CN113572213A - 利用预启动缩放进行经验证的高功率转变和快速充电 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及利用预启动缩放进行经验证的高功率转变和快速充电。系统、装置和方法可以提供这样的技术，该技术在计算系统处于低功率模式的同时发起包含嵌入式控制器的计算系统的启动，对用于执行启动的代码未受破坏进行验证，以及在验证成功的情况下与连接到计算系统的源设备协商增加功率递送。

Description

利用预启动缩放进行经验证的高功率转变和快速充电
技术领域
实施例通常涉及电池供电设备的充电。更具体地，实施例涉及一种利用预启动缩放(pre-boot scaling)执行经验证的高功率转变和快速充电的技术。
背景技术
电池供电设备(例如，接收设备(sink device))可以使用通过USB(通用串行总线，例如USB TYPE-C/USB-C端口控制器接口规范，参考2.0，版本1.1，2020年3月，USB3.0Promoter Group)连接从源设备(例如，充电器)接收的电力来对接收设备的内部电池进行充电和/或对接收设备进行操作。在一些情况下，接收设备的功率需求可能超过在启动时从源设备最初可获得的功率量。尽管USB技术中的最近发展可以允许接收设备的嵌入式控制器(EC)与源设备协商以从源设备获得较高水平的功率，但是仍有相当大的改进空间。例如，高功率协商可能通常仅在验证了用于执行启动的代码未受破坏之后才进行。在这样的情况下，如果源设备的内部电池被完全耗尽或几乎完全耗尽，则功率可能不足以验证启动安全性并且可能从不进行高功率协商。结果，可能遇到对性能和/或用户体验的负面影响。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供了一种性能增强的计算系统，计算系统包括：电池；片上系统(SoC)；以及嵌入式控制器，嵌入式控制器耦合到电池和SoC，嵌入式控制器包括存储一组可执行程序指令的存储器，可执行程序指令在由嵌入式控制器执行时，使得嵌入式控制器执行以下操作：在计算系统处于低功率模式的同时发起计算系统的启动，对用于执行启动的代码未受破坏进行验证，以及在验证成功的情况下与连接到计算系统的源设备协商增加功率递送。
根据本公开的第二实施例，提供了一种嵌入式控制器，包括：一个或多个衬底；以及耦合到一个或多个衬底的逻辑，其中，逻辑至少部分地实现在可配置逻辑或固定功能性硬件逻辑中的一个或多个中，耦合到一个或多个衬底的逻辑用于：在包含嵌入式控制器的计算系统处于低功率模式的同时，发起计算系统的启动，对用于执行启动的代码未受破坏进行验证，以及在验证成功的情况下，与连接到计算系统的源设备协商增加功率递送。
根据本公开的第三实施例，提供了一种操作性能增强的计算系统的方法，方法包括：在计算系统处于低功率模式的同时发起计算系统的启动；对用于执行启动的代码未受破坏进行验证；以及在验证成功的情况下与连接到计算系统的源设备协商增加功率递送。
根据本公开的第四实施例，提供了一种嵌入式控制器，包括：用于在计算系统处于低功率模式的同时发起计算系统的启动的装置；用于对用于执行启动的代码未受破坏进行验证的装置；以及用于在验证成功的情况下与连接到计算系统的源设备协商增加功率递送的装置。
附图说明
通过阅读以下说明书和所附权利要求，并且通过参考以下附图，实施例的各种优点对于本领域的技术人员而言将变得显而易见，在附图中：
图1是根据实施例的经验证的高功率转变的示例的图示；
图2是根据实施例的源-接收连接的示例的示意图；
图3是根据实施例的接收设备的示例的框图；
图4是根据实施例的经历经验证的高功率转变的接收设备的示例的框图；
图5是根据实施例的操作性能增强的计算系统的方法的示例的流程图；
图6是根据实施例的对电池进行充电的方法的示例的流程图；
图7是根据实施例的生成通知的方法的示例的流程图；
图8是根据实施例的对电池进行认证的方法的示例的流程图；
图9是根据实施例的操作性能增强的计算系统的更详细方法的示例的流程图；
图10是根据实施例的性能增强的计算系统的示例的框图；
图11是根据实施例的半导体装置的示例的图示；
图12是根据实施例的处理器的示例的框图；以及
图13是根据实施例的基于多处理器的计算系统的示例的框图。
具体实施方式
现在转向图1，针对经由电缆32(例如，USB-C电缆)连接到源设备22(例如，能够输出电力的充电器、主机或其他设备)的计算系统20(例如，接收设备)示出了经验证的高功率转变。在第一阶段24中，计算系统20在不对计算系统20的内部电池进行充电的情况下执行经验证的低功率启动26。在实施例中，启动26是“低功率”的，因为启动26在计算系统20处于低功率模式(LPM，例如，诸如图形控制器、串行总线、无线电设备、传感器、处理器核心、存储器、显示器等之类的组件被“缩放”以消耗更少的功率)的同时发生。因此，如果由源设备22提供的充电功率的初始水平受限制并且计算系统20的内部电池被完全耗尽(例如，“失效”)或几乎完全耗尽(例如，“弱”)，则低功率模式可以使得计算系统20能够确认启动26的可信赖度而不停顿或遇到错误。附加地，可以将启动26认为是“经验证的”，因为在进行到第二阶段28之前确认了用于执行启动26的代码未受破坏(例如，受到恶意软件的破坏)。实际上，验证启动26的过程可以涉及修复破坏的代码。
在启动26的成功验证完成时，在第二阶段28，所示的计算系统20与源设备22进行协商30以进行增加功率递送。在这方面，源设备22可以使用电缆32中的配置信道(CC)信号线来通告对计算系统20可用的初始功率水平(例如，15W)。如果计算系统20是通常消耗比初始功率水平更多的功率(例如，～60W的工作功率)的设备(例如，笔记本(CHROMEBOOK))，则协商30可以使得计算系统20能够从源设备22获得足够的功率来以相对较高的速率运行并对计算系统20的内部电池充电(例如，“快速充电”)。
