CN102789304B - 电源管理方法及相关装置 - Google Patents
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Abstract
一种电源管理方法及相关装置。该电源管理方法，用于一移动电子装置，该移动电子装置包含一基本输入输出系统及一嵌入式控制器，该方法包含有：判断该移动电子装置是否操作于一电池模式；判断该移动电子装置的一操作系统的工作负载是否超过一预设值；以及当该移动电子装置操作于该电池模式且该操作系统的工作负载超过该预设值时，新增关于该嵌入式控制器的一标记于该移动电子装置的一物理存储器；以及通过该基本输入输出系统读取于该物理存储器的该标记，以通知该嵌入式控制器进行对应于该标记的一电源管理程序。
Description
技术领域
本发明涉及一种电源管理方法及相关装置，特别是涉及一种可降低电源消耗的电源管理方法及相关装置。
背景技术
笔记型计算机电池的容量和持续力在过去几年已有很大的改善，然而现今的处理器较过去消耗更多能源，而且新一代笔记型计算机引进越来越多的高耗电配备，这就是为什么电源管理愈形重要的原因。要延长电池的持续力并不一定要买另一颗电池，良好运用智能型电源管理政策就能获得很大的改善。
根据不同程度的电源供应，笔记型计算机中大部分的硬件元件都可操作于不同状态：停止、睡眠、闲置、运作。一般来说，主机板上大部分电源的消耗是在显示屏幕、处理器及硬盘等。虽然传统基本输入输出系统(basicinputoutputsystem，BIOS)可直接对电源进行管理而不倚赖操作系统，但是在操作系统内做些智能型的新增，并针对不同情况(例如，根据驱动程序、操作系统、应用程序等的运作情形)做出调整，还能达到有效的电源运用。
因此，用于操作系统的电源管理接口-进阶配置电源接口(advancedconfigurationandpowerinterface，ACPI)被开发用来提供操作系统管理硬件元件的用电情形，藉以达到省电目的。在进阶配置电源接口标准中包含有不同的电源状态S0～S5，其定义如下：
换句话说，笔记型计算机在进入操作系统后，可利用进阶配置电源接口标准、并配合支持进阶配置电源接口的输入输出系统来进行电源管理。另外，进阶配置电源接口可对中央处理器(centralprocessingunit，CPU)做省电控制，使处理器的耗电量变少，并降低中央处理器的运作温度。一般来说，中央处理器能支持各种从最大到最小电源的省电状态C0～C3。中央处理器的省电状态C0是指中央处理器中各个部分和功能都有电源供应的工作状态，而状态C1到C3则是逐渐地关闭中央处理器中各个部分和功能的电源供应。一直到状态C3，中央处理器的核心实质上不再拥有电源供应，仅余部份外电路所提供的时钟或逻辑线路上仍有供电。中央处理器的省电状态不限于上述，举例来说，目前中央处理器亦有支持到省电状态C4以后的模式，其差别在于数字越大省电也越多，但相对地从省电状态回复到运作状态的延迟时间也越长。
然而，操作系统利用进阶配置电源接口来管理电源的方式有其缺失存在。举例来说，操作系统使用进阶配置电源接口仅能控制硬件元件进入不同的电源状态(如上述的中央处理器的省电状态C0～C3)，藉以达到省电的效果，并延长笔记型计算机的电池的使用时间，但此电源管理方式缺乏弹性。简单来说，进阶配置电源接口未提供其他机制来降低硬件元件(如，耗电较大的中央处理器、显示屏幕)的耗电，而使省电效能受到限制。虽然市面上有些应用软件提供相关机制来降低硬件元件的耗电量，例如，当笔记型计算机从电源供应模式进入电池模式时，直接对中央处理器进行降频动作，但此方式会严重降低笔记型计算机的效能。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种电源管理方法及相关装置，藉以降低电源消耗。
本发明揭示一种电源管理方法，用于一移动电子装置，该移动电子装置包含一基本输入输出系统及一嵌入式控制器，该方法包含有：判断该移动电子装置是否操作于一电池模式；判断该移动电子装置的一操作系统的工作负载是否超过一预设值；以及当该移动电子装置操作于该电池模式且该操作系统的工作负载超过该预设值时，新增关于该嵌入式控制器的一标记于该移动电子装置的一物理存储器；以及通过该基本输入输出系统读取于该物理存储器的该标记，以通知该嵌入式控制器进行对应于该标记的一电源管理程序。
