TWI594115B - 熱控制裝置及方法 - Google Patents

Description

熱控制裝置及方法

本發明係關於電子系統，且更特定而言，係關於電子系統之熱控制。

隨著實施積體電路(IC)之電晶體之數目已增加，對與溫度相關之問題之管理的重要性亦已增加。在許多IC中，大量電晶體同時操作可產生大量的熱。若置之不理，則由IC之電晶體之操作所產生的熱量可引起錯誤操作或永久損害。

溫度感測器實施於許多不同類型之IC上。一或多個溫度感測器可置放於IC晶粒上，且可用以判定IC晶粒上之各別位置處的溫度。溫度感測器可量測溫度資訊且將其報告給諸如一或多個暫存器之其他電路。在諸如各種類型之處理器及系統單晶片(SOC)的一些IC中，可執行監視暫存器之軟體。若偵測到超過預定義臨限值之溫度，則軟體可起始動作以使IC之一或多個部分關機。

揭示一種熱控制方法及裝置之各種實施例。在一實施例中，一種積體電路包括一或多個熱感測器、比較電路及控制電路。該比較電路經組態以接收來自該一或多個熱感測器之溫度讀數。該控制電路經組態以回應於該比較電路判定來自該一或多個熱感測器之至少一溫度讀數超過一或多個臨限值中之一者而減小一或多個受控子系統之一效 能等級。

在一實施例中，該比較電路及該控制電路可與在一處理器上執行之一軟體溫度控制常式並行地操作。因此，該系統可包括硬體熱監視及控制機制與軟體熱監視及控制機制兩者。該硬體機制(包括(例如)比較電路)可比該軟體機制頻繁地監視自該一或多個溫度感測器接收之溫度讀數。若該硬體機制判定一溫度讀數超過一溫度臨限值，則該硬體機制可導致該IC之至少一對應功能單元的一效能等級之一對應減小。該效能等級之此減小可允許在報告感測器處之溫度在由該軟體機制檢查之前下降回至低於該溫度臨限值。

在一實施例中，可使用多個溫度臨限值。舉例而言，該控制電路可回應於判定一對應溫度值已超過一第一臨限值而將一受控子系統之該效能減小一第一量，或回應於判定該對應溫度值已超過一第二臨限值而將該受控子系統之該效能減小一第二量。該第二臨限值可大於該第一臨限值。若一對應溫度讀數超過該第二臨限值，則該軟體機制可使該受控子系統(在一些實施例中，以及該積體電路之其他部分)關機。在一些實施例中，該軟體機制可在判定一溫度讀數超過該第一臨限值時不採取動作。因此，可允許該硬體機制有機會將該積體電路之各種子系統之溫度維持在安全限制內，而無需執行完全關機。該軟體機制可僅在該硬體機制不再能夠將各別溫度維持在安全限制內之後才執行一或多個受控子系統之一關機。

在該硬體機制之不同實施例中，各種類型之效能減小可由該控制電路執行。舉例而言，在一實施例中，可回應於一溫度讀數超過一臨限值而減小提供至一受控子系統之一時脈信號的頻率。其他類型之效能減小可包括操作電壓減小、頻寬限制、至另一子系統之工作負載之重新分配(例如，自一處理器核心至另一處理器核心)，等等。

5‧‧‧積體電路(IC)

10‧‧‧積體電路(IC)

11‧‧‧溫度感測器

11A‧‧‧溫度感測器

11B‧‧‧溫度感測器

12‧‧‧處理器核心/處理器

13‧‧‧跳脫點電路

14‧‧‧處理器核心

15‧‧‧熱控制電路

16‧‧‧圖形單元

18‧‧‧晶片上記憶體

19‧‧‧基於軟體之熱控制機制(SWTCM)

