改變系統模式之請求的處理裝置的製作方法
2023-10-08 22:36:14 3
專利名稱：改變系統模式之請求的處理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型有關於計算機系統架構，涉及一種改變系統模式之請求的處理裝置。
背景技術：
現今計算機(如個人計算機)的圖形密集應用程式正漸漸地流行，這些應用程式包括高階的計算機輔助繪圖軟體、計算機遊戲、即時視頻軟體以及其它的應用軟體等。當這些應用軟體的功能越強大時，其所要求的計算機在圖形的著色及執行的速度上也相對的提高了許多。並且，當計算機屏幕的解析度由傳統的640×480像素(pixel)逐漸增加到800×600、1024×768、1280×1024或甚至更高；以及每一像素的色彩信息由2位元(bit)逐漸擴充到24、32或更高時，計算機快速執行處理圖形的要求也相對的增加。
一般而言，傳統的計算機通過繪圖卡、繪圖處理器(GFX)、視頻卡、圖形加速卡或顯示轉接器等的輔助將圖形顯示在顯示裝置上，而繪圖卡一般包括一個或多個為處理圖形而裁製的特殊處理器及一些存儲器元件。圖1為分離式計算機的系統方塊圖。連接繪圖緩衝存儲器160的繪圖處理器150經由圖形加速埠AGP連接到北橋120。然而，所謂的繪圖「卡」其實也可以被整合於計算機主機板上的單晶片中(如北橋)，如圖2所示的整合式計算機系統方塊圖，繪圖處理單元1204整合於北橋120內。繪圖卡無論是在分離式計算機系統100(如圖1所示)或整合式計算機系統200(如圖2所示)中均能經由北橋120內的存儲控制器1202直接要求系統存儲器140(如Ram bus、DRAM、SDR DRAM、DDR SDRAM或DDR SGRAM等)的存取。換言之，繪圖卡要求系統存儲器的存取並不需經由中央處理單元110。
然而，圖1、2所示的計算機系統架構並非涵蓋所有使用中的系統架構，仍有其它的計算機系統架構如圖3、4所示。其中圖3、4所示的計算機系統架構與圖1、2所示的計算機系統架構最大的不同之處，在於存儲控制器(圖1、2中為1202；圖3、4中為1102)及系統存儲器140所擺放的位置。圖3、4中的存儲控制器1102整合於中央處理單元110內，而系統存儲器140經由此內建的存儲控制器1102耦合至中央處理單元110。也就是說，繪圖卡要求系統存儲器的存取不僅需經由北橋120，而且也須經由中央處理單元110。
另外，提高處理器的效能也通常意味著增加電源的消耗及減短電池的使用時間(對筆記本型計算機而言)。然而，省電技術是目前大多數計算機系統可行的解決方案之一，當應用程式持續等待輸入或沒有輸入持續一段時間，中央處理單元所提供的時間脈衝及電源的供應將會被停止。某些應用程式要求較少的處理電源，因此，省電技術可以控制處理器的效能，在每秒內根據工作量的多寡，動態的調整操作頻率及電壓，藉此，減少電源的消耗以延長電池的使用時間。
此外，處理器效能狀態的轉換會導致中央處理單元及北橋的時間脈衝下降、中央處理單元總線及V-Link與北橋分離以及存儲器進入自我更新(self-refresh)模式，如此其核心頻率及電壓才可以允許被動態的改變。這些提供了重要的電源節省但卻也延遲了北橋接收相連接裝置的請求，並且，省電技術通常要求幾微秒(microsecond)至幾十微秒的狀態轉換(例如降低操作頻率)，在此期間，中央處理單元處於完全閒置的狀態並等待操作頻率的變換，因此，圖3、圖4計算機架構中的繪圖卡(或任何系統存儲器直接耦合至中央處理單元的架構)，就無法經由中央處理單元要求系統存儲器的存取。換句話說，這段期間的繪圖卡無法取得影像資料顯示。並且，如先前所述，操作頻率及電壓可能在一秒內被調整許多次，此也意味著繪圖卡在此期間，無法經由中央處理單元要求系統存儲器的存取次數可能達數百次之多。
鑑於以上所述的計算機架構的缺點，實有需要持續發展新的改進裝置以克服先前技術中的各項缺陷。本實用新型就是針對上述問題而提供一種解決上述各項缺陷的裝置。
