專利名稱：電子系統(tǒng)功率及工作時(shí)脈控制裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電子系統(tǒng)功率及工作時(shí)脈的控制裝置與方法，更具體說，是關(guān)于能有效率地控制電子系統(tǒng)功率及工作時(shí)脈的裝置及方法。
首先就散熱的問題而言，當(dāng)電腦內(nèi)部溫度過高時(shí)，可能會(huì)造成電腦運(yùn)作不正常或是當(dāng)機(jī)。一般的解決方法是在電腦中裝設(shè)一散熱裝置(包臺(tái)風(fēng)扇、散熱片、及/或熱管)來降低電腦執(zhí)行時(shí)所累積的熱量。而此散熱裝置是以預(yù)先設(shè)定的TDP值(thermal design profile)為目標(biāo)設(shè)計(jì)，因此可確保溫度不會(huì)過高而影響電腦運(yùn)作。
但實(shí)際上，中央處理器的消耗功率并非以固定的一TDP值為準(zhǔn)，而是依賴于中央處理器所執(zhí)行的應(yīng)用程序。例如，一般使用文字編輯軟件(如word)只需消耗25W，TDP值可設(shè)定較低。但是，執(zhí)行3D游戲則需要65W，TDP值則需設(shè)定較高。而TDP越高，散熱裝置越難設(shè)計(jì)，成本也越高。這是因?yàn)榭沙惺艿墓β试礁撸鄯e的熱量越多，散熱裝置必須處理更多的熱量。因此，這種方法并不實(shí)用。
而由于依靠散熱裝置來避免過熱的狀況早已不使用，目前的做法選擇偵測中央處理器的溫度。當(dāng)中央處理器溫度超過安全范圍時(shí)，降低中央處理器的工作時(shí)脈(進(jìn)行降頻)來防止溫度過高的情形。然而，降頻的代價(jià)就是中央處理器執(zhí)行的速度會(huì)隨著降頻的程度而大幅下降。也就是說，當(dāng)溫度超過安全范圍時(shí)，由犧牲處理資料的速度，對中央處理器降頻以保證不正常當(dāng)機(jī)或是遺失資料的情形不會(huì)發(fā)生。
事實(shí)上，溫度并不是一個(gè)好的比較指標(biāo)。溫度的升高是因?yàn)橹醒胩幚砥鲀?nèi)的熱量累積形成的結(jié)果。當(dāng)偵測到溫度超過安全范圍而降頻時(shí)，已經(jīng)太遲了。因?yàn)橹惺诽幚砥鲀?nèi)部已經(jīng)累積了很多熱量，必須盡快散熱才能避免中央處理器當(dāng)機(jī)，因此，設(shè)計(jì)者通常需要將降頻比例調(diào)整至50％，甚至更高。此舉已經(jīng)讓中央處理器的效率大大的減低了。
另一方面，當(dāng)中央處理器的溫度被偵測到超過安全范圍且將進(jìn)行降頻的期間，熱量仍會(huì)繼續(xù)累積。因此，早在中央處理器降頻之前就可能已經(jīng)當(dāng)機(jī)了。而為了考慮這個(gè)時(shí)間的潛在因素，設(shè)計(jì)者必須擴(kuò)大所設(shè)定的安全范圍，即提高TDP值，如此一來，更增加了設(shè)計(jì)上的困難與成本。
當(dāng)然，設(shè)計(jì)者也可由加速風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)來加速散熱，但是此方式會(huì)造成惱人的噪音，令使用者無法接受。


圖1顯示使用已知的工作時(shí)脈控制方法的中央處理器的溫度與功率的實(shí)施例曲線圖。如圖1所示，在時(shí)間T1至T2之間，中央處理器的功率開始上升，表示使用者可能正在使用高消耗功率的應(yīng)用程序，而此時(shí)的溫度仍未改變。而在T2至T3之間，中央處理器的功率持續(xù)上升，且溫度也開始升高，但此時(shí)的溫度尚末達(dá)到一溫度上限，因此，并不進(jìn)行降頻的工作。接著，在T3至T4之間，功率開始下降，表示一些應(yīng)用程序可能已經(jīng)停止執(zhí)行而使得消耗的功率開始咸少。但是，中央處理器的溫度卻因熱量累積而超過溫度上限，而使得電子系統(tǒng)準(zhǔn)備對中史處理器進(jìn)行降頻，同樣地，在T4至T5之間，散熱裝置無法及時(shí)地將中央處埋器內(nèi)的熱量散去。因此，盡管此時(shí)中央處理器的功率已經(jīng)下降許多，但是此電子系統(tǒng)仍選擇讓中央處理器繼續(xù)進(jìn)行降頻動(dòng)作。這樣的控制方法造成電子系統(tǒng)在熱量累積的情況下，不斷地對中央處理器進(jìn)行降頻而使中央處理器的工作效率大減，也就是說，如果以溫度來作為控制中央處理器工作時(shí)脈的指標(biāo)，則當(dāng)熱量累積太多而無法及時(shí)散熱時(shí)，就算使用者只執(zhí)行低功率應(yīng)用程序，仍可能以低工作效率來運(yùn)作。舉例來說，2GHz的中央處理器欲在執(zhí)行低功率應(yīng)用程序時(shí)，只能夠達(dá)到1GHz的中史處理器的處理效率。這對現(xiàn)今的電腦使用者來說，是不可忍受的情形。
除此之外，如圖1所示，在T7之后，中央處理器已經(jīng)進(jìn)入閑置狀態(tài)，而溫度也下降至溫度上限以下。此時(shí)根據(jù)已知的方洼，電子系統(tǒng)停止對中央處理器進(jìn)行降頻。就電源供應(yīng)的問題而言，使用者于閑置狀態(tài)并沒有執(zhí)行任何應(yīng)用程序，而已知的方法停止降頻，以最佳的效率來處理閑置狀態(tài)的中央處理器，反而浪費(fèi)了功率。
因此，為了改善上述的缺點(diǎn)，需要一種更完善的工作時(shí)脈控制方法及裝置。
