CN100399318C - 一种具有多处理器的计算机及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多处理器的计算机及其操作方法，该操作方法为：在计算机设置进行计算机运行操作的处理器和进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，进行计算机运行操作的处理器功耗高于进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，当计算机要进行运行操作时，计算机运行设置的进行计算机运行操作的处理器，该处理器执行计算机的运行操作；当计算机待机或进行数据交换时，计算机运行设置的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，该处理器执行计算机的待机操作或进行数据交换操作。本发明提供的计算机及其操作方法能够在计算机常开的情况下减少计算机电能的消耗并且延长计算机处理器的工作寿命。

Description

一种具有多处理器的计算机及其操作方法

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别涉及一种具有多处理器的计算机及其操作方法。

背景技术

计算机内部架构决定计算机内部指令和计算机数据的传输走向，对计算机系统的性能和工作方式有决定性的影响。目前，计算机的内部构架示意图如图1所示，该计算机内部具有一个处理器，该计算机包括：中央处理器(CPU)、存储器桥和输入/输出(I/O)桥。其中，CPU负责计算机数据的处理和给存储器桥发出指令；存储器桥负责与存储器、显卡和I/O桥的连接，接收CPU发送的指令，将该指令转发到相应的存储器、显卡或I/O桥；I/O桥负责与外部设备的连接，将所接收到的指令发送给相应的外部设备，由外部设备执行。这种计算机内部架构的好处是：CPU和显卡都可以相对独立地发展，从而在保证计算机内部架构稳定的基础上，稳步地提高计算机系统的性能。

目前，还有一种计算机的内部构架，如图2所示，该计算机内部具有多个处理器，即具有多个CPU，使计算机系统的性能大幅度提高。具有多个处理器的计算机中的多个处理器由一个操作系统来控制，进行多线程的运算，以便发挥多个处理器并行工作的最大效能。

但是，无论是具有单处理器的计算机还是具有多处理器的计算机，当计算机运行时，计算机的单处理器或计算机的多处理器都处于工作状态，等待执行各种操作或执行各种操作。在这种情况下，如果要求计算机常开，随时等待执行各种操作时，计算机的单处理器或计算机的多处理器就必须处于工作状态。由于目前计算机处理器的功耗是几百瓦，这样，就会消耗大量的电能。另外，由于计算机的处理器也是具有工作寿命的，长期将计算机的处理器处于工作状态，会缩减计算机处理器的工作寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于一方面提供一种具有多处理器的计算机，该计算机能够在计算机常开的情况下减少计算机电能的消耗并且延长计算机处理器的工作寿命。

本发明的另一方面提供一种具有多处理器的计算机的操作方法，该方法能够在计算机常开的情况下减少计算机电能的消耗并且延长计算机处理器的工作寿命。

根据上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有多处理器的计算机，该计算机包括计算机的外部设备，该计算机还包括与外部设备相连接的进行计算机运行操作的处理器、与外部设备相连接的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器和切换模块，进行计算机运行操作的处理器功耗高于进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，所述进行计算机待机以及数据交换操作的处理器和进行计算机运行操作的处理器交替工作，其中，进行计算机运行操作的处理器，用于接收到切换模块发送的工作状态转换信号后，对进行计算机运行操作的处理器的工作状态进行转换，执行计算机的运行操作；

进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，用于接收到切换模块发送的工作状态转换信号后，对进行计算机待机以及数据交换操作的处理器的工作状态进行转换，执行计算机的待机操作或数据交换操作；

切换模块，用于接收到计算机运行操作命令后，向进行计算机运行操作的处理器发送工作状态转换信号；以及没有进行计算机的运行操作并且设定的时间到时后，向进行计算机待机以及数据交换操作的处理器发送工作状态转换信号。

所述的切换模块设置在进行计算机运行操作的处理器、进行计算机待机以及数据交换操作的处理器与外部设备之间相连接的共同通道上。

所述的切换模块设置在进行计算机运行操作的处理器或进行计算机待机以及数据交换操作的处理器中。

所述的进行计算机运行操作的处理器为一个或一个以上；

所述的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器为一个或一个以上。

一种具有多处理器的计算机的操作方法，在计算机设置进行计算机运行操作的处理器和进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，进行计算机运行操作的处理器功耗高于进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，所述进行计算机待机以及数据交换操作的处理器和进行计算机运行操作的处理器交替工作，该方法还包括：