發明內容
鑑於上述的實用新型背景中，現有技術中的計算機系統架構會有無法取得影像資料顯示的問題。本實用新型的目的在於提供一種改變系統模式之請求的處理裝置，藉此改進現有技術中的諸項缺點。
本實用新型的目的之一為，提供一種改變系統模式之請求的處理裝置，藉此消除因省電處理對繪圖卡或其它裝置所產生的影響。
本實用新型的另一目的為，提供一種改變系統模式之請求的處理裝置，在接收來自繪圖卡或其它裝置的控制信號後，傳遞要求改變系統模式的請求。
根據以上所述之目的，本實用新型提供了一種改變系統模式之請求的處理裝置，包含一信號保持/清除單元及一門控(gate control)單元。信號保持/清除單元有第一輸入接收請求信號；第二輸入接收控制信號；以及一輸出保持此請求信號。其中，當控制信號動作時，信號保持/清除單元清除所保持的請求信號。門控單元有第一輸入連接信號保持/清除單元的第一輸入；第二輸入連接信號保持/清除單元的輸出；第三輸入連接信號保持/清除單元的第二輸入；以及一輸出。其中，當控制信號動作時，門控單元傳遞請求信號；否則，阻擋請求信號。
圖1為現有技術中分離式計算機系統的概略方塊圖；圖2為現有技術中整合式計算機系統的概略方塊圖；圖3為另一分離式計算機系統的概略方塊圖；
圖4為另一整合式計算機系統的概略方塊圖；圖5為本實用新型一較佳系統管理操作裝置(SMHD)實施例的方塊圖；圖6為本實用新型SMHD的概略方塊圖；圖7為本實用新型SMHD一較佳實施例的邏輯電路圖；圖8為本實用新型一較佳實施例的處理流程圖。
圖中符號說明100、300 分離式計算機系統110 中央處理單元1102、1202存儲控制器120 北橋1204 繪圖處理單元1206 總線接口單元12062 系統管理操作裝置1208 周邊元件互連核心130 南橋140 系統存儲器150 繪圖處理器160 繪圖緩衝存儲器170 顯示裝置200、400 整合式計算機系統501 請求信號502 控制信號503 通過的請求信號504 確認信號610 信號保持/清除單元6101 反向器6102、6105、6204 與門6103、6202或門
6104 與非門6106 正反器620 門控單元810～860 本實用新型的處理步驟具體實施方式
本實用新型的一些實施例會詳細描述如下。然而，除了詳細描述外，本實用新型還可以廣泛地在其它的實施例施行，且本實用新型的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
並且，為提供更清楚的描述及更容易理解本實用新型，附圖內各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與其它相關尺度之比例已經被誇張；不相關的細節部分也未完全繪出，以求附圖的簡潔。
本實用新型提供了一種改變系統模式之請求的處理裝置，包含一信號保持/清除單元及一門控(gate control)單元。信號保持/清除單元有第一輸入接收請求信號；第二輸入接收控制信號；以及一輸出保持此請求信號。其中，當控制信號動作時，信號保持/清除單元清除所保持的請求信號。門控單元有第一輸入連接信號保持/清除單元的第一輸入；第二輸入連接信號保持/清除單元的輸出；第三輸入連接信號保持/清除單元的第二輸入；以及一輸出。其中，當控制信號動作時，門控單元傳遞請求信號；否則，阻擋請求信號。並且，此門控單元更包含一或門及一與門。此或門有第一輸入為此門控單元的第一輸入；第二輸入為此門控單元的第二輸入；以及一輸出。此與門有第一輸入連接此或門的輸出第二輸入為此門控單元的第三輸入；以及一輸出為此門控單元的輸出。
