JP2003178106A - 追跡データおよびシミュレーション技術を用いるディジタル信号プロセッサにおける消費電力測定の装置および方法 - Google Patents
追跡データおよびシミュレーション技術を用いるディジタル信号プロセッサにおける消費電力測定の装置および方法Info
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- JP2003178106A JP2003178106A JP2002231352A JP2002231352A JP2003178106A JP 2003178106 A JP2003178106 A JP 2003178106A JP 2002231352 A JP2002231352 A JP 2002231352A JP 2002231352 A JP2002231352 A JP 2002231352A JP 2003178106 A JP2003178106 A JP 2003178106A
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プログラム実行中の中央処理ユニットの消費
電力を測定する装置および方法を提供する。 【解決手段】 プログラム実行中の中央処理ユニット２
１の消費電力を測定するため、追跡部品を用いそれぞれ
のクロックサイクルにおける入力信号、出力信号、割込
み条件を決定する。その入力信号、出力信号を、中央処
理システムのシミュレーションモデル（２６）に印加
し、それぞれのクロックサイクルにおける中央処理ユニ
ット２１の状態を決定する。シミュレーションモデル
（２６）を、それぞれの状態での消費電力の決定に用い
る。中央処理ユニットの状態進行の情報を、それぞれの
状態での中央処理ユニット２１の消費電力と組合わせ、
中央処理ユニット２１の電力消費をプログラムの実行の
関数として決定する。消費電力と、実行中のプログラム
部分との比較により、プログラムを、プログラム実行中
に必要な電力を削減するよう調整する。
電力を測定する装置および方法を提供する。 【解決手段】 プログラム実行中の中央処理ユニット２
１の消費電力を測定するため、追跡部品を用いそれぞれ
のクロックサイクルにおける入力信号、出力信号、割込
み条件を決定する。その入力信号、出力信号を、中央処
理システムのシミュレーションモデル（２６）に印加
し、それぞれのクロックサイクルにおける中央処理ユニ
ット２１の状態を決定する。シミュレーションモデル
（２６）を、それぞれの状態での消費電力の決定に用い
る。中央処理ユニットの状態進行の情報を、それぞれの
状態での中央処理ユニット２１の消費電力と組合わせ、
中央処理ユニット２１の電力消費をプログラムの実行の
関数として決定する。消費電力と、実行中のプログラム
部分との比較により、プログラムを、プログラム実行中
に必要な電力を削減するよう調整する。
Description
【０００１】本発明は、一般的にはディジタル信号処理
ユニットに関し、特にディジタル信号プロセッサユニッ
トの電力消費を決定する技術に関する。
ユニットに関し、特にディジタル信号プロセッサユニッ
トの電力消費を決定する技術に関する。
【０００２】ディジタル信号プロセッサおよび関連デバ
イスの、セルラ電話機、無線インタネット装置、などの
ような携帯装置における応用は、ますます増加してき
た。電力消費は、携帯装置においては重要なパラメータ
である。電力消費は、装置の携帯性のキーパラメータで
ある、バッテリのサイズおよびバッテリの再充電間の時
間を決定する。
イスの、セルラ電話機、無線インタネット装置、などの
ような携帯装置における応用は、ますます増加してき
た。電力消費は、携帯装置においては重要なパラメータ
である。電力消費は、装置の携帯性のキーパラメータで
ある、バッテリのサイズおよびバッテリの再充電間の時
間を決定する。
【０００３】しかし、ディジタル信号プロセッサにおけ
る電力消費パラメータは、いくつかの変数を有する。例
えば、装置を実現するハードウェアは、最小電力消費に
より動作するように設計されうる。ハードウェアの電力
要求を減少させるためのことごとくの努力が行われた後
であっても、ソフトウェアプログラムの電力効率はよく
ないかもしれない。個々のプログラムは、電力消費が最
小になるように最適化されうる。さらに、中央処理ユニ
ットが電力を引出すのみでなく、バスの活動もまた電力
を消費する。しかし、これらのパラメータが最適化され
うる以前に、電力消費の測定の技術が与えられなければ
ならない。
る電力消費パラメータは、いくつかの変数を有する。例
えば、装置を実現するハードウェアは、最小電力消費に
より動作するように設計されうる。ハードウェアの電力
要求を減少させるためのことごとくの努力が行われた後
であっても、ソフトウェアプログラムの電力効率はよく
ないかもしれない。個々のプログラムは、電力消費が最
小になるように最適化されうる。さらに、中央処理ユニ
ットが電力を引出すのみでなく、バスの活動もまた電力
を消費する。しかし、これらのパラメータが最適化され
うる以前に、電力消費の測定の技術が与えられなければ
ならない。
【０００４】中央処理ユニットの設計およびテストにお
いては、提案された設計に対しシミュレーションモデル
が提供される。そのシミュレーションモデルを用い、中
央処理ユニットにおける処理活動、すなわち、入力信号
の集合および出力信号の集合のための処理活動のシミュ
レーションが行われうる。データ処理ユニットの内部動
作でさえも、シミュレーションモデルから決定されう
る。そのシミュレーションモデルは、装置を製造する長
いプロセスなしに、中央処理ユニットにおける設計の変
更および改善を研究することを可能にする。
いては、提案された設計に対しシミュレーションモデル
が提供される。そのシミュレーションモデルを用い、中
央処理ユニットにおける処理活動、すなわち、入力信号
の集合および出力信号の集合のための処理活動のシミュ
レーションが行われうる。データ処理ユニットの内部動
作でさえも、シミュレーションモデルから決定されう
る。そのシミュレーションモデルは、装置を製造する長
いプロセスなしに、中央処理ユニットにおける設計の変
更および改善を研究することを可能にする。
