專利名稱：設定設備電源管理狀態(tài)方法以及設備功耗節(jié)省方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及計算機系統(tǒng)中的設定設備電源管理狀態(tài)方法以及設備功耗節(jié)省方法，更具體地，涉及一種在符合高級配置與電源接口(ACPI)電源管理標準的計算機系統(tǒng)中根據(jù)處理器和設備控制器之間的關系來設定設備低功率狀態(tài)的方法以及設備的功耗節(jié)省方法。
背景技術：
計算機系統(tǒng)是現(xiàn)代信息社會最重要的硬件基礎設施之一。除了對效能的追求之外，現(xiàn)代化的計算機系統(tǒng)還要講究耗能的降低。故現(xiàn)代的計算機廠商也將減少耗能視為計算機系統(tǒng)研發(fā)的重點之一。
高級配置與電源接口(Advanced Configuration and Power interface；ACPI)是英特爾、微軟和東芝共同開發(fā)的一種電源管理標準，其意圖是讓系統(tǒng)而不是BIOS來全面控制電源管理并對外設的能源消耗進行按需分配，使系統(tǒng)更加省電。
作為BIOS與操作系統(tǒng)間橋梁的ACPI設定了針對不同對象的多種不同的功耗/性能狀態(tài)，如針對所有系統(tǒng)的全部系統(tǒng)狀態(tài)GX、針對全局睡眠狀態(tài)G1的睡眠狀態(tài)SX、針對在G0狀態(tài)下中央處理器(CPU)的電源管理狀態(tài)CX、以及針對設備的DX狀態(tài)。其中X為數(shù)字0，1，2，3等，代表不同的功耗/性能狀態(tài)，當X為0時，指正常工作狀態(tài)。
其中ACPI將在全部系統(tǒng)狀態(tài)G0下的處理器功耗和性能狀態(tài)CX定義為激活狀態(tài)(執(zhí)行指令)或睡眠狀態(tài)(不執(zhí)行指令)，CX包括C0、C1、C2、C3…Cn。C0狀態(tài)是中央處理器執(zhí)行指令的激活功耗狀態(tài)，即清醒狀態(tài)。C1到Cn是處理器不同層級的睡眠狀態(tài)，節(jié)能的遞增順序為C1、C2、C3、C4……，目前節(jié)能最多(睡眠最深)的狀態(tài)是C4。。當處理器處于睡眠狀態(tài)時，處理器不執(zhí)行任何指令。每一種處理器睡眠狀態(tài)具有進入和退出相應狀態(tài)的延遲時間，通常具有較長的進入/離開延遲時間的睡眠狀態(tài)的功率節(jié)省程度較大。另外，在C0狀態(tài)，ACPI還通過所定義的“節(jié)流(throttling)狀態(tài)”C0t以及通過轉變到多種性能狀態(tài)(P狀態(tài))來改變處理器的性能。
ACPI將設備節(jié)能狀態(tài)定義為D0、D1、D2、D3。其中D0是設備接通電源、運行狀態(tài)，D3狀態(tài)下設備的電源完全被移出，所以下次電源再一次被供應時需要操作系統(tǒng)重新再對這個設備作一次設定。D1和D2是節(jié)能狀態(tài)，且D2狀態(tài)的節(jié)能程度大于D1狀態(tài)。D1和D2狀態(tài)由設備本身所決定，且有些設備不能進入D1及D2狀態(tài)，但是所有設備都可以進入D3狀態(tài)。(以上內容可參閱ACPI技術規(guī)范)。
通常，當處理器進入睡眠狀態(tài)時，設備處于正常運行狀態(tài)且可以獨立完成其工作。然而，在大多數(shù)情形下設備沒有工作可處理而是等待處理器醒來，這無疑增加了計算機系統(tǒng)的耗能。
