工作電壓供應裝置及其方法

2023-05-10 01:50:41

專利名稱：工作電壓供應裝置及其方法
技術領域：
本發明是有關於工作電壓供應裝置及其方法，且特別是有關於存儲器的工作 電壓供應裝置及其方法。
背景技術：
存儲器是計算機設備的重要部件，隨著存儲器的發展，存儲器的儲存密度與 數據傳輸帶寬皆不斷地向上提升，使得存儲器的功率消耗也連帶的急劇上升。然而， 由於計算機設備的主機機箱內部的空間有限，在存儲器的功率消耗越來越大的情況 之下，也為主機帶來日益嚴重的散熱問題。為了降低存儲器的功率消耗，不少存儲 器的生產廠商致力於透過降低存儲器的工作電壓來達成這樣的目的。舉例來說，目
前的DDR3(為third-generation double data rate memory的簡稱)產品的工作電壓已經 由DDR2(為second-generation double data rate memory的簡稱)的1.8V降低到1.5V,
而未來生產廠商還將繼續推出工作電壓低到1.35V以下的DDR3產品。
為了適應存儲器的工作電壓的變化，計算機設備的生產廠商在考慮到可能必 須應用到多種工作電壓類型的存儲器，以便能夠提升計算機產品的適應性與競爭 力，因此也提出了一種可以支持二種不同工作電壓模式的存儲器的解決方案，如圖 1所示。
圖1即繪示傳統的工作電壓供應裝置，於此圖中，VDD、V—DDR3+及V—DDR3-表示電源電壓，且V—DDR3-的值小於V一DDR3+的值，而GND則表示接地電壓。 在此圖所示的電路架構中，電源控制器(power controller,如標示110所示)用以供 應工作電壓VOUT至存儲器(未繪示)，而使用者可通過插設跳線開關CJumper，如 標示102所示)來讓信號EN呈現低電平(low)，或是通過不插設跳線開關102來讓 信號EN呈現高電平(high)，以便控制電晶體104的導通狀態。透過控制電晶體104 的導通與否，便可進一步決定是否使電阻106及108並聯而造成分壓的改變，從而 導致反饋信號FB的值產生變化。而電源控制器110則會依照反饋信號FB的值來改變輸出的工作電壓VOUT的大小。據此，透過跳線開關102的設定，可使工作 電壓VOUT的值產生二種不同的變化。
然而，這種解決方案的缺點是不能實現存儲器的工作電壓的自動檢測與自動 調節，對於計算機設備的生產廠商或是個人用戶而言， 一但更換不同工作電壓的存 儲器，就需以人工方式檢査跳線開關102的設定，也就是檢査是否插設跳線開關 102，這樣便極易造成設定上的錯誤，進而連帶影響整個計算機設備的穩定運行。

發明內容
本發明提供一種工作電壓供應裝置，其可實施存儲器的工作電壓的自動檢測 與自動調節。
本發明另提供一種工作電壓供應方法，其可實現存儲器的工作電壓的自動檢 測與自動調節。
本發明提出一種工作電壓供應裝置，適於供應工作電壓至存儲器。此工作電 壓供應裝置包括有電源控制器、數字/模擬轉換器及南橋晶片。電源控制器用以供 應工作電壓至存儲器。數字元/模擬轉換器用以控制電源控制器改變工作電壓的值。 南橋晶片耦接存儲器及數字/模擬轉換器，用以與基本輸入/輸出系統搭配操作，以 便在存儲器激活時讀取存儲器的參數，以從參數中取得存儲器的標定工作電壓值， 並判斷電源控制器目前供應的工作電壓的值是否與標定工作電壓值相等，當判斷為 否時，便驅使數字/模擬轉換器去控制電源控制器改變工作電壓的值，以使工作電 壓的值與標定工作電壓值相等。
本發明另提出一種工作電壓供應方法，用於供應工作電壓至存儲器。此方法 包括下列步驟首先，供應工作電壓至存儲器。接著，在存儲器激活時讀取存儲器 的參數。然後，從參數中取得存儲器的標定工作電壓值。接著，判斷目前供應的工 作電壓的值是否與標定工作電壓值相等，當判斷為否時，改變工作電壓的大小，以 使工作電壓的值與標定工作電壓值相等。
在本發明一實施例的工作電壓供應裝置中，上述存儲器的激活方式，是利用 南橋晶片驅使數字/模擬轉換器去控制電源控制器，以便以預定低電平供應工作電 壓，並遞增工作電壓的值，直到存儲器激活。
在本發明一實施例的工作電壓供應裝置中，上述電源控制器具有反饋信號輸入端，且數字/模擬轉換器是通過調整上述反饋信號輸入端的電壓來控制電源控制 器改變工作電壓的大小。
