CN1154051C - 智能型电池的电量读取装置 - Google Patents

Abstract

一种智能型电池的电量读取装置，该装置包括：读取控制电路，与智能型电池耦接，依据时钟输入信号分别输出电力参考时钟信号、第一时钟信号及第二时钟信号、并且串行地读取剩余电量数据并将的输出。数据缓冲电路，与读取控制电路耦接，用以串行地读取剩余电量数据，并依据第一时钟信号并行地输出剩余电量数据。数据储存电路，与数据缓冲电路耦接，用以储存剩余电量数据，并依据第二时钟信号，将剩余电量数据并行地输出。

Description

智能型电池的电量读取装置

技术领域

本发明是有关于一种信号检测装置，且特别是有关于一种智能型电池的电量读取装置。

背景技术

对笔记本型电脑而言，由于笔记本型电脑具有可携带性，在不外接电源的情况的下，整台笔记本型电脑就靠其所安装的专用电池来提供电力，所以维持电池电源持续而稳定电力供应对整个系统的运作非常重要。

目前笔记本型电脑，所使用的电池装置为智能型电池(smart battery)装置。其优点是它可以提供电池目前的剩余电量数据，通过电脑主机与电池装置之间的总线(bus)来传给主机中的系统处理单元(System CentralProcessor Unit，System CPU)，告诉电脑主机目前电池剩余的电量。如此，系统处理单元就可以根据所得到的剩余电量数据来执行电源管理(power management)的工作，根据电池的剩余电量对整个电脑系统的电力运用作最有效率的调控。例如：如果使用者一直没有通过键盘或是其他电脑周边输出\输入元件来对电脑主机发出指令，经过一段时间之后，系统控制单元将会依照操作系统预先的设定，关闭显示器、硬盘或是其他电路元件的运作，以节省电力。或是在电池的剩余电量减少到一定的程度时，系统控制单元会减低显示器显示画面的亮度，以减少电力的损耗，而且提供警告信息提醒使用者，电池需要充电。甚至在电池的剩余电量严重不足时将数据储存到存储器或是硬盘里，并且强制关闭整个系统。

在笔记本型电脑中，读取智能型电池的电量数据的工作是由一内嵌控制处理单元(Embedded Controller，EC)来负责。内嵌控制处理单元会读取当时智能型电池的剩余电量数据。笔记本型电脑在运作时，操作系统会定期地控制系统处理单元呼叫内嵌控制处理单元。在接到系统处理单元的指令之后，内嵌控制处理单元便会去读取当时智能型电池的剩余电量数据，再将之提供给系统处理单元。系统处理单元在接到内嵌控制处理单元所馈入的剩余电量数据之后，即可根据当时智能型电池的剩余电量的多少，来执行电源管理的工作。

但是，内嵌控制处理单元除了读取剩余电量数据以外，还必须负责执行其它的工作。例如：读取来自于键盘或是其他周边输入设备的指令，或是控制光盘机的直接播放……等等，也都是内嵌控制处理单元必须执行的任务。由前文所述，系统处理单元会定期地呼叫内嵌控制处理单元去读取智能型电池中目前的剩余电量数据，内嵌处理单元必须定期地中断正在执行的工作，优先将时间分配去执行读取剩余电量数据的工作。如此，将会影响内嵌控制处理单元执行其他工作的质量与效率。另一方面，内嵌控制处理单元读取智能型电池的剩余电量数据，并将之通过总线送入系统处理单元中，这个过程需花费一段相当的时间。故当系统处理单元呼叫内嵌控制处理单元去读取智能型电池中目前的剩余电量数据时，系统处理单元也必须定期地中断其他工作的执行，以等待内嵌控制处理单元所提供的剩余电量数据。如此也会影响系统处理单元执行其他工作的质量与效率。

传统电量读取装置改善上述缺点的方法是，在系统的基本输入输出系统(Basic input output Systeln，BIOS)中指定一个存储器来储存剩余电量数据。内嵌控制处理单元定期地读取智能型电池的剩余电量数据之后，就将剩余电量数据送到基本输入输出系统中指定的位置储存。当操作系统要求系统处理单元去读取剩余电量数据时，系统处理单元便直接呼叫基本输入输出系统中某一特定位置的存储器所预先储存的剩余电量数据。如此，可节省系统处理单元等待的时间，减低系统处理单元定期地执行读取剩余电量数据的工作时，对其他工作的执行效率的影响。

