用于无线电设备的存储器保留
文献发布时间：2023-06-19 16:06:26
技术领域
各种示例实施方式涉及无线电设备中的存储器使用，并且具体地涉及管理无线电设备中的存储器保留。
背景技术
存储器保留是一种用于动态随机存取存储器(DRAM)电路的机制，其中DRAM的存储器单元被频繁地“刷新”以保持存储在其中的数据。保留可以包括读取存储器单元以及使用所读取的数据对存储器单元进行重写，并且保留显然消耗电力。
US 2007/180187公开了一种用于通过禁用DRAM的未使用部分的刷新来降低移动通信设备(例如蜂窝电话)的电力消耗的解决方案。DRAM包括多个可单独刷新的存储器刷新范围(MRR)。该设备的操作系统内的存储器刷新管理器(MRM)识别将在后续的睡眠模式操作期间不使用的虚拟存储器的范围。MRM将虚拟存储器空间重新映射至物理存储器空间以将(与将不使用的虚拟存储器相关联的)物理存储器页面聚集在某些MRR中，使得在移动通信设备的睡眠模式中不需要保持整个MRR的内容。然后针对睡眠模式禁用某些MRR的刷新，从而降低电力消耗。睡眠模式是响应于用户输入例如用户按下电源关闭键来确定的。对降低电力消耗的进一步的改进将是有益的。
发明内容
根据一个方面，提供了由独立权利要求限定的发明。
实施方式在从属权利要求中限定。本说明书中描述的不落入独立权利要求的范围的实施方式和特征(如果有)将被解释为用于理解本发明的各种实施方式的示例。
根据一个方面，提供了一种用于无线电设备的装置，包括：动态随机存取存储器电路；存储器分配器，其被配置成分配来自动态随机存取存储器电路的存储器资源并且确定未分配的存储器资源；存储器刷新电路，其被配置成刷新动态随机存取存储器电路的存储器资源；无线电调制解调器，其被配置成与存储器分配器进行通信以便获得来自动态随机存取存储器电路的存储器资源；以及控制器，其被配置成基于从无线电调制解调器接收到的状态改变信号来确定无线电调制解调器处于空闲状态，并且响应于所述确定，控制存储器刷新电路禁用未分配的存储器资源的所述刷新。
由该装置提供的技术效果是：在无线电调制解调器的空闲状态下，不向未分配的存储器资源施加刷新电流。相应的优点是改进的装置电力消耗降低，特别是在无线电设备处于活动状态但无线电调制解调器处于空闲状态的状态下。
在实施方式中，空闲状态包括其中无线电调制解调器与蜂窝通信系统的接入节点没有无线电连接的无线电资源连接空闲模式。相应的技术优点是在无线资源没有无线电连接的情况下降低的电力消耗。
在实施方式中，空闲状态包括无线电连接的节电模式。相应的技术优点是在电力消耗进一步降低的情况下进一步改进的节电模式。
在实施方式中，控制器还被配置成确定无线电调制解调器处于活动状态，并且响应于所述确定，控制存储器刷新电路启用动态随机存取存储器的所有存储器资源的所述刷新。技术效果是为存储器刷新电路提供了两种模式：一种具有降低的电力消耗，以及一种对所有存储器资源进行刷新。因此，可以实现刷新的灵活性。
在实施方式中，活动状态包括其中无线电调制解调器正在操作无线电连接的状态。
在实施方式中，动态随机存取存储器的存储器资源被划分成多个存储器块，其中，存储器分配器被配置成以所述存储器块为单元分配存储器资源，并且其中，存储器刷新电路被配置成：在控制器的控制下，以所述存储器块为单元执行禁用，使得如果在空闲状态期间存储器块没有被存储器分配器分配，则针对存储器块的所有存储器资源禁用刷新。相应的技术效果是确保仅针对不包含已分配的存储器资源的那些存储器块禁用刷新。
在实施方式中，存储器刷新电路被配置成以存储器刷新块为单元控制刷新，其中，每个存储器刷新块包括多个所述存储器块，并且其中，控制器与存储器刷新电路一起被配置成：仅在存储器刷新块的所有存储器块未被分配的情况下禁用针对存储器刷新块的刷新。相应的技术效果是确保针对这样的具有已分配的存储器资源的刷新块不禁用刷新。因此，可以在不影响(compromising)装置的操作的情况下实现节电。