【０００５】図１を参照すると、中央処理ユニットを設
計し製造するプロセスが要約されている。ステップ１０
においては、中央処理ユニットに対する一連の要求に基
づき、また中央処理ユニットを実現するために用いられ
る技術の特性に基づき、シミュレーションモデルが準備
される。このシミュレーションモデルは、物理的に実現
された中央処理ユニットの物理的電気的パラメータをシ
ミュレートする。ステップ１１においては、このシミュ
レーションモデルを用い、このシミュレーションモデル
の動作がテストされ、このモデルは精密化される。この
段階において確認された問題は、一般に更新されたシミ
ュレーションモデルにおいて解決される。中央処理ユニ
ットを製造するために実際に要する時間により、この段
階において確認され解決されうる問題は、機能する中央
処理ユニットを提供するためのスケジュールに大きいイ
ンパクトを与える。シミュレーションモデルの最終バー
ジョンが実現された時は、ステップ１２において、その
シミュレーションモデルをテンプレートとして用い物理
的中央処理ユニットが製造される。ステップ１３におい
ては、実現された中央処理ユニットがテストされる。ス
テップ１４においては、中央処理ユニットのテストが検
査されて、その中央処理ユニットの設計に対する、従っ
て、シミュレーションモデルに対する変更が必要である
かどうかが決定される。変更が不必要な時は、ステップ
１６においてプロセスは終了する。中央処理ユニットに
おける変更が必要な時は、プロセスはステップ１５に進
み、そこでシミュレーションモデルは変更される。その
変更が完了した後、プロセスはステップ１１へ復帰し、
そこでシミュレーションモデルはテストされて精密化さ
れる。
計し製造するプロセスが要約されている。ステップ１０
においては、中央処理ユニットに対する一連の要求に基
づき、また中央処理ユニットを実現するために用いられ
る技術の特性に基づき、シミュレーションモデルが準備
される。このシミュレーションモデルは、物理的に実現
された中央処理ユニットの物理的電気的パラメータをシ
ミュレートする。ステップ１１においては、このシミュ
レーションモデルを用い、このシミュレーションモデル
の動作がテストされ、このモデルは精密化される。この
段階において確認された問題は、一般に更新されたシミ
ュレーションモデルにおいて解決される。中央処理ユニ
ットを製造するために実際に要する時間により、この段
階において確認され解決されうる問題は、機能する中央
処理ユニットを提供するためのスケジュールに大きいイ
ンパクトを与える。シミュレーションモデルの最終バー
ジョンが実現された時は、ステップ１２において、その
シミュレーションモデルをテンプレートとして用い物理
的中央処理ユニットが製造される。ステップ１３におい
ては、実現された中央処理ユニットがテストされる。ス
テップ１４においては、中央処理ユニットのテストが検
査されて、その中央処理ユニットの設計に対する、従っ
て、シミュレーションモデルに対する変更が必要である
かどうかが決定される。変更が不必要な時は、ステップ
１６においてプロセスは終了する。中央処理ユニットに
おける変更が必要な時は、プロセスはステップ１５に進
み、そこでシミュレーションモデルは変更される。その
変更が完了した後、プロセスはステップ１１へ復帰し、
そこでシミュレーションモデルはテストされて精密化さ
れる。
【０００６】しかし、シミュレーションモデルは、中央
処理ユニットが製造される時に明らかとなる制約を有す
る。実現された中央処理ユニットの動作をテストし確認
するために、選択された信号が中央処理ユニットから検
索され、他の選択された信号が中央処理ユニットに印加
されうる。特定の例をあげると、ＪＴＡＧ（ジョイント
・テスト・アクション・グループ）プロトコルは、中央
処理ユニットに印加し、また中央処理ユニットから検索
するための特定の信号を識別する。このプロトコルの目
的は、テストおよびデバッグのプロセスにおける便宜の
ために、信号を標準化することである。ＪＴＡＧプロト
コルの信号および追跡信号は、テストおよびデバッグの
プロセスにおいて用いられうる。中央処理ユニットは一
般に、中央処理ユニットと追跡ユニットとにおける選択
された部品間の追跡信号の交換専用の追跡ポートを有す
る。追跡ユニットは、中央処理ユニットから受取った追
跡信号を解釈するようにプログラムされる。ＪＴＡＧプ
ロトコルは、中央処理ユニットと、中央処理ユニットの
動作を制御するプログラムと、の双方の設計者および開
発者が利用しうるツールにおける改善であったが、最
近、追跡信号の数が大幅に、すなわち、ＪＴＡＧプロト
コル信号の数に対して、膨張した。追加された信号は、
中央処理ユニットの内部状態に関する情報の獲得におい
て特に有用であった。
処理ユニットが製造される時に明らかとなる制約を有す
る。実現された中央処理ユニットの動作をテストし確認
するために、選択された信号が中央処理ユニットから検
索され、他の選択された信号が中央処理ユニットに印加
されうる。特定の例をあげると、ＪＴＡＧ（ジョイント
・テスト・アクション・グループ）プロトコルは、中央
処理ユニットに印加し、また中央処理ユニットから検索
するための特定の信号を識別する。このプロトコルの目
的は、テストおよびデバッグのプロセスにおける便宜の
ために、信号を標準化することである。ＪＴＡＧプロト
コルの信号および追跡信号は、テストおよびデバッグの
プロセスにおいて用いられうる。中央処理ユニットは一
般に、中央処理ユニットと追跡ユニットとにおける選択
された部品間の追跡信号の交換専用の追跡ポートを有す
る。追跡ユニットは、中央処理ユニットから受取った追
跡信号を解釈するようにプログラムされる。ＪＴＡＧプ
ロトコルは、中央処理ユニットと、中央処理ユニットの
動作を制御するプログラムと、の双方の設計者および開
発者が利用しうるツールにおける改善であったが、最
近、追跡信号の数が大幅に、すなわち、ＪＴＡＧプロト
コル信号の数に対して、膨張した。追加された信号は、
中央処理ユニットの内部状態に関する情報の獲得におい
て特に有用であった。
【０００７】データ処理技術の最も重要な応用の１つ
は、バッテリ式の携帯装置、例えば、ハンドヘルド装置
に対するものであった。これらの応用における要求は、
