时钟频率调节装置、方法和电子设备与流程

1.本技术属于电子设备技术领域，尤其涉及一种时钟频率调节装置、方法和电子设备。


背景技术：

2.随着技术的发展，电子设备越来越多的走进人们的生活。然而，电子设备在使用过程中，当电子设备的内部部件进行状态切换时，可能会导致供电系统无法及时满足供电需求，造成供电电压出现短时下降的现象，影响电子设备的工作稳定性。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种时钟频率调节装置、方法和电子设备，可以提升电子设备的工作稳定性。
4.第一方面，本技术实施例提供一种时钟频率调节装置，包括：
5.电压降预测模块，其配置为接收时钟源选择信号和负载的状态信号，并且基于所述时钟源选择信号和所述负载的状态信号产生控制信号；以及
6.时钟频率调节模块，其配置为接收并基于所述控制信号调节所述负载的时钟频率。
7.第二方面，本技术实施例提供了一种时钟频率调节方法，所述方法包括：
8.基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号；
9.基于所述控制信号调节所述负载的时钟频率。
10.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括时钟频率调节装置，所述时钟频率调节装置为本技术实施例提供的所述时钟频率调节装置。
11.本技术实施例中，由于设置电压降预测模块以及时钟频率调节模块；电压降预测模块配置为接收时钟源选择信号和负载的状态信号，并且基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号，时钟频率调节模块配置为接收并基于控制信号调节负载的时钟频率，通过控制负载的时钟频率的方式延长负载状态切换的时间，从而可以控制减小负载的瞬态电压降的变化幅度，达到提前缓解负载瞬态电压降的效果。因此本技术实施例可以提升电子设备的工作稳定性。
附图说明
12.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
13.图1为相关技术中中央处理器(central processing unit，cpu)供电的结构示意图。
14.图2为相关技术中cpu电压的变化趋势示意图。
15.图3为相关技术中cpu典型时钟模块的结构示意图。
16.图4为本技术实施例提供的时钟频率调节装置的结构示意图。
17.图5为相关技术中cpu时钟频率与电压的关系示意图。
18.图6为本技术实施例提供的cpu时钟频率与电压的关系示意图。
19.图7为本技术实施例提供的电压降预测模块的结构示意图。
20.图8为本技术实施例提供的时钟频率调节模块的一种结构示意图。
21.图9为本技术实施例提供的时钟频率调节模块的另一种结构示意图。
22.图10为本技术实施例提供的时钟频率调节方法的流程示意图。
23.图11为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.随着技术的发展，电子设备越来越多的走进人们的生活。然而，电子设备在使用过程中，当电子设备的内部部件进行状态切换时，比如，芯片上的cpu在短时间内从空闲状态切换至高速重负载的工作状态，此过程中由于所需电流激增，可能会导致供电系统无法及时满足供电需求，而造成cpu供电电压出现短时下降的现象，即cpu瞬态电压降，从而影响电子设备的工作稳定性。
26.比如，请参阅图1和图2，图1为相关技术中中央处理器供电的结构示意图。图2为相关技术中cpu电压的变化趋势示意图。图1中，当片上系统(system on chip，soc)芯片上的cpu在短时间内从空闲状态切换至高速重负载的工作状态，此过程中由于所需电流激增，可能会导致供电系统无法及时满足供电需求，而造成cpu供电电压出现短时下降的现象，如图2所示的cpu瞬态电压降。
27.相关技术中，关于缓解芯片电压降或电源噪声的技术方案，通常先对电压降或电源噪声进行测量，当发现电压降或电源噪声后再对电压进行调节。例如使用电源噪声峰值测量模块检测是否存在电源噪声，再利用电源噪声峰值调节模块来缓解电源噪声。另有部分技术方案在芯片设计阶段插入耦合电容，通过电容的充放电缓解电压降问题。
28.相关技术中，一些关于芯片电压降的技术方案，侧重点主要在电压降的检测，比如使用一种高速、精确的电压降检测模块进行电压降的检测，再如使用基于伪随机序列生成与检测的电源压降测量方案。
29.相关技术中，主流技术方案是先对电压降进行测量，发现电压降问题后再对电压降进行调节。该技术方案的缺点在于只能在电压降出现之后再进行调节，无法提前缓解或避免电压降的出现。因此，该类技术方案依赖于电压降测量以及调节模块的测量和响应速度，假如测量或响应速度较慢，则无法及时响应cpu的瞬态电压降。同时，在测量和调节模块完成测量和电压调节之前，cpu还是会面临短暂的电压降问题。
30.对于相关技术中在芯片设计阶段插入耦合电容的技术方案，由于在芯片中插入了
耦合电容，因此该技术方案对于电压降的补偿能力由耦合电容的大小决定，当芯片被生产之后，其对于电压降的补偿能力则已经固定，无法根据芯片实际使用的场景进行调节。
