CN101149640A

CN101149640A - 低功耗电脑操作系统及方法

Info

Publication number: CN101149640A
Application number: CNA2007101680110A
Authority: CN
Inventors: 赖瑾; 吴青晃; 林景祥; 王钦辉
Original assignee: Via Technologies Inc
Current assignee: Via Technologies Inc
Priority date: 2006-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: TW200819969A; CN101149640B; US20080100636A1

Abstract

本发明的低功耗操作电脑系统，包含一控制器，与第一存储装置及第二存储装置信号连接，当电脑系统不在待机状态时，该控制器可周期性地从第一存储装置提取动态帧数据，当电脑系统进入待机状态，该控制器可将静态帧数据存储于第二存储装置内，当电脑系统持续位于待机状态，便重复从第二存储装置提取静态帧数据，并显示该静态帧数据所代表的图像。

Description

低功耗电脑操作系统及方法

技术领域

本发明有关于低功耗电脑操作系统及方法，尤其指能于待机时降低电脑系统的电功率要求。

背景技术

于设计电脑系统时，尤其是可携式电脑系统，一个重要的考虑便是降低整体电功率消耗，就这一点来说，电脑系统可以具有省电模式，有助于节能，举个例子，操作系统可以检测电脑系统是否已待机一段时间，如果是，则操作系统便通知电脑系统的电源管理单元(power management unit，PMU)，控制电脑内的各硬件以达到省电效果，例如，当进入省电模式，电源管理系统会提供信号给电脑系统的硬件元件，指示他们关断电源或进入低功耗(low-power)状态，如此可减少整体电功率消耗。

要判断电脑系统是不是应该进入待机状态，操作系统先判断电脑系统还有没有接收使用者或外部装置的输入，或是电脑有没有正在处理数据(如媒体转码、从网络下载数据等等或其他操作)，不过，即使决定电脑系统应该进入待机状态，我们仍旧希望其相关显示器(如液晶显示器(liquid crystaldisplay，LCD)或阴极射线管(cathode ray tube，CRT)屏幕)能提供电脑画面。

因为电脑待机，显示图像可能是固定的某一帧，要等到发生新处理程序(如电脑离开待机状态并更新帧图像)才会改变，为了让电脑系统显示这个帧，图形引擎及视频驱动单元持续将帧传送给显示器，如此可以更新显示器上的帧。

如此，即使是不用改变显示的帧，图形引擎仍不得休息，图形引擎及相关元件(如图形相关存储器)持续消耗电功率，与电脑系统没有进入省电模式时的状态一样。

另外，在待机时间里，电脑使用存储器共用结构(unified memoryarchitecture，UMA)会增加电功率消耗，尤其是，利用存储器共用结构的电脑会使用部分的电脑主系统存储器做为视频存储器，因为系统存储器内的数据持续地传送给图形引擎以显示帧，所以即使电脑进入省电模式，仍旧无法降低系统存储器及有关的控制逻辑的电功率消耗。

因此，为解决上述缺失，亟需低耗电的系统及方法。

发明内容

本发明公开一种低功耗电脑操作系统及方法，电脑系统操作方法的实施例包括当该电脑系统不处于一待机状态时，从第一存储装置提取动态帧数据；该方法还包括当该电脑系统进入待机状态后，将静态帧数据存入第二存储装置，如果该电脑系统仍持续待机，则重复从该第二存储装置提取静态帧数据，并显示该静态帧数据所代表的图像。

电脑系统的实施例包含一控制器，该控制器与该第一存储装置及第二存储装置信号连接，当该电脑系统不处于待机状态时，该控制器周期性地从该第一存储装置提取动态帧数据；当该电脑系统进入待机状态后，该控制器将静态帧数据存入该第二存储装置，如果该电脑系统仍持续待机，则重复从该第二存储装置提取静态帧数据，并显示该静态帧数据所代表的图像。

电脑系统的另一实施例包含用于电脑系统内控制数据流的装置，该装置又包含一提取动态帧数据装置，当该电脑系统不处于待机状态时，该装置从第一存储装置提取动态帧数据；另外包含一存储静态帧数据装置，当该电脑系统进入待机状态后，该装置将静态帧数据存入第二存储装置；还包含一提取静态帧数据装置，如果该电脑系统仍持续待机，则重复从该第二存储装置提取该静态帧数据，并显示该静态帧数据所代表的图像。

电脑系统的实施例包含处理电路、系统存储器、以及显示器，该电脑系统还包含检测逻辑电路，可检测该处理电路是否进入待机模式；该电脑系统另外包含待机状态逻辑电路，其中包含将系统存储器中的帧缓冲器的内容放入专用显示存储器内的逻辑电路、可控制该系统存储器进入待机模式的逻辑电路、以及持续操作显示器的逻辑电路，使显示器显示存储于该专用显示存储器内的内容所代表的可见信息。

电脑操作方法的实施例包括检测该处理电路是否进入待机模式，如果检测到待机模式，则将系统存储器中的帧缓冲器的内容放入专用显示存储器，如果处理电路处于待机模式，可控制该系统存储器进入待机模式，显示器可以持续运作，显示存储于该专用显示存储器内的内容所代表的可见信息。

