CN101124549A - 用于内部计算机状态的传输、显示和检测的非侵入的、低成本的方法和装置 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于允许PC中的诊断的方法和装置。用户察觉不到的信号通过LED传输，以指示开/关电源状态。小型的手持设备可以用来检测和解释信号，并向用户提供特定问题的可视指示。

Description

用于内部计算机状态的传输、显示和检测的非侵入的、低成本的方法和装置

技术领域

本发明涉及检测和显示计算机状态，诸如诊断状态，的领域。

背景技术

已经有几种可用于个人计算机(PC)的故障检修技术，这些技术依赖于PC操作，至少在一定程度上提供自诊断数据。

一种这样的故障检修技术解码在几乎所有计算机上使用的端口80诊断数据。安装在计算机中的一个板卡被用来解码信号，并向该板卡上的显示器提供问题指示。在一些情况下，该显示器包括多个LED。例如，如果计算机持续开机自检(POST)，则能够提供对上一次测试的组件、出故障的地址或代码、或者其它诊断信息的指示。

在一些计算机中，通过可听音或蜂鸣音直接向用户提供一组有限的故障模式指示符。例如，用于某一POST代码的一系列蜂鸣音1-3-1可以指示DRAM刷新测试中的错误。

附图说明

图1是一个PC的方框图，其说明了在计算机的前面板上的一个指示灯的连接；

图2是一个电路的方框图，该电路提供信号给图1的指示灯；

图3是一个计算机机箱和手持诊断设备的图；

图4是图4的手持设备内部组件的方框图；

图5说明了由图1的指示灯发送的波形图；

图6说明了提供给图1的指示灯的组合的电源状态信号和串行比特流。

具体实施方式

描述了一种用于检测和显示特别是计算机诊断信息的方法和装置。在下面的描述中，阐述了特定的细节，例如特定的波形，以提供对本发明的彻底理解。显然，对本领域的技术人员来说，本发明可以不需要这些特定细节而实现。在其它情况下，没有阐述众所周知的电路和代码，以避免使本发明不必要的难懂。

通常，计算机用户被提供很少的关于诊断检测的信息，计算机可以运行所述诊断检测作为例如开机自检(POST)的一部分。一些计算机提供的蜂鸣音很难解释。例如通过端口80卡提供的更详细信息需要打开计算机，并且在很多情况下，需要熟练的技术人员来理解它。

现在参考图1，说明了一台PC的方框图。它包括处理器10，其可以是由Intel公司生产的Pentium^处理器。处理器10连接到处理器总线11。通常情况下，处理器总线11与芯片集14接口，其中芯片集14可能是具有附加电路的普通芯片集，将结合图2对其进行描述。芯片集通常与动态随机访问存储器(DRAM)15和图形控制器13接口。

芯片集还通过PCI总线18与I/O控制器集线器13接口。连接到这个集线器的是诸如硬盘驱动器21和BIOS 22的设备。

BIOS 21通常是一个只读存储器或闪存存储器，其包括基本输入/输出系统，即，用于计算机的基本代码。该代码提供基本功能，并且即使当例如硬盘驱动器21故障时使一些操作可运行。BIOS 21通常包括POST代码。当POST代码被执行时，可能向例如前面提及的端口80卡报告故障。

虽然在图1中未示出，但是在很多计算机中都使用了一个超级I/O卡，其尤其是提供一个信号，以驱动安装在计算机前面的指示灯(通常是发光二极管)。这表示为在计算机机箱的前面板30上的灯31。在大多数情况下，机箱包括一个主板，主板上容纳图1的许多电路组件。盘驱动器21以及其它驱动器安装在机箱内。机箱还为显示器和如键盘的其它外围设备的连接提供接口。虽然图中显示了具有机箱的计算机，但是本发明可以用于膝上型、手持式或其它类型计算机。

很多情况下，超级I/O芯片提供信号以驱动发光二极管(LED)31。该LED向用户提供计算机电源状态的指示。通常，LED指示“关”和“开”状态，以及一个中间状态，待机状态。例如，发光二极管可以以关闭(不发光)表示“关”状态，以完全亮度表示“开”状态，并以缓慢闪烁或中间亮度表示待机状态。

图2中的线30向LED 31提供线30上的第一信号，指示电源状态，如“开”、“关”或待机。如将要讨论的，也连接到LED 31的线32上的第二信号提供高速串行数字信号，以至于用户觉察不到。

图6中示出了一个可被耦合到线25上的LED 31的典型信号。图6中的信号的DC部分有3个电平，一个表示周期60，第二个表示周期62，第三个表示周期63。在周期60期间表示为0DC的第一电平不提供电源给LED，并表示“关”状态。“开”状态用周期62期间的DC电平表示，在周期62期间LED完全发光。待机电源状态用周期63表示，此时，将一个中间DC信号提供给LED，表示待机电源状态。如前面提及的，这个状态也可以用闪烁，即，通过切换“开”和“关”状态，来表示。

