CN103677203A - 多阶段降低cpu能耗的节能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种多阶段降低CPU能耗的节能装置，应用于一计算机主机板，包括：节能驱动模块其电气性连接于计算机主机板的中央处理器(CPU)，以及用于产生多阶变化的节能信号，其中节能信号是输出至中央处理器，使得中央处理器在接收节能信号后，中央处理器依据节能信号的电压电平高低，而自行切换对应的操作频率。本发明改变了已知两阶的变化，变成例如为256阶的变化，提供给计算机主机板达成多种不同能耗的节能。

Description

多阶段降低CPU能耗的节能装置
技术领域
本发明是关于一种用于计算机主机板的电路装置，特别是关于一种用于计算机主机板的节能装置。
背景技术
已知计算机主机板上的中央处理器(CPU)的PROCHOT#脚位，若是定义成输入信号时，则可以由外部线路来驱动PROCHOT#信号，以通知CPU降频，达到进一步降低耗能。但因已知PROCHOT#信号只有高电平(High Level)与低电平(Low Level)的两种变化而已，一般使用情形是当CPU温度上升达到设定值时，超级输入输出(SIO)芯片会将PROCHOT#信号拉为低电平，以使得CPU内部进入除频操作，以降低CPU功耗，藉此达到温度下降的功能，然而能耗的节能手段也只有高电平与低电平的两阶段变化。
本发明人有鉴于上述已知计算机主机板的缺失，乃亟思发明而改良一种多阶段降低CPU能耗的节能装置，提供给计算机主机板达成多种不同能耗的节能。
发明内容
本发明的目的是提供一种多阶段降低CPU能耗的节能装置，改变了已知两阶的变化，变成例如为256阶的变化，提供给计算机主机板达成多种不同能耗的节能。
为达成本发明上述目的，本发明提供一种多阶段降低CPU能耗的节能装置，应用于一计算机主机板，包括：一节能驱动模块，电气性连接于该计算机主机板的一中央处理器(CPU)，以及用于产生多阶变化的一节能信号，其中该节能信号是输出至该中央处理器，使得该中央处理器在接收该节能信号后，该中央处理器依据该节能信号的电压电平高低，而自行切换对应的操作频率。
为使贵审查员对本发明的构造、特征及其使用功效有更深一层的认识与了解，兹举较佳的可行实施例并配合图式详细说明如下。
附图说明
图1显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的架构示意图。
图2A～2C图分别显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的节能信号的各种具体波形范例。
图3显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的节能驱动模块的具体实施例的方块图。
图4显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的节能驱动模块的另一具体实施例的方块图。
图5显示依据本发明图3的节能驱动模块的电子线路具体实施例的示意图。
图6显示依据本发明图4的节能驱动模块的电子线路具体实施例的示意图。
图7显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的过热警报电路模块的具体实施例的方块图。
图8显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的应用流程图。
图9显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置与瓦时计的方块图。
图10显示本发明图9的瓦时计的电子线路具体实施例的示意图。
图11显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的另一应用流程图。
图12显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的又另一应用流程图。
[主要元件标号说明]
1 计算机主机板            2    中央处理器
3 瓦时计                  10   节能装置
10a、10’a 节能信号       100  节能驱动模块
101  控制器               103  电平调整器
105  过热警报电路模块     1051 过热警报电路
1053 信号产生器
具体实施方式
请参见图1，本发明的多阶段降低CPU能耗的节能装置10乃可应用于计算机主机板1，例如是具有计算机主机板1的桌机、笔电、平板计算机、或是其它计算机装置。为了揭露本发明的方便性与易于了解的目的，计算机主机板1只绘出与本发明直接相关的硬件组件，然而属于计算机主机板1的其它该些组件但与本发明并无直接关联，则省略绘出其它该些组件。利用中央处理器(CPU)2本身有内部除频来降低功耗的功能，配合上本发明的节能装置10，来对节能信号10a(其具体范例为PROCHOT#信号)加以变化，达到将已知两阶的变化，变成例如为256阶的变化。
请配合参见图1至图6，本发明的节能装置10乃包括：节能驱动模块100，其电气性连接于计算机主机板1的中央处理器(CPU)2，节能驱动模块100的主要功能是用来产生多阶变化的节能信号10a，而节能信号10a乃输出至CPU2的PROCHOUT#脚位。当CPU 2在接收节能信号10a后，中央处理器2能够依据节能信号10a的电压电平高低，中央处理器2自行切换对应的操作频率，也就是说，当节能信号10a的电压电平是处于高电压电平时，CPU 2是在较高操作频率下运作，相反地，当节能信号10a的电压电平是处于低电压电平时，CPU 2是在较低操作频率下运作。
请配合参见图2A至2C，由节能驱动模块100所产生的节能信号10a，乃是一种多样性变化的数字信号。在图2A中的节能信号10a乃是一个低电压电平的信号，若CPU 2接收到图2A的节能信号10a时，在节能信号10a的时间期间中，CPU 2是一直在较低操作频率下运作，如此计算机主机板1可达到节省最大能耗的效果。在图2B中的节能信号10a乃是一个高电压电平的信号，若CPU 2接收到图2B的节能信号10a时，在节能信号10a的时间期间中，CPU 2是一直在较高操作频率下运作，如此计算机主机板1乃是要求强大执行运算性能，并不在意于能耗。
在图2C中的节能信号10a乃是由连续方波信号100所组成的信号，其中n是介于0至255的整数，也就是说，节能信号10a的范例可能是1个方波信号，方波信号100的高电位比例由n决定，或是1个高电压电平信号(n=255)，或是1个低电压电平信号(n=0)，或是1个低电压电平信号(n=0)。若CPU 2接收到图2C的节能信号10a时，在节能信号10a的时间期间中，CPU 2是一直在较低操作频率与较高操作频率之间切换运作，如此计算机主机板1可达到控制能耗的效果。在图2C中，利用节能信号10a以脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)的方式改变n的大小来驱使PROCHOT#信号，通知CPU 2降频，CPU 2耗能会随PWM的任务(duty)高低而变化，此一高低变化的信号，会使CPU 2内部除频机制得到一个平均的频率，同时也能得到一个平均耗能(Waverage)。