使用传统方法时，会产生的问题是：首先，读取智能型电池的剩余电量数据只是内嵌控制处理单元所具备的众多功能之一。但因为剩余电量的多少对笔记本型电脑能否顺利运转非常重要，故在使用传统方法时，为了能够优先执行读取剩余电量的工作，内嵌控制处理单元还是必须定期地牺牲其执行其他工作的质量与效率，保留时间以优先读取智能型电池的剩余电量数据。如此并不能使内嵌控制处理单元发挥最大的效能。

接着，将数据预先储存在基本输入输出系统中，固然可以节省系统处理单元读取剩余电量数据所需的时间。但是对基本输入输出系统而言，它仍然必须花费相同的时间才能自内嵌控制处理单元读取剩余电量数据，并将之储存。传统方法并不能减少剩余电量数据从内嵌控制处理单元输出剩余电量数据到基本输入输出系统储存所花费的时间。

最后，以产品的成本支出来考虑，内嵌控制处理单元实质上与中央处理单元相同，皆可借由设计复杂的指令集，使其具有比一般逻辑电路复杂的输入、输出、运算、逻辑判断与储存的功能。相对而言，内嵌控制处理单元与中央处理单元另一点相同的地方就是，价格皆比一般逻辑电路昂贵。但是，读取智能型电池的剩余电量的工作其实并不需要使用到如此复杂的功能，可借由适当地设计逻辑电路来达成。故使用价格较昂贵的使用内嵌控制处理单元来执行一般逻辑电路就能够执行的工作，并不符合成本效益。

综上所述，使用传统的电量读取装置来得到智能型电池的剩余电量数据，所产生的缺点如下：

一.影响内嵌控制处理单元执行其他工作的效能表现。

二.将剩余电量数据存入基本输入输出系统所需花费的时间太长。

三.不符合成本效益。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种智能型电池的电量读取装置，用以取代内嵌控制处理单元的电量读取的功能，以达到以下的目的：

一.提高内嵌控制处理单元的效能表现。

二.减少基本输入输出系统读取剩余电量数据所需花费的时间。

三.提高成本效益。

根据本发明的目的，提出一种智能型电池的电量读取装置。该电量读取装置包括：读取控制电路，与智能型电池耦接，读取控制电路依据时钟输入信号输出电力参考时钟信号呈智能型电池以控制智能型电池。此外，读取控制电路也依据时钟输入信号输出一第一时钟信号以及第二时钟信号。而且读取控制电路会串行地自智能型电池读取剩余电量数据，并串行地输出剩余电量数据。数据缓冲电路：与读取控制电路耦接，当数据缓冲电路接收到第一时钟信号时，数据缓冲电路会串行地接收剩余电量数据，且并行地输出剩余电量数据。数据储存电路：与数据缓冲电路耦接，当数据储存电路接收到第二时钟信号时，数据储存电路会并行地接收剩余电量数据，且并行地将其输出。

本发明提供一种电量读取装置，是利用一电力储存装置做为电源之一，该电力储存装置是能输出一剩余电量数据，该电量读取装置包括：

一读取控制电路，是根据一时钟输入信号产生一电力参考时钟信号、一第一时钟信号以及一第二时钟信号，该电力储存装置是回应于该电力参考时钟信号而输出该剩余电量数据，该读取控制电路是串行地从该电力储存装置接收该剩余电量数据，且串行地输出该剩余电量数据；

一数据缓冲电路，回应于该第一时钟信号而串行地从该读取控制电路接收该剩余电量数据，且并行地输出该剩余电量数据；以及

一数据储存电路，回应于该第二时钟信号而并行地从该数据缓冲电路接收该剩余电量数据，且并行地输出该剩余电量数据。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

