CN101414762B - 一种断电保护方法、装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于计算机领域，提供了一种断电保护方法，包括：启动备用电池为断电的计算机系统供电，并将内存中数据及程序断点保存至特定存储装置；利用恢复的AC电源为所述备用电池充电。在计算机系统的AC电源出现异常时，本发明实施例由备用电池提供电源，自动保护现场程序数据及断点。待AC电源恢复后，利用AC电源给备用电池充电，保证备用电池在下次AC断电时能够工作，提高了断电保护的可靠性。

Description

一种断电保护方法、装置和系统
技术领域
本发明属于计算机领域，尤其涉及一种断电保护方法、装置和系统。
背景技术
与商用机一样，工控机的供电方式也是市电的交流(Alternating Current，AC)电源，当AC电源出现异常时，如断电、欠压、峰值脉冲等，可能导致工控机不安全关机或重启，因此除了自带定时刷新保存数据功能的部分软件外，工控机其它的现场运行环境及参数、数据等都会丢失，这有可能给应用于工业现场的客户造成灾难性的损失。
有鉴于此，目前普遍引入了工控机的断电保护方案，例如利用软件自带的自动存盘功能，无论AC电源是否异常，它都会定时刷新数据存盘，待AC恢复时，系统将自动或手动读出在断电前的刷新数据继续运行。这种方法虽然能实现断电保护的目的，但是软件占用系统资源较大，影响系统运行速度和稳定性，对于工控机来说非常不利。
还可以通过组建内置电源系统、检测电路、存储电路、转换电路、逻辑电路等硬件的方式实现断电保护，当系统供电中断时，可自动将现场数据保存到硬盘中，待AC恢复后，读出保存在硬盘中的数据，继续运行。但是当AC断电的时，如果内置电源系统的电量用尽却未及时更换电池，也将失去保护功能，因此这种方案的可靠性差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种断电保护方法，旨在解决现有技术计算机系统恢复供电时现场数据恢复慢，由于备用电池电量耗尽导致断电保护可靠性差的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种断电保护方法，包括下述步骤：
启动备用电池为断电的计算机系统供电，并将内存中数据及程序断点保存至内存中与所述数据及程序断点的存储区域不相重叠的一块内存区域；
当AC电源恢复供电时，唤醒系统并将所保存的数据恢复至内存的数据及程序断点的存储区域，程序从程序断点继续运行；
利用恢复的AC电源为所述备用电池充电。
本发明实施例的另一目的在于提供一种断电保护装置，包括：
备用电池；
电源检测模块，用于检测电源，当检测到电源-断电时触发备用电池为计算机系统供电；
存储控制模块，用于接收到电源检测模块输出的断电通知时，控制将内存中数据及程序断点保存至内存中与所述数据及程序断点的存储区域不相重叠的一块内存区域，并在AC电源恢复供电唤醒系统时，控制将所保存的数据恢复至内存的数据及程序断点的存储区域，使程序从程序断点继续运行；以及
备用电池充电模块，用于在接收到电源检测模块输出的电源恢复的通知时，为备用电池充电。
本发明实施例的再一目的在于提供一种断电保护系统，包括：备用电池；
AC电源检测电路，用于检测AC电源，当检测到AC电源断电时触发备用电池为计算机系统供电；
存储控制电路，用于接收到电源检测电路输出的断电通知时，控制将内存中数据及程序断点保存至内存中与所述数据及程序断点的存储区域不相重叠的一块内存区域，并在AC电源恢复供电唤醒系统时，控制将所保存的数据恢复至内存的数据及程序断点的存储区域，使程序从程序断点继续运行；以及
备用电池充电电路，用于在接收到所述AC电源检测电路输出的AC电源恢复的通知时，为所述备用电池充电。
在计算机系统的AC电源出现异常时，由备用电池供电，自动保存内存中现场数据及程序断点。待AC电源恢复后，能够快速恢复被保存的现场数据及程序断点，并利用AC电源给备用电池充电，保证备用电池在下次AC断电时能够工作，提高了断电保护的可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的断电保护方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的断电保护装置的示意图；以及