31.可知，相关技术中，目前主流技术方案无法提前判断瞬态电压降的发生并提前采取预防措施，某些技术方案存在电压调节能力固化而缺乏灵活性的缺点。
32.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种时钟频率调节装置，通过引入电压降压预测模块，根据cpu的状态信号的变化预判可能导致瞬态电压降的cpu工作状态的切换，然后通过增加时钟频率调节模块，以控制cpu时钟频率的方式延长cpu从空闲状态切换到重负载工作状态的时间，从而抑制cpu电压的大幅波动，达到提前缓解cpu瞬态电压降的效果。以下将分别进行详细说明。
33.请参阅图3，图3为相关技术中cpu典型时钟模块的结构示意图，cpu通常拥有超过一个时钟源，每个时钟源提供不同频率的时钟。当cpu负载较重时，通常会使用时钟频率较高的时钟源，以提升cpu的工作速度。图3中的时钟源选择信号，用于从多个时钟源中选出一个作为cpu的工作时钟。当cpu处于空闲状态时，对时钟频率没有特殊的要求，有可能使用时钟频率较高的时钟源，也有可能使用时钟频率较低的时钟源，可能受到进入空闲状态前的时钟频率、空闲状态的持续时长等因素影响。
34.请参阅图4，图4为本技术实施例提供的时钟频率调节装置的结构示意图。该时钟频率调节装置100包括电压降预测模块101以及时钟频率调节模块102。图4中，中央处理器cpu为负载。图4在图3中的基础上增加了电压降预测模块101和时钟频率调节模块102。
35.如图4所示，电压降预测模块101的一个输入端与负载的状态信号端连接，电压降预测模块101的另一个输入端与时钟源选择信号端连接，电压降预测模块101的控制端与时钟频率调节模块102的输入端连接，时钟频率调节模块102的输入端还分别与时钟源选择信号端及多个时钟源端连接，时钟频率调节模块102的输出端与负载连接。
36.需要说明的是，通过设置多个时钟源端，每个时钟源端都可以输入不同频率的时钟源，这样可以提供较多频率的时钟源，以提供多样化的时钟频率，满足不同cpu对时钟频率的需求。
37.其中，电压降预测模块101，其配置为接收时钟源选择信号和负载的状态信号，并且基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号。比如，电压降预测模块101的一个输入端输入负载的状态信号(即图4中的cpu状态信号)，电压降预测模块101的另一个输入端输入时钟源选择信号，电压降预测模块101基于该时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号，电压降预测模块101的输出端输出该控制信号给时钟频率调节模块102。
38.时钟频率调节模块102，其配置为接收并基于控制信号调节负载的时钟频率。比如，时钟频率调节模块102根据该控制信号调节输出给负载的时钟频率，控制减小负载的瞬态电压降的变化幅度。
39.可以理解的是，本技术实施例中，由于设置电压降预测模块101以及时钟频率调节模块102；电压降预测模块101配置为接收时钟源选择信号和负载的状态信号，并且基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号，时钟频率调节模块102配置为接收并基于控制信号调节负载的时钟频率，通过控制负载的时钟频率的方式延长负载状态切换的时间，从而可以控制减小负载的瞬态电压降的变化幅度，达到提前缓解负载瞬态电压降的效果。因此本技术实施例可以提升电子设备的工作稳定性。
40.比如，在一种实施方式中，电压降预测模块101可以进一步配置为：根据时钟源选择信号和负载的状态信号确定负载是否会发生瞬态电压降；以及当确定负载会发生瞬态电压降时，产生控制信号。
41.具体而言，例如，电压降预测模块101可以根据负载的状态信号和时钟源选择信号确定负载是否会发生瞬态电压降，若确定负载会发生瞬态电压降，则电压降预测模块101的输出端输出控制信号给时钟频率调节模块102，时钟频率调节模块102可以根据该控制信号调节输出给负载的时钟频率，控制减小负载的瞬态电压降的变化幅度。
42.比如，电压降预测模块101将cpu的状态信号和时钟源选择信号作为输入信号，并依据该输入信号确定cpu是否可能发生瞬态电压降。当确定cpu可能发生瞬态电压降时，输出控制信号给时钟频率调节模块102。时钟频率调节模块102根据该控制信号调节输出给cpu的时钟频率，延长cpu从空闲状态切换到重负载工作状态的时间，从而让供电系统有更长时间进行响应，可以有效缓解cpu的瞬态电压降。
43.可以理解的是，本技术实施例中，电压降预测模块101根据负载的状态信号和时钟源选择信号确定负载是否会发生瞬态电压降，若确定目标会发生瞬态电压降，则电压降预测模块101的输出端输出控制信号给时钟频率调节模块102，时钟频率调节模块102根据控制信号调节输出给负载的时钟频率，通过控制负载的时钟频率的方式延长负载状态切换的时间，从而控制减小负载的瞬态电压降的变化幅度，达到提前缓解负载瞬态电压降的效果，以提升电子设备的工作稳定性。
