CN103097985A - 用于实现降低的功率状态的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在一些实施例中，为设备提供了请求SOix(或类似物)进入和退出的方式。

Description

用于实现降低的功率状态的系统和方法
技术领域
本发明总地涉及计算平台中的降低的功率状态。
附图简述
本发明的各实施例在各附图中是以示例方式而非限定方式示出的，在附图中相同的附图标记指代相同的要素。
图1是根据一些实施例的具有含有效功率降低状态进入的端口的系统的一部分的示图。
具体实施方式
计算平台(与例如WindowsTM等操作系统结合的平台硬件)一般能进入低功率状态。例如，所谓的“S”状态(S0、S3、S4和S5)状态可通过WindowsTM和其它操作系统连同例如PCIExpress和USB3等流行接口一起来实现。
在一些系统中，S0可以是最活跃状态，S3可以是待用状态，S4可以是休眠状态，而S5可以是关闭状态。在最活跃状态(S0)内，可以存在具有不同活动性的又一些子状态，用来节省平台中的电力。这些状态中的一个状态可被称为SOix状态。在这种状态下，例如PCIe设备等硬器件和系统控制器和/或平台控制部分可处于降低的功率模式下，即便系统处于S0(活动)状态。
SOix进入和退出通常需要在例如平台控制器中枢(PCH)等平台控制块内的系统控制器和PCIe(快速外设部件接口)设备之间的协调。利用传统技术，设备一般通过发起L1(低功率的PCIe链路状态)退出来发起SOix退出(以进入更活跃的操作模式)。遗憾的是，这通常需要设备的控制器和系统控制器两者，例如它们的物理层和链路层，在处于SOix(降低的功率)模式时保持被供电，并且需要系统控制器监视由该设备进行的L1退出发起。也就是说，即使设备和端口之间的PCIe链路可能是空闲的，然而至少在一定程度上，双方可能都需要保持被供电，以备发生链路活动。
因此，在一些实施例中，为设备提供一种请求SOix(或类似状态)进入和退出的方式而不会有现有技术方案中的一些缺陷。例如，在一些实施例中，可允许系统控制器在SOix期间从PCIe物理层和链路层电路移除大量(如果不是全部)电力。在一些实施例中，可允许设备(例如PCIe设备)在SOix状态期间从其物理层和链路层电路移除大部分(如果不是全部)电力。在一些实施例中，可允许系统电源在适当条件下在SOix期间处于低功率状态。
图1大体上示出例如便携式计算机、台式或服务器计算机、书写板、上网本、智能电话等计算平台101的一部分。它包括CPU(中央处理单元)芯片102、电源104和系统(或平台)控制块106。在一些实施例中，平台控制块106可用平台控制器中枢(PCH)来实现，为方便起见，对于平台控制块，一般将平台控制器中枢用作参考(注意，CPU和PCH可对应于分立的芯片，或者对应于芯片中的功能块，例如片上系统(SOC)或其它高度集成的计算芯片)。
PCH 106包括一个或多个PCIe端口108以及关联的链路层110和物理层112。使端口108与对应的PCI设备114(例如无线网卡、以太网卡、USB网桥等)耦合。当通过它们各自的接口耦合在一起时，它们可形成活动的PCIe链路并彼此通信。(注意，PCH 106可包括其它端口和控制器，例如音频端口、USB端口、硬驱控制器、平台功率控制器，和类似物。另外，为简单起见，示出了单个PCIe设备，但也可将多个设备耦合于PCH中的多个端口)。
尽管除链路信号(例如，可构成被引用的“PCIe链路”的发送和接收通道)外，不是所有的接口信号都被示出，然而它们的接口也可包括时钟请求(Clk请求)信号。在一些实施例中，Clk请求信号可由系统控制器(例如在PCH中)或所述设备断言(assert)，以使任一链路方可通知另一链路方它需要进行通信。例如，它可使用线或信令。设备114使用该Clk请求信号从端口请求基准时钟(未示出)，由此它可与端口通信。在传统系统中，Clk请求信号一般仅用来作出这种基准时钟激活请求，但在本文描述的一些实施例中，它也用来指示设备是否能够进入、希望进入或将要进入一活动性更低的(例如SOix)状态。在一些实施例中，这允许设备减少其链路层和物理层电路的功率，并且它也可允许系统控制器减少(例如移除)PCH端口相应的链路层和物理层中的功率。