一旦协商30完成，所示的计算系统20就在第三阶段34进行高功率电池充电36。因此，所示的解决方案通过确保在验证启动26之前未遇到停顿和/或错误来增强稳定性、安全性、效率和性能。此外，以高速率对计算系统20的内部电池进行充电进一步增强了性能并改善了用户体验。
图2示出了诸如源设备22(图1)之类的源设备42与诸如计算系统20(图1)之类的接收设备44之间的连接40。因此，可以将连接40并入到诸如电缆32(图1)之类的电缆中。在实施例中，源设备42和接收设备44是可以提供并消耗电源的双重角色电源(DRP)设备、以及可以用作主机和设备的双重角色数据(DRD)设备。在一个示例中，配置过程用于确定1)连接和朝向检测，以及2)初始功率和数据角色。可以通过CC信号线来执行该配置过程。附接或分离是由CC线上的到地的指定电阻来确定的。在CC线上，源设备42呈现上拉电阻Rp并且接收设备44呈现可编程下拉电阻Rd以开始配置过程。
源设备42可以在CC线上呈现三个不同的上拉电阻以通告所支持的电流水平。在这样的情况下，接收设备44使用CC线上的差来确定要从源设备42汲取的电流并且接收设备44保持知道源设备42对上拉电阻的动态变化。在实施例中，在下表I中示出了源设备42的所支持的三个不同的电流水平和上拉电阻。
Figure BDA0002836764380000041
表I
为了协商高达例如100W(20V/5A)的较高功率，可以使用协议协商(例如，USB功率递送/USB-PD规范，修订版2.0，版本1.3，2017年1月12日)。如已经指出的，可以在验证低功率启动时进行协商(例如，在没有电池充电)。
图3示出了可以容易地替代已经讨论的计算系统20(图1)和/或接收设备44(图2)的接收设备50。在所示的示例中，嵌入式控制器52(EC)耦合到SoC 54(例如，包括主机处理器、图形处理器、输入/输出模块等)、充电控制器56、电池58和多个端口控制器60(60a-60c)。每个端口控制器60可以包括CC逻辑PHY(物理层)。在实施例中，第一端口控制器60a包括耦合到串行总线62(例如，内部集成电路/I2C总线)的第一从接口64，第二端口控制器60b包括耦合到串行总线62的第二从接口66，并且第三端口控制器60c包括耦合到串行总线62的第三从接口68。所示的EC 52也耦合到串行总线62并且使用系统和设备策略协议70来管理与源设备(未示出)的高功率协商。在实施例中，EC 52使用警报线72、74、76来与端口控制器60交换警报消息。
图4示出了经历经验证的高功率转变的接收设备80。通常，接收设备80在协商高功率之前执行对EC 82中的读取/写入(RW，例如“可擦写”)固件的安全验证。在所示的示例中，当用户将USB-C充电器84插入86到接收设备80时，EC 82启动并且与Type-C端口控制器88(TCPC)中的USB-C PHY层进行有关通告功率的通信。在该过程期间，EC 82读取内部电池90的容量并且确定电池水平是临界或失效电池。在这样的情况下，EC 82可以与SoC 92的功率管理控制器(PMC，未示出)进行通信并且将SoC 92配置/缩放为最佳低频率/功率模式。在实施例中，低频率/功率模式确保了当启动接收设备80时，接收设备80的峰值功率要求不会超过由充电器84供应的USB-C功率。
EC 82然后可以将接收设备80配置为以可用的USB-C功率直接给SoC 92供电，从而绕过(94)电池90。随着接收设备80启动，启动固件可以确定可用功率，确定电池状态，并且将各种域、块和/或组件(例如，所有平台相关“IP”)置于低功率模式下。
启动固件然后可以执行EC 82的RW固件的验证96以使用USB-PD来协商较高功率。在成功协商之后，启动固件由于低功率模式而处于功能性受限的充电循环中。这种受限功能性可以使得接收设备80能够将电池90置于后临界状态。在实施例中，在失效电池90情形下仅使用户可感知的功能性恢复，以提供更好的用户体验并且向电池90提供最大功率以进行更快的充电(例如，使得能够实现更好的用户体验)。
图5示出了操作性能增强的计算系统的方法100。方法100通常可以在已经讨论的诸如EC 52(图3)之类的EC中实现。更具体地，方法100可以作为存储在机器或计算机可读存储介质(例如，随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、固件、闪存等)中的逻辑指令集而实现在以下各项中：一个或多个模块；可配置逻辑，诸如可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)；使用电路技术(诸如，专用集成电路(ASIC)、互补金属氧化物半导体(CMOS)或晶体管-晶体管逻辑(TTL)技术)的固定功能性逻辑硬件，或者它们的任何组合。
例如，用于执行方法100中所示的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合加以编写，这些编程语言包括诸如JAVA、SMALLTALK、C++等之类的面向对象的编程语言以及诸如“C”编程语言或类似编程语言之类的常规过程编程语言。附加地，逻辑指令可能包括汇编程序指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微码、状态设置数据、用于集成电路系统的配置数据、使电子电路和/或硬件固有的其他结构组件(例如，主机处理器、中央处理单元/CPU、微控制器等等)个性化的状态信息。
所示的处理块102允许在计算系统处于低功率模式的同时发起计算系统的启动。如已经指出的，低功率模式可以涉及缩放诸如图形控制器、串行总线、无线电设备、传感器、处理器核心、存储器、显示器等之类的组件，以消耗更少的功率。在框104处进行关于启动是否完成的验证。在实施例中，框104包括确定EC中的可擦写代码的状态。如果框104的验证成功(例如，启动代码未受破坏)，则框106可以与连接到计算系统的源设备协商增加功率递送。因此，所示的方法100通过确保在验证启动之前未遇到停顿和/或错误来增强稳定性、安全性和性能。此外，以高速率对计算系统的内部电池进行充电进一步增强了性能并改善了用户体验。
