CN111143137A - 系统负载检测装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种系统负载检测装置和方法。系统负载检测装置包括一处理装置、一检测电路，以及一控制器。检测电路检测一交流转接器是否已抽离系统负载检测装置，以产生一检测信号。当交流转接器已抽离系统负载检测装置时，检测信号从一第一电平转换为一第二电平。控制器耦接检测电路和处理装置。此外，控制器接收检测信号，并根据检测信号，决定是否触发产生一降频信号来启动一降频机制，以降低系统负载。

Description

系统负载检测装置和方法
技术领域
本发明说明书主要涉及一系统负载检测技术，特别涉及藉由一检测电路来检测交流转接器是否已抽离的系统负载检测技术。
背景技术
当笔电系统需要进行全速运作时，会需要较高的电源，以满足较高的负载需求。举例来说，随着计算机技术的进步，目前笔电中的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)和图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)通常会具有允许超过其平台最高散热设计的高功率性能。其中一个性能就是是动态超频功能(又称为高功率或涡轮模式(turbo boost mode))。动态超频功能可使中央处理器和图形处理器能够在超越其基本工作频率之上运行。
一般来说，当笔电接上交流转接器(Adaptor)时，依目前的交流转接器的规格，应可足以提供该系统全速运作所需的耗能。然而，当交流转接器抽离笔电，改由笔电内部的电池来供电时，由于受限于笔电内部的电池材料的能量密度，以及受限于笔电内部机构大小，因此常常无法找到能供系统全速运转所需耗能规格的电池。
举例来说，当系统在由交流转接器供电，且在一交流运作模式(AC OperationMode)下进行全速运作时，若突然需要将交流转接器抽离笔电，会让系统在全速运作的情况下被迫改由机器内部的电池供电(即进入一直流运作模式(DC Operation Mode))。当系统从交流运作模式切换到直流运作模式时，系统可能会因为电池提供的电力不足而被迫断电关机。因此，如何在系统电力不足的情况下，避免被迫断电关机(shutdown)以及电池超过负荷，将是个值得讨论的课题。
发明内容
有鉴于上述现有技术的问题，本发明提供一系统负载检测技术，特别有关于检测电路来检测交流转接器是否已抽离的系统负载检测装置和方法。
根据本发明的一实施例提供一种系统负载检测装置。上述系统负载检测装置包括一处理装置、一检测电路，以及一控制器。检测电路检测一交流转接器是否已抽离上述系统负载检测装置，以产生一检测信号。当上述交流转接器已抽离上述系统负载检测装置时，上述检测信号从一第一电平转换为一第二电平。控制器耦接上述检测电路和处理装置。此外，控制器接收上述检测信号，并根据上述检测信号，决定是否触发产生一降频信号来启动一降频机制，以降低系统负载。
根据本发明一些实施例，检测电路可包括一第一电阻、一第二电阻，以及一比较器。比较器耦接第一电阻和第二电阻。比较器比较经过第一电阻和第二电阻分压的一分压电压和一参考电压，以产生检测信号。
根据本发明一些实施例，检测电路可包括一第三电阻、一第四电阻、一识别针脚连接端、一开关以及一比较器。开关耦接上述第三电阻、第四电阻和上述识别针脚连接端。比较器耦接上述开关。当开关关闭后，比较器比较经过上述第一电阻和上述第二电阻分压的一分压电压和一参考电压，以产生上述检测信号。
根据本发明的一实施例提供一种系统负载检测方法。上述系统负载检测方法适用一系统负载检测装置。上述系统负载检测方法包括，藉由上述系统负载检测装置的一检测装置检测一交流转接器是否已抽离上述系统负载检测装置，以产生一检测信号；藉由上述系统负载检测装置的一控制器接收上述检测信号；以及根据上述检测信号，决定是否触发产生一降频信号来启动一降频机制，以降低系统负载。当上述交流转接器已抽离上述系统负载检测装置时，上述检测信号从一第一电平转换为一第二电平。
关于本发明其他附加的特征与优点，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可根据本申请实施方法中所公开的系统负载检测装置和方法，做些许的更动与润饰而得到。
