CN100498635C - 调整系统效率的装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种调整系统效率的装置与方法，所述调整系统效率的装置适用于具有电流消耗的系统中，包括系统电流侦测器以及系统效率调整模块。系统电流侦测器用以接收来自系统的系统电流值，并根据系统电流值计算系统电流变化率。系统效率调整模块用以接收系统电流变化率，以及根据系统电流变化率并参考系统电流变化编码表以输出频率控制信号以及电压控制信号。本发明所述调整系统效率的装置与方法，所产生的频率信号及电压信号可充分反应计算机系统所消耗的功率，从而达到提升系统效率的目的。
Description
技术领域
本发明是有关于一种动态调整系统效率(systemperformance)的方法，特别是有关于一种以系统所消耗的电流变化(current variation)，动态地调整系统效率的装置与方法。
背景技术
在现今的电子相关产业中，环保概念已成为相关产品设计中的重要考量，例如减少电子产品系统功率(system power)的消耗即为其中之一。换言之，当系统功率的运用度越佳时，也就越能达到省电效果时，则系统效率便随之提升。
目前应用于电子装置或系统中的省电方式，通常是依循如先进组态及功率接口(Advanced Configuration and PowerInterface，ACPI)等各种规格所制订的省电规范为主，以软件(software)的方式进行电源管理。以软件进行电源管理主要是以软件程序，根据不同的中央处理单元(central control unit，CPU)利用率，预估可能产生的系统功率使用状态，而进入不同的省电模式。然而，利用软件程序进行控制，所能分类的省电模式有限，无法将目前系统的实际运作情形即时地反应在系统电源管理上。再者，以软件方式进行控制，必须由程序进行系统功率使用状态的预估计算，容易产生误差。
因此，如何有效地控制系统功率以提高系统效率，实为电子相关产业目前及未来研究的一重要课题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种调整系统效率的装置，其适用于具有电流消耗的系统中，包括系统电流侦测器以及系统效率调整模块。具有电流消耗的系统可为电子元件如晶片组(chip set)，或为电子装置如电源供应器(power source)，或为计算机系统如个人计算机(personal computer)或笔记型计算机(Notebook)等等。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种调整系统效率的装置，其适用于具有电流消耗的一系统中，包括：一系统电流侦测器，用以接收来自上述系统的一系统电流值，以及根据上述系统电流值计算一系统电流变化率；以及一系统效率调整模块，其耦接于上述系统电流侦测器，用以接收上述系统电流变化率，以及根据上述系统电流变化率并参考一系统电流变化编码表以输出至少一频率控制信号以及至少一电压控制信号。
本发明所述的调整系统效率的装置，其中上述频率控制信号是输出至一频率产生器中。
本发明所述的调整系统效率的装置，其中上述频率产生器根据上述频率控制信号及一频率控制参数表以产生至少一频率信号。
本发明所述的调整系统效率的装置，其中上述电压控制信号是输出至一电压控制器中。
本发明所述的调整系统效率的装置，其中上述电压控制器根据上述电压控制信号及一电压控制参数表以产生至少一电压信号。
本发明所述的调整系统效率的装置，其中上述系统电流值是来自于上述系统的一电源供应器。
本发明所述的调整系统效率的装置，其中上述系统是为一电子元件。
本发明所述的调整系统效率的装置，其中上述系统是为一电子装置。
本发明所述的调整系统效率的装置，其中上述系统是为一计算机系统。
再者，本发明提出一种调整系统效率的方法，其适用于具有电流消耗的系统中。首先，接收来自系统的系统电流值，再根据系统电流值计算系统电流变化率。系统电流值可来自于系统的电源供应器。具有电流消耗的系统可为电子元件如晶片组，或为电子装置如电源供应器，或为计算机系统等等。
然后，根据系统电流变化率来输出频率控制信号以及电压控制信号，并可根据系统电流变化率并参考系统电流变化编码表，以输出频率控制信号以及电压控制信号。
频率控制信号是输出至频率产生器中，再根据频率控制信号及频率控制参数表以产生频率信号。电压控制信号是输出至电压控制器中，再根据电压控制信号及电压控制参数表以产生电压信号。
本发明所述的调整系统效率的方法，其中上述系统是为一电子元件。
本发明所述调整系统效率的装置与方法，提供的调整系统效率的装置所产生的频率信号及电压信号可充分反应计算机系统所消耗的功率，达到了提升系统效率的目的。
附图说明
图1是为一范例消耗功率曲线的示意图。
图2是显示本发明所揭示的系统的功能示意图。
图3是显示本发明所揭示的方法的执行流程图。
图4是显示本发明所揭示的装置的一实施例的示意图。
具体实施方式
