CN1492299A

CN1492299A - 具有电源管理的计算机系统及其方法

Info

Publication number: CN1492299A
Application number: CNA031584152A
Authority: CN
Inventors: 徐�明; 徐明椲; 何宽瑞
Original assignee: Via Technologies Inc
Current assignee: Via Technologies Inc
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2004-04-28
Anticipated expiration: 2023-09-09
Also published as: CN1246751C

Abstract

一种具有电源管理的计算机系统及其方法，包括以下步骤。首先，中央处理器对南桥发出一电源管理信号；南桥响应一停止时钟信号；中央处理器响应一停止准许讯息；北桥接收停止准许讯息，并分析其中的一电源供应模式，若电源供应模式为关闭该电源供应器提供的主电源，则北桥发出一状态转换信号给周边装置；周边装置响应一确认信号；北桥传递停止准许讯息给南桥；南桥接收停止准许讯息，并据以发出一电源控制信号；电源供应器接收电源控制信号并据以关闭相关电源。

Description

具有电源管理的计算机系统及其方法

技术领域

本发明涉及一种具有电源管理的计算机系统及其方法，且特别是涉及一种具有支持PCI高速(PCI express)周边装置的电源管理的计算机系统及其方法。

背景技术

电源管理是用以使电源达到最有效率的应用，以节省电源的消耗。图1是计算机系统示意图。计算机100包括中央处理器110、北桥120、南桥130及电源供应器140。中央处理器110是通过北桥120与南桥130而与电源供应器140及其它周边装置(图未示)沟通。电源供应器140提供主电源及辅助电源以供计算机100运作。电源供应模式一般有C2、C3、S3、S4、S5等等模式。模式C2及C3用以节省中央处理器110所消耗的电源，模式S3、S4及S5关闭主电源。

图2是一般计算机系统中的电源管理方法流程图。首先，在步骤210中，当计算机要进入省电模式时，中央处理器110依据操作系统的指示，藉由存取南桥130的电源管理缓存器(PMIO register)，通过北桥120的传递而对南桥130中的电源管理单元发出电源管理信号，例如是进入睡眠模式S3、S4或S5。然后，在步骤220中，当南桥130接收到电源管理信号即会响应一停止时钟信号STPCLK(Stop Clock Cycle)给中央处理器110，以告知中央处理器110即将进入所要求的电源供应模式。在步骤230中，当中央处理器110接收到停止时钟信号STPCLK，即响应一停止准许信号STPGNT(Stop Grant Cycle)，以表示已经准备好要进入睡眠模式。当北桥120接收到此停止准许信号STPGNT即传递(pass)给南桥130，如步骤240所示。接着，当南桥130接收到停止准许信号STPGNT就对电源供应器140发出电源控制信号，例如要进入模式S3时，南桥130发出电源控制信号SUSB给电源供应器，要进入模式S4或S5时，南桥130发出电源控制信号SUSC。最后，当电源供应器140接收到电源控制信号即据以暂停对应的电源，如步骤260所示。

为适应高速周边装置的需求，近来串行联机的周边装置已经逐渐兴起，例如是PCI高速(PCI express)周边装置，其与北桥电性连接。图3是PCI高速周边装置的电源管理状态转换(power management state transitions)示意图。当PCI高速周边装置正常情况下为全速运作，也就是状态L0。若PCI高速周边装置需省电时，需进入状态L2或L3，此时，电源供应器停止供应主电源给PCI高速装置。但进入状态L2或L3前，需先进入状态L2/L3 ready。然而，传统的电源管理方法皆仅由中央处理器及南桥所控制，北桥并不知道电源供应模式的改变，因此无法事先通知PCI高速周边装置。PCI高速周边装置无法得知计算机的电源供应模式改变的情况下，无法事先切换到状态L2/L3 ready，等于是从状态L0跳到L2或L3，因此在下次重新启动后，在初始化时会有不正常的情形发生。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种具有电源管理的计算机系统及其方法，以支持PCI高速周边装置。