图3是采用本发明实施例提供的断电保护系统的计算机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的断电保护方法应用于X86架构，当系统断电时，启动备用电池供电使系统保存数据及程序运行断点；检测电源，当电源恢复供电时为所述备用电池充电。
如图1所示，本发明实施例提供的断电保护方法包括下述步骤：
在步骤S101中，当PC开机，AC上电，系统开始运行window XP及客户程序时，检测AC电源是否断电，是则执行步骤S105，否则执行步骤S103，检测AC是否断电的方法可判断bit AC LOSS是否为1，为1则AC电源断电；
在步骤S103中，继续正常运行window XP及客户程序，结束。
在步骤S105中，启动备用电池，并产生休眠信号(如sleep_SMI信号)发送给系统；
在步骤S107中，系统接收到此信号后进入高级配置电源接口(AdvancedConfiguration Power Interface，ACPI)模式的S3或S4状态，并将数据及客户程序运行断点保存至特定存储装置。
作为本发明一个实施例，特定存储装置可以是不与所述数据所占用的内存区域重叠的一块内存区域，也可以是不同于内存的其他存储装置(例如硬盘等)；
在步骤S109中，检测AC电源是否恢复，是执行步骤S113，否则执行步骤S111，检测AC是否恢复的方法可判断bit_AC_Return是否为1，若不为1，则AC仍然断电；
在步骤S111中，保持系统的S3或S4状态，然后执行步骤S 109；
在步骤S113中，AC恢复供电，产生唤醒信号(如awake_SMI#信号)发送给系统；
在步骤S115中，系统恢复到操作系统(Operating System，OS)状态，恢复内存中的数据，从客户程序断点继续运行；
作为本发明一个实施例，如果步骤S107运行的数据保存到一块不与其所占用的内存重叠的内存区域，则系统恢复到操作系统(Operating System，OS)状态时，保存的数据重新还原到内存的时间是3秒至5秒，数据恢复速度非常快。
在步骤S117中，利用恢复的AC电源为备用电池充电；
在步骤S119中，实时检测备用电池是否已经充电完毕，是则执行步骤S101，否则执行步骤S117，检测方法可通过比对设定好的备用电池电压与备用电池当前的电压判断电池是否充满。
如图2所示，以下将描述本发明实施例的断电保护装置，当AC电源检测模块203检测到AC电源201断电时，启动备用电池202为计算机系统供电，存储控制模块204依照ACPI规范将运行的数据及程序运行断点保存到特定存储装置。
当AC电源检测模块203检测到AC电源201恢复供电时，通知备用电池充电模块205利用AC电源201为备用电池202充电。充电过程中，充电控制模块2051实时比较备用电池预设的电压与当前的电压，当二者相等时结束充电，否则备用电池充电模块205继续为备用电池202充电。
以下将详细描述本发明实施例的断电保护系统。
如图3所示，CPU 301、前端总线304、芯片组302和特定存储装置303是组成计算机系统的基本框架(工控机系统和商用机系统在其基本组成上是一致的)，本发明实施例断电保护系统305通过低脚位数(Low Pin Count，LPC)总线挂接到芯片组302上。
断电保护系统305的AC电源检测电路3052监控CPU 301的AC电源状态，当AC电源断电时触发备用电池3053为CPU301供电，并将bit-AC-Loss位置位，产生sleep_SMI信号，通知CPU 301进入ACPI模式的S3或S4状态，并触发存储控制电路3054控制CPU 301根据ACPI的保存规范保存数据及客户程序运行断点到特定存储装置303，特定存储装置303可以是不与所述数据所占用的内存区域重叠的一块内存区域或不同于内存的其他存储装置。
AC电源检测电路3052检测到AC电源重新上电时，将bit-AC-Loss位清零，触发awake_SMI#信号，通知CPU 301恢复到OS状态，从特定存储装置303中将数据和客户程序运行断点还原到内存，程序从运行断点继续运行。
此外，AC电源检测电路3052通知备用电池充电电路3051利用AC电源为备用电池3053充电。在充电过程中，充电控制电路3055比较预设的电压与备用电池3053当前的电压，当二者相等时结束充电，否则控制备用电池充电电路3051继续充电。
备用电池充电电路3051将bit-AC-Loss位清零，触发awake_SMI#信号，通知CPU 301恢复到OS状态，从特定存储装置303中将数据和客户程序运行断点还原到内存，程序从运行断点继续运行。