首先说明系统功率的现象。请参照图1，图1是为一范例消耗功率曲线的示意图。如图所示，于此范例中，纵轴为消耗功率(power)，横轴为时间(time)，曲线分为斜线部分及空白部分。对于斜线部分而言，由于系统功率的需求增加，造成输出功率增加，因此曲线呈正斜率变化。反之，在空白部分，系统功率的需求减少，因此曲线呈负斜率变化。由此可知，系统于运作期间，其系统消耗功率是呈动态地变化，因此当系统能因应功率的需求而动态地输出功率，方能使系统效率发挥至最佳状态。特别地，如笔记型计算机(Notebook)等强调省电的系统中，如能动态地输出功率，便可延长电池的使用寿命，提升系统效率。
系统的功率消耗，可以下式来表示：
P(系统功率)＝V(工作电压)×I(消耗电流)；
一般而言，工作电压于电子元件(electronic component)、电子装置(electronic device)或计算机系统(computer system)启动时大致已固定为定值(constant)，因此系统功率是根据消耗电流的大小而变化，也就是说监控系统的电流曲线便可得知系统功率的变化。
系统效率是以控制系统频率(frequency)及电压(voltage)而达成。综合上述，若能即时地根据系统的电流变化，而自动产生控制系统的频率及电压，便能有效地调整系统效率。
请参照图2，图2是显示本发明所揭示的系统的功能示意图。如图所示，本发明提供一种调整系统效率的装置20，其适用于具有电流消耗的系统中，包括系统电流侦测器200以及系统效率调整模块202。具有电流消耗的系统可为电子元件如晶片组，或为电子装置如电源供应器，或为计算机系统等等。
系统电流侦测器用以接收来自系统的系统电流值，以及根据系统电流值计算系统电流变化率。系统电流值可来自于系统的电源供应器(power source)。当系统电流以曲线表示时，计算所得的系统电流变化率也就是系统电流曲线的斜率，也就是某一时间区段内系统电流的变化情形。
系统效率调整模块用以接收系统电流变化率(currentvariation)，以及根据系统电流变化率输出频率控制信号以及电压控制信号。系统效率调整模块可参考系统电流变化编码表，以输出频率控制信号以及电压控制信号。
频率控制信号是输出至频率产生器中，频率产生器可根据频率控制信号及频率控制参数表以产生频率信号。电压控制信号是输出至电压控制器中，电压控制器根据电压控制信号及电压控制参数表以产生电压信号。而后，所产生的频率信号及电压信号是为调整系统效能的依据。
举例而言，当系统电流值下降时，系统电压亦随之调降。而系统频率调降时，系统消耗的功率也会随着下降。由上可知，利用本发明所提出的方法，可通过电流的变化，动态且即时反应系统功率，并参考系统电流变化编码表，以输出频率控制信号以及电压控制信号，进而达到提升系统效率的目的。
系统电流侦测器200用以接收来自系统的系统电流值22，以及根据系统电流值22计算系统电流变化率。系统电流值22可来自于系统的电源供应器。
系统效率调整模块202，用以接收系统电流变化率，以及根据系统电流变化率输出频率控制信号204a、204b以及电压控制信号206a、206b。系统效率调整模块202可参考系统电流变化编码表，以输出频率控制信号204a、204b以及电压控制信号206a、206b，系统电流变化编码表的一范例如表1所示。
表1
| 系统电流变化率 | 电压频率控制信号(GPOa) | 电压频率控制信号(GPOb) |
| >50 | 高 | 高 |
| >25及<50 | 低 | 高 |
| >10及<25 | 高 | 低 |
| <10 | 低 | 低 |
在此，特别说明的是，表1仅为一范例的体现，当系统电流变化率的分类越多时，第一栏中的分类越多时，则可产生较多的频率控制信号与电压控制信号，例如系统电流变化率分类为8组时，则可能有GPOa、GPOb及GPOc。
频率控制信号204a、204b是输出至频率产生器24中，频率产生器24可根据频率控制信号204a、204b及频率控制参数表以产生频率信号，频率控制参数表的一范例如表2所示。
表2
| 频率控制信号(204a) | 频率控制信号(204b) | 频率控制参数(一般模式) | 频率控制参数(省电模式) |
| 高 | 高 | 增加10％ | +/-0％ |
| 低 | 高 | 增加7％ | 减少5％ |
| 高 | 低 | 增加4％ | 减少10％ |
| 低 | 低 | +/-0％ | 减少20％ |
电压控制信号206a、206b是输出至电压控制器26中，电压控制器26可根据电压控制信号206a、206b及电压控制参数表以产生电压信号，电压控制参数表的一范例如表3所示。
表3
| 电压控制信号(206a) | 电压控制信号(206b) | 电压控制参数(一般模式) | 电压控制参数(省电模式) |
| 高 | 高 | 超压10％ | +/-0％ |
| 低 | 高 | 超压7％ | 降压5％ |
| 高 | 低 | 超压4％ | 降压10％ |
| 低 | 低 | +/-0％ | 降压20％ |
在此，同样地，表2及表3仅为范例的体现，当系统电流变化率的分类越多时，可产生较多的频率控制信号与电压控制信号，因此频率控制参数与电压控制参数的分级，即一般模式与省电模式的分级也就越多。