根据本发明的目的，提出一种具有电源管理的计算机系统，包括中央处理器、北桥、南桥、电源供应器及至少一个与该北桥电性连接的周边装置，其中该北桥包括一译码单元，且该中央处理器以超传输输出/输入联机协议(HyperTransport I/O Link protocol)与该北桥沟通。

根据本发明的另一目的，提出一种计算机系统的电源管理方法，包括以下步骤。首先，中央处理器对南桥发出一电源管理信号；南桥响应一停止时钟(Stop Clock)信号；中央处理器响应一停止准许(Stop Grant)信息；北桥接收停止准许讯息，并分析其中的一电源供应模式，若电源供应模式为关闭该电源供应器提供的主电源，则北桥发出一状态转换信号给周边装置；一旦完成状态转换，周边装置响应一确认信号；北桥传递停止准许讯息给南桥；南桥接收停止准许讯息，并据以发出一电源控制信号；电源供应器接收电源控制信号并据以关闭相关电源。

为使本发明的上述目的、特征、和优点能更加清楚，下文特举一较佳实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1是计算机系统示意图；

图2是一般计算机系统中的电源管理方法流程图；

图3是PCI高速周边装置的电源管理状态转换(power management statetransitions)示意图；

图4是依照本发明一较佳实施例的一种具有电源管理的计算机系统架构示意图；以及

图5是计算机系统的电源管理方法的流程图。

附图标号说明

100、400：计算机系统

110、410：中央处理器

120、420：北桥

130、430：南桥

140、440：电源供应器

450：PCI高速周边装置

具体实施方式

当PCI高速周边装置正常情况下为全速运作，也就是状态L0。若PCI高速周边装置需省电时，需进入状态L2或L3，此时，电源供应器停止供应主电源给PCI高速装置。但进入状态L2或L3前，需先进入状态L2/L3 ready。传统的电源管理方法皆仅由中央处理器及南桥所控制，北桥并不知道电源供应模式的改变，因此无法事先通知PCI高速周边装置。PCI高速周边装置无法得知计算机的电源供应模式改变的情况下，无法事先切换到状态L2/L3ready，等于是从状态L0跳到L2或L3，因此会有不正常的情况产生。

本发明即是改善传统的电源管理方法，以使PCI高速周边装置可以事先得知电源供应模式的改变而做出相对的反应。本发明适用于具有超传输输出/输入联机协议(Hyper Transport I/O Link Protocol)的中央处理器，例如是AMD公司的K8系列的中央处理器。

图4是依照本发明一较佳实施例的一种具有电源管理的计算机系统架构示意图。计算机400包括中央处理器410、北桥420、南桥430及电源供应器440。中央处理器410通过北桥420与南桥430而与电源供应器440及其它周边装置沟通。周边装置例如是PCI高速周边装置450，其与北桥420电性连接。中央处理器410以超传输输出/输入联机协议(Hyper Transport I/O LinkProtocol)而与北桥420沟通。电源供应器440提供主电源及辅助电源以供计算机400运作。电源供应器440的电源供应模式一般有C2、C3、S3、S4、S5等等模式。模式C2及C3用以节省中央处理器110所消耗的电源，模式S3、S4及S5关闭主电源。

具有超传输输出/输入联机协议(HyperTransport I/O Link Protocol)的中央处理器410在电源供应模式改变过程中所发出的停止准许讯息STPGNT(Stop Grant message)具有系统管理行动栏SMAF(System Management ActionField)，从中可以得知此停止准许讯息STPGNT响应哪一种电源供应模式。因此本发明即是在北桥420中建立一译码单元，以分析停止准许讯息STPGNT响应哪一种电源供应模式。若译码单元发现停止准许讯息STPGNT所响应的电源供应模式为模式S3、S4或S5，北桥即通知各PCI高速周边装置进入状态L2/L3 ready，然后再把停止准许讯息STPGNT传递给南桥。