接收到计算机运行操作命令时，计算机运行设置的进行计算机运行操作的处理器，该处理器执行计算机的运行操作；没有进行计算机的运行操作并且设定的时间到时，计算机运行设置的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，该处理器执行计算机的待机操作或进行数据交换操作。

在计算机当前运行的是进行计算机待机以及数据交换操作的处理器时，所述计算机运行设置的进行计算机运行操作的处理器过程为：

计算机的进行计算机运行操作的处理器接收到工作状态转换信号，所述工作状态转换信号根据计算机运行操作命令得到，计算机启动设置的进行计算机运行操作的处理器，关闭设置的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器。

在计算机当前运行的是进行计算机运行操作的处理器时，所述计算机运行设置的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器过程为：

计算机的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器接收到工作状态转换信号，所述工作转换信号根据没有进行计算机的运行操作并且设定的时间到时得到，计算机启动设置的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，关闭设置的进行计算机运行操作的处理器。

所述的进行计算机运行操作的处理器为一个或一个以上；

所述的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器为一个或一个以上。

从上述方案可以看出，本发明给计算机设置两类处理器：一类处理器功耗高，用于进行计算机运行操作；另一处理器功耗低，用于计算机的待机和数据交换。这两类处理器交替工作。本发明根据不同的工作，切换不同工作能力的处理器：当计算机待机或进行数据交换时，计算机从功耗高的那类处理器切换到功耗低的那类处理器，功耗低的那类处理器进入工作状态；当进行计算机运行操作时，计算机从功耗低的那类处理器切换到功耗高的那类处理器，功耗高的那类处理器进入工作状态。由于本发明在计算机待机状态下使用功耗低的那类处理器，而不是计算机的多个处理器同时处于工作状态，从而在计算机常开的情况下减少计算机电能的消耗。由于本发明使用两类处理器交替工作，而不是同时处于工作状态，所以可以延长计算机处理器的工作寿命。因此，本发明提供的计算机及其方法在计算机常开的情况下减少计算机电能的消耗并且延长计算机处理器的工作寿命。

附图说明

图1为现有技术的计算机的内部构架实施例一的示意图；

图2为现有技术的计算机的内部构架实施例二的示意图；

图3为本发明具有多个处理器的计算机的内部构架实施例一的示意图；

图4为本发明具有多个处理器的计算机的内部构架实施例二的示意图；

图5为本发明具有多个处理器的计算机的内部构架实施例三的示意图；

图6为本发明具有多个处理器的计算机的内部构架实施例四的示意图；

图7为本发明的具有多个处理器的计算机的多个处理器工作状态转换示意图；

图8为本发明的具有多个处理器的计算机的多个处理器工作状态转换流程图；

图9为本发明具有多个处理器的计算机的工作流程图；

图10为本发明具有多个处理器的计算机工作的具体实施例示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本发明进行进一步详细的说明。

为了在计算机常开的情况下节省电能和延长处理器的工作寿命，本发明至少给计算机设置两个处理器，这两个处理器交替工作。一个处理器为进行计算机运行操作的处理器，该处理器采用高性能的CPU，如：Intel公司生产的x86CPU，用于处理各种涉及计算机运行的操作；一个处理器为进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，该处理器采用低性能的CPU，如：微程序控制器(MCU)，用于计算机常开情况下的待机和传输计算机数据。计算机的外部设备，如：硬盘、网卡等，对于高性能的CPU和低性能的CPU都是共用的。这两个处理器的结构可以不一致，例如：一个处理器是RAM架构，另一个处理器是x86架构；这两个处理器的操作系统也可以不一致，例如，一个处理器运行视窗(WINDOWS)操作系统，另一个处理器运行LINUX；这两个处理器工作能力和功耗都相差悬殊，例如：一个处理器运算能力强，功耗高，另一个处理器运算能力弱，功耗低。

当然，本发明还可以设置多个处理器，将这些处理器也分为两类：一类处理器为进行计算机运行操作的处理器，都采用高性能的CPU；另一类处理器为进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，都采用低性能的CPU。这两类处理器也交替工作：在计算机待机情况下和进行传输计算机数据的情况下，使用都采用低性能的CPU的那类处理器；在进行计算机运行操作时，使用都采用高性能的CPU的那类处理器。