21A‧‧‧比較器

21B‧‧‧比較器

21C‧‧‧比較器

21D‧‧‧比較器

22‧‧‧臨限值暫存器

23‧‧‧臨限值暫存器

24A‧‧‧計數器/選擇器

24B‧‧‧計數器/選擇器

27A‧‧‧「或」(OR)閘

27B‧‧‧「或」(OR)閘

31A‧‧‧多工器

31B‧‧‧多工器

32A‧‧‧除法器

32B‧‧‧除法器

150‧‧‧系統

154‧‧‧周邊裝置

156‧‧‧電源供應器

158‧‧‧外部記憶體

400‧‧‧方法

以下詳細描述參看現將簡要描述之隨附圖式。

圖1為積體電路之一實施例的方塊圖。

圖2為基於硬體之熱控制裝置之一實施例的方塊圖。

圖3A及圖3B為說明基於硬體之熱控制裝置之一實施例的操作中之滯後現象的時序圖。

圖4為說明基於硬體之熱控制機制之一實施例結合基於軟體之熱控制機制之一實施例的組合操作之流程圖。

圖5為系統之一實施例的方塊圖。

雖然本發明易受各種修改及替代形式之影響，但本發明之特定實施例在圖式中藉由實例展示且將在本文中予以詳細描述。然而應瞭解，該等圖式及對其之詳細描述並非意欲將本發明限於所揭示之特定形式，而正相反，本發明意欲涵蓋屬於如由隨附申請專利範圍所界定之本發明之精神及範疇內的所有修改、等效物或替代例。本文中所使用之標題僅為達成組織性目的，且並不意謂用以限制描述之範疇。如貫穿本申請案所使用，詞「可」係在允許意義(亦即，意謂有可能)而非強制意義(亦即，意謂必須)上使用。類似地，詞「包括」意謂包括但不限於。

可將各種單元、電路或其他組件描述為「經組態以」執行一或多項任務。在此等情況下，「經組態以」係對結構之廣泛敍述，其大體上意謂「具有」在操作期間執行該一或多項任務之「電路」。因而，單元/電路/組件可經組態以甚至在單元/電路/組件當前未接通時仍執行任務。一般而言，形成對應於「經組態以」之結構的電路可包括硬體電路及/或儲存可執行以實施操作之程式指令的記憶體。該記憶體可包括揮發性記憶體(諸如，靜態或動態隨機存取記憶體)，及/或非揮發性記憶體(諸如，光碟或磁碟儲存器、快閃記憶體、可程式化唯讀記憶體等)。類似地，為了描述之便利起見，各種單元/電路/組件 可描述為執行一或多項任務。此等描述應解釋為包括片語「經組態以」。敍述經組態以執行一或多項任務之單元/電路/組件明確地不意欲援引35 U.S.C.§112第六段對於該單元/電路/組件之解釋。

現轉向圖1，展示積體電路(IC)之一實施例的方塊圖。在所展示之實施例中，IC 10為包括處理器核心12及14、圖形單元16及晶片上記憶體18之系統單晶片(SoC)。在所展示之實施例中的記憶體18可為唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、隨機存取記憶體或任何其他合適之記憶體類型。IC 10亦包括各種熱控制機制以在操作期間監視及調節其溫度。在此實例中，處理器核心12及14以及圖形單元16各自包括溫度感測器11。溫度感測器11中之每一者耦接至跳脫點電路13，該跳脫點電路13經組態以比較自熱感測器中之每一者接收的溫度讀數與一或多個臨限值。IC 10亦包括經耦接以接收來自跳脫點電路13之比較資訊的熱控制電路15。在此特定實施例中，熱控制電路15可藉由改變分別接收之時脈信號之頻率來調整IC 10之各種功能單元(或子系統)的效能等級。熱控制電路15可執行其他控制動作以調整各別效能等級之實施例亦係可能且被涵蓋的。此種動作可包括(但不限於)電壓調整、頻寬調整、工作負載分配/重新分配，等等。

跳脫點電路13及熱控制電路15可包含基於硬體之熱控制機制。亦即，使用IC 10之硬體電路來實施所展示之實施例中的基於硬體之熱控制機制。此實施例中之IC 10亦經組態以實施基於軟體之熱控制機制，該基於軟體之熱控制機制可與基於硬體之熱控制機制並行且互補地執行。更特定而言，在此實施例中，用於實施基於軟體之熱控制機制(SWTCM)19之指令儲存於記憶體18中。SWTCM 19之指令可藉由處理器核心12存取，該處理器核心12可執行該等指令以執行基於軟體之熱控制常式。在執行SWTCM 19之指令期間，處理器核心12可存取 來自跳脫點電路13之溫度比較結果，且可基於該等結果來採取熱控制動作。

如上文所提到，跳脫點電路13可比較所接收之溫度讀數與一或多個溫度臨限值。此等臨限值可為可程式化的，或可硬接線(hardwire)至跳脫點電路13中。在任一狀況下，可以預定義間隔來執行比較結果至熱控制電路15之報告。在基於硬體之熱控制機制的操作同時，由處理器12執行之SWTCM 19之指令可以跳脫點電路13自身之預定義間隔來存取來自跳脫點電路13之比較結果。在所展示之實施例中，跳脫點電路13將比較結果報告給熱控制電路15之間隔在持續時間上可短於SWTCM 19存取來自跳脫點電路13之比較資訊之間隔。因此，相比由處理器核心12執行之SWTCM 19之指令接收更新之比較資訊，熱控制電路15可較頻繁地接收比較資訊。

