电路工作调节方法、电路模块及芯片

技术领域

本发明涉及电路控制技术领域，尤其涉及一种电路工作调节方法、电路模块及芯片。

背景技术

在大算力的芯片中，计算单元模块在工作启动阶段或者正常工作过程中，会出现大量电路同时启动工作或者同时停止工作的情况，这种负载的动态变化，会带来电路整体的电流波动，引起电源电压的上升或者下降，当电源电压的上升或者下降超过一定的阈值时，电路功能会出现异常，需要对负载进行调节。

为解决这个问题，常用办法是“脉动阵列”，让计算电路中各计算单元从少到多逐步启动，延缓对电流和电压的需求，其缺点是对电路结构要求比较高，且因为是硬件固化的行为，不够灵活。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电路工作调节方法、电路模块及芯片，旨在解决现有技术无法灵活调节电路工作导致调节效果较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电路工作调节方法，所述方法包括以下步骤：

获取电路的当前工作阶段；

根据所述当前工作阶段确定所述电路的电压变化需求；

通过所述电压变化需求确定调节策略；

通过所述调节策略对所述电路进行工作调节。

可选地，所述通过所述调节策略对所述电路进行工作调节，包括：

在所述调节策略为降低负载策略时，暂停对所述电路的数据输入，并根据所述降低负载策略获取电路的第一工作周期和第一暂停周期；

通过所述第一工作周期和所述第一暂停周期对所述电路进行输入的数据量控制，以对所述电路进行工作调节。

可选地，所述通过所述第一工作周期和所述第一暂停周期对所述电路进行输入的数据量控制，以对所述电路进行工作调节，包括：

获取输入的数据量的大小；

根据所述输入的数据量的大小控制所述第一工作周期和所述第一暂停周期的时间间隔；

通过所述时间间隔、所述第一工作周期以及所述第一暂停周期对所述电路进行输入的数据量控制，以对所述电路进行工作调节。

可选地，所述通过所述调节策略对所述电路进行工作调节，包括：

在所述调节策略为提高负载策略时，检测所述电路的数据输入状态；

在所述数据输入状态为数据输入暂停时，生成预设数据；

将所述预设数据输入至所述电路，对所述电路进行工作调节。

可选地，所述通过所述调节策略对所述电路进行工作调节，包括：

在所述调节策略为提高负载策略时，获取电路的输入数据；

在所述输入数据中存在连续输入零数据时，将所述输入零数据更新为预设数据；

通过所述预设数据对所述电路进行工作调节。

可选地，所述根据所述当前工作阶段确定所述电路的电压变化需求，包括：

在所述当前工作阶段为电路启动工作阶段，确定电路的电压变化需求为爬坡上升需求；

在所述当前工作阶段为电路结束工作阶段，确定电路的电压变化需求为下降需求；

在所述当前工作阶段为电路进行工作阶段，确定电路的电压变化需求为平缓变化需求。

可选地，所述通过所述电压变化需求确定调节策略，包括：

在所述电压变化需求为所述爬坡上升需求或所述下降需求时，确定调节策略为降低负载策略。

可选地，所述通过所述负载变化过程确定调节策略，包括：

在所述电压变化需求为所述平缓变化需求时，确定调节策略为提高负载策略。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电路模块，所述电路模块上执行上文所述的电路工作调节方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种芯片，所述芯片包括上文所述的电路模块。

本发明通过获取电路的当前工作阶段；根据所述当前工作阶段确定所述电路的电压变化需求；通过所述电压变化需求确定调节策略；通过所述调节策略对所述电路进行工作调节，从而可调节电路的电流或电压需求，灵活、精准地控制电路的工作电流或电压，提高调节的效果。

附图说明

图1为本发明电路工作调节方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明电路工作调节方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明电路工作调节方法一实施例中电路启动工作阶段调节示意图；

图4为本发明电路工作调节方法一实施例中电路结束工作阶段调节示意图；

图5为本发明电路工作调节方法第三实施例的流程示意图；

图6为本发明电路工作调节方法第四实施例的流程示意图；

图7为本发明电路工作调节方法一实施例中提高负载策略的一调节示意图；

图8为本发明电路工作调节方法一实施例中提高负载策略的又一调节示意图；

图9为本发明电路工作调节方法第五实施例的流程示意图；

图10为本发明电路工作调节方法一实施例中电路整个工作阶段负载等效示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种电路工作调节方法，参照图1，图1为本发明电路工作调节方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述电路工作调节方法包括以下步骤：