图6示出了对电池进行充电的方法110。方法110通常可以在已经讨论的诸如EC 52(图3)之类的EC中实现。更具体地，方法110可以作为存储在机器或计算机可读存储介质(诸如，RAM、ROM、PROM、固件、闪存等)中的逻辑指令集而实现在以下各项中：一个或多个模块；可配置逻辑，诸如，PLA、FPGA、CPLD；使用电路技术(诸如，ASIC、CMOS或TTL技术)的固定功能性逻辑硬件，或者它们的任何组合。
所示的处理块112响应于计算系统中的端口控制器连接到源设备而检测计算系统中的电池的充电水平。如果充电水平低于临界阈值，则可以在框114处将计算系统置于低功率模式下。在实施例中，框116使电池从源设备断开连接，直到增加功率递送的协商完成为止。在协商完成后，框118将电池连接到源设备。因此，所示的方法110通过绕过电池充电直到启动完成为止并且此后迅速地转变到高功率充电来进一步增强用户体验。
图7示出了生成通知的方法120。方法120通常可以在已经讨论的诸如EC 52(图3)之类的EC中实现。更具体地，方法120可以作为存储在机器或计算机可读存储介质(例如，RAM、ROM、PROM、固件、闪存等)中的逻辑指令集而实现在以下各项中：一个或多个模块；可配置逻辑，诸如，PLA、FPGA、CPLD；使用电路技术(诸如，ASIC、CMOS或TTL技术)的固定功能性逻辑硬件，或者它们的任何组合。
所示的处理块122检测电池的充电水平，其中可以在框124处做出关于充电水平是否高于临界阈值的确定。如果是，则框126响应于充电水平高于临界阈值而生成用户消息并且方法120终止。在一个示例中，用户消息指示失效电池正在充电(例如，向用户通知关于为什么计算系统的某个功能性尚不可用)。如果在框124处确定了充电水平不高于临界阈值，则方法120可以重复框122。因此，所示的方法120通过继续向用户通知系统的状态来进一步改善用户体验。
图8示出了对电池进行认证的方法130。方法130通常可以在已经讨论的诸如EC 52(图3)之类的EC中实现。更具体地，方法130可以作为存储在机器或计算机可读存储介质(例如RAM、ROM、PROM、固件、闪存等)中的逻辑指令集而实现在以下各项中：一个或多个模块；可配置逻辑，诸如，PLA、FPGA、CPLD；使用电路技术(诸如，ASIC、CMOS或TTL技术)的固定功能性逻辑硬件，或者它们的任何组合。
在一些情况下，来自未经授权的制造商的售后电池(aftermarket battery)被安装到接收设备中。在那些情形下，可能会担心电池支持如本文所描述的快速充电的能力。方法130通常允许电池的认证以避免充电失败、系统崩溃等。所示的处理块132确定启动验证是否已成功。如果是，则框134进行电池的认证。框134可以包括从电池查询和/或读取预定信息(例如，认证密钥、序列号)、将预定信息与安全数据和/或设置进行比较等。在所示的框136处做出关于认证是否成功(例如，电池是来自经授权的制造商的)的确定。如果是，则框138可以将电池连接到源设备。如果在框132处确定了启动验证不成功或者如果在框136处确定了认证不成功，则所示的方法130通过绕过框138来防止将电池连接到源设备并且方法130终止。因此，所示的方法130通过确保在本文描述的经验证的高功率转变技术中使用了兼容电池来进一步增强稳定性和/或性能。
图9示出了操作性能增强的计算系统/平台的更详细方法140。方法140通常可以在已经讨论的诸如计算系统20(图1)、接收设备44(图2)、接收设备50(图3)和/或接收设备80(图4)之类的接收设备中实现。更具体地，方法140可以作为存储在机器或计算机可读存储介质(例如，RAM、ROM、PROM、固件、闪存等)中的逻辑指令集而实现在以下各项中：一个或多个模块；可配置逻辑，诸如，PLA、FPGA、CPLD；使用电路技术(诸如，ASIC、CMOS或TTL技术)的固定功能性逻辑硬件，或者它们的任何组合。
所示的处理块142检测到用户已经将USB-PD充电器连接到平台。在实施例中，在框144处，TCPC使用上拉电阻器来检测可从充电器获得15W。在框146处，EC可以读取TCPC状态并且在框148处检查电池的状态。如果在框150处确定了电池既未失效也不弱，则框152在正常模式下启动平台。另一方面，如果在框150处确定了电池失效或弱，则框154与SoC进行有关可用功率的通信。所示的框156将SoC设置为处于低频率/功率模式中以在最佳功率下运行，其中在框158处SoC基于USB-C充电器电源而启动。
附加地，在框160处，SoC可以检测功率可用性。在一个示例中，在框162处，通过启动代码针对USB-C功率来优化平台。在框164处，由SoC来验证EC的RW代码并且在框166处系统针对高功率来协商USB-PD，其中在框168处做出关于电池充电水平是否低于临界阈值的确定。如果是，则所示的框170保持处于挂起模式(suspended mode)以进行更快的充电并且方法140重复框168。如果在框168处确定了电池充电水平不低于临界阈值，则框172允许显示用户消息并继续在LPM下进行快速充电。在框174处，检测用户对电源按钮的激活。
因此，所示的方法140通过确保在验证启动之前未遇到停顿和/或错误来增强稳定性、安全性、效率和性能。此外，以高速率对计算系统的内部电池进行充电进一步增强了性能并改善了用户体验。
现在转向图10，示出了性能增强的计算系统151。系统151通常可以是具有以下功能性的电子设备/平台的部分：计算功能性(例如，个人数字助理/PDA、笔记本计算机、平板计算机、可转换平板、服务器)、通信功能性(例如，智能电话)、成像功能性(例如，相机、摄像机)、媒体播放功能性(例如，智能电视/TV)、可穿戴功能性(例如，手表、眼镜、头饰、鞋类、珠宝)、车辆功能性(例如，汽车、卡车、摩托车)、机器人功能性(例如，自主机器人)、物联网(IoT)功能性等或它们的任何组合。在实施例中，系统151从源设备(未示出)接收功率。在所示的示例中，系统151包括具有耦合到系统存储器157的集成存储器控制器(IMC)155的主机处理器153(例如，中央处理单元/CPU)。