此外，本發(fā)明提供一種工作時(shí)脈控制裝置來控制一電子系統(tǒng)的一工作時(shí)脈。此裝置包含一第一單元、一電流電壓偵別回路、以及一第二單元。
第一單元用以提供此工作時(shí)脈。電流電壓偵測回路用以偵測并輸出電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)，第二單元?jiǎng)t因應(yīng)此電壓信號(hào)及此電流信號(hào)控制此工作時(shí)脈。
另外，本發(fā)明進(jìn)一步提供一電子系統(tǒng)。此電子系統(tǒng)包含一電源供應(yīng)器(AC-adapter)、一充電電他、一電流電壓偵測回路、一第一單元、以及一第二單元。
在此，電源供應(yīng)器提供一系統(tǒng)總功率。此系統(tǒng)總功率包含一系統(tǒng)運(yùn)作功率與一充電功率。而充電電池由此充電功率充電。電流電壓偵測回路用以偵測此系統(tǒng)運(yùn)作功率，并輸出一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)。第一單元用以提供一工作時(shí)脈。第二單元?jiǎng)t因應(yīng)此電壓信號(hào)及此電流信號(hào)控制此工作時(shí)脈。
本發(fā)明一種工作時(shí)脈控制方法，是用以控制一電子系統(tǒng)的一工作時(shí)脈，其特征在于，該工作時(shí)脈控制方法包含(A)偵測并輸出該電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)；(B)因應(yīng)該電壓信號(hào)與該電流信號(hào)，計(jì)算出一功率值；(C)判斷該功率值是否大于一預(yù)設(shè)功率值；以及(D)當(dāng)該功率值大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，依照一降頻比例對該工作時(shí)脈降頻。
其中該步驟(C)與該步驟(D)之間進(jìn)一步包含以下步驟(E)當(dāng)該功率值大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，判斷是否超過一預(yù)設(shè)時(shí)間；(F)當(dāng)該功率值大于該預(yù)設(shè)功率值且已超過該預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，判斷一增加率是否大于一預(yù)設(shè)比率；以及(G)當(dāng)該增加率大于該預(yù)設(shè)比率時(shí)，根據(jù)該增加率選擇該降頻比例。
其中該工作時(shí)脈控制方法進(jìn)一步包含以下步驟(H)判斷該功率值是否仍大于該預(yù)設(shè)功率值；以及(I)當(dāng)該功率值仍大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，提高該降頻比例，并持續(xù)對該工作時(shí)脈降頻。
其中該步驟(H)進(jìn)一步包含以下步驟(J)當(dāng)該功率值不大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，判斷該增加率是否不大于零；以及(K)當(dāng)該增加率不大于零時(shí)，取消該降頻比例，以停止對該工作時(shí)脈降頻。
其中該電子系統(tǒng)進(jìn)一步包含一散熱裝置，該散熱裝置具有一風(fēng)扇，該步驟(C)與該步驟(D)之間進(jìn)一步包含以下步驟(L)判斷該風(fēng)扇的一轉(zhuǎn)速是否已達(dá)一最高值；以及(M)當(dāng)該轉(zhuǎn)速末達(dá)該最高值時(shí)，增加該轉(zhuǎn)速。
其中該步驟(B)與該步驟(C)之間進(jìn)一步包含一步驟(N)設(shè)定該預(yù)設(shè)功率值。
其中該電子系統(tǒng)進(jìn)一步包含一溫度感測裝置，該步驟(N)是依照該溫度感測裝置所偵測出的一溫度值，設(shè)定該預(yù)設(shè)功率值。
其中該增加率是指該溫度值的一變化比率。
其中該工作時(shí)脈控制方法進(jìn)一步包含以下步驟(O)當(dāng)該功率值不大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，判斷是否已對該工作時(shí)脈降頻；(P)當(dāng)該工作時(shí)脈未降頻時(shí)，判斷該功率值是否在一固定值區(qū)間內(nèi)；(Q)當(dāng)該功率值在該固定值區(qū)間內(nèi)時(shí)，判斷是否超過一預(yù)定時(shí)間；以及(R)當(dāng)該功率值在該固定值區(qū)間內(nèi)且已超過該預(yù)定時(shí)間時(shí)，依照一特定降頻比例對該工作時(shí)脈降頻。
其中該電子系統(tǒng)具有一系統(tǒng)總功率，該系統(tǒng)總功率包含一系統(tǒng)運(yùn)作功率與一充電功率，其中該步驟(R)進(jìn)一步包含以下步驟(S)因應(yīng)該功率值計(jì)算出一系統(tǒng)閑置功率。
其中，該工作時(shí)脈控制方法進(jìn)一步包含以下步驟(T)判斷該系統(tǒng)運(yùn)作功率是否大于該系統(tǒng)閑置功率；以及(U)當(dāng)該系統(tǒng)運(yùn)作功率大于該系統(tǒng)閑置功率時(shí)，取消該特定降頻比例，以停止對該工作時(shí)脈降頻。
