CN100426196C

CN100426196C - 一种调整负载装置执行效能的方法

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Publication number: CN100426196C
Application number: CNB2005100669473A
Authority: CN
Inventors: 陈赠文; 黄俊淦
Original assignee: Feature Integration Technology Inc
Current assignee: Feature Integration Technology Inc
Priority date: 2005-04-22
Filing date: 2005-04-22
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2025-04-22
Also published as: CN1851579A

Abstract

本发明是有关于一种调整负载装置执行效能的方法，其可由一侦测装置来撷取实际负载所相对应的负载信号，并将此负载信号与预设的超频临界值或降频临界值相比较，进而依比对结果控制负载装置的时脉信号及工作电压的输入，以达成负载装置动态超压超频或降频降压执行效能的调整，而使整个系统更加稳定，且因临界值的设定，使系统在进行超频或降频调整时，负载装置皆可进行相对应的调整。因此本发明除可使负载装置能发挥最大的执行效能及可降低系统能源的耗损外，更可提升系统动态超压超频/降频降压的稳定性。

Description

一种调整负载装置执行效能的方法

技术领域

本发明是关于一种调整负载装置执行效能的系统及其方法，其可依据负载信号，使系统能于稳定状态下动态调整负载装置的执行效能。

背景技术

如图1所示，在已知负载装置执行效能的侦测电路中，电源供应器17是用以输入高电压准位(例如：110伏特)的交流电，并输出低电压准位(例如：12伏特)的直流电，以供应负载装置(例如：中央处理器11)运作时所需的电力，由于中央处理器11消耗电力所需的电压准位(例如：1.3伏特)较电源供应器17所提供的电压准位为低，故由储能电感18及储能电容19的储能能力，并配合PWM控制器15控制高栅极控制信号Ugate及低栅极控制信号Lgate，以分别控制开关器16及开关器162的开启/闭合状态，使电源供应器17可提供电力至中央处理器11。其中，开关器161所汲取的电力是由电源供应器17所提供，PWM控制器15可依据中央处理器11所汲取的电力大小而调整开关器161及开关器162的切换速度，以满足中央处理器11于重负载或轻负载下的电力消耗。

由于中央处理器11的执行效能皆经由BIOS直接对调些装置12做设定，此调整装置12可为频率调整器或电压调整器，进而去控制时脉产生器13及电压控制器14对中央处理器11进行超压超频或降频降压的执行效能调整动作，如图2a所示，已知技术欲对中央处理器11进行超频时，由于为了配合中央处理器11本身需稳定超频的特性，所以必须先对此中央处理器11进行超压然后再超频，因此已知技术常于系统开始的同时就已由BIOS设定为超压，以此预先超压的动作来配合后续超频的需求，但由于系统开机后其电压即处于超压状态，因而此已知做法会造成不必要的功率消耗，且就算此中央处理器11不进行超频的动作，电压仍无法降回未超压的状态，再者此已知技术做法为单一起压超频模式，所以无法在同一系统下，依中央处理器11不同时间的系统执行需求而改变其执行效能，除造成无法减少能源的消耗外，且长时间的超压更容易造成中央处理器11的损毁的可能性上升，实造成使用上的不便。

图2b所述为已知技术于侦测中央处理器11的负载状态后，欲对其中央处理器11进行降频的效能调整动作，且为配合中央处理器11稳定降频的特性，所以必须先降频再降压，但已知技术为了保护未降频前系统可以稳定执行，因此往往在系统开机的同时，则会经由BIOS设定电压不做任何调整，因为如果降压后，中央处理器11尚未降频或才进行降频时，将可能造成系统不稳定或死机，而无法达到保持系统稳定的需求，因此已知技术无法对中央处理器11进行动态降频降压的动作，且若仅以降频的方式来达成省电目的，其效果也有限，进而无法满足使用者使用上的需求，并造成使用上的困扰。

发明内容

本发明的目的是提供一种调整负载装置执行效能的方法，是依据实际负载所相对应的一负载信号而动态地调整负载装置的执行效能，

本发明一种调整负载装置执行效能的方法，是依据一实际负载所相对应的负载信号而动态地调整该负载装置的执行效能，其特征在于，该方法包括步骤：

(A)侦测该负载装置的负载状态，并依据该负载装置的负载状态而测得该负载信号；

(B)判断该负载信号是否大于一超频临界值，如成立则表示该负载装置欲执行超频的动作，并执行步骤(C)；

(C)提供一控制信号控制一电压控制器，以对该负载装置进行升压，并以该控制信号控制一时脉产生器停止供应时脉信号至该负载装置；

(D)提供一超频执行信号至该时脉产生器，以使该时脉产生器执行超频的动作；以及

(E)侦测该时脉产生器是否已完成超频的动作，如成立则传送一启动时脉供应信号至该时脉产生器，以重新供应时脉信号至该负载装置。

其中，该负载装置是包括一中央处理器、一显示晶片、一南北桥晶片、或一存储器。

其中，于步骤(A)中，一PWM控制器是依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号为该负载信号。