附图说明
图1是显示根据本发明的一实施例所述的系统负载检测装置100的方块图。
图2是显示根据本发明的一实施例所述的检测电路110的电路图。
图3A是显示根据本发明的一实施例所述的检测电路300的电路图。
图3B是显示根据本发明的一实施例所示的交流转接器200的直流端连接器接头的示意图。
图4是显示根据本发明的一实施例所述的产生降频信号Prochot#的示意图。
图5是显示根据本发明的一实施例所述的根据系统功率值启动或暂停降频机制的示意图。
图6是根据本发明的一实施例所述的负载检测方法的流程图。
【符号说明】
100 系统负载检测装置
110 检测电路
120 控制器
130 处理装置
131 中央处理器
132 图形处理器
200 交流转接器
210 比较器
310 开关
330 金属环内圈
340 金属环外圈
410 第一或门
420 第二或门
600 流程图
ACOK 检测信号
ACDET 端点
ADP_ID 识别针脚连接端
GND、GND1、GND2 接地
P 识别针脚
Prochot# 降频信号
Prochot#_Trigger 触发信号
R1 第一电阻
R2 第二电阻
R3 第三电阻
R4 第四电阻
S610～S630 步骤
T1、T2、T3、T4、T5 时间点
VA 系统电源
VACDET 分压信号
Vref 参考电压
具体实施方式
本章节所叙述的是实施本发明的最佳方式，目的在于说明本发明的精神而非用以限定本发明的保护范围，本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。
图1是显示根据本发明的一实施例所述的系统负载检测装置100的方块图。根据本发明一实施例，系统负载检测装置100可指一笔记型计算机，但本发明不以此为限。如图1所示，系统负载检测装置100可包括一检测电路110、一控制器120、一处理装置130，以及一电池140。需注意地是，在图1所示的方块图，仅为了方便说明本发明的实施例，但本发明并不以此为限。指系统负载检测装置100也可包含其他元件。
如图1所示，控制器120会耦接至检测电路110以及处理装置130。根据本发明的一实施例，控制器120可是一嵌入式控制器(embedded controller，EC)，但本发明不以此为限。控制器120可用以进行系统负载检测装置100的电源管理。此外，根据本发明的一实施例，处理装置130可包括一中央处理器(Central Processing Unit，CPU)131以及一图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)132(如图4所示)。
根据本发明的实施例，当系统负载检测装置100藉由一交流转接器(adaptor)200耦接一交流电源来取得电源时，系统负载检测装置100会操作在一交流操作模式(ACOperation Mode)。当系统负载检测装置100藉由其内部的电池140来取得电源(即交流转接器200被抽离系统负载检测装置100时)时，系统负载检测装置100会操作在一直流操作模式(DC Operation Mode)。
根据本发明的一实施例，检测电路110会检测交流转接器200是否已抽离系统负载检测装置100，以产生一检测信号ACOK，并将检测信号ACOK传送给控制器120。当系统负载检测装置100从一交流操作模式转换为一直流操作模式(即交流转接器200被抽离系统负载检测装置100)时，检测电路110所产生的检测信号ACOK会从一第一电平(例如：一高电平)转换为一第二电平(例如：一低电平)。当系统负载检测装置100从一直流操作模式转换为一交流操作模式(即交流转接器200重新接回系统负载检测装100)时，检测电路110所产生的检测信号ACOK会从第二电平(例如：一低电平)转换为第一电平(例如：一高电平)。因此，当检测信号ACOK传送给控制器120后，控制器120可立即根据检测信号ACOK得知交流转接器200是否和系统负载检测装置100相连接。
