CN1087082C - 对中央处理单元提供省电模式的装置 - Google Patents

Abstract

一种对中央处理单元提供省电模式的装置，包括：一电源控制器，用以控制中央处理单元的电源供给，中央处理单元通知所述电源控制器，使其切断中央处理单元的电源供给；以及一触发控制器，用以通知电源控制器，使其恢复中央处理单元的电源供给。本装置能切断及恢复一不具有省电模式设计的中央处理单元的电源供给，以节约能源。

Description

对中央处理单元提供省电模式的装置

本发明有关于一种省电装置，特别是有关于一种能适当地切断及恢复中央处理单元(CPU)的电源供给，以节省中央处理单元耗电的装置。

节约能源是时代的趋势，也是环境保护中不可缺少的一环。分析电脑装置的使用情况，发现经常会有中央处理单元陷于无意义的循环中，等待新的事件(Event)发生的状况，譬如：电脑装置等待使用者输入新数据或新命令的例子。因为中央处理单元在这些状况下，仍然持续工作消耗电流，造成能源使用上的浪费，又由于种种诸如存贮存贮器数据、重复开机时间长等理由，不能将电脑装置关机，故需要解决这一问题以节约能源。

少数最新一代的中央处理单元，其集成电路设计中，已加入省电功能，能够在适当的情形下，关掉大部分暂时无用的内部单元的电源供给，以使其能量消耗降至最低，当接收到外来触发时，再恢复正常电源供给，达到操作功能正常，又可节约能源的目的。但是大部分的中央处理单元并无此省电模式设计，在很多新的标准中，已规范电脑装置必须具有省电的功能，故需要有一能在适当的情况下，对中央处理单元提供省电模式的装置，以符合标准及节约能源。

因此本发明的主要目的就是提供一种对中央处理单元提供省电模式的装置，该装置使得中央处理单元能在适当的情形下，进入完全停顿的断电处理模式，再由外部触发，恢复到正常的操作模式，以达到省电的目的。

本发明的对中央处理单元提供省电模式的装置，可装设在一电脑中，该电脑至少包括一中央处理单元，所述对中央处理单元提供省电模式的装置包括：

一电源控制器，连连接至中央处理单元，用以控制中央处理单元的电源供给，中央处理单元通知电源控制器，使其切断中央处理单元的电源供给；以及

一触发控制器，连连接至所述电源控制器，用以通知所述电源控制器，使其恢复中央处理单元的电源供给，

其中所述电源控制器包括：

一地址解码器，连连接至中央处理单元，用以解码中央处理单元送出的一地址及控制信号，并据此送出一断电触发信号；

一电源开关，连接至中央处理单元，用以控制中央处理单元的电源供给；以及

一电源开关控制器，连接至所述地址解码器、电源开关、以及触发控制器，当接收到所述断电触发信号时，控制所述电源开关，使其切断中央处理单元的电源供给；当接收到一系统重置信号及所述触发控制器送出的一叫醒重置信号二者之一时，控制所述电源开关，使其恢复中央处理单元的电源供给。

本发明的对中央处理单元提供省电模式的装置能够切断及恢复一不具有省电模式的中央处理单元的电源供电，以节约能源。

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，本文特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图简要说明：

图1是依照本发明一较佳实施例的一种对中央处理单元提供省电模式的装置的电路方块图。

图2是图1的电源控制器的一较佳实施例的详细电路方块图。

图3是图1的触发控制器的一实施例的电路图。

图4是图1的触发控制器的另一实施例的电路图。

图5是图2的地址解码器的一实施例的电路图。

图6是图2的电源开关控制器的一实施例的电路图。

图7是图2的电源开关控制器的另一实施例的电路图。

图8是配合图6的电源开关控制器，图2的电源开关的一实施例电路图。

图9是配合图6的电源开关控制器，图2的电源开关的另一实施例电路图。

图10是配合图7的电源开关控制器，图2的电源开关的一实施例电路图。

图11是配合图7的电源开关控制器，图2的电源开关的另一实施例电路图。

中央处理单元是电脑的心脏，以单一集成电路来说，其消耗的能量比其他元件大。本发明是为不具有省电模式设计的中央处理单元，例如：6502、80286等，提供一种省电模式装置，使中央处理单元能进入完全停顿的断电处理模式，再由外部的触发，恢复到正常的操作状态。

