CN115639903A

CN115639903A - 基于飞腾平台的计算机主板及计算机功耗控制方法

Info

Publication number: CN115639903A
Application number: CN202211661441.7A
Authority: CN
Inventors: 阳厚祎
Original assignee: Hunan Boshengxin Microelectronics Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Boshengxin Microelectronics Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-23
Filing date: 2022-12-23
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2042-12-23
Also published as: CN115639903B

Abstract

本发明适用于电子设备技术领域，提供了基于飞腾平台的计算机主板及计算机功耗控制方法，主板包括：飞腾处理器、X100桥片模块、硬件智能管理模块、双电源模块、通讯模块、存储模块、LPDDR4显存模块、DDR4内存模块、音频模块、指纹模块、网络PHY芯片以及BIOS芯片；硬件智能管理模块通过GPIO控制DC‑DC电源转换芯片使能引脚和各功能芯片复位引脚；控制双电源模块根据设定电压提供初始供电电压；控制硬件智能管理模块通过PWM信号与CPU核电供电芯片相连，以根据飞腾处理器运行状态，动态调节CPU核电电压，实时调节计算机功耗。本发明有利于解决国产计算机功耗大和续航时间短的问题。

Description

基于飞腾平台的计算机主板及计算机功耗控制方法

技术领域

本发明属于电子设备技术领域，尤其涉及基于飞腾平台的计算机主板及计算机功耗控制方法。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，知识创新、技术创新已成为发展的核心竞争力，自主可控是信息安全的基础，基于国产平台的计算机技术也在快速发展。即便现在国产化计算机也在发展中，但依旧普遍存在功耗高和续航时间短的问题。因此，亟需提供一种能够国产化的计算机主板及计算机功耗控制方法，以解决目前市面上国产计算机功耗高和续航时间短的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种基于飞腾平台的计算机主板及计算机功耗控制方法，旨在解决目前市面上国产计算机功耗大和续航时间短的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种基于飞腾平台的计算机功耗控制方法，用于对基于飞腾平台的计算机进行功耗控制，所述计算机包括基于飞腾平台的计算机主板；所述计算机主板包括：飞腾处理器、X100桥片模块、硬件智能管理模块、双电源模块、通讯模块、存储模块、LPDDR4显存模块、DDR4内存模块、音频模块、指纹模块、网络PHY芯片以及BIOS芯片；所述X100桥片模块、所述硬件智能管理模块、所述通讯模块、所述存储模块、所述DDR4内存模块、所述网络PHY芯片以及所述BIOS芯片分别与所述飞腾处理器连接；所述存储模块、所述音频模块、所述指纹模块以及所述LPDDR4显存模块分别与所述X100桥片模块连接；所述双电源模块连接所述硬件智能管理模块；所述双电源模块包括电源适配器、第一电池、第二电池和DC-DC电源转换芯片，所述硬件智能管理模块分别与所述电源适配器、所述第一电池和所述第二电池连接；所述方法，包括如下步骤：

所述硬件智能管理模块通过GPIO控制所述DC-DC电源转换芯片使能引脚和各功能芯片复位引脚，以进行计算机上下电时序管理；

控制所述双电源模块根据设定电压提供初始供电电压；

控制所述硬件智能管理模块通过PWM信号与CPU核电供电芯片相连，以根据所述飞腾处理器运行状态，动态调节CPU核电电压，实时调节计算机功耗。

优选地，所述控制所述硬件智能管理模块通过PWM信号与CPU核电供电芯片相连，以根据所述飞腾处理器运行状态，动态调节CPU核电电压，实时调节计算机功耗的步骤，包括：

飞腾处理器通过PWR_CTR[1:0]通知所述硬件智能管理模块进行电源管理；

系统启动后，将PWR_CTR[1:0]置为{0,0}，所述飞腾处理器根据自身运行状态通过PWR_CTR[1:0]发出相应命令，所述硬件智能管理模块根据接收到的命令计算脉冲数量，以根据脉冲数量和预设的电源管理协议进行电源管理，实时调节计算机功耗。

优选地，所述方法，还包括：

硬件智能管理模块检测双电源模块的在位状态以及所述双电源模块的电压状态；

若所述电源适配器处于不在位状态，且至少一个电池处于在位状态，则控制在位的电池进行计算机放电；

根据各电池的电压状态，判断各电池的电压值是否下降到充电电压阈值；

若电池的电压值下降到所述充电电压阈值，则对所述电压值下降到所述充电电压阈值的所述电池进行充电。

优选地，所述若所述电源适配器处于不在位状态，且至少一个电池处于在位状态，则控制在位的电池进行计算机放电的步骤，包括：

侦测处于在位状态的各电池的剩余总电量随时间的变化，并侦测所述双电源模块的供电电压变化，以预测用户继续使用时长和所述电池组的剩余放电时间；

在所述剩余放电时间不超过所述用户继续使用时长时，确定是否启用计划用电模式。

为实现上述目的，本发明还提出一种基于飞腾平台的计算机主板，应用于基于飞腾平台的计算机，所述计算机通过上述任一项所述的基于飞腾平台的计算机功耗控制方法进行功耗控制；所述计算机主板包括：飞腾处理器、X100桥片模块、硬件智能管理模块、双电源模块、通讯模块、存储模块、LPDDR4显存模块、DDR4内存模块、音频模块、指纹模块、网络PHY芯片以及BIOS芯片；