步骤S10：获取电路的当前工作阶段。

需要说明的是，本实施例的执行主体可为电路工作调节设备，还可为其他可实现相同或相似的设备，本实施例对此不作限制，本实施例以电路工作调节设备为例进行说明。

需要说明的是，芯片中包括有多个模块，在芯片突然启动或停止时，会出现大量电路同时启动工作或者同时停止工作的情况，此时，每个模块会从电源上汲取很多电流，若需求较大，则对于电流需求也较大，因此，需要对芯片中的电路模块进行工作调节，从而可保证芯片中各个模块的工作平衡。

在具体实施中，由于现有的工作调节方式是通过控制电路中各单元从少到多逐步启动，从而延缓对电流和电压的需求，但对电路结构要求较高，且调节不够灵活，基于上述缺点，本实施例提出一种改进的方案，在脉动阵列的基础上，通过控制电路输入的数据，从而调整电路的负载，调节电路的电流需求，进而调节电路电压在正常工作的阈值范围内。

可以理解的是，调节可以分为两部分：降低负载和提高负载，可根据电路的当前工作阶段进行不同的选择。降低负载和提高负载可为降低对电路的输入数据或增加对电路的输入数据，还可为其他降低负载或提高负载的方法。

电路的工作阶段可包括电路启动工作阶段、电路正常进行工作阶段以及电路结束工作阶段中的一种。

可以理解的是，可通过电路工作调节设备获取电路中电流或电压的变化情况确定当前工作阶段，还可根据工作时间等数据确定电路的当前工作阶段，本实施例对此不作限制。

在具体实施中，电路为大算力的芯片中的电路模块，例如计算电路模块，还可为其他芯片或设备中的电路模块，本实施对此不作限制，本实施例以计算电路模块进行说明。

步骤S20：根据所述当前工作阶段确定所述电路的电压变化需求。

在具体实施中，在电路处于不同的工作阶段，电路的电压变化需求并不一样，具体的调节策略也不同。

因此，可通过电路的当前工作阶段确定电路的电压变化需求，电压变化需求为电路的理想变化过程，例如电路为启动工作阶段，则电压变化需求为逐渐爬坡上升需求。

需要说明的是，电路的电压变化需求包括电路的电压爬坡上升需求、平缓变化需求以及缓慢下降需求。

步骤S30：通过所述电压变化需求确定调节策略。

在具体实施中，可通过电压变化需求确定电路的调节策略，例如电压变化需求为逐渐爬坡上升需求，但在实际工作中，可能会由于任务增多导致电流突然上升，则调节策略为降低负载策略。

步骤S40：通过所述调节策略对所述电路进行工作调节。

需要说明的是，可通过具体的调节策略对电路进行工作调节，例如调节策略为降低负载策略，则将电路负载进行降低，从而调节电路电压在正常工作的阈值范围内，保障电路功能正常。

本实施例通过获取电路的当前工作阶段；根据所述当前工作阶段确定所述电路的电压变化需求；通过所述电压变化需求确定调节策略；通过所述调节策略对所述电路进行工作调节，从而可调节电路的电流或电压需求，灵活、精准地控制电路的工作电流或电压，提高调节的效果。

参考图2，图2为本发明电路工作调节方法第二实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，本实施例电路工作调节方法所述步骤S40，包括：

步骤S401：在所述调节策略为降低负载策略时，暂停对所述电路的数据输入，并根据所述降低负载策略获取电路的第一工作周期和第一暂停周期。

可以理解的是，在调节策略为降低负载时，可针对电路进行定向的降负载处理，主要使用场景包括电路启动工作阶段或电路结束工作阶段。

在电路启动工作阶段，由于存在大量电路同时启动工作，此时电流突然增大，进而会导致需求无法跟上，导致电压跌落过大，为避免电压跌落过大导致电路异常，可使电压有个爬坡上升阶段，可通过降低负载实现，在电路结束工作阶段，由于存在大量电路同时结束工作，此时电流突然减小，进而会导致需求过剩，导致电压上冲、升高过大，为避免电压上冲、升高过大，可使电压有个缓慢下降阶段，可通过降低负载实现。