其中，該電子系統(tǒng)進(jìn)一步包含一充電電池，該充電電池是由該充電功率進(jìn)行充電。
本發(fā)明一種工作時(shí)脈控制裝置，是用以控制一電子系統(tǒng)的一工作時(shí)脈，其特征在于，該工作時(shí)脈控制裝置包含一第一單元，是提供該工作時(shí)脈；一電流電壓偵測回路，是供偵測并輸出該電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)；以及一第二單元，因應(yīng)該電壓信號(hào)及該電流信號(hào)控制該工作時(shí)脈。
其中該第一單元進(jìn)一步包含一時(shí)脈產(chǎn)生器，是用以提供該工作時(shí)脈；一中央處理器；以及一中央處理器電源電路，是用以提供該中央處理器運(yùn)作時(shí)的一功率。
其中該第二單元進(jìn)一步包含一微處理器，因應(yīng)該電流信號(hào)與該電壓信號(hào)，計(jì)算并輸出一功率值；一儲(chǔ)存單元，是用以提供一預(yù)設(shè)功率值；以及一晶片組，因應(yīng)該功率值與該預(yù)設(shè)功率值，選擇對該工作時(shí)脈的一降頻比例。
其中該第二單元進(jìn)一步包含一散熱裝置，該散熱裝置具有一風(fēng)扇。
其中該第一單元進(jìn)一步包含一溫度感測裝置，該第二單元依照該溫度感測裝置所偵測出的一溫度值，設(shè)定該預(yù)設(shè)功率值。
其中該儲(chǔ)存單元包含一基本輸入/輸出系統(tǒng)。
其中該溫度感測裝置是內(nèi)建于該中央處理器內(nèi)或外接于該中央處理器周圍。
本發(fā)明一種電子系統(tǒng)，其特征在于，包含一電源供應(yīng)器，是用以提供一系統(tǒng)總功率，該系統(tǒng)總功率包含一系統(tǒng)運(yùn)作功率與一充電功率；一充電電池，該充電電池由該充電功率進(jìn)行充電；一電流電壓偵測回路，是供偵測該系統(tǒng)運(yùn)作功率，并輸出一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)；一第一單元，是提供一工作時(shí)脈；以及一第二單元，因應(yīng)該電壓信號(hào)及該電流信號(hào)控制該工作時(shí)脈。
其中該第一單元進(jìn)一步包含一時(shí)脈產(chǎn)生器，是用以提供該工作時(shí)脈；一中央處理器；以及一中央處理器電源電路，是用以提供該中央處理器運(yùn)作時(shí)的一功率。
其中該第二單元進(jìn)一步包含一微處理器，因應(yīng)該電流信號(hào)與該電壓信號(hào)，計(jì)算并輸出一功率值；一儲(chǔ)存單元，是用以提供一預(yù)設(shè)功率值；以及一晶片組，因應(yīng)該功率值與該預(yù)設(shè)功率值，選擇對該工作時(shí)脈的一降頻比例。
其中該第二單元進(jìn)一步包含一散熱裝置，該散熱裝置具有一風(fēng)扇。
其中該第一單元進(jìn)一步包含一溫度感測裝置，該第二單元依照該溫度感測裝置所偵測出的一溫度值，設(shè)定該預(yù)設(shè)功率值。
其中該儲(chǔ)存單元包含一基本輸入/輸出系統(tǒng)。
其中該電子系統(tǒng)是為一筆記型電惱。
其中該溫度感劇裝置是內(nèi)建于該中央處理器中或外接于該中央處理器周圍。
首先，步驟101偵測并輸出此電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)。
接著，步驟103因應(yīng)此電壓信號(hào)與此電流信號(hào)，計(jì)算出一功率值。
而步驟107判斷此功率值是否大于一預(yù)設(shè)功率值。
而在此一實(shí)施例中，于步驟107之前，本發(fā)明進(jìn)一步包含步驟105。步驟105是參考此電子系統(tǒng)的使用狀況，預(yù)先設(shè)定此預(yù)設(shè)功率值。此外，若電子系統(tǒng)進(jìn)一步包含一溫度感測裝置(thermal sensor)，步驟105則是依照此溫度感測裝置所偵測的一溫度值，預(yù)先設(shè)定此預(yù)設(shè)功率值。
而當(dāng)功率值大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，步驟109接著判斷此情況是否仍持續(xù)且超過一預(yù)設(shè)時(shí)間。
當(dāng)功率值大于預(yù)設(shè)功率值且已超過此預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，步驟111接著判斷此溫度值的一增加串是否大于一預(yù)設(shè)比率。
當(dāng)增加率大于此預(yù)設(shè)比率時(shí)，步驟113便根據(jù)此增加率選擇一降頻比例。同時(shí)，步驟115依照此降頻比例對此電子系統(tǒng)的工作時(shí)脈進(jìn)行降頻。因?yàn)楫?dāng)功率值大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，表示目前電子系統(tǒng)運(yùn)作的功率已超過可接受的安全范圍，可能產(chǎn)生過高的溫度而使得系統(tǒng)運(yùn)作不正常。而經(jīng)過步驟115后，工作時(shí)脈頻率依照此降頻比例下降，使得整體電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)所需俏耗的功率跟著下降，也讓溫度不再累積。也就是說，本發(fā)明是由使工作時(shí)脈降頻以使運(yùn)作的功率降低，讓溫度不再繼續(xù)累積。因此，可保證此電子系統(tǒng)不會(huì)因累積過高的溫度而當(dāng)機(jī)或不正常運(yùn)作。同時(shí)，電子系統(tǒng)的散熱需求降低，也節(jié)省電子系統(tǒng)內(nèi)的散熱裝置所需的成本。