所述X100桥片模块、所述硬件智能管理模块、所述通讯模块、所述存储模块、所述DDR4内存模块、所述网络PHY芯片以及所述BIOS芯片分别与所述飞腾处理器连接；

所述存储模块、所述音频模块、所述指纹模块以及所述LPDDR4显存模块分别与所述X100桥片模块连接；

所述双电源模块连接所述硬件智能管理模块；

所述双电源模块包括电源适配器、第一电池、第二电池以及DC-DC电源转换芯片，所述硬件智能管理模块分别与所述电源适配器、所述第一电池和所述第二电池连接，且通过GPIO接口连接所述DC-DC电源转换芯片的使能引脚。

优选地，所述通讯模块包括与所述飞腾处理器连接的5G通讯模块和蓝牙及WIFI模块；所述计算机主板还包括与所述飞腾处理器连接的PCIE扩展接口以及RS232接口。

优选地，所述存储模块包括与所述飞腾处理器连接的NVME接口，以及与所述X100桥片模块连接的MSATA接口。

优选地，还包括与所述X100桥片模块连接的TYPE-C接口、多路USB3.0外部接口、多路USB2.0接口、SD卡接口以及多路DP显示接口。

优选地，所述飞腾处理器通过PCIE3.0接口连接所述X100桥片模块；所述飞腾处理器通过LPC、IIC和GPIO接口连接所述硬件智能管理模块；所述飞腾处理器通过PCIE3.0接口连接所述5G通讯模块，以及通过SDIO及UART接口与连接所述蓝牙及WIFI模块；所述飞腾处理器通过PCIE3.0总线连接所述NVME接口；所述飞腾处理器通过RGMII接口连接所述网络PHY芯片；所述飞腾处理器通过QSPI接口连接所述BIOS芯片。

优选地，所述X100桥片模块通过SATA3.0总线连接所述MSATA接口；所述X100桥片模块通过一路所述USB2.0接口连接所述音频模块；所述X100桥片模块通过一路所述USB2.0接口连接所述指纹模块；所述X100桥片模块中集成有GPU模块，所述GPU模块连接所述LPDDR4显存模块。

本发明所达到的有益效果：本发明中所述硬件智能管理模块通过PWM信号与CPU核电供电芯片相连，以根据所述飞腾处理器运行状态，动态调节CPU核电电压，实时调节计算机功耗，能有效提高计算机续航时间，对电池进行有效利用，降低功耗损失；此外，本发明中的基于飞腾平台的计算机主板，主板上的模块能够实现完全国产化，不受国外芯片及技术影响，且主板兼容CPU设计，采用标准总线接口，提供最新的硬件驱动，能够提高国产计算机的兼容性以及降低成本；并且，提供双电源模块实现双电池管理，方便客户扩充电池容量，且提供硬件智能管理模块对双电源模块智能进行功耗管理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的基于飞腾平台的计算机主板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的基于飞腾平台的计算机功耗控制方法的流程图；

图3为本发明中一实施例中的PWR_CTR[1:0]通信示意图；

图4为本发明一实施例中计算机电源管理框图。

其中，1、飞腾处理器，2、X100桥片模块，3、硬件智能管理模块，4、双电源模块，5、通讯模块，51、5G通讯模块，52、蓝牙及WIFI模块，6、LPDDR4显存模块，7、DDR4内存模块，8、音频模块，9、指纹模块，10、网络PHY芯片，11、BIOS芯片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1至图2所示，本发明的第一实施例提出一种基于飞腾平台的计算机功耗控制方法，用于对基于飞腾平台的计算机进行功耗控制，所述计算机包括基于飞腾平台的计算机主板；基于飞腾平台的计算机主板，包括：飞腾处理器1、X100桥片模块2、硬件智能管理模块3、双电源模块4、通讯模块5、存储模块、LPDDR4显存模块6、DDR4内存模块7、音频模块8、指纹模块9、网络PHY芯片10以及BIOS芯片11；

所述X100桥片模块2、所述硬件智能管理模块3、所述通讯模块5、所述存储模块、所述DDR4内存模块7、所述网络PHY芯片10以及所述BIOS芯片11分别与所述飞腾处理器1连接；

所述存储模块、所述音频模块8、所述指纹模块9以及所述LPDDR4显存模块6分别与所述X100桥片模块2连接；

所述双电源模块4连接所述硬件智能管理模块3；所述双电源模块4包括电源适配器、第一电池、第二电池和DC-DC电源转换芯片，所述硬件智能管理模块3分别与所述电源适配器、所述第一电池和所述第二电池连接。