44.请参阅图5，图5为相关技术中cpu时钟频率与电压的关系示意图，图5中给出了相关技术中未设置电压降预测模块及时钟频率调节模块时，可能出现的一种cpu时钟频率与电压的关系。其中，cpu时钟频率在cpu空闲状态以及cpu重负载工作状态等两种状态下保持不变。cpu由于从空闲状态切换到重负载工作状态，并且时钟频率较高，使得cpu的功耗迅速增加，导致瞬态电压降出现。
45.请参阅图6，图6为本技术实施例提供的cpu时钟频率与电压的关系示意图。图6给出了实施本技术实施例中的技术方案后，即实施增加电压降预测模块101以及时钟频率调节模块102的技术方案后，一种可能出现的cpu时钟频率与电压的关系示意图，当然，在其它实施方式中，cpu时钟频率与电压的关系还可能是其它不同的变化趋势关系。
46.其中，当cpu从空闲状态切换到重负载工作状态时，电压降预测模块101确定可能发生瞬态电压降，并将确定结果发送给时钟频率调节模块102。时钟频率调节模块102迅速降低输出给cpu的时钟频率，此时cpu虽然处于重负载工作状态，但由于时钟频率降低，减少了cpu的功耗，从而减轻了cpu对供电系统造成的瞬时压力。此后，供电系统将逐渐恢复稳定，时钟频率调节模块102在等待一段时间后再将cpu工作时钟恢复到较高的频率，此时会对供电系统造成第二次的瞬时压力，产生第二次瞬时电压降。但这两次瞬时电压降变化幅度较小，相比相关技术中的单次大幅电压降均有较大改善。
47.需要说明的是，在一种可能的实施方式中，在调节输出给cpu的时钟频率时，可以调节使对供电系统造成第三次的瞬时压力或更多次的瞬时压力，产生第三次或更多次瞬时电压降，这样就会进一步减弱瞬时电压降每次的变化幅度，进一步提升电子设备的工作稳定性。
48.比如，在一种实施方式中，时钟频率调节模块102可以进一步配置为：根据控制信
号在预设时间段内减小负载的时钟频率。例如，原始输出给负载的时钟频率为f1，当需要对负载的时钟频率进行调节时，则在预设时间段内将负载的时钟频率减小为f2，f1＞f2，若预设时间段为t1，则在t1时间段内，输出给负载的时钟频率为f2，超过预设时间段t1后，开始将输出给负载的时钟频率提升为f1。该预设时间段t1可以通过软件进行相应设置，例如，通过软件将预设时间段t1设置为10ns，再例如通过软件将预设时间段t1设置为12ns，通过软件将预设时间段t1设置为14ns，等等。在实际应用中，预设时间段t1的大小可以根据具体需求进行相应设置，本技术实施例对预设时间段t1的大小不做限制。
49.以负载为cpu为例，在调节cpu的时钟频率时，具体可以是，在预设时间段内减小cpu的时钟频率。比如，原始输出给cpu的时钟频率为f1，当需要对cpu的时钟频率进行调节时，则在预设时间段内将cpu的时钟频率减小为f2，f1＞f2，如f1为2.0ghz，f2为1.0ghz，若预设时间段为t1，则在t1时间段内，输出给cpu101的时钟频率为f2，超过预设时间段t1后，开始将输出给负载的时钟频率提升为f1。该预设时间段t1可以通过软件进行相应设置，例如，通过软件将预设时间段t1设置为10ns，再例如通过软件将预设时间段t1设置为12ns，通过软件将预设时间段t1设置为14ns，等等。在实际应用中，预设时间段t1的大小可以根据具体需求进行相应设置，本技术实施例对预设时间段t1的大小不做限制。
50.比如，在一种实施方式中，当负载的状态信号为高电平时，则可以确定负载处于空闲状态。其中，负载的状态信号可以包括以下中的任一项：等待中断(wait for interrupt，wfi)信号、等待事件(wait for event，wfe)信号、睡眠状态信号以及空闲状态信号。
51.以负载为cpu，负载的状态信号为wfi信号为例进行说明。请参阅图7，图7为本技术实施例提供的电压降预测模块的结构示意图。该实现方式中，cpu提供给电压降预测模块101的状态信号为wfi信号。等待中断状态是cpu中较为常见的一种低功耗状态，cpu在等待中断状态下，大部分模块处于空闲状态，wfi信号用于指示cpu是否处于等待中断状态，当该wfi信号为高电平时，表示cpu处于等待中断状态。
52.在一种实施方式中，电压降预测模块101可以包括检测模块111，其配置为：对负载的状态信号进行检测，以确定负载是否将退出空闲状态。
53.比如，在一种实施方式中，检测模块111对负载的状态信号进行下降沿检测，判断负载的状态信号是否从高电平变成低电平，当负载的状态信号从高电平变成低电平时，会出现下降沿，因此对负载的状态信号进行下降沿检测，就可以确定负载的状态信号是否从高电平变成低电平，当负载的状态信号从高电平变成低电平时，则可以确定负载将退出空闲状态。
54.再比如，以负载为cpu，负载的状态信号为wfi信号为例进行说明。其中，检测模块111首先对wfi信号进行下降沿检测，判断wfi信号是否从高电平变为低电平。若该条件满足，即wfi信号从高电平变为低电平，意味着cpu将从低功耗的等待中断状态退出，有可能进入高负载的工作状态(即重负载工作状态)。
55.在一种实施方式中，电压降预测模块101可以包括频率判断模块112，其配置为：确定时钟源选择信号对应的当前时钟频率；以及判断当前时钟频率是否高于预定阈值。需要说明的是，频率判断模块112可以存储有预定查找表，其指示时钟源选择信号与时钟频率的对应关系，并且频率判断模块112配置为通过查询预定查找表来确定时钟源选择信号对应的当前时钟频率。