在本發明一實施例的工作電壓供應方法中，上述供應工作電壓至存儲器的步 驟包括下列子步驟首先，以預定低電平供應工作電壓。接著，遞增工作電壓的值， 直到存儲器激活。
本發明因採用電源控制器、數字/模擬轉換器及南橋晶片來組成工作電壓供應 裝置，以利用電源控制器供應工作電壓至存儲器，並利用數字/模擬轉換器來控制 電源控制器改變工作電壓的值，而南橋晶片會與基本輸入/輸出系統搭配操作，以 便在存儲器激活時讀取存儲器的參數，以從參數中取得存儲器的標定工作電壓值， 並判斷電源控制器目前供應的工作電壓的值是否與標定工作電壓值相等，當判斷為 否時，南橋晶片便驅使數字/模擬轉換器去控制電源控制器改變工作電壓的值，以 使工作電壓的值與標定工作電壓值相等。此外，上述存儲器的激活方式，可以是利 用南橋晶片驅使數字/模擬轉換器去控制電源控制器，以便以預定低電平供應工作 電壓，並遞增工作電壓的值，直到存儲器激活。據此，本發明的工作電壓供應裝置 可實施存儲器的工作電壓的自動檢測與自動調節，使得計算機設備的生產廠商或是 個人用戶在更換不同工作電壓的存儲器時，不再需要以人工方式檢查跳線開關的設 定，因而不易造成設定上的錯誤。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合 附圖，作詳細說明如下。


圖1繪示傳統的工作電壓供應裝置。
圖2繪示有依照本發明一實施例的工作電壓供應裝置。 圖3為依照本發明一實施例的工作電壓供應方法。
圖4繪示有依照本發明另一實施例的工作電壓供應裝置。
具體實施例方式
圖2繪示有依照本發明一實施例的工作電壓供應裝置。於此圖中，工作電壓 供應裝置包括有南橋晶片202、電源控制器208及數字/模擬轉換器210。此外，此圖中亦繪示有存儲器204、中央處理器(central processing unit,簡稱CPU，以206來標示)及基本輸入/輸出系統(basic input/output system,簡稱BIOS,以220來標示)，用以表示此三者與本發明的工作電壓供應裝置的耦接關係，其中，中央處理器206可對存儲器204進行數據的存取。
以下先簡述此工作電壓供應裝置中的各構件的操作方式及實現方式。上述的電源控制器208系耦接至存儲器204，用以供應工作電壓VOUT至存儲器204，而數字/模擬轉換器210則用以控制電源控制器208改變工作電壓VOUT的大小。在此例中，電源控制器208可以是利用脈寬調製(pulse width modulation,簡稱PWM)電源控制器來實現，或者是利用電壓穩壓模塊(voltage regulator module,簡稱VRM)來實現，亦或是以其它具有類似功能的電路來實現。而數字元/模擬轉換器210控制電源控制器208改變工作電壓VOUT的方式，例如是通過調整電源控制器208所具有的反饋信號輸入端(如FBIN所示)的電壓來控制電源控制器208改變工作電壓VOUT的大小。
至於南橋晶片202，其耦接至存儲器204及數字/模擬轉換器210。在此例中，南橋晶片202是透過一總線來耦接存儲器204及數字/模擬轉換器210，以便與存儲器204及數字/模擬轉換器210進行數據傳輸，而此總線例如是系統管理總線(systemmanagement bus，簡稱SMbus，在圖中以I2C—SDA及I2C_SCL來標示)。當然，南橋晶片202亦可透過其它型式的數據傳輸接口來耦接存儲器204及數字/模擬轉換器210。
上述的南橋晶片202用以與基本輸入/輸出系統220搭配操作，以便在存儲器204激活時讀取存儲器204的參數，以從參數中取得存儲器204的標定工作電壓值，也就是取得此存儲器204的規格所規定的標準運行電壓值。南橋晶片202在取得上述的標定工作電壓值之後，就會去判斷電源控制器208目前供應的工作電壓VOUT的值是否與標定工作電壓值相等。當判斷結果為否時，南橋晶片202便驅使數字/模擬轉換器210去控制電源控制器208改變工作電壓VOUT的大小，以使工作電壓VOUT的值與標定工作電壓值相等；反之，當判斷結果為是時，南橋晶片202則不會驅使數字/模擬轉換器210去控制電源控制器208改變工作電壓VOUT的大
存儲器204的激活方式，可以是利用南橋晶片202驅使數字/模擬轉換器210
