从前到后，详解DVFS到底是个什么鬼 - IC公开课 - 中国电子顶级开发网(EETOP)-电子设计论坛、博客、超人气的电子工程师资料分享平台
- Powered by X-Space
一些心得分享，欢迎讨论，欢迎关注公众号
从前到后，详解DVFS到底是个什么鬼
& 21:27:35
DVFS（Dynamic Voltage and Frequency Scaling）动态电压频率调节本质上是一种低功耗技术，目的是根据的芯片当时的实际功耗需要设定工作电压和时钟频率，这样可以保证提供的功率既满足要求又不会过剩，从而可以降低功耗。硬件基础为了实现供电电压可调节，目前的芯片电源模块都可以提供多级输出，本质上是多个不同输出电压的LDO通过选择开关桥接，DVFS控制逻辑输出所需电压的控制向量，电源管理模块会自动完成电压源切换。时钟频率的控制是目前已经很常见的，芯片内部一般都会集成CGU（Clock Generator Unit）负责时钟源的提供，可以对某个时钟源分频升频，为系统提供特定频率的时钟信号，这里不再赘述。调节顺序目前的芯片实现工艺下，更高的频率则需要更高的供电电压。因为更高的频率意味着动态功率的消耗增加，而在芯片整体电容电阻值不变的前提下，更高的供电电压可以提供更高的电源功率。所以安全的调节机制是：当需要提升功率时，应先提升供电电压，然后提升时钟频率。当需要降低功率时，应先降低时钟频率，再降低供电电压。DVFS调节策略一味的降频降压当然是不能降低功耗的，因为低频下运行可能使系统处理任务的时长增加，从而整体上可能增加了功耗。所以DVFS的核心是动态调整的策略，其目的是根据当时的系统负载实时调整，从而提供满足当时性能要求的最低功率，也就达到了最低功耗。制定调整策略前，先找出系统中的耗电大户：CPUDSP硬件算法加速模块（看逻辑规模）需要统计出这些模块的负载情况，基本的策略当然是工作负载增加则升频升压，工作负载降低则降频降压。工作负载的粗略模型是在一个时间窗口内，统计模块工作的时间长度，设定不同阈值，高阈值对应高电压高频率，低阈值对应低电压低频率。每次统计值穿过阈值边界，触发DVFS转换。实际的系统中，每个CPU，DSP也许有自己独立的DVFS调节系统，所以可以根据本模块的特点制定出更精确的负载模型，从而取得更优的功耗表现。至于调节算法的实现，可以软件也可以硬件，看资源消耗情况和DVFS响应时间要求而定。一．choose_freq函数概述
在interative策略中，choose_freq函数用来选择一个合适的频率，使选频后系统的workload小于或等于target&load. 其核心思想是：选取一个最小的频率，使在这个频率中的target&load达到理想状态。
1.&影响选频的核心因素有两个：
1.两次统计时间内系统频率的平均频率loadadjfreq，
2.系统设定好的target&load，在interative初始化的时候设定，tunables-&target_loads&=&default_target_
2.&先大概描述下两个核心因素的情况：
1）根据cpufreq_interactive_timer中对cpu当前负载的计算我们知道：
&&&&&&Cur_load&=&loadadjfreq&/&cur_freq&
而在choose_freq函数中，计算target&freq时:
&&&&&&target_freq&=&loadadjfreq&/&t1
其中t1为系统设定好的target&load，默认为90。
因此，综合上述两个式子，可以得到：
&&&&&&Target_freq&=&cur_freq&*&(cur_load&/&target_load)&&;
也就是说，如果当前cpu负载大于90%，期望从频率表选择一个大于当前的频率，从而减少负载，如果负载小于90%，则期望从频率表选择一个频率以提高当前负载。
2）在interative初始化时，会为每个cpu频率设定一个理想的target&load，以负载+频率的键值对方式，保存在cpufreq_interactive_tunables结构中的target_loads[]数组，ntarget_loads记录一共有多少个键值对。比如，我们可以以下面的方式，指定对应cpu频率下，理想的cpu负载。
Target_loads[]&=&{90,&800,&&85&,900,&&95,&1000};
意思是，如果目标频率在区间[800,&900)之间，则理想cpu负载应在90%左右，如果当前目标频率在区间[900,&100)，理想负载在85%左右，从访问方式可以看出，数组中频率最好以递增方式安排。
freq_to_targetload中获取target&load:
&&&&for&(i&=&0;&i&&&tunables-&ntarget_loads&-&1&&&
&&&&freq&&=&tunables-&target_loads[i+1];&i&+=&2)
ret&=&tunables-&target_loads[i];
在interative中只设定为90，因此对于所有频段，target的cpu负载都是90%。
二．choose_freq程序流程
三．结合具体样例分析频率的选择
假如当前频率为800Mz，target_load默认为90，且有如下频率表:
{800Mz,&&900Mz,&&1000Mz,&1100Mz}
当前负载为91，根据Target_freq&=&cur_freq&*&(cur_load&/&target_load)
&&&&Target_freq&=&800Mz&*&(91&/&90)&=&808Mz.