请参照图1，它是依照本发明一较佳实施例的一种对中央处理单元提供省电模式的装置的电路方块图。在一电脑中，传统上除了中央处理单元10外，还包括有：存贮器、输入/输出外围控制器等部分，由于不是本发明的重点，故未示出。该对中央处理单元提供省电模式的装置5包括：一电源控制器20，连接至中央处理单元10；以及一触发控制器30，连接至电源控制器20。

首先在某些可省电的情况下，例如：当中央处理单元10，判断其自身处于无意义的循环中，等待新事件发生已经超过一可容许时间时，中央处理单元10进入一特殊服务程序，先将一些必要数据存起，再送出一些地址及控制信号或数据，来通知电源控制器20，使其切断中央处理单元10的电源供给，中央处理单元10进入断电完全停顿不工作的状态，以节省电流消耗。当然电源控制器20须具有控制中央处理单元10的电源供给的能力。

当可省电的情况解除，例如：新事件发生，须中央处理单元10工作时，触发控制器30自动判断或接受外界的触发信号，并产生一叫醒重置信号16，以通知电源控制器20，使其恢复中央处理单元10的电源供给，中央处理单元10启动后，将必要数据取回，继续执行未进入省电模式前的程序。

有一特殊情况须注意，如果中央处理单元10在断电状态下，即省电模式中，电源控制器20接收到电脑的系统重置信号12，就必须恢复中央处理单元10的电源供给，以使中央处理单元10恢复正常操作，电脑装置进入系统重置的步骤。

请参照图2，其绘示图1的电源控制器的一较佳实施例的详细电路方块图。电源控制器20包括：一地址解码器21，连接至中央处理单元10；一电源开关23，连接至中央处理单元10；一电源开关控制器22，连接至地址解码器21、电源开关23、以及触发控制器30。

电源开关23的功能是控制中央处理单元10的电源供给，但可以有两种方式，其一是控制中央处理单元10的电源接脚，另一是控制中央处理单元10的接地接脚。控制电源接脚获得或不获得电源，即接通系统电压或连接至低电位，与控制接地接脚为高电位或低电位，即不接通接地或连接至系统接地，都可控制中央处理单元10的电源供给。

当要进入省电模式时，中央处理单元10进入一特殊服务程序，先将一些必要数据存起，再送出一地址及控制信号28，地址解码器21解码中央处理单元10送出的地址及控制信号28，并据此送出一断电触发信号27。电源开关控制器22接收到该断电触发信号27时。会控制电源开关23，使其切断中央处理单元10的电源供给。当要离开省电模式恢复正常工作时，电源开关控制器22接收系统重置信号12或触发控制器30送出的叫醒重置信号16，会控制电源开关23，使其恢复中央处理单元10的电源供给。

请参照图3，其绘示图1的触发控制器的一实施例的电路图。触发控制器包括一按键31、一大电阻32、一小电阻33、以及一反相器34，大电阻32其阻值大于小电阻33至少5倍以上。平时反相器34连接至大电阻32，而大电阻32连接至系统电压，故平时反相器34输入端为高电位，输出端为低电位。当按下铵键31时，大电阻32也接通小电阻33，而小电阻连接至系统接地，依分压法则，反相器34输入端变为低电位，输出端变为高电位。即反相器34送出叫醒重置信号26，以通知上述电源控制器，使其恢复上述中央处理单元的电源供给。

请参照图4，其绘示图1的触发控制器的另一实施例的电路图。该触发控制器包括一微处理控制器35，可自动判断或监督外界的触发信号，再送出叫醒重置信号26，以通知上述电源控制器，使其恢复上述中央处理单元的电源供给。