電力消費ができるだけ低いことである。それらの装置
は、最小電力動作を行うように設計されてきた。電力消
費の削減におけるもう１つのパラメータは、データ処理
ユニットの動作のプログラム制御である。プログラム
は、最初に開発された時は、一般に電力消費のために最
適化されていない。しかし、プログラムにおいて電力消
費を削減するための試みがなされる時は、プログラムに
おけるいくつかの変形が可能である。
は、バッテリ式の携帯装置、例えば、ハンドヘルド装置
に対するものであった。これらの応用における要求は、
電力消費ができるだけ低いことである。それらの装置
は、最小電力動作を行うように設計されてきた。電力消
費の削減におけるもう１つのパラメータは、データ処理
ユニットの動作のプログラム制御である。プログラム
は、最初に開発された時は、一般に電力消費のために最
適化されていない。しかし、プログラムにおいて電力消
費を削減するための試みがなされる時は、プログラムに
おけるいくつかの変形が可能である。
【０００８】従って、ディジタル信号処理システムの中
央処理ユニットの電力消費が、プログラムの実行の結果
として測定できるという特徴を有する装置および関連の
方法の必要が感ぜられてきた。前記装置および関連の方
法はさらに、プログラムの電力消費が、そのプログラム
の個々のステップに関連しうるという特徴をも有する。
前記装置および関連の方法はさらに、中央処理ユニット
による消費電力が、プログラムの実行中に個々のクロッ
クサイクルにおいて決定されうるという特徴をも有す
る。
央処理ユニットの電力消費が、プログラムの実行の結果
として測定できるという特徴を有する装置および関連の
方法の必要が感ぜられてきた。前記装置および関連の方
法はさらに、プログラムの電力消費が、そのプログラム
の個々のステップに関連しうるという特徴をも有する。
前記装置および関連の方法はさらに、中央処理ユニット
による消費電力が、プログラムの実行中に個々のクロッ
クサイクルにおいて決定されうるという特徴をも有す
る。
【０００９】前述の特徴およびその他の特徴は、本発明
により、中央処理ユニットにおける電力消費が最適化さ
れるべき活動を実行することによって、また中央処理ユ
ニットから収集された信号を用いシミュレーションモデ
ルにおいて同じ活動を実行することによって実現され
る。追跡部品は、それぞれのクロックサイクルにおける
中央処理ユニットへの入力信号および中央処理ユニット
からの出力信号を収集してメモリ内に記憶する。収集さ
れたこれらの信号は、シミュレーションモデルにおいて
中央処理ユニットの活動を、初期状態が同じである時に
は再現する。入力信号および出力信号の記録された集合
は、中央処理ユニットのシミュレーションモデルに印加
される。それらの入力信号および出力信号は、等価な初
期状態からシミュレーションモデルに印加される時に
は、中央処理ユニットの状態がそれぞれのクロックサイ
クルにおいて決定されることを可能にする。シミュレー
ションモデルを用いると、データ処理ユニットのそれぞ
れの状態における消費電力が決定されうる。従って、入
力信号および出力信号を用いてそれぞれのクロックサイ
クルにおける中央処理ユニットの状態を決定すると、プ
ログラムにより用いられる合計電力を計算しうる。消費
電力をプログラムの実行の関数として関連させることに
より、最も多くの電力を消費するプログラムの部分を検
査すると、消費される電力が最小化されうるかどうかを
決定することができる。
により、中央処理ユニットにおける電力消費が最適化さ
れるべき活動を実行することによって、また中央処理ユ
ニットから収集された信号を用いシミュレーションモデ
ルにおいて同じ活動を実行することによって実現され
る。追跡部品は、それぞれのクロックサイクルにおける
中央処理ユニットへの入力信号および中央処理ユニット
からの出力信号を収集してメモリ内に記憶する。収集さ
れたこれらの信号は、シミュレーションモデルにおいて
中央処理ユニットの活動を、初期状態が同じである時に
は再現する。入力信号および出力信号の記録された集合
は、中央処理ユニットのシミュレーションモデルに印加
される。それらの入力信号および出力信号は、等価な初
期状態からシミュレーションモデルに印加される時に
は、中央処理ユニットの状態がそれぞれのクロックサイ
クルにおいて決定されることを可能にする。シミュレー
ションモデルを用いると、データ処理ユニットのそれぞ
れの状態における消費電力が決定されうる。従って、入
力信号および出力信号を用いてそれぞれのクロックサイ
クルにおける中央処理ユニットの状態を決定すると、プ
ログラムにより用いられる合計電力を計算しうる。消費
電力をプログラムの実行の関数として関連させることに
より、最も多くの電力を消費するプログラムの部分を検
査すると、消費される電力が最小化されうるかどうかを
決定することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】１．図面を参照した説明
図１は、従来の関連技術に関して説明した。図２は、本
発明を有利に用いうるデータ処理システムのブロック図
を示す。ディジタル信号処理ユニット２０は、中央処理
ユニット２１と、複数の周辺ユニット２２Ａから２２Ｎ
と、メモリユニット２３と、バッファユニット２４と、
を含む。周辺装置２２Ａから２２Ｎは、チップ２０の外
部の装置に結合されたインタフェースユニットを有して
もよい。内部バス２５ａは、周辺ユニット２２Ａから２
２Ｎと、メモリユニット２３と、バッファユニット２４
とを、中央処理ユニット２１に結合させる。バッファユ
ニット２４は、内部バス２５ａと外部バス２５ｂとの間
のインタフェースとして働く。中央処理ユニット２１
は、さらに追跡（ｔｒａｃｅ）ポート２７を含む。追跡
ポート２７は、中央処理ユニット２１内の選択されたリ
ードと、追跡ユニット２８と、の間の結合を行う。追跡
（ｔｒａｃｅ）ユニット２８は、中央処理ユニット２１
から受取った追跡信号の解析をおこなうことができ、ま
た読取りデータ、サイクル毎の機能停止、および中央処
理ユニット２１へ印加されるべき命令シーケンスを決定
することができる。追跡（ｔｒａｃｅ）ユニット２８
は、追跡されたデータをメモリユニット２９内に記録す
る。追跡メモリユニット２９は、中央処理ユニットに関
