CN103649869B - 电子设备中的多级热量管理 - Google Patents

Abstract

一种电子设备，配置为使用多级热量管理处理对设备内的热量进行管理。当设备的温度达到需要设备采取措施以调整其热行为的水平时，系统级控制器将设备内的部件识别为活动的，并且能够被控制以调节在设备内的热量生成。一旦识别出活动的部件，则部件级控制器对所识别的活动部件的活动限值设置等于部件的最小活动限值或在其之上，并且防止部件工作在活动限值之上。还描述并要求保护了其他实施例。

Description

电子设备中的多级热量管理

技术领域

本发明的实施例涉及电子设备中的热量管理。还描述了其他实施例。

背景技术

消费者对于小形状因子、多功能的计算设备(例如智能电话，平板计算机或膝上型笔记本电脑)具有更多的性能和功能的需求通常超出了低功耗电子产品的发展。因此，这种设备的制造商被迫在试图为用户保持所需的性能水平的同时，寻找应对高温影响(热)的更好的方法。给定设备可能包括多于一个的热源，这些热源单独地或与其他热源一起使得设备的温度升高到所期望的最高温度之上。另外，例如当设备在高温室内或在阳光直射处使用时，热量可能来自设备的外部。为了解决热的问题，已经开发出一些积极的举措，这些举措包括降低设备的组成处理器运行的速度或供电电压，采用制冷风扇，降低蜂窝网络RF传输电能限值，或使显示器变暗。当今设计的很多设备需要这些积极举措，以提供足够性能，从而在多种热条件下不使用户对于设备的体验受到影响。

在设备中要监控和管理的示例性热区域是设备外壳的温度。它应该保持在预设范围内，例如由Underwriters Laboratories(UL)为消费者水平蜂窝电话听筒所规定的。在正常工作期间，设备的外壳不应该热到使得用户在使用期间(例如，当设备被用户手持或靠在用户耳边时)持续触摸而不舒服。外壳可能由于设备内所消耗的任何功率而被加热，并且外壳上的最热点最有可能在具有最高功率消耗的部件附近。这样的部件包括例如RF功率放大器(PA)，该RF功率放大器驱动蜂窝网络RF通信天线，以及在移动电话或智能电话中的应用处理器。

发明内容

本发明的一个实施例是一种在电子设备中运行的、用于管理在现场使用期间设备的热行为的方法。该方法包括至少两级控制。在第一级中，该方法确定设备的温度是否已经达到需要其采取措施以调节产生多少热量的足够高的水平。如果温度已经到达该水平，则该方法从设备中的两个或更多个部件之中识别活动部件，该部件能够被控制以更改其热行为。为了识别活动部件，该方法确定设备的哪个部件应该被调整以有效管理该设备的热行为，并同时还满足用户性能期望。当识别了活动部件时，第二级控制为活动部件设置活动限值，该活动限值处于部件的最低活动限值或在其之上，并防止该部件工作在该活动限值之上。以这种方式，可以在不显著影响用户对设备的体验的情况下，在热量生成中实现显著改变。

在另一实施例中，电子设备具有系统级控制部和部件级控制部。当设备中的温度达到足够高的水平时，系统级控制部从设备中两个或更多部件之中识别出活动部件，所述活动部件能够被控制以调节产生多少热量。系统控制器通过以下方式来识别活动部件：评估设备中的部件以识别被启动并工作在部件的预设最低性能水平之上的部件。当识别到活动部件时，系统级控制部向活动部件的部件级控制部发送调整部件的热负荷指标的请求。部件级控制部通过采取更改部件性能的措施来响应该请求，这实际上更改了部件对设备的总体热负荷的贡献。

以上概要不包括本发明所有方面的详尽清单。所预期的是本发明包括能够根据以上总结的各方面的所有适当组合来实现的所有系统和方法，以及在以下具体实施方式中所公开的和同本申请一起提交的权利要求书中特别指出的那些系统和方法。这些组合具有未在上述发明内容中叙述的特殊优势。

附图说明

现在参考以下总结的附图来描述本发明的实施例。本发明的实施例以示例性的方式来进行说明，而不以限制于附图的图形中的方式来进行说明，其中相同的附图标记指示类似的元件。应当注意说明书中所提及的本发明的“一”或“一个”实施例不一定是指相同实施例，它们意味着至少一个。

