調整系統效率的裝置與方法
2023-12-07 06:31:31 1
專利名稱：調整系統效率的裝置與方法
技術領域：
本發明是有關於一種動態調整系統效率(systemperformance)的方法，特別是有關於一種以系統所消耗的電流變化(current variation)，動態地調整系統效率的裝置與方法。
背景技術：
在現今的電子相關產業中，環保概念已成為相關產品設計中的重要考量，例如減少電子產品系統功率(system power)的消耗即為其中之一。換言之，當系統功率的運用度越佳時，也就越能達到省電效果時，則系統效率便隨之提升。
目前應用於電子裝置或系統中的省電方式，通常是依循如先進組態及功率接口(Advanced Configuration and PowerInterface，ACPI)等各種規格所制訂的省電規範為主，以軟體(software)的方式進行電源管理。以軟體進行電源管理主要是以軟體程序，根據不同的中央處理單元(central control unit，CPU)利用率，預估可能產生的系統功率使用狀態，而進入不同的省電模式。然而，利用軟體程序進行控制，所能分類的省電模式有限，無法將目前系統的實際運作情形即時地反應在系統電源管理上。再者，以軟體方式進行控制，必須由程序進行系統功率使用狀態的預估計算，容易產生誤差。
因此，如何有效地控制系統功率以提高系統效率，實為電子相關產業目前及未來研究的一重要課題。
發明內容
有鑑於此，本發明提供一種調整系統效率的裝置，其適用於具有電流消耗的系統中，包括系統電流偵測器以及系統效率調整模塊。具有電流消耗的系統可為電子元件如晶片組(chip set)，或為電子裝置如電源供應器(power source)，或為計算機系統如個人計算機(personal computer)或筆記型計算機(Notebook)等等。
本發明是這樣實現的本發明提供一種調整系統效率的裝置，其適用於具有電流消耗的一系統中，包括一系統電流偵測器，用以接收來自上述系統的一系統電流值，以及根據上述系統電流值計算一系統電流變化率；以及一系統效率調整模塊，其耦接於上述系統電流偵測器，用以接收上述系統電流變化率，以及根據上述系統電流變化率輸出一頻率控制信號以及一電壓控制信號。
本發明所述的調整系統效率的裝置，其中上述頻率控制信號是輸出至一頻率產生器中。
本發明所述的調整系統效率的裝置，其中上述頻率產生器根據上述頻率控制信號及一頻率控制參數表以產生至少一頻率信號。
本發明所述的調整系統效率的裝置，其中上述電壓控制信號是輸出至一電壓控制器中。
本發明所述的調整系統效率的裝置，其中上述電壓控制器根據上述電壓控制信號及一電壓控制參數表以產生至少一電壓信號。
本發明所述的調整系統效率的裝置，其中上述系統效率調整模塊尚用以參考一系統電流變化編碼表，以輸出上述頻率控制信號以及上述電壓控制信號。
本發明所述的調整系統效率的裝置，其中上述系統電流值是來自於上述系統的一電源供應器。
本發明所述的調整系統效率的裝置，其中上述系統是為一電子元件。
本發明所述的調整系統效率的裝置，其中上述系統是為一電子裝置。
本發明所述的調整系統效率的裝置，其中上述系統是為一計算機系統。
再者，本發明提出一種調整系統效率的方法，其適用於具有電流消耗的系統中。首先，接收來自系統的系統電流值，再根據系統電流值計算系統電流變化率。系統電流值可來自於系統的電源供應器。具有電流消耗的系統可為電子元件如晶片組，或為電子裝置如電源供應器，或為計算機系統等等。
然後，根據系統電流變化率來輸出頻率控制信號以及電壓控制信號，並可根據系統電流變化率並參考系統電流變化編碼表，以輸出頻率控制信號以及電壓控制信號。