本领域技术人员可通过审视下列附图及详细说明而知悉其他的系统、方法、特征及/或优点，这些系统、方法、特征及/或优点均应涵盖于此说明中而由所附权利要求所保护。

附图说明

本发明通过下列附图及说明，以更深入的了解附图中各元件间的比例非固定，相同的标号代表各视图的对应部分：

图1：其用于低功耗电脑操作的电脑系统实施例。

图2：图1电脑系统实施例的方块图，利用专用省电帧缓冲器来进行图1例示电脑系统的低功耗操作。

图3：主机及嵌入式图形控制中心的方块图，可应用于图2的电脑系统。

图4：图1电脑系统的另一实施例的方块图，其中一部分的系统存储器区块做为省电帧缓冲器，以进行图1所示电脑系统的的低功耗操作。

图5A：低功耗电脑操作程序实施例的流程图，可利用图1所示电脑系统进行。

图5B：续完图5A的流程图。

图6：说明操作图1所示低功耗电脑系统及图5A及5B所示程序的时序图。

主要元件符号说明本申请附图中所包含的各元件如下：

电脑操作系统100 电脑系统102

显示器104 图像106

低功耗操作系统200、400

主机及嵌入式图形控制中心202

处理器204 输出入控制中心206

时钟发生器208 存储器210

系统存储器212 省电帧缓冲器214

省电信号216 输出入装置218

电压稳压器220 图形引擎302

主机控制器304 视频驱动单元306

显示指针308 省电显示指针310

存储器控制单元312 存储器区块402、404、406

具体实施方式

电脑系统可以于待机时段进行省电操作，例如，在待机时段中，可以减少某些系统元件像是存储器及处理电路(如英特尔x86处理器家族中的处理器)的电功率消耗，如果电脑正在显示微软PowerPoint的若干简报页，播放每一简报页之间可能有长时间的空档，虽然电脑系统在响应呼叫显示下一简报页时并不是待机状态，但是在显示每一简报页之间可能只有较少的计算操作。在这种空档，某些省电方式是有多种电功率模式(如C0、C1、C2等等)可选择，使处理电路及其他电脑元件进出某一电功率状态或进行使用者观察得到的操作，不过，使用者能观察便表示省电方面会有问题，尽管于该时段中并未改变图像，但是显示图像的公用设备可能还是非常密集地使用电功率，对于许多让视频数据和系统数据共享存储器模块的平价计算结构，这种电功率消耗的情况更加严重。

因此，这里公开一种低功耗电脑操作的系统及方法，可以减少传统结构衍生的电功率消耗问题，使用这种系统及方法可以在不干扰图像显示的情况下完成低功耗计算，事实上，低功耗操作可以让使用者无法察觉，如果许多电脑系统于长时间保持待机状态，所述低功耗操作可以提供惊人的结果。

图1显示一低功耗电脑操作系统100的实施例，其中包含电脑系统102及显示器104，电脑系统102可以是通用或专用数字电脑，例如个人电脑(PC、IBM相容、Apple相容等等)、轻便电脑、工作站、微型电脑、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、无线电话、主机电脑等等，而显示器104可以是液晶显示器、阴极射线管显示器、及/或投影机(如液晶显示投影机或利用数字光学处理(digital-light processor，DLP)技术的投影机)，显示器104从电脑系统102接收信号，显示帧或图像106于显示器104的屏幕上，图像106可以是系统100所要显示的可见信息。

当电脑系统102并不是待机状态，可以提供多个信号给显示器104，这些信号可能对应至电脑系统102正执行的非待机操作(如处理媒体文件、播放多媒体文件等等)。当电脑系统待机，图像106可能是屏幕保护图像、或是会议的简报页，虽然电脑系统102待机而图像106也没有改变，电脑系统102仍旧会持续传送显示图像106的信号给显示器104，电脑系统会以对应显示器104更新速率的频率(如60赫兹)提供信号给显示器104。

图2是图1的低功耗操作系统100的实施例200的方块图，利用专用的省电帧缓冲器进行电脑系统102的低功耗操作，这里的电脑系统102包含数个装置，可通过一个或多个总线完成彼此的连接，方块图中没有画出其他与说明本申请实施例无关的电脑系统装置，以简明地说明系统100的最主要观念。

主机及嵌入式图形控制中心(hub)202与处理器204、输出入控制中心206、存储器210(可包含系统存储器212及省电帧缓冲器214)连接，可控制帧106显示于显示器104上，主机及嵌入式图形控制中心202除了从存储器210提取及存储(处理器204和/或输出入控制中心206所需的)数据，还可以进行数据运用及图形计算以产生显示图像数据，稍后将会从存储器提取这些显示图像数据并持续提供给显示器104。

时钟发生器208可以提供时钟信号来驱动输出入控制中心206、主机及嵌入式图形控制中心202、处理器204及存储器210，时钟发生器208可以不同的时钟速率来驱动各元件。时钟发生器208也可以接收省电信号216，当接收到省电信号216，时钟发生器208便会以较慢的速率驱动不同的电脑系统元件(或是完全关掉特定时钟)，一旦没有接收到省电信号216，时钟发生器208便可以恢复正常的时钟速率来驱动元件。

电压稳压器220可以调整提供给电脑系统102元件(如输出入控制中心206、主机及嵌入式图形控制中心202、处理器204和/或存储器210)的电压，电压稳压器220与时钟发生器208类似，可以个别调整提供给各元件的电压值。