因此，我們希望提供一種當處理器進入休眠狀態(tài)后，設備在完成其工作之后也能進入睡眠狀態(tài)或節(jié)流狀態(tài)的機制以進一步節(jié)省計算機系統(tǒng)的電源消耗。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種根據(jù)處理器和設備控制器之間的關系來設定設備電源管理狀態(tài)的方法以及設備的功耗節(jié)省方法，其能夠使在符合高級配置與電源接口(Advanced Configuration and Power Interface；ACPI)電源管理標準的計算機系統(tǒng)在正常工作狀態(tài)時減少電源的消耗。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種設定設備電源管理狀態(tài)的方法，適用于具有電源管理單元(PMU)模塊的計算機系統(tǒng)，其包括步驟提供一PMU模塊，該PMU模塊可獲得計算機系統(tǒng)處理器所處于的多種不同的電源管理狀態(tài)，及在PMU模塊中根據(jù)所獲得的處理器的不同的電源管理狀態(tài)設置設備的相應的電源管理狀態(tài)的識別信號。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種設備功耗節(jié)省方法，適用于具有電源管理單元(PMU)模塊的計算機系統(tǒng)，其包括步驟提供一PMU模塊，該PMU模塊根據(jù)其可獲得的計算機系統(tǒng)處理器所處于的多種不同的電源管理狀態(tài)，相應于處理器的不同的電源管理狀態(tài)設置設備的相應的電源管理狀態(tài)的識別信號，及提供一設備控制器，檢查是否有電源管理狀態(tài)的識別信號，若有，則控制設備進入相應的設備電源管理狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種設備功耗節(jié)省方法，適用于符合ACPI規(guī)范的計算機系統(tǒng)，其包括步驟識別處理器的電源管理狀態(tài)，及根據(jù)所識別的電源管理狀態(tài)，控制設備進入與處理器的電源管理狀態(tài)相對應的電源管理狀態(tài)。
通過上述方法，計算機系統(tǒng)的設備可以根據(jù)檢測到的PMU模塊相應于處理器的不同的電源管理狀態(tài)設置的識別信號自主進入相應的電源管理狀態(tài)，從而降低計算機系統(tǒng)正常工作時的電源消耗。


通過下面結合示例性地示出一例的附圖進行的描述，本發(fā)明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于計算機系統(tǒng)的電源管理單元(PMU)模塊的設定設備電源管理狀態(tài)方法的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于計算機系統(tǒng)的設備控制器的設備功耗節(jié)省方法的示意圖。
具體實施例方式
根據(jù)(Advanced Configuration and Power interface；ACPI)技術規(guī)范，中央處理器(CPU)的電源管理狀態(tài)包括有正常運行狀態(tài)C0及休眠狀態(tài)C1、C2、C3和C4。當CPU的溫度過高時，CPU可以進入節(jié)流(Throttling)狀態(tài)C0t以減少CPU的能耗。ACPI還定義有設備的電源管理狀態(tài)D0、D1、D2及D3，其中D0為正常運作狀態(tài)，D3為電源切斷狀態(tài)，D1和D2則為可自定義的省電狀態(tài)。而當CPU進入節(jié)流狀態(tài)C0t或休眠狀態(tài)時，設備在完成其工作之后只能等待CPU醒來。在符合ACPI電源管理標準的計算機系統(tǒng)平臺中，通常在南橋芯片組中設有與CPU及設備控制器電路通連的電源管理單元(PMU)模塊。該PMU模塊能夠知道CPU進入除了C1狀態(tài)之外的其它其他電源管理狀態(tài)，即C0、C0t、C2、C3及C4狀態(tài)。利用本發(fā)明方法的計算機系統(tǒng)的設備可以根據(jù)PMU模塊設置的相應于CPU所在的不同電源管理狀態(tài)的信號也進入相應的省電狀態(tài)，即D1及D2狀態(tài)，從而進一步減少計算機系統(tǒng)的整體耗能。
以下，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于計算機系統(tǒng)的南橋芯片或南北橋一體芯片的PMU模塊的設定設備電源管理狀態(tài)方法的示意圖。