所示的系统151还包括输入输出(IO)模块159，该输入输出(IO)模块159与主机处理器153和图形处理器161(例如，图形处理单元/GPU)一起在半导体管芯163上实现为片上系统(SoC)。所示的IO模块159与例如显示器165(例如，触摸屏、液晶显示器/LCD、发光二极管/LED显示器)、网络控制器167(例如，有线的和/或无线)、大容量存储装置169(例如，硬盘驱动器/HDD、光盘、固态驱动器/SSD、闪存)和EC 180进行通信。在一个示例中，EC 180包括固定ROM 184和可擦写区域186。在实施例中，可擦写区域186包括用于执行一个或多个启动操作的代码。所示的计算系统151还包括电池190和多个端口控制器182(182a-182n)。
在实施例中，EC 180执行指令188以执行已经讨论过的方法100(图5)、方法110(图6)、方法120(图7)、方法130(图8)和/或方法140(图9)的一个或多个方面。因此，由EC 180执行指令188可以使EC 180在计算系统151处于低功率模式的同时发起计算系统151的启动，对用于执行启动的代码未受破坏进行验证，以及在验证成功的情况下与连接到计算系统的源设备协商增加功率递送。在实施例中，验证包括确认可擦写区域186中的代码尚未被篡改。
附加地，指令188的执行可以使EC 180响应于端口控制器182中的一个连接到源设备而检测电池190的充电水平，在充电水平低于临界阈值的情况下，将计算系统151置于低功率模式下，并且使电池190从源设备断开连接，直到增加功率递送的协商完成为止。因此，计算系统151至少在它在验证启动之前消除停顿和/或错误并且以高速率对计算系统151的电池190进行充电的程度上是性能增强的。附加地，从固定ROM 184中排除指令188可以防止印迹代码大小(blotted code size)。尽管在EC 180中示出了指令188，但是指令188可以驻留在计算系统151中的别处。
图11示出了嵌入式控制器173(例如，半导体封装装置)。所示的嵌入式控制器173包括一个或多个衬底175(例如，硅、蓝宝石、砷化镓)和耦合到(一个或多个)衬底175的逻辑177(例如，晶体管阵列和其他集成电路/IC组件)。可以至少部分地在可配置逻辑或固定功能性逻辑硬件中实现逻辑177。在一个示例中，逻辑177实现已经讨论的方法100(图5)、方法110(图6)、方法120(图7)、方法130(图8)和/或方法140(图9)的一个或多个方面。因此，逻辑177可以在计算系统处于低功率模式的同时发起包括嵌入式控制器173的计算系统的启动，对用于执行启动的代码未受破坏进行验证，以及在验证成功的情况下与连接到计算系统的源设备协商增加功率递送。
附加地，逻辑177可以响应于计算系统中的控制器连接到源设备而检测计算系统中的电池的充电水平，在充电水平低于临界阈值的情况下，将计算系统置于低功率模式下，并且使电池从源设备断开连接，直到增加功率递送的协商完成为止。因此，嵌入式控制器173至少在它在验证启动之前消除停顿和/或错误并且以高速率对计算系统的电池进行充电的程度上是性能增强的。
在一个示例中，逻辑177包括被定位(例如，嵌入)在(一个或多个)衬底175内的晶体管沟道区。因此，逻辑177与(一个或多个)衬底175之间的界面可能不是突变结。逻辑177也可以被认为包括在(一个或多个)衬底175的初始晶圆上生长的外延层。
图12示出了根据一个实施例的处理器核心200。处理器核心200可以是用于任何类型的处理器(例如，微处理器、嵌入式处理器、数字信号处理器(DSP)、网络处理器或用于执行代码的其他设备)的核心。尽管在图12中示出了仅一个处理器核心200，但是处理元件可以可替代地包括一个以上的图12中示出的处理器核心200。处理器核心200可以是单线程核心，或者对于至少一个实施例，处理器核心200可以是多线程的，因为它可以每个核心包括一个以上的硬件线程上下文(或“逻辑处理器”)。
图12还示出了耦合到处理器核心200的存储器270。存储器270可以是如本领域技术人员已知或以其他方式可用的多种存储器(包括存储器层级的各个层)中的任一种。存储器270可以包括要由处理器核心200执行的一个或多个代码213指令，其中代码213可以实现已经讨论的方法100(图5)、方法110(图6)、方法120(图7)、方法130(图8)和/或方法140(图9)的一个或多个方面。处理器核心200遵循由代码213指示的指令的程序序列。每个指令可以进入前端部分210并由一个或多个解码器220处理。解码器220可以随着其输出而生成微操作，例如预定格式的固定宽度微操作，或可以生成反映原始代码指令的其他指令、微指令或控制信号。所示前端部分210还包括寄存器重命名逻辑225和调度逻辑230，它们通常分配资源并且将与转换指令相对应的操作进行排队以供执行。
处理器核心200被示出为包括具有一组执行单元255-1至255-N的执行逻辑250。一些实施例可以包括专用于具体功能或功能集的许多执行单元。其他实施例可以仅包括一个执行单元或可以执行特定功能的一个执行单元。所示的执行逻辑250执行由代码指令指定的操作。
在由代码指令指定的操作的执行完成之后，后端逻辑260引退代码213的指令。在一个实施例中，处理器核心200允许乱序执行但是要求按顺序引退指令。引退逻辑265可以采取如本领域的技术人员已知的各种形式(例如，重新排序缓冲器等)。以这种方式，处理器核心200在代码213的执行期间至少在由解码器生成的输出、由寄存器重命名逻辑225利用的硬件寄存器和表格、以及由执行逻辑250修改的任何寄存器(未示出)方面被转换。