如圖5所示，為本實用新型的一較佳實施例的系統方塊圖。中央處理單元110內建存儲控制器1102，並且具有傳送請求信號501要求改變系統模式(從正常操作模式到省電模式)的能力。系統存儲器140經由內建的存儲控制器1102耦合到中央處理單元110。北橋120經由中央處理單元總線連接到中央處理單元110，更包含一繪圖處理單元1204；一系統管理操作裝置(system management handling device，SMHD)12062；以及一周邊元件互連核心(peripheral componentinterconnect core，PCIC)1208連接至系統管理操作裝置12062。其中，繪圖處理單元1204為一整合型的功能模塊(也可以為分離型的功能模塊)，其連接至系統管理操作裝置12062傳送控制信號502；以及連接至顯示裝置170(如陰極射線管顯示器或平面顯示器)顯示數據。當顯示裝置170處於非顯示狀態或當繪圖處理單元1204的顯示緩衝器在省電處理其間存有足夠的資料以供顯示時，控制信號502將會是動作狀態。在總線接口單元(bus interface unit，BIU)1206內的系統管理操作裝置12062經由中央處理單元總線連接至中央處理單元110，並且當控制信號502為非動作期間(例如負邏輯電路的邏輯「1」信號；正邏輯電路的邏輯「0」信號)，保持請求信號501或當控制信號502動作時(例如負邏輯電路的邏輯「0」信號；正邏輯電路的邏輯「1」信號)，傳遞請求信號501為通過的請求信號503。藉此，系統管理操作裝置12062根據繪圖處理單元1204所傳送的控制信號502來處理請求信號501。南橋130經由V-Link(或PCI)總線及周邊元件互連核心1208連接至北橋120，並且具有回傳確認信號504至中央處理單元110確認通過的請求信號503的能力。在中央處理單元110接收此確認信號504後，才可以開始執行原始請求的省電程序。
然而，本實用新型所謂的控制信號可通過其它任何的功能模塊所產生，並不僅限定於繪圖處理單元。其它任何不欲受省電程序影響並要求系統存儲器的存取及未與南橋連接的功能模塊，均可適用於本實用新型之控制信號的產生。
如圖6所示，為本實用新型的一較佳系統管理操作裝置實施例的方塊圖。系統管理操作裝置12062包括一信號保持/清除單元610及一門控單元620。信號保持/清除單元610有第一輸入連接到中央處理單元(未繪出)，接收由中央處理單元所發出的請求信號501；第二輸入連接至一功能模塊(例如繪圖處理單元，未繪出)，接收由此功能模塊所發出的控制信號502；以及一輸出。其中，當控制信號502不動作時，信號保持/清除單元610保持請求信號501；當控制信號502動作時，信號保持/清除單元610傳遞並清除請求信號501。門控單元620包括一或門6202及一與門6204。或門6202有第一輸入連接至信號保持/清除單元610的第一輸入，接收由中央處理單元所發出的請求信號501；第二輸入連接至信號保持/清除單元610的輸出，接收通過信號保持/清除單元610的請求信號；以及一輸出。與門6204有第一輸入連接至或門6202的輸出第二輸入連接至信號保持/清除單元610的第二輸入，接收控制信號502；以及一輸出。其中，根據與門6204的邏輯操作，當控制信號502不動作時，門控單元620阻擋請求信號501；反之，當控制信號502動作時，傳遞請求信號501為通過的請求信號503。例如當控制信號502為「1」時，通過的請求信號503是依請求信號501而定；反之，當控制信號502為「0」時，通過的請求信號503則都是為「0」。
如圖7所示，為本實用新型的系統管理操作裝置12062的一較佳邏輯電路。信號保持/清除單元610包括一反向器6101；一第一與門6102；一或門6103；一與非門6104；一第二與門6105；以及一正反器6106。反向器6101有一輸入及一輸出。第一與門6102有第一輸入連接至反向器6101的輸出；第二輸入；以及一輸出。或門6103有第一輸入連接至第一與門6102的輸出；第二輸入；以及一輸出。與非門6104有第一輸入連接至反向器6101的輸入；第二輸入；以及一輸出。第二與門6105有第一輸入連接至或門6103的輸出；第二輸入連接至與非門6104的輸出；以及一輸出。正反器6106有一輸入連接至第二與門6105的輸出一時間脈衝輸入連接至系統時間脈衝；以及一輸出連接至或門6103的第二輸入和與非門6104的第二輸入。其中，反向器6101的輸入、第一與門6102的第二輸入以及正反器6106的輸出，分別被當成上述之信號保持/清除單元610的第二輸入、第一輸入以及輸出。並且，信號保持/清除單元610和門控單元620(包括或門6202和與門6204)之間的連接與先前所描述的相同，不在此累述。