在实施方式中，控制器还被配置成：响应于确定无线电调制解调器处于空闲状态，使存储器分配器确定未分配的存储器资源，该未分配的存储器资源包括由无线电调制解调器在进入空闲状态后释放的存储器资源；并且使存储器刷新电路禁用已确定的未分配的存储器资源的所述刷新。
在实施方式中，装置还包括应用处理器，该应用处理器被配置成与存储器分配器进行通信以便获得来自动态随机存取存储器电路的存储器资源，并且其中，控制器被配置成：当应用处理器处于活动状态并且具有动态随机存取存储器电路中的已分配的存储器资源时，控制存储器刷新电路禁用未分配的存储器资源的所述刷新。
根据一个方面，提供了一种用于无线电设备的方法，该无线电设备包括：动态随机存取存储器电路；存储器分配器，其被配置成分配来自动态随机存取存储器电路的存储器资源并且确定未分配的存储器资源；无线电调制解调器，其被配置成与存储器分配器进行通信以便获得来自动态随机存取存储器电路的存储器资源；以及存储器刷新电路，其被配置成刷新动态随机存取存储器电路的存储器资源；其中，该方法包括：由控制器基于从无线电调制解调器接收到的状态改变信号来确定无线电调制解调器处于空闲状态；以及响应于所述确定，由控制器控制存储器刷新电路禁用未分配的存储器资源的所述刷新。
在实施方式中，空闲状态包括其中无线电调制解调器与蜂窝通信系统的接入节点没有无线电连接的无线电资源连接空闲模式。
在实施方式中，空闲状态包括无线电调制解调器的无线电连接的节电模式。
在实施方式中，控制器还确定无线电调制解调器处于活动状态，并且响应于所述确定，控制存储器刷新电路启用动态随机存取存储器的所有存储器资源的所述刷新。
在实施方式中，活动状态包括其中无线电调制解调器正在操作无线电连接的状态。
在实施方式中，动态随机存取存储器的存储器资源被划分成多个存储器块，其中，存储器分配器被配置成以所述存储器块为单元分配存储器资源，并且其中，存储器刷新电路在控制器的控制下以所述存储器块为单元执行禁用，使得如果在空闲状态期间存储器块没有被存储器分配器分配，则针对存储器块的所有存储器资源禁用刷新。
在实施方式中，存储器刷新电路以存储器刷新块为单元控制刷新，其中，每个存储器刷新块包括多个所述存储器块，并且其中，控制器与存储器刷新电路一起仅在存储器刷新块的所有存储器块未被分配的情况下禁用针对存储器刷新块的刷新。
在实施方式中，控制器响应于确定无线电调制解调器处于空闲状态，使存储器分配器确定未分配的存储器资源，该未分配的存储器资源包括由无线电调制解调器在进入空闲状态后释放的存储器资源，并且使存储器刷新电路禁用已确定的未分配的存储器资源的所述刷新。
在实施方式中，无线电设备还包括应用处理器，该应用处理器被配置成与存储器分配器进行通信以便获得来自动态随机存取存储器电路的存储器资源，并且其中，控制器，在应用处理器处于活动状态并且具有动态随机存取存储器电路中的已分配的存储器资源时，控制存储器刷新电路禁用未分配的存储器资源的所述刷新。
根据一个方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含在由计算机可读的分发介质上并且包括计算机程序指令，该计算机程序指令在由用于无线电设备的计算机执行时使计算机执行计算机处理，该计算机处理包括：基于从无线电调制解调器接收到的状态改变信号来确定无线电设备处于空闲状态；并且响应于所述确定，控制无线电设备的存储器刷新电路禁用动态随机存取存储器电路的未分配的存储器资源的刷新，该存储器刷新电路被配置成刷新无线电设备的动态随机存取存储器电路的存储器资源。
附图说明
在下文中，将参照附图更详细地描述示例实施方式，在附图中：
图1示出了根据实施方式的装置；