图1示出了持着不同类型的多功能移动设备(也就是智能电话以及手持平板式个人计算机)的用户。

图2是能够运行根据本发明的实施例的热管理处理的示例性多功能移动设备的外部立体图。

图3是在示例性多功能移动设备中的不同部件层的内部视图；

图4示出在各种示例性的热环境中的移动设备中的部件之间的功率分布的多个图表。

图5示出对在各种示例性的热环境中的示例性移动设备中的每个部件的负荷指标进行比较的多个图表。

图6是根据本发明实施例的热量管理处理的二级控制系统的框图。

图7是根据本发明实施例的热量管理处理的流程图。

图8是系统级控制部所利用的示例性决策树形图。

图9是系统级控制部所利用的另一个示例性决策树形图。

图10是部件级控制部所利用的示例性决策树形图。

具体实施方式

现在参考附图来解释本发明的一些实施例。虽然陈述了很多细节，但是应当理解的是本发明的某些实施例可以在没有这些细节的情况下实施。在其他情况下，没有示出已知电路、结构和技术的细节，以便不使对本描述的理解模糊不清。

本发明的一个实施例涉及多级热量管理处理，该处理在多功能消费者电子移动设备中运行，以管理设备自身的热行为而不显著影响用户体验。此处所描述的热量管理处理不限于管理外壳的温度，而是可应用于管理多功能设备的其他部件或位置的温度。另外，此处描述的处理可用于在热源处于设备之外(例如来自高温房间内或阳光直射处的热量)的情况下管理设备部件和位置的温度。

图1示出了持有不同类型多功能移动设备的用户，该设备在此处指示为个人移动设备2。在一种情况下，移动设备2是智能电话或多功能蜂窝电话，其具有通常可在这类现代设备中获得的许多特征，例如触摸屏接口、音乐和视频文件记录和重放、数字照相机、视频游戏、以及无线启动的应用(例如网络电话，电子日历，网页浏览器以及电子邮件)。在另一情况下，移动设备2可以是更大的手持平板式电脑。在另一情况下，移动设备2可以是膝上型或笔记本型电脑。

图2是示例性的个人计算机设备2的外部视图，而图3通过展现形成设备2的多个层来示出一些的感兴趣的部件。此外，这仅仅是个人移动设备2的一个例子。其他部件拓扑结构也是有可能的，例如如下这样的部件：不具有蜂窝网络通信能力，但通过使用内置无线局域网部件而依赖于网络电话。简单地说，设备2在其外壳或外罩3内具有共同工作以向其用户提供蜂窝电话、网页冲浪、和数字媒体重放功能的以下部件：应用处理器或CPU4，图形处理单元(GPU)13，具有内置背光源的触摸敏感显示屏5，蜂窝基带处理器6，蜂窝网络RF收发器功率放大器7、8，麦克风9，接收器(耳机)10，扬声器11，当然还有可充电电池12。注意显示屏5不必是触摸敏感的；相反，用户输入可以是通过分离的内置物理键盘或小型键盘(未示出)来进行。

可以存在一些温度传感器，其包括位于母板或基板边缘附近的板温度传感器17，位置接近功率放大器7、8的RF温度传感器18，以及位置接近电池12的电池温度传感器18。此外，温度传感器还可以包括：例如，与用户识别模块(SIM)卡(未示出)相关或者与设备2中的基带处理器6一起在芯片上的温度传感器。存储在存储器19中的热量管理程序可以由应用处理器4或由设备中的另一处理器来执行，以执行本文后面描述的一些工作。

可能存在被限定在设备2的外罩3的外侧表面的给定位置处的潜在“热点”，其可以由位于在外罩3的背面和侧面上的关键点组成，例如，图1中用户触摸设备2的阴影区域。另一个可能的热点是外罩的背部表面上的区域，该区域是通话期间用户通常以电话听筒装置靠在耳边的方式握住设备2的区域。注意，热点可以由虚拟的温度变量来表示，因为可能不存在足够接近给定的位置的温度传感器。关于如何计算此类虚拟温度的细节可以在共同转让的US公开号2010/0094582，名称为“Method for Estimating Temperature at aCritical Point”的文献中找到。