另外，在電子系統(tǒng)進(jìn)行降頻之后，本發(fā)明接著進(jìn)行步驟117。步驟117判斷目前功牢值是否仍大于此預(yù)設(shè)功率值。
當(dāng)功率值仍大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，表示目前選擇的降頻比例不能及時(shí)地降低系統(tǒng)運(yùn)作的功率。固此，步驟119提高此降頻比例，并持續(xù)對此工作時(shí)脈進(jìn)行降頻；
而直到當(dāng)功率值不大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，即電子系統(tǒng)運(yùn)作的功率下降到安全范圍內(nèi)時(shí)，步驟121判斷增加率是否不大于零。
當(dāng)增加率不大于零時(shí)，表示目前電子系統(tǒng)運(yùn)作的功率不但下降到安全范圍內(nèi)且已不再增加。此時(shí)，步驟123取消此降頻比例，同時(shí)停止對此工作時(shí)脈進(jìn)行降頻、此時(shí)，電子系統(tǒng)恢復(fù)原來的工作時(shí)脈。
另一方面，于進(jìn)行步驟107后，當(dāng)功率值干大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，步驟125判斷目前是否已對此工作時(shí)脈進(jìn)行降頻。
當(dāng)工作時(shí)脈末進(jìn)行降頻時(shí)，步驟127接著判斷此功率值是否在一固定值區(qū)間。
當(dāng)功率值在此固定值區(qū)間時(shí)，步驟129判斷此功率值是否超過一預(yù)定時(shí)間。
當(dāng)功率值在固定值區(qū)間且已超過此預(yù)定時(shí)間時(shí)，表示此時(shí)電子系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)閑置狀態(tài)。因此，步驟133依照一特定降頻比例對此工作時(shí)脈進(jìn)行降頻。如此一來，當(dāng)電子系統(tǒng)處于閑置狀態(tài)下時(shí)，便能夠盡量減少消耗功率。
另外，在此一實(shí)施例中，電子系統(tǒng)具有一電源供應(yīng)器。此電源供應(yīng)器是用以提供此電子系統(tǒng)一系統(tǒng)總功率。此系統(tǒng)總功率提供此電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)所需的一系統(tǒng)運(yùn)作功率。
于步驟133前，本發(fā)明進(jìn)一步包含一步驟131。步驟131因應(yīng)目前的功率值計(jì)算出一系統(tǒng)閑置功率。
接著，步驟135判斷此系統(tǒng)運(yùn)作功率是否大于此系統(tǒng)閑置功率。
若此系統(tǒng)運(yùn)作功率不大于此系統(tǒng)閑置功率，表示此電子系統(tǒng)仍處于閑置狀態(tài)。因此，此電子系統(tǒng)仍可繼續(xù)保持降頻來節(jié)省功率，同時(shí)避免溫度累積。
而當(dāng)此系統(tǒng)運(yùn)作功率大于此系統(tǒng)閑置功率時(shí)，表示此時(shí)電子系統(tǒng)已經(jīng)離開閑置狀態(tài)。因此，步驟137取消此特定降頻比例，并停止對此工作時(shí)脈進(jìn)行降頻。
在此一實(shí)施例中，本電子系統(tǒng)進(jìn)一步包含一散熱裝置。此散熱裝置具有一風(fēng)扇(fan)，而于步驟107與步驟109之間進(jìn)一步包含步驟139以及步驟141。
當(dāng)功率值大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，由步驟139先判斷風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是否已達(dá)一最高值。若風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速尚未達(dá)到最高值，也就是散熱裝置尚未發(fā)揮最大功效時(shí)，先進(jìn)行步驟141。步驟141即增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，使散熱裝置的功效完全發(fā)揮。接著，再重新執(zhí)行步驟101。如此一來可以盡量減少對工作時(shí)脈進(jìn)行降頻的次數(shù)，使電子系統(tǒng)保持較佳的工作效率。
