这里，当变化斜率大于第一斜率时，说明在当前的工作频率该电子器件的工作电流发生了迅猛的增加，即表示当前的工作频率与电子器件的工作状态并不合适，因此需要解除对频率的限定，使得电子器件可以自行调整自身工作频率。在变化斜率不大于第一斜率时，说明电子器件工作电流变化较缓慢，因此可以继续保持对电子器件工作频率的限定， 以获取性能与功耗之间较好的平衡。
这里，电流值与斜率之间的第二对应关系，可以由用户根据需要事先设置。例如， 在用户更多的是希望节约功耗时，可以将第一斜率设置得较大，这样解除频率限定的门限较高，电子器件在相对较低的频率运行，能够节约更多的功耗，对于使用电池供电的系统， 可以获得更长的电池使用时间。再例如，在用户希望性能优先时，可以将第一斜率设置得较小，这样解除频率限定的门限降低，电子器件容易切换到较高的频率运行，从而获得较好的运行性能。下面说明第一对应关系的确定过程。在所述电子器件工作在选定负载的情况下，改变所述电子器件的工作频率，测试所述电子器件运行的性能得分和功耗，并根据所述性能得分和功耗的比值计算得到不同工作频率下电子器件的工作效率；根据计算得到的所述工作效率，确定所述电子器件具有最高工作效率的第一工作频率，并确定所述电子器件在工作在所述第一工作频率下时的第一工作电流值，设置所述第一工作电流值对应的频率为所述第一工作频率；改变所述选定负载的大小，进行多次测试，建立所述第一对应关系。
下面对以上过程进行详细说明。例如，采用测试程序进行测试，通过该测试程序给电子器件施加不同的负载 (Loading)，例如选择的负载，使得该电子器件工作在1 %的负载下，然后从小到大改变电子器件的工作频率，同时获取在不同工作频率下电子器件运行的性能得分(影响性能得分的因素包括电子器件反应速度和测试程序运行的流畅程度等因素，性能得分可以使用各种性能测试软件来获取)，同时测量电子器件的功耗，并计算不同工作频率下的性能得分与功耗的比值，该比值作为工作效率的考察指标。这样，可以得到在的负载下电子器件运行的一组数据，从该组数据中选择出工作效率最高的第一工作频率，以及工作在第一工作频率时的功耗；根据功耗计算公式P = α CV2F以及ρ = VI，可以求解得到电子器件工作在第一工作频率下时的第一工作电流I (当然，第一工作电流值也可以测量获得)；然后设置该第一工作电流与该第一工作频率相对应。接下来，改变电子器件的负载，重复上述测试过程，得到多组第一工作电流与第一工作频率的对应关系，根据这些对应关系，最终建立所述第一对应关系。某些情况下，限于电子器件的构架，电子器件的工作频率不是连续的，例如一个最高工作频率为2. 53G赫兹CPU，它的工作频率是若干不连续的频率点，例如600M、800M、 1. 2G、1. 8G、2. 2G和2. 53G等多个频率点。在进行上述测试时能够针对不同的负载，分别获得若干组数据。将某个负载下的工作效率和功耗的数据标示在以工作效率为竖轴，功耗为横轴的平面图中，能够得到若干个点，将这些点用曲线连接起来，得到如图2所示的曲线图。图2中，最高工作效率为A，对应功耗为Pb，对应的第一工作电流为Ib，对应的工作频率为Fb。由于Fb可能并不是该电子器件能够工作的频率点，此时需要在Fb的附近寻找一个合适的工作频率。选择该曲线中工作效率大于预定门限(图2中为B)的部分，获取该部分的临界功耗(图2中为Pa和Pc)；进而确定临界功耗对应的临界频率，假设为Fa和Fe。 然后，在Fa到Fc的频率范围内，选择该电子器件能够工作的频率点，作为第一工作电流Ib 的第一工作频率。
另外，本实施例还可以针对电流区间来设置工作频率与电流之间的对应关系。例如，仍然以图2为例，假设Fa和Fc各自对应的工作电流分别为Ia和Ic，则为Ia到Ic的电流区间中的电流都设置相同的第一工作频率，如Fb或者Fa到Fc的频率范围内电子器件能够工作的频率点。这样，最终形成的一种第一对应关系可能如下表所示。这样所选择出来的各个电流区间所对应的频率，就是该电子器件在该电流区间工作时，在该电子器件能够工作的所有工作频率中具有最高工作效率的频率。
权利要求
1.一种控制电子器件工作频率的方法，其特征在于，包括 获取所述电子器件工作时的第一电流值；根据预先设定的电流值与频率之间的第一对应关系，确定所述第一电流值对应的第一频率；限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率，使得所述电子器件的工作频率不超过所述第一频率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取所述电子器件工作时的第一电流值之后，还包括根据预先设定的电流值与斜率之间的第二对应关系，确定所述第一电流值对应的第一斜率； 在所述限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率之后，还包括 获取所述电子器件的工作电流幅度相对于时间的变化斜率； 在所述变化斜率大于所述第一斜率时，解除对所述第一频率的限定； 在所述变化斜率不大于所述第一斜率时，保持对所述第一频率的限定。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述获取所述电子器件工作时的第一电流值包括对所述电子器件的工作电流进行预定次数的采集，将所有采集到的工作电流进行平均，得到所述第一电流值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一频率是所述电子器件在工作电流为所述第一电流值时具有最高工作效率的频率；所述第一对应关系的确定包括在所述电子器件工作在选定负载的情况下，改变所述电子器件的工作频率，测试所述电子器件运行的性能得分和功耗，并根据所述性能得分和功耗的比值计算得到不同工作频率下电子器件的工作效率；根据计算得到的所述工作效率，确定所述电子器件具有最高工作效率的第一工作频率，并确定所述电子器件在工作在所述第一工作频率下时的第一工作电流值，设置所述第一工作电流值对应的频率为所述第一工作频率；改变所述选定负载的大小，进行多次测试，建立所述第一对应关系。