在所展示之實施例中的熱控制電路15經耦接以接收三個不同時脈信號：CPU 1 Clk、CPU 2 Clk及圖形時脈。對應輸出時脈信號Clk 1、Clk 2及Clk 3係自熱控制單元15分別提供至處理器核心12、處理器核心14及圖形單元16。該等輸入時脈信號可本質上用作其對應輸出時脈信號之全頻率參考時脈信號。在此特定實施例中之熱控制電路15可藉由對輸入時脈信號進行除法運算以產生在減小之頻率下的各別輸出時脈信號來減小處理器核心12及14以及圖形單元16中之任一者的效能。在此實施例中，可將時脈信號彼此獨立地進行除法運算，使得一些單元可以效能減小模式操作，而其他單元可以全(正常)效能模式操作。

由於基於硬體之熱控制機制相比基於軟體之熱控制機制而以較頻繁間隔進行更新，因此基於硬體之機制可提供IC 10之較精巧細微之熱控制功能性。因此，如上文所提到，基於硬體之熱控制機制可回應於某些比較結果而對IC 10執行各種類型之效能調整。舉例而言， 若溫度讀數超過第一溫度臨限值，則熱控制電路15可將與報告溫度感測器11相關聯之功能單元之效能減小第一量。若溫度讀數超過第二溫度臨限值，則熱控制電路可將與報告溫度感測器相關聯之功能單元之效能減小第二量。在使用時脈頻率之實例的情況下，若超過第一溫度臨限值，則熱控制電路15可將對應時脈信號之頻率減小第一量，且若超過第二溫度臨限值，則熱控制電路15可將對應時脈信號之頻率減小第二量。在此特定實例中，僅關於與該報告溫度感測器相關聯之功能單元來執行熱控制動作。然而，可回應於溫度讀數超過臨限值中之一者而對額外功能單元執行效能減小的實施例係可能且被涵蓋的。應進一步注意，回應於溫度讀數下降至低於臨限值中之一者，效能可恢復至其先前未減小之值。

硬體熱控制機制在其操作中可包括滯後現象。熱控制電路15可能並不回應於來自特定溫度感測器11之溫度讀數超過臨限值的初始指示而即刻減小功能單元中之一或多者的效能等級。實情為，熱控制電路15可等待預定時間。若在預定時間已屆期之後來自特定溫度感測器11之溫度讀數仍高於臨限值，則熱控制電路15可執行熱控制動作，諸如減小至少對應功能單元之時脈頻率。另一方面，若來自特定溫度感測器11之溫度讀數在預定時間屆期之前下降回至低於臨限電壓，則熱控制電路15可將對應功能單元之效能等級維持在其當前等級。

當溫度下降至低於溫度臨限值時，滯後現象亦可用於提高效能等級。在所展示之實施例中，熱控制單元15可等待另一預定時間，以在對應溫度讀數已下降至低於給定臨限值之後提高功能單元之效能。若預定時間屆期且溫度保持為低於臨限值，則熱控制電路15可藉由(例如)增加對應功能單元之時脈頻率而提高對應功能單元之效能。另一方面，若溫度未保持為低於臨限值歷時預定時間之持續期間，則熱控制單元15可將對應功能單元維持在減小之效能等級。應注意，增加 效能(當溫度下降至低於臨限值時)及減小效能(當溫度高於臨限值時)所需之預定時間可彼此不同。此外，此等預定時間可為可程式化的。

如先前所提到，當SWTCM 19之對應指令在處理器核心12上執行時，相比基於硬體之熱控制機制，SWTCM 19可以較不頻繁之間隔來存取溫度比較結果。此外，SWTCM 19可回應於溫度讀數超過臨限值而採取不同動作。在此特定實施例中，回應於來自特定溫度感測器11之溫度讀數超過最大溫度臨限值，處理器核心12可執行SWTCM 19之指令以使至少對應功能單元關機。通常，由於基於硬體之熱控制機制較頻繁地進行更新，因此其可常常能夠將溫度維持在指定限制內。由SWTCM 19作出之溫度超過最大臨限值的判定可指示基於硬體之熱控制機制尚未成功將溫度維持在指定限制內，且因此可執行關機以防止對IC 10之電路的潛在損害。關機之範圍可基於特定情況而變化。舉例而言，若與僅一個功能單元相關聯之熱感測器正報告大於最大臨限值之溫度，則僅彼功能單元可關機。在另一實例中，若與數個功能單元相關聯之熱感測器正報告超過最大臨限值之溫度，則整個IC 10可關機。亦應注意，若在所展示之實施例中處理器核心12將關機，則處理器核心14可擔當執行SWTCM 19之指令的角色。