另一方面，本發(fā)明可應(yīng)用于一筆記型電腦上。而筆記型電腦具有一充電電池，以供無外接電源時(shí)使用。在此一實(shí)施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)總功率進(jìn)一步包含一系統(tǒng)運(yùn)作功率與一充電功率。此充電電池是由充電功率充電。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)作功率已超過一預(yù)設(shè)功率值或是目前系統(tǒng)處于一閑置狀態(tài)時(shí)，筆記型電腦利用本發(fā)明的方法進(jìn)行降頻，使系統(tǒng)運(yùn)作功率降低以維持溫度在一安全范圍內(nèi)，此舉使得電源供應(yīng)器提供給充電電他的充電功率相對增加。也就是說，本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)為彈性地分配系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)所需的系統(tǒng)運(yùn)作功率以及充電電池所需的充電功率。系統(tǒng)總功率在電子系統(tǒng)正常運(yùn)作時(shí)，便盡量提供系統(tǒng)運(yùn)作功率。在電子系統(tǒng)降頻時(shí)，則盡量提供充電功率。
圖4顯示使用本發(fā)明的工作時(shí)脈控制方法的中央處理器功率與溫度的實(shí)施例曲線圖，由圖4可比較使用本發(fā)明的工作時(shí)脈控制方法的中央處理器功率與中央處理器原來的功率曲線，比較圖1與圖4可看出，使用已知方法的中央處理器進(jìn)行降頻的時(shí)間大于使用本發(fā)明的方法?？梢?，使用本發(fā)明的方法較使用已知方法的電子系統(tǒng)工作效率來的好。
同時(shí)，當(dāng)使用已知方法時(shí)，中央處理器的溫度仍可能超過安全范圍(溫度上限)。也就是說，盡管使用已知的方法進(jìn)行降頻，中央處理器仍有不正常運(yùn)作或是當(dāng)機(jī)的可能性。反之，使用本發(fā)明的方法時(shí)，中央處理器的溫度均保持在安全范圍之內(nèi)，因此，使用本發(fā)明的方法較使用已知方法的電子系統(tǒng)安全性更佳。
以上是本發(fā)明的工作時(shí)脈控制方法的實(shí)施例說明。以下緊接著說明完成上述方法的裝置。
圖5以及圖6顯示本發(fā)明的工作時(shí)脈控制裝置的一實(shí)施例。如圖5所示，本發(fā)明的工作時(shí)脈控制裝置用從控制一電子系統(tǒng)的一工作時(shí)脈。此裝置包含一電原供應(yīng)器501、一電流電壓偵測回路503、一第一單元505、以及一第二單元507。
在此，第一單元505用以提供此工作時(shí)脈。電源供應(yīng)器501提供此電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的一系統(tǒng)運(yùn)作功率。而此電源供應(yīng)器501可裝設(shè)為內(nèi)建或是外接于此電子系統(tǒng)的形式。電流電壓偵測回路503接收此系統(tǒng)運(yùn)作功率以提供第一單元505所需的功率；并同時(shí)偵測并輸出電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)。而第二單元507因應(yīng)此電壓信號(hào)及此電流信號(hào)，由調(diào)整一降頻比例來控制此工作時(shí)脈。
如圖6所示，在此一實(shí)施例中，第一單元505包含一時(shí)脈產(chǎn)生器(clock generator)5051、一中央處埋器(central processing unit，CPU)5053、以及一中央處理器電源電路5055。而第二單元507包含一微處理器(micro controller)5071、一儲(chǔ)存單元5073，以及一晶片組(chipset)5075。
在此，本發(fā)明首先利用電流電壓偵測回路503偵測一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)，并輸出至微處理器5071中。微處理器5071因應(yīng)所偵測出的電流信號(hào)與電壓信號(hào)，計(jì)算出一功率值，并傳給晶片組5075，晶片組5075接收到此功率值后，自儲(chǔ)存單元5073取得一預(yù)設(shè)功率值，并判斷此功率值是否大于此預(yù)設(shè)功率值。在此一實(shí)施例中，儲(chǔ)存單元5073為一基本輸入/輸出系統(tǒng)BIOS(basic input/outputsystem)。而當(dāng)此功率值大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，晶片組5075接著判斷是否持續(xù)超過一預(yù)定時(shí)間。當(dāng)此功率值大于此預(yù)設(shè)功率值且已持續(xù)超過預(yù)定時(shí)間時(shí)，晶片組5075選擇一降頻比例并傳送至中央處理器5053，從供進(jìn)行降頻。
另一方面，中央處理器電源電路5055經(jīng)由電流電壓偵測回路503取得中央處理器5053運(yùn)作時(shí)所需的功率，并提供給中央處理器5053。而時(shí)脈產(chǎn)生器5051則提供一固定頻率的工作時(shí)脈給中央處理器5053。
而當(dāng)中央處理器5053接收到此降頻比例時(shí)，中央處理器5053便依照此降頻比例處理所接收到的工作時(shí)脈。同時(shí)，晶片組5075仍繼續(xù)偵測此功率值是否仍大于此預(yù)設(shè)功率值。若此功率值仍大于此預(yù)設(shè)功率值，表示降頻比例太少，無法及時(shí)改善功率值至安全范圍內(nèi)。因此，晶片組5075繼續(xù)提高目前的降頻比例，以加速進(jìn)行降頻。直到此功率值小于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，此晶片組5075停止降頻。而中史處理器5053的工作時(shí)脈恢復(fù)原來的速度。