现在描述根据本发明实施例的多级热量管理处理，从关于系统的热负荷的讨论开始。整个系统可以处于相当多的热负荷之下，也就是说设备中的热量被认为是“高”的，但是仅仅系统的一些部件可能对负荷产生贡献。由给定部件消耗的功率的量可以认为是它所加到整个系统上的热负荷。在此处使用术语“负荷指标”来描述部件的热负荷。可能存在热量管理处理中使用的多种类型的负荷指标。部件的热负荷指标可以根据功耗、所测温度、占空比或另一部件的负荷指标来确定。

部件对总热负荷的贡献可以作为部件能够消耗的最大功率的百分比来给定。在这种情况下，部件的负荷指标可以按如下计算：

负荷指标(LI)=当前功率/最大功率。

当无法测量功率时(对于系统中大多数部件是这样的)，可以使用温度。部件的负荷指标可以被确定为部件的所测温度的函数，或者与设备中的处于部件外部的所测温度相关第地确定。热量模型可以使用温度传感器来确定部件的温度。例如，多温度传感器能够被内置于设备内，并且在使用前被校准。它们可以与它们各自要监控的部件相接触或位于其附近。对于没有温度传感器的部件，在该部件附近的传感器可用来测量温度，然后该部件的温度可以基于来自这些传感器的读数以及已知的中间材料属性来计算。温度读数被这些传感器“感测”，例如，通过在设备正常工作期间使已知电流通过热敏电阻器，测量其电压并计算其电阻来实现。在另一实施例中，热量模型可通过PID(比例、积分、以及导数)控制器来确定部件的温度。

部件能够消耗的最大功率可以基于部件能忍受的最大温度或基于所设的限值来设置。例如，如果将芯片上系统(SoC)的温度记为90摄氏度(C)，并且该限值是105C，则其负荷指标将是高的。在这种情况下，具有用于将温度映射到负荷指标的静态表可能较为合适，或者可以使用简单的线性映射。以下的表格是使用表格来为SoC进行映射的例子。

表1

温度(摄氏度)	负荷指标(百分比)
		50	30
55	40
		60	50
70	70
		90	80
100	100

对于无法测量功率和温度的部件，例如GPU，负荷指标可以按如下计算：

负荷指标(LI)=平均占空比/最大占空比

其中平均占空比通过一些时间常数来计算。

负荷指标可以从一个部件被应用到另一个上。这可以认为是来自一个部件的热量消耗被强加到另一个上。例如，SoC可以加热NAND闪存，必须监控其本身，即使对NAND闪存自身没有热量减小。该负荷指标可以计算为进行贡献的部件的负荷指标的函数。给定部件或一系列部件的负荷指标可以针对区域性(例如热点位置)的或系统范围的负荷指标来计算。

图4示出了在各种示例性的热环境期间的设备中部件之间的功率分布的多个图表。每种情况都可能导致很高的总体系统功率，以及很不同的部件级工作负荷。总系统功率可以分布于多个部件，部件的其中一些是高负荷的而另外的不是。例如，当设备被用于使用例如4G的移动通信协议进行的在线游戏时，由背光源消耗的功率可能占总系统功率的38％，而由CPU消耗的功率可能占总系统功率的9％。与此相反，当设备被用于进行无线网络联接以共享其与另一设备的互联网连接时，显示器可能不被打开，从而背光源就不会使用任何总系统功率。但是基带处理器可能消耗61％的总系统功率，而CPU的功耗仅为4％。示出了总系统功率将如何分布于多个部件的另一示例性的热环境是在设备通过WiFi连接与另一设备无线同步的时候。

图5包括对在各种示例性的热环境期间的每个部件的负荷指标进行比较的多个图表。如上所述，负荷指标用于量化来自各个部件的功耗。系统的每个单独部件的负荷指标都对系统上的总体负荷指标有贡献，取决于环境，其可以表示热负荷中的宽的范围。通过针对每个部件独立地对负荷指标进行建模，热量管理处理可以确定针对给定环境要采取的最佳热量减小措施。例如，在4G游戏情形期间，热量管理处理可以确定：CPU具有最高的负荷指标，从而抑制CPU将是为了减少系统热负荷所采取的最佳措施。与此相反，热量管理处理可以决定在无线网络联接期间抑制基带处理器，或者在无线同步期间抑制WiFi收发器，因为这些部件在这些情况下具有最高的负荷指标。这些抑制限制了部件能够消耗的最大功率，这将限制温度能够上升的速率。该抑制设置可以对应于性能水平的不同设置或不同的工作设置。

