CN1573657A

CN1573657A - 计算机系统中用于管理电源的装置和方法

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Publication number: CN1573657A
Application number: CNA2004100456699A
Authority: CN
Inventors: 吴长根
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2024-04-29
Also published as: US20050010828A1; KR100563691B1; CN100388165C; KR20040107665A; US7243247B2

Abstract

用于计算机系统中管理电源的装置和方法的实施例可以降低电源消耗。诸如具有分组监控功能的过滤驱动器的电路可以用来进行诸如音频或USB装置的特定装置是否正在使用的检查和对CPU电源管理状态的检查。根据所检查的结果，过滤驱动器可强制CPU电源管理状态进入特定电源节省状态。因此，可以降低或避免在空闲状态中的CPU产生不必要的电源消耗。此外，可以降低或抑制CPU产生的热量。

Description

计算机系统中用于管理电源的装置和方法

发明背景

发明领域

本发明设计计算机系统中用于管理电源的装置和方法。

相关技术背景

在诸如笔记本计算机或台式计算机的普通计算机系统中，根据系统工作状态，操作系统将CPU的电源管理状态调整为ACPI(高级配置和电源接口)标准中定义的状态C0到C4中的一个状态，如图1所示。C0状态是CPU工作状态，C1状态是CPU暂停状态而C2状态是许可时钟输入的CPU休眠状态。而C3状态是外部时钟输入停止的CPU停止状态，而C4状态是应用低驱动电压的C3状态。通常，如果CPU进入空闲状态，电源管理状态就变成ACPI标准中定义的C3或C4状态，以避免不必要的电源消耗。

当操作系统通过具有音频控制器的接口仅执行用于音频装置的程序或通过具有USB控制器的接口仅执行用于USB装置的程序时，计算机系统的CPU仅工作在约10％的最大性能模式上。尽管在操作系统仅执行音频装置程序或USB装置程序且计算机系统的CPU仅在约10％的最大性能模式上工作时，CPU也保持C2状态(即，许可时钟输入的CPU休眠状态)不变或C1状态，这造成了不必要的电源消耗。

如上所述，相关技术的计算机系统具有各种缺点。例如，在笔记本计算机中，由于状态C2和C3之间电源消耗差是1.5W，所以就不必维持C2状态，从而导致约1.5W的不必要的电源消耗，因为CPU的热量还会导致系统温度的增加。

上述参考包含着本文的参考，其中适于附加或可选细节、优点和/或技术背景的适当教导。

发明概述

本发明的目的是解决至少上述问题和/或缺点并提供至少以下描述的优点。

本发明的另一个目的是提供一种计算机系统中用于管理电源的装置和方法，可以确定CPU的电源管理状态，以及哪个指定装置正在使用，以便选择性地强制降低其电源管理状态。

本发明的另一个目的是提供一种计算机系统中用于管理电源的装置和方法，可以检查CPU的电源管理状态，以及哪个指定装置，诸如音频或USB(通用串行总线)装置正在使用，以便响应于所检查到的结果将计算机系统调整为电源节省状态。

本发明的另一个目的是提供一种计算机系统中用于管理电源的装置和方法，它包括过滤驱动器，用于确定CPU的电源管理状态，以及哪个特定装置正在使用，以选择性地强制降低其电源管理状态。

本发明的另一个目的是提供一种计算机系统中用于管理电源的装置和方法，它包括过滤驱动器，具有分组监控功能，该功能可检查诸如音频装置或USB装置的哪个特定装置正在使用，且如果所检查的结果是该特定装置正在使用，则检查CPU的电源管理状态是否处于C1或C2，随后根据检查结果直接将CPU的电源管理状态设定为C3或C4状态，而不受操作系统支配。

为了整体或部分实现至少以上目的和优点，根据本发明的一个方面，提供了一种计算机系统中用于管理电源的方法，它包括检查指定装置是否正在使用，识别CPU的电源管理状态，和根据所识别的电源管理状态当指定装置正在使用时强制CPU的电源管理状态进入指定电源节省状态。