图2是显示根据本发明的一实施例所述的检测电路110的方块图。如图2所示，检测电路110可包含一第一电阻R1、一第二电阻R2，以及一比较器210。第一电阻R1的一端会接收系统电源VA(即系统电源的正电压)，另一端会耦接第二电阻R2和比较器210。在本发明的实施例中，当系统负载检测装置100藉由交流转接器200来取得电源时，系统电源VA可视为交流转接器200的直流端的电压。第二电阻R2的一端会耦接第一电阻R1和比较器210，另一端会耦接一接地GND(即系统电源的负电压)。比较器210的一输入端(即端点ACDET)会接收经过第一电阻R1和第二电阻R2分压后的分压信号VACDET(即分压电压)，另一输入端则会接收一参考电压Vref。比较器210会去比较分压信号VACDET和参考电压Vref，以产生检测信号ACOK，并将产生的检测信号ACOK传送给控制器120。在此实施例中，当系统负载检测装置100藉由交流转接器200来取得电源时，分压信号VACDET会大于参考电压Vref。因此，当分压信号VACDET大于参考电压Vref时，比较器210所产生的检测信号ACOK会是第一电平(例如：高电平)。此外，当交流转接器200抽离系统负载检测装置100时，由于系统电源VA会下降，因此分压信号VACDET将会小于参考电压Vref。因此，当分压信号VACDET小于参考电压Vref时，比较器210所产生的检测信号ACOK会是第二电平(例如：低电平)。
根据本发明的一实施例，当控制器120得知检测信号ACOK是第二电平时，控制器120可立即判断交流转接器200已抽离系统负载检测装100。因此，控制器120会立即触发产生一降频信号Prochot#来启动一降频(throttling)机制，以防止系统负载检测装100因电力不足而关机(shutdown)。当系统负载检测装100在降频机制时，系统负载检测装100的处理装置130(例如：图4之中央处理器131和图形处理器132)会进行降频，以降低系统负载检测装100的系统负载。关于如何产生降频信号Prochot#的详细内容，底下会以图4来做说明。
一般来说，交流转接器200被抽离系统负载检测装100可包含两种方式，一种是由交流转接器200的交流端(交流转接器200连接交流电源的那端)被抽离，另一种则是从交流转接器200的直流端(交流转接器200连接系统负载检测装100的那端)。然而，当交流转接器200从其直流端被抽离系统负载检测装置100时，系统电源VA会下降得很快，因而使得系统负载检测装置100有可能来不及启动一降频(throttling)机制。因此，为了让系统负载检测装置100在交流转接器200从其直流端被抽离系统负载检测装置100的情况，可更立即地判断交流转接器200已被抽离系统负载检测装100，本发明的一实施例中提出另一种检测电路110的设计方式。底下将会以第3A-3B图做说明。
图3A是显示根据本发明的一实施例所述的检测电路300的电路图。在此实施例中，检测电路110中更可包含一检测电路300。检测电路300会耦接到图2所示的检测电路110的端点ACDET，以决定是否产生检测信号ACOK。如图3A所示，检测电路300可包含一第三电阻R3、一第四电阻R4、一识别针脚(Identified Pin，ID Pin)连接端ADP_ID，以及一开关310。第三电阻R3的一端会接收系统电源VA(即系统电源的正电压)，另一端会耦接识别针脚连接端ADP_ID、第四电阻R4和开关310。第四电阻R4的一端会耦接识别针脚连接端ADP_ID、第三电阻R3和开关310，另一端会耦接一接地GND(即系统电源的负电压)。根据本发明一实施例，开关310可是一N型场效晶体管。开关310的漏极会耦接到检测电路110的端点ACDET。
图3B是显示根据本发明的一实施例所示的交流转接器200的直流端连接器接头的示意图。如图3B所示，交流转接器200的直流端连接器接头的金属环外圈340会耦接到系统负载检测装置100的接地GND，且交流转接器200的直流端连接器接头的金属环内圈330会耦接到系统负载检测装置100接收系统电源VA的连接端。此外，在交流转接器200的直流端连接器接头中会包含一识别针脚P，且识别针脚P会的电路极性对应到接地GND。当交流转接器200从其直流端被接上系统负载检测装置100时，在交流转接器200的直流端连接器接头完全接触到系统负载检测装置100的电路板的过程中，识别针脚P会是最后才接触到系统的部分。