連する活動を記録する。処理ユニット２７Ｐは、追跡捕
捉の結果を記憶するメモリユニット２９へのアクセスを
有し、メモリユニット２６はシミュレーションモデルを
記憶する。シミュレーションモデルの記憶は、それぞれ
の中央処理ユニットの状態遷移における電力消費を識別
するパラメータの記憶をも含みうる。メモリユニット２
９およびメモリユニット２６が、同じメモリユニットの
異なる部分であってもよいことは明らかである。プロセ
ッサ２７Ｐは、以下に説明するように、追跡捕捉の結果
をシミュレーションモデルに対し適用する。
発明を有利に用いうるデータ処理システムのブロック図
を示す。ディジタル信号処理ユニット２０は、中央処理
ユニット２１と、複数の周辺ユニット２２Ａから２２Ｎ
と、メモリユニット２３と、バッファユニット２４と、
を含む。周辺装置２２Ａから２２Ｎは、チップ２０の外
部の装置に結合されたインタフェースユニットを有して
もよい。内部バス２５ａは、周辺ユニット２２Ａから２
２Ｎと、メモリユニット２３と、バッファユニット２４
とを、中央処理ユニット２１に結合させる。バッファユ
ニット２４は、内部バス２５ａと外部バス２５ｂとの間
のインタフェースとして働く。中央処理ユニット２１
は、さらに追跡（ｔｒａｃｅ）ポート２７を含む。追跡
ポート２７は、中央処理ユニット２１内の選択されたリ
ードと、追跡ユニット２８と、の間の結合を行う。追跡
（ｔｒａｃｅ）ユニット２８は、中央処理ユニット２１
から受取った追跡信号の解析をおこなうことができ、ま
た読取りデータ、サイクル毎の機能停止、および中央処
理ユニット２１へ印加されるべき命令シーケンスを決定
することができる。追跡（ｔｒａｃｅ）ユニット２８
は、追跡されたデータをメモリユニット２９内に記録す
る。追跡メモリユニット２９は、中央処理ユニットに関
連する活動を記録する。処理ユニット２７Ｐは、追跡捕
捉の結果を記憶するメモリユニット２９へのアクセスを
有し、メモリユニット２６はシミュレーションモデルを
記憶する。シミュレーションモデルの記憶は、それぞれ
の中央処理ユニットの状態遷移における電力消費を識別
するパラメータの記憶をも含みうる。メモリユニット２
９およびメモリユニット２６が、同じメモリユニットの
異なる部分であってもよいことは明らかである。プロセ
ッサ２７Ｐは、以下に説明するように、追跡捕捉の結果
をシミュレーションモデルに対し適用する。
【００１１】図３を参照すると、ソフトウェアプログラ
ムの実行中における電力消費を最小化するプロセスが示
されている。ステップ３０においては、そのプログラム
を実行する中央処理ユニットのシミュレーションモデル
が開発される。一般に、シミュレーションモデルは、中
央処理ユニットの設計中に生成される。ステップ３１に
おいては、そのシミュレーションモデルを用い、中央処
理ユニットのそれぞれの状態における消費電力が決定さ
れる。ステップ３２においては、中央処理ユニットの初
期状態を保存する。ステップ３３においては、電力消費
に関してテストされるプログラムが、中央処理ユニット
において実行される。ステップ３４においては、追跡部
品を用い、入力信号および出力信号がそれぞれのクロッ
クサイクルにおいて決定される。ステップ３５において
は、シミュレーションモデルの状態が、中央処理ユニッ
トの初期状態に初期化される。ステップ３６において
は、シミュレーションモデルに対し入力信号および出力
信号および機能停止イベントが、ここで説明されるよう
に印加される。追跡データを発生する実際の中央処理ユ
ニットおよび（同じ中央処理ユニットの）シミュレーシ
ョンモデルは、同じ有限状態機械として見られる。実際
の中央処理ユニットへの入力信号（読取りデータおよび
機械機能停止）はシミュレーションモデルに印加され、
シミュレーションモデルは第２の有限状態機械である。
これら２つの状態機械は、同じ状態からスタートせしめ
られる時は、同じ状態のシーケンスを経て進行する。追
跡データはまた、プログラムカウンタ情報をも含む。プ
ログラムカウンタデータは、命令処理における割込みの
発生を検出するために用いられる。割込みプロセスの結
果として、シミュレーションモデルおよび対応する中央
処理ユニットの状態の進行は異なりうる。プログラムカ
ウンタ追跡データは、シミュレーションモデルのプログ
ラムカウンタに上書きするために用いられ、それにより
２つの有限状態機械を同期状態に保つ。シミュレーショ
ンモデルを用いると、中央処理ユニットの状態はプログ
ラム実行の全てにおいて決定されうる。ステップ３７に
おいては、ステップ３６において決定された中央処理ユ
ニットの状態が、ステップ３１において決定された関連
状態における電力消費と相関せしめられる。ステップ３
７における相関の結果として、ステップ３８において
は、実行されるプログラム部分の関数としての消費電力
が決定されうる。ステップ３９においては、プログラム
と、プログラムの関連部分における電力消費とが、プロ
グラムが電力を削減するために調整されうるかどうかを
決定するために再調査されうる。
ムの実行中における電力消費を最小化するプロセスが示
されている。ステップ３０においては、そのプログラム
を実行する中央処理ユニットのシミュレーションモデル
が開発される。一般に、シミュレーションモデルは、中
央処理ユニットの設計中に生成される。ステップ３１に
おいては、そのシミュレーションモデルを用い、中央処
理ユニットのそれぞれの状態における消費電力が決定さ
れる。ステップ３２においては、中央処理ユニットの初
期状態を保存する。ステップ３３においては、電力消費
に関してテストされるプログラムが、中央処理ユニット
において実行される。ステップ３４においては、追跡部
品を用い、入力信号および出力信号がそれぞれのクロッ
クサイクルにおいて決定される。ステップ３５において
は、シミュレーションモデルの状態が、中央処理ユニッ
トの初期状態に初期化される。ステップ３６において
は、シミュレーションモデルに対し入力信号および出力
信号および機能停止イベントが、ここで説明されるよう
に印加される。追跡データを発生する実際の中央処理ユ
ニットおよび（同じ中央処理ユニットの）シミュレーシ
ョンモデルは、同じ有限状態機械として見られる。実際
の中央処理ユニットへの入力信号（読取りデータおよび