处理器204可以执行存储在电脑系统102的一个或多个存储装置(如系统存储器212或其他未画出的存储装置)内的指令，处理器204可以是奔腾(Pentium)系列的处理器，或是英特尔公司的处理器，或是AMD公司的Athon、Turion、Sempron系列的处理器，当然这些只是举例，其他实施例可能使用其他的处理器，如数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、特殊应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)或通用处理器。

于某些实施例中，电脑系统102可以符合存储器共用结构(unifiedmemory architecture，UMA)，因此电脑系统102可以使用部分的电脑主存储器(这里称为系统存储器212)做为视频存储器，而主机及嵌入式图形控制中心202及其他电脑系统装置(如处理器204及输出入控制中心206)可以共用系统存储器212的全部可用存储区域，这种结构称为共享存储器结构(shared-memory architecture，SMA)，如此可以降低成本和/或电脑系统102的系统结构复杂性，系统存储器212可以是动态随机存取存储器(dynamicrandom access memory，DRAM)或其他种类存储器。

因为视频存储器使用系统存储器212，当电脑系统102不在省电模式时，主基及嵌入式图形控制中心202所产生的帧数据可以暂时存储于系统存储器212供稍后提取，如此系统存储器可以是供存储帧数据之用的逻辑帧缓冲器。因为新帧会不断产生并存储在系统存储器212中以进行后续的显示步骤，所以称这个帧数据为动态帧数据。

于实施例200中，除了系统存储器212，电脑系统102还包含一个独立的省电帧缓冲器214，省电帧缓冲器214可以是任何形式的存储器，如动态随机存取存储器或静态随机存取存储器(static random access memory，SRAM)，当电脑系统102进入省电模式，省电帧缓冲器214可以保留帧数据，这个帧数据包括于显示器104显示单一图像106(或更多图像)所需的信息。

当电脑系统待机时，存储在省电帧缓冲器214中的帧数据不会改变，因此称为静态帧数据，静态帧数据是不更新的帧数据，到下一个待机时段前不会改变，因此，省电帧缓冲器214的作用类似静态帧数据缓冲器，请注意静态帧数据可以包含不只一个帧的数据，像是要循环显示数个动画图像时，电脑系统也不用离开待机状态。

请参阅图3，主机及嵌入式图形控制中心202可包含图形引擎302、主机控制器304、视频驱动单元306及其他模块，图形引擎302是用于进行图形运算的处理器，可以产生对应图像106的帧数据，因此，图形引擎302可以处理主机控制器304或电脑系统102的其他装置所发出的图形及视频命令，以产生帧数据，存储于显示帧缓冲器中，帧数据的内容可以包含将显示于显示器104屏幕上的每一个像素的颜色值，而保留帧数据所需要的总存储器容量则视输出信号的清晰度及色深(color depth)而定。

图形引擎302产生的帧数据可以暂时存储于存储器中，然后提供给视频驱动单元306，以产生存储于存储器中(即帧缓冲器)的帧数据内容所代表的图像106(图1)，视频驱动单元306可以根据帧数据以适当的频率提供信号给显示器104，视频驱动单元306可以包含至少一个指针，指出帧数据位于存储器中的哪个位置，举个例子，于某些实施例中，视频驱动单元306可以包含显示指针308及省电显示指针310，这些指针指出目前帧缓冲器的存储器位置，显示指针308及省电显示指针310分别对应系统存储器212及省电帧缓冲器214。

主机控制器304可以包含存储器控制单元312，可控制一个或多个存储装置与图形引擎302、处理器204、输出入控制中心206间的数据流。举个例子，主机控制器304可以存取存储装置(如存储器210的存储器装置)的数据；主机控制器304也可以连接图形引擎302，将存储器212数据传送给图形引擎302并存储生成的帧数据；视频驱动单元306也可以利用主机控制器304从存储器210提取帧数据，以将图像106显示于显示器104上；主机控制器304可以提供图形及视频命令给图形引擎302。

操作时，当电脑系统102不在省电模式时，存储器控制单元312从系统存储器212提取显示器104显示帧106所需的数据，图形引擎302进行图形运算以产生显示器104显示图像所需要的帧数据，存储器控制单元312将产生的帧数据存储在系统存储器212的系统存储器帧缓冲器中；当电脑系统102不在省电模式时，显示指针308能提供系统存储器212的系统存储器帧缓冲器的存储器地址，因此，视频驱动单元306提供显示指针308给存储器控制单元312，以提取并提供帧数据给视频驱动单元306，则视频驱动单元306可以显示提取的帧数据所代表的图像，这个过程不停地重复，动态更新帧数据并在显示器104上显示对应图像。

如此，当电脑系统102不在省电模式时，以最新的帧更新显示的过程会用到电脑系统的各个元件，利用全部的操作效能，包含存储器212和主机及嵌入式图形控制中心202的图形引擎302、视频驱动单元306、主机控制器304均利用到全电压和/或全时钟速度，请注意，当电脑系统不在省电模式时，这些元件的操作效率可以不在待机状态，但也可以不用达到完全效能。

不过，当电脑系统102待机时，显示的图像106通常不再改变，例如进行简报时，帧数据代表的是显示器104在简报时要显示的静态图像，系统存储器212仍在全电功率操作状态，显示器104连续存取存储在其内的帧数据以显示帧106，另外，嵌入式图形控制中心202的各元件则如前述方式连续显示静态图像。