頻率控制信號是輸出至頻率產生器中，再根據頻率控制信號及頻率控制參數表以產生頻率信號。電壓控制信號是輸出至電壓控制器中，再根據電壓控制信號及電壓控制參數表以產生電壓信號。
本發明所述的調整系統效率的方法，其中上述系統是為一電子元件。
本發明所述調整系統效率的裝置與方法，提供的調整系統效率的裝置所產生的頻率信號及電壓信號可充分反應計算機系統所消耗的功率，達到了提升系統效率的目的。
圖1是為一範例消耗功率曲線的示意圖。
圖2是顯示本發明所揭示的系統的功能示意圖。
圖3是顯示本發明所揭示的方法的執行流程圖。
圖4是顯示本發明所揭示的裝置的一實施例的示意圖。
具體實施例方式
首先說明系統功率的現象。請參照圖1，圖1是為一範例消耗功率曲線的示意圖。如圖所示，於此範例中，縱軸為消耗功率(power)，橫軸為時間(time)，曲線分為斜線部分及空白部分。對於斜線部分而言，由於系統功率的需求增加，造成輸出功率增加，因此曲線呈正斜率變化。反之，在空白部分，系統功率的需求減少，因此曲線呈負斜率變化。由此可知，系統於運作期間，其系統消耗功率是呈動態地變化，因此當系統能因應功率的需求而動態地輸出功率，方能使系統效率發揮至最佳狀態。特別地，如筆記型計算機(Notebook)等強調省電的系統中，如能動態地輸出功率，便可延長電池的使用壽命，提升系統效率。
系統的功率消耗，可以下式來表示P(系統功率)＝V(工作電壓)×I(消耗電流)；一般而言，工作電壓於電子元件(electronic component)、電子裝置(electronic device)或計算機系統(computer system)啟動時大致已固定為定值(constant)，因此系統功率是根據消耗電流的大小而變化，也就是說監控系統的電流曲線便可得知系統功率的變化。
系統效率是以控制系統頻率(frequency)及電壓(voltage)而達成。綜合上述，若能即時地根據系統的電流變化，而自動產生控制系統的頻率及電壓，便能有效地調整系統效率。
請參照圖2，圖2是顯示本發明所揭示的系統的功能示意圖。如圖所示，本發明提供一種調整系統效率的裝置20，其適用於具有電流消耗的系統中，包括系統電流偵測器200以及系統效率調整模塊202。具有電流消耗的系統可為電子元件如晶片組，或為電子裝置如電源供應器，或為計算機系統等等。
系統電流偵測器用以接收來自系統的系統電流值，以及根據系統電流值計算系統電流變化率。系統電流值可來自於系統的電源供應器(power source)。當系統電流以曲線表示時，計算所得的系統電流變化率也就是系統電流曲線的斜率，也就是某一時間區段內系統電流的變化情形。
系統效率調整模塊用以接收系統電流變化率(currentvariation)，以及根據系統電流變化率輸出頻率控制信號以及電壓控制信號。系統效率調整模塊可參考系統電流變化編碼表，以輸出頻率控制信號以及電壓控制信號。
頻率控制信號是輸出至頻率產生器中，頻率產生器可根據頻率控制信號及頻率控制參數表以產生頻率信號。電壓控制信號是輸出至電壓控制器中，電壓控制器根據電壓控制信號及電壓控制參數表以產生電壓信號。而後，所產生的頻率信號及電壓信號是為調整系統效能的依據。
舉例而言，當系統電流值下降時，系統電壓亦隨之調降。而系統頻率調降時，系統消耗的功率也會隨著下降。由上可知，利用本發明所提出的方法，可通過電流的變化，動態且即時反應系統功率，並參考系統電流變化編碼表，以輸出頻率控制信號以及電壓控制信號，進而達到提升系統效率的目的。
系統電流偵測器200用以接收來自系統的系統電流值22，以及根據系統電流值22計算系統電流變化率。系統電流值22可來自於系統的電源供應器。