機械機能停止）はシミュレーションモデルに印加され、
シミュレーションモデルは第２の有限状態機械である。
これら２つの状態機械は、同じ状態からスタートせしめ
られる時は、同じ状態のシーケンスを経て進行する。追
跡データはまた、プログラムカウンタ情報をも含む。プ
ログラムカウンタデータは、命令処理における割込みの
発生を検出するために用いられる。割込みプロセスの結
果として、シミュレーションモデルおよび対応する中央
処理ユニットの状態の進行は異なりうる。プログラムカ
ウンタ追跡データは、シミュレーションモデルのプログ
ラムカウンタに上書きするために用いられ、それにより
２つの有限状態機械を同期状態に保つ。シミュレーショ
ンモデルを用いると、中央処理ユニットの状態はプログ
ラム実行の全てにおいて決定されうる。ステップ３７に
おいては、ステップ３６において決定された中央処理ユ
ニットの状態が、ステップ３１において決定された関連
状態における電力消費と相関せしめられる。ステップ３
７における相関の結果として、ステップ３８において
は、実行されるプログラム部分の関数としての消費電力
が決定されうる。ステップ３９においては、プログラム
と、プログラムの関連部分における電力消費とが、プロ
グラムが電力を削減するために調整されうるかどうかを
決定するために再調査されうる。
【００１２】２．実施例の動作
本発明は、必要性が生じたテストおよびエミュレーショ
ン技術により、データ処理システムの動作に関する詳細
な情報を得ることができるということに依拠している。
本発明はまた、データ処理システムの開発のために要求
される詳細なシミュレーションモデルの手順にも依存し
ている。シミュレーションモデルから、中央処理ユニッ
トのそれぞれの状態において消費される電力の推定値を
決定することができる。調査中のプログラムが中央処理
ユニットにより実行された時に、中央処理ユニットに印
加される入力信号（読取りデータ）および中央処理ユニ
ットが発生する出力信号の全てを決定するために追跡部
品を用いることができる。その印加信号や発生信号はプ
ログラムの実行の結果生じるプログラム内の正確な割込
み点を示すもので、それらはシミュレーションモデルに
印加される。シミュレーションモデルは、印加信号や発
生信号により定められる状態を識別する。上述のよう
に、シミュレーションモデルは、それぞれの状態におけ
る消費電力を推定するために用いられうる。
ン技術により、データ処理システムの動作に関する詳細
な情報を得ることができるということに依拠している。
本発明はまた、データ処理システムの開発のために要求
される詳細なシミュレーションモデルの手順にも依存し
ている。シミュレーションモデルから、中央処理ユニッ
トのそれぞれの状態において消費される電力の推定値を
決定することができる。調査中のプログラムが中央処理
ユニットにより実行された時に、中央処理ユニットに印
加される入力信号（読取りデータ）および中央処理ユニ
ットが発生する出力信号の全てを決定するために追跡部
品を用いることができる。その印加信号や発生信号はプ
ログラムの実行の結果生じるプログラム内の正確な割込
み点を示すもので、それらはシミュレーションモデルに
印加される。シミュレーションモデルは、印加信号や発
生信号により定められる状態を識別する。上述のよう
に、シミュレーションモデルは、それぞれの状態におけ
る消費電力を推定するために用いられうる。
【００１３】このようにして、それぞれの状態における
消費電力を知得し、また、プログラムの実行中における
状態の進行も知得できる。各状態の進行中における消費
電力は、実行されているプログラムと相関させることが
できる。それ故、プログラムの関数として消費された電
力を決定することができる。実行中のプログラムの内で
電力消費の大きい例外的な領域を定めることが可能とな
り、コードの解析を行って、電力消費を減少させるため
に別のコード戦略を採用するかどうかを決定することが
できる。
消費電力を知得し、また、プログラムの実行中における
状態の進行も知得できる。各状態の進行中における消費
電力は、実行されているプログラムと相関させることが
できる。それ故、プログラムの関数として消費された電
力を決定することができる。実行中のプログラムの内で
電力消費の大きい例外的な領域を定めることが可能とな
り、コードの解析を行って、電力消費を減少させるため
に別のコード戦略を採用するかどうかを決定することが
できる。
【００１４】本発明を上述の実施例に関して説明してき
たが、本発明は必ずしもこれらの実施例へ制限されるも
のではない。従って、ここで説明されなかった他の実施
例、変形、および改善は、必ずしも本発明の範囲から排
除されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲
により定められる。
たが、本発明は必ずしもこれらの実施例へ制限されるも
のではない。従って、ここで説明されなかった他の実施
例、変形、および改善は、必ずしも本発明の範囲から排
除されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲
により定められる。
【００１５】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）所定の期間中における処理ユニットのプロセッサ
バスによる消費電力を測定する装置において、前記装置
は、追跡ポートを含む中央処理ユニットであって、前記
中央処理ユニットはプログラムを実行し、前記中央処理
ユニットは追跡ポートに前記プログラムの実行から生じ
る追跡信号を印加する、前記中央処理ユニットと、前記
追跡ポートから追跡情報を受取る追跡ユニットと、前記
追跡ユニットに結合し前記追跡情報を記憶する第１のメ
モリユニット部分と、前記中央処理ユニットのシミュレ
ーションモデルを記憶する第２のメモリ部分と、前記第
１および第２のメモリ部分に結合したプロセッサであっ
て、前記プロセッサは前記中央処理ユニットの前記プロ
グラム実行における電力消費を決定する前記プロセッサ
と、を含む前記装置。
る。 （１）所定の期間中における処理ユニットのプロセッサ
バスによる消費電力を測定する装置において、前記装置
は、追跡ポートを含む中央処理ユニットであって、前記