本发明还揭示一种具有电源管理功能的一移动电子装置，包含有：一嵌入式控制器，用来检测该移动电子装置是否操作于一电池模式；一操作系统，用来检测该操作系统的工作负载是否超过一预设值，以及包含有一驱动程序，用来当该移动电子装置操作于该电池模式且该操作系统的工作负载超过该预设值时，新增关于该嵌入式控制器的一标记于该移动电子装置的一物理存储器；以及一基本输出输入系统，耦接该嵌入式控制器，用来读取于该物理存储器的该标记，并通知该嵌入式控制器进行对应于该标记的一电源管理程序。
附图说明
图1为本发明实施例一移动电子装置的功能方块图。
图2为本发明实施例一电源管理流程的示意图。
图3为本发明实施例一亮度调整流程的示意图。
附图符号说明
100移动电子装置
102操作系统
104基本输出输入系统
106嵌入式控制器
108储电装置
110驱动程序
112物理存储器
F1标记
20电源管理流程
30亮度调整流程
200、210、220、230步骤
240、250、300、310
320、330、340、350
具体实施方式
请参考图1，其为本发明实施例一移动电子装置100的功能方块图。移动电子装置100可为笔记型计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)、或触控面板(Touchpanel)等装置，而不限于此。移动电子装置100包含一操作系统102、一基本输出输入系统(basicinputoutputsystem，BIOS)104、一嵌入式控制器(embeddedcontroller，EC)106、一储电装置108及一物理存储器112。操作系统102包含有一驱动程序110，并通过第一接口10与基本输出输入系统104进行沟通。驱动程序110用来控制移动电子装置100的电源管理。基本输出输入系统104通过一第二接口20与嵌入式控制器106进行沟通。嵌入式控制器106通过一第三接口30与储电装置108进行沟通。储电装置108可为一电池，用来提供移动电子装置100运作所需的电力。
第一接口10可为一进阶配置电源接口(advancedconfigurationandpowerinterface，ACPI)、一视窗管理规范(WindowsManagementInstrumentation，WMI)、或一存储器映射输入输出(Memory-mappedI/O，MMIO)；第二接口20可为一系统管理中断(systemmanagementinterrupt，SMI)；第三接口30可为一系统管理总线(systemmanagementbus，SMBus)。因此，当操作系统102欲取得储电装置108的电量信息时，操作系统102可通过对应于进阶配置电源接口(advancedconfigurationandpowerinterface，ACPI)的一进阶配置电源接口原始语言码(ACPISourceLanguagecode，ASLcode)请求基本输出输入系统104提供电量信息。接着，基本输出输入系统104通过系统管理中断接口请求嵌入式控制器106提供电源信息。嵌入式控制器106为传统键盘控制器(keyboardcontroller，KBC)的延伸，其可通过系统管理总线接口取得储电装置108的电量数据，以及可通过线路或接脚方式得知移动电子装置100是否直接连接电源(即非通过储电装置108提供电力)，并回报电源信息至操作系统102。换句话说，嵌入式控制器106可用来检测移动电子装置100的电源状态，即电池模式或电源模式。另外，当移动电子装置100处于电池模式时，嵌入式控制器106会周期性的去取得储电装置108的电量数据，并将电量数据储存于嵌入式控制器106的随机存取存储器(random-accessmemory，RAM)中，以提升操作系统102取得电量数据的速度。另一方面，当操作系统102得知电源信息后，操作系统102会根据电源信息，计算储电装置108的电源消耗量，以提供移动电子装置100的电源状态及剩余电力等信息给使用者。
请参考图2，图2为本发明实施例一电源管理流程20的示意图。电源管理流程20用于图1所示的移动电子装置100(例如笔记型计算机、多媒体拨放器、液晶电视、手机等)。电源管理流程20包含有以下步骤：
步骤200：开始。
步骤210：判断移动电子装置100是否操作于一电池模式。
步骤220：判断移动电子装置100的一操作系统102的工作负载是否超过一预设值。