所述方法，包括如下步骤：

步骤S10，所述硬件智能管理模块通过GPIO控制所述DC-DC电源转换芯片使能引脚和各功能芯片复位引脚，以进行计算机上下电时序管理；

步骤S20，控制所述双电源模块根据设定电压提供初始供电电压；

步骤S30，控制所述硬件智能管理模块通过PWM信号与CPU核电供电芯片相连，以根据所述飞腾处理器运行状态，动态调节CPU核电电压，实时调节计算机功耗。

步骤S30之后，还可以包括：获取所述双电源模块向所述硬件智能管理模块发出的反馈信号，以确认电压是否调节到位。

本发明所达到的有益效果：本发明中所述硬件智能管理模块3通过PWM信号与CPU核电供电芯片相连，以根据所述飞腾处理器运行状态，动态调节CPU核电电压，实时调节计算机功耗，能有效提高计算机续航时间，对电池进行有效利用，降低功耗损失；此外，本发明中的基于飞腾平台的计算机主板，主板上的模块能够实现完全国产化，不受国外芯片及技术影响，且主板兼容CPU设计，采用标准总线接口，提供最新的硬件驱动，能够提高国产计算机的兼容性以及降低成本；并且，提供双电源模块4实现双电池管理，方便客户扩充电池容量，且提供硬件智能管理模块3对双电源模块4智能进行功耗管理。

本发明中的计算机可以具体为笔记本电脑。

本发明中本计算机主板电源有如下几种状态，并对应不同功耗，如下表1所示。具体的，如表1所示，飞腾处理器1向硬件智能管理模块发送的工作状态信号包括关机状态、睡眠状态、轻负荷状态、正常运行状态和高负荷运行状态，本发明中，当计算机处于关机状态时，功耗为0W；当飞腾处理器1当前没有在执行的任务为睡眠状态（本实施例中功耗为5W）；当飞腾处理器1的计算量未达到预设区间时为轻负荷状态（本实施例中功耗为20W），当飞腾处理器1计算量达到预设区间为正常运行状态（本实施例中功耗为30W）；当飞腾处理器1计算量超过预设区间为高负荷运行状态（本实施例中功耗为35W）；其中，计算量通过CPU及内存使用率评估，上述预设区间为：CPU及内存使用率处于[30%,70%]。

表1 本计算机主板电源状态

当飞腾处理器1为睡眠状态时，硬件智能管理模块3控制双电源模块4输出第一电压；当飞腾处理器1为轻负荷状态时，硬件智能管理模块3控制双电源模块4输出第二电压；当飞腾处理器1为正常运行状态时，硬件智能管理模块3控制双电源模块4输出第三电压；当飞腾处理器1为正常运行状态时，硬件智能管理模块3控制双电源模块4输出第四电压；其中，第一电压、第二电压、第三电压和第四电压依次增大；设定电压可以是第一电压、第二电压、第四电压中的任一者。在本实施例中，设定电压为第三电压。其中，正常运行状态和高负荷运行状态的电压可以在同一预设电压区间内调整。第三电压为该预设电压区间的较低值，第四电压为该预设电压区间内的较高值。

本发明中向双电源模块4发出的电压调节指令，既可以是电压调高指令，也可以是电压调低指令。通过在飞腾处理器1不同的工作状态，将供电电压调节成不同，以降低计算机的功耗，延长电池续航时间。

基于本发明基于飞腾平台的计算机功耗控制方法的第一实施例，本发明基于飞腾平台的计算机功耗控制方法的第二实施例中，所述步骤S30，包括：

步骤S31，飞腾处理器通过PWR_CTR[1:0]通知所述硬件智能管理模块进行电源管理；

步骤S32，系统启动后，将PWR_CTR[1:0]置为{0,0}，所述飞腾处理器根据自身运行状态通过PWR_CTR[1:0]发出相应命令，所述硬件智能管理模块根据接收到的命令计算脉冲数量，以根据脉冲数量和预设的电源管理协议进行电源管理，实时调节计算机功耗。

请参照图3和图4，图3为PWR_CTR[1:0]通信示意图，图4为计算机电源管理框图。并请参照表2和表3，其中，表2为时序要求，表3为PWR_CTR[1:0]通信协议。

表2 时序要求

表3 PWR_CTR[1:0]通信协议

请参照图4，硬件智能管理模块3根据飞腾处理器1的指令，计数脉冲数量，对照表3中的电源管理协议进行电源管理，实时控制计算机功耗。

A、开机状态下，当PWR_CTR0为0时，无论PWR_CTR1为何值，硬件智能管理模块按照正常运行模式控制电源，使能所有电源。并通过ADC采集目标电压，保证电源电压符合要求，同时反馈电源状态给飞腾处理器。

B、开机状态下，当PWR_CTR0为1时，计数PWR_CTR1高脉冲数量，当接收PWR_CTR1信号3个脉冲时，按高负荷运行模式控制电源，使能所有电源。硬件智能管理模块通过调高PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比，提高CPU供电电压（正常电压范围内），以满足CPU对电源的要求。并通过ADC采集目标电压，保证电源电压符合要求。

C、开机状态下，当PWR_CTR0为1时，计数PWR_CTR1高脉冲数量，当接收PWR_CTR1信号5个脉冲时，按轻负荷运行模式控制电源，使能所有电源。硬件智能管理模块通过调低PWM（脉冲宽度调制）信号的占空比，降低CPU供电电压（正常电压范围内），以降低计算机的功耗，增加续航。并通过ADC采集目标电压，保证电源电压合要求。