当Clk请求信号可由系统控制器(系统)或设备断言时，系统可断言该信号，以通知设备该系统不处于SOix，并且系统可发起使用该设备的存取。因此当设备处于不活动状态时，可对系统的链路/物理电路和设备的链路/物理电路中的任何一个或两者降低功率。自发地，PCIe设备可通过对Clk请求解除断言来进入降低的功率状态，并随后当需要撤出降低的功率模式时断言Clk请求(例如，以便发出PCIe传输，而这可能需要系统对相应的PCIe端口/链路/物理电路重新供电，以及向设备供电(或提供更大功率))。
在一些实施例中，在任何设备是活动(即如果来自任一PCIe设备的任何Clk请求信号被断言)时，PCH系统控制器可不允许PCH进入SOix状态。如果其它PCH功能将成为活动的，那么系统也可阻止系统级别的SOix状态或发起SOix退出。系统可使用至所断言的状态的转变(退出SOix状态)，以使电力再次施加于端口的物理层和链路层电路110、112。一旦再次施加电力，系统控制器的物理层和链路层的状态被恢复，并且例如可发起正常的L1退出进程。
因此，在一些实施例中，对于将要处于SOix状态的系统，其充分数量的(例如一些或全部)端口、控制器等应当处于低功率(例如SOix)状态。一旦系统处于SOix状态，可通过施加适当的状态信号——例如通过断言VR空闲使能信号——使系统电源(从电源至PCH的供电轨)处于低功率状态。如果设备(或任意其它设备)想要变为活动，它可断言Clk请求，然后这将导致系统对电源作重新断言，其中电源不仅是到系统的电源，而且是到将要变为活动的设备的电源(如果系统控制到该设备的电力)。在一些实施例中，设备可包括电路以使其在Clk请求断言之后等待一规定量的时间而完全激活自己，从而给予电源和PCH充分的时间，以例如避免功率下降、瞬变等。在其它方案中，例如，在断言Clk请求信号后，它可等待直到观察到来自PCH的基准时钟为止。注意，当个别设备功率降低(其Clk请求被解除断言)时，系统可另行通知电源，以便其能在需要时提供足够的电力，即以减少瞬变和类似情况。
在前面的描述中，已描述了众多具体细节。然而应理解，本发明的实施例在没有这些具体细节的情况下也可实践。在其他实例中，公知的电路、结构和技术可能未被详细示出，以免混淆对本说明书的理解。有鉴于此，对“一个实施例”、“一实施例”、“示例性实施例”、“各种实施例”等的引用表示如此描述的本发明实施例可包括特定特征、结构或特性，但不是每个实施例都必须包括所述特定特征、结构或特性。此外，一些实施例可具有其它实施例中描述的一些、全部特征，或者完全没有。
在前面的描述和后面的权利要求书中，下面的术语应该被解释如下：可使用术语“耦合的”和“连接的”连同其衍生词。应当理解，这些术语并不旨在作为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，可使用“连接的”来指示两个或更多元件彼此直接的物理或电气接触。“耦合的”用来指示两个或更多个元件彼此协同或相互作用，但它们可以是或可以不是直接物理或电气接触的。
术语“PMOS晶体管”表示P型金属氧化物半导体场效应管。同样，术语“NMOS晶体管”表示N型金属氧化物半导体场效应管。应当理解，无论何时采用下述术语：“MOS晶体管”、“NMOS晶体管”或“PMOS晶体管”，除非另外明确指示或由其用途性质所决定，否则它们是以示例方式使用的。它们涵盖了不同种类的MOS器件，包括具有不同VT、材料类型、绝缘体厚度、栅极构造的器件，这仅仅列举出了几个例子。此外，除非明确被称为MOS或类似物，否则术语晶体管可包括其它适宜的晶体管类型，例如结型场效应晶体管、双极结型晶体管、金属半导体FET以及各种类型的三维晶体管、MOS或其它目前已知或尚未研发出的晶体管。