56.在一种实施方式中，电压降预测模块101可以包括输出模块113，其配置为：当确定负载将退出空闲状态且当前时钟频率是高于预定阈值时，产生控制信号。
57.比如，频率判断模块112通过查询预定查找表来确定时钟源选择信号对应的当前时钟频率，将时钟源选择信号对应的当前时钟频率与预定阈值进行对比，若确定负载将退出空闲状态且当前时钟频率高于预定阈值，则确定负载会出现瞬态电压降，输出模块113产生控制信号给时钟频率调节模块102，以控制时钟频率调节模块102进行频率调节。
58.比如，时钟源选择信号输入到频率判断模块112，频率判断模块112通过查询预定查找表来确定时钟源选择信号对应的当前时钟频率，将该当前时钟频率与预定阈值进行对比，假如当前时钟频率高于预定阈值，则认为cpu接下来的工作频率较高。如果同时满足cpu将退出等待中断状态，且当前时钟频率高于预定阈值这两个条件，则确定cpu可能出现瞬态电压降，则输出模块113产生控制信号给时钟频率调节模块102，以控制时钟频率调节模块102进行频率调节。
59.图7作为其中一个示例仅仅给出了电压降预测模块的一种实现方式，在该实现方式中，cpu提供给电压降预测模块101的状态信号为wfi信号。在具体的实现方式中，负载的状态信号还有可能是等待事件信号、睡眠状态信号或空闲状态信号等，取决于cpu的种类和设计差异，状态信号名称会有所变化。
60.比如，检测模块111首先对wfe信号进行下降沿检测，判断wfe信号是否从高电平变为低电平。若该条件满足，即wfe信号从高电平变为低电平，意味着cpu将从低功耗的等待事件状态退出，有可能进入高负载的工作状态(重负载工作状态)。同时，时钟源选择信号输入到频率判断模块112，频率判断模块112通过查询预定查找表确定时钟源选择信号对应的当前时钟频率，然后将当前时钟频率与预定阈值进行对比，假如当前时钟频率高于预定阈值，则认为cpu接下来的工作频率较高。如果同时满足cpu将退出等待事件状态，且当前时钟频率高于预定阈值这两个条件，则确定cpu可能出现瞬态电压降，则输出模块113产生控制信号，以控制时钟频率调节模块102进行频率调节。
61.再比如，检测模块111首先对睡眠状态信号进行下降沿检测，判断睡眠状态信号是否从高电平变为低电平。若该条件满足，即睡眠状态信号从高电平变为低电平，意味着cpu将从低功耗的睡眠状态退出，有可能进入高负载的工作状态(重负载工作状态)。同时，时钟源选择信号输入到频率判断模块112，频率判断模块112通过查询预定查找表确定时钟源选择信号对应的当前时钟频率，然后与预定阈值进行对比，假如当前时钟频率高于预定阈值，则认为cpu接下来的工作频率较高。如果同时满足cpu将退出睡眠状态，且当前时钟频率高于预定阈值这两个条件，则确定cpu可能出现瞬态电压降，则输出模块113产生控制信号，以控制时钟频率调节模块102进行频率调节。
62.又比如，检测模块111首先对空闲状态信号进行下降沿检测，判断空闲状态信号是否从高电平变为低电平。若该条件满足，即空闲状态信号从高电平变为低电平，意味着cpu将从低功耗的空闲状态退出，有可能进入高负载的工作状态(重负载工作状态)。同时，时钟源选择信号输入到频率判断模块112，频率判断模块112通过查询预定查找表确定时钟源选择信号对应的当前时钟频率，然后与预定阈值进行对比，假如当前时钟频率高于预定阈值，则认为cpu接下来的工作频率较高。如果同时满足cpu将退出空闲状态，且当前时钟频率高于预定阈值这两个条件，则确定cpu可能出现瞬态电压降，则输出模块113产生控制信号，以
控制时钟频率调节模块102进行频率调节。
63.本技术实施例创新地引入了电压降预测模块101和时钟频率调节模块102，相比传统技术方案先检测瞬态电压降再调节电压的方式，本技术实施例中的技术方案能够提前缓解可能出现的cpu瞬态电压降，起到相关技术中的技术方案无法达到的提前预防的效果。
64.比如，在一种实施方式中，请参阅图8，图8为本技术实施例提供的时钟频率调节模块的一种结构示意图。图8中，时钟频率调节模块102包括倒计时模块211，其配置为响应于控制信号进入倒计时模式。其中，倒计时模块211的输入端与电压降预测模块101连接，电压降预测模块101的输出端输出的控制信号输入到倒计时模块211，当倒计时模块211处于倒计时模式时，时钟频率调节模块102对负载的时钟频率进行调节，当退出倒计时模式时，时钟频率调节模块102将负载的时钟频率恢复为调节前的时钟频率。
65.具体而言，来自电压降预测模块101的控制信号输入到时钟频率调节模块102中的倒计时模块211，使倒计时模块211开始进入倒计时模式。该倒计时模块211会有一个软件可配置的倒计时起始值，例如通过软件配置倒计时起始值为10ns。倒计时模块211从10ns开始倒计时，在倒计时过程中，倒计时时间逐步减小，在退出倒计时模式之前，时钟频率调节模块102会一直对时钟频率进行调节，直到退出倒计时模式，即倒计时时间变成0ns后，将cpu的时钟频率恢复到cpu原本的时钟频率(即调节前的时钟频率)。
66.再例如，通过软件配置倒计时起始值为12ns。倒计时模块211从12ns开始倒计时，在倒计时过程中，倒计时时间逐步减小，在退出倒计时模式之前，时钟频率调节模块102会一直对时钟频率进行调节，直至退出倒计时模式，即倒计时时间变成0ns后，将cpu的时钟频率恢复到cpu原本的时钟频率(即调节前的时钟频率)。