为了使电脑系统102进行低功耗操作，当电脑系统待机一段时间和/或图形引擎302持续没有处理图形或视频命令的状态，图形控制中心202就要进入省电模式，因此，一旦电脑系统102待机一段时间(或是可以使电脑系统102自行进入省电模式)，或是一旦图形引擎302持续没有处理图形或视频命令，存储器控制单元312便把系统存储器的帧缓冲器的内容放入省电帧缓冲器214，视频驱动单元306会显示最后的帧106，并从系统存储器212的帧缓冲器提取帧数据，几乎与此同时，这个动态帧数据已存储在省电帧缓冲器中214，成为静态帧数据。

一旦帧数据存储在省电帧缓冲器214中，视频驱动单元306可以将指针更新为省电显示指针310，以存取这个帧数据，使存储器控制单元312在待机时段时从省电帧缓冲器214提取静态帧数据，因此，显示器104持续显示存储于省电帧缓冲器214中的内容所代表的可见信息。当电脑系统102从待机状态中被唤醒、和/或处理器204和/或图形控制中心202更新显示图像106，省电模式结束，帧缓冲器指针重设为显示指针308，从系统存储器212的帧缓冲器提取下一组帧数据，以显示更新帧106。

将帧数据复制到省电帧缓冲器214会启动数个省电操作，例如，一旦帧数据被复制到省电帧缓冲器214，主机控制器304不用再为了提取帧数据而去存取系统存储器212，系统存储器212便可进入待机模式以减少整体系统功耗，系统存储器212也可以进入低功耗、自我更新状态，因为存储器控制单元312不再以高功耗操作状态(非待机时段时，会用到高时钟速度，如DDR模式的400/533/667/800MHz)控制系统存储器212，如此可以大大地省电。

比起系统存储器212，省电帧缓冲器214于操作时要求极少的电功率，因此又可更一步的省电，举个例子，和系统存储器212相比，省电帧缓冲器214容量小很多、以低时钟频率操作、需要较低电压和/或使用电功率需求较低的技术(如静态随机存取存储器对比于动态机存取存储器)，于一实施例中，系统存储器212可能是几GB的动态随机存取存储器，而省电帧缓冲器214是256MB的动态机存取存储器芯片、32MB的动态机存取存储器芯片、或是存储量更小的芯片，请注意，省电帧缓冲器214的实际大小由图像106的清晰度及色深而定，这两因素决定要存储的帧数据大小，另外，再加上实际应用上的考虑，一般常见的存储芯片容量也会影响省电帧缓冲器214的结构，不过，根据实施例，省电帧缓冲器214只要能够保留欲显示的单一图像106或循环图像组即可，因此，省电帧缓冲器214的目的在于待机状态时保留帧，比起系统存储器212，因为省电帧缓冲器214有较小的容量和/或较低的操作时钟频率，所以可以在低电功率下操作。

另外，其他可能的省电方式还有：时钟发生器208可以暂停或降低各指定元件的时钟频率，电压稳压器220也可以降低在待机时段时未使用的指定元件的核心电压。

因此，可以调整关闭待机功能模块的时钟信号来源，并关闭锁相回路(phase lock loop，PLL)，传统的主机及嵌入式图形控制中心即便在待机状态时也会保持平常的电功率消耗，本申请则不同，所公开的嵌入式图形控制中心202的许多未使用元件会进入低功耗状态，以启动省电功能，举个例子，可以停止图形引擎302的操作时钟信号。

要控制主机及嵌入式图形控制中心202进出省电模式有几种方式，可以直接检测电脑系统是否进入待机状态和/或从其他的电脑系统元件接收信号，提示电脑系统已进入待机状态，举个例子，于一实施例中，可以通知图形控制中心202有关处理器204的状态(如C0、C1、C2、C3等等)，当处理器204进入一特定状态，则图形控制中心202跟着进入省电模式；于另一实施例中，图形控制中心202可以从控制器(如输出入控制中心206)接收相关信号。

于一实施例中，输出入控制中心206指示电脑系统已进入待机状态，输出入控制中心206会发出操作状态指示信号(如省电信号216)，使得系统102进行省电操作，屏幕可保持显示不变的帧106，举个例子，输出入控制中心206连接处理器204和/或其他电脑系统元件，以检测电脑系统102是否进入待机状态。

一旦检测到待机状态和/或一旦没有图形或视频命令等待图形引擎302处理，便提供省电信号216给电压稳压器220和/或时钟发生器208，控制上述各元件的电压和/或时钟信号。于某些实施例中，可以直接提供省电信号216给各系统元件，如主机及嵌入式图形控制中心202和/或处理器204、或系统102内的其他元件，如此便可于待机时段中直接进入省电模式；或者，输出入控制中心206可命令个别的输出入装置218进入(或离开)省电模式。

输出入控制中心206与嵌入式图形控制中心202可以双向沟通来完成省电操作，举个例子，先提供信号216给嵌入式图形控制中心202，当帧数据复制到省电帧缓冲器214(即从图形控制中心202接收到反馈信号，指示已复制帧数据)，则可以继续将省电信号216发送给其他电脑系统元件，如电压稳压器220及时钟发生器208。

于一实施例中，图形控制中心202直接检测电脑系统是否进入待机状态，图形控制中心202可连接输出入控制中心206，一旦帧数据已安全地复制到省电帧缓冲器214，则可指示将省电信号216发送给其他元件。