當由功能模塊(如繪圖處理單元)送出的控制信號502為「0」，且由中央處理單元(欲執行省電程序)送出的請求信號501為「1」時，經由反向器6101反向非動作的控制信號502，使得第一與門6102的第一輸入接收到「1」，並且第一與門6102的第二輸入直接從請求信號501接收「1」，因此，第一與門6102的輸出為「1」。或門6103的第一輸入從第一與門6102的輸出接收「1」，因此，無論其第二輸入為何，其輸出為「1」。與非門6104的第一輸入直接從控制信號502接收「0」，因此，無論其第二輸入為何，其輸出為「1」。第二與門6105的第一、二輸入分別從或門6103的輸出、與非門6104的輸出接收「1」，因此，第二與門6105的輸出為「1」。所以正反器6106鎖存(latch)接收來自第二與門6105的輸出信號「1」。換言之，信號保持/清除單元610在控制信號502為非動作時，保持請求信號501。至於門控單元620，或門6202的第一輸入直接從請求信號501接收「1」，因此，無論或門6202的第二輸入從正反器6106的輸出接收為何，其輸出為「1」。與門6204的第二輸入直接從控制信號502接收「0」，因此，無論其第一輸入從或門6202的輸出接收為何，其輸出為「0」。也就是說，門控單元620在控制信號502為非動作時，阻擋請求信號501。
當控制信號502依然保持為「0」，但請求信號501由「1」改變為「0」時，經由反向器6101反向非動作的控制信號502，使得第一與門6102的第一輸入接收到「1」，並且第一與門6102的第二輸入直接從請求信號501接收「0」，因此，第一與門6102的輸出為「0」。或門6103的第一輸入從第一與門6102的輸出接收「0」，因此，其輸出依其第二輸入從正反器6106的輸出接收而定。根據前一個狀態，正反器6106閂鎖「1」，因此，或門6103的第二輸入接收「1」使得其輸出也為「1」。與非門6104的第一輸入直接從控制信號502接收「0」，因此，無論其第二輸入為何，其輸出為「1」。第二與門6105的第一、二輸入分別從或門6103的輸出、與非門6104的輸出接收「1」，因此，第二與門6105的輸出依然保持為「1」。所以正反器6106鎖存接收來自第二與門6105的輸出信號依然「1」。也就是說，信號保持/清除單元610在控制信號502為非動作其間，保持請求信號501為「1」於正反器6106的輸出端，儘管請求信號有被改變。至於門控單元620，或門6202的第一輸入直接從請求信號501接收「0」，第二輸入從正反器6106的輸出接收「1」，因此其輸出為「1」。與門6204的第二輸入直接從控制信號502接收「0」，因此，無論其第一輸入從或門6202的輸出接收為何，其輸出為「0」。也就是說，門控單元620在控制信號502為非動作其間，阻擋正反器6106的輸出。