中央処理ユニットはプログラムを実行し、前記中央処理
ユニットは追跡ポートに前記プログラムの実行から生じ
る追跡信号を印加する、前記中央処理ユニットと、前記
追跡ポートから追跡情報を受取る追跡ユニットと、前記
追跡ユニットに結合し前記追跡情報を記憶する第１のメ
モリユニット部分と、前記中央処理ユニットのシミュレ
ーションモデルを記憶する第２のメモリ部分と、前記第
１および第２のメモリ部分に結合したプロセッサであっ
て、前記プロセッサは前記中央処理ユニットの前記プロ
グラム実行における電力消費を決定する前記プロセッサ
と、を含む前記装置。
【００１６】（２）前記プロセッサは、前記シミュレー
ションモデルに印加された追跡情報を用い、それぞれの
中央処理ユニットクロックサイクルにおける前記中央処
理ユニットの状態を決定する、第１項に記載の装置。 （３）前記プロセッサは、前記中央処理ユニットのそれ
ぞれの状態における消費電力を識別するパラメータを記
憶する、第２項に記載の装置。
ションモデルに印加された追跡情報を用い、それぞれの
中央処理ユニットクロックサイクルにおける前記中央処
理ユニットの状態を決定する、第１項に記載の装置。 （３）前記プロセッサは、前記中央処理ユニットのそれ
ぞれの状態における消費電力を識別するパラメータを記
憶する、第２項に記載の装置。
【００１７】（４）それぞれの状態における消費電力を
識別する前記パラメータは、シミュレーション技術によ
り決定される、第３項に記載の装置。 （５）前記中央処理ユニットおよび前記プロセッサは同
じ処理部品である、第１項に記載の装置。
識別する前記パラメータは、シミュレーション技術によ
り決定される、第３項に記載の装置。 （５）前記中央処理ユニットおよび前記プロセッサは同
じ処理部品である、第１項に記載の装置。
【００１８】（６）プログラムの実行中における中央処
理ユニットによる電力消費を決定する方法において、前
記方法は、前記中央処理ユニットにより前記プログラム
を実行するステップと、それぞれの中央処理ユニットク
ロックサイクルにおける前記中央処理ユニットのための
追跡情報を捕捉して記憶するステップと、前記中央処理
ユニットのシミュレーションモデルから、前記中央処理
ユニットのそれぞれの状態における電力消費パラメータ
を決定するステップと、前記中央処理ユニットが発生し
た追跡情報および前記シミュレーションモデルを用いる
ステップであって、前記中央処理ユニットの状態を、前
記シミュレーションモデルにより決定されたように決定
する前記用いるステップと、前記電力消費パラメータを
用いるステップであって、前記実行プログラムにおける
電力消費を決定する前記用いるステップと、を含む前記
方法。
理ユニットによる電力消費を決定する方法において、前
記方法は、前記中央処理ユニットにより前記プログラム
を実行するステップと、それぞれの中央処理ユニットク
ロックサイクルにおける前記中央処理ユニットのための
追跡情報を捕捉して記憶するステップと、前記中央処理
ユニットのシミュレーションモデルから、前記中央処理
ユニットのそれぞれの状態における電力消費パラメータ
を決定するステップと、前記中央処理ユニットが発生し
た追跡情報および前記シミュレーションモデルを用いる
ステップであって、前記中央処理ユニットの状態を、前
記シミュレーションモデルにより決定されたように決定
する前記用いるステップと、前記電力消費パラメータを
用いるステップであって、前記実行プログラムにおける
電力消費を決定する前記用いるステップと、を含む前記
方法。
【００１９】（７）前記電力消費はそれぞれの中央処理
ユニットクロックサイクルにおいて決定される、第６項
に記載の方法。 （８）前記電力消費パラメータはシミュレーション技術
により決定される、第６項に記載の方法。
ユニットクロックサイクルにおいて決定される、第６項
に記載の方法。 （８）前記電力消費パラメータはシミュレーション技術
により決定される、第６項に記載の方法。
【００２０】（９）前記電力消費は前記プログラムの実
行と相関せしめられる、第６項に記載の方法。 （１０）前記用いるステップが前記中央処理ユニットに
より行われる、第６項に記載の方法。
行と相関せしめられる、第６項に記載の方法。 （１０）前記用いるステップが前記中央処理ユニットに
より行われる、第６項に記載の方法。
【００２１】（１１）ディジタル信号処理ユニットの活
動中における電力消費を決定する装置において、前記デ
ィジタル信号処理ユニットは追跡エクスポート装置を含
み、前記装置は、前記ディジタル信号処理ユニット内の
追跡エクスポート装置に結合した追跡ユニットであっ
て、前記追跡ユニットは前記ディジタル信号処理ユニッ
トから追跡情報を受取り、前記追跡ユニットは前記ディ
ジタル信号処理ユニットの前記追跡情報を記憶する前記
追跡ユニットと、前記ディジタル信号処理ユニットから
の前記追跡情報を記憶する第１のメモリユニット部分
と、前記ディジタル信号処理ユニットのシミュレーショ
ンモデルを記憶する第２のメモリユニット部分と、前記
第１のメモリ部分および前記第２のメモリ部分に結合し
たプロセッサであって、前記プロセッサは、前記追跡情
報を前記シミュレーションモデルに印加して前記ディジ
タル信号プロセッサの状態の進行を識別することにより
前記ディジタル信号処理ユニットの状態を決定し、前記
状態の進行はディジタル信号処理ユニットによる消費エ
ネルギーを決定する、前記プロセッサと、を含む前記装
置。
動中における電力消費を決定する装置において、前記デ
ィジタル信号処理ユニットは追跡エクスポート装置を含
み、前記装置は、前記ディジタル信号処理ユニット内の
追跡エクスポート装置に結合した追跡ユニットであっ
て、前記追跡ユニットは前記ディジタル信号処理ユニッ
トから追跡情報を受取り、前記追跡ユニットは前記ディ
ジタル信号処理ユニットの前記追跡情報を記憶する前記
追跡ユニットと、前記ディジタル信号処理ユニットから
の前記追跡情報を記憶する第１のメモリユニット部分
と、前記ディジタル信号処理ユニットのシミュレーショ
ンモデルを記憶する第２のメモリユニット部分と、前記
第１のメモリ部分および前記第２のメモリ部分に結合し
たプロセッサであって、前記プロセッサは、前記追跡情
報を前記シミュレーションモデルに印加して前記ディジ