为了进一步整体或部分实现至少以上目的和优点，根据本发明的一个方面，提供了一种制品，该制品包括机器可读的存储媒质，所述媒质包含用于在计算机系统中管理电源的指令，其中所述计算机系统中包括具有监控功能的过滤驱动器，当所述指令在计算机系统中执行时会使得过滤驱动器检查特定装置是否正在使用，检查CPU的电源管理状态，并在根据对CPU电源管理状态的检查结果确定特定装置正在使用时，就强制CPU的电源管理状态进入特定电源节省状态。

为了进一步整体或部分实现至少以上目的，根据本发明的一个方面，提供了一种计算机系统，它包括CPU，操作系统，可配置成设定计算机系统中CPU的电源管理状态同时将电源管理状态分成多步骤操作状态和电源节省状态；至少一个指定装置；以及过滤驱动器，被配置来根据当前电源管理状态和所述指定装置的状况将CPU电源管理状态转变成指定的电源节省状态。

为了进一步整体或部分实现至少以上目的，根据本发明的一个方面，提供了一种在计算机系统中用于管理电源的装置，它包括CPU，以及音频装置和USB装置中的一种装置，其中CPU具有多步骤操作和电源节省状态，所述装置包括操作系统，它被配置来设定CPU的电源管理状态；以及过滤驱动器，它被配置来当音频装置和USB装置中的所述一种装置正在使用时，强制CPU的电源管理状态从ACPI标准中定义的C1或C2状态设定成ACPI标准中定义的C3或C4状态。

本发明的其它优点、目的和特点将部分在以下的描述中进行阐述，并且通过对以下部分内容的审查或对本发明的实施中了解将使本技术领域内普通的技术人员变得显而易见。本发明的目的和优点可以采用所附权利要求书中特别指出的方式加以实现和获得。

附图概述

将参考附图详细描述本发明，其中相同标号表示相同的元素，其中：

图1是示出现有技术的ACPI(高级配置和电源接口)中定义的CPU的电源管理状态的图表；

图2是示出应用本发明的电源管理装置和方法的计算机系统配置的框图；

图3是示出与根据本发明的过滤驱动器对接的CPU、音频装置和操作系统之间的协作状态的概念视图；

图4是示出根据本发明较佳实施例的计算机系统中用于管理电源的方法的流程图；以及

图5是示出根据本发明另一个较佳实施例的计算机系统中用于管理电源的方法的流程图。

具体实施方式

图2是示出包括根据本发明的电源管理装置实施例的计算机系统配置的框图。如图2所示，计算机系统可以包括CPU10、视频控制器11、北桥12、RAM13、音频控制器14、I/O控制器15、南桥16、硬盘17、键盘控制器18等等。操作系统程序和具有分组监控功能的过滤驱动器程序可以存储在硬盘17中。南桥16可以包括电源管理器(PM)150和USB控制器151。

当系统引导时，存储在硬盘17中的操作系统(OS)可以上载到RAM13上并执行。根据系统工作状态，上载到RAM13上的操作系统130可以将CPU10的电源管理状态调整为ACPI(高级配置和电源接口)标准中定义的状态C0到C4中的一个状态，如图1所示。系统引导时，过滤驱动器程序131和操作系统程序130一起可以上载到RAM13并执行。

图3是示出与根据本发明实施例的过滤驱动器对接的CPU、音频装置和操作系统之间的实例性协作状态的视图。图4是示出根据本发明在计算机系统中用于管理电源的方法实施例的流程图。图4的计算机系统中用于管理电源的方法实施例可以应用到图2所示的计算机系统中并将使用其进行描述。但是，本发明不限于此。

上载到RAM13的过滤驱动器131和操作系统130可以进行相互对接操作，如图3和4(块S10)所示。操作系统130优选将诸如IRP(入/出请求分组)的消息转移到过滤驱动器131，它包含用于控制音频装置或USB装置使用的命令。