另一方面，當(dāng)晶片組5075判斷此功率值不大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，晶片組5075進(jìn)一步確認(rèn)中央處理器5053的工作時(shí)脈是否已進(jìn)行降頻。當(dāng)工作時(shí)脈已進(jìn)行降頻時(shí)，晶片組5075便取消此降頻比例，并停止對工作時(shí)脈進(jìn)行降頻。中央處理器5053的工作時(shí)脈恢復(fù)原來的速度。
而若工作時(shí)脈并未進(jìn)行降頻，則晶片組5075進(jìn)一步判斷目前的功率值是否在一固定值區(qū)間內(nèi)，以及是否維持超過一預(yù)定時(shí)間，當(dāng)功率值維持一在固定值區(qū)間內(nèi)超過此預(yù)定時(shí)間時(shí)，表示目前電子系統(tǒng)正處于一閑置狀態(tài)。在閑置狀態(tài)時(shí)，為了能盡量減低不必要功率的消耗，本發(fā)明同樣也對工作頻率進(jìn)行降頻。由晶片組5075依照一特定降頻比例對工作時(shí)脈進(jìn)行降頻。接著，晶片組5075因應(yīng)此功率值計(jì)算出一系統(tǒng)閑置功率。此系統(tǒng)閑置功率表示在目前系統(tǒng)閑置狀態(tài)下電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)最低所必需消耗的功率。
接著，晶片組5075判斷系統(tǒng)總功率是否大于此系統(tǒng)閑置功率。當(dāng)系統(tǒng)總功率大于此系統(tǒng)閑置功率時(shí)，表示目前電子系統(tǒng)已離開閑置狀態(tài)。此時(shí)，晶片組5075便取消此特定降頻比例，而停止進(jìn)行降頻，以使中央處理器5053恢復(fù)原來的工作時(shí)脈。
圖7以及圖8顯示本發(fā)明的工作時(shí)脈控制裝置的另一實(shí)施例。如圖7所示，在此一實(shí)施例中，本發(fā)明的工作時(shí)脈控制裝置是應(yīng)用于一筆記型電腦中。此筆記型電腦包含一電源供應(yīng)器501、一充電電池701、一電流電壓偵測回路503，一第一單元505、以及第二單元507。
在此與上述的實(shí)施例不同的地方是，電源供應(yīng)器501除了提供此筆記型電腦本身運(yùn)作時(shí)所需的一系統(tǒng)運(yùn)作功率之外，還必須提供一充電功率供充電電池701進(jìn)行充電。
另外，如圖8所示，第一單元505進(jìn)一步包含一溫度感測器801。此溫度感測器801可內(nèi)建于中央處理器5053中或是外接于中央處理器5053，用以偵測中央處理器5053目前的溫度值。而上述實(shí)施例所提到的預(yù)設(shè)功率值是由此溫度值的高低來調(diào)整設(shè)定。而晶片組5075所選擇的降頻比例則是利用此溫度值的增加率來決定的。也就是說，當(dāng)中央處理器5053的溫度急劇上升時(shí)，晶片組5075選擇較高的降頻比例，以使運(yùn)作的功率能大幅降低，使溫度快速下降。反之，當(dāng)中央處理器5053的溫度緩和上升時(shí)，晶片組5075便選擇較低的降頻比例來對中央處理器5053的工作時(shí)脈進(jìn)行降頻。
另一方面，第二單元507進(jìn)一步包含一散熱裝置803。在此一實(shí)施例中，散熱裝置803具有一風(fēng)扇(未繪出)。當(dāng)晶片組5075判斷此功率值大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，晶片組5075進(jìn)一步判斷此風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速是否已達(dá)到一最高值。若此風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速末達(dá)最佳效率；則晶片組5075控制此散熱裝置803以增加風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，由加速散熱來避免溫度的累積，當(dāng)然在此，本實(shí)施例并非用以限制用以加速散熱的方法。任何可達(dá)到上述風(fēng)扇的效果的相關(guān)散熱技術(shù)、裝置、或方法皆在本發(fā)明的范疇內(nèi)。在此不多加贅述。
以上是本發(fā)明的工作時(shí)脈控制方法與裝置的說明。
前述說明書中，本發(fā)明以特定實(shí)施例為參考來描述，然而顯然各種的修正與改變都不脫離本發(fā)明的寬廣的精神與范圍。而該對應(yīng)的說明與附圖是用來加以說明而非限制本發(fā)明的范疇。因此，表示本發(fā)明應(yīng)涵蓋所有出現(xiàn)在本發(fā)明的附加的申請專利范圍與其相等項(xiàng)的修正與變化。
權(quán)利要求
1.一種工作時(shí)脈控制方法，是用以控制一電子系統(tǒng)的一工作時(shí)脈，其特征在于，該工作時(shí)脈控制方法包含(A)偵測并輸出該電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)；(B)因應(yīng)該電壓信號(hào)與該電流信號(hào)，計(jì)算出一功率值；(C)判斷該功率值是否大于一預(yù)設(shè)功率值；以及(D)當(dāng)該功率值大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，依照一降頻比例對該工作時(shí)脈降頻。