尽管在图12中未示出，但是处理元件可以包括与处理器核心200一起在芯片上的其他元件。例如，处理元件可以包括存储器控制逻辑以及处理器核心200。处理元件可以包括I/O控制逻辑，和/或可以包括与存储器控制逻辑集成在一起的I/O控制逻辑。处理元件还可以包括一个或多个缓存。
现在参考图13，示出了根据实施例的计算系统1000实施例的框图。图13中所示的是包括第一处理元件1070和第二处理元件1080的多处理器系统1000。虽然示出了两个处理元件1070和1080，但是应当理解，系统1000的实施例还可以包括仅一个这样的处理元件。
系统1000被示出为点对点互连系统，其中第一处理元件1070和第二处理元件1080经由点对点互连件1050耦合。应该理解，可以将图13中所示的互连件中的任一个或全部实现为多分支总线而不是点对点互连件。
如图13中所示，处理元件1070和1080中的每一个均可以是多核心处理器，包括第一处理器核心和第二处理器核心(即，处理器核心1074a和1074b以及处理器核心1084a和1084b)。此类核心1074a、1074b、1084a、1084b可以被配置为以与上面结合图12讨论的方式类似的方式来执行指令代码。
每个处理元件1070、1080可以包括至少一个共享缓存1896a、1896b。共享缓存1896a、1896b可以分别存储由处理器的一个或多个组件(例如，核心1074a、1074b和1084a、1084b)利用的数据(例如，指令)。例如，共享缓存1896a、1896b可以对存储于存储器1032、1034中的数据进行本地缓存以供处理器的组件进行较快访问。在一个或多个实施例中，共享缓存1896a、1896b可以包括一个或多个中级缓存，例如，级别2(L2)、级别3(L3)、级别4(L4)或其他级别的缓存、末级缓存(LLC)、和/或它们的组合。
虽然被示出有仅两个处理元件1070、1080，但是应当理解，实施例的范围不限于此。在其他实施例中，在给定处理器中可以存在一个或多个附加处理元件。或者，处理元件1070、1080中的一个或多个可以是除处理器以外的元件，诸如加速器或现场可编程门阵列。例如，(一个或多个)附加处理元件可以包括与第一处理器1070相同的(一个或多个)附加处理器、与第一处理器1070异构或不对称的(一个或多个)附加处理器、加速器(诸如，图形加速器或数字信号处理(DSP)单元)、现场可编程门阵列或任何其他处理元件。在包括架构、微架构、热、功耗特性等的度量谱方面，在处理元件1070、1080之间可能存在各种差异。这些差异实际上可能将自身表现为处理元件1070、1080之间的不对称性和异构性。对于至少一个实施例，各种处理元件1070、1080可以驻留在同一管芯封装中。
第一处理元件1070可以进一步包括存储器控制器逻辑(MC)1072以及点对点(P-P)接口1076和1078。类似地，第二处理元件1080可以包括MC 1082以及P-P接口1086和1088。如图13中所示，MC 1072和1082将处理器耦合到相应的存储器，即存储器1032和存储器1034，这些存储器可以是本地附接到相应处理器的主存储器的部分。虽然MC1072和1082被示出为集成到处理元件1070、1080中，但是对于替代实施例，MC逻辑可以是在处理元件1070、1080外部而不是集成在其中的分立逻辑。
第一处理元件1070和第二处理元件1080可以分别经由P-P互连件1076、1086耦合到I/O子系统1090。如图13中所示，I/O子系统1090包括P-P接口1094和1098。此外，I/O子系统1090包括接口1092以将I/O子系统1090与高性能图形引擎1038耦合。在一个实施例中，总线1049可以用来将图形引擎1038耦合到I/O子系统1090。或者，点对点互连件可以耦合这些组件。
继而，I/O子系统1090可以经由接口1096耦合到第一总线1016。在一个实施例中，第一总线1016可以是外围组件互连(PCI)总线，或诸如PCI高速总线(Express bus)或另一第三代I/O互连总线之类的总线，但是实施例的范围不限于此。
如图13中所示，各种I/O设备1014(例如，生物计量扫描仪、扬声器、相机、传感器)以及总线桥1018可以耦合到第一总线1016，该总线桥1018可以将第一总线1016耦合到第二总线1020。在一个实施例中，第二总线1020可以是低引脚计数(LPC)总线。在一个实施例中，各种设备可以耦合到第二总线1020，这些设备包括例如键盘/鼠标1012、(一个或多个)通信设备1026以及可以包括代码1030的数据存储单元1019(例如，磁盘驱动器或其他大容量存储设备)。所示的代码1030可以实现已经讨论的方法100(图5)、方法110(图6)、方法120(图7)、方法130(图8)和/或方法140(图9)的一个或多个方面。进一步地，音频I/O 1024可以耦合到第二总线1020并且电池1010可以向计算系统1000供应电力。
需注意，可以想到其他实施例。例如，替代图13的点对点架构，系统可以实现多分支总线或另一种此类通信拓扑。另外，图13的元件可以替代地使用比图13所示更多或更少的集成芯片进行分区。
附加注释和示例：
示例1包括一种性能增强的计算系统，包括：电池；片上系统(SoC)；以及嵌入式控制器，所述嵌入式控制器耦合到所述电池和所述SoC，所述嵌入式控制器包括存储一组可执行程序指令的存储器，所述可执行程序指令在由所述嵌入式控制器执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在所述计算系统处于低功率模式的同时发起所述计算系统的启动，对用于执行所述启动的代码未受破坏进行验证，以及在所述验证成功的情况下与连接到所述计算系统的源设备协商增加功率递送。