タル信号プロセッサの状態の進行を識別することにより
前記ディジタル信号処理ユニットの状態を決定し、前記
状態の進行はディジタル信号処理ユニットによる消費エ
ネルギーを決定する、前記プロセッサと、を含む前記装
置。
【００２２】（１２）前記第２のメモリ部分は、それぞ
れのクロックサイクルにおけるそれぞれのディジタル信
号処理ユニットの状態における消費電力を記憶する、第
１１項に記載の装置。 （１３）それぞれのディジタル信号処理ユニットの状態
における前記消費電力は、シミュレーション技術により
決定される、第１２項に記載の装置。
れのクロックサイクルにおけるそれぞれのディジタル信
号処理ユニットの状態における消費電力を記憶する、第
１１項に記載の装置。 （１３）それぞれのディジタル信号処理ユニットの状態
における前記消費電力は、シミュレーション技術により
決定される、第１２項に記載の装置。
【００２３】（１４）前記追跡情報はそれぞれのクロッ
クサイクルにおいて決定される、第１１項に記載の装
置。 （１５）前記ディジタル信号処理ユニットによる前記消
費電力は、前記活動に相関せしめられる、第１４項に記
載の装置。
クサイクルにおいて決定される、第１１項に記載の装
置。 （１５）前記ディジタル信号処理ユニットによる前記消
費電力は、前記活動に相関せしめられる、第１４項に記
載の装置。
【００２４】（１６）前記ディジタル信号処理ユニット
は中央処理ユニットである、第１１項に記載の装置。 （１７）前記ディジタル信号処理ユニットおよび前記プ
ロセッサは同じ部品である、第１１項に記載の装置。
は中央処理ユニットである、第１１項に記載の装置。 （１７）前記ディジタル信号処理ユニットおよび前記プ
ロセッサは同じ部品である、第１１項に記載の装置。
【００２５】（１８）中央処理ユニットの活動に応答し
ての消費電力を決定するデータ処理システムにおいて、
前記データ処理システムは、追跡エクスポート装置を含
む中央処理ユニットと、前記中央処理ユニットに結合し
た第１の記憶ユニット部分と、前記追跡エクスポート装
置および前記第１の記憶部分に結合した追跡ユニットで
あって、前記追跡ユニットは前記中央処理ユニットの活
動に応答して発生した追跡情報を記憶する前記追跡ユニ
ットと、第２の記憶ユニット部分であって、前記第２の
記憶ユニット部分はその内部に前記中央処理ユニットの
シミュレーションモデルを記憶しており、前記第２の記
憶部分はそれぞれの状態におけるエネルギー消費の値を
記憶する前記第２の記憶ユニット部分と、を含み、前記
中央処理ユニットは前記追跡情報をそれぞれの前記シミ
ュレーションモデルに印加して前記活動中における中央
処理ユニット状態の状態進行を決定し、前記中央処理ユ
ニットは前記状態進行のそれぞれの状態における前記エ
ネルギー消費値を用い前記活動中における前記中央処理
ユニットによる総消費電力決定する、前記データ処理シ
ステム。 （１９）前記電力消費値はシミュレーション技術により
決定される、第１８項に記載のデータ処理システム。
ての消費電力を決定するデータ処理システムにおいて、
前記データ処理システムは、追跡エクスポート装置を含
む中央処理ユニットと、前記中央処理ユニットに結合し
た第１の記憶ユニット部分と、前記追跡エクスポート装
置および前記第１の記憶部分に結合した追跡ユニットで
あって、前記追跡ユニットは前記中央処理ユニットの活
動に応答して発生した追跡情報を記憶する前記追跡ユニ
ットと、第２の記憶ユニット部分であって、前記第２の
記憶ユニット部分はその内部に前記中央処理ユニットの
シミュレーションモデルを記憶しており、前記第２の記
憶部分はそれぞれの状態におけるエネルギー消費の値を
記憶する前記第２の記憶ユニット部分と、を含み、前記
中央処理ユニットは前記追跡情報をそれぞれの前記シミ
ュレーションモデルに印加して前記活動中における中央
処理ユニット状態の状態進行を決定し、前記中央処理ユ
ニットは前記状態進行のそれぞれの状態における前記エ
ネルギー消費値を用い前記活動中における前記中央処理
ユニットによる総消費電力決定する、前記データ処理シ
ステム。 （１９）前記電力消費値はシミュレーション技術により
決定される、第１８項に記載のデータ処理システム。
【００２６】（２０）ソフトウェアプログラムの実行中
における中央処理ユニット２１による消費電力を測定す
るために、追跡部品を用いて、それぞれのクロックサイ
クルにおける入力信号および出力信号および割込み条件
が決定される。それらの入力信号および出力信号は中央
処理システムのシミュレーションモデル（２６）に印加
され、それぞれのクロックサイクルにおける中央処理ユ
ニット２１の状態が決定される。シミュレーションモデ
ル（２６）はまた、それぞれの状態における消費電力を
決定するためにも用いられる。中央処理ユニットの状態
の進行についての情報を、それぞれの状態における中央
処理ユニット２１による消費電力と組合わせると、中央
処理ユニット２１による電力消費はプログラムの実行の
関数として決定されうる。消費電力を、実行されている
プログラムの部分と比較することにより、プログラム
は、プログラムの実行中に必要な電力を削減するように
調整されうる。
における中央処理ユニット２１による消費電力を測定す
るために、追跡部品を用いて、それぞれのクロックサイ
クルにおける入力信号および出力信号および割込み条件
が決定される。それらの入力信号および出力信号は中央
処理システムのシミュレーションモデル（２６）に印加
され、それぞれのクロックサイクルにおける中央処理ユ
ニット２１の状態が決定される。シミュレーションモデ
ル（２６）はまた、それぞれの状態における消費電力を
決定するためにも用いられる。中央処理ユニットの状態
の進行についての情報を、それぞれの状態における中央
処理ユニット２１による消費電力と組合わせると、中央
処理ユニット２１による電力消費はプログラムの実行の
関数として決定されうる。消費電力を、実行されている
プログラムの部分と比較することにより、プログラム
は、プログラムの実行中に必要な電力を削減するように
調整されうる。
【図１】関連技術による、中央処理ユニットを設計しテ
ストするためのシミュレーションモデルの使用を示すフ
ローチャートである。
ストするためのシミュレーションモデルの使用を示すフ
ローチャートである。