过滤驱动器131可以将用于控制音频或USB装置使用的诸如FIRP(过滤IRP)的消息转移到音频控制器14或USB控制器151。此外，过滤驱动器131监控(即，连续地)从音频控制器14或USB控制器151输出的IRP以检测和检查音频或USB装置是否正在使用(块S11)。

如果块S11的检测结果是音频或USB装置不在使用中(块S12)，则过滤驱动器131可以允许CPU的当前电源管理状态保持不变(块S13)。如果确定检测结果是音频或USB装置正在使用(块S12)，则过滤驱动器131可以产生相应的FIRP并将其转移到操作系统130，还可以检查CPU的电源管理状态。

如果音频或USB装置正在使用同时检查到的CPU电源管理状态目前设定为对应于CPU工作状态的状态(例如，C0)(块S14)，则过滤驱动器131优选允许CPU电源管理状态保持不变(块S13)。

如果音频或USB装置正在使用同时检查到的CPU电源管理状态目前设定为电源管理状态(例如，C1或C2状态)，则过滤驱动器131设定或允许CPU电源管理状态强制设定为电源节省状态(例如C3或C4状态)，而不受操作系统130支配。但是，如果检查到的CPU电源管理状态当前设定为C3或C4状态，则过滤驱动器131优选保持CPU电源管理状态不变。

因此，在诸如从预定时间或预定计数进行递减计数(块S15)或类似情况下，过滤驱动器131可以检查CPU电源管理状态是否进入了对应于电源节省模式的C3或C4状态(块S16)。如果CPU的电源管理状态在预定时间内进入C3或C4状态(块S16)，则过滤驱动器131保持当前的CPU电源管理状态不变(块S13)。相反，如果确定即使在经过预定时间或计数后(例如，倒数计数时间已达到0之后)CPU电源管理状态没有进入C3或C4状态(块S17)，则过滤驱动器131可以将诸如用于强制CPU电源管理状态进入C3或C4状态(例如，电源节省模式)的FIRP的消息转移到CPU10以便强制地将CPU电源管理状态设定为C3或C4状态(块S18)。

过滤驱动器131优选连续地或周期性地执行用于监控从音频装置或USB装置输出的IRP的操作直到关闭系统(块S19)。因此，可以有效地降低或避免CPU空闲状态中不必要的电源消耗，在空闲状态中CPU所使用电源消耗仅仅是10％的最大性能模式。在通常的计算机系统中，当操作系统仅执行音频装置程序或USB装置程序时，CPU仅以约10％的最大性能模式工作。

图5是示出根据本发明另一个实施例的计算机系统中用于管理电源的方法的流程图。图5的计算机系统中用于管理电源的方法实施例可以应用到图2所示的计算机系统中并将用其进行描述。但是，本发明不限于此。

如图5所示，上载到RAM13的过滤驱动器131和操作系统130进行相互对接操作(块S20)，如以上参考图3和4所描述的。过滤驱动器131可以检查CPU10的电源管理状态以确定电源管理状态当前是否设定到C0、C3或C4状态，其中C0状态对应于CPU工作状态而C3或C4状态对应于电源节省模式(块S21)。如果块S21处的确定结果是电源管理状态当前被设定在C0、C3或C4状态，则过滤驱动器优选允许CPU的电源管理状态保持不变(块S22)。

如果块S21的确定结果是当前CPU电源管理状态设定在C1或C2状态，过滤驱动器131可以(例如，连续地、周期性地或重复地)监控从音频控制器14或USB控制器151输出的IRP以便检查音频或USB装置是否正在使用(块S23)。如果检测到音频或USB装置不在使用中(块S24)，则过滤驱动器131可以允许当前的CPU电源管理状态保持不变(块S22)。

