Interrupt Processing in Dynamic Frequency Scaling Processor System

동적 프리퀀시 스케일링을 사용한 프로세서의 인터럽트 처리와 I/O 시스템 성능 향상 기법

동적 전력 관리 기법을 활용한 프로세서의 등장은 고성능 임베디드 장치들의 저전력 설계에 있어서 큰 영향을 주고 있다 특히, XSCALE과 같은 고성능 프로세서의 소비전력은 동작 클럭의 속도와 비례하여 빠르게 증가하고 있으며, 이를 극복하기 위한 다양한 기법이 제시되었다. 동적 전력 관리 기법은 크게 1) 동적 전압 관리 기법과 동적 프리퀀시 관리 기법으로 구분된다. 동적 프리퀀시 관리 기법을 사용한 프로세서는 필요에 따라 프로세서의 동작 클럭 속도를 변경한다. 이는 전체적인 프로세서 성능의 저하를 수반하게 된다 특히, 주변 장치들의 전력 관리가 동시에 이루어지지 않을 경우에는 시스템의 전체적인 성능에 큰 영향을 끼치게 된다. I/O 장치의 인터럽트는 CPU의 현재 실행을 잠시 멈추고, 인터럽트 처리를 우선적으로 수행하도록 한다. 따라서 CPU가 처리할 수 있는 양보다 많은 인터럽트 발생은 인터럽트 처리 이후에 실제 응용 프로그램들이 동작할 시간을 줄이게 되어 CPU는 살아있으나, 인터럽트 이외의 실제 프로세스 실행을 진행할 수 없는 라이브륵(livelock) 현상이 발생한다. 동적 프리퀀시 스케일링을 사용하는 경우, 프로세서의 동작 속도 저하로 인한 livelock 현상이 발생할 수 있으며 이를 막기 위하여, 인터럽트 처리를 제한하는 기법을 제시한다.