于某些实施例中，主机控制器304包含单一存储器控制单元312A，可用于从系统存储器212及省电帧缓冲器214存取数据，存储器控制单元312A有两种操作速度，第一高时钟速率对应正常(非待机)操作，而第二低时钟速率则对应待机时段的低功耗操作。于非待机操作中，视频驱动单元306利用显示指针308经由存储器控制单元312A提取帧数据；于待机状态中，视频驱动单元306使用省电显示指针310以低时钟速率经由存储器控制单元312A提取帧数据，可降低电功率消耗。

不过，于某些实施例中，主机控制器304有第二个存储控制单元312B，可以低操作速度(如视频驱动单元306时钟速率)从省电帧缓冲器214存取数据，在待机时段中，存储器控制单元312B可以低时钟速率提供帧数据给视频驱动单元306，而存储器控制单元312A则进入省电模式，例如，可以关掉存储器控制单元312A或停止其操作时钟信号，当待机时段结束，存储器控制单元312A可以再存取图形引擎302的数据，并提供系统存储器212的帧数据给视频驱动单元306。

因此，本领域技术人员当可知本申请的其他优势，例如可以降低(甚至排除)系统存储器总线输出入的电功率消耗、可以将系统存储器的电功率消耗减到最少、可以减去待机功能模块的时钟信号来源的电功率消耗、可以减少图形控制中心内的存储器控制器的电功率消耗，另外主机及嵌入式图形控制中心202内的闲置元件(如图形引擎302及存储器控制单元312A)可以进入省电模式。再则，在省电模式下，可以根据视频驱动器306的频率调整省电帧缓冲器214的存储器控制单元的操作频率，在非省电模式中，存储器控制单元312的频率和系统存储器212相同，比起显示频率来说是快多了。

当离开待机状态，便可以停止用于通知系统元件(如电压稳压器220及时钟发生器208)的省电信号216，则先前降低的电压与时钟信号便可恢复到非待机状态，另外，主机及嵌入式图形控制中心202内的闲置元件也会恢复到非待机状态，当系统存储器212内的帧缓冲器更新，视频驱动单元306恢复使用显示指针308来提取下一组帧数据。

请参阅图4，说明了电脑系统低功耗操作系统400的另一实施例，系统400和先前图2的系统200有许多相同的特征与元件，和系统200不同的地方是系统400使用部分(subset)的系统存储器做为省电帧缓冲器，这里使用部分的系统存储器212a取代系统200的帧缓冲器，除此的外，系统400和系统200的实施例相同，所选择的部分系统存储器212a可以有效地成为省电帧缓冲器。

举个例子，系统400的系统存储器212a可以包含多个存储器区块402、404及406，每一个存储器区块402～406可以是实体动态随机存取存储器模块，分别受控进入省电模式(如低功耗更新状态等等)，可利用一部分的存储器区块404、404或406存储静态帧数据，供视频驱动单元306使用以便在待机时段显示图像，其他没有用来存储静态帧数据的区块则在待机时段进入省电模式，假设部分的存储器区块是指区块402，当检测到电脑系统102待机一段时间和/或没有多的图形及视频命令需要让图形引擎302处理，便可将静态帧数据存入系统存储器212a的区块402中，于此实施例中，存储器区块404及406可以进入省电模式(如低功耗、自我更新状态)，而区块402则保持正常或较高的系统电功率，根据此实施例，在待机时段中，图形控制中心202的存储器控制单元312从区块402提取静态帧数据，而在待机时段中，也可以降低区块402的时钟频率为视频驱动单元306显示图像所需的时钟频率即可，与系统200的省电帧缓冲器214相同。

如同前述实施例中的系统200，于待机时段中，利用省电信号216使得相关的电脑系统102元件分别进入其低功耗状态，可以更进一步地省电，方式可包括降低提供给待机系统元件的电压和/或时钟频率。

于某些实施例中，动态帧数据可能分段放置于存储器区块402～406中，因此必须先从一个或多个存储器区块402～406复制分段的动态帧数据，将其放入用来存储静态帧数据的存储器区块群组中，于一实施例中，在降低区块404和406的电功率和/或采取其他省电步骤前，先将区块404和406中的分段帧数据复制到区块402中的可寻址位置。

于其他应用中，存储器区块402～406的容量可能比要存储的静态帧数据大，超出显示器104上显示图像106的目的，举个例子，每一个存储器区块402～406可以是一条1GB的动态存储器，总共就有3GB的系统存储器212a，不过，于某些实施例中，可能存储静态帧数据只需要32MB存储器(或更少)，通常可寻址存储器的大小和电功率消耗有关，因此，如果使用高容量存储器系统存储器区块(此例中的区块402)保存静态帧数据，则电功率消耗会超过具有较少可寻址存储器的专用帧缓冲器，因此，于某些实施例中，使用具有适当容量的专用省电帧缓冲器214会有比较好的省电效果，不过现用系统中如果没有专用省电帧缓冲器，利用系统400的实施例仍是相当有用的。

图5A和图5B为说明低功耗电脑操作程序500的流程图，程序500可以系统100以及图2与图4的实施例200及400来执行，流程图中的任何程序说明、步骤、或区块可代表模块、片段或部分的程序代码，其中包括一个或多个可执行叙述以执行特定的逻辑功能或步骤，其替代性实施方式亦包含于本申请低功耗电脑操作系统及方法的较佳实施例的范围内，其中可以删除某些功能或是不以所说明的顺序执行，像是同时执行或反向执行均可，端视其功能而定。