一.提高内嵌控制处理单元的效能表现：本发明提出一电量读取装置，用以读取智能型电池的剩余电量数据。此电量读取装置可取代内嵌控制处理单元的电量读取的功能，使得内嵌控制处理单元不需要为了能够优先执行读取剩余电量的工作而必须定期地中断执行其他工作，而让内嵌控制处理单元发挥最大的效能。

二.减少基本输入输出系统读取剩余电量数据所需花费的时间：本发明所提出的电量读取装置具有一数据缓冲电路，可将串行方式传送的剩余电量数据转换成以并行方式传送。如此，基本输入输出系统可在一个时钟周期内顺利读取电量读取装置所储存的剩余电量数据。与传统以串行方式传送剩余电量数据的方式相比，可节省许多传送所需的时间。

三.提高成本效益：本发明以一逻辑电路取代较为复杂而且昂贵的内嵌控制处理单元来执行电量读取的工作。除了逻辑电路的成本远比内嵌控制处理单元低之外，如此的设计也可简化内嵌控制处理单元的功能，相对而言，也会减少内嵌控制处理单元的成本支出。

附图说明

图1绘示智能型电池的电量读取装置的示意图；

图2绘示图1中各信号的时序图。

具体实施方式

本发明的精神在于设计一个可读取智能型电池(Smart battery)的剩余电量数据的电路装置来取代内嵌控制处理单元(EmbeddedController，EC)的功能。

请参照图1，其所绘示乃智能型电池的电量读取装置100的示意图。本发明设计一个电量读取装置100，用以读取智能型电池102的剩余电量数据，来取代内嵌控制处理单元电量读取的功能。电量读取装置100分别经系统管理总线与智能型电池102以及系统主机中的基本输入输出系统(Basic Input\Output System，BIOS)110耦接。此外，电量读取装置100包含三个电路，分别是读取控制电路104、数据缓冲电路106以及数据储存电路108，此三个电路元件的耦接关是如图1所示。

系统处理单元(System Central Processor Unit，System CPU)会输出地址信号add呼叫电量读取装置100，当电量读取装置100中的读取控制电路104接收到一个地址信号add时，电量读取装置100即开始执行电量读取的工作。

请参照图2，其所汇示了图1中各信号的时序图。读取控制电路104除了自地址输入端CA接收地址输入信号add之外，另外自时钟输入端CK接收时钟输入信号t。读取控制电路104接收时钟输入信号t，用以依据时钟输入信号t，分别自串行时钟输出端CS输出电力参考时钟信号smbclk(slnart battery clock)至智能型电池102、自第一时钟输出端C1输出第一时钟信号out 1至数据缓冲电路106以及自第二时钟输出端C2输出第二时钟信号out 2至数据储存电路108。其中，时钟输入信号t、电力参考时钟信号smbclk、第一时钟信号out 1以及第二时钟信号out 2的信号时序皆如图2所示。换言之，读取控制电路104分别提供智能型电池102、数据缓冲电路106以及数据储存电路108运作的时钟信号，借以同步控制智能型电池102、数据缓冲电路106以及数据储存电路108的运作。

读取控制电路104在接收到地址输入信号add以及时钟输入信号t之后，就自串行时钟输出端CS输出电力参考时钟信号smbclk给智能型电池102。电力参考时钟信号smbclk由电量读取装置100与智能型电池102之间的第一总线馈入智能型电池102。智能型电池102在得到电力参考时钟信号smbclk之后，即自电量输出端BO输出剩余电量数据smbdata(smartbattery data)，利用第一总线将其输入电量读取装置100的读取控制电路104中。其中，剩余电量数据smbdata即是智能型电池102目前剩余的电量。而且剩余电量数据smbdata是依据电力参考时钟信号smbclk以串行(serial)的方式将数据依序传送至读取控制电路104。此外，剩余电量数据smbdata的数据格式是由第一总线的总线协议所决定。请再参照图2，如果第一总线为一系统管理总线(System Management bus，SM bus)，则以串行方式输出的剩余电量数据smbdata格式依序包括地址数据格式address、指令格式CMD以及电量数据格式data。