图3为本发明具有多个处理器的计算机的内部构架实施例一的示意图，如图所示：该计算机包括高性能的CPU100、低性能的CPU101、切换模块102和多个计算机外部设备。其中，切换模块102用于高性能的CPU100和低性能的CPU101之间的切换，过程为：切换模块102给高性能的CPU100和低性能的CPU101发送工作状态转换信号，高性能的CPU100和低性能的CPU101接收到该信号，如果高性能的CPU100当前处于工作状态，则关闭，如果高性能的CPU100当前处于关闭状态，则启动；如果低性能的CPU101当前处于关闭状态，则启动，如果高性能的CPU100当前处于工作状态，则关闭。总之，两个处理器交替工作。当切换完成后，由切换到的处理器，如高性能的CPU100或低性能的CPU101通过计算机总线(BUS)控制多个计算机外部设备进行工作，如控制外设A、外设B、外设C和外设D进行工作。

同样的，图4为本发明具有多个处理器的计算机的内部构架实施例二的示意图，该计算机将切换模块102设置成机械开关402，该机械开关402和切换模块102的功能相同，用于高性能的CPU100和低性能的CPU101之间的切换，其他的设置和图3所述的一致。

图5为本发明具有多个处理器的计算机的内部构架实施例三的示意图，该计算机用控制模块502替换了切换模块102，该控制模块502和切换模块102的功能相同，用于高性能的CPU100和低性能的CPU101之间的切换，其他的设置和图3所述的一致。

图6为本发明具有多个处理器的计算机的内部构架实施例四的示意图，该计算机的转换模块设置在两类处理器中的一方，当一类处理器工作时，会通过与另一类处理器之间的控制线拉高另一类处理器的数据线接口电阻，从而使另一类处理器与BUS断开，其他的设置和图3所述的一致。

图7为本发明的具有多个处理器的计算机的多个处理器工作状态转换示意图。假设该计算机具有高性能的CPU1和低性能的CPU2，计算机可能存在的处理器工作状态有三种：第一种，高性能的CPU1和低性能的CPU2都处于关状态；第二种，高性能的CPU1处于开状态，低性能的CPU2处于关状态；第三种，高性能的CPU1处于关状态，低性能的CPU2处于开状态；这三种状态可以相互转换。

图8为本发明的具有多个处理器的计算机的多个处理器工作状态转换流程图，假设该计算机具有高性能的CPU1和低性能的CPU2，其具体步骤为：

步骤800～801、计算机的高性能的CPU1和计算机的低性能的CPU2都处于关机状态；

步骤802、计算机的高性能的CPU1开机后，进入工作状态；

步骤803～804、计算机的高性能的CPU1关机，计算机切换处理器，计算机的低性能的CPU2开机；

步骤805～806、计算机的高性能的CPU1进入关机状态，计算机的低性能的CPU2进入工作状态。

图9为本发明具有多个处理器的计算机的工作流程图，假设该计算机具有高性能的CPU1和低性能的CPU2其具体步骤为：

步骤900、计算机上电；

步骤901、计算机的高性能的CPU1启动；

步骤902、计算机的高性能的CPU1进入工作状态；

步骤903、计算机的高性能的CPU1判断是否接收到工作状态转换信号，如果是，执行步骤904；否则，返回步骤902；

步骤904、计算机启动低性能的CPU2，关闭高性能的CPU1；

步骤905、计算机的低性能的CPU2进入工作状态；

步骤906、计算机的低性能的CPU2判断是否接收到工作状态转换信号，如果是，执行步骤907；否则，返回步骤905；

步骤907、计算机启动高性能的CPU1，关闭低性能的CPU2，转入步骤902。

图9所述的为具有两个处理器的计算机的工作过程，当计算机具有多个处理器时，由于预先将多个处理器分为了两类，所以处理过程和图9相同，即当接收到工作状态转换信号时，计算机从当前运行的一类处理器切换到另一类处理器上并运行另一类处理器。

本发明当使用计算机的用户想要切换计算机当前工作的处理器时，可以直接向计算机发送工作状态转换信号。本发明也可以在计算机上预先设置切换条件，当满足切换条件时，计算机发送工作状态转换信号。所设置的切换条件可以包括：没有进行计算机的运行操作并且设定的时间到时后从高性能的处理器切换到低性能的处理器、或接收到计算机运行操作命令后从低性能的处理器切换到高性能的处理器等等。