D、开机状态下，当PWR_CTR0为1时，计数PWR_CTR1高脉冲数量，当接收PWR_CTR1信号8个脉冲时，表示计算机空闲状态时间超过设定时间（本主板设定半小时），进入睡眠模式，此时，硬件智能管理模块拉低第一电源芯片和其他电源芯片使能引脚，只保留内存、网络、USB电源供电，计算机进入睡眠状态。当网络和USB有信号进入时，硬件智能管理模块拉高状态反馈信号（默认低电平），通知飞腾处理器恢复到正常工作状态，并拉高第一电源芯片和其他芯片使能引脚。计算机主板恢复到正常工作模式。

E、开机状态下，当PWR_CTR0为1时，计数PWR_CTR1高脉冲数量，当接收PWR_CTR1信号12个脉冲时，硬件智能管理模块拉低所有电源芯片使能引脚，关闭电源，计算机进入关机状态。

基于本发明基于飞腾平台的计算机功耗控制方法的第一实施例或第二实施例，本发明基于飞腾平台的计算机功耗控制方法的第三实施例中，所述方法，还包括：

步骤S40，硬件智能管理模块检测双电源模块的在位状态以及所述双电源模块的电压状态；其中，基于飞腾平台的计算机功耗控制方法可以用于基于飞腾平台的计算机中，包括但不限于笔记本电脑。上述硬件智能管理模块3可以实现包括硬件智能监控、电源管理、电池充放电管理、风扇控制等功能。在本实施例中，硬件智能管理模块3与计算机中的飞腾处理器1以及双电源模块4连接，通过硬件智能管理模块3对计算机中的双电源模块4中电源适配器和电池组中各个电池的在位状态进行实时/定时检测，以及对电池组中各个电池的电压状态进行检测。其中，电池组可以包括相互并联的第一电池和第二电池，电源适配器可以实现计算机与外部电源连接提供电源，第一电池以及第二电池可以用于计算机自身供电。上述在位状态可以表示当时是否处于工作状态，例如：电源适配器是否与外部电源连接可以用于提供电源。上述电压状态可以表示第一电池以及第二电池的电量情况。上述第一电池与第二电池可以是容量相同配置的电池，也可以是不同容量配置的电池。

步骤S50，若所述电源适配器处于不在位状态，且至少一个电池处于在位状态，则控制在位的电池进行计算机放电；其中，在处于放电管理过程时，可以优先检查电源适配器是否处于在位状态，当硬件智能管理模块3检测到电源适配器处于在位状态时，可以优先采用电源适配器为计算机电脑供电，且此时自身的第一电池与第二电池不进行对外放电。此外，当电源适配器供电不足时，第一电池与第二电池补充放电。进一步的，当硬件智能管理模块3检测到电源适配器处于不在位状态，且第一电池与第二电池中有至少一个在位时，可以通过控制在位状态的电池进行放电，例如：第一电池处于在位状态，第二电池处于不在位状态，则通过第一电池进行计算机放电。其中，当第一电池与第二电池同时处于在位状态时，则可以优先第一电池放电，第一电池电量不足时，再通过第二电池放电，当然，也可以优先选择第二电池放电、第二电池电量不足时，再通过第一电池放电。其中，电量不足可以是指正在放电的电池电量耗尽，也可以是指正在充电的电池电量达到预设最低值，例如：剩余电量5%。

步骤S60，根据各电池的电压状态，判断各电池的电压值是否下降到充电电压阈值；其中，在进行充电管理时，硬件智能管理模块3可以将第一电池与第二电池的电压状态分别与充电电压阈值的比较结果作为判断是否需要充电的条件。上述充电电压阈值可以是预先设定的一个达到需要充电的判断值。当然，在第一电池与第二电池的电量满电时不需要进行充电。

步骤S70，若电池的电压值下降到所述充电电压阈值，则对所述电压值下降到所述充电电压阈值的所述电池进行充电。具体的，只要硬件智能管理模块3判断出第一电池与第二电池中任一电池的电压值下降到了充电电压阈值，则可以控制电池充电，例如：充电电压阈值为满电量的95%，当第一电池的电量下降到满电量的95%以下时，则控制对第一电池进行充电；同样，当第二电池的电量下降到满电量的95%以下时，对第二电池进行充电；若第一电池与第二电池的电量都下降到满电量的95%以下时，则控制对第一电池与第二电池同时充电或依次充电。

在本实施例中，采用双电池管理，方便客户扩充电池容量，有效提高计算机续航时间；且通过硬件智能管理模块3对双电池进行智能充放电管理，可提高计算机电池使用寿命。且本实施例提供的基于飞腾平台的计算机功耗控制方法可以用于上述实施例中基于飞腾平台的计算机中，计算机可以采用全国产化技术设计，完全自主可控，不受国外芯片及技术影响。

本实施例中，将电源适配器、电池组中各个电池分别设置不同的放电优先级别，其中，电源适配器的放电优先级别为第一优先级。当电源适配器处于在位状态，则控制电源适配器进行计算机放电；若电源适配器处于不在位状态，则控制电池组中在位且达到最低供电电压的各个电池按照放电优先级别先后进行放电。