5.一种控制电子器件工作频率的装置，其特征在于，包括 电流获取单元，用于获取所述电子器件工作时的第一电流值；频率确定单元，用于根据预先设定的电流值与频率之间的第一对应关系，确定所述第一电流值对应的第一频率；第一控制单元，用于限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率，使得所述电子器件的工作频率不超过所述第一频率。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括斜率确定单元，用于根据预先设定的电流值与斜率之间的第二对应关系，确定所述第一电流值对应的第一斜率；斜率获取单元，用于获取所述电子器件的工作电流幅度相对于时间的变化斜率； 第二控制单元，用于在所述变化斜率大于所述第一斜率时，解除对所述第一频率的限定，以及，在所述变化斜率不大于所述第一斜率时，保持对所述第一频率的限定。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电流获取单元包括获取子单元，用于对所述电子器件的工作电流进行预定次数的采集，将所有采集到的工作电流进行平均，得到所述电子器件的工作电流值。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一频率是所述电子器件在工作电流为所述第一电流值时具有最高工作效率的频率，所述装置还包括对应关系确定单元，用于在所述电子器件工作在选定负载的情况下，改变所述电子器件的工作频率，测试所述电子器件运行的性能得分和功耗，并根据所述性能得分和功耗的比值计算得到不同工作频率下电子器件的工作效率；根据计算得到的所述工作效率，确定所述电子器件具有最高工作效率的第一工作频率，并确定所述电子器件在工作在所述第一工作频率下时的第一工作电流值，设置所述第一工作电流值对应的频率为所述第一工作频率；以及，改变所述选定负载的大小，进行多次测试，建立所述第一对应关系。
9.一种计算机，其特征在于，包括 能够工作在多个工作频率下的电子器件； 其特征在于，还包括电流获取单元，用于获取所述电子器件工作时的第一电流值； 频率确定单元，用于根据预先设定的电流值与频率之间的第一对应关系，确定所述第一电流值对应的第一频率；第一控制单元，用于限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率，使得所述电子器件的工作频率不超过所述第一频率。
10.如权利要求9所述的计算机，其特征在于，还包括斜率确定单元，用于根据预先设定的电流值与斜率之间的第二对应关系，确定所述第一电流值对应的第一斜率；斜率获取单元，用于获取所述电子器件的工作电流幅度相对于时间的变化斜率； 第二控制单元，用于在所述变化斜率大于所述第一斜率时，解除对所述第一频率的限定，以及，在所述变化斜率不大于所述第一斜率时，保持对所述第一频率的限定。
11.如权利要求9所述的计算机，其特征在于，所述电流获取单元包括获取子单元，用于对所述电子器件的工作电流进行预定次数的采集，将所有采集到的工作电流进行平均，得到所述电子器件的工作电流值。
12.如权利要求9所述的计算机，其特征在于，所述第一频率是所述电子器件在工作电流为所述第一电流值时具有最高工作效率的频率；所述计算机还包括对应关系确定单元，用于在所述电子器件工作在选定负载的情况下，改变所述电子器件的工作频率，测试所述电子器件运行的性能得分和功耗，并根据所述性能得分和功耗的比值计算得到不同工作频率下电子器件的工作效率；根据计算得到的所述工作效率，确定所述电子器件具有最高工作效率的第一工作频率，并确定所述电子器件在工作在所述第一工作频率下时的第一工作电流值，设置所述第一工作电流值对应的频率为所述第一工作频率；以及，改变所述选定负载的大小，进行多次测试，建立所述第一对应关系。
全文摘要
本发明提供了一种控制电子器件工作频率的方法、装置和计算机。其中所述方法包括获取所述电子器件工作时的第一电流值；根据预先设定的电流值与频率之间的第一对应关系，确定所述第一电流值对应的第一频率；限定所述电子器件的工作频率为所述第一频率，使得所述电子器件的工作频率不超过所述第一频率。本发明基于实时监测的电子器件工作电流，调整电子器件的工作频率，使得电子器件的工作频率与当前负载相适应，在保证电子器件工作性能的同时节约了电子器件功耗，提高了能耗效率。
文档编号G06F1/32GK102270031SQ20101019822
公开日2011年12月7日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者唐明鹏, 廖俊 申请人:联想(北京)有限公司