图5是计算机系统的电源管理方法的流程图。首先，在步骤510中，当计算机要进入省电模式时，中央处理器410依据操作系统的指示，藉由存取南桥430的电源管理缓存器(PMIO register)，通过北桥420的传递而对南桥430中的电源管理单元发出电源管理信号，例如是进入睡眠模式S3、S4或S5。然后，在步骤520中，当南桥430接收到电源管理信号即会响应一停止时钟信号STPCLK(Stop Clock Cycle)给中央处理器410，以告知中央处理器410即将进入所要求的电源供应模式。在步骤530中，当中央处理器410接收到停止时钟信号STPCLK，即响应一停止准许讯息STPGNT(Stop Grant message)，以表示已经准备好要进入睡眠模式。在步骤540中，当北桥420接收到此停止准许讯息STPGNT即由北桥中的译码单元分析其中的系统管理行动栏SMAF的电源供应模式。若停止准许讯息STPGNT所示的电源供应模式为模式S3、S4或S5，则北桥420发出状态转换信号给所有的PCI高速周边装置450以进入状态L2/L3 ready，如步骤550所示。若北桥420接收到所有PCI高速周边装置450的响应信号ACK，则北桥420就将停止准许讯息STPGNT传递给南桥430，如步骤560所示。在步骤570中，当南桥430接收到停止准许讯息STPGNT就对电源供应器440发出电源控制信号，例如要进入模式S3时，南桥430发出电源控制信号SUSB给电源供应器440，要进入模式S4或S5时，南桥430系发出电源控制信号SUSC。最后，当电源供应器440接收到电源控制信号即据以暂停对应的电源，如步骤580所示。

本发明上述实施例所披露的电源管理方法及其装置可以拦截中央处理器与南桥之间的信息而事先得知主电源是否即将关闭，若是，则通知PCI高速周边装置事先预备，以防止PCI高速周边装置在下次重新启动后无法初始化的问题。

综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本利用的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围视后附的权利要求为准。

Claims

1.一种计算机系统的电源管理方法，用于该计算机系统将要进入省电模式时，该计算机系统包括一中央处理器、一北桥、一南桥、一电源供应器及至少一个周边装置，该中央处理器系以一超传输输出/输入联机协议与该北桥通讯，该周边装置与该北桥电性连接，该方法包括：

发出一电源管理信号，其是由该中央处理器通过该北桥而对该南桥所发出；

响应一停止时钟信号，其是由该南桥依据该电源管理信号而发出给该中央处理器；

响应一停止准许信息，其是由该中央处理器依据该停止时钟信号而响应；

由该北桥接收该停止准许讯息，并分析其中的一电源供应模式，若该电源供应模式为关闭该电源供应器提供的主电源，则由该北桥发出一状态转换信号给该周边装置；

响应一确认信号，其是由该周边装置依据该状态转换信号而完成状态转换后所发出；

传递该停止准许讯息给该南桥，其是由该北桥接收该确认信号后所发出；

发出一电源控制信号，其是由该南桥接收该停止准许讯息后所发出；以及

关闭相关电源，其是由该电源供应器接收该电源控制信号后据以执行。

2.如权利要求1所述的电源管理方法，其中该周边装置为一PCI高速周边装置。

3.如权利要求2所述的电源管理方法，其中是以该PCI高速周边装置接收该北桥发出的该状态转换信号，以将该PCI高速周边装置由一状态L0转换到另一状态L2/L3 ready。