如果检测或确定音频或USB装置正在使用(块S24)，则过滤驱动器131可以产生诸如FIRP(过滤入/出请求分组)相应消息，并将其转移到操作系统130。此外，在从预定时间进行倒数计数(块S25)时，过滤驱动器131可以检查CPU的电源管理状态是否进入对应于电源节省模式的C3或C4状态(块S26)。如果在块S26处确定CPU10的电源管理状态已在预定时间内进入电源节省状态(例如，C3或C4状态)时，过滤驱动器131可以允许当前CPU电源管理状态保持不变(块S22)。如果确定即使在经过预定时间之后(例如在倒数计数时间已达到0之后)CPU电源管理状态也没有进入C3或C4状态(块S27)，过滤驱动器131可以将诸如用于强制CPU电源管理状态进入C3或C4状态(例如，电源节省模式)的FIRP的消息或分组转移到CPU10以便强制性地将CPU电源管理状态设定为C3或C4状态(块S28)。因此，过滤驱动器可以设定CPU电源管理状态，而不受操作系统130的支配。

如根据本发明的装置和方法的优选实施例中所描述的，一旦确定指定装置(例如，音频装置或USB装置)正在使用且CPU处于第一电源降低模式(例如，ACPI模式C1或C2)时，优选将CPU转变为第二(更省电)电源降低模式(例如，ACPI模式C3或C4)。较佳地，在强制转变到第二电源降低模式(例如，图4的块S15-S17)之前经过延迟间隔。可以使用延迟计时器、倒数计数电路等监控这种延迟。此外，在时间间隔或倒数计数值到0期间可以单次、几次或每次都进行监控。但是，本发明不限于此，延迟间隔期间可以使用其它确定和监控的方法。此外，这种延迟间隔可以被认为是可选的。

过滤驱动器131优选进行用于监控从音频装置或USB装置输出的IRP的操作直到关闭系统(块S29)。因此，可以有效地降低或避免CPU空闲状态中不必要的电源消耗，所述空闲状态中CPU所使用的电源消耗仅约为10％的最大性能模式。

基于组件或例程格式的各种软件或固件层可以存储在计算机系统中提供的至少一个存储媒质中，它们包括应用程序、操作系统组件、装置驱动器、BIOS组件和中断程序。可应用的存储媒质包括硬盘驱动器、激光唱盘(CD)或数字化通用光盘(DVD)、软盘、非易失性存储器和系统存储器。组件、例程或其它层都存储在存储媒质中且包含指令，该指令可用于允许可转换的计算机系统在执行时执行所编程的动作。

软件或固件层可以通过各种方法中的一种方法加载到系统上。例如，代码段存储在软盘、CD或DVD盘片或硬盘中，或者通过网络接口卡、调制解调器或其它接口装置传输的代码段可以加载到系统上并可以由相应的软件或固件层执行。在加载或传输过程中，载体承载的代码段和数据信号(通过电话线、网线、无线电连接、电缆等)可以发送到系统。

如上所述，根据本发明配置来管理计算机系统中电源的装置和方法的实施例具有各种优点。例如，用于管理计算机系统中电源的装置和方法的实施例可以降低或避免由空闲状态的CPU引起的不必要的电源消耗，还有效降低或抑制了CPU产生的热量。

前述实施例和优点仅仅是实例性的并不限制本发明。本教导可易于应用到其它类型的装置上。本发明的描述旨在是说明性的，而不限制权利要求书的范围。对于本技术领域内熟练的技术人员来说许多可选方案、修改和变化都是显而易见的。在权利要求书中，装置加功能短语旨在覆盖进行所述功能时本文所描述的结构和结构等效物以及等效结构。