其中，于步骤(A)中，一PWM控制器依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号输入一缓冲装置，该缓冲装置输出一高闸极控制信号，该高闸极控制信号为该负载信号。

其中，于步骤(A)中，一PWM控制器是依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号输入一缓冲装置，该缓冲装置输出一低闸极控制信号，该低闸极控制信号为该负载信号。

其中，于步骤(A)中，一电流侦测电路是侦测该负载装置的汲取电流，并以该测得的汲取电流测得该负载装置的负载状态。

其中，于步骤(A)中，一电压侦测电路是侦测该负载装置的工作电压，并以该工作电压测得该负载装置的负载状态。

本发明一种调整负载装置执行效能的方法，是依据实际负载所相对应的一负载信号而动态地调整该负载装置的执行效能，其特征在于，其包括步骤：

(B)判断该负载信号是否小于一降频临界值，如成立则表示该负载装置欲执行降频的动作，并执行步骤(C)；

(C)提供一控制信号控制至一时脉产生器，以停止供应时脉信号至该负载装置；

(D)提供一降频执行信号至该时脉产生器，以使该时脉产生器执行降频的动作；

(E)侦测该时脉产生器是否已完成降频的动作，如成立则传送一启动时脉供应信号至该时脉产生器，以重新供应时脉信号至该负载装置；以及

(F)提供一降压执行信号，以控制一电压控制器对该负载装置进行降压的动作。

其中，该负载装置是是包括一中央处理器、一显示晶片、一南北桥晶片、或一存储器。

其中，于步骤(A)中，一PWM控制器是依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号输入一缓冲装置，该缓冲装置输出一高闸极控制信号，该高闸极控制信号为该负载信号。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：

图1是已知技术的系统方块图。

图2a，图2b是已知技术的状态示意图。

图3是本发明第一较佳实施例的流程图。

图4是本发明电流负载侦测装置的功能方块图。

图5是本发明第一较佳实施例的系统方块图。

图6是本发明第一较佳实施例的的状态示意图。

图7是本发明负载量化值、临界值、工作电压以及反磁滞值的示意图。

图8是本发明第二较佳实施例的系统方块示意图。

图9是本发明第三较佳实施例的系统方块示意图。

图10是本发明第四较佳实施例的系统方块示意图。

图11是本发明第五较佳实施例的系统方块示意图。

具体实施方式

有关本发明的调整负载装置执行效能的方法的第一较佳实施例，请先参照图3所示的系统方块图，其是用来搭配本发明的方法使用，如图3所示，电流负载侦测装置32可依据负载信号，如：PWM工作周期信号、高栅极控制信号Ugate、或低栅极控制信号Lgate的变化来调整负载装置(例如：中央处理器311)的效能执行，本实施例是以PWM工作周期信号为例，PWM控制器35会依据中央处理器311的负载状态的改变，而输出一PWM工作周期信号至电流负载侦测装置32，于本实施例中，此PWM工作周期信号是由PWM控制器35依据中央处理器311的负载状态的改变，而调整PWM信号高/低准位维持时间所得来，再者电流负载侦测装置32会依据PWM工作周期信号的变化，进而调整时脉产生器33及电压控制器34的运作，其可用来增加或降低中央处理器311的时脉信号及工作电压。此外，为了强化高栅极控制信号Ugate及低栅极控制信号Lgate的驱动能力，使用者亦可于电源供应器37内的PWM控制器35的后端加入缓冲装置38，其中，缓冲装置38可为正向器、反向器、缓冲器、或上述元件的结合。

如图4所示，电流负载侦测装置32由准位取样器321、频率产生器322、计时器323、计数器324、暂存器325、以及比较器326所组成。频率产生器322是用来产生一高频信号，例如：100KHz的高频信号，并输出高频信号至计时器323。准位取样器321可用来对PWM工作周期信号进行取样，并输出取样信号至计数器324。计时器323定于一单位时间内计数高频信号的次数，例如：计数100个高频信号，并输出单位时间信号至计数器324。计数器324可用以累计取样信号的次数，并于接收单位时间信号的同时，输出累加信号至比较器326。比较器326接收到计数器324传来的累加信号时，则会将此累加信号与储存于暂存器325内的临界值进行比对，于本实施例中，暂存器325储存有一超频临界值及一降频临界值，且此超频临界值舆降频临界值除于本例可储存于暂存器325内，其亦可储存在SRAM、存储器等储存装置中，其中，超频临界值所相对应的效能是大于降频临界值所相对应的效能，并依比对结果(超频或降频)来控制时脉产生器33及电压控制器34运作，以达到动态调整中央处理器311的执行效能。