请参照图3，图3是显示本发明所揭示的方法的执行流程图。如图所示，本发明提出一种调整系统效率的方法，其适用于具有电流消耗的系统中。首先，接收来自系统的系统电流值，再根据系统电流值计算系统电流变化率(步骤S300)。系统电流值可来自于系统的电源供应器。具有电流消耗的系统可为电子元件如晶片组，或为电子装置如电源供应器，或为计算机系统等等。
然后，根据系统电流变化率输出频率控制信号以及电压控制信号(步骤S302)。可根据系统电流变化率并参考系统电流变化编码表，以输出频率控制信号以及电压控制信号。
频率控制信号是输出至频率产生器中，再根据频率控制信号及频率控制参数表以产生频率信号(步骤S304)。电压控制信号是输出至电压控制器中，再根据电压控制信号及电压控制参数表以产生电压信号(步骤S306)。
请参照图4，图4是显示本发明所揭示的装置的一实施例的示意图。如图所示，将本发明揭示的装置应用于计算机系统40中，计算机系统40可包括电源供应器400、图形接口卡402、中央处理单元(CPU)404、北桥晶片(north bridge)406.南桥晶片(southbridge)408及动态随机存取存储器(dynamic random accessmemory，DRAM)410等元件。此外，计算机系统40尚包括本发明所提出的调整系统效率的装置42(以下称“系统效率调整装置”)以及电压控制器44及频率产生器46。
首先，计算机系统40开机后，由于系统效率调整装置42中用以参考的系统电流变化编码表、频率产生器46中的频率控制参数表以及电压控制器44中的电压控制参数表皆未定义，因此计算机系统40会先以预设值开机。
接着，由基本输入输出系统(BIOS)于测试阶段(POST)根据目前计算机系统40的形态及特性设定系统电流变化编码表于系统效率调整装置42中，并根据通讯协议决定频率控制参数表以及电压控制参数表的预设值。
然后，启动系统效率调整装置42、频率产生器46以及电压控制器44以进行动态的调整。由系统效率调整装置42中的系统电流侦测器接收来自电源供应器400的系统电流值，再根据系统电流值计算系统电流变化率。
然后，系统效率调整装置42中的系统效率调整模块，根据系统电流变化率并参考系统电流变化编码表，输出频率控制信号以及电压控制信号。
频率控制信号是输出至频率产生器46中，频率产生器46根据频率控制信号及频率控制参数表以产生频率信号。电压控制信号是输出至电压控制器44中，电压控制器44根据电压控制信号及电压控制参数表以产生电压信号。所产生的频率信号及电压信号便可充分反应计算机系统40所消耗的功率，达到提升系统效率的目的。
以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下：
20：调整系统效率的装置
22：系统电流值
200：系统电流侦测器
202：系统效率调整模块
204a、204b：频率控制信号
206a、206b：电压控制信号
24：频率产生器
26：电压控制器
Claims (10)
1.一种调整系统效率的装置，其适用于具有电流消耗的一系统中，其特征在于，所述调整系统效率的装置包括：
一系统电流侦测器，用以接收来自上述系统的一系统电流值，以及根据上述系统电流值计算一系统电流变化率；以及
一系统效率调整模块，其耦接于上述系统电流侦测器，用以接收上述系统电流变化率，以及根据上述系统电流变化率并参考一系统电流变化编码表以输出至少一频率控制信号以及至少一电压控制信号。
2.根据权利要求1所述的调整系统效率的装置，其特征在于，上述频率控制信号是输出至一频率产生器中。
3.根据权利要求2所述的调整系统效率的装置，其特征在于，上述频率产生器根据上述频率控制信号及一频率控制参数表以产生至少一频率信号。
4.根据权利要求1所述的调整系统效率的装置，其特征在于，上述电压控制信号是输出至一电压控制器中。
5.根据权利要求4所述的调整系统效率的装置，其特征在于，上述电压控制器根据上述电压控制信号及一电压控制参数表以产生至少一电压信号。
6.一种调整系统效率的方法，其特征在于，其适用于具有电流消耗的一系统中，包括下列步骤：
接收来自上述系统的一系统电流值；
根据上述系统电流值计算一系统电流变化率；以及
根据上述系统电流变化率并参考一系统电流变化编码表以输出至少一频率控制信号以及至少一电压控制信号。
7.根据权利要求6所述的调整系统效率的方法，其特征在于，上述频率控制信号是输出至一频率产生器中。
8.根据权利要求6所述的调整系统效率的方法，其特征在于，还包括根据上述频率控制信号及一频率控制参数表以产生至少一频率信号。
9.根据权利要求6所述的调整系统效率的方法，其特征在于，上述电压控制信号是输出至一电压控制器中。
10.根据权利要求6所述的调整系统效率的方法，其特征在于，还包括据上述电压控制信号及一电压控制参数表以产生至少一电压信号。
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