本发明实施例中，AC电源检测电路3052、备用电池充电电路3051以及充电控制电路3055可通过嵌入控制(Embedded Controller，EC)芯片与可读存储器(Read Only Memory，ROM)结合实现，EC芯片的初始化和设定程序直接烧录到ROM里，不占用系统资源，只需在BIOS菜单中打开相关参数来支持ACPI模式，EC芯片独立执行烧录到ROM的相关程序。此外，也可将CPU301上超级输入/输出(super O/I)芯片替换成EC芯片，并添加一块ROM用于存放EC的初始化程序，设计相关电路集成到主板上。
本发明实施例采用EC芯片、ROM和备用电池实现断电保护，不占用系统资源，不仅能够自动保存当前现场信息和快速(3秒至5秒)恢复数据到内存，而且由备用电池提供电能可以在断电时让系统安全进入睡眠状态，不会对系统硬件造成损害。此外，本发明实施例及时为备用电池充电，保证系统断电时备用电池处于可工作状态，提高了断电保护的可靠性。
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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种断电保护方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：
启动备用电池为断电的计算机系统供电，并将内存中数据及程序断点保存至内存中与所述数据及程序断点的存储区域不相重叠的一块内存区域，控制系统进入安全睡眠模式；
当AC电源恢复供电时，唤醒系统并将所保存的数据恢复至内存的数据及程序断点的存储区域，程序从程序断点继续运行；
利用恢复的AC电源为所述备用电池充电。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用恢复的AC电源为所述备用电池充电的步骤具体为：
检测AC电源，当AC电源恢复供电时为所述备用电池充电；
比较所述备用电池当前的电压与预设的电压，当二者相等时结束充电。
3.一种断电保护装置，其特征在于，所述装置包括：
备用电池；
AC电源检测模块，用于检测AC电源，当检测到AC电源断电时触发备用电池为计算机系统供电；
存储控制模块，用于接收到AC电源检测模块输出的断电通知时，控制将内存中数据及程序断点保存至内存中与所述数据及程序断点的存储区域不相重叠的一块内存区域，并在AC电源恢复供电唤醒系统时，控制将所保存的数据恢复至内存的数据及程序断点的存储区域，使程序从程序断点继续运行；以及
备用电池充电模块，用于在接收到AC电源检测模块输出的AC电源恢复的通知时，为备用电池充电。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述备用电池充电模块进一步包括：
充电控制模块，用于比较所述备用电池预设的电压与当前的电压，当二者相等时结束充电。
5.一种断电保护系统，其特征在于，所述系统包括：
备用电池；
AC电源检测电路，用于检测AC电源，当检测到AC电源断电时触发备用电池为计算机系统供电；
存储控制电路，用于接收到AC电源检测电路输出的断电通知时，控制将内存中数据及程序断点保存至内存中与所述数据及程序断点的存储区域不相重叠的一块内存区域，产生睡眠控制信号控制计算机系统进入安全睡眠模式；并在AC电源恢复供电唤醒系统时，控制将所保存的数据恢复至内存的数据及程序断点的存储区域，使程序从程序断点继续运行；以及
备用电池充电电路，用于在接收到所述AC电源检测电路输出的AC电源恢复的通知时，为所述备用电池充电。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
充电控制电路，用于比较所述备用电池预设的电压与当前的电压，当二者相等时结束充电。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述AC电源检测电路、存储控制电路、备用电池充电电路和充电控制电路均集成到添加入计算机系统的嵌入控制芯片上。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述AC电源检测电路、存储控制电路、备用电池充电电路和充电控制电路均集成到替换计算机主板上的超级输入/输出芯片的嵌入控制芯片上。
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