基于本发明基于飞腾平台的计算机功耗控制方法的第三实施例，本发明基于飞腾平台的计算机功耗控制方法的第四实施例中，所述步骤S50包括：

步骤S51，侦测处于在位状态的各电池的剩余总电量随时间的变化，并侦测所述双电源模块的供电电压变化，以预测用户继续使用时长和所述电池组的剩余放电时间；

步骤S52，在所述剩余放电时间不超过所述用户继续使用时长时，确定是否启用计划用电模式。

所述步骤S51具体通过下述方式执行：

步骤S511，将计算机启动时间点至当前时刻的使用时段，根据所述双电源模块的供电电压变化划分为多个不同的耗电时段（其中，正常运行状态和高负荷运行状态的电压可以属于同一预设电压区间。正常运行状态的电压为预设电压区间的较低值，高负荷运行状态的电压为该预设电压区间内的较高值）。每个耗电时段为睡眠状态耗电时段、正常运行状态耗电时段和轻负荷状态耗电时段中的任一者；其中，正常运行状态耗电时段中，若计算量超出设定区间，则为高负荷运行状态；计算量可以通过CPU及内存使用率评估。

步骤S512，统计每一耗电时段对应的起始时刻电量和终止时刻电量，以得到每一耗电时段分别对应的耗电量；

步骤S513，对飞腾处理器处于睡眠状态的每一耗电时段，求取睡眠状态单位时间耗电量；

步骤S514，对飞腾处理器处于轻负荷状态的每一耗电时段，求取轻负荷状态单位时间耗电量；

对飞腾处理器处于正常运行状态的每一耗电时段，绘制处于在位状态的各电池的剩余总电量随时间的变化，并形成耗电量-时间曲线；

侦测耗电量-时间曲线的曲率变化，根据耗电量-时间曲线的曲率变化是否超出预设变化率，将飞腾处理器正常运行状态的耗电时段划分为若干子时段；

计算飞腾处理器在每一子时段内的计算量区间，以及飞腾处理器在每一子时段内的单位时间耗电量，以建立单位时间耗电量与计算量区间的对应关系；

步骤S515，获取飞腾处理器正在执行的计算任务、每个计算任务已处理进度和已处理进度的处理时长，计算每个计算任务的剩余处理时间，从而预测用户继续使用时长。

步骤S516，根据飞腾处理器正在执行的计算任务、每个计算任务占用的计算量，和每个计算任务的剩余处理时间，以及单位时间耗电量与计算量区间的对应关系，预测所述电池组的剩余放电时间。

具体的，预测用户继续使用时长和电池组的剩余放电时间，参照如下步骤执行：

根据所述双电源模块的供电电压变化划分为多个不同的耗电时段，以形成耗电时段集合：

；其中，1≤i≤I，ti为第i个耗电时段；

从耗电时段中挑选出对应睡眠状态的耗电时段，建立睡眠状态耗电时段集合：

，1≤m≤M＜I，

为第m个对应睡眠状态的耗电时段，

；

从耗电时段中挑选出对应轻负荷状态的耗电时段，建立轻负荷状态耗电时段集合：

，1≤j≤J＜I，

为第j个对应轻负荷状态的耗电时段，

；

从耗电时段中挑选出对应正常运行状态的耗电时段，建立正常运行状态耗电时段集合：

，1≤h≤H＜I，

为第h个对应正常运行状态的耗电时段，

；

；

睡眠状态单位时间耗电量为：

，其中，

为第m个对应睡眠状态的耗电时段所消耗的电量；

轻负荷状态单位时间耗电量为：

，其中，

为第j个对应睡眠状态的耗电时段所消耗的电量；

正常运行状态中，建立单位时间耗电量与计算量区间的对应关系如下：

其中，

为飞腾处理器正常运行状态对应的计算量，

为正常运行状态对应的计算量区间的下限值，

为正常运行状态对应的计算区间的上限值，1≤f≤F，

为正常运行状态下计算量p对应的单位时间耗电量，

；

从而，通过上述方式，能够根据历史数据中已有的耗电量数据，获得在飞腾处理器睡眠、轻负荷和正常运行状态的单位时间耗电量。

从而，从当前时刻起，预测用户继续使用时长采用如下方式进行：

获取飞腾处理器当前时刻正在执行的计算任务：

，其中，1≤e≤E，为正在执行的第e个计算任务；

预测飞腾处理器正在执行的每个计算任务的剩余处理时间，从而用户继续使用时长为：

，其中，

为正在执行的第e个计算任务的预测剩余处理时间；

预测所述电池组的剩余放电时间采用如下方式进行：

从当前时刻至用户继续使用时长结束的时段内，以每一计算任务的预测剩余处理时间对应的时间点为节点，将该时段划分为E个计算时段，计算每个计算时段对应的飞腾处理器的计算量，以及每个计算时段对应的时长；各计算时段对应的时长为：

,其中，

为第e个计算时段对应的时长，

获取每个计算任务对应的飞腾处理器的计算量，从而确定每个计算时段对应的飞腾处理器的计算量，以将每个计算时段根据计算量归属于睡眠状态、轻负荷状态和正常运行状态（其中，正常运行状态耗电时段中，若计算量超出设定区间，则为高负荷运行状态），根据每个计算时段对应的时长，以及每个计算时段对应的单位时间耗电量计算方式，计算每个计算时段对应的耗电量：