为了支持热量管理的多级模型，同时也保持总体系统控制，可使用两级控制。参考图6，第一级可以是系统级控制部(也叫做监督控制部)，并且第二级可以是部件级控制部(也叫做自主控制部)。在每一级可以存在多个控制系统。例如，系统可以划分成多个热点位置，并且对每个热点位置的热量管理都实施监督控制部。针对热点位置，对在热点位置附近的每个部件执行部件控制部。如果存在多于一个的监督控制部(例如，监督控制部41和42)，它们两者可以同时运行，并且可以通过系统(或热点位置)的负荷指标的增加或减少来触发。当代表性温度升高到预定阈值之上时，监督控制部可以降低设备的性能(或表现能力)，并且当代表性温度降低到预定阈值以下时，监督控制部可以提高性能(或允许表现能力提高)。每个自主控制部(例如背光源控制部43，蜂窝无线控制部44，WiFi无线控制部45，SoC控制部46以及电池充电电路控制部47)可以独立工作，并且每个自主控制部可以同时采取措施以改变系统上的热负荷。作为由监督控制部所做出的决策的结果来运行自主控制部。

监督控制部可以基于相对长的时间常数(例如每几秒钟更新它们的决策)来做出决策，而部件控制部时间常数比它的监督控制部的要短。监督控制部可以在设备的现场使用期间，以预定频率(例如每几秒)来对系统的温度或者负荷指标进行取样(例如在设备不处于睡眠模式时连续地取样)，以调整设备的代表性温度。部件控制部可以以比监督控制部更高的速率对其正在控制的部件的负荷指标进行取样，以调整部件的温度。

图7是可以利用监督控制部和部件控制部的示例性的热量管理处理的流程图。处理开始于监督控制部确定设备或热点位置的代表性温度(块51)。代表性温度可以基于位于目标位置或在其附近的一个或多个部件的负荷指标来确定。然后，监督控制部确定代表性温度需要设备采取措施来调整设备中的热量生成(块52)。可以存在预设阈值温度值(其可以称为阈值区域性负荷指标值)，该预设阈值温度值触发监督控制部来采取措施以调整热量生成。例如，当代表性温度到达阈值时，则监督控制部可以采用措施以减少设备的热量输出，从而调整代表性温度。类似地，当代表性温度降低到阈值以下时，监督控制部可以部分地或完全改变之前为了减少设备热量输出而采取的任何措施。

响应于确定了代表性温度需要设备采取措施，然后该监督控制部继续识别位于目标位置处或在其附近的部件，该部件是活动的并且对设备内的热量生成有贡献(块53)。当识别到要控制的部件，监督控制部可以确定该部件是否被启动，或者该部件是否以高功耗速率工作。这可以包括但不限于确定显示器屏幕背光源是否被启动，蜂窝网络收发器是否被启动，电池充电电路是否被启动，GPU是否被启动，或CPU是否以高功耗状态工作。监督控制部可以考虑是否有可能控制该部件以降低目标位置处的热负荷，但不显著影响用户对设备的体验。例如，监督控制部可以访问之前存储的数据来确定该部件是否之前已被限制以该部件的最低负荷指标来工作，该最低负荷指标对应于该部件的最低性能水平。在这种情况下，可得出如下结论：在不显著影响用户对设备的体验的情况下该部件不能进一步被控制。作为另一示例性，监督控制部可以确定该部件是否已经以最低负荷指标来工作，在这种情况下对部件活动的进一步限制将不会显著影响设备内的热量生成。以下参考附图8和附图9讨论示例性的监督控制部的更多细节。

当识别到能够被控制以调整设备内热量生成的部件，监督控制部向所识别部件的部件控制部发送降低部件负荷指标的请求。响应于接收到来自监督控制部的请求，部件控制部可以采取措施来降低该部件的负荷指标。为了降低该部件的负荷指标，在部件在其最小性能水平上工作的同时，部件控制部以固定增量来降低部件的功耗。额外地或可选地，部件控制部可以对部件设置活动限值(块54)，这将限制部件能够消耗的最大功率和温度能够上升的速率。然后，防止部件在活动限值以上进行工作(块55)。当为部件设置活动限值时，部件控制部可以确定是否之前已对部件设置了活动限值，以及当前的活动限值是否在对应于部件的最低性能水平的部件最低活动限值之上。如果当前活动限值在最低活动限值之上，则部件控制部可以对部件设置等于最低活动限值或在其之上的新的(较低的)活动限值。如果当前活动限值等于最低活动限值，部件控制部不会设置低于最低活动限值的新的活动限值，因为这将显著影响用户对设备的体验。这种情况下，部件已经在其最低性能水平上工作。以下参考图10讨论示例性的部件控制部的更多细节。