以下举一个具体的实施例说明本发明。

假设本发明的计算机具有型号为x86CPU的处理器和型号为S3C2410x的处理器。Intel公司出品的型号为x86CPU的处理器工作主频在3G～4G之间，功耗在100瓦左右，一般运行WINDOWS操作系统；三星公司出品的型号为S3C2410x的处理器是基于ARM7的微型处理器，功耗在0.5W左右，一般运行LINUX系统。如图10所示，当计算机的型号为x86CPU的处理器工作时，计算机的型号为S3C2410x的处理器被切断电源，计算机的外部设备依次通过I/O桥和存储器桥与计算机的型号为x86CPU的处理器相连接，计算机的型号为x86CPU的处理器通过WINDOWS操作系统对计算机进行操作。当计算机的型号为S3C2410x的处理器工作时，计算机的型号为x86CPU的处理器、存储器桥和I/O桥切断电源，计算机的外部设备与计算机的型号为S3C2410x的处理器相连接，通过型号为S3C2410x的处理器的无线单元，计算机的外部设备可以接收或发送数据给其他无线设备。计算机的型号为S3C2410x的处理器也可以长期处于待机状态，随时与计算机通过有线或无线相连的设备进行数据交换，当接收到要运行计算机操作时，切换到计算机的型号为x86CPU的处理器。在计算机待机状态下和仅仅与计算机的外部设备数据交换的情况下，计算机使用型号为S3C2410x的处理器，由于型号为S3C2410x的处理器具有功耗低以及良好的电源管理功能，所以能够在计算机常开的情况下减少计算机电能的消耗。由于计算机具有的两个处理器交替使用，并且型号为S3C2410x的处理器具有可以长期处于工作状态的特性，延长了计算机所使用的处理器的工作寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有多处理器的计算机，该计算机包括计算机的外部设备，其特征在于，该计算机还包括与外部设备相连接的进行计算机运行操作的处理器、与外部设备相连接的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器和切换模块，进行计算机运行操作的处理器功耗高于进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，所述进行计算机待机以及数据交换操作的处理器和进行计算机运行操作的处理器交替工作，其中，

进行计算机运行操作的处理器，用于接收到切换模块发送的工作状态转换信号后，对进行计算机运行操作的处理器的工作状态进行转换，执行计算机的运行操作；

进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，用于接收到切换模块发送的工作状态转换信号后，对进行计算机待机以及数据交换操作的处理器的工作状态进行转换，执行计算机的待机操作或数据交换操作；

切换模块，用于接收到计算机运行操作命令后，向进行计算机运行操作的处理器发送工作状态转换信号；以及没有进行计算机的运行操作并且设定的时间到时后，向进行计算机待机以及数据交换操作的处理器发送工作状态转换信号。

2.如权利要求1所述的计算机，其特征在于，所述的切换模块设置在进行计算机运行操作的处理器、进行计算机待机以及数据交换操作的处理器与外部设备之间相连接的共同通道上。

3.如权利要求1所述的计算机，其特征在于，所述的切换模块设置在进行计算机运行操作的处理器或进行计算机待机以及数据交换操作的处理器中。

4.如权利要求1所述的计算机，其特征在于，所述的进行计算机运行操作的处理器为一个或一个以上；

所述的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器为一个或一个以上。

5.一种具有多处理器的计算机的操作方法，其特征在于，在计算机设置进行计算机运行操作的处理器和进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，进行计算机运行操作的处理器功耗高于进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，所述进行计算机待机以及数据交换操作的处理器和进行计算机运行操作的处理器交替工作，该方法还包括：

接收到计算机运行操作命令时，计算机运行设置的进行计算机运行操作的处理器，该处理器执行计算机的运行操作；没有进行计算机的运行操作并且设定的时间到时，计算机运行设置的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，该处理器执行计算机的待机操作或进行数据交换操作。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在计算机当前运行的是进行计算机待机以及数据交换操作的处理器时，所述计算机运行设置的进行计算机运行操作的处理器过程为：

计算机的进行计算机运行操作的处理器接收到工作状态转换信号，所述工作状态转换信号根据计算机运行操作命令得到，计算机启动设置的进行计算机运行操作的处理器，关闭设置的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在计算机当前运行的是进行计算机运行操作的处理器时，所述计算机运行设置的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器过程为：

计算机的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器接收到工作状态转换信号，所述工作转换信号根据没有进行计算机的运行操作并且设定的时间到时得到，计算机启动设置的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器，关闭设置的进行计算机运行操作的处理器。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的进行计算机运行操作的处理器为一个或一个以上；

所述的进行计算机待机以及数据交换操作的处理器为一个或一个以上。

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