PMU模塊首先判斷CPU是否處于正常運行的C0狀態(tài)，若否，則開始執(zhí)行本發(fā)明的設定設備電源管理狀態(tài)方法。在PMU模塊中，在步驟S10，檢查CPU是否處于C0t狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟S50，設置PMU_D0t信號以使設備控制器控制設備進入第一電源狀態(tài)，若否，則進入步驟S20。在本發(fā)明中，定義設備的第一電源狀態(tài)為ACPI技術規(guī)范定義的D0t狀態(tài)。請參見步驟S501及S502，在設置PMU_D0t信號之后，當檢測到CPU轉入正常運作的C0狀態(tài)時，PMU模塊將清除PMU_D0t信號從而使得設備控制器控制設備退出第一電源狀態(tài)，否則一直處于等待狀態(tài)。通常，當CPU的溫度降低到一設定值時，CPU將由節(jié)流狀態(tài)C0t狀態(tài)轉入正常運作狀態(tài)C0。
在步驟S20中，PMU模塊檢查CPU是否處于C2狀態(tài)或C3狀態(tài)。如果CPU處于C2狀態(tài)或C3狀態(tài)中的一種，則在步驟S60中設置PMU模塊的PMU_D1信號，以使設備控制器控制設備進入第二電源狀態(tài)。在本發(fā)明中，設備的第二電源狀態(tài)為ACPI技術規(guī)范定義的D1狀態(tài)。接著，進入步驟S90，PMU模塊判斷CPU是否將要離開當前的C2或C3狀態(tài)，若是，則執(zhí)行步驟S120，將PMU_D1信號清除以使設備控制器控制設備退出D1狀態(tài)，否則處于等待狀態(tài)。若在步驟S20中的結果是不處于任何一種狀態(tài)，則進入步驟S30。
在步驟S30中，PMU模塊檢查CPU是否處于C4狀態(tài)，若是，則在步驟S70中設置PMU模塊的PMU_D2信號，以使設備控制器控制設備進入第三電源狀態(tài)。在本發(fā)明中，定義設備的第三電源狀態(tài)為ACPI技術規(guī)范定義的D2狀態(tài)。接著，進入步驟S100，判斷CPU是否將要從C4狀態(tài)喚醒，若是，則執(zhí)行步驟S130，將PMU_D2信號清除并結束，否則處于等待狀態(tài)。設備控制器在檢查到PMU_D2信號被清除后，將控制設備退出D2狀態(tài)。若PMU模塊檢查到CPU不處于C4狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S40，清除PMU模塊的PMU_D0t、PMU_D1、PMU_D2信號并結束。
其中，在步驟S60和S70中設置了PMU_D1、PMU_D2信號之后，只有在將CPU從C2、C3或C4狀態(tài)喚醒的事件出現(xiàn)時，才分別將PMU模塊的PMU_D1、PMU_D2信號清除，否則處于等待狀態(tài)。這樣，可以通過喚醒CPU的處理事件將CPU和設備控制器一起喚醒，進而使設備退出當前的電源管理狀態(tài)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于計算機系統(tǒng)的設備控制器的設備功耗節(jié)省方法的示意圖。
當設備在步驟S1000完成其工作之后，進入步驟S200。
在設備控制器中，在步驟S200，設備控制器檢查PMU模塊是否設置了PMU_D0t信號，若是，則執(zhí)行步驟S500，使設備控制器控制設備進入D0t狀態(tài)。設備控制器控制設備進入D0t狀態(tài)時，設備中的動作定時器(behaviortimer)以一較大的設定值開始工作。當動作定時器處于計數(shù)狀態(tài)時，設備不工作，而當動作定時器超時，設備工作一預定的時間，并重新復位動作定時器，使其處于計數(shù)狀態(tài)。即在D0t狀態(tài)中，設備控制器控制設備以間歇的節(jié)流狀態(tài)進行工作，從而減少設備的工作時間。然后，進行到步驟S510，等待PMU_D0t信號的清除。當在步驟S510中得知PMU_D0t信號被清除時，則執(zhí)行步驟S520，使設備控制器控制設備退出D0t狀態(tài)并結束。若在步驟S200沒有設置PMU_D0t信號，則進入步驟S300。