于图5A的步骤501中，持续检测电脑系统102是否进入待机状态，所谓待机状态的检测方式有几种，例如检测处理电路的状态和/或由其他的操作系统来通知处理电路已进入待机状态，像是监测处理器204的状态(即C0、C1、C2等等)，当处理器204进入某预定状态，便判断电脑系统102进入待机状态，如果非待机(「否」的情况)，电脑系统继续检测。当检测到待机状态(「是」的情况)，于步骤503中，如果同时实行不同的省电操作，电脑系统会继续监测其待机状态，如果检测到电脑系统离开待机状态(步骤503的「否」的情况)，于步骤505中，停止先前发出给电脑系统102不同元件的非图形相关省电信号，使这些元件恢复正常操作，而显示系统仍位于省电显示模式，直到接到图形/视频命令(如步骤516)以及系统存储器212中的系统帧缓冲器经过更新。

于图5A的步骤502中，监测图形引擎302是否进入待机状态，举个例子，于某些实施例中，如果没有新的图形或视频命令需要图形引擎302处理，便判断图形引擎302已待机。于步骤504中，触发省电模式，举个例子，于此实施例中，当电脑系统待机一段时间(步骤503)而且图形引擎302已处理完所有的进行中命令(步骤502)，便可触发省电模式。不过，在某些实施例中，可能只要检测到电脑系统或图形引擎进入待机状态，或是检测到其他事件，像是从其他的电脑系统102元件或经由操作系统接收到某特定信号，便会触发省电模式。

于步骤506中，从系统存储器的系统存储器帧缓冲器读取在待机时段中要显示的帧图像的对应帧数据，这个动态帧数据是在进入待机时段前所显示帧的最后帧数据。于步骤508中，将从系统存储器的系统帧缓冲器所复制得的最后帧图像存储于省电帧缓冲器中(就是将静态帧图像复制到静态帧数据缓冲器)，这个操作可由视频驱动单元306命令存储器控制单元312A执行，不过，也可以使用其他的存储器控制单元，例如该复制操作可由专用低时钟速率存储器控制单元312B执行；当然，步骤508中的存储操作也可以由存储器控制单元312A及312B同时执行，而视频驱动单元306从系统存储器帧缓冲器提取最后帧图像数据，并送至显示器104。

于步骤510的判断步骤中，如果图形引擎302离开待机状态(「否」的情况)，程序回到步骤501，继续检测何时电脑系统102会再进入待机状态，不过，如果图形引擎302仍在待机状态(「是」的情况)，则程序进入图5B的步骤512。

于步骤512中，帧已复制到省电帧缓冲器，便发出省电信号给各装置，省电信号指示这些装置进入个别的省电模式，例如，可以发送省电信号给电压稳压器220及时钟发生器208，如此，电压稳压器220可以降低选择系统元件的核心电压，同样地，时钟发生器208可以降低选择系统元件的时钟频率或完全停止时钟信号，例如可以降低系统存储器中的一个或多个区块的电压和/或时钟频率。

于步骤514中，更新帧缓冲器指针，从系统存储器帧缓冲器地址更新为省电帧缓冲器地址，举个例子，视频驱动单元306可以使用省电显示指针310取代显示指针308。

于步骤516中，监测电脑系统以便判断图形引擎302是否接收到和/或处理图形和/或视频命令，这表示显示图像可能有改变，只要没有待处理的图形/视频命令(「否」的情况)，则重复步骤518～522让显示器104显示存储在帧缓冲器中的图像。

于步骤518中，视频驱动单元306利用更新的帧缓冲器指针地址，可经由存储器控制单元312从省电帧缓冲器214提取静态帧数据。于步骤520中，视频驱动单元306可以使显示器104显示从省电帧缓冲器214提取到的静态帧数据所代表的图像106。

于判断步骤522中，判断电脑系统是否仍在待机状态，举个例子，如果于步骤516中检测到图形/视频命令(「是」的情况)，则于步骤524中恢复图形/视频状态，当显示系统还在步骤518到522时，图形引擎302可以马上执行接收到的命令，如果有必要，可更新系统存储器212的系统存储器帧缓冲器。

于步骤526中，电脑系统离开显示省电模式(例如设定旗标或以一事件通知状态改变)。的后的判断步骤522如果为真(「是」的情况)，于步骤528中，视频驱动单元306会切换成显示指针308，帧数据改从系统存储器212的系统存储器帧缓冲器提取，并回到正常操作状态。

如果显示图像没有改变，而且仍在显示省电模式中(步骤522的「否」的情况)，视频驱动单元306继续从省电帧缓冲器214提取帧数据，重复步骤518～520显示图像。一旦显示图像变更而且关闭显示省电模式(步骤522的「是」的情况)，于步骤528中，帧缓冲器指针变回系统存储器帧缓冲器的地址，并离开显示省电模式，亦即视频驱动单元306改使用显示指针308而非省电显示指针310，整个程序回到程序500的开头，检测下一次的系统待机。