Claims

1.一种计算机系统中用于管理电源的方法，其特征在于，包括：

检查指定装置是否正在使用；

识别CPU的电源管理状态；以及

根据所识别的电源管理状态，当指定装置正在使用时强制CPU的电源管理状态进入指定电源节省状态。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定装置是音频装置或USB装置。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，过滤驱动器具有分组监控功能，用于所述检查指定装置是否正在使用。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述过滤驱动器检测从指定装置输出的入/出请求分组(IRP)以检查指定装置是否正在使用。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述强制CPU的电源管理状态进入指定电源节省状态的步骤包括：当所述CPU的电源管理状态是C1或C2状态时过滤驱动器强制CPU的电源管理状态进入作为指定的电源节省状态的C3或C4状态，其中以高级配置和电源接口(ACPI)标准确定电源状态，且其中所述过滤驱动器直接转变CPU的电源管理状态，而不受操作系统支配。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当指定装置不在使用中时，所述电源管理状态保持不变。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指定电源节省状态是ACPI(高级配置和电源接口)标准中定义的C3或C4状态。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述强制CPU电源管理状态进入指定的电源节省状态的步骤包括：如果CPU的电源管理状态是ACPI标准中定义的C1或C2状态则强制CPU电源管理状态进入作为指定的电源节省状态的C3或C4状态。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述强制CPU电源管理状态进入指定的电源节省状态的步骤包括：如果CPU的ACPI标准电源管理状态是C0状态或C3或C4状态则保持CPU的电源管理状态不变。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强制CPU电源管理状态进入指定的电源节省状态的步骤包括：

建立指定的时间延迟间隔；

在经过指定的延迟间隔后，重新检查电源管理状态是否已进入指定的电源节省状态；以及

当重新检查的电源管理状态不是指定的电源节省状态时，强制CPU的电源管理状态进入指定的电源节省状态。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强制CPU电源管理状态进入指定的电源节省状态的步骤包括：

初始化倒数计数值；

重新检查电源管理状态是否已进入指定的电源节省状态；以及

除非电源管理状态是指定的电源节省状态，否则将倒数计数值减1并重复进行所述重新检查直到倒数计数值是0；以及

当倒数计数值是0且重新检查的电源管理状态不是指定的电源节省状态时强制CPU的电源管理状态进入指定的电源节省状态。

12.一种制品，它包括含用于在计算机系统中管理电源的指令的机器可读存储媒质，所述计算机系统中包括具有监控功能的过滤驱动器，当所述指令在计算机系统中被执行时，会使得所述过滤驱动器：

检查特定装置是否正在使用；

检查CPU的电源管理状态；以及

当根据对CPU电源管理状态的检查结果，特定装置正在使用时，强制CPU的电源管理状态进入特定电源节省状态。

13.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述特定装置是音频装置或USB装置。

14.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述存储媒质包含指令，该指令用于使得过滤驱动器检测从特定装置输出的IRP以检查所述特定装置是否正在使用。

15.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述存储媒质包含指令，该指令用于在所述特定装置不在使用中时，使得过滤驱动器保持CPU的电源管理状态不变。

16.如权利要求12所述的制品，其特征在于，所述特定电源节省状态是ACPI(高级配置和电源接口)标准中定义的C3或C4状态。

17.如权利要求16所述的制品，其特征在于，所述存储媒质包含指令，该指令用于当CPU的电源管理状态是ACPI标准中定义的C1或C2状态时使得过滤驱动器强制CPU电源管理状态进入作为特定电源节省状态的C3或C4状态。

18.如权利要求16所述的制品，其特征在于，所述存储媒质包含指令，该指令用于当CPU的电源管理状态是C0状态或C3或C4状态时使得过滤驱动器保持CPU电源管理状态不变。