在步驟S300中，設備控制器檢查PMU模塊是否設置了PMU_D1信號，若是，則執(zhí)行步驟S600，控制設備進入D1狀態(tài)。本發(fā)明中，在設備控制器控制設備進入D1睡眠狀態(tài)之后，設備控制器停止設備的定時器，并停止部分時鐘信號以減少設備的電源消耗，且設備在D1狀態(tài)的電源消耗小于其在D0t狀態(tài)的電源消耗。在步驟S610中，設備控制器檢查PMU_D1信號是否被清除，若是，則執(zhí)行步驟S620，使設備退出D1睡眠狀態(tài)并結束，否則處于等待狀態(tài)。若在步驟S300設備控制器沒有設置PMU_D1信號，則進入步驟S400。
在步驟S400中，檢查PMU模塊是否設置了PMU_D2信號，若是，則執(zhí)行步驟S700，使設備控制器控制設備進入D2狀態(tài)。特別地，在本發(fā)明中，當設備控制器控制設備進入D2睡眠狀態(tài)時，設備控制器停止設備的定時器，并停止全部時鐘信號或設備中的PLL(Phase Locked Loop)鎖相環(huán)電路。顯然，設備在D2狀態(tài)的電源消耗小于其在D1狀態(tài)的電源消耗。然后，進行到步驟S710，設備控制器判斷PMU_D2信號是否被清除，若是，則執(zhí)行步驟S720，使設備控制器控制設備退出D2睡眠狀態(tài)并結束，否則處于等待狀態(tài)。若在步驟S400沒有設置PMU_D2信號，則結束并正常進行其它的工作。
在步驟S500、S600、S700中的D0t、D1、D2狀態(tài)的具體設置只是舉例說明，每個設備可以參照PMU_DX信號，亦即根據(jù)CPU的電源管理狀態(tài)來定義其自己的與上述不同的具體的D0t、D1、D2狀態(tài)。在設備完成正常工作之后，設備控制器根據(jù)PMU模塊的相應信號控制設備停止其部分或全部的時鐘信號或停止其PLL電路的工作，并監(jiān)視PMU_D0t、PMU_D1、PMU_D2信號的清除。
系統(tǒng)的設備可以是USB、SATA、IDE、PCIE等設備。
通過本發(fā)明上述兩個實施例所示出的方法，由于PMU模塊可以識別CPU所處的電源管理狀態(tài)并且可以根據(jù)所獲得的CPU的不同的電源管理狀態(tài)設置設備的相應的電源管理狀態(tài)的識別信號，當CPU進入睡眠或節(jié)流狀態(tài)時，設備控制器在完成其工作之后可以根據(jù)PMU模塊所給出的識別信號控制設備進入相應的睡眠或節(jié)流狀態(tài)。并且可以通過喚醒CPU的處理事件將CPU和設備控制器一起喚醒，進而使設備退出當前的電源管理狀態(tài)。同時還可以根據(jù)CPU不同的睡眠或節(jié)流狀態(tài)，來設置設備控制器的睡眠或節(jié)流的深淺程度。這樣的結果就能夠在系統(tǒng)正常工作時使設備處于不同程度的睡眠狀態(tài)或節(jié)流狀態(tài)以減少設備的功耗，同時進一步降低系統(tǒng)正常工作時的功耗。
本發(fā)明雖以優(yōu)選實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明的范圍，本領域的技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可做各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍以本發(fā)明的權利要求為準。
權利要求
1.一種設定設備電源管理狀態(tài)的方法，適用于具有電源管理單元PMU模塊的計算機系統(tǒng)，其包括步驟提供一PMU模塊，所述PMU模塊可獲得計算機系統(tǒng)處理器所處于的多種不同的電源管理狀態(tài)；及在PMU模塊中根據(jù)所獲得的處理器的不同的電源管理狀態(tài)設置設備的相應的電源管理狀態(tài)的識別信號。
2.如權利要求1所述的設定設備電源管理狀態(tài)的方法，還包括步驟在PMU模塊中設置了設備電源管理狀態(tài)的識別信號之后，當處理器轉變其電源管理狀態(tài)時，將所設置的設備電源管理狀態(tài)的識別信號清除。