此外，当交流转接器200从其直流端被抽离系统负载检测装置100时，识别针脚P则会是交流转接器200的直流端连接器接头中第一个离开系统负载检测装置100的部分。因此，在识别针脚P还未完全接触到识别针脚连接端ADP_ID之前，交流转接器200的直流端连接器接头的金属环内圈330会先接触到系统负载检测装置100接收系统电源VA的连接端，以提供系统电源VA给系统负载检测装置100。此外，在此实施例中，在识别针脚P还未完全接触到识别针脚连接端ADP_ID之前，系统电源VA经过第三电阻R3和第四电阻R4所产生的分压信号，会开启开关310(即晶体管被导通)。由于开关310被开启，因此，端点ACDET会被连接到接地GND。当端点ACDET被连接到接地GND时，图2所示的检测电路110就无法产生检测信号ACOK。当识别针脚P接触到识别针脚连接端ADP_ID后，识别针脚连接端ADP_ID会被连接到GND，因而使得开关310被关闭(即晶体管被关闭)。开关310关闭后，端点ACDET就不会受到开关310的影响。因此，图2的分压信号VACDET就可从端点ACDET被传送到比较器210，且比较器210亦会依类似图2的方式比较分压信号VACDET和参考电压Vref，以产生检测信号ACOK，并将产生的检测信号ACOK传送给控制器120。
如上所述，在此实施例中，当交流转接器200从其直流端抽离系统负载检测装置100时，识别针脚P将会是第一个被抽离系统负载检测装置100的部分。因此，当识别针脚P被系统负载检测装置100时，开关310会被开启，端点ACDET会被连接到接地GND，因而使得检测信号ACOK可很快地进行转态(从高电平转换成低电平)。
图4是显示根据本发明的一实施例所述的产生降频信号Prochot#的示意图。如图4所示，检测电路110和控制器120更会耦接一第一或门410和一第二或门420的输入端。第一或门410的输出端会耦接中央处理器131，以及第二或门420的输出端会耦接图形处理器132。在此实施例中，当交流转接器200抽离系统负载检测装100时，检测装置100会产生的一低电平(即逻辑电平＝0)的检测信号ACOK。当检测装置100所产生的检测信号ACOK是低电平时，控制器120会产生一低电平(即逻辑电平＝0)的触发信号Prochot#_Trigger。当第一或门410和第二或门420接收到低电平的检测信号ACOK和低电平的触发信号Prochot#_Trigger时，第一或门410和第二或门420会产生具有低电平(即逻辑电平＝0)的降频信号Prochot#，并将低电平的降频信号Prochot#传送给中央处理器131和图形处理器132，以启动降频机制。因此，当中央处理器131和图形处理器132接收到低电平的降频信号Prochot#后，就会开始进行降频，以降低系统负载检测装100的系统负载。
根据本发明的一实施例，控制器120会耦接一系统电压传感器(图未显示)和一系统电流传感器(图未显示)。控制器120可根据从系统电压传感器所取得的电压采样值，以及从系统电流传感器所取得的电流采样值，计算出一系统功率值(即P＝IV)。
根据本发明的一实施例，当系统负载检测装100因为从交流操作模式转换为直流操作模式而在一降频机制时，控制器120会判断目前系统负载检测装100的系统功率值是否大于对应直流操作模式的一第一临界值，以决定是否暂停降频机制。当系统负载检测装100的系统功率值未大于对应直流操作模式的第一临界值时，控制器120就会暂停降频机制。也就是说，当系统负载检测装100的系统功率值未大于对应直流操作模式的临界值时，处理装置130(即中央处理器131和图形处理器132)就可不用在降频的状态下进行操作。底下将会以图5做说明。
根据本发明的另一实施例，当系统负载检测装100操作在交流操作模式时，控制器120亦会判断目前系统功率值是否大于对应交流操作模式的一第二临界值，以决定是否启动降频机制。