19.如权利要求12所述的制品，其特征在于，使得过滤驱动器强制CPU电源管理状态进入特定电源节省状态的所述指令包括指令来：

建立指定的时间延迟间隔；

在经过指定延迟间隔后，重新检查所述电源管理状态是否已进入特定电源节省状态；以及

当重新检查的电源管理状态不是特定电源节省状态时，强制CPU电源管理状态进入特定电源节省状态。

20.如权利要求12所述的制品，其特征在于，使得过滤驱动器强制CPU电源管理状态进入特定电源节省状态的所述指令包括指令来：

初始化倒数计数值；

重新检查电源管理状态是否已进入特定电源节省状态；以及

除非电源管理状态是特定电源节省状态，否则将倒数计数值减1并重复所述重新检查直到倒数计数值是0；以及

当倒数计数值是0且重新检查的电源管理状态不是特定电源节省状态时强制CPU电源管理状态进入特定电源节省状态。

21.一种计算机系统，其特征在于，包括：

CPU；

操作系统，被配置来在将电源管理状态分成多步骤操作状态和电源节省状态的同时，设定计算机系统中CPU的电源管理状态；

至少一个指定装置；以及

过滤驱动器，被配置来根据当前电源管理状态和所述指定装置的状况将CPU电源管理状态转变成指定的电源节省状态。

22.如权利要求21所述的计算机系统，其特征在于，所述指定装置是音频装置或USB装置。

23.如权利要求21所述的计算机系统，其特征在于，所述过滤驱动器检测所述指定装置的IRP以检查所述指定装置的状况是否是正在使用。

24.如权利要求21所述的计算机系统，其特征在于，当所述指定装置的状况是不在使用中时，所述过滤驱动器保持CPU的当前电源管理状态不变，且其中当CPU处于ACPI标准中定义的C0状态或C3或C4状态时，过滤驱动器保持当前电源管理状态。

25.如权利要求21所述的计算机系统，其特征在于，所述指定的电源节省状态是ACPI(高级配置和电源接口)标准中定义的C3或C4状态。

26.如权利要求25所述的计算机系统，其特征在于，当指定装置的状态被检查为是正在使用且CPU处于ACPI标准中定义的C1或C2状态时，所述过滤驱动器强制CPU的当前电源管理状态被设定为指定的电源节省状态。

27.如权利要求26所述的计算机系统，其特征在于，所述过滤驱动器直接转变CPU的当前电源管理状态，而不受操作系统支配。

28.如权利要求21所述的计算机系统，其特征在于，包括被配置来建立指定的时间延迟间隔的计时器，其中在经过指定的延迟间隔后过滤驱动器重新检查电源管理状态是否已进入指定的电源节省状态，且其中当重新检查的电源管理状态不是指定的电源节省状态时过滤驱动器强制CPU电源管理状态转变成指定的电源节省状态。

29.如权利要求21所述的计算机系统，其特征在于，包括被配置来从倒数计数值递减到0的倒数计数电路，其中除非电源管理状态是指定的电源节省状态，否则对从倒数计数值到0的倒数计数电路的每个值反复地重新检查电源管理状态，且其中当倒数计数值是0且重新检查的电源管理状态不是指定的电源节省状态时过滤驱动器强制CPU电源管理状态转变成指定的电源节省状态。

30.一种用于在计算机系统中管理电源的装置，包括CPU、及音频装置和USB装置中的一种，其特征在于，所述CPU具有多步骤操作和电源节省状态，所述装置包括：

操作系统，它被配置来设定CPU的电源管理状态；以及

过滤驱动器，它被配置来当所述音频装置和USB装置中的一种装置正在使用时，强制CPU的电源管理状态从ACPI标准中定义的C1或C2状态设定成ACPI标准中定义的C3或C4状态。

31.如权利要求30所述的装置，其特征在于，所述过滤驱动器直接强制CPU电源管理状态改变，而不受操作系统支配。

32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述过滤驱动器检测所述音频装置和USB装置中的一种装置的IRP以检查所述音频装置和USB装置中的一种装置是否正在使用。

33.如权利要求31所述的装置，其特征在于，当所述音频装置和USB装置中的一种装置不在使用中时，所述过滤驱动器保持CPU的电源管理状态不变，且其中如果CPU处于C0状态或C3或C4状态，则过滤驱动器保持CPU的电源管理状态不变。