图2示出了根据实施方式的用于控制存储器刷新的处理；
图3示出了存储器结构的实施方式；
图4示出了用于控制用于图3的存储器结构的存储器刷新的处理的实施方式；
图5示出了另一存储器结构的实施方式；
图6示出了用于控制用于图5的存储器结构的存储器刷新的处理的实施方式。
图7示出了用于用信号通知空闲状态和相关联的被禁用的存储器刷新的触发的信令图的实施方式。
具体实施方式
以下实施方式为示例。尽管说明书在多个位置中可以提及“一”、“一个”或“一些”实施方式，但这不一定意味着每个这样的引用都指向同一实施方式，或者特征仅适用于单个实施方式。也可以对不同实施方式的单个特征进行组合以提供其他实施方式。另外，词语“包括(comprising)”和“包含(including)”应当被理解为不将所描述的实施方式限制为仅由已经提及的那些特征组成，并且这样的实施方式还可以包含没有被具体提及的特征/结构。
图1示出了根据实施方式的装置。该装置可以用于诸如蜂窝通信系统的用户设备(UE)的无线电设备、无线电网络的终端设备或对等设备、或者包括配置有无线电通信能力的无线电通信电路的任何无线电设备。本文描述的实施方式不限于任何特定的无线电通信协议，而是同样可适用于蜂窝通信协议例如根据3GPP(第三代合作伙伴计划)标准的长期演进(LTE)或5G、无线局域网协议例如基于IEEE 802.11的协议、以及可适用于短距离无线电协议例如基于IEEE 802.15的协议。实施方式也可适用于私有协议以及集群无线电系统。
装置可以包括支持一个或更多个无线电通信协议的无线电调制解调器45。无线电调制解调器可以根据所支持的协议执行基带功能，例如数据调制与解调、编码与解码以及信令消息的生成与提取。另外，该装置可以包括射频部件，该射频部件被配置成将从无线电调制解调器45输出的传输信号转换成射频，并且经由一个或更多个天线发射该传输信号。另一方面，射频部件可以被配置成经由一个或更多个天线接收接收信号，并且将其转换成基带，并且将基带信号输出至无线电调制解调器。无线电调制解调器可以以各种状态或模式操作，包括活动状态和空闲状态。作为空闲状态的示例，多个协议定义了其中无线电调制解调器可以关闭某些功能以便节电的节电模式。可以在由无线电调制解调器与至少一个其他无线电设备(例如，基站、接入点或对等无线电设备)建立无线电连接期间应用这样的节电模式。这样的节电模式的示例包括802.11标准的节电模式以及无线电资源控制(RRC)连接不活动状态。空闲状态的另一示例是其中无线电调制解调器没有已建立的无线电连接的状态。例如，LTE协议和5G协议定义了RRC空闲状态作为这样的空闲状态。作为活动状态的示例，RRC连接和802.11规范的电力管理模式中的活动模式。
装置还可以包括动态随机存取存储器(DRAM)60，该动态随机存取存储器(DRAM)60包括用作工作存储器的存储器资源。DRAM可以实现为存储器芯片或存储器电路。DRAM 60可以包括多个存储器芯片或电路。如背景技术中所提及的，可以将DRAM理解为需要刷新以保持存储在其中的数据的存储器，并且为此目的，装置可以包括存储器刷新电路50，该存储器刷新电路50被配置成刷新DRAM的存储器资源。可以通过周期性地或除此之外以规则的方式读取和重写存储器资源来执行刷新。可以使用将刷新电流施加至DRAM的存储元的其他方法。
装置还可以包括存储器分配器20，该存储器分配器20被配置成将来自DRAM的存储器资源分配给请求工作存储器的一个或更多个处理器。存储器分配器可以存储实施分配例如确定未分配的存储器资源的信息。可以以指示未分配的存储器资源的数据结构的形式来存储该信息。这样的数据结构可以称为自由列表。DRAM可以是块RAM或分布式RAM，并且如本领域中已知的，区别在于存储器结构是如何组织的，例如就可分配的存储器单元的大小而言。