7去控制電源控制器208，使工作電壓VOUT先呈現一預定值，以便激活存儲器204。當然，此預定值必須要大於所有可能採用的存儲器的最低激活電壓，且不同存儲器的最低激活電壓的差距不能太大，否則可能會導致最低激活電壓較小的存儲器損壞。較理想的方式，就是利用南橋晶片202驅使數字/模擬轉換器210去控制電源控制器208，以便以預定低電平供應工作電壓VOUT，並遞增工作電壓VOUT的值，直到存儲器204激活。換句話說，就是使工作電壓VOUT的值以由小到大的方式遞增，以便尋找存儲器204的最低激活電壓，這樣就不會損傷到存儲器204。
圖3為依照本發明一實施例的工作電壓供應方法，其繪示出圖2的工作電壓供應裝置的一較佳操作流程。請依照說明的需要而參照圖2與圖3。首先，為了讓存儲器204激活，南橋晶片202會驅使數字/模擬轉換器210去控制電源控制器208，以便先供應工作電壓VOUT至存儲器204(如步驟S302所示)。而在步驟S302中，存儲器204的激活方式，是利用南橋晶片202驅使數字/模擬轉換器210去控制電源控制器208，以便以預定低電平供應工作電壓VOUT至存儲器204(如步驟S302-1所示)。接著，南橋晶片202會與基本輸入/輸出系統220搭配操作而去嘗試看看有沒有辦法讀取存儲器204的參數。如果有辦法讀取參數，表示電源控制器408目前供應的工作電壓VOUT的值已達到存儲器204的最低激活電壓；反之，如果沒有辦法讀取參數，表示電源控制器408目前供應的工作電壓VOUT的值尚未達到存儲器204的最低激活電壓，因此必須遞增工作電壓VOUT的值，直到存儲器204能夠激活(如步驟S302-2所示)。
當然，在遞增工作電壓VOUT的值的過程中，工作電壓VOUT的值每向上調整一次，南橋晶片202就會再去嘗試看看有沒有辦法讀取存儲器204的參數。 一旦工作電壓VOUT的值達到存儲器204的最低激活電壓，而使得存儲器204激活時，南橋晶片202就可讀取到存儲器204的參數(如步驟S304所示)。然後，南橋晶片202就可從參數中取得存儲器204的標定工作電壓值(如步驟S306所示)，並判斷電源控制器208目前供應的工作電壓VOUT的值與此標定工作電壓值是否相等(如步驟S308所示)。
在執行完步驟S308之後，如果判斷結果為是，表示電源控制器208目前供應的工作電壓VOUT的值已達到此存儲器204的規格所規定的標準運行電壓值，因此南橋晶片202就不會驅使數字/模擬轉換器210去控制電源控制器208改變工作
8電壓VOUT的大小(如步驟S310所示)；反之，如果判斷結果為否，表示電源控制器208目前供應的工作電壓VOUT的值尚未達到此存儲器204的規格所規定的標準運行電壓值，因此南橋晶片202就會驅使數字/模擬轉換器210去控制電源控制器208改變工作電壓VOUT的大小，以使工作電壓VOUT的大小與標定工作電壓值相等(如步驟S312所示)。
從上述各實施例的說明可知，本發明至少具有以下幾項優點其一是能夠自動識別不同工作電壓類型的存儲器，其二是能夠根據不同存儲器的參數自動調整輸出至存儲器的工作電壓，其三是工作電壓的設定完全自動化，避免人為設定錯誤。
此外，為了因應現有的雙CPU架構，本發明亦依照上述圖2的電路架構提出另一種工作電壓供應裝置，如圖4所示。圖4繪示有依照本發明另一實施例的工作電壓供應裝置。於此圖中，工作電壓供應裝置包括有南橋晶片402、電源控制器408及412、還有數字/模擬轉換器410。此外，此圖中亦繪示有存儲器404及414、中央處理器406及416，還有基本輸入/輸出系統420，用以表示這五者與此工作電壓供應裝置的耦接關係。由於圖4所示裝置的操作與圖2所示裝置的操作極其類似，在此便不再贅述圖4所示裝置的操作方式。然而必須要注意的是，圖4中的數字/模擬轉換器410是用來控制電源控制器408及412 二者去改變供應的工作電壓(分別如V0UT1及VOUT2所示)的大小，因此數字/模擬轉換器410必須以雙通道的數字/模擬轉換器來實現，且此雙通道數字/模擬轉換器的其中一輸出通道需耦接至電源控制器408，以便對電源控制器408進行控制，而另一輸出通道則需耦接至電源控制器412，以便對電源控制器412進行控制。