系統效率調整模塊202，用以接收系統電流變化率，以及根據系統電流變化率輸出頻率控制信號204a、204b以及電壓控制信號206a、206b。系統效率調整模塊202可參考系統電流變化編碼表，以輸出頻率控制信號204a、204b以及電壓控制信號206a、206b，系統電流變化編碼表的一範例如表1所示。
表1
在此，特別說明的是，表1僅為一範例的體現，當系統電流變化率的分類越多時，第一欄中的分類越多時，則可產生較多的頻率控制信號與電壓控制信號，例如系統電流變化率分類為8組時，則可能有GPOa、GPOb及GPOc。
頻率控制信號204a、204b是輸出至頻率產生器24中，頻率產生器24可根據頻率控制信號204a、204b及頻率控制參數表以產生頻率信號，頻率控制參數表的一範例如表2所示。
表2
電壓控制信號206a、206b是輸出至電壓控制器26中，電壓控制器26可根據電壓控制信號206a、206b及電壓控制參數表以產生電壓信號，電壓控制參數表的一範例如表3所示。
表3
在此，同樣地，表2及表3僅為範例的體現，當系統電流變化率的分類越多時，可產生較多的頻率控制信號與電壓控制信號，因此頻率控制參數與電壓控制參數的分級，即一般模式與省電模式的分級也就越多。
請參照圖3，圖3是顯示本發明所揭示的方法的執行流程圖。如圖所示，本發明提出一種調整系統效率的方法，其適用於具有電流消耗的系統中。首先，接收來自系統的系統電流值，再根據系統電流值計算系統電流變化率(步驟S300)。系統電流值可來自於系統的電源供應器。具有電流消耗的系統可為電子元件如晶片組，或為電子裝置如電源供應器，或為計算機系統等等。
然後，根據系統電流變化率輸出頻率控制信號以及電壓控制信號(步驟S302)。可根據系統電流變化率並參考系統電流變化編碼表，以輸出頻率控制信號以及電壓控制信號。
頻率控制信號是輸出至頻率產生器中，再根據頻率控制信號及頻率控制參數表以產生頻率信號(步驟S304)。電壓控制信號是輸出至電壓控制器中，再根據電壓控制信號及電壓控制參數表以產生電壓信號(步驟S306)。
請參照圖4，圖4是顯示本發明所揭示的裝置的一實施例的示意圖。如圖所示，將本發明揭示的裝置應用於計算機系統40中，計算機系統40可包括電源供應器400、圖形接口卡402、中央處理單元(CPU)404、北橋晶片(north bridge)406、南橋晶片(southbridge)408及動態隨機存取存儲器(dynamic random accessmemory，DRAM)410等元件。此外，計算機系統40尚包括本發明所提出的調整系統效率的裝置42(以下稱「系統效率調整裝置」)以及電壓控制器44及頻率產生器46。
首先，計算機系統40開機後，由於系統效率調整裝置42中用以參考的系統電流變化編碼表、頻率產生器46中的頻率控制參數表以及電壓控制器44中的電壓控制參數表皆未定義，因此計算機系統40會先以預設值開機。
接著，由基本輸入輸出系統(BIOS)於測試階段(POST)根據目前計算機系統40的形態及特性設定系統電流變化編碼表於系統效率調整裝置42中，並根據通訊協議決定頻率控制參數表以及電壓控制參數表的預設值。
然後，啟動系統效率調整裝置42、頻率產生器46以及電壓控制器44以進行動態的調整。由系統效率調整裝置42中的系統電流偵測器接收來自電源供應器400的系統電流值，再根據系統電流值計算系統電流變化率。
然後，系統效率調整裝置42中的系統效率調整模塊，根據系統電流變化率並參考系統電流變化編碼表，輸出頻率控制信號以及電壓控制信號。
頻率控制信號是輸出至頻率產生器46中，頻率產生器46根據頻率控制信號及頻率控制參數表以產生頻率信號。電壓控制信號是輸出至電壓控制器44中，電壓控制器44根據電壓控制信號及電壓控制參數表以產生電壓信號。所產生的頻率信號及電壓信號便可充分反應計算機系統40所消耗的功率，達到提升系統效率的目的。