为了以动态方式做出决策，监督控制部可以使用规则驱动系统。每个监督控制部可以包括提供一系列规则的决策树形图，通过该一系列规则能够减轻热负荷。如果多监督控制部同时运行，每个监督控制部所做出的决策可能导致采取多种措施，或仅仅采取一种措施。在不可能采取措施的情况下，设备可以面对临界热负荷，并有关机的风险。

图8示出了监督控制部(例如图6中的监督控制部41)的示例性的决策树形图，其可以用于确定为了减轻在设备的热点位置处的热负荷而采取什么措施。在块61处，监督控制部检测到区域性负荷指标已升高，这表明热点位置的温度升高。然后，监督控制部可以继续识别被启动的部件，该部件可以被控制以减少在热点位置处的热负荷。监督控制部可以首先确定显示屏是关闭还是打开(块62)。如果显示屏打开，则监督控制部确定是否能在不显著影响用户对设备体验的情况下，控制显示屏背光源的光输出以降低热负荷。例如，监督控制部可以确定背光源是否之前已被限制(块63)，或背光源功率是否已经被设置到最低可接受水平。如果监督控制部确定能降低背光源强度，则监督控制部可以向背光源部件控制部发送减少背光源的光输出的请求(块64)，从而实际上降低其负荷指标以及其温度。背光源控制系统的实际控制和决策没有在决策树形图中示出，因为它由用于背光源的部件控制部来处理(见图10)。每个能帮助减轻热负荷的部件都将具有其自己的部件控制系统来降低功率。通过这样做，每个部件控制部不需要知道系统的总体负荷指标。

在图8的示例性决策树形图中，仅仅在屏幕打开的情况下可以减少背光源输出。否则，当屏幕关闭时，考虑其他热量减小。其中将需要其它热量减小选项的示例性的使用情况是：如图4和5所示的当设备被用于无线网络联接的时候，或者当设备正在外部屏幕上播放视频，并且显示屏和背光源都关闭的时候。在这些情况下，设备可能达到高的热量水平，并且限制背光源强度将不改善设备的热环境，并且可能使得设备到达更高的热量水平。但是在此处描述的动态系统中，由于背光源和显示器不是活动的，所以将不采用背光源限制。在背光源未启动的情况下，监督控制部可以寻求降低热负荷的其他方法，例如通过WiFi无线控制部(块65)，蜂窝无线控制部(块66)，或SoC控制部(块67)。

图9是另一监督控制部(例如图6中的监督控制部42)的示例，该监督控制部可以与图8中所示的监督控制部同时运行。当监督控制部检测到系统的负荷指标增加(也就是设备的温度增加)时(块71)，监督控制部可以使用该示例性决策树形图来确定是否能在不显著影响用户对设备体验的情况下，控制电池充电电路来降低热负荷。在进行该确定时，监督控制部可以考虑例如以下的因素：充电器是否被启用(块72)，配件是否连接到设备(块73)，以及电池是否充电到至少一半(块74)。如果监督控制部确定可以控制电池充电电路，则监督控制部可以向充电电路部件控制部发送限制电池的充电速率的请求(块75)。

可以定义每个部件控制部以处理来自监督控制部的请求，从而降低其部件的负荷指标。例如，背光源部件控制部可以是一个简单模型，其中响应于来自监督控制部的每个请求，以固定的增量一步步降低背光源水平。可以定义背光源部件控制部来处理日光情形，其中用户需要较高背光源水平以仍然能够看见在显示屏上显示什么。背光源部件控制部可以询问设备的另一部件或控制系统(例如环境光传感器或监督控制部)来确定是否出现日光情形。

图10示出了使用决策树形图的示例性背光源部件控制部。当背光源部件控制部从监督控制部接收到降低背光源的光输出的请求时(块81)，背光源部件控制部可以确定背光源是否之前已被限制(块82)，并且该限制是否处于最低可接受水平(块83)。如果背光源之前已被限制到最低可接受水平，则在不显著影响用户对设备体验的情况下，背光源不能进一步降低了。在这种情况下，背光源的功率被认为处于最低水平上(块84)，并且背光源部件控制部处理结束。如果背光源强度能够进一步降低，则背光源部件控制部可以考虑是否处于日光情形，也就是设备是否在具有强的环境光的环境下使用(块85)，来确定是否降低或限制背光源的光输出。