2.如權(quán)利要求1所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中該步驟(C)與該步驟(D)之間進(jìn)一步包含以下步驟(E)當(dāng)該功率值大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，判斷是否超過一預(yù)設(shè)時(shí)間；(F)當(dāng)該功率值大于該預(yù)設(shè)功率值且已超過該預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，判斷一增加率是否大于一預(yù)設(shè)比率；以及(G)當(dāng)該增加率大于該預(yù)設(shè)比率時(shí)，根據(jù)該增加率選擇該降頻比例。
3.如權(quán)利要求2所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中該工作時(shí)脈控制方法進(jìn)一步包含以下步驟(H)判斷該功率值是否仍大于該預(yù)設(shè)功率值；以及(I)當(dāng)該功率值仍大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，提高該降頻比例，并持續(xù)對該工作時(shí)脈降頻。
4.如權(quán)利要求3所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中該步驟(H)進(jìn)一步包含以下步驟(J)當(dāng)該功率值不大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，判斷該增加率是否不大于零；以及(K)當(dāng)該增加率不大于零時(shí)，取消該降頻比例，以停止對該工作時(shí)脈降頻。
5.如權(quán)利要求1所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中該電子系統(tǒng)進(jìn)一步包含一散熱裝置，該散熱裝置具有一風(fēng)扇，該步驟(C)與該步驟(D)之間進(jìn)一步包含以下步驟(L)判斷該風(fēng)扇的一轉(zhuǎn)速是否已達(dá)一最高值；以及(M)當(dāng)該轉(zhuǎn)速末達(dá)該最高值時(shí)，增加該轉(zhuǎn)速。
6.如權(quán)利要求1所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中該步驟(B)與該步驟(C)之間進(jìn)一步包含一步驟(N)設(shè)定該預(yù)設(shè)功率值。
7.如權(quán)利要求6所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中該電子系統(tǒng)進(jìn)一步包含一溫度感測裝置，該步驟(N)是依照該溫度感測裝置所偵測出的一溫度值，設(shè)定該預(yù)設(shè)功率值。
8.如權(quán)利要求7所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中該增加率是指該溫度值的一變化比率。
9.如權(quán)利要求1所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中該工作時(shí)脈控制方法進(jìn)一步包含以下步驟(O)當(dāng)該功率值不大于該預(yù)設(shè)功率值時(shí)，判斷是否已對該工作時(shí)脈降頻；(P)當(dāng)該工作時(shí)脈未降頻時(shí)，判斷該功率值是否在一固定值區(qū)間內(nèi)；(Q)當(dāng)該功率值在該固定值區(qū)間內(nèi)時(shí)，判斷是否超過一預(yù)定時(shí)間；以及(R)當(dāng)該功率值在該固定值區(qū)間內(nèi)且已超過該預(yù)定時(shí)間時(shí)，依照一特定降頻比例對該工作時(shí)脈降頻。
10.如權(quán)利要求9所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中該電子系統(tǒng)具有一系統(tǒng)總功率，該系統(tǒng)總功率包含一系統(tǒng)運(yùn)作功率與一充電功率，其中該步驟(R)進(jìn)一步包含以下步驟(S)因應(yīng)該功率值計(jì)算出一系統(tǒng)閑置功率。
11.如權(quán)利要求10所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中，該工作時(shí)脈控制方法進(jìn)一步包含以下步驟(T)判斷該系統(tǒng)運(yùn)作功率是否大于該系統(tǒng)閑置功率；以及(U)當(dāng)該系統(tǒng)運(yùn)作功率大于該系統(tǒng)閑置功率時(shí)，取消該特定降頻比例，以停止對該工作時(shí)脈降頻。
12.如權(quán)利要求10所述的工作時(shí)脈控制方法，其特征在于，其中，該電子系統(tǒng)進(jìn)一步包含一充電電池，該充電電池是由該充電功率進(jìn)行充電。