除最大溫度臨限值以外，跳脫點電路亦可比較所接收之溫度讀數與其他臨限值。藉由實施低於最大值之額外臨限值，IC 10之熱輸出(及因此之溫度)及其各別功能單元可維持在限制內，同時潛在地防止藉由SWTCM 19進行之關機。

現轉向圖2，展示基於硬體之熱控制裝置之一實施例的方塊圖。更特定而言，圖2說明跳脫點電路13及熱控制電路15中之每一者之一實施例的細節。在此例示性實施例中，對於兩個不同功能單元(在此狀況下為處理器核心及圖形單元)，基於硬體之熱控制裝置經組態以基於兩個不同臨限值來監視兩個溫度感測器11。然而，針對兩個以上 功能單元而監視由兩個以上溫度感測器11所報告之溫度的實施例係可能且被涵蓋的(包括圖1中所說明之實施例)。另外，雖然在此實例中相對於兩個不同臨限值來進行比較，但對於各種實施例，相對於兩個以上臨限值之比較亦係可能且被涵蓋的。經組態以監視僅單一溫度感測器11、相對於僅單一溫度臨限值來進行監視及/或用於控制僅單一功能單元之實施例亦係可能且被涵蓋的。

在所展示之實施例中，所耦接之跳脫點電路13包括四個單獨比較器21A至21D。該等比較器中之每一者經耦接以接收來自溫度感測器11A或11B中之一者的溫度讀數。跳脫點電路13亦包括臨限值暫存器22及23，該等暫存器經組態以分別儲存第一溫度臨限值及第二溫度臨限值。在所展示之實施例中，溫度臨限值為可程式化的。在其他實施例中，可代替暫存器而實施可儲存溫度臨限值之其他儲存器件。

在所展示之實施例中，比較器21A及21C耦接至臨限值暫存器22，而比較器21B及21D耦接至臨限值暫存器23。比較器21A及21B經耦接以接收來自溫度感測器11A之溫度讀數，而比較器21C及21D經耦接以接收來自溫度感測器11B之溫度讀數。在所展示之實施例中的比較器21A及21C經組態以比較溫度讀數與儲存於臨限值暫存器22中之溫度臨限值。類似地，在所展示之實施例中的比較器21B及21D經組態以比較溫度讀數與儲存於臨限值暫存器23中之溫度臨限值。

在所展示之實施例中的「或」(OR)閘27A經耦接以接收來自比較器21B及21D之比較結果。若來自比較器21B或21D中之任一者的比較結果指示對應接收之溫度讀數高於儲存於臨限值暫存器23中之溫度臨限值，則OR閘27A可輸出邏輯1。否則，若比較器21B或21D兩者皆不指示分別接收之溫度讀數超過儲存於臨限值暫存器23中之溫度臨限值，則OR閘27B可輸出邏輯0。在所展示之實施例中的OR閘27B經耦接以接收來自比較器21A及21C之比較結果。若比較器21A或21C中之 任一者指示所接收之溫度讀數超過儲存於臨限值暫存器22中之溫度臨限值，則OR閘27A可輸出邏輯1。若比較器21A或21C兩者皆不指示所接收之溫度讀數超過儲存於臨限值暫存器22中之溫度臨限值，則OR閘27A可輸出邏輯0。

在所展示之實施例中的計數器/選擇器24A耦接至OR閘27A之輸出。類似地，計數器/選擇器24B耦接至OR閘27B之輸出。在所展示之實施例中的計數器/選擇器中之每一者可回應於其分別耦接之OR閘之輸出的轉變而起始計數。另外，每一計數器/選擇器亦可產生用以設定給定功能單元之效能等級的選擇碼。儘管在圖2中未明確展示，但每一計數器/選擇器亦可經耦接以接收來自比較器21A至21D中之每一者的資訊，以便判定溫度感測器11A及/或11B中之哪一者正報告超過溫度臨限值中之一者的溫度。此情形又可允許熱控制電路15將對應耦接之功能單元的各別效能等級彼此獨立地進行控制。

在所展示之實施例中，計數器/選擇器24A經組態以基於所接收之溫度讀數與儲存於臨限值暫存器23中之溫度臨限值的比較而操作。回應於OR閘27A之輸出的狀態改變(例如，由於一或兩個比較器指示溫度讀數超過儲存於臨限值暫存器23中之臨限值)，計數器/選擇器24A可起始計數。該計數可繼續直至達到預定義計數值為止或直至OR閘27A之輸出之狀態再次改變為止，兩者以較早發生者為準。預定義計數值可對應於預定時間。因此，若達到預定義計數，則計數器/選擇器24A可改變輸出碼，以便使一或多個功能單元之效能等級改變。若在OR閘27A之輸出再次改變狀態之前未達到預定義計數，則計數器/選擇器24A可維持其當前輸出碼，藉此使得IC 10之功能單元能夠維持其目前效能等級。計數器/選擇器24B可相對於OR閘27B以類似方式操作。改變效能等級可包括減小效能等級(例如，藉由減小分別接收之時脈信號的頻率)，或增加效能等級(例如，藉由增加分別接收之時 脈信號的頻率)。效能等級減小可回應於判定溫度讀數超過臨限值中之一者而發生。效能等級增加可回應於判定溫度讀數已下降至低於先前超過之溫度臨限值而發生。