需要说明的是，在进行降低负载时，为保证调节效果，可先暂停对电路的数据输入，并确定电路的第一工作周期和第一暂停周期。

在具体实施中，可提前设置电路的第一工作周期和第一暂停周期，第一工作周期和第一暂停周期可以是固定的周期，也可根据计算的数据数量进行灵活设置，例如每工作N个完整的芯片时钟周期，暂停M个完整的芯片时钟周期，暂停指送给计算单元的输入数据暂停，电路不会翻转，降低电流需求，N和M的大小可以根据使用场景进行配置，选择不同的N值，即可实现不同的降负载幅度，例如N为4，M为1等，N和M之间可存在一定的比例关系例如计算复杂度较高的数据，可延长暂停周期，从而避免电压跌落过大，从而在电路进行工作时，通过比例关系确定N和M的值，实现负载的平缓过渡。

步骤S402：通过所述第一工作周期和所述第一暂停周期对所述电路进行输入的数据量控制，以对电路进行工作调节。

在具体实施中，可通过第一工作周期和第一暂停周期对电路进行工作控制，从而实现对电路负载的调节，如图3所示，图3为电路启动工作阶段调节示意图，例如第一暂停周期M为1，通过动态控制工作周期N的大小，实现从空载到满载的平缓过渡，如图4所示，图4为电路结束工作阶段调节示意图，例如第一暂停周期M为1，通过动态控制N的大小，实现从满载到空载的平缓过渡。通过时钟周期级别的控制精度，精确地将负载的影响范围控制在电路内，提高电路工作效率。

进一步地，步骤S402可包括：获取输入的数据量的大小；根据所述输入的数据量的大小控制所述第一工作周期和所述第一暂停周期的时间间隔；通过所述时间间隔、所述第一工作周期以及所述第一暂停周期对所述电路进行输入的数据量控制，以对所述电路进行工作调节。

需要说明的是，输入的数据量不同，电路所消耗的计算时间也不相同，因此可获取输入至电路的数据量的大小，从而可根据输入的数据量的大小控制第一工作周期和第一暂停周期的时间间隔，例如输入的数据量过大，则刚开始可设置较大的时间间隔，再逐渐缩小第一工作周期和第一暂停周期的时间间隔，从而可通过时间间隔、第一工作周期以及第一暂停周期对电路进行输入的数据量控制。

本实施例在所述调节策略为降低负载策略时，暂停对所述电路的数据输入，并根据所述降低负载策略获取电路的第一工作周期和第一暂停周期；通过所述第一工作周期和所述第一暂停周期对所述电路进行输入的数据量控制，以对所述电路进行工作调节，通过设定的周期暂停电路的输入数据量进行降负载，从而可灵活调整电路的输入数据量，从而实现电路正常工作，提高工作调节效果。

参考图5，图5为本发明电路工作调节方法第三实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，本实施例电路工作调节方法所述步骤S40，包括：

步骤S401'：在所述调节策略为提高负载策略时，检测所述电路的数据输入状态。

需要说明的是，在调节策略为提高负载策略时，说明电路处于正常工作状态，但电路在实际工作中，电压需求也会出现陡降或者陡升，从而引起电路的电压上升或者下降，如果超过阈值范围，会使电路工作异常，因此，可通过提高负载策略，以保证电路的正常运行和工作效率。

在本实施例中，为了提高负载的调节效果，需要对电路的数据输入状态进行检测，以确定调节的具体策略。

步骤S402'：在所述数据输入状态为数据输入暂停时，生成预设数据。

可以理解的是，当电路正常工作时，会出现被迫暂停的情况，例如电路从memory读取数据时出现读地址冲突，导致电路输入数据供应不上，或后级处理模块对电路造成反压(后级模块暂停接收电路的结果数据)，都会使电路被迫暂停工作。

在具体实施中，还可根据获取的数据量大小确定是否为输入数据供应不上的情况，例如将获取的数据量大小与正常情况下输入电路的数据量大小进行比较，若小于正常输入的数据量，则存在电路输入数据供应不上导致数据输入暂停的情况，若输入数据量正常，则可能为后级处理模块对电路造成反压导致的数据输入暂停。

在出现数据输入暂停的情况下，提高负载策略为向电路输入预设数据，从而使电路可以保持工作状态，避免出现电路负载陡降。

在具体实施中，预设数据为“伪数据”，“伪数据”即不会影响电路实际计算结果的数据，例如可以通过设定一些默认值或者填充数据来实现。这些预设数据可以是固定值，也可以是动态生成的随机数，这取决于具体的应用场景和需求。“伪数据”的主要目的是保持电路的活跃状态，避免由于计算暂停导致的负载突变。