綜上所述，本發明因釆用電源控制器、數字/模擬轉換器及南橋晶片來組成工作電壓供應裝置，以利用電源控制器供應工作電壓至存儲器，並利用數字/模擬轉換器來控制電源控制器改變工作電壓的值，而南橋晶片會與基本輸入/輸出系統搭配操作，以便在存儲器激活時讀取存儲器的參數，以從參數中取得存儲器的標定工作電壓值，並判斷電源控制器目前供應的工作電壓的值是否與標定工作電壓值相等，當判斷為否時，南橋晶片便驅使數字/模擬轉換器去控制電源控制器改變工作電壓的值，以使工作電壓的值與標定工作電壓值相等。此外，上述存儲器的激活方式，可以是利用南橋晶片驅使數字/模擬轉換器去控制電源控制器，以便以預定低電平供應工作電壓，並遞增工作電壓的值，直到存儲器激活。據此，本發明的工作電壓供應裝置可實施存儲器的工作電壓的自動檢測與自動調節，使得計算機設備的生產廠商或是個人用戶在更換不同工作電壓的存儲器時，不再需要以人工方式檢查跳線開關的設定，因而不易造成設定上的錯誤。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當以權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種工作電壓供應裝置，適於供應一工作電壓至一存儲器，該工作電壓供應裝置包括一電源控制器，用以供應該工作電壓至該存儲器；一數字/模擬轉換器，用以控制該電源控制器改變該工作電壓的大小；以及一南橋晶片，耦接該存儲器及該數字/模擬轉換器，用以與一基本輸入/輸出系統搭配操作，以便在該存儲器激活時讀取該存儲器的參數，以從參數中取得該存儲器的一標定工作電壓值，並判斷該電源控制器目前供應的該工作電壓的值是否與該標定工作電壓值相等，當判斷為否時，便驅使該數字/模擬轉換器去控制該電源控制器改變該工作電壓的大小，以使該工作電壓的大小與該標定工作電壓值相等。
2. 如權利要求1所述的工作電壓供應裝置，其特徵在於，當該南橋晶片判斷該電源控制器目前供應的該工作電壓的值與該標定工作電壓值相等時，則不驅使該數字/模擬轉換器去控制該電源控制器改變該工作電壓的大小。
3. 如權利要求1所述的工作電壓供應裝置，其特徵在於，該存儲器激活方式，是利用該南橋晶片驅驅使該數字/模擬轉換器去控制該電源控制器，以便以預定低電平供應該工作電壓，並遞增該工作電壓的值，直到該存儲器激活。
4. 如權利要求1所述的工作電壓供應裝置，其特徵在於，該電源控制器具有一反饋信號輸入端，且該數字/模擬轉換器是通過調整該反饋信號輸入端的電壓來控制該電源控制器改變該工作電壓的大小。
5. 如權利要求1所述的工作電壓供應裝置，其特徵在於，該電源控制器包括是一脈寬調製電源控制器。
6. 如權利要求1所述的工作電壓供應裝置，其特徵在於，該電源控制器包括是一電壓穩壓模塊。
7. 如權利要求1所述的工作電壓供應裝置，其特徵在於，該南橋晶片是透過一總線來耦接該存儲器及該數字/模擬轉換器。
8. 如權利要求7所述的工作電壓供應裝置，其特徵在於，該總線包括是一系統管理總線。
9. 一種工作電壓供應方法，用於供應一工作電壓至一存儲器，該方法包括下列步驟供應該工作電壓至該存儲器；在該存儲器激活時讀取該存儲器的參數；從參數中取得該存儲器的一標定工作電壓值；判斷目前供應的該工作電壓的值是否與該標定工作電壓值相等；以及當判斷為否時，改變該工作電壓的大小，以使該工作電壓的值與該標定工作電壓值相等。
10. 如權利要求9所述的工作電壓供應方法，其特徵在於，當判斷目前供應的該工作電壓的值與該標定工作電壓值相等時，便不改變該工作電壓的大小。
11. 如權利要求9所述的工作電壓供應方法，其特徵在於，上述供應該工作電壓至該存儲器的步驟包括下列子步驟以預定低電平供應該工作電壓；以及遞增該工作電壓的值，直到該存儲器激活。
全文摘要
本發明公開了一種工作電壓供應裝置及其方法，用以供應工作電壓至存儲器。此工作電壓供應裝置包括電源控制器、數字/模擬轉換器及南橋晶片。電源控制器用以供應工作電壓至存儲器。數字/模擬轉換器用以控制電源控制器改變工作電壓的值。南橋晶片用以與基本輸入/輸出系統搭配操作，以便在存儲器激活時讀取存儲器的參數，以從參數中取得存儲器的標定工作電壓值，並判斷電源控制器目前供應的工作電壓的值是否與標定工作電壓值相等，當判斷為否時，便驅使數字/模擬轉換器去控制電源控制器改變工作電壓的值，以使工作電壓的值與標定工作電壓值相等。
文檔編號G11C5/14GK101667445SQ200810215700
公開日2010年3月10日 申請日期2008年9月1日 優先權日2008年9月1日
發明者劉士豪, 鄒小兵 申請人:英業達股份有限公司