由計數器/選擇器24A及24B提供之輸出碼可由多工器31A及31B在選擇輸入端處接收。在一實施例中，可獨立地控制多工器31A及31B。在其他實施例中，多工器31A及31B可彼此一致地操作。多工器31A及31B中之每一者經耦接以接收除數值作為輸入。由多工器31A選擇之除數值可由時脈除法器32A接收，而由多工器32B選擇之除數可由時脈除法器32B接收。在所展示之實施例中的多工器31A及31B中之每一者經耦接以接收三個除數輸入：全頻率(亦即，除以1)、除數1及除數2。後兩個除數可使除法器32A及32B中之接收者對其分別接收之輸入時脈信號進行除法運算，以產生具有較低頻率之輸出時脈信號。舉例而言，若除數1=2，則當由除法器32A接收時，Clk 1輸出信號之頻率將為輸入時脈信號CPU Clk 1之頻率的一半。

因此，在此特定實例中之熱控制電路15可藉由控制提供至處理器核心及圖形單元之時脈信號的頻率來控制處理器核心及圖形單元之效能等級。自全頻率切換至除數1可將時脈信號中之經除法運算之一者的頻率減小第一量。切換至除數2可將經除法運算之時脈信號的頻率減小第二量。藉由改變由除法器32A及32B接收之除數，可根據所接收之溫度讀數來控制IC 10之功能單元的時脈頻率及對應效能等級。儘管在所展示之實施例中經由時脈頻率來控制效能等級，但應注意，使用不同方法控制效能等級之實施例係可能且被涵蓋的。舉例而言，在各種實施例中，可變更供電電壓、工作負載、頻寬及其他參數以控制效能。此外，多個參數可調整以根據所接收之溫度讀數控制效能之實施例係可能且被涵蓋的。

圖3A及圖3B為說明基於硬體之熱控制裝置的一實施例之操作中 之滯後現象的時序圖。應注意，僅針對單一臨限值及兩個效能等級而給出此等實例，但如上文所提到，針對多個臨限值與多個效能等級之實施例係可能且被涵蓋的。

圖3A說明以下操作中之滯後現象：回應於溫度讀數跨越溫度臨限值而改變效能等級。圖3A所展示之實例以所接收之溫度讀數低於臨限值開始。在(A)處，判定溫度位準已超過臨限值。在其後之時間T1內，將效能維持在其當前等級。當T1屆期(例如，如由諸如上文參看圖2所論述之計數器/選擇器的計數器/選擇器所指示)時，溫度保持為高於臨限值，且功能單元之效能自其正常等級下降至減小之等級。

在(B)處，溫度已再次下降至低於臨限位準。在其後之時間T2內，將功能單元之效能等級保持在減小之等級。當T2屆期時，溫度保持為低於臨限值，且因此功能單元之效能等級恢復至其正常等級。應注意，在此特定實施例中，時間T1及T2不同。然而，此等值相同之實施例亦係可能的。此外，在一些實施例中，此等值可為可程式化的。

在圖3B中，溫度再次以低於臨限值之位準開始。在(C)處，判定溫度高於臨限值。計數器可接著開始計數以計算(toll)時間。然而，在此狀況下，溫度在時間T1屆期之前下降回至低於臨限值。由於在T1已屆期之後不再超過臨限值，因此維持效能等級。

藉由在基於硬體之熱控制機制中使用滯後現象，可達成熱控制與效能之間的平衡。更特定而言，將滯後現象添加至基於硬體之熱控制機制的操作可用於防止針對超過或下降至低於臨限值之短期溫度改變而改變效能等級，同時允許有足夠時間來判定是否需要效能等級之改變。

圖4為說明基於硬體之熱控制機制之一實施例結合基於軟體之熱控制機制之一實施例的組合操作之流程圖。可使用上文所論述之硬體 及軟體實施例之各種組合來執行或可使用本文未明確論述之其他實施例來實施在所展示之實施例中的方法400。本文所描述之方法係針對單一溫度感測器。然而，如上文所提到，可藉由基於硬體之熱控制機制及基於軟體之熱控制機制兩者針對任何數目個感測器同時執行該方法。