步骤S403'：将所述预设数据输入至所述电路，对所述电路进行工作调节。

在具体实施中，可将预设数据送入电路进行计算，以提高所述电路的负载。

需要说明的是，在电路计算预设数据期间产生的计算结果可丢弃，使得预设数据不影响最终计算结果的准确性，因此不会对电路的正常工作产生负面影响。

可选地，还可在计算预设数据之后，再次检测电路的电压变化需求，从而了解当前电路的电压变化需求，以便进一步调节负载。

可以理解的是，可根据所述电压变化需求调整所述预设数据，在了解电路的电压变化需求后，可以根据电压变化需求调整预设数据，以更好地适应电路的电压变化需求。例如，如果电路的负载还是过低，可以增加预设数据的数量或频率，以提高负载；如果电路的负载过高，可以减少预设数据的数量或频率，以降低负载。

在具体实施中，可将调整后的预设数据输入至电路，对电路的电压或电流进行再次调节。在调整预设数据后，可将这些数据再次送入电路进行计算，以进一步调节电路的电压或电流。这样可以根据电路的实际需求动态调整负载，提高电路的工作效率。

本实施例在所述调节策略为提高负载策略时，检测所述电路的数据输入状态；在所述数据输入状态为数据输入暂停时，生成预设数据；将所述预设数据输入至所述电路，对所述电路进行工作调节，通过输入预设数据保持电路的活跃状态，避免电压的突然下降，提高电路的工作效率。

参考图6，图6为本发明电路工作调节方法第四实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，本实施例电路工作调节方法所述步骤S40，包括：

步骤S401”：在所述调节策略为提高负载策略时，获取电路的输入数据。

需要说明的是，若输入到电路中的源数据中存在大量的零，也会造成电路翻转率突然降低，造成电压需求陡降，当重新恢复正常数据时，出现电压需求陡升，因此需要对电压需求进行提高，从而避免电压需求出现陡降或陡升的情况，则在调节策略为提高负载策略时，可获取电路的输入数据，从而判断输入数据是否存在大量的零。

步骤S402”：在所述输入数据中存在连续输入零数据时，将所述输入零数据更新为预设数据。

需要说明的是，当出现连续的输入数据为零时，可将输入到电路模块中的数据改为“伪数据”，从而使电路中的乘法电路可以保持工作状态，避免出现电路负载陡降。

在具体实施中，预设数据可以是非零的任意数值，这样能够有效避免电路在处理连续零数据时负载的突然降低。通过更新连续输入的零数据为预设数据，可以保证电路在进行计算时始终保持一定的翻转率，从而稳定电压，避免电压的突变。

步骤S403”：通过所述预设数据对所述电路进行工作调节。

需要说明的是，通过将预设数据送入电路进行计算，可以提高电路的电压，保持其稳定运行。

需要注意的是，在对预设数据计算过程中产生的结果需要进行相应的处理，以排除由于预设数据引入的计算误差。

可将乘法电路在对“伪数据”计算的结果再改为零，从而使“伪数据”不影响最终计算结果的准确性，还可以在计算结束后进一步对结果进行校验和修正来实现，确保最终结果的准确性。

另外，在更新输入数据后，还可以进一步检测电路的电压需求状态，以了解当前电路的电压情况。如果电压需求仍然过低，可以进一步调整预设数据，以提高电压；如果负载需求过高，则需要考虑降低预设数据的数量或频率，以降低电压，避免对电路造成过大的压力。通过动态地调整预设数据，可以更好地适应电路的实际需求，进一步提高电路的性能和可靠性。

如图7所示，图7为提高负载策略的一调节示意图，通过判断输入数据是否为零，在出现连续的输入数据为零时，将输入数据改为“伪数据”，将“伪数据”输入至乘法电路，使乘法电路可以保持工作状态，并将计算结果与零相乘，得到最终的计算结果并输出，不影响最终计算结果的准确性。

如图8所示，图8为提高负载策略的又一调节示意图，在不同的电路工作阶段下，电路原本的电压水平不同，因此主动抬升电压时，需要根据电路原本的电压水平，将功耗抬升至不同的水平。通过控制“伪数据”每个时钟周期的翻转率等，可以调节计算单元阵列计算“伪数据”期间的电压水平。

本实施例在所述调节策略为提高负载策略时，获取电路的输入数据；在所述输入数据中存在连续输入零数据时，将所述输入零数据更新为预设数据；通过所述预设数据对所述电路进行工作调节，可以有效避免电路在处理连续零数据时电压的突然降低，保持电路的稳定运行，提高电路的工作效率。