根据cpufreq_frequency_table_target()传入参数，从频率表取出比target_freq大的最小频率，也就是900M。此时，freq&&&prevfreq，则fremin=prefreq，且freq不大于freqmax，因此会重新进入while循环。因为target_load默认值固定为90，因此第二次循环，从频率表取出来的频率不变，freq&=&prevfreq，循环结束，返回查找出来的900Mz。
假如当前频率为1100Mz，target_load默认为90，有如下频率表:
{800Mz,&&900Mz,&&1000Mz,&1100Mz}
当前负载为82，根据Target_freq&=&cur_freq&*&(cur_load&/&target_load)
&&&&Target_freq&=&1100Mz&*&(82&/&90)&=&1002Mz.
从频率表选择比target_freq(1002Mz)大的最小频率，也就是1100Mz。同理，最后返回1100Mz。
由此可见，如果当前负载超过90，且频率不是最大值，很容易升频，而当负载为81时，才可能降频(仅限于前面两个例子)，可能为了性能考量。
Freqmin和freqmax等变量，是为了多target&load准备的，本程序中target&load固定90的，但我们也可以考虑下，以体会此处算法的精巧。
如果当前频率800Mhz，intravite初始化时，系统设定的负载与频率表的对应关系如下：
Target_loads[]&=&{90,&800,&&85&,900,&&95,&1000,&&88,&1100};
当前负载为98，根据Target_freq1&=&cur_freq&*&(cur_load&/&target_load)
Target_freq1&=&800Mhz&*&(95&/&90)&&=&&844Mhz
从频率表选出900Mhz作为当前freq，因为prevfreq&&&freq&&&freqmax,&此时freqmin&=&prevfreq&=&800Mhz，然后重新进入while循环
此时prevfreq&=&freq&=&900Mhz,&计算
&&&&&target_freq2&=&800Mhz&*&（&95&/&85)&=&894Mhz
因此从频率表选出频率为freq&=&900Mhz。因为900与prevfreq相等。因此返回900Mhz。算法这样设计，主要是防止频率跨度太大，或频率下降太快。由于需要调整各种target_load和频率表，比较麻烦，如果感兴趣可以自己更改相关参数。
本文档编写时间仓促，如果有理解失误，欢迎指出。
---@qq.com & 日期：
本文已收录于以下专栏：
相关文章推荐
choose_freq函数用来选频，使选频后的系统workload小于或等于target load.
核心思想是：选择最小的频率来满足target load.
影响选频结果的因素有两个：
CPU策略学习：interactive策略的优点和缺点
我相信，研究CPU策略的人，经常会听别人说，或者自己说：每种策略都有好有不足，性能和功耗不能兼顾，性能好的功耗就大，为省功耗就...
CPU动态调频策略，目前常见的有performance powersave ondemand consertive interactive
以下是基于interactive代码详细分析下的一些见...
CPU策略学习：interactive策略的优点和缺点
我相信，研究CPU策略的人，经常会听别人说，或者自己说：每种策略都有好有不足，性能和功耗不能兼顾，性能好的功耗就大，为省功耗就...
CPU策略学习：interactive策略的优点和缺点
我相信，研究CPU策略的人，经常会听别人说，或者自己说：每种策略都有好有不足，性能和功耗不能兼顾，性能好的功耗就大，为省功耗就会牺牲性...
[csharp] view
&font-family: Arial, Helvetica, sans- white-space: norm...
Linux提供了多种governor供用户选择，这里以interactive为例，毕竟现在的android手机中都是采用该governor.
基于linux 3.14
以下代码若未指明位置则默认在...
飞思卡尔DVFS
用途：根据负载情况，动态调节频率用于降低功耗。
使用范围：IMX31和IMX53都默认启用，并且imx53还添加了总线频率调节功能。
几个概念及实现：
1.     D...
由“linux cpufreq framework(3)_cpufreq core”的描述可知，cpufreq policy负责设定cpu调频的一个大致范围，而cpu的具体运行频率，...