方法400以監視自IC上或系統內之溫度感測器接收之溫度讀數開始(區塊405)。可藉由基於硬體之熱控制機制及基於軟體之熱控制機制兩者同時執行監視。基於硬體之熱控制機制可以具有第一長度之間隔來監視溫度，而基於軟體之熱控制機制可以具有第二長度之間隔來監視溫度。基於硬體之熱控制機制可比基於軟體之熱控制機制頻繁地監視溫度讀數。

在監視來自溫度感測器之溫度讀數期間，可執行溫度讀數與第一溫度臨限值之比較。若溫度讀數不超過第一臨限值(區塊435，否)，則對應功能單元或其他受控子系統之操作可維持在正常(例如，全)效能等級。若溫度讀數超過第一溫度臨限值(區塊410，是)但不超過第二溫度臨限值(區塊415，否)，則功能單元之效能可設定為第一減小之等級(區塊420)。在一實施例中，操作第一減小之等級可包括相對於正常操作模式期間之全頻率之頻率來減小時脈信號之頻率。減小功能單元之效能的其他方法亦係可能且被涵蓋的，包括改變兩個或兩個以上操作參數之方法。

如上文所提到，溫度讀數之監視可藉由基於硬體之熱控制機制及基於軟體之熱控制機制兩者執行。在此實施例中，基於軟體之熱控制機制可略過溫度讀數與第一臨限值之比較，而是聚焦於溫度讀數與第二臨限值之比較。此實施例中之第二臨限值大於第一臨限值。因此，若比較判定溫度讀數大於第二臨限值(區塊415，是)，則所執行之後續動作取決於以下情形：比較資訊係由基於硬體之熱控制機制利 用抑或由基於軟體之熱控制機制利用。當基於硬體之熱控制機制判定溫度讀數超過第二臨限值(區塊425，硬體)時，功能單元之效能可設定為第二減小之等級。

若基於軟體之熱控制機制判定溫度讀數超過第二臨限值(區塊425，軟體)，則至少功能單元(若非IC/系統自身)可關機(區塊440)。由於基於硬體之熱控制機制比基於軟體之熱控制機制頻繁地相對於溫度臨限值而監視溫度讀數，因此由後者進行之讀數超過第二臨限值的判定可指示硬體機制不能夠控制功能單元(或整個IC/系統)之溫度。因此，可執行關機以防止可能之系統損害。此外，由於基於硬體之機制比基於軟體之熱控制機制頻繁地相對於溫度臨限值而監視溫度讀數，因此溫度讀數超過第二臨限值之可能性減小，正如此結果將由基於軟體之機制偵測的可能性。

當以減小之效能等級中之一者操作時，基於硬體之機制可繼續相對於臨限值而監視溫度讀數(每區塊405)。當以第二減小之效能等級操作時，所偵測之溫度讀數低於第二臨限值可最終導致基於硬體之機制將效能等級增加回至第一減小之效能等級。若後續溫度讀數指示溫度已下降至低於第一臨限值，則基於硬體之機制可進一步將效能等級增加回至正常效能等級。在減小效能等級及增加效能等級兩者中，可使用滯後現象使得效能等級不會歸因於原本並非增加或減小溫度之趨勢之部分的短暫溫度改變而減小或增加。此情形又可允許基於溫度改變之總趨勢更長期地最佳化效能等級。

接下來轉向圖5，展示系統150之一實施例的方塊圖。在所說明之實施例中，系統150包括耦接至一或多個周邊裝置154及外部記憶體158之IC 5之至少一例項(例如，實施圖1之處理器10)。亦提供電源供應器156，其將供應電壓供應至IC 10以及將一或多個供應電壓供應至記憶體158及/或周邊裝置154。在一些實施例中，可包括IC 10之一個 以上例項(且亦可包括一個以上外部記憶體158)。

取決於系統150之類型，周邊裝置154可包括任何所要電路。舉例而言，在一實施例中，系統150可為行動器件(例如，個人數位助理(PDA)、智慧型手機等)，且周邊裝置154可包括用於各種類型之無線通信(諸如，wifi、藍芽、蜂巢式、全球定位系統等)的器件。周邊裝置154亦可包括額外儲存器，包括RAM儲存器、固態儲存器或磁碟儲存器。周邊裝置154可包括使用者介面器件，諸如顯示螢幕(包括觸控顯示螢幕或多點觸控顯示螢幕)、鍵盤或其他輸入器件、麥克風、揚聲器等。在其他實施例中，系統150可為任何類型之計算系統(例如，桌上型個人電腦、膝上型電腦、工作站、桌上型易網機(net top)等)。