除了背光源，还存在可以被自动控制的设备2的其他热量生成部件，以有效地改善设备2的不同区块(例如外壳)的热行为。这些部件可以被抑制以防止它们变得过热。蜂窝网络RF收发器功率放大器是可以被自动控制的一个部件，它的输出RF功率能够被限制，从而不考虑来自蜂窝基站的相反请求。设备2中的可以被命令以降低其功耗的另一个部件或功能是蜂窝网络收发器(或WiFi收发器)的传送速率。例如，设备可以具有第三代、3G、蜂窝网络通信硬件或软件，它们使得用户能够进行Web冲浪、检查电子邮件以及以更高的速度下载视频。在该情形下，设备可以响应于热事件，而降低其3G、高速下行链路分组接入(HighSpeed Downlink Packet Access)、HSDPA、传输速率，其数据上传和下载速率或者限制其RF输出功率。RF输出功率可以通过抑制蜂窝网络收发器的占空比来限制。

可以控制CPU以使其工作在不同中心电压和中心频率下。通过使用高中心电压和高中心频率，能够针对高功耗的计算而优化CPU。通过使用低中心电压和低频率，能够针对在降级的计算性能水平下的电池性能而优化CPU。抑制设置能够被动态配置，以便要控制的温度不会升高到超过系统限值。可类似地控制GPU，以限制其平均占空比。

可以控制电池充电电路来限制电流施加到电池的速率(也叫做充电速率)。电池充电电路可以取决于温度来调整充电速率。电池充电电路可以响应于热事件而停止对电池充电，并且当温度降低到规定水平之下时，重新启动充电。

虽然每个部件可能能够限制其负荷指标以帮助减轻系统热负荷，但也必须满足用户对性能的期望。为了符合这个要求，必须为每个部件定义最低负荷指标(以及相应的最低活动限值)。例如，能够抑制CPU的使用，但是低至50％以下将会使用户性能降级。这种情况下，CPU部件控制部的默认较低限值可以设置为CPU的最高负荷的50％。

当系统的负荷指标降低时，则可以使用监督控制部来去除对部件的活动限值，并且向部件控制部提出请求。然后，每个部件控制部可以稍微提升或完全去除之前为部件设置的活动限值。如果系统的负荷指标达到足够低的值，可以发送广播形式的通知到所有部件控制部，以去除所有未被监督控制部直接释放的剩下的活动限值。

总结一下，已经描述了用于在现场使用期间动态地管理多功能消费者电子设备的热行为的技术的各个方面。如上所解释的，本发明的实施例可以是其上存储有指令的机器可读介质，该指令对处理器进行编程，以执行一些上面描述的数字信号处理工作，包括：例如，监督控制部和部件控制部的功能。机器可读介质可以包括任何以机器(例如计算机)可读形式存储或传输信息的机制，例如光盘只读存储器(CD-ROM)，只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)以及可擦除可编程只读存储器(EPROM)。在其他实施例中，这些工作中的一些可由包含硬件逻辑的规定的硬件部件执行。这些工作可以替换地由编程数据处理部件与固定硬件电路部件的任何组合来执行。

出于解释的目的，已经描述了本发明的特定实施例，以提供对本发明的透彻理解。这些不应当被解释为限制本发明的范围，而是仅仅说明了本发明的不同示例性和方面。应当理解的是，本发明的范围包括以上没详细讨论过的其他实施例。在不脱离所附权利要求书定义的本发明精神和范围的情况下，可以在本发明系统和方法的配置、操作和细节上进行对本领域技术人员来说显而易见的各种其他修改、变化和变形。例如，图1中描绘的设备2可以是移动电话设备(例如智能电话听筒)或者可以是台式个人计算机。因此，本发明的范围应该由权利要求及其合法等效物来确定。这些等效物包括当前已知的以及将来开发的等效物，也就是不论结构如何的执行相同功能的任何所开发的部件。另外，没有元件、部件或方法步骤意于被贡献于公众，不管元件、部件或方法步骤是否在权利要求书中明确提到。