當控制信號502由「0」改變為「1」，但請求信號501保持為「0」時，或門6202的第一輸入直接從請求信號501接收「0」，因此，其輸出依其第二輸入從正反器6106的輸出接收而定。根據前一個狀態，正反器6106鎖存「1」，因此，或門6202的第二輸入接收「1」使得其輸出也為「1」。與門6204的第二輸入直接從控制信號502接收「1」，第一輸入從或門6202的輸出接收「1」，因此其輸出改變為「1」。也就是說，門控單元620在控制信號502為動作時，傳遞信號保持/清除單元610所保持的請求信號。至於信號保持/清除單元610，經由反向器6101反向動作的控制信號502，使得第一與門6102的第一輸入接收到「0」，因此，第一與門6102的輸出為「0」。或門6103的第一輸入從第一與門6102的輸出接收「0」，因此，其輸出依其第二輸入從正反器6106的輸出接收而定。根據前一個狀態，正反器6106鎖存「1」，因此，或門6103的第二輸入接收「1」使得其輸出依然為「1」。與非門6104的第一輸入直接從控制信號502接收「1」，因此，其輸出依其第二輸入從正反器6106的輸出接收而定。根據前一個狀態，正反器6106鎖存「1」，因此，與非門6104的第二輸入接收「1」使得其輸出由「1」變為「0」。第二與門6105的第一、二輸入分別從或門6103的輸出、與非門6104的輸出接收「1」、「0」，因此，第二與門6105的輸出由「1」變為「0」。所以正反器6106鎖存接收來自第二與門6105的輸出信號「0」。也就是說，信號保持/清除單元610在控制信號502為動作時，清除請求信號。以上所述之整個狀況對系統管理操作裝置12062而言，在傳遞先前的請求信號後，隨即清除該請求信號。
當控制信號502為「1」，且請求信號501也為「1」時，或門6202的第一輸入直接從請求信號501接收「1」，因此，無論其第二輸入從正反器6106的輸出接收為何，其輸出為「1」。與門6204的第二輸入直接從控制信號502接收「1」，第一輸入也從或門6202的輸出接收「1」，因此其輸出為「1」。也就是說，門控單元620在控制信號502為動作時，直接傳遞請求信號501。至於信號保持/清除單元610，經由反向器6101反向動作的控制信號502，使得第一與門6102的第一輸入接收到「0」，並且第一與門6102的第二輸入直接從請求信號501接收「1」，因此，第一與門6102的輸出為「0」。或門6103的第一輸入從第一與門6102的輸出接收「0」，因此，其輸出依其第二輸入從正反器6106的輸出接收而定。根據前一個狀態，正反器6106鎖存「0」，因此，或門6103的第二輸入接收「0」使得其輸出依然為「0」。與非門6104的第一輸入直接從控制信號502接收「1」，因此，其輸出依其第二輸入從正反器6106的輸出接收而定。根據前一個狀態，正反器6106鎖存「0」，因此，與非門6104的第二輸入接收「0」使得其輸出由「0」變為「1」。第二與門6105的第一、二輸入分別從或門6103的輸出、與非門6104的輸出接收「0」、「1」，因此，第二與門6105的輸出依然為「0」。所以正反器6106鎖存接收來自第二與門6105的輸出信號依然為「0」。也就是說，信號保持/清除單元610在控制信號502為動作時，清除請求信號。以上所述之整個狀況對系統管理操作裝置12062而言，系在傳遞請求信號後，隨即清除該請求信號。
然而，許多邏輯電路的組合均可達成本實用新型系統管理操作裝置(SMHD)的功能，因此，上述系統管理操作裝置的較佳邏輯電路並非用以局限本實用新型的範圍。
如圖8所示，為本實用新型管理請求改變系統模式的流程圖。在步驟810，提供一控制(系統管理請求控制(system management requestcontrol，SMRC))信號。其中，此控制信號由一功能模塊(如繪圖處理單元)所提供，此功能模塊在要求系統存儲器的存取並不受省電程序所影響。在步驟820，檢測改變系統模式的請求(系統管理請求(systemmanagement request，SMR))信號。其中，此請求信號由中央處理單元所送出要求執行省電程序。在步驟830，判斷控制信號是否動作。在步驟840，在控制信號為非動作其間，儲存並保持請求信號於信號保持/清除單元。在步驟850，在控制信號為動作時，傳遞請求信號並清除信號保持/清除單元的輸出。例如當繪圖處理單元的顯示緩衝器在省電處理程序其間存有足夠的資料以供顯示或當顯示裝置處於非顯示狀態時(例如水平信號遮沒期間、垂直信號遮沒期間等)，控制信號將會是動作狀態。在步驟860，南橋在接收到請求信號後，回傳一確認(system management request granted，SMRG)信號給中央處理單元，藉此省電處理程序才可以開始執行。
