CN1310141C - 处理器电源管理以及总线最佳化方法 - Google Patents
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Abstract
一种处理器电源管理以及总线最佳化方法。首先设定处理器与北桥之间总线的总线操作带宽与总线操作频率，接下来，启始处理器以及北桥与南桥的电源管理设定，接下来，输出操作频率以及操作电压调整改变量信息至南桥，接下来，南桥输出总线中断信号以中断处理器与北桥之间的总线的连线，并启始一计数器的计数值，处理器根据操作频率以及操作电压调整改变量调整处理器的操作频率以及电压，当计数器的计数值累积达一既定值时，则南桥输出总线连接信号，因此总线重新连接处理器与北桥，并工作于上述总线操作带宽与总线操作频率，且处理器根据操作频率以及操作电压调整改变量信息而工作于的另一操作频率以及操作电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种处理器电源管理以及总线最佳化方法，特别涉及一种应用于AMDK8作业平台(plat form)的处理器电源管理以及总线最佳化方法。
技术背景
LegacyI/O总线结构因其低成本以及利用已建立的标准软体以及硬体标准而容易实施等特性，因此广泛使用于嵌入式系统(embeddedsy system)中。然其最高操作频率仅为66MHz左右，因此，现今操作频率达500MHz以上的处理器，必须使用具有更高带宽以及操作频率的总线。
闪电数据传输I/O总线(Lighning Data Transport，LDT，I/O Bus)，亦称高传输I/O总线(Hyper Transport，HT，I/O Bus)，满足了目前电脑网路、通信系统以及其他嵌入式系统所需的高带宽需求，为一种具有灵活性、扩充性以及容易使用的总线架构。LDT I/O总线能够提供下一代处理器以及通信系统所需的带宽(width)，再者，LDT I/O总线更具有可调整的总线带宽以及操作速度等功能，以符合电源、空间以及成本的需求。
传统LDT I/O总线的带宽与操作频率的最佳化必须通过执行LDT总线中断(disconnection)以及重新连接(reconnection)程序以使得LDT总线操作于预期的带宽与操作频率。
图1与显示传统LDT I/O总线的带宽与操作频率最佳化的操作流程图。首先，在电源启动后，由基本输入/输出系统(Basic Input/Output System，BIOS)初始(initialize)LDT总线的启始设定，包括设定处理器与北桥之间的LDT总线最佳化时的总线操作带宽与操作频率(S1)。举例来说，在电脑系统启动后，总线启始带宽可为8位，但最佳化时可调整为16位。再者，总线启始频率可为200MHz，但可最佳化为400MHz、600MHz或800MHz等频率。上述最佳化时的总线操作带宽与操作频率是设定于BIOS中。接下来，由BIOS依序初始处理器以及包含北桥以及南桥的晶片组的电源管理暂存器，并处理相关的电源设定，并设定最佳化时的总线操作带宽与操作频率(S2)。接下来，BIOS于南桥启动一自动恢复(Auto Resume)的计数器(S3)。接下来，BIOS发出读取南桥的输入输出埠(Power Management I/O，PMIO)偏移15th处的指令以设定(asserting)信号LDTSTOP#(S4)。在此，对信号LDTSTOP#执行设定的动作是将原本为高电平的信号LDTSTOP#转换为低电平信号。当南桥将信号LDTSTOP#设定为低电平时，则位于处理器以及北桥之间的LDT总线即中断连接。
接下来，当于步骤S3所启动的计数器的计数值达到一既定值时，则南桥将信号LDTSTOP#解除(deassert)为高电平(S5)，亦即将先前设定为低电平的信号LDTSTOP#恢复为高电平。当信号LDTSTOP#重新恢复为高电平后，则位于处理器以及北桥之间的LDT总线即恢复连接(S6)，并根据于先前BIOS所设定的最佳化的总线操作频率与操作频率作为重新连线后的LDT总线的操作带宽与频率，完成了LDT I/O总线的带宽与操作频率的最佳化。