图5是显示根据本发明的一实施例所述的根据系统功率值启动或暂停降频机制的示意图。如图5所示，在时间点T1时，检测信号ACOK从高电平变成低电平，即表示交流转接器200被抽离系统负载检测装置100。因此，降频信号Prochot#会从高电平变成低电平(降频机制被启动)，且控制器120会以第一临界值作为判断标准。在时间区间T2～T3，控制器120判断系统功率值低于对应直流操作模式的第一临界值，因此，降频信号Prochot#会从低电平变成高电平(降频机制被暂停)。在时间区间T3～T4，控制器120判断系统功率值又高于对应直流操作模式的第一临界值，因此，降频信号Prochot#会又从从高电平变成低电平(降频机制被启动)。在时间区间T4～T5，控制器120判断系统功率值又低于对应直流操作模式的第一临界值，因此，降频信号Prochot#又会从低电平变成高电平(降频机制被暂停)。在时间点T5后，检测信号ACOK从低电平变成高电平，即表示交流转接器200接回系统负载检测装置100。因此，控制器120就会以第二临界值作为判断标准，并判断目前系统功率值是否大于对应交流操作模式的第二临界值，以决定是否启动降频机制。
图6是根据本发明的一实施例所述的系统负载检测方法的流程图600。此指系统负载检测方法可适用本发明的系统负载检测装置100。在步骤S610，系统负载检测装置100的一检测装置检测一交流转接器是否已抽离系统负载检测装置100，以产生一检测信号ACOK。在步骤S620，系统负载检测装置100的一控制器接收检测信号ACOK。在步骤S630，当检测信号ACOK从一第一电平转换为一第二电平时，系统负载检测装置100的控制器会产生一触发信号Prochot#_Trigger，以触发产生上述降频信号Prochot#来启动降频机制。
在步骤S640，系统负载检测装置100的控制器会判断目前系统功率值是否大于一第一临界值。当目前系统功率值大于第一临界值时，进行步骤S650。在步骤S650，系统负载检测装置100的控制器维持降频机制。当目前系统功率值未大于第一临界值时，进行步骤S660。在步骤S660，系统负载检测装置100的控制器停止触发产生降频信号Prochot#，以停止降频机制。
在步骤S670，当检测信号ACOK从一第二电平转换为一第一电平时，控制器120就会以一第二临界值作为判断标准，并判断目前系统功率值是否大于对应交流操作模式的第二临界值，以决定是否启动降频机制。当目前系统功率值大于第二临界值时，进行步骤S680。在步骤S680，系统负载检测装置100的控制器启动降频机制。当目前系统功率值未大于第二临界值时，进行步骤S690。在步骤S690，系统负载检测装置100的控制器不会启动降频机制。
在本发明一实施例，在系统负载检测方法还包括，系统负载检测装置100的检测装置的一比较器会比较经过一第一电阻和一第二电阻分压的一分压电压和一参考电压，以产生检测信号ACOK。
在本发明一实施例，在系统负载检测方法还包括，系统负载检测装置100的检测装置检测交流转接器的直流端的一识别针脚是否已抽离上述系统负载检测装置。
当识别针脚已抽离系统负载检测装置100时，检测信号ACOK从第一电平转换为第二电平，以降低系统负载。
根据本发明的实施例所提出的系统负载检测方法，当交流转接器抽离系统负载检测装置100时，系统负载检测装置100的控制器可根据负载检测装置100的检测装置所产生的检测信号ACOK，立即触发产生降频信号Prochot#来启动降频机制，以降低系统负载。因此，根据本发明所提出的系统负载检测方法，当交流转接器抽离系统负载检测装置100时，系统负载检测装置100的控制器可更快地得知交流转接器已抽离系统负载检测装置100。因而，可避免负载检测装置100会突然电力不足而关机(shutdown)，以及避免电池会超过负荷。此外，在本发明所提出的系统负载检测方法，系统负载检测装置100的控制器更可根据目前系统功率的情况，决定是否关闭降频机制，因而可更弹性地去进行系统负载检测装置100的电源管理。
在本说明书中以及权利要求书中的序号，例如“第一”、“第二”等等，仅为了方便说明，彼此之间并没有顺序上的先后关系。