读取控制电路104得到剩余电量数据smbdata之后，自第一时钟输出端C1输出第一时钟信号out1呈数据缓冲电路106。数据缓冲电路106可依据自第一时钟输入端DT接收到的第一时钟信号out1，由数据输入端DI自读取控制电路104读入剩余电量数据smbdata。同样的，剩余电量数据smbdata是以串行方式依序将数据传入数据缓冲电路106中。数据缓冲电路106可依序接收馈入的剩余电量数据smbdata，并且将剩余电量数据smbdata中每一个比特的数据分别存入数据缓冲电路106中。如此，即可使以串行方式传输的剩余电量数据smbdata转换成以并行方式(parallel)传输。以并行方式传输的好处是在一个时钟周期内即可同步将所有电量数据一次传输到下一级的电路元件中，与串行方式相比，并行方式传输可节省许多传输所花费的时间。因此，数据缓冲电路106具有缓冲(buffering)的功能，使下一级的数据储存电路108在一个时钟周期内即可读取数据缓冲电路106所储存的剩余电量数据。

读取控制电路104自第二时钟输出端C2输出第二时钟信号out 2至数据储存电路108。在第二时钟输入端ET接收第二时钟信号out 2之后，数据储存电路108会依据第二时钟信号out 2由数据输入端EI自数据缓冲电路106读取剩余电量数据pdata。其中，剩余电量数据pdata是以并行方式，在一个时钟周期内，由数据缓冲电路106的数据输出端DO传送到数据储存电路108。数据储存电路108具有储存剩余电量数据的功能，可将剩余电量数据闩锁(latch)在数据储存电路108中。

此时，基本输出输入系统110即可呼叫电量读取装置110。而电量读取装置100就会将储存在数据储存电路108的剩余电量数据以并行的方式经由基本输入输出系统110与电量读取装置100之间的第二总线送入基本输出输入系统110中指定的存储器储存。如此，智能型电池102目前的剩余电量数据就会被送入基本输入输出系统110储存，完成智能型电池的剩余电量数据的读取工作。

本发明所提出的电量读取装置，除了可以用于笔记本型电脑之外，其他装有智能型电池的可携式装置，例如：移动电话，个人数字助理器(Personal Digit Assistance，PDA)……等等，皆可适用本装置。

Claims (9)

1.一种智能型电池的电量读取装置，用以将该智能型电池的一剩余电量数据传送至一数据处理系统，其特征在于包括：

一读取控制电路，该读取控制电路是依据一时钟输入信号输出一电力参考时钟信号至该智能型电池以控制该智能型电池，该读取控制电路依据该时钟输入信号输出一第一时钟信号以及一第二时钟信号，且该读取控制电路用以串行地接收并输出该智能型电池的该剩余电量数据，该读取控制电路接收到一个地址信号时，所述电量读取装置开始执行电量读取的工作；

一数据缓冲电路，当该数据缓冲电路接收到该第一时钟信号时，该数据缓冲电路将串行地自该读取控制电路接收该剩余电量数据，且并行地输出该剩余电量数据；以及

一数据储存电路，当该数据储存电路接收到该第二时钟信号时，该数据储存电路是并行地自该数据缓冲电路接收该剩余电量数据，且并行地输出该剩余电量数据至该数据处理系统。

2.如权利要求1所述的电量读取装置，其特征在于所述的剩余电量数据是自该数据储存电路输出给一基本输入输出系统。

3.如权利要求1所述的电量读取装置，其特征在于所述的电力参考时钟信号是自该电量读取装置经一第一总线输入该智能型电池，且该剩余电量数据是自该智能型电池经该第一总线输入该电量读取装置。

4.如权利要求3所述的电量读取装置，其特征在于所述的第一总线是一系统管理总线。

5.如权利要求1所述的电量读取装置，其特征在于所述的剩余电量数据是自该电量读取装置经一第二总线输入该基本输入输出系统。

6.如权利要求5所述的电量读取装置，其特征在于所述的第二总线是系统管理总线。

7.如权利要求1所述的电量读取装置，其特征在于所述的电量读取装置是使用于一笔记本型电脑。

8.如权利要求1所述的电量读取装置，其特征在于所述的电量读取装置是使用于一移动电话。

9.如权利要求1所述的电量读取装置，其特征在于所述的电量读取装置是使用于一个人数字助理器。

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