有关本发明的实施方法，请参照图5所示的流程图并一并参照图3所示的系统方块图，首先，于步骤S501中，PWM控制器35会侦测中央处理器311的负载状态，并依据中央处理器311的负载状态而输出PWM工作周期信号至电流负载侦测装置32，负载状态示意图请参照图6所示，此时电流负载侦测装置32则会判断PWM工作周期信号是否大于超频临界值A1，A2或降频临界值B1，B2(步骤S502)，于本实施例中超频及降频的判断方法如下所述，将中央处理器311的执行效能区分成复数效能阶级，并设定每一效能阶级所对应的工作频率、工作电压、临界值以及反磁滞值。如图7所示，较佳是将中央处理器311的执行效能区分成五效能阶级，分别为超高效能I阶、高效能II阶、正常效能III阶(预设值)、低效能IV阶、以及超低效能V阶，且其工作频率分别为预设频率提升10％、预设频率提升6％、预设频率、预设频率降低6％、以及预设频率降低10％，工作电压分别为1.4v、1.35v、1.3v、1.25v以及1.20v，临界值较佳分别为45、35、25以及20，反磁滞值较佳分别为47、37、23以及18。由上述中可知，如果工作频率被提升者，则其反磁滞值将大于临界值；相反地，如果工作频率被降低者，则其反磁滞值将小于临界值，此乃因为中央处理器311的工作频率改变将造成中央处理器311的执行效能改变，而此执行效能的改变听产生的负载与中央处理器311因运算处理(例如：执行大型应用程序)所产生的负载无关，为了使中央处理器311的执行效能的切换置于相同的比对基础上，故需以反磁滞值以进行相关的比对，使中央处理器311的执行效能的切换更符合现实的状况。可想而知地，使用者可依其需求而将执行效能的效能阶级数予以增加或减少，或改变临界值与反磁滞值的值，或改变每一效能阶级所对应的工作频率或工作电压，并不以上述为限。

请一并参照图6所示的超频及降频相关元件状态示意图，于本实施例中以临界值A1来做为超频操作的临界值，其临界值A2判断方式与临界值A1相同，在此则不多加描述，例如超频临界值A1的负载状态为35％，则当中央处理器311的负载状态程度超过35％时，则表示中央处理器311需进行超压超频以调整执行效能，则电流负载侦测装置32则会输出一控制信号来控制电压控制器34，对中央处理器311进行升压，并以此控制信号控制时脉产生器33停止供应时脉信号至中央处理器311(步骤S503)，因时脉信号的频率若处于变动的状况下使的达到超频的频率时，容易造成其它各元件的死机，因此在等待时脉产生器33往欲超频的目标频率上升的时间内，须先停止供应时脉信号给中央处理器311或其他相关元件，并提供一超频执行信号至时脉产生器33，以让时脉产生器33将时脉信号的频率调至欲超频的目标频率(步骤S504)，并持续侦测频率是否已到达超频目标值(步骤S505)，当时脉产生器33的时脉信号频率已达超频的目标频率时，则传送一启动时脉供应信号至时脉产生器33以重新供应时脉信号至中央处理器311(步骤S506)，如此便完成中央处理器311超频的动作(步骤S512)。

再者，于步骤S502中，于本实施例中以临界值B2来做为降频操作的临界值，其临界值B1判断方式与临界值B2相同，在此则不多加描述，又如中央处理器311的负载状态低于降频临界值B2时，例如临界值B2为18％时，则表示中央定理器311须进行降频降压的执行效能调整，此时为防止中央处理器311若于降频期间持续接收时脉产生器33所输出的时脉信号，易造成死机的情形产生，则电流负载侦测装置33会提供一控制信号至时脉产生器33，以控制时脉产生器33停止供应时脉信号至中央处理器311(步骤S507)，然后电流负载侦测装置32会再提供一降频执行信号至时脉产生器33，以控制时脉产生器33执行时脉信号频率下降的动作(步骤S508)，并持续侦测频率是否已调至降频目标值(步骤S509)，并当时脉产生器33的时脉信号频率已达降频频率的目标值时，则电流负载侦测装置32会传送一启动时脉供应信号至时脉产生器33，以重新供应时脉信号至中央处理器311(步骤S510)，当中央处理器311已重新接收时脉信号时，则电流负载侦测装置32会接着提供一降压执行信号来控制电压控制器34对中央处理器311进行降压的动作(步骤S511)，如此才完成中央处理器311降压/降频的执行效能调整(步，骤S512)。