步骤230：当移动电子装置100操作于电池模式且操作系统102的工作负载超过预设值时，新增关于嵌入式控制器106的一标记F1于移动电子装置100的一物理存储器112。
步骤240：通过基本输入输出系统104读取于物理存储器112的标记F1，以通知嵌入式控制器106进行对应于标记F1的一电源管理程序。
步骤250：结束。
根据电源管理流程20，移动电子装置100利用嵌入式控制器106检测移动电子装置100的电源状态(即电池模式或电源模式)与电量数据，以及利用操作系统102检测工作负载(loading)是否超过一预设值。当操作系统102的驱动程序110判断移动电子装置100操作于电池模式且操作系统102的工作负载超过预设值时，新增关于嵌入式控制器106的一标记(flag)F1于移动电子装置100的一物理存储器(physicalmemory)112。当基本输出输入系统104于物理存储器112读取到标记F1时，则通知嵌入式控制器106进行对应于标记F1的电源管理程序。
值得注意的是，本发明实施例于物理存储器112中定义有专用于基本输出输入系统104与驱动程序110读取的存储器位置，用于新增标记F1。此外，上述的电源管理程序包含有以下至少一步骤：调整移动电子装置100的一显示面板的亮度、变更显示面板所显示的一桌面背景、调整移动电子装置100的一处理器的效能、调整移动电子装置100的一存储器的效能、调整移动电子装置100的一显示卡的效能、关闭连接移动电子装置100但未于使用状态的一装置，以及变更移动电子装置100所使用的一电源机制。另外，本发明实施例可定义用来指示嵌入式控制器106进行不同动作的不同标记。因此，基本输出输入系统104可根据读取到的标记，通知嵌入式控制器106进行相对应的电源管理步骤，如调整显示面板的亮度。
根据流程20的概念，举例说明如下。假设移动电子装置100为一笔记型计算机。当笔记型计算机开机时，笔记型计算机的电源消耗可能会因为操作系统102的载入、计算机系统的使用状况(如使用需要较多资源的应用程序)等而增加。因此，根据本发明实施例，当操作系统102的驱动程序110判断笔记型计算机操作于电池模式且操作系统的工作负载较高时，驱动程序110新增标记F1于物理存储器112。接着，基本输出输入系统104根据物理存储器112上标记F1，通知嵌入式控制器106进行上述电源管理程序中的步骤，藉以降低各硬件元件的耗电，进而延长电池使用时间。举例来说，标记F1为一特定的亮度调整标记，此亮度调整标记对应于调整移动电子装置100的显示面板的亮度，因此当基本输入输出系统读取于物理存储器112上的亮度调整标记时，会通知嵌入式控制器106调整移动电子装置100的显示面板的亮度。关于电源信息、电量数据的取得方式可参考上述说明，再此不再赘述。
更明确地说，当驱动程序110新增标记F1于物理存储器112后，笔记型计算机会进入一省电模式，接着通过嵌入式控制器106降低笔记型计算机的显示面板的亮度、降低笔记型计算机中的处理器的频率(speedstep)、降低该存储器的时钟(clock)的速度、降低该显示卡的时钟的速度，和/或关闭未于使用状态的通用串行总线(UniversalSerialBus，USB)装置，以直接减少硬件元件耗电方式来达到省电效果。
另请参考图3，嵌入式控制器106进行电源管理程序，以调整显示面板亮度的运作方式可归纳为一亮度调整流程30。如图3所示，亮度调整流程30包含以下步骤：
步骤300：开始。
步骤310：检测笔记型计算机的电池的电量信息。
步骤320：根据电量信息，计算笔记型计算机的电源消耗量。
步骤330：当电源消耗量大于一第一值时，降低笔记型计算机的显示面板的亮度。
步骤340：当电源消耗量小于一第二值时，调整显示面板的亮度至显示面板的一预设亮度。
步骤350：结束。
根据亮度调整流程30，当笔记型计算机进入省电模式后，嵌入式控制器106检测电池的电量信息(如上述的电池的电量数据)，并根据电量数据计算电池的电源消耗功率。若电源消耗功率大于笔记型计算机所设定的第一功率值时，嵌入式控制器106降低目前显示面板的亮度。另一方面，在嵌入式控制器106降低显示面板的亮度后，若笔记型计算机仍处于省电模式时，嵌入式控制器106会继续检测电池的电量信息，并计算电池的电源消耗功率。此时，若电源消耗功率小于笔记型计算机所设定的第二功率值时，嵌入式控制器106则将显示面板的亮度恢复成原预设亮度。