根据程序500，于某些实施例中，省电帧缓冲器(即静态帧数据缓冲器)可以是系统200的专用省电帧缓冲器214(图2)；于其他实施例中，省电帧缓冲器可以包含系统存储器212a内的部分存储器区块，如图4的系统400所示；另外，当于步骤512发出省电信号时，其他电脑元件可通过接收省电信号和/或调整其核心电压或时钟速度，关断电脑元件或是使其进入个别的低功耗状态。

图6为一时序图600，进一步说明低功耗电脑操作的操作系统及方法，帧数据A～G(「系统存储器内帧数据」)对应要显示的图像A～G，举个例子，某些帧来自省电帧缓冲器(「省电帧缓冲器帧」)，而某些帧来自系统存储器帧缓冲器(「系统存储器帧缓冲器帧」)，两者合称为「合并显示帧」，于时间T₀～T₁间，电脑系统没有待机，使用系统存储器内的帧数据显示对应的图像。

在时间T₁时，检测到电脑系统进入待机状态，也没有图形/视频命令正在处理，表示系统存储器内的帧数据(即帧C)有一段时间没有改变，当检测到电脑系统待机和/或短时间没有正在处理的图形/视频命令，开始省电模式，在时间T₁时从系统存储器读取帧数据(即帧C)，传送到显示器104，同时在紧接在时间T₁的后将其存储于省电帧缓冲器中，省电帧缓冲器可以是系统存储器内的部分区块，或是与系统存储器分开的专用存储器缓冲器。一旦启动省电模式，可以发送省电信号给非图形相关装置(「非图形相关省电信号」)及图形相关装置(「图形相关省电信号」)，显示如时间点602的信号上升边沿。

然后存取存储在省电帧缓冲器中的静态帧数据(帧C)，在显示器上显示对应的图像，一直到电脑系统不再待机和/或帧数据改变(如检测到图形引擎302有待处理或正处理的图形或视频命令)，当电脑系统200待机而持续显示静态帧C时，电脑系统内的其他装置在接收到省电信号后，也可进入省电模式。

在时间点604，检测到电脑不再是待机状态，但是帧数据没有改变，虽然停止了非图形相关省电信号，但是仍继续发送图形相关省电信号，继续从省电帧缓冲器提取图案并显示帧C。

在时间点606，检测到电脑系统不在待机状态，同时帧数据从帧C改变成帧D，则停止非图形省电信号及图形相关省电信号，并将帧缓冲器指针更新成系统存储器的地址(即帧D的地址)，接下来电脑系统在时间点606到时间T₂间会显示来自系统存储器帧缓冲器的帧D和E。

在时间T₂时，又检测到电脑系统进入待机状态，而且帧数据也没有改变，即帧E持续一段时间，在时间点608时，发出图形相关省电信号及非图形相关省电信号，显示来自省电帧缓冲器的帧E，到了时间点610，检测到电脑系统不在待机状态，帧数据从帧E改变成帧F。

在时间T₃时，再次检测到电脑系统进入待机状态，同时帧数据没有改变，即帧F持续一段时间，将帧F复制到省电帧缓冲器，不过就在把帧F复制到帧缓冲器的时间点612，恰好电脑系统也离开了待机状态，系统存储器内的帧改变成帧G，因此从时间点610到时间T₄会继续显示来自系统存储器帧缓冲器的帧。

在时间T₄，再次检测到电脑系统进入待机状态，而且帧没有改变，即帧G持续一段时间，在时间点614时，发送图形相关省电信号及非图形相关省电信号，显示来自省电帧缓冲器的帧G，一直到电脑系统不再待机和/或帧数据改变。

上述实施例仅用于说明较佳的实施方式，以对本申请系统及方法的原则得一清楚的了解，然对上述实施例所做的诸多变更与修改仍不脱本申请的范畴。

Claims

1.一种电脑系统操作方法，其包括：

当该电脑系统不处于一待机状态时，从一第一存储装置提取动态帧数据，当该电脑系统进入该待机状态后，则进行步骤：

将静态帧数据存储至一第二存储装置；以及

当该电脑系统持续待机，重复从该第二存储装置提取该静态帧数据，并显示该静态帧数据所代表的一图像。

2.如权利要求1所述的方法，其中将该静态帧数据存储至该第二存储装置的步骤包括：

根据帧数据显示一帧的同时，从该第一存储装置提取至少一部分的该动态帧数据；以及

将该部分的动态帧数据存储于该第二存储装置中。

3.如权利要求1所述的方法，其中将该静态帧数据存储至该第二存储装置的步骤包括：

将该静态帧数据存储至一专用省电帧缓冲器中。

4.如权利要求1所述的方法，其中从该第一存储装置提取该动态帧数据的步骤包括：

从一存储器提取该动态帧数据，而一图形控制器及一中央处理单元共享该存储器。

5.如权利要求1所述的方法，其中从该第一存储装置提取该动态帧数据的步骤包括：

从多个存储器区块提取该动态帧数据，而将该静态帧数据存储至该第二存储装置的步骤包括：

将该静态帧数据存储至部分的该多个存储器区块中。

6.如权利要求5所述的方法，还包括：

一图形控制器及一中央处理单元共享该多个存储器区块。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：

更新一帧缓冲器指针，指向该静态帧数据存储于该第二存储装置中的存储器地址。

8.如权利要求7所述的方法，还包括：

当该电脑系统待机，发出一省电信号，指示接收该省电信号的装置进入一省电模式。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