4.如权利要求1所述的电源管理方法，其中该北桥是以一译码单元分析该停止准许讯息的该电源供应模式。

5.如权利要求4所述的电源管理方法，其中是以该译码单元分析该停止准许讯息中的一系统管理行动栏而得知该电源供应模式。

6.一种具有电源管理的计算机系统，该计算机系统包括：

一中央处理器；

一北桥，以一超传输输出/输入联机协议与该中央处理器沟通，包括一译码单元；

一南桥，通过该北桥而与该中央处理器沟通；

一电源供应器；以及

至少一周边装置，与该北桥电性连接；

其中，当该计算机系统需进入省电模式时，该中央处理器通过该北桥而对该南桥发出一电源管理信号；然后，该南桥依据该电源管理信号响应一停止时钟信号给中央处理器；然后该中央处理器依据该停止时钟信号响应一停止准许信息；接着，该北桥接收该停止准许讯息，该译码单元分析该停止准许讯息的一电源供应模式，若该电源供应模式为关闭该电源供应器提供的主电源，则该北桥发出一状态转换信号给该周边装置；然后，该周边装置依据该状态转换信号响应一确认信号；该北桥接收该确认信号后，传递该停止准许讯息给该南桥；接着，该南桥接收该停止准许讯息，并据以发出一电源控制信号；然后，该电源供应器接收该电源控制信号并据以关闭相关电源。

7.如权利要求6所述的计算机系统，其中该周边装置为一PCI高速周边装置。

8.如权利要求7所述的计算机系统，其中该PCI高速周边装置接收到该北桥发出的该状态转换信号后，是由一状态L0转换到另一状态L2/L3 ready。

9.如权利要求6所述的计算机系统，其中该译码单元分析该停止准许讯息中的一系统管理行动栏而得知该电源供应模式。

10.一种计算机系统的电源管理方法，用于该计算机系统将要进入省电模式时，该计算机系统包括一中央处理器、一北桥、一南桥、一电源供应器及至少一个周边装置，该中央处理器系以一超传输输出/输入联机协议与该北桥通讯，该周边装置与该北桥电性连接，该方法包括：

(a)要求进入一省电模式；

(b)依据该超传输输出/输入联机协议的一封包而决定是否通知该周边装置以转换其状态；以及

(c)依据该省电模式而关闭相关电源。

11.如权利要求10所述的电源管理方法，其中步骤(a)包括：

发出一电源管理信号；

依据该电源管理信号响应一停止时钟信号；以及

依据该停止时钟信号响应一停止准许信息。

12.如权利要求11所述的电源管理方法，其中是以该中央处理器经由该北桥而发出该电源管理信号给该南桥。

13.如权利要求11所述的电源管理方法，其中是以该南桥依据该电源管理信号而发出该停止时钟信号给该中央处理器。

14.如权利要求11所述的电源管理方法，其中是由该中央处理器依据该停止时钟信号而响应该停止准许信号。

15.如权利要求11所述的电源管理方法，其中该超传输输出/输入联机协议的该封包即为该停止准许讯息。

16.如权利要求11所述的电源管理方法，其中步骤(b)包括：

接收该停止准许讯息；

分析该停止准许讯息中的一电源供应模式，若该电源供应模式为关闭该电源供应器提供的主电源，则发出一状态转换信号给该周边装置；以及

传递该停止准许讯息。

17.如权利要求16所述的电源管理方法，其中该周边装置为一PCI高速周边装置。

18.如权利要求17所述的电源管理方法，其中该PCI高速周边装置接收到该北桥发出的该状态转换信号后，由一状态L0转换到另一状态L2/L3ready。

19.如权利要求16所述的电源管理方法，其中是分析该停止准许讯息中的一系统管理行动栏而得知该电源供应模式。

20.如权利要求10所述的电源管理方法，其中是以该北桥执行步骤(b)。

21.如权利要求10所述的电源管理方法，其中步骤(c)包括：

依据该停止准许信息发出一电源控制信号；以及

依据该电源控制信号关闭相关电源。

22.如权利要求21所述的电源管理方法，其中是以该南桥发出该电源控制信号。

23.如权利要求21所述的电源管理方法，其中是以该电源供应器关闭相关电源。