装置还可以包括应用处理器40，该应用处理器40被配置成生成和处理经由无线电调制解调器传输的数据。取决于装置的主要目的，应用处理器可以执行生成和消耗经由无线电调制解调器45传输的数据的各种应用或功能。例如，如果装置用于传感器设备，则应用处理器可以处理由装置的一个或更多个传感器测量的测量数据，并且经由无线电调制解调器传输测量数据。如果该装置是诸如蜂窝电话的用户设备，则应用处理器可以执行通常存储在用户设备中并在用户设备中执行的各种用户应用，例如互联网浏览、电子邮件应用、日历应用、视频流应用和游戏应用。这样的应用可能需要经由无线电调制解调器45传输数据。
应用处理器40和/或无线电调制解调器45可以与存储器分配器20进行通信以从DRAM 60获得存储器资源，并且存储器分配器可以根据请求分配存储器资源。
装置还包括控制器电路10形式的控制装置，该控制器电路10被配置成根据诸如无线电调制解调器的无线电设备的状态来控制存储器刷新。在确定无线电设备处于空闲状态后，控制器控制存储器刷新电路50禁用DRAM 60的未分配的存储器资源的刷新。图2示出了由控制器10执行的计算机处理的实施方式。
参照图2，该处理包括监测(框200)无线电设备的状态，例如无线电调制解调器的状态。在框202中，确定无线电设备是否处于空闲状态。如果检测到无线电设备不处于空闲状态，则该处理可以返回至框200。如果检测到无线电设备处于空闲状态，则该处理可以进行至框204，在框204中控制器向存储器刷新电路输出用于禁用DRAM的未分配的存储器资源的刷新的控制信号。控制器或存储器刷新电路可以从存储器分配器20检索关于未分配的存储器资源的信息。响应于该控制信号，存储器刷新电路50可以禁用未分配的存储器资源的刷新。
由该处理提供的技术效果是：未使用的存储器资源的刷新被禁用，从而提供节电并且降低电力消耗。这对电池供电的无线电设备尤其有利。
在实施方式中，控制器被配置成：当应用处理器处于活动状态并且具有动态随机存取存储器电路中的已分配的存储器资源时，控制存储器刷新电路禁用未分配的存储器资源的所述刷新。因此，即使在应用处理器正在操作并且访问分配给它的存储器资源的状态下，也可以实现改进的节电。
在实施方式中，在检测到无线电设备不处于空闲状态例如处于活动状态后，控制器可以向存储器刷新电路50输出用于启用DRAM的所有存储器资源的刷新的控制信号。控制器可以仅与无线电设备的状态改变相关地输出控制信号。从这个角度看，图2的处理可以被理解为使得：在框202中，在检测到空闲状态后，控制器可以仅在禁用尚未生效的情况下输出指示禁用的控制信号。以相同的方式，在框202中，在检测到活动状态后，控制器可以仅在启用尚未生效的情况下输出指示启用的控制信号。在实践中，可以通过轮询无线电设备的状态或者通过等待来自无线电设备的状态改变信号来执行框200。换句话说，控制器10基于从无线电设备例如无线电调制解调器接收到的状态改变信号来确定无线电设备处于空闲状态，并且因此禁用未分配的存储器资源的刷新。下面结合图7描述与用信号通知状态改变相关的另外的实施方式。
存储器刷新电路因此可以以至少两个模式操作：针对DRAM的所有存储器资源执行刷新的第一模式和针对未分配的存储器资源禁用刷新的第二模式。控制器10可以以上述方式控制第一模式与第二模式之间的转变。
空闲状态和活动状态可以如上所述来定义。在实施方式中，空闲状态包括其中无线电设备与蜂窝通信系统的接入节点没有无线电连接的无线电资源连接空闲模式。这样的空闲状态的示例是与蜂窝通信系统有关的已知的无线电资源连接空闲(RRC_IDLE)状态。落入本文的空闲状态的含义的另一类似空闲状态是其中无线电设备可以具有无线电(RRC)连接但是与蜂窝网络没有非接入层(NAS)连接的空闲状态。在实施方式中，空闲状态包括无线电连接的节电模式，例如与蜂窝通信系统有关的已知的连接模式非连续接收(DRX)。在实施方式中，活动状态包括其中无线电设备正在操作无线电连接(例如，通过无线电连接传输数据或信令信息以及访问已分配的存储器资源)的状态。