数字数据的脉冲串和电源状态信号一起以例如从500KHZ到2MHZ范围的高频传输。这些数字数据的脉冲串出现得太快，并且不经常出现，以至于从人类观察者来看，它们是觉察不到的。通过实例可以知道，脉冲串只占“开”或待机时间的约5％。此外，虽然在图6中，脉冲串66显示为与DC“开”电位和待机电位相比，具有相对小的幅度，但是实际上数字信号的脉冲串可以使LED从全开变化到全关。将结合图5讨论一个实施例的脉冲串66的特定波形40。

现在参考图2，所示的电路可以被便利地包括在芯片集14内，作为集成电路的一部分。优选地，如线25指示的，使用集成电路的单个管脚或触点向LED 31提供信号。这个信号理想地包括电源状态信号和串行数字数据的脉冲串。因此，基于例如超级I/O芯片的该用于提供“开”、“关”、待机电源状态信号的当前电路，可以合并到芯片集的集成电路上。可选地，由芯片集中的电路的线32提供的串行数字数据，可以和来自超级I/O芯片的、如线30所示的信号结合，以提供线25上的单个信号。这是不希望的，因为它在主板上需要一条线路，并可能需要一个组件。

如前面指出的，串行数字信号代表计算机的状态信息。例如，如上所述，它可能代表与POST代码相关联的诊断信息。该状态信息可能包括计算机中的组件的标识号或序列号。可以发送用于确定故障性质的信息、标识需要被替换的组件的信息、或者关于导致故障的事件的信息。

图2的电路以并行的方式从总线33接收数据。总线33可以提供到PCI总线18和/或处理器总线11的直接连接。总线33可以是地址总线、数据总线、多路复用总线，或者包括数据和地址的总线。总线信号选择器34从总线33选择信号，并把它们耦合到并行到串行寄存器35。一个普通的门电路可以被用作选择器34。

在一个实施例中，选择器34在软件控制下运行，并在例如BIOS代码的执行中，在指定点处从总线33选择信号。这些信号表示在POST代码执行期间检测的各种组件的状态或操作性。可选地，如果发生不期望的执行终止，执行停止处的地址可以被发送到寄存器35。这可以被用来确定故障的性质。软件也可以将组件(例如，故障组件)的标识符，例如序列号、型号和配置状态，置于总线33上或寄存器35中。

定时控制器40向寄存器35提供时钟信号。可以使用根据芯片集的定时信号操作的普通时钟电路。来自控制器40的时钟信号串行移出从总线33以并行方式放入寄存器35中的比特。如上所述，数据被从寄存器35移出的时钟频率可以在500KHz到2MHz的范围内。此外，如将结合图5讨论的，为了标识数据脉冲串的开始和停止，可以使脉冲串的起始比特和结束比特具有更长的持续时间(更低的频率)。此外，因为数据理想地以自同步码进行编码，所以一些数据可以以一个频率传输，而其它数据可以以不同的频率传输。因此，软件可以控制定时控制器40，使它根据数据的性质，以不同的频率传输所述数据。这允许通过简单地标识传输的频率，来使同样的代码代表不同的状态信息。

并行到串行寄存器35可以包含任何数量的比特。例如，可以使用8比特，其通常小于总线33的总宽度。因此，例如，诊断信息可以仅被置于总线的某些线路中。可选地，寄存器可以比总线宽，并且几个总线循环的数据可以被装载进寄存器35，用于在单个脉冲串中传输。因此，脉冲串可以包括例如4k比特。

如图2中说明的，寄存器35的输出通过曼彻斯特编码器41耦合。曼彻斯特编码可以是用于提供自同步的编码技术中的一种。也可以使用其它允许时钟恢复的编码技术。此外，纠错码和/或奇偶校验位可以和脉冲串一起传输，以确保传输数据的完整性。众所周知，这些也可以通过编码器41来添加。

通常在PC中，用发光二极管(LED)来指示电源状态。对这些LED进行测试发现，许多可以在超过2MHz的频率运行，即使它们并不专用于这样的应用。在实施本发明时，指示器31应该能够传输数据脉冲串，以使得它们可以被检测。

如图3中所示的，例如，使用一个笔形状的手持设备40来检测来自LED 31的否则不可觉察的数据脉冲串。如图4中所示，该手持设备40包括光敏二极管41，其提供代表由LED 31传输的数据的电信号。在一个实施例中，这个信号连接到嵌入的控制器或处理器42。控制器/处理器42包括用于接收串行数据的串行端口，包括用于恢复时钟信号的电路，用于解码来自二极管41的信号的电路。然后，由控制器/处理器将这些信号与存储在连接到处理器的控制器或存储器的非易失性存储区域中的信号进行比较，或进行解释，以指示传输的状态或其它信息。现场可编程门阵列(FPGA)，或其它可编程逻辑，如市场上可获得的CPLD，可以被用来代替控制器或处理器42。