请参照图5，其绘示图2的地址解码器的一实施例的电路图。该地址解码器包括一读写控制信号用反相器50、一与门52、以及多个地址信号用反相器51。多个地址信号用反相器51配合中央处理单元送出的适当地址，及读写控制信号用反相器50配合中央处理单元送出的写控制状态后，送入与门52解码而输出一正脉冲，亦即输出断电触发信号27给电源开关控制器。地址信号是否经反相器51送入与门52，可决定不同的解码地址。

请参照图6，其绘示图2的电源开关控制器的一实施例的电路图。该电源开关控制器包括：一“或”门61以及一D型触发器62。“或”门61的输入端口连接至上述触发控制器以及上述系统重置信号12，当接收到触发控制器送出的叫醒重置信号16或系统重置信号12时，送出一正脉冲，亦即送出重置信号66给D型触发器62。

D型触发器62的时钟脉冲接脚连接至地址解码器，其输出端连接至电源开关，其重置接脚连接至“或”门61的输出端，其D输入接脚可固定连接至高电位，或连接至中央处理单元的数据线。当D型触发器62接收到地址解码器送出的断电触发信号27时，触发使输出端为高电位，以控制电源开关，使其切断中央处理单元的电源供给。当接收到“或”门61送出的重置信号66时，清除其输出端为低电位，以控制电源开关，使其恢复中央处理单元的电源供给。

请参照图7，其绘示图2的电源开关控制器的另一实施例的电路图。该电源开关控制器包括一“或”门63以及一D型触发器64。“或”门63的输入端连接至上述触发控制器以及上述系统重置信号12，当接收到触发控制器送出的叫醒重置信号16或系统重置信号12时，送出一正脉冲，亦即送出设置信号68。

D型触发器64的时钟脉冲接脚连接至地址解码器，其输出端连接至电源开关，其设置接脚连接至“或”门63的输出端，其D输入接脚可固定连接至低电位，或连接至中央处理单元的数据线。当D型触发器64接收到地址解码器送出的断电触发信号27时，触发使其输出端为低电位，以控制电源开关，使其切断中央处理单元的电源供给。当接收到“或”门63送出的设置信号68时，设置其输出端为高电位，以控制电源开关，使其恢复中央处理单元的电源供给。

请参照图8，其绘示配合图6的电源开关控制器，图2的电源开关的一实施例的电路图。该电源开关是由一P型金属氧化物半导体场效应管70构成，该P型金属氧化物半导体场效应管70的源极连接至系统电压，栅极连接至图6的D型触发器的输出端，而漏极连接至上述中央处理单元的电源接脚。当栅极的输入为高电位时，P型金属氧化物半导体场效应管70不导通，中央处理单元无法获得电源供给。

请参照图9，其绘示配合图6的电源开关控制器，图2的电源开关的另一实施例的电路图。该电源开关是由一反相器71构成，该反相器71的输入端连接至图6的D型触发器的输出端，反相器71的输出端连接至上述中央处理单元的电源接脚。当反相器71的输入端为高电位时，其输出端为低电位，中央处理单元无法获得电源供给。

请参照图10，其绘示配合图7的电源开关控制器，图2的电源开关的一实施例的电路图。该电源开关由一N型金属氧化物半导体场效应管72构成，该N型金属氧化物半导体场效应管72的源极连接至上述中央处理单元的接地接脚，栅极连接至图7的D型触发器的输出端，而漏极连接至系统接地。当栅极的输入为低电位时，N型金属氧化物半导体场效应管72不导通，中央处理单元无法接通系统接地，电源切断。

请参照图11，其绘示配合图7的电源开关控制器，图2的电源开关的另一实施例的电路图。该电源开关是由一反相器73构成，该反相器73的输入端连接至图7的D型触发器的输出端，反相器73的输出端连接至上述中央处理单元的接地接脚。当反相器73的输入端为低电位时，其输出端为高电位，中央处理单元无法接地，电源切断。