67.可以理解的是，通过配置不同的倒计时起始值，可以获得对瞬态电压降不同程度的缓解能力，倒计时的时间越长，对瞬态电压降的缓解能力也越强。例如，通过软件配置倒计时模块211的倒计时起始值为14ns，以增强对瞬态电压降的缓解能力。实际应用中，可以根据具体需求设置倒计时起始值，本技术实施例对倒计时起始值的大小不做限制。
68.对于时钟频率的调节，本技术实施例给出两种可行的实现方式，下面对这两种实现方式进行详细说明。
69.比如，在一种实施方式中，如图8所示，时钟频率调节模块102包括选择模块212和第一多路选择模块213，其中，第一多路选择模块213配置为从多个时钟源接收多个时钟信号。
70.选择模块212配置为接收时钟源选择信号，当倒计时模块211处于倒计时模式时，输出过渡时钟源选择信号作为调节信号，并且当倒计时模块211退出倒计时模式时，输出时钟源选择信号作为调节信号，其中，过渡时钟源选择信号指示如下时钟信号，该时钟信号为多个时钟信号中的一个时钟频率低于时钟源选择信号指示的时钟频率的时钟信号。
71.第一多路选择模块213进一步配置为接收调节信号，并且将负载的时钟频率调节为调节信号指示的时钟频率。
72.例如，选择模块212可以接收时钟源选择信号，当倒计时模块211处于倒计时模式时，向选择模块212发送时钟源控制信号，选择模块212根据时钟源控制信号选择过渡时钟源选择信号，输出过渡时钟源选择信号作为调节信号，其中，过渡时钟源选择信号指示如下时钟信号，该时钟信号为多个时钟信号中的一个时钟频率低于时钟源选择信号指示的时钟
频率的时钟信号。第一多路选择模块213接收该调节信号，将负载的时钟频率调节为该调节信号指示的时钟频率，即选择过渡时钟源作为输入时钟源，将负载的时钟频率调节为过渡时钟源的时钟频率。当倒计时模块211退出倒计时模式时，选择模块212根据时钟源控制信号选择时钟源选择信号，输出时钟源选择信号作为调节信号，第一多路选择模块213接收调节信号，将负载的时钟频率调节为该调节信号指示的时钟频率，即选择原始时钟源作为输入时钟源，将负载的时钟频率调节为原始时钟源的时钟频率。
73.具体而言，该第一种时钟频率的调节方式可以是通过对时钟源进行控制实现的。当倒计时模块211处于倒计时模式时，选择过渡时钟源而非cpu原有的时钟源，该过渡时钟源的时钟频率低于cpu原有时钟源的时钟频率。例如，时钟源1的时钟频率为2.0ghz，时钟源2的时钟频率为1.0ghz，根据外部输入的时钟源选择信号，cpu原本会选择时钟源1，即2.0ghz的时钟频率。此时倒计时模块211控制选择模块212选中过渡时钟源选择信号作为调节信号，而非外部输入的时钟源选择信号。第一多路选择模块213接收该调节信号，将cpu的时钟频率调节为该调节信号指示的时钟源2的时钟频率。退出倒计时模式时，选择模块212输出时钟源选择信号作为调节信号，即重新选择外部输入的时钟源选择信号，将cpu的时钟频率恢复为时钟源1的时钟频率。
74.再例如，时钟源3的时钟频率为2.0ghz，时钟源4的时钟频率为1.0ghz，根据外部输入的时钟源选择信号，cpu原本会选择时钟源3，即2.0ghz的时钟频率。此时倒计时模块211控制选择模块212选中过渡时钟源选择信号作为调节信号，而非外部输入的时钟源选择信号。第一多路选择模块213接收该调节信号，将cpu的时钟频率调节为该调节信号指示的时钟源4的时钟频率。退出倒计时模式时，选择模块212输出时钟源选择信号作为调节信号，即重新选择外部输入的时钟源选择信号，将cpu的时钟频率恢复为时钟源3的时钟频率。
75.比如，在另一种实施方式中，请参阅图9，图9为本技术实施例提供的时钟频率调节模块的另一种结构示意图。图9中，时钟频率调节模块102包括第一多路选择模块213和分频模块214，图9与图8的区别是：图9是通过第一多路选择模块213和分频模块214实现频率调节的，而图8是通过选择模块212和第一多路选择模块213实现频率调节的。图9中，第一多路选择模块213配置为：接收时钟源选择信号和从多个时钟源接收多个时钟信号，并从多个时钟信号中输出与时钟源选择信号对应的第一时钟信号；分频模块214配置为：接收第一时钟信号；当倒计时模块211处于倒计时模式时，以预定分频比例将第一时钟信号的时钟频率调节为调节频率，并且当倒计时模块211退出倒计时模式时，将第一时钟信号的时钟频率作为调节频率；以及将负载的时钟频率调节为调节频率。
76.分频模块214的一个输入端与倒计时模块211连接，分频模块214的另一个输入端与第一多路选择模块213连接，分频模块214的输出端与负载连接。
77.具体而言，第二种时钟频率的调节方式可以是通过分频模块214进行调节。第一多路选择模块213接收时钟源选择信号，以及从多个时钟源接收多个时钟信号，并从该多个时钟信号中输出与时钟源选择信号对应的第一时钟信号，分频模块214接收该第一时钟信号。当倒计时模块211处于倒计时模式时，可以输出一个分频控制信号到图9中的分频模块214。分频模块214会以一个软件可配置的预定分频比例将第一时钟信号的时钟频率调节为调节频率。