示例2包括根据示例1所述的计算系统，还包括：端口控制器，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：响应于所述端口控制器连接到所述源设备而检测所述电池的充电水平，在所述充电水平低于临界阈值的情况下，将所述计算系统置于所述低功率模式下，以及使所述电池从所述源设备断开连接，直到所述增加功率递送的协商完成为止。
示例3包括根据示例2所述的计算系统，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在所述增加功率递送的协商完成时将所述电池连接到所述源设备。
示例4包括根据示例3所述的计算系统，还包括显示器，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：确定所述充电水平高于所述临界阈值，以及响应于所述充电水平高于所述临界阈值而经由所述显示器来生成用户消息。
示例5包括根据示例2至4中任一项所述的计算系统，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在所述验证成功的情况下进行所述电池的认证。
示例6包括根据示例5所述的计算系统，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在所述认证不成功的情况下防止将所述电池连接到所述源设备，以及在所述认证成功的情况下将所述电池连接到所述源设备。
示例7包括一种嵌入式控制器，所述嵌入式控制器包括一个或多个衬底以及耦合到所述一个或多个衬底的逻辑，其中，所述逻辑至少部分地实现在可配置逻辑或固定功能性硬件逻辑中的一个或多个中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：在包含所述嵌入式控制器的计算系统处于低功率模式的同时，发起所述计算系统的启动，对用于执行所述启动的代码未受破坏进行验证，以及在所述验证成功的情况下，与连接到所述计算系统的源设备协商增加功率递送。
示例8包括根据示例7所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：响应于所述计算系统中的端口控制器连接到所述源设备而检测所述计算系统中的电池的充电水平，在所述充电水平低于临界阈值的情况下，将所述计算系统置于所述低功率模式下，以及使所述电池从所述源设备断开连接，直到所述增加功率递送的协商完成为止。
示例9包括根据示例8所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：在所述增加功率递送的协商完成时将所述电池连接到所述源设备。
示例10包括根据示例9所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：确定所述充电水平高于所述临界阈值，以及响应于所述充电水平高于所述临界阈值而生成用户消息。
示例11包括根据示例8至10中任一项所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：在所述验证成功的情况下进行所述电池的认证。
示例12包括根据示例11所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：在所述认证不成功的情况下防止将所述电池连接到所述源设备，以及在所述认证成功的情况下将所述电池连接到所述源设备。
示例13包括根据示例7至12中任一项所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑包括被定位在所述一个或多个衬底内的晶体管沟道区。
示例14包括至少一种计算机可读存储介质，包括一组可执行程序指令，所述可执行程序指令在由嵌入式控制器执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在包含所述嵌入式控制器的计算系统处于低功率模式的同时发起所述计算系统的启动；对用于执行所述启动的代码未受破坏进行验证；以及在所述验证成功的情况下与连接到所述计算系统的源设备协商增加功率递送。
示例15包括根据示例14所述的至少一种计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时，还使得所述嵌入式控制器执行以下操作：响应于所述计算系统中的端口控制器连接到所述源设备而检测所述计算系统中的电池的充电水平；在所述充电水平低于临界阈值的情况下，将所述计算系统置于所述低功率模式下；以及使所述电池从所述源设备断开连接，直到所述增加功率递送的协商完成为止。
示例16包括根据示例15所述的至少一种计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时，还使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在所述增加功率递送的协商完成时将所述电池连接到所述源设备。
示例17包括根据示例16所述的至少一种计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时，还使得所述嵌入式控制器执行以下操作：确定所述充电水平高于所述临界阈值，以及响应于所述充电水平高于所述临界阈值而生成用户消息。
示例18包括根据示例15至17中任一项所述的至少一种计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时，还使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在所述验证成功的情况下进行所述电池的认证。
示例19包括根据示例18所述的至少一种计算机可读存储介质，其中，所述指令在被执行时，还使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在所述认证不成功的情况下防止将所述电池连接到所述源设备，以及在所述认证成功的情况下将所述电池连接到所述源设备。