在电脑系统使用的过程中，电源管理(Power Management)也是一项很重要的启动程序。图2是显示传统处理器电源管理程序的操作流程图。首先，由BIOS依序初始处理器以及包含北桥以及南桥的晶片组的电源管理暂存器，以处理相关的电源设定(S21)。接下来，BIOS经由处理器的FIDVID_STATUS暂存器撷取处理器所预设的最大操作频率以及最大操作电压，并将所撷取的最大操作频率以及最大操作电压储存于处理器的FIDVID_CTL暂存器(S22)。接下来，处理器根据最大操作频率以及最大操作电压以及处理器的操作状态而输出一操作频率以及操作电压调整改变量信息至南桥(S23)。当南桥接收到上述操作频率以及操作电压调整改变量信息时，则自动启动一自动恢复(Auto Resume)的计数器并设定(asserting)信号LDTSTOP#(S24)。在此，对信号LDTSTOP#执行设定的动作同样为将原本为高电平的信号LDTSTOP#转换为低电平信号。当南桥将信号LDTSTOP#设定为低电平时，则位于处理器以及北桥之间的LDT总线即中断连接。接下来，处理器根据操作频率以及操作电压调整改变量调整处理器的操作频率以及操作电压(S25)。接下来，当计数器的计数值达到另一既定值时，则南桥将信号LDTSTOP#解除(deassert)为高电平(S26)，亦即将先前设定为低电平的信号LDTSTOP#恢复为高电平。当信号LDTSTOP#重新恢复为高电平后，则位于处理器以及北桥之间的LDT总线即恢复连接，并且处理器工作于已调整的操作频率以及操作电压(S27)，完成了处理器的电源管理程序。
上述有关处理器电源管理程序与LDT总线最佳化程序是在系统开机时，必须独立处理的两重要程序。然而，上述两程序皆须执行LDT总线的中断以及重新连线的动作。硬件重复执行相同动作结果，将造成系统开机时间延长以及开机程序繁复等缺点。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种处理器电源管理以及总线最佳化方法，将处理器电源管理程序以及总线最佳化程序整合于单一流程，以避免重复执行LDT总线的中断以及重新连线的动作，有效提高系统的开机效率。
为获致上述的目的，本发明提出一种处理器电源管理以及总线最佳化方法。首先设定处理器与北桥之间总线的总线操作带宽与总线操作频率，接下来，启始处理器以及北桥与南桥的电源管理设定，接下来，输出操作频率以及操作电压调整改变量信息至南桥，接下来，南桥输出总线中断信号以中断处理器与北桥之间的总线的连线，并开始一计数器的计数值，处理器根据操作频率以及操作电压调整改变量调整处理器的操作频率以及电压，当计数器的计数值累积达一既定值时，则南桥输出总线连接信号，因此总线重新连接处理器与北桥，并工作于上述总线操作带宽与总线操作频率，且处理器根据操作频率以及操作电压调整改变量信息而工作于另一操作频率以及操作电压。
图式简说明
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图简述
图1是显示传统LDT I/O总线的带宽与操作频率最佳化的操作流程图。
图2是显示传统处理器电源管理程序的操作流程图。
图3是显示具有LDT总线的电脑系统架构图。
图4是显示根据本发明实施例所述处理器电源管理以及总线最佳化方法的操作流程图。
附图符号说明：
10～处理器
12～LDT总线
14～北桥
16～总线
18～南桥
LDTSTOP#～信号
实施方式
参阅图3，图3是显示具有LDT总线的电脑系统架构图。如图所示，处理器10与北桥14之间具有一LDT总线12。在此，处理器是以AMD所制造的K8CPU为例。而北桥14与南桥18之间具有另一总线16。当要执行处理器电源管理程序以及总线最佳化程序时，位于处理器10与北桥14之间的LDT总线12必须执行中断以及重新连线的动作，上述动作需受到由南桥18所输出的信号LDTSTOP#的电平变化所控制。信号LDTSTOP#的电平于正常情形为第一电平(以高电平为例)，当南桥将信号LDTSTOP#的电平拉低为第二电平时(以低电平为例)，此称为设定(assert)信号LDTSTOP#，而当处理器10以及北桥14皆接收到设定(assert)的信号LDTSTOP#时，则LDT总线12中断连线。此时，南桥18内部的计数器19开始计数，待达到一既定值后，则南桥将信号LDTSTOP#的电平再恢复为原本的第一电平(高电平)，此称为解除(deassert)信号LDTSTOP#。当处理器10以及北桥14皆接收到解除(deassert)的信号LDTSTOP#时，则LDT总线12重新连接，以套用新的LDT总线操作频率及带宽，或者是处理器的操作电压与频率。
