一种工业级芯片原子钟功耗优化方法及系统与流程

    专利查询2026-01-20  4


    本发明属于芯片功耗优化,更具体地,涉及一种工业级芯片原子钟功耗优化方法及系统。


    背景技术:

    1、芯片原子钟是一种利用原子频率标准来保持高度准确时间的时钟。与传统石英振荡器不同,原子钟利用原子跃迁频率作为其计时基准,通常基于铯、氢或铷等元素的原子跃迁特性。芯片原子钟具有以下特点:

    2、高精度:芯片原子钟能够提供比传统时钟高得多的时间精度,误差通常在每年几微秒的范围内。

    3、小型化:与传统的大型原子钟相比,芯片原子钟具有更小的尺寸,适用于便携设备和空间有限的应用场景。

    4、低功耗:芯片原子钟设计时注重低功耗,适合长时间运行和电池供电的应用。

    5、但是现有技术中并没有一种技术方案能够对原子钟的功耗进行优化。


    技术实现思路

    1、为解决以上技术问题,本发明提出一种工业级芯片原子钟功耗优化方法,包括:

    2、获取芯片原子钟的实时信息,其中,所述实时信息包括:芯片原子钟的当前工作温度、最佳工作温度、当前时钟频率、最佳时钟频率、当前时钟精度和最佳精度;

    3、设置受温度影响的功耗评估函数,并根据所述实时信息,计算受温度影响的芯片原子钟功耗;

    4、设置受频率影响的功耗评估函数,并根据所述实时信息,计算受频率影响的芯片原子钟功耗;

    5、设置受精度影响的功耗评估函数,并根据所述实时信息,计算受精度影响的芯片原子钟功耗;

    6、设置受温度、频率和精度共同影响的功耗评估函数,并根据所述实时信息,计算受温度、频率和精度共同影响的芯片原子钟功耗;

    7、对受温度影响的芯片原子钟功耗、受频率影响的芯片原子钟功耗、受精度影响的芯片原子钟功耗和受温度、频率和精度共同影响的芯片原子钟功耗,进行加权求和,计算芯片原子钟的最终功率,并通过调整各个功耗评估函数中的参数,完成功耗优化,使所述最终功率达到要求。

    8、进一步的,所述受温度影响的功耗评估函数包括:

    9、ptemp=exp(k1·sin(a·(t-toptimal)))·|t-toptimal|b

    10、其中,ptemp为受温度影响的芯片原子钟功耗,k1为第一温度影响因子,a为第二温度影响因子,t为芯片原子钟的当前工作温度,toptimal为芯片原子钟的最佳工作温度,b为第三温度影响因子。

    11、进一步的,所述受频率影响的功耗评估函数包括:

    12、

    13、其中,pfreq为受频率影响的芯片原子钟功耗,k2为第一频率影响因子,c为第二频率影响因子,f为芯片原子钟的当前时钟频率,k3为第三频率影响因子,fthreshold为时钟频率阈值,用于控制高频下的功耗衰减,k4为第四频率影响因子,g为第五频率影响因子,h为第六频率影响因子,foptimal为芯片原子钟的最佳时钟频率。

    14、进一步的,所述受精度影响的功耗评估函数包括:

    15、

    16、其中,pprecision为受精度影响的芯片原子钟功耗,k5为第一精度影响因子,d为第二精度影响因子,e为芯片原子钟的当前时钟精度,eoptimal为芯片原子钟的最佳精度,芯片原子钟在最佳精度下的功耗最低,k6为第三精度影响因子,i为第四精度影响因子,j为第五精度影响因子,k7为第六精度影响因子,k8为第七精度影响因子,ethreshold为精度阈值。

    17、进一步的,所述受温度、频率和精度共同影响的功耗评估函数包括:

    18、

    19、其中,pinteraction为受温度、频率和精度共同影响的芯片原子钟功耗,k9为第一共同影响的影响因子,e为第二共同影响的影响因子,k10为第三共同影响的影响因子,l为第四共同影响的影响因子,m为第五共同影响的影响因子,k11为第六共同影响的影响因子,n为第七共同影响的影响因子,o为第八共同影响的影响因子。

    20、进一步的,使所述最终功率达到要求包括:设置最终功率阈值,使所述最终功率低于所述最终功率阈值。

    21、本发明还提出一种工业级芯片原子钟功耗优化系统,包括:

    22、获取信息模块,用于获取芯片原子钟的实时信息,其中,所述实时信息包括:芯片原子钟的当前工作温度、最佳工作温度、当前时钟频率、最佳时钟频率、当前时钟精度和最佳精度;

    23、温度影响评估模块,用于设置受温度影响的功耗评估函数,并根据所述实时信息,计算受温度影响的芯片原子钟功耗;

    24、频率影响评估模块,用于设置受频率影响的功耗评估函数,并根据所述实时信息,计算受频率影响的芯片原子钟功耗;

    25、精度影响评估模块,用于设置受精度影响的功耗评估函数,并根据所述实时信息,计算受精度影响的芯片原子钟功耗;

    26、综合影响评估模块,用于设置受温度、频率和精度共同影响的功耗评估函数,并根据所述实时信息,计算受温度、频率和精度共同影响的芯片原子钟功耗;