外部記憶體158可包括任何類型之記憶體。舉例而言，外部記憶體158可為SRAM、諸如同步DRAM(SDRAM)之動態RAM(DRAM)、雙資料速率(DDR、DDR2、DDR3、LPDDR1、LPDDR2等)、SDRAM、RAMBUS DRAM等。外部記憶體158可包括記憶體器件安裝至的一或多個記憶體模組，諸如單列記憶體模組(SIMM)、雙列記憶體模組(DIMM)等。

對於熟習此項技術者而言，一旦已完全瞭解上述揭示內容，眾多變化及修改將變得顯而易見。預期將以下申請專利範圍解釋為涵蓋所有此等變化及修改。

11A‧‧‧溫度感測器

11B‧‧‧溫度感測器

13‧‧‧跳脫點電路

15‧‧‧熱控制電路

21A‧‧‧比較器

21B‧‧‧比較器

21C‧‧‧比較器

21D‧‧‧比較器

22‧‧‧臨限值暫存器

23‧‧‧臨限值暫存器

24A‧‧‧計數器/選擇器

24B‧‧‧計數器/選擇器

27A‧‧‧「或」(OR)閘

27B‧‧‧「或」(OR)閘

31A‧‧‧多工器

31B‧‧‧多工器

32A‧‧‧除法器

32B‧‧‧除法器

Claims (20)