参考图9，图9为本发明电路工作调节方法第五实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，本实施例电路工作调节方法所述步骤S30，包括：

步骤S301：在所述当前工作阶段为电路启动工作阶段，确定电路的电压变化需求为爬坡上升需求。

在具体实施中，电压变化需求是指电路在处理不同任务时电压的变化趋势。这个过程可能受到多种因素的影响，如计算任务的复杂度、数据输入的频率和规模等。通过分析和理解电压需求变化过程，可以更准确地预测和调节电路的电压需求，以满足不同的性能需求。

需要说明的是，在电路的当前工作阶段为启动工作阶段，电压变化需求应该是爬坡上升需求，但由于电路的工作任务突然增加，会导致电压跌落过大，电路工作异常，因此需要控制电压变化需求为缓慢爬坡上升过程。

步骤S302：在所述当前工作阶段为电路结束工作阶段，确定电路的电压变化需求为电压下降需求。

需要说明的是，在电路的当前工作阶段为结束工作阶段，电压变化需求应该是缓慢下降需求，但由于计算任务突然减少，会导致电压上冲、升高过大，因此，需要控制电压有个缓慢下降阶段，从而保证电路电压平缓过渡。

步骤S303：在所述当前工作阶段为电路进行工作阶段，确定电路的电压变化需求为平缓变化需求。

在具体实施中，电路在实际工作中，正常的电压变化需求应是平缓变化需求，但由于输入数据的影响，电压变化也会出现陡降或者陡升。例如从memory读取数据时出现读地址冲突或者后级处理模块对电路造成反压，都会使电路被迫暂停工作，出现电压陡降，当重新恢复工作时，出现电压陡升。在输入到电路的源数据有大量的零，会造成电路翻转率突然降低，造成负载陡降，当重新恢复正常数据时，出现电压陡升。因此需要控制电压变化需求为平缓变化需求。

在具体实施中，可通过电压变化需求确定电路的调节策略，若当前工作阶段为开启工作阶段，电压变化需求为爬坡上升需求，则电路的调节策略为降低负载策略，若当前工作阶段为结束工作阶段，电压变化过程为电压下降过程，则电路的调节策略为降低负载策略。这样，通过根据电压变化过程选择合适的调节策略，可以更有效地平衡电路的电压，确保电路的稳定运行和高效工作。

可选地，通过电压变化需求确定所述电路的调节策略的步骤包括：在所述电压变化需求为爬坡上升需求或所述下降需求时，确定调节策略为降低负载策略；在电压变化需求为平缓变化需求时，确定调节策略为提高负载策略。

在具体实施中，可通过电压变化需求确定调节策略，例如电压变化需求为爬坡上升需求或缓慢下降需求，则调节策略为降低负载策略，例如通过减少电路的工作频率降低负载。这样，可以避免电路在启动或结束工作阶段因负载过大或过小而导致的电路异常，保证电路的稳定运行。

另外，当电压变化需求为负载平缓过程时，调节策略为提高负载策略，例如通过增加电路的工作频率来提高负载。这样，可以充分利用电路的性能，提高电路的工作效率。通过只对芯片中计算电路模块产生类似降频的影响，而不影响芯片其他功能模块的正常工作，且可以灵活控制调节策略，提高电路工作调节效果。

如图10所示，图10为电路整个工作阶段电压变化等效示意图，在电路启动工作阶段，即从空闲到开启工作，电压变化需求有个爬坡上升阶段，从而避免电压跌落过大，在电路进行工作阶段，控制电压变化平缓，在电路结束工作阶段，即从满载到空闲时，使电压变化需求有个缓慢下降阶段，避免电压上冲、升高过大，从而保证整个电路的电压变化等效于接近平缓曲线。

本实施例通过在所述当前工作阶段为电路启动工作阶段，确定电路的电压变化需求为爬坡上升需求；在所述当前工作阶段为电路结束工作阶段，确定电路的电压变化需求为下降需求；在所述当前工作阶段为电路进行工作阶段，确定电路的电压变化需求为平缓变化需求，根据这些电压变化需求来制定相应的调节策略，实现了对整个电路电压变化的精确控制。这种控制策略不仅避免了电路异常，还保证了电路的稳定运行和高效工作。

此外，为实现上述目的，本发明实施例还提出一种电路模块，所述电路模块上执行如上文所述的电路工作调节方法。

由于本电路模块采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

此外，为实现上述目的，本发明实施例还提出一种芯片，所述芯片包括上文所述的电路模块。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的电路工作调节方法，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。