；

，其中，

；

从而，预测所述电池组的剩余放电时间为：

其中，Qt为当前时刻剩余电量，1≤z≤E-1，Ts为剩余放电时间；

在启用计划用电模式中，获取当前运行程序、当前运行程序的连续使用时间以及用户针对当前运行程序发出的控制指令；关闭连续设定时间未侦测到控制指令的程序。

请参照图1，为实现上述目的，本发明还提出一种基于飞腾平台的计算机主板，包括：飞腾处理器1、X100桥片模块2、硬件智能管理模块3、双电源模块4、通讯模块5、存储模块、LPDDR4显存模块6、DDR4内存模块7、音频模块8、指纹模块9、网络PHY芯片10以及BIOS芯片11；

所述双电源模块4连接所述硬件智能管理模块3。

所述双电源模块4包括电源适配器、第一电池、第二电池以及DC-DC电源转换芯片，所述硬件智能管理模块3分别与所述电源适配器、所述第一电池和所述第二电池连接，且通过GPIO接口连接所述DC-DC电源转换芯片的使能引脚。

其中，飞腾处理器1可以采用飞腾FT-2000/4或腾锐D2000处理器，硬件设计完全兼容，对接不同类型的飞腾处理器1时，只需升级BIOS固件。功耗与性能均衡优选4核处理器FT-2000/4，当然，也可以根据需求升级为8核处理器腾锐D2000。

上述X100桥片模块2为飞腾X100桥片，与飞腾处理器1连接进行数据和指令交换。飞腾X100桥片上集成有GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）、视频解码VPU（Video Processing Unit，视频处理单元）、显示、SATA控制器、USB控制器、SD控制器、显示接口控制器等多种外设接口等功能，可以为计算机提供显示、SATA存储、USB等接口。支持电源管理、图形2D/3D加速功能，可进一步释放飞腾处理器1性能。

上述硬件智能管理模块3用于监控计算机主板硬件状态，保证计算机安全、稳定、智能运行。硬件智能管理模块3与飞腾处理器1连接，可以动态调节核电电压，实时调节计算机功耗。其中，硬件智能管理模块3可以选择国产的FIC6288芯片。

上述双电源模块4用于为计算机的提供工作电源。且在本实施例中，设置为双电源模式，提供多个电池，基于硬件智能管理模块3对双电源模块4智能管理可以进行计算机上下电时序管理，以及对计算机的双电源模块4中多个电池的充放电管理。

上述通讯模块5用于为计算机提供不同类型的通信接口。

上述存储模块用于根据需求配置不同容量、不同接口的SSD硬盘。

上述LPDDR4显存模块6用于提升GPU图形处理能力，其板载8GB显存容量，最高速率2666MT/s。LPDDR4显存模块6可以选择国产的CXDB5CCAM-MK芯片。

上述DDR4内存模块7即同步动态随机存取存储器内存模块，用于计算机的数据存储。优选的，计算机主板可以板载16GB容量DDR4内存模块7，频率最大支持3200M，高容量、快速率的设计，以保证计算机整个系统的流畅性。

上述音频模块8用于为计算机提供耳机和喇叭接口。音频模块8可以选择国产的CJC6811A芯片。接口采用3.5mm标准耳机接口，喇叭支持3Ω、3W或8Ω、1W喇叭。

上述指纹模块9用于为计算机提供安全、快速的登录方式，极大的提高计算机的安全性、便捷性。指纹模块9可以选择国产的P3UGB-RANF1-S01指纹模组。

上述网络PHY芯片10用于为计算机提供有线千兆网络接口。网络PHY芯片10可以选择国产的TY8531、TY8521系列芯片。

上述BIOS芯片11内部烧录自主固件，引导计算机系统，并设有配置界面，可通过调试串口或显示界面进行配置，此外，BIOS固件可通过计算机的网络或USB接口直接升级。上述BIOS芯片11可以选择国产的GD25LQ128系列芯片。

具体的，上述计算机主板在本实施例中可以为笔记本主板。参考图1所示，飞腾处理器1可以通过PCIE3.0（peripheral component interconnect express 3.0，高速串行计算机扩展总线标准3.0）接口连接X100桥片模块2。所述飞腾处理器1通过LPC (Low pincount Bus，LPC总线)、IIC (Inter-Integrated CircuitM集成电路总线)和GPIO(General-purpose input/output，通用输入/输出口)接口连接所述硬件智能管理模块3。上述飞腾处理器1通过PCIEX1接口、SDIO（Secure Digital Input and Output Card，安全数字输入输出卡）和UART（(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器）接口连接通讯模块5。所述飞腾处理器1通过RGMII（(Reduced Gigabit MediaIndependent Interface，精简吉比特介质独立接口）接口连接所述网络PHY芯片10。所述飞腾处理器1通过QSPI（Quad Serial Peripheral Interface，队列串行外围接口）接口连接BIOS芯片11。