图4是显示根据本发明实施例所述处理器电源管理以及总线最佳化方法的操作流程图。根据本发明实施例，总线最佳化程序是于执行处理器电源管理程序时一并执行。在此所使用的处理器电源管理程序为AMD的PowerNow！电源管理程序。以笔记型电脑系统为例，其运作并不是一直需要全部的处理器效能。因此，处理器在非满载的情况下，可以视需要降低时钟与减低电源的供应。不仅可以节省电力且可以增加电池的使用寿命，同时，处理器以低速运转时，也可以降低发热的产生，这是考虑到笔记型电脑的设计需求。再者，如果需要更多的运算能力，处理器的电压与时钟会自动增加。如果效能需求下降，这两个数值都会下降，以减少处理器消耗电力。通过作业系统持续检测处理器的负载并使用驱动程式与处理器沟通，以正确的控制时钟与电压。所有可能的时钟与电压的设定会储存在BIOS的电源管理的设定内，并可以让使用者更改设定。随着处理器的不同，会有不同的时钟与电压设定。当编写电源管理程式时，设计者也可以决定是否内建所有可用的时钟与电压设定，或是只包括一部分的设定。
参阅图4，首先，由基本输入/输出系统(Basic Input/Output System，BIOS)初始(initialize)LDT总线的启始设定，包括设定处理器与北桥之间的LDT总线最佳化时的总线操作带宽与操作频率(S31)。举例来说，在电脑系统启动后，总线启始带宽可为8位，但最佳化时可调整为16位。再者，总线启始频率可为200MHz，但可最佳化为400MHz、600MHz或800MHz等频率。上述最佳化时的总线操作带宽与操作频率是设定于BIOS中。接下来，由BIOS依序初始处理器以及包含北桥以及南桥的晶片组的电源管理暂存器，以处理相关的电源设定，并设定最佳化时的总线操作带宽与操作频率(S32)，例如使处理器工作于一启始操作频率以及一启始操作电压，并即时检测处理器的状态。接下来，BIOS经由处理器的FIDVID_STATUS暂存器撷取处理器所预设的最大操作频率以及最大操作电压，并将所撷取的最大操作频率以及最大操作电压储存于处理器的FDVID_CTL暂存器(S33)。接下来，处理器根据处理器状态的检测结果以及上述最大操作频率以及最大操作电压而输出指示操作频率以及操作电压调整改变量的信息(message)至南桥，以使得处理器在下一次LDT总线重新连接之前，调整频率及电压于一较适合的处理器操作频率以及操作电压(S34)。在此，此信息所指示的操作频率以及操作电压调整改变量的设定以调整后的操作频率以及操作电压以不超过上述处理器的最大操作频率以及最大操作电压为限。
当南桥接收到上述操作频率以及操作电压调整改变量信息时，则自动启动一自动恢复(Auto Resume)的计数器并设定(asserting)信号LDTSTOP#(S35)。在此，对信号LDTSTOP#执行设定的动作同样为将原本为高电平的信号LDTSTOP#转换为低电平信号。当南桥将信号LDTSTOP#设定为低电平时，则位于处理器以及北桥之间的LDT总线即中断连接。接下来，处理器根据操作频率以及操作电压调整改变量调整处理器的操作频率以及操作电压(S36)。接下来，当计数器的计数值达到另一既定值时，则南桥将信号LDTSTOP#解除(deassert)为高电平(S37)，亦即将先前设定为低电平的信号LDTSTOP#恢复为高电平。当信号LDTSTOP#重新恢复为高电平后，则位于处理器以及北桥之间的LDT总线即恢复连接(S38)，在此之时，处理器以及北桥之间的LDT汇流同时根据于BIOS所设定的最佳化的总线操作带宽与操作频率作为重新连线后的LDT总线的操作带宽与频率。处理器并工作于步骤S36所调整的操作频率以及电压。因此，即可同时完成LDT I/O总线的带宽与操作频率的最佳化以及处理器的电源管理程序。