78.例如预定分频比例配置为1/4，则分频模块214输出的时钟频率将是输入时钟频率
的1/4，比如，时钟源1的时钟频率为2.0ghz，根据外部输入的时钟源选择信号，cpu选择时钟源1，即2.0ghz的时钟频率。分频模块214输入的第一时钟信号的时钟频率为2.0ghz，则分频模块214经过1/4的分频操作后，将第一时钟信号的时钟频率调节为调节频率0.5ghz，也即输出给cpu的时钟频率为0.5ghz。当倒计时模块211退出倒计时模式时，将第一时钟信号的时钟频率2.0ghz作为调节频率，将负载的时钟频率调节为该调节频率2.0ghz。
79.例如预定分频比例配置为1/5，则分频模块214输出的时钟频率将是输入时钟频率的1/5。比如，时钟源1的时钟频率为2.0ghz，根据外部输入的时钟源选择信号，cpu选择时钟源1，即2.0ghz的时钟频率。分频模块214输入的第一时钟信号的时钟频率为2.0ghz，则分频模块214经过1/5的分频操作后，将第一时钟信号的时钟频率调节为调节频率0.4ghz，也即输出给cpu的时钟频率为0.4ghz。当倒计时模块211退出倒计时模式时，将第一时钟信号的时钟频率2.0ghz作为调节频率，将负载的时钟频率调节为该调节频率2.0ghz。
80.例如预定分频比例配置为2/5，则分频模块214输出的时钟频率将是输入时钟频率的2/5。比如，时钟源1的时钟频率为2.0ghz，根据外部输入的时钟源选择信号，cpu选择时钟源1，即2.0ghz的时钟频率。分频模块214输入的第一时钟信号的时钟频率为2.0ghz，则分频模块214经过2/5的分频操作后，将第一时钟信号的时钟频率调节为调节频率0.8ghz，也即输出给cpu的时钟频率为0.8ghz。当倒计时模块211退出倒计时模式时，将第一时钟信号的时钟频率2.0ghz作为调节频率，将负载的时钟频率调节为该调节频率2.0ghz。
81.由此可知，通过分频模块214也可以实现短暂降低cpu的时钟频率的作用，从而延长cpu从空闲状态切换到重负载工作状态的时间，从而抑制cpu电压的大幅波动，达到提前缓解cpu瞬态电压降的效果。
82.本技术实施例引入电压降预测模块101和时钟频率调节模块102，通过提前对cpu的时钟频率进行调节，有效缓解了cpu在工作状态切换过程中发生的瞬态电压降，可以提升片上系统芯片上cpu的工作稳定性，避免由于幅度较大的瞬态电压降造成的cpu挂死的情况。
83.在图4、图6至图9所描述的时钟频率调节装置的基础上，下面以图10为例，描述本技术实施例的时钟频率调节方法。
84.请参阅图10，图10为本技术实施例提供的时钟频率调节方法的流程示意图。所述方法可以包括：
85.301、基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号。
86.302、基于控制信号调节负载的时钟频率。
87.在一种实施方式中，所述基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号，可以包括：
88.根据所述时钟源选择信号和所述负载的状态信号确定所述负载是否会发生瞬态电压降；
89.若确定所述负载会发生所述瞬态电压降，则产生所述控制信号。
90.在一种实施方式中，所述基于所述控制信号调节负载的时钟频率，可以包括：
91.根据所述控制信号在预设时间段内减小所述负载的时钟频率。
92.在一种实施方式中，在所述基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号之前，所述方法还可以包括：
93.对所述负载的状态信号进行检测，以确定所述负载是否将退出空闲状态。
94.在一种实施方式中，在所述基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号之前，所述方法还可以包括：
95.确定所述时钟源选择信号对应的当前时钟频率；
96.判断所述当前时钟频率是否高于预定阈值。
97.在一种实施方式中，所述确定所述时钟源选择信号对应的当前时钟频率，可以包括：
98.通过查询预定查找表来确定所述时钟源选择信号对应的当前时钟频率。
99.在一种实施方式中，所述基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号，可以包括：
100.若确定所述负载将退出所述空闲状态且所述当前时钟频率是高于所述预定阈值时，则产生所述控制信号。
101.在一种实施方式中，所述负载的状态信号可以包括以下中的任一项：wfi信号、wfe信号、睡眠状态信号以及空闲状态信号。
102.在一种实施方式中，在所述基于所述控制信号调节负载的时钟频率之前，所述方法可以包括：
103.响应于所述控制信号进入倒计时模式。
104.在一种实施方式中，所述基于所述控制信号调节所述负载的时钟频率，可以包括：
105.若处于所述倒计时模式时，则将过渡时钟源选择信号作为调节信号，并且当退出所述倒计时模式时，将所述时钟源选择信号作为所述调节信号，其中，所述过渡时钟源选择信号指示如下时钟信号，该时钟信号为所述多个时钟信号中的一个时钟频率低于所述时钟源选择信号指示的时钟频率的时钟信号；
106.将所述负载的时钟频率调节为所述调节信号指示的时钟频率。