更具体的，继续参考图1所示，所述X100桥片模块2通过SATA3.0总线连接所述MSATA接口。所述X100桥片模块2通过一路所述USB2.0接口连接所述音频模块8；所述X100桥片模块2通过一路所述USB2.0接口连接所述指纹模块9；所述X100桥片模块2中集成有GPU模块，所述GPU模块连接所述LPDDR4显存模块6。

在本实施例中，本发明提供一种基于飞腾平台的计算机主板，主板上的模块能够实现完全国产化，不受国外芯片及技术影响，且主板兼容CPU设计，采用标准总线接口，提供最新的硬件驱动，能够提高国产计算机的兼容性以及降低成本。此外，通过提供双电源模块4实现双电池管理，方便客户扩充电池容量，且提供硬件智能管理模块3对双电源模块4智能进行功耗管理，能有效提高计算机续航时间，对电池进行有效利用，降低功耗损失。

具体的，可以将第一电池与第二电池中一个为主电池，另一为备用电池。上述DC-DC电源转换芯片（DC-DC模块电源）可以优选国产的IS6608A、IS6607A、IS6602A芯片。硬件智能管理模块3可以通过ADC（Analog-to-Digital Converter，模数转换接口）接口连接第一电池、第二电池以及电源适配器（DC-IN），用于检测第一电池、第二电池以及电源适配器的在位情况，以及第一电池和第二电池的电压情况。硬件智能管理模块3还可以通过SMBUS接口连接电源适配器及第一电池及第二电池，对电池的充放电进行智能管理，对第一电池与第二电池的充放电进行智能管理。硬件智能管理模块3还通过GPIO接口连接所述DC-DC电源转换芯片的使能引脚和复位引脚，用于对计算机上下电时序管理。

可选的，硬件智能管理模块3还可以连接温度传感器、风扇、键盘/触摸板等硬件。通过温度传感器实时监测主板温度，可以智能调节风扇转速，保证计算机良好散热性能。此外，还可以实时监测CPU运行状态，根据CPU运行状态，动态调节核电电压，实时调节计算机功耗。当CPU运行异常时，可通过LED灯报警，严重时可重启或关闭计算机。

可选的，所述通讯模块5包括与所述飞腾处理器1连接的5G通讯模块51和蓝牙及WIFI模块52。

具体的，参考图1所示，上述5G通讯模块51可以通过PCIE3.0接口与飞腾处理器1相连，拓展双SIM卡槽，用于为计算机提供5G/4G/3C移动通信接口，具备移动通话、上网功能，支持移动、联通、电信全网通。上述蓝牙及WIFI模块52通过SDIO接口及UART接口与飞腾处理器1连接，为计算机提供蓝牙及WIFI模块52通信接口。支持WIFI5+蓝牙5.0，WIFI速率可达867Mbps。

可选的，还包括与所述飞腾处理器1连接的PCIE扩展接口以及RS232接口。

具体的，继续参考图1所示，在与飞腾处理器1侧，还提供有PCIE扩展接口以及RS232接口，可以进一步提高计算机主板的兼容性。计算机主板的操作系统可以采用银河麒麟桌面操作系统，安装国产办公软件和数据库，同时支持LINUX定制化系统和软件服务。本发明提供的计算机主板集成度高，尺寸小，适用于各种尺寸计算机设计，计算机主板尺寸可以达到217.3×109.9mm。

可选的，所述存储模块包括与所述飞腾处理器1连接的NVME接口，以及与所述X100桥片模块2连接的MSATA接口。

具体的，NVME接口通过PCIE3.0总线与飞腾处理器1相连，配置的存储SSD写入速率可达2500MB/S，读取可达速率3000MB/S。MSATA接口通过SATA3.0总线与X100桥片模块2连接，速率可达6Gb/S。其中，存储模块为计算机提供操作系统及数据存储空间。

可选的，还包括与所述X100桥片模块2连接的TYPE-C接口、多路USB3.0外部接口、多路USB2.0接口、SD卡接口以及多路DP显示接口。

具体的，在X100桥片模块2上可以外挂8GB LPDDR4显存模块6，具有超强图形、视频处理能力，能有效解放CPU性能。本实施例在X100桥片模块2侧还提供TYPE-C接口、多路USB2.0接口、SD卡接口以及多路DP显示接口。参考图1所示，其中，可以包括3路USB3.0外部接口，以及可以包括4路USB2.0接口，4路USB2.0可以分别连接摄像头、触摸屏、指纹模块9和音频模块8，音频模块8外接耳机/MIC扬声器等。还可以包括2路DP显示接口，其中1路DP显示接口接EDP显示屏，另一路DP显示接口经DP转HDMI视频转换芯片，输出HDMI接口，视频转换芯片可以选择LT8711、LT8712芯片。上述SD卡接口可以外接SD卡。

在本发明实施例中，提供一种基于飞腾平台的计算机主板，主板上的模块能够实现完全国产化，不受国外芯片及技术影响，且计算机主板兼容CPU设计，采用标准总线接口，提供最新的硬件驱动，能够提高国产计算机的兼容性以及降低成本。其次，在飞腾处理器1侧以及X100桥片模块2侧分别提供了多种类型的外接端口，兼容性更好。此外，提供双电源模块4，通过硬件智能管理模块3对双电源模块4进行双电池的充放电管理，方便客户扩充电池容量，能有效提高计算机续航时间，对电池进行有效利用，降低功耗损失。