然后描述图2的处理的一些实施方式。如图3所示，物理DRAM电路60可以以两种不同的方式在逻辑上进行划分：一种是从存储器分配器的角度，而另一种是从存储器刷新电路的角度。DRAM的存储器资源可以划分成多个存储器块(图3中的#1至#N)，并且存储器分配器可以被配置成以所述存储器块为单元分配存储器资源。例如，如果无线电调制解调器或应用处理器请求量X的存储器资源，则存储器分配器可以以存储器块为单元确定X并且向请求实体分配足够数目的存储器块。每个存储器块可以包括确定数目的位或字节，其中，该数目由DRAM的硬件配置限定。DRAM电路还可以被划分成刷新块(图3中的#1至#M)，并且存储器刷新电路可以被配置成：在控制器的控制下，以所述刷新块为单元执行刷新。存储器刷新电路因此可以具有用刷新块的粒度来缩放刷新的能力。每个刷新块可以涵盖确定数目(一个以上)的存储器单元例如存储元。存储器刷新电路可以能够针对每个刷新块确定是否启用或禁用刷新，并且然后针对刷新块的所有存储元执行启用或禁用。
现在，根据DRAM的两个逻辑划分之间的关系，可以根据单独的实施方式来执行图2的程序。图3至图6涉及其中DRAM是块RAM的实施方式。块RAM可以被理解为其中将存储器资源划分成存储器块并且每个存储器块包括多个存储元的RAM。存储器块的常见大小为4千比特、8千比特、16千比特和32千比特，但是其他块大小同样也是可能的。图3示出了其中刷新块和存储器块具有相同的大小(M＝N)并且遵循相同的划分逻辑(例如，刷新块#1至#M包括与相应的存储器块#1至#N相同的存储元)的实施方式。图4示出了当由控制器执行程序时针对图3的存储器结构的框204的实施方式。在另一实施方式中，图4的程序由存储器刷新电路执行，并且因此，图4是图2的实施方式并且包括在框204之后执行的步骤。
参照图4，在触发框204后，处理可以进行至框400至框408，在框400至框408中检查存储器块/刷新块并且禁用未分配的存储器资源的刷新。既然存储器块和刷新块根据相同的逻辑划分，那么存储器块等于刷新块。在框400中，选择存储器块/刷新块，并且在框402中，确定是否已经将存储器块分配给处理器或无线电调制解调器。如果存储器块不在自由列表中，即已分配，则处理进行至框406，在框406中启用或保持存储器块的刷新。另一方面，如果存储器块未分配，例如在自由列表中，则处理从框402进行至框404，在框404中针对存储器块禁用刷新。从框404和406，处理进行至框408，在框408中确定是否选择下一个存储器块/刷新块。如果(自由列表中的)所有存储器块/刷新块都已经被扫描，则可以结束该处理。否则，可以通过在框400中选择下一个存储器块/刷新块来继续该处理。以这种方式，可以继续该处理直到所有未分配的存储器块/刷新块的刷新都被禁用。
图5示出了其中刷新块与存储器块具有不同的大小(M≠N)的实施方式。因此，刷新块#1至#M包括与相应的存储器块#1至#N至少部分不同的存储元。取决于是M>N还是M
参照图6，处理可以遍历刷新块并根据上述原则执行禁用。在框600中，选择刷新块并且检查刷新块是否包含至少一个已分配的存储器块。在框602中，基于检查做出决定。如果存在至少一个已经分配的存储器块，则处理进行至框406，在框406中启用或保持刷新。如果在刷新块中不存在已分配的存储器块，则处理进行至框404，在框404中禁用刷新，从而提供节电。从框404和406，处理进行至框408以选择下一个刷新块或以结束处理。