电流负载侦测装置32除可由PWM控制器35接收PWM工作周期信号外，如图8所示，更可先由一缓冲装置38来输入PWM控制器35依据中央处理器311的负载状态的改变而调整的高/低准位维持时间，且此缓冲装置38接收PWM信号后并输出一高栅极控制信号Ugate，则电流负载侦测装置32亦可撷取此高栅极控制信号Ugate为PWM工作周期信号，此实施例仅信号撷取点与上述实施例不同，其操作方式与上述实施例相同，故不再详述。又如图9所示，缓冲装置38接收PWM信号后，亦可输出一低栅极控制信号Lgate，且电流负载侦测装置32亦可撷取此低栅极控制信号Lgate为PWM工作调期信号，此实施例此操作方式与达成功效皆与上述实施例相同，在此则不多加描述。

再者，中央处理器311的负载状态除了可由PWM信号测得，如图10所示，中央处理器311的负载状态亦可由电流侦测电路91来侦测中央处理器311的汲取电流，并以所测得的汲取电流而得知中央处理器311的负载状态，并进而调整中央处理器311的执行效能，此实施例此操作方式与达成功效皆与上述实施例相同，在此则不多加描述。又如图11所示，中央处理器311的负载状态亦可由电压侦测电路92来侦测中央处理器311的工作电压，并以此工作电压而得知中央处理器311的负载状态，并进而调整中央处理器311的执行效能，此实施例此操作方式与达成功效皆与上述实施例相同，在此则不多加描述。

如上所述，本发明利用负载信号侦测来使负载装置能稳定地进行动态超压超频或降频降压的执行效能调整，并以超频及降频临界值的设定来达成动态调整执行效能的目的，使得系统在执行超频或降频调整时，负载装置皆有进行相对应的调整，除使负载装置能发挥最大的执行效能，更可降低能源的耗损。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims

1.一种调整负载装置执行效能的方法，是依据一实际负载所相对应的负载信号而动态地调整该负载装置的执行效能，其特征在于，该方法包括步骤：

(E)侦测该时脉产生器是否己完成超频的动作，如成立则传送一启动时脉供应信号至该时脉产生器，以重新供应时脉信号至该负载装置。

2.如权利要求1所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，该负载装置是包括一中央处理器、一显示晶片、一南北桥晶片、或一存储器。

3.如权利要求1所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一PWM控制器是依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号为该负载信号。

4.如权利要求1所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一PWM控制器依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号输入一缓冲装置，该缓冲装置输出一高闸极控制信号，该高闸极控制信号为该负载信号。

5.如权利要求1所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一PWM控制器是依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号输入一缓冲装置，该缓冲装置输出一低闸极控制信号，该低闸极控制信号为该负载信号。

6.如权利要求1所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一电流侦测电路是侦测该负载装置的汲取电流，并以该测得的汲取电流测得该负载装置的负载状态。

7.如权利要求1所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一电压侦测电路是侦测该负载装置的工作电压，并以该工作电压测得该负载装置的负载状态。

8.一种调整负载装置执行效能的方法，是依据实际负载所相对应的一负载信号而动态地调整该负载装置的执行效能，其特征在于，其包括步骤：

9.如权利要求8所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，该负载装置是包括一中央处理器、一显示晶片、一南北桥晶片、或一存储器。

10.如权利要求8所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一PWM控制器是依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号为该负载信号。

11.如权利要求8所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一PWM控制器是依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号输入一缓冲装置，该缓冲装置输出一高闸极控制信号，该高闸极控制信号为该负载信号。

12.如权利要求8所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一PWM控制器是依据该负载装置的负载状态的改变而调整一PWM信号的高/低准位维持时间，该PWM信号输入一缓冲装置，该缓冲装置输出一低闸极控制信号，该低闸极控制信号为该负载信号。

13.如权利要求8所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一电流侦测电路是侦测该负载装置的汲取电流，并以该测得的汲取电流测得该负载装置的负载状态。

14.如权利要求8所述的调整负载装置执行效能的方法，其特征在于，其中，于步骤(A)中，一电压侦测电路是侦测该负载装置的工作电压，并以该工作电压测得该负载装置的负载状态。