示例20包括一种操作性能增强的计算系统的方法，所述方法包括：在计算系统处于低功率模式的同时发起所述计算系统的启动；对用于执行所述启动的代码未受破坏进行验证；以及在所述验证成功的情况下与连接到所述计算系统的源设备协商增加功率递送。
示例21包括根据示例20所述的方法，还包括：响应于所述计算系统中的端口控制器连接到所述源设备而检测所述计算系统中的电池的充电水平；在所述充电水平低于临界阈值的情况下，将所述计算系统置于所述低功率模式下；以及使所述电池从所述源设备断开连接，直到所述增加功率递送的协商完成为止。
示例22包括根据示例21所述的方法，还包括：在所述增加功率递送的协商完成时将所述电池连接到所述源设备。
示例23包括根据示例22所述的方法，还包括：确定所述充电水平高于所述临界阈值；以及响应于所述充电水平高于所述临界阈值而生成用户消息。
示例24包括根据示例21至23中任一项所述的方法，还包括：在所述验证成功的情况下进行所述电池的认证。
示例25包括根据示例24所述的方法，还包括：在所述认证不成功的情况下防止将所述电池连接到所述源设备；以及在所述认证成功的情况下将所述电池连接到所述源设备。
示例26包括用于执行根据示例20至25中任一项所述的方法的装置。
因此，本文描述的技术执行预启动优化以在启动期间确保较低功率并提供更稳定的系统。该技术也可以执行启动功率要求的两阶段功率缩放以在USB-C功率下使得平台能够进行经验证的启动并且随后切换到高功率协商。最初，外部嵌入式控制器可以针对失效或弱电池状态来检测系统电池健康状况并且指示SoC电源单元在预启动初始化中针对低频率来缩放SoC。EC技术也可以将SoC配置为最佳低频率模式，以确保在启动期间峰值功率要求不超过USB-C功率。在成功配置之后，EC可以通过配置直流至直流(DC-DC)系统来传递USB-C功率以便平台启动CPU。此时，启动代码可以通过动态地识别非关键组件来检测平台的功率可用性并降低其功率要求。系统可以保持处于最佳状态直到电池达到足够的电力为止。这时，可以启用用户可感知的组件以指示系统正在充电以提供最大功率。
实施例适用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、芯片组组件、可编程逻辑阵列(PLA)、存储器芯片、网络芯片、片上系统(SoC)、SSD/NAND控制器ASIC等。另外，在一些附图中，信号导体线用线表示。一些线可以是不同的，以指示更多的组成信号路径，具有数量标签，以指示组成信号路径的数量，和/或在一个或多个端部处具有箭头，以指示主要信息流方向。然而，这不应该以限制性方式进行解释。相反，可以结合一个或多个示例性实施例来使用此类添加的细节来促进对电路的更容易理解。任何表示的信号线，无论是否具有附加信息，都可以实际上包括可以在多个方向上传播的一个或多个信号，并且可以用任何合适类型的信号方案来实现，例如，用差分对实现的数字或模拟线、光纤线和/或单端线。
可能已经给出了示例尺寸/模型/值/范围，但是实施例不限于此。随着制造技术(例如，光刻法)日益成熟，预期可以制造更小尺寸的器件。另外，为了图示和讨论的简单，并且为了不使实施例的某些方面模糊，在图内可能会或可能不会示出到IC芯片和其他组件的众所周知的电源/接地连接。另外，为了避免模糊实施例，并且还考虑到关于此类框图布置的实现方式的细节高度依赖于要在其中实现实施例的计算系统的事实(即，此类细节应该完全在本领域技术人员的能力范围内)，布置可以以框图形式示出。在对特定细节(例如，电路)进行解释以便描述示例实施例的情况下，对于本领域的技术人员而言应显而易见的是，可以在没有这些特定细节的情况下或以其变型来实践这些实施例。因此，描述应视为说明性的而非限制性的。
术语“耦合”可以在本文中用于指代所述组件之间的任何类型的直接或间接关系，并且可以适用于电气、机械、流体、光学、电磁、机电或其他连接。另外，术语“第一”、“第二”等可以在本文中仅用于促进讨论，并且不承载具体时间或时间顺序意义，除非另外指示。
如本申请和权利要求中所使用的，由术语“......中的一个或多个”连接的项目列表可以表示所列项目的任何组合。例如，短语“A、B或C中的一个或多个”可以表示A；B；C；A和B；A和C；B和C；或A、B和C。
本领域技术人员将从以上描述中意识到，可以以各种形式来实现实施例的广泛技术。因此，尽管实施例已经结合其具体示例进行描述，但是实施例的真实范围不应限制于此，因为在研究附图、说明书和以下权利要求之后，其他修改对于技术人员而言将变得显而易见。

Claims (25)

1.一种性能增强的计算系统，所述计算系统包括：
电池；
片上系统(SoC)；以及
嵌入式控制器，所述嵌入式控制器耦合到所述电池和所述SoC，所述嵌入式控制器包括存储一组可执行程序指令的存储器，所述可执行程序指令在由所述嵌入式控制器执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：
在所述计算系统处于低功率模式的同时发起所述计算系统的启动，
对用于执行所述启动的代码未受破坏进行验证，以及
在所述验证成功的情况下与连接到所述计算系统的源设备协商增加功率递送。
2.根据权利要求1所述的计算系统，还包括端口控制器，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：
响应于所述端口控制器连接到所述源设备而检测所述电池的充电水平，
在所述充电水平低于临界阈值的情况下，将所述计算系统置于所述低功率模式下，以及
使所述电池从所述源设备断开连接，直到所述增加功率递送的协商完成为止。
3.根据权利要求2所述的计算系统，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在所述增加功率递送的协商完成时将所述电池连接到所述源设备。