3.如權利要求1所述的設定設備電源管理狀態(tài)方法，其中PMU模塊可獲得的處理器的電源管理狀態(tài)包括C0t、C2、C3、C4狀態(tài)。
4.如權利要求3所述的設定設備電源管理狀態(tài)方法，其中當PMU模塊知道處理器處于C0t狀態(tài)時，設置PMU_D0t信號，設備則依據(jù)所述PMU_D0t信號進入一第一電源狀態(tài)；當PMU模塊知道處理器處于C2或C3狀態(tài)時，設置PMU_D1信號，設備則依據(jù)所述PMU_D1信號進入一第二電源狀態(tài)；及當PMU模塊知道處理器處于C4狀態(tài)時，設置PMU_D2信號，設備則依據(jù)所述PMU_D2信號進入一第三電源狀態(tài)。
5.如權利要求1所述的設定設備電源管理狀態(tài)方法，其中設備的電源管理狀態(tài)包括D0t、D1和D2狀態(tài)。
6.一種設備功耗節(jié)省方法，適用于具有電源管理單元PMU模塊的計算機系統(tǒng)，其包括步驟提供一PMU模塊，所述PMU模塊根據(jù)其可獲得的計算機系統(tǒng)處理器所處于的多種不同的電源管理狀態(tài)，相應于處理器的不同的電源管理狀態(tài)設置設備的相應的電源管理狀態(tài)的識別信號；及提供一設備控制器，檢查是否有所述電源管理狀態(tài)的識別信號，若有，則控制設備進入相應的設備電源管理狀態(tài)。
7.如權利要求6所述的設備功耗節(jié)省方法，其中PMU模塊可獲得的處理器的電源管理狀態(tài)包括C0t、C2、C3、C4狀態(tài)。
8.如權利要求7所述的設備功耗節(jié)省方法，其中當PMU模塊知道處理器處于C0t狀態(tài)時，設置PMU_D0t信號，設備則依據(jù)所述PMU_D0t信號進入第一電源狀態(tài)；當PMU模塊知道處理器處于C2或C3狀態(tài)時，設置PMU_D1信號，設備則依據(jù)所述PMU_D1信號進入第二電源狀態(tài)；及當PMU模塊知道處理器處于C4狀態(tài)時，設置PMU_D2信號，設備則依據(jù)所述PMU_D2信號進入第三電源狀態(tài)。
9.如權利要求6所述的設備功耗節(jié)省方法，其中設備的電源管理狀態(tài)包括D0t、D1和D2狀態(tài)。
10.如權利要求8所述的設備功耗節(jié)省方法，其中系統(tǒng)的設備是USB、SATA、IDE、PCIE計算機設備。
11.一種設備功耗節(jié)省方法，適用于符合高級配置與電源接口規(guī)范ACPI的計算機系統(tǒng)，其包括步驟識別處理器的電源管理狀態(tài)；及根據(jù)所識別的電源管理狀態(tài)，控制設備進入與所述處理器的電源管理狀態(tài)相對應的電源管理狀態(tài)。
12.如權利要求11所述的設備功耗節(jié)省方法，其中可識別的處理器電源管理狀態(tài)是C0t、C2、C3、C4狀態(tài)。
13.如權利要求12所述的設備功耗節(jié)省方法，其中當處理器處于C0t狀態(tài)時，控制設備進入第一電源狀態(tài)；當處理器處于C2或C3狀態(tài)時，控制設備進入第二電源狀態(tài)；及當處理器處于C4狀態(tài)時，控制設備進入第三電源狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種設定設備電源管理狀態(tài)以及設備的功耗節(jié)省方法，適用于符合高級配置與電源接口(ACPI)電源管理標準的計算機系統(tǒng)，其包括提供一PMU模塊，該PMU模塊可獲得計算機系統(tǒng)CPU所處于的多種不同的電源管理狀態(tài)，以及在PMU模塊中根據(jù)所獲得的CPU的不同的電源管理狀態(tài)設置設備的相應的電源管理狀態(tài)的識別信號。計算機系統(tǒng)的設備可以根據(jù)檢測到的電源管理狀態(tài)的識別信號進入不同的電源管理狀態(tài)，從而降低計算機系統(tǒng)正常工作時消耗的電源。
文檔編號G06F1/32GK1858676SQ20061008766
公開日2006年11月8日 申請日期2006年5月31日 優(yōu)先權日2006年5月31日
發(fā)明者尹偉 申請人:威盛電子股份有限公司