本发明的说明书所公开的方法和算法的步骤，可直接通过执行一处理器直接应用在硬件以及软件模块或两者的结合上。一软件模块(包括执行指令和相关数据)和其它数据可存储在数据存储器中，像是随机存取存储器(RAM)、快闪存储器(flash memory)、只读存储器(ROM)、可抹除可编程只读存储器(EPROM)、电子可抹除可编程只读存储器(EEPROM)、暂存器、硬盘、便携式应碟、光盘只读存储器(CD-ROM)、DVD或在此领域习的技术中任何其它计算机可读取的存储介质格式。一存储介质可耦接至一机器装置，举例来说，像是计算机/处理器(为了说明的方便，在本说明书以处理器来表示)，上述处理器可通过来读取信息(像是程序代码)，以及写入信息至存储介质。一存储介质可整合一处理器。一特殊应用集成电路(ASIC)包括处理器和存储介质。一用户设备则包括一特殊应用集成电路。换句话说，处理器和存储介质以不直接连接用户设备的方式，包含于用户设备中。此外，在一些实施例中，任何适合计算机程序的产品包括可读取的存储介质，其中可读取的存储介质包括和一或多个所公开实施例相关的程序代码。在一些实施例中，计算机程序的产品可包括封装材料。
以上段落使用多种层面描述。显然的，本文的教示可以多种方式实现，而在范例中公开的任何特定架构或功能仅为一代表性的状况。根据本文的教示，本领域技术人员应理解在本文公开的各层面可独立实作或两种以上的层面可以合并实作。
虽然本公开已以实施例公开如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。

Claims (10)

1.一种系统负载检测装置，包括：
处理装置；
检测电路，检测交流转接器是否已抽离上述系统负载检测装置，以产生检测信号，其中当上述交流转接器已抽离上述系统负载检测装置时，上述检测信号从第一电平转换为第二电平；以及
控制器，耦接上述检测电路和处理装置，其中上述控制器接收上述检测信号，并根据上述检测信号，决定是否触发产生降频信号来启动降频机制，以降低系统负载。
2.如权利要求1所述的系统负载检测装置，其中当上述检测信号是上述第二电平时，上述控制器产生触发信号，以触发产生上述降频信号来启动上述降频机制。
3.如权利要求2所述的系统负载检测装置，其中在上述降频机制启动期间，上述控制器判断目前系统功率值是否大于临界值，其中当目前系统功率值大于上述临界值，上述控制器维持上述降频机制，以及当目前系统功率值小于上述临界值，上述控制器停止触发产生上述降频信号，以停止上述降频机制。
4.如权利要求1所述的系统负载检测装置，其中上述检测电路包括：
第一电阻；
第二电阻；以及
比较器，耦接上述第一电阻和上述第二电阻，以及比较经过上述第一电阻和上述第二电阻分压的分压电压和参考电压，以产生上述检测信号。
5.如权利要求2所述的系统负载检测装置，其中上述检测电路包括：
第三电阻；
第四电阻；
识别针脚连接端；以及
开关，耦接上述第三电阻、第四电阻和上述识别针脚连接端其中上述比较器和上述开关耦接于端点，以及当开关关闭后，上述比较器比较经过上述第一电阻和上述第二电阻分压的分压电压和参考电压，以产生上述检测信号。
6.一种系统负载检测方法，适用系统负载检测装置，包括：
藉由上述系统负载检测装置的检测装置检测交流转接器是否已抽离上述系统负载检测装置，以产生检测信号；
藉由上述系统负载检测装置的控制器接收上述检测信号；以及
根据上述检测信号，决定是否触发产生降频信号来启动降频机制，以降低系统负载，
其中当上述交流转接器已抽离上述系统负载检测装置时，上述检测信号从第一电平转换为第二电平。
7.如权利要求6所述的系统负载检测方法，还包括：
当上述检测信号是上述第二电平时，上述控制器产生触发信号，以触发产生上述降频信号来启动上述降频机制。
8.如权利要求7所述的系统负载检测方法，还包括：
在上述降频机制启动期间，判断目前系统功率值是否大于临界值；
当目前系统功率值大于上述临界值，维持上述降频机制；以及
当目前系统功率值小于上述临界值，停止触发产生上述降频信号，以停止上述降频机制。
9.如权利要求6所述的系统负载检测方法，其中上述检测电路包括第一电阻、第二电阻以及比较器，且上述系统负载检测方法还包括：
比较经过上述第一电阻和上述第二电阻分压的分压电压和参考电压，以产生上述检测信号。
10.如权利要求6所述的系统负载检测方法，还包括：
检测上述交流转接器的直流端的识别针脚是否已抽离上述系统负载检测装置；以及
当上述识别针脚已抽离上述系统负载检测装置时，上述检测信号从上述第一电平转换为上述第二电平，以降低系统负载。
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