【図２】本発明による、本発明を用いうるデータ処理シ
ステムのブロック図である。
ステムのブロック図である。
【図３】本発明による、中央処理ユニットによる電力消
費を決定するための追跡信号および追跡部品およびシミ
ュレーションモデルの使用を説明するフローチャートで
ある。
費を決定するための追跡信号および追跡部品およびシミ
ュレーションモデルの使用を説明するフローチャートで
ある。
２１ 中央処理ユニット
２６ メモリユニット（シミュレーションモデル）
２７Ｐ 処理ユニット
２７ 追跡ポート
２８ 追跡ユニット
２９ 追跡メモリユニット
Claims (2)
- 【請求項１】 所定の期間中における処理ユニットのプ
ロセッサバスによる消費電力を測定する装置において、 追跡ポートを含み、プログラムを実行し、該プログラム
の実行から生じる追跡信号を前記追跡ポートに印加す
る、中央処理ユニットと、 前記追跡ポートから追跡情報を受取る追跡ユニットと、 該追跡ユニットに結合し前記追跡情報を記憶する第１の
メモリユニット部分と、 前記中央処理ユニットのシミュレーションモデルを記憶
する第２のメモリ部分と、 前記第１および第２のメモリ部分に結合し、前記中央処
理ユニットの前記プログラム実行における電力消費を決
定するプロセッサと、を含む前記装置。 - 【請求項２】 プログラムの実行中における中央処理ユ
ニットによる電力消費を決定する方法において、 前記中央処理ユニットにより前記プログラムを実行する
ステップと、 それぞれの中央処理ユニットクロックサイクルにおける
前記中央処理ユニットのための追跡情報を捕捉して記憶
するステップと、 前記中央処理ユニットのシミュレーションモデルから、
前記中央処理ユニットのそれぞれの状態における電力消
費パラメータを決定するステップと、 前記中央処理ユニットが発生した追跡情報および前記シ
ミュレーションモデルを用いて、前記中央処理ユニット
の状態を、前記シミュレーションモデルにより決定され
たように決定するステップと、 前記電力消費パラメータを用いるステップであって、前
記実行プログラムにおける電力消費を決定する前記用い
るステップと、を含む前記方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/924,800 US6820222B2 (en) | 2001-08-08 | 2001-08-08 | Apparatus and method for processor power measurement in a digital signal processor using trace data and simulation techniques |
| US924800 | 2001-08-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003178106A true JP2003178106A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=25450750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002231352A Pending JP2003178106A (ja) | 2001-08-08 | 2002-08-08 | 追跡データおよびシミュレーション技術を用いるディジタル信号プロセッサにおける消費電力測定の装置および方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6820222B2 (ja) |
| EP (1) | EP1286167B1 (ja) |
| JP (1) | JP2003178106A (ja) |
| DE (1) | DE60215730T2 (ja) |
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| JP2008186163A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Fujitsu Ltd | プログラムの評価プログラム、プログラムの評価装置、プログラムの評価方法 |
| JP2011164860A (ja) * | 2010-02-08 | 2011-08-25 | Fujitsu Ltd | 検証装置及び検証プログラム |
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| US6125334A (en) * | 1997-05-02 | 2000-09-26 | Texas Instruments Incorporated | Module-configurable full-chip power profiler |
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2001
- 2001-08-08 US US09/924,800 patent/US6820222B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-08-08 JP JP2002231352A patent/JP2003178106A/ja active Pending
- 2002-08-08 EP EP02102116A patent/EP1286167B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-08-08 DE DE60215730T patent/DE60215730T2/de not_active Expired - Lifetime
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| US20030033564A1 (en) | 2003-02-13 |
| US6820222B2 (en) | 2004-11-16 |
| EP1286167B1 (en) | 2006-11-02 |
| EP1286167A2 (en) | 2003-02-26 |
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