Claims (28)

1.一种用于具有多个部件的电子设备的热量管理方法，包括：

确定所述设备的代表性温度；

确定所述代表性温度要求所述设备采取措施以调整所述设备中的热量生成；

将所述多个部件中的一个识别为是活动的并且能够被控制以调节所述设备中的热量生成；

识别与所识别的活动部件的最低性能水平相对应的所识别的活动部件的最低活动水平；

为所识别的活动部件设置活动限值，所述活动限值处于所识别的活动部件的所述最低活动水平或在其之上；以及

防止所识别的活动部件工作在活动限值之上。

2.根据权利要求1的方法，其中确定所述设备的代表性温度包括：

确定所述设备中的每个部件的负荷指标；以及

基于每个部件的负荷指标确定所述设备的代表性温度。

3.根据权利要求2的方法，其中确定部件的负荷指标包括以下之一：

将所述负荷指标计算为将所述部件的当前功率除以所述部件能够消耗的最大功率；

将所述部件的负荷指标确定为所述部件的所测温度的函数；

与所述设备内的、处于所述部件外部的所测温度相关地确定所述部件的负荷指标；

使用比例积分导数控制器来确定所述部件的负荷指标；

通过预定时间常数计算所述部件的平均占空比，并且将所述负荷指标计算为将所述平均占空比除以所述部件的最大占空比；以及

将所述部件的负荷指标确定为另一部件的负荷指标的函数。

4.根据权利要求1的方法，其中将所述多个部件中的一个识别为是活动的包括以下的至少之一：

确定显示屏背光源被启动；

确定蜂窝网络收发器被启动；

确定电池充电电路被启动；

确定图形处理单元被启动；以及

确定中央处理单元在高功耗状态下工作。

5.根据权利要求1的方法，其中识别所述多个部件中的、能够被控制以调节所述设备中的热量生成的一个部件包括：

确定所识别的活动部件工作在所识别的活动部件的所述最低性能水平之上。

6.根据权利要求1的方法，其中对所识别的活动部件设置活动限值还包括：

确定所识别的活动部件的当前活动限值在所识别的活动部件的所述最低活动水平之上；以及

对所识别的活动部件设置处于所述所述最低活动水平或在其之上的新的活动限值。

7.根据权利要求1的方法，其中所识别的活动部件是显示屏背光源并且防止所识别的活动部件工作在所述活动限值之上包括：

将所述显示屏背光源的光输出限制到由所述活动限值所指示的水平。

8.根据权利要求1的方法，其中所识别活动部件是蜂窝网络收发器并且防止所识别的活动部件工作在所述活动限值之上包括：

将所述蜂窝网络收发器的RF传输功率限制到由所述活动限值所指示的水平。

9.根据权利要求1的方法，其中所识别的活动部件是电池充电电路，并且防止所识别的活动部件工作在所述活动限值之上包括：

将所述电池充电电路的充电速率限制到由所述活动限值所指示的水平。

10.根据权利要求1的方法，其中所识别的活动部件是图形处理单元，并且防止所识别的活动部件工作在所述活动限值之上包括：

将图形处理单元的平均占空比限制到由所述活动限值所指示的水平。

11.根据权利要求1的方法，其中所识别的活动部件是中央处理单元并且防止所识别的活动部件工作在所述活动限值之上包括：

将所述中央处理单元的时钟频率或供电电压限制到由所述活动限值所指示的水平。

12.根据权利要求1的方法，其中所述电子设备包括在多个部件附近的热点位置，并且进一步包括：

确定所述热点位置处的设备的所述代表性温度；

确定所述代表性温度要求所述设备采取措施以调节所述热点位置处的设备中的热量生成；以及

将所述多个部件中的一个识别为是活动的并且能够被控制以调节所述热点位置处的设备中的热量生成。

13.一种电子设备，包括：

系统控制器，将所述设备中的多个部件中的部件识别为是活动的并且能够被控制以调节系统热负荷指标；以及

所识别的活动部件的部件控制器，响应于来自所述系统控制器的请求以更改所识别的活动部件的热负荷指标；

其中所述系统控制器或所述部件控制器识别与所识别的活动部件的最低性能水平相对应的所识别的活动部件的最低活动水平。

14.根据权利要求13的设备，其中所述系统控制器通过以下操作来将部件识别为是活动的：评估多个部件，以识别多个部件中的、被启动的并且工作在所述部件的最低性能水平之上的部件。