4.根据权利要求3所述的计算系统，还包括显示器，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：
确定所述充电水平高于所述临界阈值，以及
响应于所述充电水平高于所述临界阈值而经由所述显示器来生成用户消息。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的计算系统，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：在所述验证成功的情况下进行所述电池的认证。
6.根据权利要求5所述的计算系统，其中，所述指令在被执行时，使得所述嵌入式控制器执行以下操作：
在所述认证不成功的情况下防止将所述电池连接到所述源设备，以及
在所述认证成功的情况下将所述电池连接到所述源设备。
7.一种嵌入式控制器，包括：
一个或多个衬底；以及
耦合到所述一个或多个衬底的逻辑，其中，所述逻辑至少部分地实现在可配置逻辑或固定功能性硬件逻辑中的一个或多个中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑用于：
在包含所述嵌入式控制器的计算系统处于低功率模式的同时，发起所述计算系统的启动，
对用于执行所述启动的代码未受破坏进行验证，以及
在所述验证成功的情况下，与连接到所述计算系统的源设备协商增加功率递送。
8.根据权利要求7所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：
响应于所述计算系统中的端口控制器连接到所述源设备而检测所述计算系统中的电池的充电水平；
在所述充电水平低于临界阈值的情况下，将所述计算系统置于所述低功率模式下，以及
使所述电池从所述源设备断开连接，直到所述增加功率递送的协商完成为止。
9.根据权利要求8所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：在所述增加功率递送的协商完成时将所述电池连接到所述源设备。
10.根据权利要求9所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：
确定所述充电水平高于所述临界阈值，以及
响应于所述充电水平高于所述临界阈值而生成用户消息。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：在所述验证成功的情况下进行所述电池的认证。
12.根据权利要求11所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑还用于：
在所述认证不成功的情况下防止将所述电池连接到所述源设备，以及
在所述认证成功的情况下将所述电池连接到所述源设备。
13.根据权利要求7至10中任一项所述的嵌入式控制器，其中，耦合到所述一个或多个衬底的所述逻辑包括被定位在所述一个或多个衬底内的晶体管沟道区。
14.一种操作性能增强的计算系统的方法，所述方法包括：
在计算系统处于低功率模式的同时发起所述计算系统的启动；
对用于执行所述启动的代码未受破坏进行验证；以及
在所述验证成功的情况下与连接到所述计算系统的源设备协商增加功率递送。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括：
响应于所述计算系统中的端口控制器连接到所述源设备而检测所述计算系统中的电池的充电水平；
在所述充电水平低于临界阈值的情况下，将所述计算系统置于所述低功率模式下；以及
使所述电池从所述源设备断开连接，直到所述增加功率递送的协商完成为止。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：在所述增加功率递送的协商完成时将所述电池连接到所述源设备。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：
确定所述充电水平高于所述临界阈值；以及
响应于所述充电水平高于所述临界阈值而生成用户消息。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括在所述验证成功的情况下进行所述电池的认证。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
在所述认证不成功的情况下防止将所述电池连接到所述源设备；以及
在所述认证成功的情况下将所述电池连接到所述源设备。
20.一种嵌入式控制器，包括：
用于在计算系统处于低功率模式的同时发起所述计算系统的启动的装置；
用于对用于执行所述启动的代码未受破坏进行验证的装置；以及
用于在所述验证成功的情况下与连接到所述计算系统的源设备协商增加功率递送的装置。
21.根据权利要求20所述的控制器，还包括：
用于响应于所述计算系统中的端口控制器连接到所述源设备而检测所述计算系统中的电池的充电水平的装置；
用于在所述充电水平低于临界阈值的情况下，将所述计算系统置于所述低功率模式下的装置；以及
用于使所述电池从所述源设备断开连接，直到所述增加功率递送的协商完成为止的装置。
22.根据权利要求21所述的控制器，还包括：用于在所述增加功率递送的协商完成时将所述电池连接到所述源设备的装置。
23.根据权利要求22所述的控制器，还包括：
用于确定所述充电水平高于所述临界阈值的装置；以及
用于响应于所述充电水平高于所述临界阈值而生成用户消息的装置。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的控制器，还包括：用于在所述验证成功的情况下进行所述电池的认证的装置。
25.根据权利要求24所述的控制器，还包括：
用于在所述认证不成功的情况下防止将所述电池连接到所述源设备的装置；以及
用于在所述认证成功的情况下将所述电池连接到所述源设备的装置。
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