在一个实施例中，控制器/处理器42驱动图3中所示的多个灯44。例如，如果发生故障，则计算机可以发送一个脉冲串到设备40，指示故障的性质。然后，灯的不同组合可以被点亮，以指示不同的故障。可以提供一个表，来允许用户解释发光的灯的组合，以识别特定的故障。此外，如图3中所示，手持设备可以包括开/关按钮45，用于给手持设备加电，和/或复位该设备。

可选地，嵌入的控制器/处理器42可以向显示器提供一个信号，以允许显示器向用户提供一个读出，例如，指示“硬盘驱动故障”。

在另一个实施例中，光敏二极管被包括在比笔大的手持设备中，如手掌大小的设备，其包括整体的显示器、控制器或处理器，以及光检测设备。这允许显示更多信息，如序列号、零件号等。

在图5中，所示的数据的单个脉冲串包括8比特和一个奇偶校验位。该传输采用时钟率“t”。等于三倍时钟周期的初始脉冲用于指示脉冲串的开始。同样地，三倍时钟周期持续时间的、但是具有相反极性的信号用于指示脉冲串的结束。如图5所示，在脉冲串期间传输的数据包被进行曼彻斯特编码，从而允许传输而不需要单独的时钟信号，因为时钟信号可从数据本身恢复。

这样，描述了一种方法和装置，其允许在计算机中以低开销产生诊断信号或其它信息信号。该信号被简单地编码，并传输到一个便宜的设备，以读出解释。

Claims (24)

1.一种计算机，包括：

指示灯，其对用户是可见的，用于指示所述计算机的电源状态；

耦合到所述指示灯的转换器，用于将数字信号转换为编码信号，所述转换器以用户不可察觉的频率提供所述编码信号；以及

耦合到所述转换器的选择器电路，用于选择预定的数字信号，该预定的数字信号代表所述计算机的状态数据。

2.如权利要求1所述的计算机，其中所述转换器提供包括多个比特的串行数字信号，并且其中所述多个比特中的一些具有比另一些更长的周期。

3.如权利要求1所述的计算机，其中所述指示灯是发光二极管。

4.如权利要求3所述的计算机，其中所述发光二极管向用户指示“开”和“关”电源状态。

5.如权利要求4所述的计算机，其中所述发光二极管还指示待机电源状态。

6.如权利要求3所述的计算机，其中所述串行数字信号以脉冲串传输。

7.如权利要求1所述的计算机，其中所述状态数据是所述计算机的诊断数据。

8.如权利要求1所述的计算机，其中所述状态数据是BIOS POST代码数据。

9.如权利要求1所述的计算机，其中所述编码信号是自同步信号。

10.如权利要求9所述的计算机，其中所述编码信号是曼彻斯特编码的。

11.一种计算机系统，包括：

计算机，包括：

指示灯，其对用户是可见的，用于指示计算机的电源状态；

耦合到所述指示灯的转换器，用于将并行数字信号转换为

串行数字信号，所述转换器以用户不可察觉的频率提供所述串

行信号；以及

耦合到所述转换器的选择器电路，用于选择预定的并行数

字信号，该预定的并行数字信号代表所述计算机的状态数据；

以及

手持设备，包括：

光传感接收器；以及

耦合到所述光传感接收器的处理器，用于将所述串行数字

信号转换为人类可察觉的形式。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述手持设备包括耦合到所述处理器的多个灯，用于向用户提供所述人类可察觉形式的所述串行数字信号。

13.如权利要求11所述的系统，其中所述手持设备包括显示器。

14.如权利要求11所述的系统，其中所述状态数据是BIOS POST代码数据。

15.如权利要求11所述的系统，其中提供所述串行数字信号的所述转换器提供具有多个比特的信号，所述多个比特中的一些具有比另一些更长的周期，以使得能够检测包的边界。

16.如权利要求11所述的系统，其中所述指示灯指示所述计算机的“开”或“关”电源状态。

17.如权利要求11所述的系统，其中所述指示灯指示所述计算机的“开”、“关”或待机电源状态。

18.如权利要求15所述的系统，其中所述串行数字信号以脉冲串提供。

19.一种方法，包括：

提供用户可见的第一信号给指示灯，以向所述用户指示计算机的至少“开”和“关”电源状态；以及

提供用户不可察觉的第二信号给所述指示灯，所述第二信号包括串行比特流，其代表所述计算机的诊断状态。

20.如权利要求19所述的方法，包括串行化多个并行比特，以提供所述串行比特流。

21.如权利要求20所述的方法，包括将所述串行比特流编码为自同步信号。

22.如权利要求21所述的方法，其中所述编码包括曼彻斯特编码。

23.如权利要求19所述的方法，其中所述诊断状态是BIOS POST数据。

24.如权利要求19所述的方法，包括利用手持设备接收所述串行比特流，并将所述串行比特流转换为人类可察觉的所述诊断状态的表示。

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