举例来说，假设显示面板的预设亮度值为x，第一功率值为10瓦及第二功率值为7瓦。当嵌入式控制器106计算出目前的电源消耗功率大于10瓦时，嵌入式控制器106将显示面板的亮度值降为x-1。在降低显示面板的亮度后，若笔记型计算机仍在省电模式下时，嵌入式控制器106会再次检测新的电量信息，并计算电源消耗功率。当新的电源消耗功率小于7瓦时，则将显示面板的亮度值从x-1调整为预设亮度值x，以避免过度降低显示面板的亮度，而影响使用者的观看。本发明实施例通过降低显示面板的亮度来减少笔记型计算机的电源消耗功率，由于显示面板占了绝大部分的耗电，因此通过亮度调整流程30可有效达到省电效能。
在另一实施例中，当操作系统102检测到关于监测电源消耗的一应用软件(如MobileMark软件，其用来评估笔记型计算机的电池续航能力)载入至操作系统102，且移动电子装置100操作于电池模式时，驱动程序110新增标记F1于物理存储器112，使笔记型计算机进入省电模式。详细说明可参考上述，再此不再赘述。
此外，本发明实施例会在移动电子装置100从电池模式转换至一电源供应模式时、在嵌入式控制器106进行完成电源管理程序后、在电池无法提供足够的电源予移动电子装置100时、或当MobileMark软件被移除时，清除于物理存储器112的标记F1，使移动电子装置100从省电模式回复至正常模式。
值得注意的是，本发明实施例的电源管理流程20是通过软件方式来实现，利用操作系统102中的驱动程序110，在特定情况发生时(如移动电子装置100在电池模式且操作系统102的工作负载过高时)，触发移动电子装置100的省电机制。此外，本发明实施可通过调整处理器的频率、变更桌布、显示面板亮度等方式，直接降低各硬件元件的耗电量。反之，在现有技术中，移动电子装置是利用进阶配置电源接口控制各硬件元件的供电情形，通过减少电源供应，来延长电池使用时间。由此可知，进阶配置电源接口无法直接降低硬件元件的耗电量，且缺乏电源管理的弹性，因而无法提升省电效能。
综上所述，本发明的电源管理方法提供降低硬件零件耗电的机制，藉以提升省电效能及电源管理的弹性，进而改善习知技术的缺点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (19)
1.一种电源管理方法，用于一移动电子装置，该移动电子装置包含一基本输入输出系统及一嵌入式控制器，该方法包含有：
判断该移动电子装置是否操作于一电池模式；
判断该移动电子装置的一操作系统的工作负载是否超过一预设值；
当该移动电子装置操作于该电池模式且该操作系统的工作负载超过该预设值时，新增关于该嵌入式控制器的一标记于该移动电子装置的一物理存储器；以及
通过该基本输入输出系统读取于该物理存储器的该标记，以通知该嵌入式控制器进行对应于该标记的一电源管理程序。
2.如权利要求1所述的电源管理方法，其中该电源管理程序包含有调整该移动电子装置的一显示面板的亮度、变更该显示面板所显示的一桌面背景、调整该移动电子装置的一处理器的效能、调整该移动电子装置的一存储器的效能、调整该移动电子装置的一显示卡的效能、关闭连接该移动电子装置但未于使用状态的一装置，以及变更该移动电子装置所使用的一电源机制的至少其中之一。
3.如权利要求2所述的电源管理方法，其中该标记为一亮度调整标记，且该亮度调整标记对应于调整该移动电子装置的该显示面板的亮度；通过该基本输入输出系统读取于该物理存储器的该标记，以通知该嵌入式控制器进行对应于该标记的一电源管理程序的步骤包含有：
通过该基本输入输出系统读取于该物理存储器的该亮度调整标记，以通知该嵌入式控制器调整该移动电子装置的该显示面板的亮度。
4.如权利要求2所述的电源管理方法，还包含有：
检测该移动电子装置的一电池的电量信息；以及
根据该电量信息，计算该移动电子装置的电源消耗量；
其中，调整该移动电子装置的该显示面板的亮度的步骤包含有：
当该电源消耗量大于一第一值时，降低该显示面板的亮度；以及
当该电源消耗量小于一第二值时，调整该显示面板的亮度至该显示面板的一预设亮度。
5.如权利要求4所述的电源管理方法，还包含有：
当该移动电子装置从该电池模式转换至一电源供应模式时，清除于该物理存储器的该标记；
当该嵌入式控制器进行完成该电源管理程序后，清除于该物理存储器的该标记；或