根据本发明实施例所述的处理器电源管理以及总线最佳化方法，将传统技术独立执行的处理器电源管理程序以及总线最佳化程序整合于单一步骤中执行，大幅简化达成处理器电源管理以及总线最佳化效果所需的逻辑运算以及硬体设定时间。在传统技术中，执行总线最佳化程序以及处理器电源管理程序总共需要13个步骤，而根据本发明实施例所述的处理器电源管理以及总线最佳化方法仅需8个步骤即可完成执行总线最佳化以及处理器电源管理的相关程序，有效的提高系统的开机效率。
本发明虽以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟习此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
Claims (8)
1.一种处理器电源管理以及总线最佳化方法，适用于一处理器、一北桥、耦接于上述处理器与北桥之间的总线以及耦接于上述北桥的南桥，包括下列步骤：
设定上述处理器与北桥之间总线的总线启始带宽与总线启始频率以及总线操作带宽与总线操作频率；
启始上述处理器以及北桥与南桥的电源管理设定；
撷取上述处理器的最大操作频率以及最大操作电压；
及时检测上述处理器的状态，并根据该检测结果以及上述最大操作频率和最大操作电压而输出一操作频率以及操作电压调整改变量信息至上述南桥；
上述南桥输出一总线中断信号以中断上述处理器与北桥之间的总线的连线，并启始一计数器的计数值；
根据上述操作频率以及操作电压调整改变量信息调整上述处理器的操作频率以及操作电压；
当上述计数器的计数值累积达一既定值，则上述南桥输出一总线连接信号；以及
上述总线根据上述总线连接信号而重新连接上述处理器与北桥，并工作于上述总线操作带宽与总线操作频率，且上述处理器根据上述操作频率以及操作电压调整改变量信息而工作于另一操作频率以及操作电压。
2.如权利要求1所述的处理器电源管理以及总线最佳化方法，其中，上述总线为闪电数据传输总线。
3.如权利要求1所述的处理器电源管理以及总线最佳化方法，其中，上述总线为高传输总线。
4.如权利要求1所述的处理器电源管理以及总线最佳化方法，其中，上述总线中断信号以及总线连接信号是由同一输出端所输出。
5.一种处理器电源管理以及总线最佳化方法，适用于一处理器、一北桥、耦接于上述处理器与北桥之间的总线以及耦接于上述北桥的南桥，包括下列步骤：
设定上述处理器与北桥之间总线的总线启始带宽与总线启始频率以及总线操作带宽与总线操作频率；
启始上述处理器以及北桥与南桥的电源管理设定，使得上述处理器操作于一第一处理器操作频率以及一第一处理器操作电压；
撷取上述处理器的最大操作频率以及最大操作电压；
检测上述处理器的状态，并根据上述检测结果以及上述最大操作频率和最大操作电压而设定一第二处理器操作频率以及一第二处理器操作电压；
输出指示调整上述处理器的操作频率以及操作电压的调整信息至上述南桥；
输出一总线中断信号以中断上述处理器与北桥之间的总线的连线，并启始一计数器的计数值；
当上述计数器的计数值累积达一既定值，则上述南桥输出一总线连接信号；以及
根据上述总线连接信号而使得上述总线重新连接上述处理器与北桥，并工作于上述总线操作带宽与总线操作频率，且上述处理器工作于上述第二处理器操作频率以及第二处理器操作电压。
6.如权利要求5所述的处理器电源管理以及总线最佳化方法，其中，上述总线中断信号以及总线连接信号是由同一输出端所输出。
7.如权利要求5所述的处理器电源管理以及总线最佳化方法，更包括下列步骤：
撷取上述处理器内第一暂存器所存储的上述最大操作频率以及最大操作电压；以及
将上述最大操作频率以及最大操作电压存储到上述处理器的一第二暂存器中。
8.如权利要求7所述的处理器电源管理以及总线最佳化方法，其中，上述总线中断信号以及总线连接信号是藉由设定以及解除由上述南桥的输出端所输出的信号。
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