虽然本发明已以一较佳实施例揭示如上，但它并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应可作少许的更改与润饰，因此本发明的保护范围应以后附的权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种对中央处理单元提供省电模式的装置，可装设在一电脑中，该电脑至少包括一中央处理单元，所述对中央处理单元提供省电模式的装置包括：

一电源控制器，连接至中央处理单元，用以控制中央处理单元的电源供给，中央处理单元通知电源控制器，使其切断中央处理单元的电源供给；以及

一触发控制器，连接至所述电源控制器，用以通知所述电源控制器，使其恢复中央处理单元的电源供给，

其特征是，其中所述电源控制器包括：

一地址解码器，连接至中央处理单元，用以解码中央处理单元送出的一地址及控制信号，并据此送出一断电触发信号；

一电源开关，连接至中央处理单元，用以控制中央处理单元的电源供给；以及

一电源开关控制器，连接至所述地址解码器、电源开关、以及触发控制器，当接收到所述断电触发信号时，控制所述电源开关，使其切断中央处理单元的电源供给；当接收到一系统重置信号及所述触发控制器送出的一叫醒重置信号二者之一时，控制所述电源开关，使其恢复中央处理单元的电源供给。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述电源开关控制器包括：

一“或”门，连接至所述触发控制器，当接收到所述叫醒重置信号及所述系统重置信号二者之一时，送出一重置信号；以及

一D型触发器，连接至所述”或”门、电源开关、以及地址解码器当接收到所述断电触发信号时，触发使其输出端为高电平，以控制所述电源开关，使其切断中央处理单元的电源供给；当接收到所述重置信号时，清除其输出端为低电位，以控制所述电源开关，使其恢复中央处理单元的电源供给。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述电源开关控制器包括：

一“或”门，连接至所述触发控制器，当接收到所述叫醒重置信号及所述系统重置信号二者之一时，送出一重置信号；以及

一D型触发器，连接至所述“或”门、电源开关、以及地址解码器，当接收到所述断电触发信号时，触发使其输出端为低电平，以控制所述电源开关，使其切断中央处理单元的电源供给；当接收到所述重置信号时，清除其输出端为高电位，以控制所述电源开关，使其恢复中央处理单元的电源供给。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述电源开关控制中央处理单元的电源供给的方式是控制中央处理单元的电源接脚，使其获得或不能获得电源。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述电源控制器控制中央处理单元的电源供给的方式是控制中央处理单元的接地接脚为高电位或低电位。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述电源开关由一P型金属氧化物半导体场效应管构成，该P型金属氧化物半导体场效应管的源极连接至一系统电压，栅极连接至所述D型触发器的输出端，而漏极连接至中央处理单元的电源接脚。

7.如权利要求1所述的装置，其中该电源开关由一N型金属氧化物半导体场效应管构成，该N型金属氧化物半导体场效应管的源极连接至中央处理单元的接地接脚，栅极连接至所述D型触发器的输出端，而漏极连接至一系统接地。

8.如权利要求1所述的装置，其中所述电源开关由一反相器构成，该反相器的输入端连接至所述D型触发器的输出端，输出端连接至中央处理单元的接地接脚。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述电源开关由一反相器构成，该反相器的输入端连接至所述D型触发器的输出端，输出端连接至中央处理单元的电源接脚。

10.如权利要求1所述的装置，其中所述触发控制器包括：

一按键；以及一反相器，连接至所述铵键以及电源控制器，当所述按键按下时，所述反相器送出一叫醒重置信号，以通知所述电源控制器，使其恢复该中央处理单元的电源供给。

11.如权利要求1所述的装置，其中所述触发控制器包括一微处理控制器，连接至所述电源控制器，可自动送出一叫醒重置信号，以通知所述电源控制器，使其恢复中央处理单元的电源供给。

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