13.一種工作時(shí)脈控制裝置，是用以控制一電子系統(tǒng)的一工作時(shí)脈，其特征在于，該工作時(shí)脈控制裝置包含一第一單元，是提供該工作時(shí)脈；一電流電壓偵測回路，是供偵測并輸出該電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)；以及一第二單元，因應(yīng)該電壓信號(hào)及該電流信號(hào)控制該工作時(shí)脈。
14.如權(quán)利要求13所述的工作時(shí)脈控制裝置，其特征在于，其中該第一單元進(jìn)一步包含一時(shí)脈產(chǎn)生器，是用以提供該工作時(shí)脈；一中央處理器；以及一中央處理器電源電路，是用以提供該中央處理器運(yùn)作時(shí)的一功率。
15.如權(quán)利要求13所述的工作時(shí)脈控制裝置，其特征在于，其中該第二單元進(jìn)一步包含一微處理器，因應(yīng)該電流信號(hào)與該電壓信號(hào)，計(jì)算并輸出一功率值；一儲(chǔ)存單元，是用以提供一預(yù)設(shè)功率值；以及一晶片組，因應(yīng)該功率值與該預(yù)設(shè)功率值，選擇對該工作時(shí)脈的一降頻比例。
16.如權(quán)利要求15所述的工作時(shí)脈控制裝置，其特征在于，其中該第二單元進(jìn)一步包含一散熱裝置，該散熱裝置具有一風(fēng)扇。
17.如權(quán)利要求15所述的工作時(shí)脈控制裝置，其特征在于，其中該第一單元進(jìn)一步包含一溫度感測裝置，該第二單元依照該溫度感測裝置所偵測出的一溫度值，設(shè)定該預(yù)設(shè)功率值。
18.如權(quán)利要求15所述的工作時(shí)脈控制裝置，其特征在于，其中該儲(chǔ)存單元包含一基本輸入/輸出系統(tǒng)。
19.如權(quán)利要求17所述的工作時(shí)脈控制裝置，其特征在于，其中該溫度感測裝置是內(nèi)建于該中央處理器內(nèi)或外接于該中央處理器周圍。
20.一種電子系統(tǒng)，其特征在于，包含一電源供應(yīng)器，是用以提供一系統(tǒng)總功率，該系統(tǒng)總功率包含一系統(tǒng)運(yùn)作功率與一充電功率；一充電電池，該充電電池由該充電功率進(jìn)行充電；一電流電壓偵測回路，是供偵測該系統(tǒng)運(yùn)作功率，并輸出一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)；一第一單元，是提供一工作時(shí)脈；以及一第二單元，因應(yīng)該電壓信號(hào)及該電流信號(hào)控制該工作時(shí)脈。
21.如權(quán)利要求20所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中該第一單元進(jìn)一步包含一時(shí)脈產(chǎn)生器，是用以提供該工作時(shí)脈；一中央處理器；以及一中央處理器電源電路，是用以提供該中央處理器運(yùn)作時(shí)的一功率。
22.如權(quán)利要求20所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中該第二單元進(jìn)一步包含一微處理器，因應(yīng)該電流信號(hào)與該電壓信號(hào)，計(jì)算并輸出一功率值；一儲(chǔ)存單元，是用以提供一預(yù)設(shè)功率值；以及一晶片組，因應(yīng)該功率值與該預(yù)設(shè)功率值，選擇對該工作時(shí)脈的一降頻比例。
23.如權(quán)利要求22所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中該第二單元進(jìn)一步包含一散熱裝置，該散熱裝置具有一風(fēng)扇。
24.如權(quán)利要求22所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中該第一單元進(jìn)一步包含一溫度感測裝置，該第二單元依照該溫度感測裝置所偵測出的一溫度值，設(shè)定該預(yù)設(shè)功率值。
25.如權(quán)利要求22所述的電子系統(tǒng)，其特征在于，其中該儲(chǔ)存單元包含一基本輸入/輸出系統(tǒng)。
26.如權(quán)利要求20所述的電子系統(tǒng)；其特征在于，其中該電子系統(tǒng)是為一筆記型電惱。
27.如權(quán)利要求24所述的電子系統(tǒng)其特征在于，其中該溫度感劇裝置是內(nèi)建于該中央處理器中或外接于該中央處理器周圍。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子系統(tǒng)功率及工作時(shí)脈控制裝置與方法，本發(fā)明利用偵測此電子系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)的一電壓信號(hào)與一電流信號(hào)，計(jì)算出一功率值；接著，判斷此功率值是否大于一預(yù)證功率值；當(dāng)此功率值大于此預(yù)設(shè)功率值時(shí)，依照一降頻比例對此工作時(shí)脈降頻。
文檔編號(hào)G06F1/20GK1452043SQ0211615
公開日2003年10月29日 申請日期2002年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月19日
發(fā)明者陳俞 申請人:志合電腦股份有限公司