    27、优化模块,用于对受温度影响的芯片原子钟功耗、受频率影响的芯片原子钟功耗、受精度影响的芯片原子钟功耗和受温度、频率和精度共同影响的芯片原子钟功耗,进行加权求和,计算芯片原子钟的最终功率,并通过调整各个功耗评估函数中的参数,完成功耗优化,使所述最终功率达到要求。

    28、进一步的,所述受温度影响的功耗评估函数包括:

    29、ptemp=exp(k1·sin(a·(t-toptimal)))·|t-toptimal|b

    30、其中,ptemp为受温度影响的芯片原子钟功耗,k1为第一温度影响因子,a为第二温度影响因子,t为芯片原子钟的当前工作温度,toptimal为芯片原子钟的最佳工作温度,b为第三温度影响因子。

    31、进一步的,所述受频率影响的功耗评估函数包括:

    32、

    33、其中,pfreq为受频率影响的芯片原子钟功耗,k2为第一频率影响因子,c为第二频率影响因子,f为芯片原子钟的当前时钟频率,k3为第三频率影响因子,fthreshold为时钟频率阈值,用于控制高频下的功耗衰减,k4为第四频率影响因子,g为第五频率影响因子,h为第六频率影响因子,foptimal为芯片原子钟的最佳时钟频率。

    34、进一步的,所述受精度影响的功耗评估函数包括:

    35、

    36、其中,pprecision为受精度影响的芯片原子钟功耗,k5为第一精度影响因子,d为第二精度影响因子,e为芯片原子钟的当前时钟精度,eoptimal为芯片原子钟的最佳精度,芯片原子钟在最佳精度下的功耗最低,k6为第三精度影响因子,i为第四精度影响因子,j为第五精度影响因子,k7为第六精度影响因子,k8为第七精度影响因子,ethreshold为精度阈值。

    37、总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:

    38、本发明通过以上技术方案,能够设置受温度影响的功耗评估函数,计算受温度影响的芯片原子钟功耗;设置受频率影响的功耗评估函数,计算受频率影响的芯片原子钟功耗;设置受精度影响的功耗评估函数,计算受精度影响的芯片原子钟功耗;设置受温度、频率和精度共同影响的功耗评估函数,计算受温度、频率和精度共同影响的芯片原子钟功耗;对受温度影响的芯片原子钟功耗、受频率影响的芯片原子钟功耗、受精度影响的芯片原子钟功耗和受温度、频率和精度共同影响的芯片原子钟功耗,进行加权求和,计算芯片原子钟的最终功率,并通过调整各个功耗评估函数中的参数,完成功耗优化,使所述最终功率达到要求,从而对工业级芯片原子钟功耗进行优化。


    技术特征:

    1.一种工业级芯片原子钟功耗优化方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的一种工业级芯片原子钟功耗优化方法,其特征在于,所述受温度影响的功耗评估函数包括:

    3.如权利要求2所述的一种工业级芯片原子钟功耗优化方法,其特征在于,所述受频率影响的功耗评估函数包括:

    4.如权利要求3所述的一种工业级芯片原子钟功耗优化方法,其特征在于,所述受精度影响的功耗评估函数包括:

    5.如权利要求4所述的一种工业级芯片原子钟功耗优化方法,其特征在于,所述受温度、频率和精度共同影响的功耗评估函数包括:

    6.如权利要求5所述的一种工业级芯片原子钟功耗优化方法,其特征在于,使所述最终功率达到要求包括:设置最终功率阈值,使所述最终功率低于所述最终功率阈值。

    7.一种工业级芯片原子钟功耗优化系统,其特征在于,包括:

    8.如权利要求7所述的一种工业级芯片原子钟功耗优化系统,其特征在于,所述受温度影响的功耗评估函数包括:

    9.如权利要求8所述的一种工业级芯片原子钟功耗优化系统,其特征在于,所述受频率影响的功耗评估函数包括:

    10.如权利要求9所述的一种工业级芯片原子钟功耗优化系统,其特征在于,所述受精度影响的功耗评估函数包括:


    技术总结
    本发明公开一种工业级芯片原子钟功耗优化方法及系统,该方法包括:设置受温度影响的功耗评估函数,并根据实时信息,计算受温度影响的芯片原子钟功耗;设置受频率影响的功耗评估函数,计算受频率影响的芯片原子钟功耗;设置受精度影响的功耗评估函数,计算受精度影响的芯片原子钟功耗;设置受温度、频率和精度共同影响的功耗评估函数,计算受温度、频率和精度共同影响的芯片原子钟功耗;对受温度影响的芯片原子钟功耗、受频率影响的芯片原子钟功耗、受精度影响的芯片原子钟功耗和受温度、频率和精度共同影响的芯片原子钟功耗,进行加权求和,计算芯片原子钟的最终功率,并通过调整各个功耗评估函数中的参数,完成功耗优化,使最终功率达到要求。

    技术研发人员:李超,罗翔,袁剑峰,叶露,罗鹏,姚伟华
    受保护的技术使用者:武汉非秒迅连科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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