他的最新文章
讲师：汪剑
讲师：刘道宽
您举报文章：
举报原因：
原文地址：
原因补充：
(最多只允许输入30个字)DVFS,最全面的DVFS文章 - 电子工程世界网
在电子工程世界为您找到如下关于“DVFS”的新闻
DVFS资料下载
DVFS的SoC低功耗技术...
......................................................... 103
5.5.2 Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) ................ 104
5.5.3 Cache Based Architecture ...................................................... 105
5.5.4 Log FFT...
DVFS相关帖子
(MMC/SD) 以及高速 USB 2.0/1.1 可全面满足桌面、网络或便携式连接或存储的需求；
·视频端口能够支持原始视频的输入输出，而 LCD 控制器则使开发人员能够方便地连接具有 VGA 分辨率的显示屏；
·通过 DVFS 提供多个工作点，可关闭不使用的外设并提供可选的 I/O 电压，这些优异特性有助于提高便携性并降低产品的发热量；
·配套提供的 TI TPS65070 电源管理...
模块、WIFI/蓝牙模块等。拥有丰富的板载接口以及众多配套扩展模块,是物联网技术平台的不二选择。 - 八层高速PCB设计，全机器焊接，杜绝手工，批量无忧！。- 独家完美实现DVFS（动态电压频率调整）- 核心板引出脚最全，扩展能力最强- 工业级进口板对板连接器，插拔方便稳定可靠- 稳定运行Android 4.0.3操作系统及最新版Android4.2/4.4系统；最通用的Linux-3.0.15...
PX2开发板Android开发PX2开发板开源代码获取PX2开发板固件烧写工具使用说明PX2开发板Android编译开发环境介绍
PX2开发板Linux开发PX2开发板Ubuntu系统V1.0预览版安装指南
PX2开发板驱动开发PX2开发板按键配置PX2开发板红外配置PX2开发板DVFS配置PX2开发板PMU配置PX2开发板以太网配置PX2开发板Wifi&BT配置PX2开发板...
; && && && && && &
华曦达DV7905，采用成熟主芯片组，CPU：ARM&&Cortex-A5 频率为1.5GHz(DVFS)&&；GPU：四核 ARM Mali-450 GPU 频率为 600MHz+ (DVFS)；内存：DDR3...
;& &Exynos 4412处理器配备一款高水平电源管理芯片（PMU）是非常必要的。4412属于四核处理器。一个好的电源管理芯片，可以使整个系统运行有序，从而实现特有的DVFS（动态电压频率调整），在控制系统功耗的前提下，使得整个系统更加稳定可靠。& && &迅为电子的4412开发板配备三星自家电源管理芯片‘S5M8767’，把4412的高性能...
视频信号的直接输出。两路CSI Camera 输入和双视频输出，5路UART接口及双路CAN接口， 支持Ethernet 10/100带IEEE1588 QUICC Engine和MLB50协议，同时支持EMMC4.3/4.4 协议接口，采用DVFS和Smart Speed技术提供智能供电管理等高效能芯片设计技术。& & i.MX53W是基于Windows CE 7操作系统...
Ethernet 10/100带IEEE1588 QUICC Engine和MLB50协议，同时支持EMMC4.3/4.4 协议接口，采用DVFS和Smart Speed技术提供智能供电管理等高效能芯片设计技术。
&&& i.MX53W是基于Windows CE 7操作系统，i.MX53W有着丰富的外围接口，如USB HOST、USB OTG、TVE、DVI、HDMI、LVDS...
，5路UART接口及双路CAN接口， 支持Ethernet 10/100带IEEE1588 QUICC Engine和MLB50协议，同时支持EMMC4.3/4.4 协议接口，采用DVFS和Smart Speed技术提供智能供电管理等高效能芯片设计技术。
&&& i.MX53W是基于Windows CE 7操作系统，i.MX53W有着丰富的外围接口，如USB HOST...
接口， 支持Ethernet 10/100带IEEE1588 QUICC Engine和MLB50协议，同时支持EMMC4.3/4.4 协议接口，采用DVFS和Smart Speed技术提供智能供电管理等高效能芯片设计技术。
&&& i.MX53W是基于Windows CE 7操作系统，i.MX53W有着丰富的外围接口，如USB HOST、USB OTG、TVE...
的指令缓存和数据缓存以及256K的二级缓存，并且集成了多媒体硬件加速单元：3D和2D图形加速的OpenGL ES 2.0和Open VG 1.1；多格式高清HD 720P视频解码模块和多格式标清D1分辨率的视频编码模块，并且支持720P或1080i CVBS模拟视频信号的直接输出。采用DVFS（Dynamic Volt Frequency Scaling）和Smart Speed技术提供了功率管...
你可能感兴趣的标签
热门资源推荐