本发明不限于所描述的实施例，而可使用所附权利要求的精神和范围内的修改和变化来实现。例如，应当理解，本发明可适于与所有类型的半导体集成电路(“IC”)芯片一起使用。这些IC芯片的示例包括但不限于，处理器、控制器、芯片集组件、可编程逻辑阵列(PLA)、存储器芯片、网络芯片，及类似物。
还应当理解，在一些附图中，信号导线用线条来表示。一些线条可能较粗，用以指示较多的构成信号路径，一些线条具有数字标记，用以指示构成信号路径的号码，和/或一些线条在一个或多个端部具有箭头，用以指示主要信息流向。但是，这不应以限制性方式来解释。相反，这种增加的细节可与一个或多个示例性实施例结合使用以便更容易地理解电路。任何所表示的信号线(不管是否具有附加信息)实际上可包括一个或多个信号，这些信号可在多个方向上传播且可用任何适合类型的信号方案来实现，例如用差分对来实现的数字或模拟线路、光纤线路，和/或单端线路。
应当理解，已给出了示例尺寸/模型/值/范围，虽然本发明不限于此。随着生产技术(例如，光刻)随时间的成熟，预期可生产具有更小尺寸的器件。此外，为了简化说明和阐述以及为了不使本发明变得难懂，在附图中可能示出或可能不示出公知的、去往IC芯片和其它组件的供电/接地连接。此外，各种配置可以方框图形式示出，以避免使本发明变得难懂，并且这也考虑了以下事实，即有关实现这些方框图配置的具体细节高度依赖于将实现本发明的平台，即这些具体细节应当落在本领域内技术人员的眼界范围内。在阐述具体细节(例如电路)以描述本发明的示例性实施例的情形下，显然本领域内技术人员无需这些具体细节，或者利用对这些具体细节的变化就能够实践本发明。因此这些描述将视为是说明性的而非限制性的。

Claims (12)

1.一种芯片，包括：
用来与对应的设备通信的端口，所述端口具有时钟请求节点，当进入降低的功率模式时所述设备断言所述时钟请求节点。
2.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述端口是PCIExpress端口。
3.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述时钟请求节点在被断言时将使得基准时钟被提供给所述设备。
4.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，包括系统控制器，如果包括所述设备的数个功能将要处于降低的功率模式，所述系统控制器使自己进入降低的功率模式。
5.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述时钟请求节点可通过所述端口和所述设备断言。
6.如权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述降低的功率模式是SOix状态。
7.一种计算平台，包括：
CPU；
电源；以及
平台控制器中枢，所述平台控制器中枢包括系统控制器和与设备通信的至少一个端口，所述端口具有时钟请求节点，当进入降低的功率模式时所述设备断言所述时钟请求节点，当所述节点被解除断言时，所述系统控制器降低提供给所述端口的链路和物理电路的功率。
8.如权利要求7所述的平台，其特征在于，所述端口是PCIExpress端口。
9.如权利要求7所述的平台，其特征在于，所述时钟请求节点在被断言时将使得基准时钟被提供给所述设备。
10.如权利要求7所述的平台，其特征在于，如果包括所述设备的数个功能将要处于降低的功率模式，则所述系统控制器将进入降低的功率模式。 
11.如权利要求7所述的平台，其特征在于，所述时钟请求节点可通过所述系统控制器和所述设备两者断言。
12.如权利要求1所述的平台，其特征在于，所述降低的功率模式是SOix状态。 
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