107.在一种实施方式中，所述基于所述控制信号调节所述负载的时钟频率，可以包括：
108.确定出与所述时钟源选择信号对应的第一时钟信号；
109.若处于所述倒计时模式，则以预定分频比例将所述第一时钟信号的时钟频率调节为调节频率，并且当退出所述倒计时模式时，将所述第一时钟信号的时钟频率作为所述调节频率，将所述负载的时钟频率调节为所述调节频率。
110.在一种实施方式中，所述负载可以为中央处理器。
111.本技术实施例还提供一种电子设备，图11是本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。图11中，该电子设备400包括时钟频率调节装置401，该时钟频率调节装置401本技术实施例中的时钟频率调节装置，该时钟频率调节装置401中通过设置电压降预测模块和时钟频率调节模块，可以提前对cpu的时钟频率进行调节，有效缓解了cpu在工作状态切换过程中发生的瞬态电压降，可以提升片上系统芯片上cpu的工作稳定性，避免由于幅度较大的瞬态电压降造成的cpu挂死的情况。
112.需要说明的是，本技术实施例以上各实施例之间可以相互结合，共同作用以提升电子设备的工作稳定性，在此不再一一举例说明。
113.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟
以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
114.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
115.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
116.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
117.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
118.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

技术特征：
1.一种时钟频率调节装置，其特征在于，包括：电压降预测模块，其配置为接收时钟源选择信号和负载的状态信号，并且基于所述时钟源选择信号和所述负载的状态信号产生控制信号；以及时钟频率调节模块，其配置为接收并基于所述控制信号调节所述负载的时钟频率。2.根据权利要求1所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述电压降预测模块进一步配置为：根据所述时钟源选择信号和所述负载的状态信号确定所述负载是否会发生瞬态电压降；以及当确定所述负载会发生所述瞬态电压降时，产生所述控制信号。3.根据权利要求1或2所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述时钟频率调节模块进一步配置为：根据所述控制信号在预设时间段内减小所述负载的时钟频率。4.根据权利要求1所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述电压降预测模块包括检测模块，其配置为：对所述负载的状态信号进行检测，以确定所述负载是否将退出空闲状态。5.根据权利要求4所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述电压降预测模块包括频率判断模块，其配置为：确定所述时钟源选择信号对应的当前时钟频率；以及判断所述当前时钟频率是否高于预定阈值。6.根据权利要求5所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述频率判断模块存储有预定查找表，其指示所述时钟源选择信号与时钟频率的对应关系，并且所述频率判断模块配置为通过查询所述预定查找表来确定所述时钟源选择信号对应的当前时钟频率。7.根据权利要求6所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述电压降预测模块包括输出模块，其配置为：当确定所述负载将退出所述空闲状态且所述当前时钟频率是高于所述预定阈值时，产生所述控制信号。8.根据权利要求1所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述负载的状态信号包括以下中的任一项：wfi信号、wfe信号、睡眠状态信号以及空闲状态信号。9.根据权利要求1所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述时钟频率调节模块包括：倒计时模块，其配置为响应于所述控制信号进入倒计时模式。10.根据权利要求9所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述时钟频率调节模块包括：选择模块和第一多路选择模块，其中，所述第一多路选择模块配置为从多个时钟源接收多个时钟信号；所述选择模块配置为接收所述时钟源选择信号，当所述倒计时模块处于所述倒计时模式时，输出过渡时钟源选择信号作为调节信号，并且当所述倒计时模块退出所述倒计时模式时，输出所述时钟源选择信号作为所述调节信号，其中，所述过渡时钟源选择信号指示如下时钟信号，该时钟信号为所述多个时钟信号中的一个时钟频率低于所述时钟源选择信号指示的时钟频率的时钟信号；所述第一多路选择模块进一步配置为接收所述调节信号，并且将所述负载的时钟频率