1. 一種熱控制裝置，其包含：一或多個熱感測器；熱跳脫點電路，其耦接至該一或多個熱感測器，且經組態以偵測該一或多個熱感測器之各別輸出已超過一或多個熱臨限值；及熱控制電路，其經組態藉由追蹤超過該一或多個熱臨限值之一時間量，以回應於該熱跳脫點電路指示已超過一或多個熱臨限值，及進一步經組態以回應於判定超過該一或多個熱臨限值達至少一預定時間量而減小該裝置中之一或多個受控子系統之一效能等級，其中若超過該一或多個熱臨限值之該時間量小於自超過該一或多個熱臨限值之一啟始偵測之該預定時間量，則該熱控制電路進一步經組態以禁止減小該裝置中之一或多個受控子系統之一效能等級。
2. 如請求項1之裝置，其中該熱控制電路經組態以藉由減小提供至該裝置中之該一或多個受控子系統的一時脈信號之一頻率而減小該一或多個受控子系統之效能。
3. 如請求項1之裝置，其中該熱控制電路經組態以藉由減小提供至該裝置中之該一或多個受控子系統之一供應電壓而減小該一或多個受控子系統之該效能。
4. 如請求項1之裝置，其中該熱控制電路經組態以在該熱跳脫點電路指示已超過一或多個熱臨限值之後的一預定時間處對該熱跳脫點電路指示已超過一或多個熱臨限值作出回應。
5. 如請求項1之裝置，其中該熱控制電路經組態以在該熱跳脫點電路指示該一或多個熱感測器之該輸出不再超過該等熱臨限值中 之一或多者之後的一預定時間處中斷該一或多個受控子系統之效能減小。
6. 一種熱控制方法，其包含：使用熱跳脫點電路來判定一或多個熱感測器接收之各別輸出是否已超過一或多個熱臨限值；判定超過該一或多個熱臨限值達至少一預定時間量；回應於該熱跳脫點電路提供資訊啟始指示已超過對應之一或多個熱臨限值達至少一預定時間量而減小一積體電路之一或多個受控子系統的一效能等級，其中該減小係由熱控制電路執行；及若超過該一或多個熱臨限值少於該至少一預定時間量，持續在該一或多個受控子系統的一目前效能等級之操作。
7. 如請求項6之方法，其中減小該效能等級包含：該熱控制電路減小提供至該一或多個受控子系統中之至少一者的一時脈信號之一頻率。
8. 如請求項6之方法，其進一步包含該熱控制電路回應於判定已超過該一或多個熱臨限值歷時至少一第一預定時間而減小該等受控子系統中之至少一者的該效能等級。
9. 如請求項8之方法，其進一步包含在該等受控子系統中之該至少一者的該效能等級之一減小之後，回應於判定來自該等熱感測器中之至少一者的輸出低於該等熱臨限值中之至少一者歷時至少一第二預定時間而增加該等受控子系統中之該至少一者的效能。
10. 如請求項6之方法，其進一步包含：處理電路執行一軟體熱控制程式之指令，該軟體熱控制程式經組態以監視自一或多個熱感測器接收之各別輸出是否已超過 該一或多個熱臨限值，其中相比該熱跳脫點電路監視來自該一或多個熱感測器之輸出的間隔，由該軟體熱控制程式監視來自該一或多個熱感測器之輸出的間隔較不頻繁；及回應於該軟體熱控制程式判定已超過該一或多個熱臨限值中之一者而使該等受控子系統中之至少一者關機。
11. 一種積體電路，其包含：複數個功能單元，其包括至少一處理器核心；複數個溫度感測器，其各自與該複數個功能單元中之一各別者相關聯；一比較器電路，其經組態以判定自該等溫度感測器中之任一者接收的溫度讀數是否超過包含一第一溫度臨限值及一第二溫度臨限值之一或多個溫度臨限值中之至少一者；及一控制電路，其經組態以回應於藉由該比較器之一初始判定對應之一溫度讀數超過該等溫度臨限值中之至少一者達至少一預定時間量而減小提供至該複數個功能單元中之一者的一時脈頻率，其中若該溫度讀數在該預定時間量屆期之前落在低於一第一溫度臨限值處，則該控制電路進一步經組態以禁止減小提供至該複數個功能單元中之該一者的一時脈頻率；其中該至少一處理器核心經組態以執行一溫度控制常式之指令，其中該溫度控制常式包括在由該至少一處理器核心執行時進行以下操作之指令：監視來自該複數個溫度感測器之溫度讀數；及回應於判定一所監視之溫度讀數超過一第二溫度臨限值而使該複數個功能單元中之至少一者關機。
12. 如請求項11之積體電路，其中該處理器核心經組態以執行該溫度控制常式之指令從而以一第一週期性比較所監視之溫度讀數與該一或多個溫度感測器，且其中該比較器電路經組態而以小於 該第一週期性之一第二週期性比較來自該複數個溫度感測器之溫度讀數與該一或多個溫度臨限值。
13. 如請求項11之積體電路，其中該控制電路經組態以回應於判定來自該複數個溫度感測器之至少一溫度讀數超過一第一臨限值而將該時脈頻率減小一第一量，且經進一步組態以回應於判定來自該複數個溫度感測器之至少一溫度讀數超過一第二溫度臨限值而將該時脈頻率減小一第二量，其中該第二溫度臨限值大於該第一溫度臨限值。
14. 如請求項13之積體電路，其中該溫度控制常式包括在由該處理器執行時進行以下操作之指令：回應於判定一對應溫度讀數超過該第二臨限值而使該複數個功能單元中之至少一者關機。
15. 如請求項13之積體電路，其中該控制電路經組態以在該比較電路判定來自該第一溫度感測器及該第二溫度感測器之溫度讀數已低於該第一臨限值歷時一預定持續時間之後增加時脈信號之該頻率。
16. 一種熱控制方法，其包含：在實施於一積體電路上之一處理器上執行一軟體溫度控制常式之指令，其中該執行包括以一第一持續時間之間隔獲取來自至少一熱感測器之溫度讀數；一溫度比較電路以一第二持續時間之間隔獲取來自該至少一熱感測器之溫度讀數，其中該第二持續時間小於該第一持續時間；一溫度控制電路回應於該溫度比較電路獲取超過一或多個溫度臨限值中之一者的一溫度讀數並判定該溫度讀數持續超過該一或多個溫度臨限值達至少一預定持續時間，而減小該積體電路之一或多個功能單元之一者的一效能度量，其中若已超過該 溫度臨限值小於該預定持續時間，則該溫度控制電路經組態以禁止減小該效能度量；及該處理器執行該軟體溫度控制常式之指令以回應於獲取超過一或多個溫度臨限值中之一者的一溫度讀數而使該一或多個功能單元中之至少一者關機。
17. 如請求項16之方法，其進一步包含：該處理器執行該等指令以回應於該溫度讀數超過一第一溫度臨限值而使該一或多個功能單元中之至少一者關機；該溫度控制電路回應於該溫度比較電路獲取超過一第二溫度臨限值之一溫度讀數而減小該積體電路之一或多個功能單元的該效能度量，其中該第二溫度臨限值小於該第一溫度臨限值。
18. 如請求項17之方法，其進一步包含該溫度控制電路回應於該溫度比較電路獲取超過該第二溫度臨限值之一溫度讀數而將提供至該一或多個功能單元之一時脈信號的一頻率減小一第一量。
19. 如請求項18之方法，其進一步包含該溫度控制電路回應於該溫度比較電路獲取超過該第一溫度臨限值之一溫度讀數而將該時脈信號之該頻率減小一第二量。
20. 如請求項16之方法，其進一步包含：該溫度控制電路回應於該溫度比較電路獲取超過一或多個溫度臨限值中之一者歷時一第一預定時間的溫度讀數而減小該積體電路之一或多個功能單元的該效能度量；及該溫度控制電路回應於該溫度比較電路獲取低於一或多個溫度臨限值中之該者歷時一第二預定時間的溫度讀數而減小該積體電路之一或多個功能單元的該效能度量。