请配合参见图3、4，节能驱动模块100的具体实施例乃包括有：控制器101、以及电平调整器103。控制器101可实行已内建于计算机主机板1的内嵌式控制器，例如是超级输入输出(SIO)芯片，或是实行新增控制器的方式。控制器101的主要功能是用来产生多阶变化的节能信号10a。所述n值可设定于控制器101的内部暂存器(图未显示)，而控制器101再依据所述内部暂存器的n值，来产生节能信号10a。
由于考虑到CPU 2的PROCHOUT#脚位其输入电压电平上规格要求，因此在控制器101与CPU 2之间设置有电平调整器103，而电平调整器103的主要功能是用来将节能信号10’a的电压电平，调整成符合PROCHOUT#脚位的输入电压电平的规格要求。电平调整器103可直接实行已知相关电路手段。
请配合参见图4。再者，电平调整器103能够接收致能信号，如此，电平调整器103能够依据所述致能信号，而决定是否输出节能信号10a。又再者，所述致能信号Enable线路可实行以PWM的方式，来控制电平调整器103的开关时间，同时能以改变PWM的任务(Duty)来达到多阶的降低能耗，例如实行最大可以有256阶的变化。
图5乃是图3的节能驱动模块100的具体电路手段范例，而图6乃是图4的节能驱动模块100的具体电路手段范例。
请配合参见图7，节能驱动模块100的另一具体实施例乃包括有：过热警报电路模块105。过热警报电路模块105的主要功能是用来产生多阶变化的节能信号10’a，且过热警报电路模块105连接于电平调整器103。过热警报电路模块105主要是由过热警报电路1051与信号产生器1053所组成。过热警报电路1051的功能是用来检测CPU 2的温度，当CPU 2的温度超出预定警戒时，过热警报电路1051即会令信号产生器1053运作，使得信号产生器1053产生节能信号10’a。过热警报电路模块105与信号产生器1053可直接实行已知相关电路手段。
请配合参见图8至图10，本发明的节能装置10能够搭配瓦时计3(PowerMeter)来使用，瓦时计3的具体实施线路如图10所显示。瓦时计3的功能是计算系统的能耗，所述系统在此定义为至少包含有：计算机主机板1、以及执行于计算机主机板1的操作系统与应用程序。节能装置10在搭配瓦时计3使用后，所述系统能够被控制在小于所允许的最大能耗以内运作。
再者，在图9的节能装置10能够接收VR_HOT信号(过热警报信号)，当节能装置10接收到VR_HOT信号后，即会产生节能信号10a。
请配合参见图11，本发明的节能装置10的另一种应用方式，乃可以依使用功能及环境的不同而定义各种能耗，然后由使用者自行选定其中一种的使用环境，例如文书模式、多煤体模式、游戏模式等使用还境，系统依据所选定的使用环境，然后设定节能装置10，例如设定控制器101内部暂存器其对应的n值，如此达到降低能耗的目的，又能符合使用者使用情境。
请配合参见图12，本发明的节能装置10能够应用于移动电子装置，当配备有本发明的节能装置10的移动电子装置，若是使用市电电源时，则会不对CPU 2的PROCHOT#脚位进行控制。当检测到移除市电电源，移动电子装置乃使用电池(Battery)电源时，移动电子装置监测电池的剩余电量，然后，移动电子装置依据剩余电量的多少，而令节能装置10启动。移动电子装置依据剩余电量来设定节能装置10，例如设定控制器101内部暂存器其对应的n值，如此达到降低能耗的目的，又能达到延长电池电源使用时间的目的。
本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置10，改变了已知两阶的变化，变成例如为256阶的变化，能够使得计算机主机板1达成多种不同能耗的节能，乃为本发明的优点与最大特色。
惟以上所述者，仅为本发明的较佳实施例，当不能用以限定本发明可实施的范围，本领域技术人员所明显可作变化与修饰，皆应视为不悖离本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种多阶段降低CPU能耗的节能装置，用于一计算机主机板，包括：
一节能驱动模块，电气性连接于该计算机主机板的一中央处理器CPU，以及用于产生多阶变化的一节能信号，其中该节能信号是输出至该中央处理器，使得该中央处理器在接收该节能信号后，该中央处理器依据该节能信号的电压电平高低，而自行切换对应的操作频率。
2.根据权利要求1所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置，其中该节能驱动模块包含：一控制器、以及一电平调整器。
3.根据权利要求1所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置，其中该节能驱动模块包含：一过热警报电路模块、以及一电平调整器。
4.根据权利要求1所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置，进一步包括：一瓦时计，电气性连接于该节能驱动模块。
5.根据权利要求2或3所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置，其中该电平调整器进一步连接一致能信号。
6.根据权利要求1所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置，其中该节能信号，是一低电压电平信号、或一高电压电平信号、或一个可改变任务的连续方波信号所组成的信号，其中n是介于0至255的整数，以及该方波信号的高电位比例由n决定。
7.根据权利要求1所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置，其中该节能信号是输出该中央处理器的PROCHOT#脚位。
8.根据权利要求2所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置，其中该控制器是一已内建于该计算机主机板的内嵌式控制器。
9.根据权利要求3所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置，其中该过热警报电路模块包含：一过热警报电路，以及一信号产生器，其用于产生该节能信号。
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