调节为所述调节信号指示的时钟频率。11.根据权利要求9所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述时钟频率调节模块包括：第一多路选择模块和分频模块，所述第一多路选择模块配置为：接收所述时钟源选择信号和从多个时钟源接收多个时钟信号，并从所述多个时钟信号中输出与所述时钟源选择信号对应的第一时钟信号；所述分频模块配置为：接收所述第一时钟信号；当所述倒计时模块处于所述倒计时模式时，以预定分频比例将所述第一时钟信号的时钟频率调节为调节频率，并且当所述倒计时模块退出所述倒计时模式时，将所述第一时钟信号的时钟频率作为所述调节频率；以及将所述负载的时钟频率调节为所述调节频率。12.根据权利要求1所述的时钟频率调节装置，其特征在于，所述负载为中央处理器。13.一种时钟频率调节方法，其特征在于，所述方法包括：基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号；基于所述控制信号调节负载的时钟频率。14.根据权利要求13所述的时钟频率调节方法，其特征在于，所述基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号，包括：根据所述时钟源选择信号和所述负载的状态信号确定所述负载是否会发生瞬态电压降；若确定所述负载会发生所述瞬态电压降，则产生所述控制信号。15.根据权利要求13或14所述的时钟频率调节方法，其特征在于，所述基于所述控制信号调节负载的时钟频率，包括：根据所述控制信号在预设时间段内减小所述负载的时钟频率。16.根据权利要求13所述的时钟频率调节方法，其特征在于，在所述基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号之前，所述方法还包括：对所述负载的状态信号进行检测，以确定所述负载是否将退出空闲状态。17.根据权利要求16所述的时钟频率调节方法，其特征在于，在所述基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号之前，所述方法还包括：确定所述时钟源选择信号对应的当前时钟频率；判断所述当前时钟频率是否高于预定阈值。18.根据权利要求17所述的时钟频率调节方法，其特征在于，所述确定所述时钟源选择信号对应的当前时钟频率，包括：通过查询预定查找表来确定所述时钟源选择信号对应的当前时钟频率。19.根据权利要求18所述的时钟频率调节方法，其特征在于，所述基于时钟源选择信号和负载的状态信号产生控制信号，包括：若确定所述负载将退出所述空闲状态且所述当前时钟频率是高于所述预定阈值时，则产生所述控制信号。20.根据权利要求13所述的时钟频率调节方法，其特征在于，所述负载的状态信号包括以下中的任一项：wfi信号、wfe信号、睡眠状态信号以及空闲状态信号。21.根据权利要求13所述的时钟频率调节方法，其特征在于，在所述基于所述控制信号调节负载的时钟频率之前，所述方法包括：
响应于所述控制信号进入倒计时模式。22.根据权利要求21所述的时钟频率调节方法，其特征在于，所述基于所述控制信号调节所述负载的时钟频率，包括：若处于所述倒计时模式时，则将过渡时钟源选择信号作为调节信号，并且当退出所述倒计时模式时，将所述时钟源选择信号作为所述调节信号，其中，所述过渡时钟源选择信号指示如下时钟信号，该时钟信号为所述多个时钟信号中的一个时钟频率低于所述时钟源选择信号指示的时钟频率的时钟信号；将所述负载的时钟频率调节为所述调节信号指示的时钟频率。23.根据权利要求21所述的时钟频率调节方法，其特征在于，所述基于所述控制信号调节所述负载的时钟频率，包括：确定出与所述时钟源选择信号对应的第一时钟信号；若处于所述倒计时模式，则以预定分频比例将所述第一时钟信号的时钟频率调节为调节频率，并且当退出所述倒计时模式时，将所述第一时钟信号的时钟频率作为所述调节频率，将所述负载的时钟频率调节为所述调节频率。24.根据权利要求13所述的时钟频率调节方法，其特征在于，所述负载为中央处理器。25.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1至12中任一项所述的时钟频率调节装置。

技术总结
本申请公开了一种时钟频率调节装置、方法和电子设备，其中，时钟频率调节装置包括：电压降预测模块，其配置为接收时钟源选择信号和负载的状态信号，并且基于所述时钟源选择信号和所述负载的状态信号产生控制信号；以及时钟频率调节模块，其配置为接收并基于所述控制信号调节所述负载的时钟频率。本申请可以提升电子设备的工作稳定性。设备的工作稳定性。设备的工作稳定性。


技术研发人员：刘君
受保护的技术使用者：OPPO广东移动通信有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25