15.根据权利要求13的设备，其中所述系统热负荷指标是所述多个部件中 的每个部件的热负荷指标的函数。

16.根据权利要求13的设备，其中部件的热负荷指标是基于以下之一的：所述部件的功耗、所述部件的所测温度、所述部件的占空比、以及另一部件的热负荷指标。

17.根据权利要求13的设备，其中所述系统控制器在设备的现场使用期间连续地对所述系统热负荷指标取样，从而调整所述系统热负荷指标，所述系统控制器对所述系统热负荷指标进行采样的速率低于所述部件控制器为调整所识别的活动部件的热负荷指标而对所识别的活动部件的热负荷指标进行采样的速率。

18.根据权利要求13的设备，还包括：

具有背光源的显示屏，其中所识别的活动部件是所述背光源，并且所述背光源的部件控制器通过改变关于所述背光源的亮度限值而响应于来自所述系统控制器的请求。

19.根据权利要求13的设备，还包括：

无线通信收发器RF功率放大器，其中所识别的活动部件是所述功率放大器，并且所述功率放大器的部件控制器通过改变关于所述功率放大器的RF输出功率限值而响应于来自所述系统控制器的请求。

20.根据权利要求13的设备，还包括：

电池充电电路，其中所识别的活动部件是所述电池充电电路，并且所述电池充电电路的部件控制部器通过改变关于所述电池充电电路的供电电压限值而响应于来自所述系统控制器的请求。

21.根据权利要求13的设备，还包括：

图形处理单元，其中所识别的活动部件是所述图形处理单元，并且所述图形处理单元的部件控制器通过改变关于所述图形处理单元的平均占空比限值， 而响应于来自所述系统控制器的请求。

22.根据权利要求13的设备，还包括：

中央处理单元，其中所识别的活动部件是所述中央处理单元，并且所述中央处理单元的部件控制器通过改变关于所述中央处理单元的处理器时钟限值或供电电压限值，而响应于来自系统控制器的请求。

23.一种具有多个部件的电子设备，包括：

用于确定所述设备的代表性温度的部件；

用于确定所述代表性温度要求所述设备采取措施以调整所述设备内的热量生成的部件；

用于将所述多个部件中的一个识别为是活动的并且能够被控制以调节所述设备中的热量生成的部件；

用于识别与所识别的活动部件的最低性能水平相对应的所识别的活动部件的最低活动水平的部件；

用于为所识别的活动部件设置活动限值的部件，所述活动限值处于所识别的活动部件的所述最低活动水平或在其之上；以及

用于防止所识别的活动部件工作在所述活动限值之上的部件。

24.根据权利要求23的设备，其中用于确定所述设备的代表性温度的部件包括：

用于确定所述设备中的每个部件的负荷指标的部件；以及

用于基于每个部件的负荷指标确定所述设备的代表性温度的部件。

25.根据权利要求24的设备，其中确定部件的负荷指标包括以下之一：

将所述负荷指标计算为将所述部件的当前功率除以所述部件能够消耗的最大功率；

将所述部件的负荷指标确定为所述部件的所测温度的函数；

与所述设备中的、所述部件外部的所测温度相关地确定所述部件的负荷指标；

使用比例积分导数控制器来确定所述部件的负荷指标；

通过预定时间常数计算所述部件的平均占空比，并且将所述负荷指标计算为将所述平均占空比除以所述部件的最大占空比；以及

将所述部件的负荷指标确定为另一部件的负荷指标的函数。

26.根据权利要求23的设备，其中将所述多个部件中的一个识别为是活动的包括以下的至少之一：

确定显示屏背光源被启动；

确定蜂窝网络收发器被启动；

确定电池充电电路被启动；

确定图形处理单元被启动；以及

确定中央处理单元在高功耗状态下工作。

27.根据权利要求23的设备，其中识别所述多个部件中的、能够被控制以调节所述设备中的热量生成的一个部件包括：

确定所识别的活动部件工作在所识别的活动部件的所述最低性能水平之上。

28.根据权利要求23的设备，其中对所识别的活动部件设置活动限值还包括：

确定所识别的活动部件的当前活动限值在所识别的活动部件的所述最低活动水平之上；以及

对所识别的活动部件设置处于所述最低活动水平或在其之上的新的活动限值。