本发明实施例还提供一种基于飞腾平台的计算机，包括上述任一实施例中所述的基于飞腾平台的计算机主板。

本实施例提供一种飞腾平台的计算机可以是笔记本电脑，包括上述各实施例中基于飞腾平台的计算机主板，当然，还包括构成笔记本电脑的其他组成部分，例如显示屏、外壳等。因基于飞腾平台的计算机主板上的模块能够实现完全国产化，不受国外芯片及技术影响，且主板兼容CPU设计，采用标准总线接口，提供最新的硬件驱动，能够提高国产笔记本的兼容性以及降低成本；此外，提供双电源模块4实现双电池管理，方便客户扩充电池容量，且提供硬件智能管理模块3对双电源模块4智能进行功耗管理，能有效提高笔记本续航时间，对电池进行有效利用，降低功耗损失，因此，本实施例提供的飞腾平台的计算机同样可以实现上述各实施例的实施方式以及达到相应的技术效果，在本实施例中不再赘述。

本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.基于飞腾平台的计算机功耗控制方法，其特征在于，用于对基于飞腾平台的计算机进行功耗控制，所述计算机包括基于飞腾平台的计算机主板；所述计算机主板包括：飞腾处理器、X100桥片模块、硬件智能管理模块、双电源模块、通讯模块、存储模块、LPDDR4显存模块、DDR4内存模块、音频模块、指纹模块、网络PHY芯片以及BIOS芯片；所述X100桥片模块、所述硬件智能管理模块、所述通讯模块、所述存储模块、所述DDR4内存模块、所述网络PHY芯片以及所述BIOS芯片分别与所述飞腾处理器连接；所述存储模块、所述音频模块、所述指纹模块以及所述LPDDR4显存模块分别与所述X100桥片模块连接；所述双电源模块连接所述硬件智能管理模块；所述双电源模块包括电源适配器、第一电池、第二电池和DC-DC电源转换芯片，所述硬件智能管理模块分别与所述电源适配器、所述第一电池和所述第二电池连接；所述方法，包括如下步骤：

控制所述双电源模块根据设定电压提供初始供电电压；

2.如权利要求1所述的基于飞腾平台的计算机功耗控制方法，其特征在于，所述控制所述硬件智能管理模块通过PWM信号与CPU核电供电芯片相连，以根据所述飞腾处理器运行状态，动态调节CPU核电电压，实时调节计算机功耗的步骤，包括：

3.如权利要求1所述的基于飞腾平台的计算机功耗控制方法，其特征在于，所述方法，还包括：

4.如权利要求3所述的基于飞腾平台的计算机功耗控制方法，其特征在于，所述若所述电源适配器处于不在位状态，且至少一个电池处于在位状态，则控制在位的电池进行计算机放电的步骤，包括：

5.基于飞腾平台的计算机主板，其特征在于，应用于基于飞腾平台的计算机，所述计算机通过权利要求1至4中任一项所述的基于飞腾平台的计算机功耗控制方法进行功耗控制；所述计算机主板包括：飞腾处理器、X100桥片模块、硬件智能管理模块、双电源模块、通讯模块、存储模块、LPDDR4显存模块、DDR4内存模块、音频模块、指纹模块、网络PHY芯片以及BIOS芯片；

所述双电源模块连接所述硬件智能管理模块；

6.如权利要求5所述的基于飞腾平台的计算机主板，其特征在于，所述通讯模块包括与所述飞腾处理器连接的5G通讯模块和蓝牙及WIFI模块；所述计算机主板还包括与所述飞腾处理器连接的PCIE扩展接口以及RS232接口。

7.如权利要求6所述的基于飞腾平台的计算机主板，其特征在于，所述存储模块包括与所述飞腾处理器连接的NVME接口，以及与所述X100桥片模块连接的MSATA接口。

8.如权利要求7所述的基于飞腾平台的计算机主板，其特征在于，还包括与所述X100桥片模块连接的TYPE-C接口、多路USB3.0外部接口、多路USB2.0接口、SD卡接口以及多路DP显示接口。

9.如权利要求7所述的基于飞腾平台的计算机主板，其特征在于，所述飞腾处理器通过PCIE3.0接口连接所述X100桥片模块；所述飞腾处理器通过LPC、IIC和GPIO接口连接所述硬件智能管理模块；所述飞腾处理器通过PCIE3.0接口连接所述5G通讯模块，以及通过SDIO及UART接口与连接所述蓝牙及WIFI模块；所述飞腾处理器通过PCIE3.0总线连接所述NVME接口；所述飞腾处理器通过RGMII接口连接所述网络PHY芯片；所述飞腾处理器通过QSPI接口连接所述BIOS芯片。

10.如权利要求8所述的基于飞腾平台的计算机主板，其特征在于，所述X100桥片模块通过SATA3.0总线连接所述MSATA接口；所述X100桥片模块通过一路所述USB2.0接口连接所述音频模块；所述X100桥片模块通过一路所述USB2.0接口连接所述指纹模块；所述X100桥片模块中集成有GPU模块，所述GPU模块连接所述LPDDR4显存模块。