当该电池无法提供足够的电源予该移动电子装置时，清除于该物理存储器的该标记。
6.如权利要求2所述的电源管理方法，其中调整该移动电子装置的该处理器的效能的步骤包含有降低该处理器的频率。
7.如权利要求2所述的电源管理方法，其中调整该移动电子装置的该存储器的效能的步骤包含有降低该存储器的时钟的速度。
8.如权利要求2所述的电源管理方法，其中调整该移动电子装置的该显示卡的效能的步骤包含有降低该显示卡的时钟的速度。
9.如权利要求2所述的电源管理方法，其中关闭连接该移动电子装置但未于使用状态的该装置的步骤包含有关闭通过一通用串行总线接口连接于该移动电子装置但未于使用状态的该装置。
10.如权利要求1所述的电源管理方法，还包含有：
判断用来监测该移动电子装置的电源消耗的一应用程序是否载入至该操作系统；以及
当该移动电子装置操作于该电池模式且该应用程序载入至该操作系统时，新增该标记于该物理存储器。
11.如权利要求10所述的电源管理方法，还包含有：
当该应用程序被移除时，清除于该物理存储器的该标记。
12.一种具电源管理功能的一移动电子装置，包含有：
一嵌入式控制器，用来检测该移动电子装置是否操作于一电池模式；
一操作系统，用来检测该操作系统的工作负载是否超过一预设值，以及包含有一驱动程序，用来当该移动电子装置操作于该电池模式且该操作系统的工作负载超过该预设值时，新增关于该嵌入式控制器的一标记于该移动电子装置的一物理存储器；以及
一基本输出输入系统，用来读取于该物理存储器的该标记，并通知该嵌入式控制器进行对应于该标记的一电源管理程序。
13.如权利要求12所述的移动电子装置，其中用来进行对应于该标记的该电源管理程序的该嵌入式控制器进行以下至少一步骤：
调整该移动电子装置的一显示面板的亮度；
变更该显示面板所显示的一桌面背景；
调整该移动电子装置的一处理器的效能；
调整该移动电子装置的一存储器的效能；
调整该移动电子装置的一显示卡的效能；
关闭连接该移动电子装置但未于使用状态的一装置；以及
变更该移动电子装置所使用的一电源机制。
14.如权利要求13所述的移动电子装置，其中该标记为一亮度调整标记，且该亮度调整标记对应于调整该移动电子装置的该显示面板的亮度；用来读取于该物理存储器的该标记，并通知该嵌入式控制器进行对应于该标记的该电源管理程序的该基本输出输入系统包含有：该基本输出输入系统读取于该物理存储器的该亮度调整标记，并通知该嵌入式控制器调整该移动电子装置的该显示面板的亮度。
15.如权利要求13所述的移动电子装置，其中该嵌入式控制器还用来取得该移动电子装置的一电池的电量信息，以及根据该电量信息，计算该移动电子装置的电源消耗量；其中，该嵌入式控制器调整该移动电子装置的一显示面板的亮度的步骤包含有：当该电源消耗量大于一第一值时，该嵌入式控制器降低该显示面板的亮度；以及当该电源消耗量小于一第二值时，该嵌入式控制器调整该显示面板的亮度至该显示面板的一预设亮度。
16.如权利要求15所述的移动电子装置，其中该基本输出输入系统还用来当该移动电子装置从该电池模式转换至一电源供应模式时，清除于该物理存储器的该标记、当该嵌入式控制器进行完成该电源管理程序后，清除于该物理存储器的该标记，或当该电池无法提供足够的电源予该移动电子装置时，清除于该物理存储器的该标记。
17.如权利要求13所述的移动电子装置，其中用来调整该移动电子装置的该处理器的效能的该嵌入式控制器包含有该嵌入式控制器降低该处理器的频率；用来调整该移动电子装置的该存储器的效能的该嵌入式控制器包含有该嵌入式控制器降低该存储器的时钟的速度；用来调整该移动电子装置的该显示卡的效能的该嵌入式控制器包含有该嵌入式控制器降低该显示卡的时钟的速度；以及用来关闭连接该移动电子装置但未于使用状态的该装置的该嵌入式控制器包含有该嵌入式控制器关闭通过一通用串行总线接口连接于该移动电子装置但未于使用状态的该装置。
18.如权利要求12所述的移动电子装置，其中该操作系统还用来检测用来监测该移动电子装置的电源消耗的一应用程序是否载入至该操作系统，以及该驱动程序更用来当该移动电子装置操作于该电池模式且该应用程序载入至该操作系统时，新增该标记于该物理存储器。
19.如权利要求18所述的移动电子装置，其中该基本输出输入系统还用来当该应用程序被移除时，清除于该物理存储器的该标记。
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