以上所述僅為本發明較佳實施例，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟悉本項技術的人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，可在此基礎上做進一步的改進和變化，因此本發明的保護範圍當以本申請的權利要求書所界定的範圍為準。
附圖中符號的簡單說明如下20調整系統效率的裝置22系統電流值200系統電流偵測器202系統效率調整模塊204a、204b頻率控制信號206a、206b電壓控制信號24頻率產生器26電壓控制器。
權利要求
1.一種調整系統效率的裝置，其適用於具有電流消耗的一系統中，其特徵在於，所述調整系統效率的裝置包括一系統電流偵測器，用以接收來自上述系統的一系統電流值，以及根據上述系統電流值計算一系統電流變化率；以及一系統效率調整模塊，其耦接於上述系統電流偵測器，用以接收上述系統電流變化率，以及根據上述系統電流變化率輸出一頻率控制信號以及一電壓控制信號。
2.根據權利要求1所述的調整系統效率的裝置，其特徵在於，上述頻率控制信號是輸出至一頻率產生器中。
3.根據權利要求2所述的調整系統效率的裝置，其特徵在於，上述頻率產生器根據上述頻率控制信號及一頻率控制參數表以產生至少一頻率信號。
4.根據權利要求1所述的調整系統效率的裝置，其特徵在於，上述電壓控制信號是輸出至一電壓控制器中。
5.根據權利要求4所述的調整系統效率的裝置，其特徵在於，上述電壓控制器根據上述電壓控制信號及一電壓控制參數表以產生至少一電壓信號。
6.根據權利要求1所述的調整系統效率的裝置，其特徵在於，上述系統效率調整模塊還用以參考一系統電流變化編碼表，以輸出上述頻率控制信號以及上述電壓控制信號。
7.一種調整系統效率的方法，其特徵在於，其適用於具有電流消耗的一系統中，包括下列步驟接收來自上述系統的一系統電流值；根據上述系統電流值計算一系統電流變化率；以及根據上述系統電流變化率輸出一頻率控制信號以及一電壓控制信號。
8.根據權利要求7所述的調整系統效率的方法，其特徵在於，上述頻率控制信號是輸出至一頻率產生器中。
9.根據權利要求8所述的調整系統效率的方法，其特徵在於，還包括根據上述頻率控制信號及一頻率控制參數表以產生至少一頻率信號。
10.根據權利要求7所述的調整系統效率的方法，其特徵在於，上述電壓控制信號是輸出至一電壓控制器中。
11.根據權利要求10所述的調整系統效率的方法，其特徵在於，還包括據上述電壓控制信號及一電壓控制參數表以產生至少一電壓信號。
12.根據權利要求7所述的調整系統效率的方法，其特徵在於，包括參考一系統電流變化編碼表，以輸出上述頻率控制信號以及上述電壓控制信號。
全文摘要
本發明提出一種調整系統效率的裝置與方法，所述調整系統效率的裝置適用於具有電流消耗的系統中，包括系統電流偵測器以及系統效率調整模塊。系統電流偵測器用以接收來自系統的系統電流值，並根據系統電流值計算系統電流變化率。系統效率調整模塊用以接收系統電流變化率，並根據系統電流變化率輸出頻率控制信號以及電壓控制信號。本發明所述調整系統效率的裝置與方法，所產生的頻率信號及電壓信號可充分反應計算機系統所消耗的功率，從而達到提升系統效率的目的。
文檔編號G06F1/32GK1908844SQ20061010983
公開日2007年2月7日 申請日期2006年8月16日 優先權日2006年8月16日
發明者鍾健平, 黃宗慶 申請人:威盛電子股份有限公司