在其中M>N的实施方式中，可以以与图6中相同或稍微不同的方式执行处理。尽管多个刷新块可以具有同一存储器块的存储元，但是至少一些刷新块仍可以具有来自多个(例如两个)存储器块的存储元。因此，可以进行相同的检查。在每个刷新块具有单个存储器块的存储元的情况下，在框600中，对处理进行简化使得对链接至所选择的刷新块的存储器块是否被分配进行检查。
如上所述，针对未分配的存储器资源禁用存储器刷新可以由无线电调制解调器45来触发，该无线电调制解调器45利用状态改变信号指示其进入空闲状态。图7示出了这样的信令以及相关联的存储器刷新的禁用。参照图7，在步骤700中，无线电调制解调器45确定进入空闲状态，并且因此向控制器10输出指示进入空闲状态的状态改变信号。另外，在步骤702中，无线电调制解调器可以通过向存储器分配器输出相应的释放信号来释放分配给该无线电调制解调器的存储器资源。响应于接收到步骤700中的状态改变信号，控制器10与存储器分配器一起确定未分配的存储器资源，该未分配的存储器资源包括由无线电调制解调器在进入空闲状态时释放的存储器资源，并且控制器10控制存储器刷新电路禁用已确定的未分配的存储器资源的所述刷新(框704)。框704可以包括例如图4或图6的处理。
也可以以活动模式执行根据上述实施方式的刷新的禁用。然而，在降低电力消耗方面的优势可能较小，尤其是在大部分存储器资源被分配的情况下。
电力消耗降低的程度可以与刷新块的大小相对于存储器块的大小相关。在典型的实现方式中，M 关于执行图2的处理的控制器10，该控制器可以被理解为包括至少一个处理器和至少一个存储器的处理电路，所述至少一个存储器包括由至少一个处理器可读的计算机程序代码。计算机程序代码可以形成计算机程序产品，该计算机程序产品限定在至少一个处理器读取并执行计算机程序代码时由至少一个处理器执行的计算机处理。控制器可以包括在包括无线电调制解调器45的用于无线电设备的装置中。该装置可以是电子设备。 如本申请中所使用的，术语“电路”指以下中的一个或更多个：仅硬件电路实现，例如仅在模拟和/或数字电路中的实现；硬件电路与软件和/或固件的组合；以及需要软件或固件以进行操作的电路例如微处理器或微处理器的一部分，即使软件或固件在物理上不存在。在本申请中，“电路”的这种定义适用于该术语的使用。作为另一示例，如本申请中所使用的，术语“电路”还将涵盖仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分(例如，多核处理器的一个核)以及附带软件和/或固件的实现方式。术语“电路”还将涵盖——例如并且如果可适用于特定的元件——用于根据本发明的实施方式的装置的基带集成电路、专用集成电路(ASIC)和/或现场可编程网格阵列(FPGA)电路。 图2中描述的处理或方法或者其实施方式的任何实施方式也可以以由一个或更多个计算机程序限定的一个或更多个计算机处理的形式来执行。计算机程序可以为源代码形式、对象代码形式或者某种中间的形式，并且其可以存储在载体或分发介质中，所述载体或分发介质可以是能够承载程序的任何实体或设备。这样的载体包括暂态和/或非暂态计算机介质，例如记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号和软件分发包。根据所需要的处理能力，计算机程序可以在单个电子数字处理单元中执行，或者其可以分布在多个处理单元中。 本文描述的实施方式可适用于以上定义的无线电设备，而且也可适用于其他实现方式。无线电设备的规范特别是无线电协议、存储器结构等发展迅速。这样的发展可能需要对所描述的实施方式进行改变。因此，所有词语和表达应当被广义地解释并且其旨在说明而不是限制实施方式。对于本领域技术人员来说将明显的是，随着技术进步，可以以各种方式实施发明的概念。实施方式不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。