以上所述僅為本實用新型之較佳實施例而已，並非用以限定本實用新型的申請專利範圍；凡其它為脫離本實用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在所述的申請專利範圍內。
權利要求1.一種改變系統模式之請求的處理裝置，其特徵在於，包含一第一輸入端點，耦合接收一要求進入省電模式的請求信號；一第二輸入端點，耦合接收一表示圖形顯示狀態的控制信號；檢測該控制信號的裝置，判定該圖形顯示狀態；以及可控制輸出的裝置，根據該控制信號輸出該請求信號。
2.如權利要求1所述的改變系統模式之請求的處理裝置，其特徵在於，更包含該請求信號輸出後，清除該可控制輸出的裝置。
3.一種改變系統模式之請求的處理裝置，其特徵在於，包含一信號保持/清除單元，有一第一輸入接收一請求信號，一第二輸入接收一控制信號，以及一輸出在該控制信號為非動作時，保持該請求信號；以及一門控單元，有一第一輸入連接該信號保持/清除單元的該第一輸入，一第二輸入連接該信號保持/清除單元的該輸出，一第三輸入連接該信號保持/清除單元的該第二輸入，以及一輸出，其中，當該控制信號動作時，該門控單元傳遞該請求信號。
4.如權利要求3所述的改變系統模式之請求的處理裝置，其特徵在於，上述的門控單元更包含一或門，有一第一輸入為該門控單元的該第一輸入，一第二輸入為該門控單元的該第二輸入，以及一輸出；以及一與門，有一第一輸入連接該或門的輸出，一第二輸入為該門控單元的該第三輸入，以及一輸出為該門控單元的該輸出。
5.如權利要求3所述的改變系統模式之請求的處理裝置，其特徵在於，上述的信號保持/清除單元的該第一輸入連接至中央處理器。
6.如權利要求3所述的改變系統模式之請求的處理裝置，其特徵在於，上述的信號保持/清除單元的該第二輸入連接至一功能模塊要求系統存儲器存取不受改變系統模式影響。
7.如權利要求6所述的改變系統模式之請求的處理裝置，其特徵在於，上述的功能模塊包含一繪圖處理單元。
8.一種改變系統模式之請求的計算機系統，其特徵在於，包含一中央處理單元，有一內建存儲控制器，其中，該中央處理單元具有產生一請求信號要求改變系統模式的能力；一系統存儲器，經由該內建的存儲控制器耦合到該中央處理單元；一功能模塊，提供一控制信號；一北橋，經由一總線連接到該中央處理單元，其中，該北橋更包含一系統管理操作裝置接收該請求信號與該控制信號以決定是否傳遞該請求信號；以及一南橋，連接至該北橋，其中，在接收來自該系統管理操作裝置所傳送來的該請求信號時，回傳一確認信號。
9.如權利要求8所述的改變系統模式之請求的計算機系統，其特徵在於，上述之功能模塊在要求系統存儲器存取時，是一種不受改變系統模式影響的模塊。
10.如權利要求8所述的改變系統模式之請求的計算機系統，其特徵在於，上述的功能模塊包含一繪圖處理單元。
專利摘要一種改變系統模式之請求的處理裝置，包含一信號保持/清除單元及一門控(gate control)單元。信號保持/清除單元有第一輸入接收請求信號；第二輸入接收控制信號；以及一輸出保持此請求信號。其中，當控制信號動作時，信號保持/清除單元清除所保持的請求信號。門控單元有第一輸入連接信號保持/清除單元的第一輸入；第二輸入連接信號保持/清除單元的輸出；第三輸入連接信號保持/清除單元的第二輸入；以及一輸出。其中，當控制信號動作時，門控單元傳遞請求信號；否則，阻擋請求信號。
文檔編號G06F1/32GK2766282SQ20042006784
公開日2006年3月22日 申請日期2004年6月10日 優先權日2003年6月11日
發明者楊鎮平, 彭盛昌, 許瑞昇 申請人:威盛電子股份有限公司