发出该省电信号之后，降低该第一存储装置的功耗，其功耗自一第一功耗程度降低至一第二功耗程度。

10.如权利要求9所述的方法，还包括：

该电脑系统不再待机后，更新该帧缓冲器指针，指向该动态帧数据存储于该第一存储装置内的一存储器地址。

11.如权利要求9所述的方法，还包括：

该电脑系统不再待机后，增加该第一存储装置的功耗，从该第二功耗程度增加至该第一功耗程度。

12.一种电脑系统，其包含：

一控制器，其与该电脑系统的一第一存储装置及一第二存储装置信号连接，当该电脑系统不处于一待机状态，该控制器用以从该第一存储装置提取动态帧数据，当该电脑系统进入该待机状态，该控制器进行下列步骤：

将静态帧数据存储至该第二存储装置；以及

当该电脑系统持续待机，从该第二存储装置提取该静态帧数据，并显示该静态帧数据所代表的一图像。

13.如权利要求12所述的电脑系统，其中该控制器将该静态帧数据存储至该第二存储装置的方式包括：

将该部分的动态帧数据存储于该第二存储装置中。

14.如权利要求12所述的电脑系统，其中该控制器将该静态帧数据存储至该第二存储装置的方式是将该静态帧数据存储至一专用省电帧缓冲器中。

15.如权利要求12所述的电脑系统，其中该控制器从该第一存储装置提取该动态帧数据的方式是从一存储器提取该动态帧数据，其中一图形控制器及一中央处理单元共享该存储器。

16.如权利要求12所述的电脑系统，其中该控制器更：

从多个存储器区块提取该动态帧数据，以完成从该第一存储装置提取该动态帧数据；以及

将该静态帧数据存储至部分的该多个存储器区块中，以完成将该静态帧数据存储至该第二存储装置。

17.如权利要求16所述的电脑系统，其中该控制器与一图形控制器及一中央处理单元共享该多个存储器区块。

18.如权利要求12所述的电脑系统，其中该控制器还用于更新一帧缓冲器指针，指向该静态帧数据存储于该第二存储装置中的存储器地址。

19.如权利要求18所述的电脑系统，其中当该电脑系统待机时，该控制器还用于发出一省电信号，指示接收该省电信号的装置进入一省电模式。

20.如权利要求19所述的电脑系统，其中当发出该省电信号之后，该电脑系统更降低该第一存储装置的功耗。

21.如权利要求20所述的电脑系统，其中当该电脑系统不再待机后，该电脑系统增加该第一存储装置的功耗。

22.如权利要求20所述的电脑系统，其中当该电脑系统不再待机后，该控制器还用于更新一帧缓冲器指针，指向该动态帧数据存储于该第一存储装置中的存储器地址。

23.一种电脑系统，其包含：

用于该电脑系统中控制数据流的一设置，该设置包含：

当该电脑系统不处于一闲待机置状态时，从一第一存储装置提取动态帧数据的一设置；

当该电脑系统进入该待机状态后，存储静态帧数据于一第二存储装置的一设置；以及

当该电脑系统持续待机，重复从该第二存储装置提取该静态帧数据，并显示该静态面数据所代表的一图像的设置。

24.如权利要求23所述的电脑系统，还包含：

更新一帧缓冲器指针，指向该静态帧数据存储于该第二存储装置中的存储器地址的设置。

25.如权利要求24所述的电脑系统，还包含：

当该电脑系统待机时，发出一省电信号，指示接收该省电信号的装置进入一省电模式的设置。

26.如权利要求25所述的电脑系统，还包含：

使该第一存储装置的控制器接收该省电信号的设置；以及

该第一存储装置的控制器接收该省电信号后，降低该第一存储装置的功耗的设置。

27.如权利要求26所述的电脑系统，还包含：

当该电脑系统不再待机，更新一帧缓冲器指针，指向该动态帧数据存储于该第一存储装置中的存储器地址的设置。

28.如权利要求26所述的电脑系统，还包含：

当该电脑系统不再待机，增加该第一存储装置的功耗的设置。

29.一种电脑系统，其包含：

处理电路、系统存储器及一显示器；

用于检测该处理电路操作是否进入一待机模式的一逻辑元件；以及

一待机状态逻辑元件，其包含：

将该系统存储器内的一帧缓冲器的内容放入一专用显示存储器中的一逻辑元件；

可控制该系统存储器进入一待机模式的一逻辑元件；以及

持续操作该显示器，显示可见信息的一逻辑元件，该可见信息代表存储于该专用显示存储器中的内容。

30.如权利要求29所述的电脑系统，其中该待机状态逻辑元件还包含：

可控制图形处理电路进入一低功耗操作模式的一逻辑元件。

31.如权利要求29所述的电脑系统，其中该待机状态逻辑元件还包含：

可控制系统功率及时钟电路进入低功耗操作模式的一逻辑元件。

32.一种电脑操作方法，其包括：

检测处理电路是否进入一操作待机模式，当检测到该操作待机模式后：

将系统存储器内的一帧缓冲器的内容放入一专用显示存储器；

控制该系统存储器进入一操作待机模式；以及

当该处理电路位于该操作待机模式中，持续操作该显示器显示可见信息，该可见信息代表存储于该专用显示存储器中的内容。

33.如权利要求32所述的方法，还包括：

检测到该操作待机模式后，控制图形处理电路进入一低功耗操作模式。