CN1763714A - 多功能电源按钮的计算机及控制计算机的电源转换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有多功能电源按钮的计算机，其包含一输出入芯片，一电源按钮耦合于该输出入芯片，以及一控制器耦合于该电源按钮。在第一操作模式下，该输出入芯片会对应于该电源按钮的触动而转换该计算机的电源的开启或关闭；在第二操作模式下，该控制器会对应于该电源按钮的触动而传递一指令给一操作系统，且该输出入芯片会对应于该电源按钮的持续触动而关闭该计算机的电源。该计算机简化了其电源状态的转换，不仅可以利用单一电源按钮来控制该计算机的电源的开启或关闭，也可以控制该计算机的省电状态的转换。

Description

多功能电源按钮的计算机及控制 计算机的电源转换的方法

技术领域

本发明涉及一种计算机，特别是涉及一种具有多功能电源按钮的计算机。

背景技术

大部分的计算机组件自从被开发出来后皆经历过大体上的改进，这些改进的需求主要归因于组件本身的缺点，或是因为其它组件的改进而必须相对地改善该组件。这些年来，计算机的电源开关只是一连接电源供应器和计算机主机板的手动开关，然而，随着最近开发出来的先进操作系统也能利用软件做关机及切换省电状态的操作，一般旧式的手动开关就显得多余而不实用。

一种改进过的电源开关是由一按压按钮来控制计算机电源的开启或关闭。当计算机为关机状态时，若按下该电源按钮则计算机电源就会被开启；当计算机为开机状态时，若持续按下该电源按钮长达4秒钟则计算机电源就会被关闭。这种电源开关是独立于计算机的操作系统，因为它直接和低阶电路相互运作。

另一种改进过的电源开关是由操作系统本身所控制，其中最常见的并不是一实体的开关，而只是一软件指令用来触动操作系统以开始执行计算机关机的操作。

目前来说，大多数的计算机为了包含上述两种改进过的电源开关的功能，而直接提供此两种电源开关给使用者。然而，这种短视的方法忽略了使用者在使用上可能面对的不便，以及不知使用何种开关的困扰。

发明内容

因此，本发明的主要目的，即是要提出一种具有多功能电源按钮的计算机。

本发明计算机包含一输出入芯片、一电源按钮耦合于该输出入芯片、以及一控制器耦合于该电源按钮。在第一操作模式下，通过系统BIOS的设定，使该输出入芯片会对应于该电源按钮的触动而转换该计算机的电源的开启或关闭；在第二操作模式下，经由系统BIOS和操作系统设定，该控制器会对应于该电源按钮的触动而传递一指令给一操作系统，且该输出入芯片会对应于该电源按钮的持续触动而关闭该计算机的电源。

附图说明

图1为本发明计算机的功能方块图。

图2为对应于图1的电源按钮输入的计算机状态图。

图3为操作图1电源按钮的方法的流程图。

图4为图1的电源按钮和控制器的示意图。

图5为图1计算机的开机程序的流程图。

附图符号说明

100    计算机                102    中央处理器

104    随机存取存储器        106    南桥芯片

108    基本输出入系统        109    输出入芯片

110    电源按钮              112    控制器

114    通用串行总线接口      116    电源供应器

120    操作系统              122    电源按钮驱动程序

200    状态图                202-210状态

300    方法                  302-316步骤

402    USB微控制器           404    USB线

406    接线                  500    开机程序

502-516步骤

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明计算机100的功能方块图。计算机100包含一中央处理器102、一随机存取存储器(random-access memory，RAM)104，例如一动态随机存取存储器(dynamic random-access memory，DRAM)、一南桥芯片106、一基本输出入系统(basic input/output system，BIOS)108、以及一输出入芯片109，例如公知的超级输出入芯片(Super I/O)，上述组件皆为一般传统的配置。本发明的计算机100还包含有一电源按钮110、一电源供应器116、一控制器112、以及一通用串行总线(universal serialbus，USB)接口114。电源供应器116经由电源按钮110耦合于其它组件，而电源按钮110耦合于输出入芯片109和控制器112，其中控制器112亦耦合于USB接口114。本发明的计算机100在开机后还包含有一储存于随机存取存储器104中的操作系统120和电源按钮驱动程序122。

图1为本发明各组件以及相关连接的图标和说明，和本发明无关的其它组件皆被省略，且上述组件之间的连接可经由不同的方式来实现。

电源按钮110是一双相位开关，例如一弹簧式自动回复按钮(像是一薄膜按钮)，或是类似的机械或电子机构，其中，其一状态为预设状态，而另一状态则要触动按钮才能进入，举例来说，电源按钮110可以是一计算机键盘的按键。为了清楚说明，本发明假定电源按钮110是一弹簧式按压按钮，当电源按钮110被按压时，则表示电源按钮110被触动，而当电源按钮110被放开时，则表示电源按钮110不再被触动，且电源按钮110也可以处在被持续按压的状态。然而，不同型式的电源开关或按钮也有不同的触动方法，例如：转动、拉拔、触碰等等。

一般而言，本发明的计算机100和操作系统120都符合进阶配置电源接口(advanced configuration and power interface，ACPI)规格，ACPI规格除了提供其它规范，也提供了表1中的各种计算机电源状态。当开启计算机100时，计算机100的系统在开机顺序中从一无ACPI功能的BIOS转换为拥有ACPI功能的操作系统120。

表1：ACPI电源状态

状态	一般名称	描述
			S5S4S3S2S1	软关机休眠暂停部分暂停待命	非常低耗电实质上关机将随机存取存储器中的数据内容储存于硬盘，且关闭各组件的电源只有随机存取存储器和北桥有电源切断部分组件电源切断中央处理器电源，其它组件仍有电源

S0

工作状态

开启所有组件的电源

另外，中央处理器102一般能支持各种从最大到最小电源的省电状态C0-C3。中央处理器102的省电状态C0是指中央处理器102中各个部分和功能都有电源供应的工作状态，而状态C1到C3则是逐渐地关闭中央处理器102中各个部分和功能的电源供应。一直到状态C3，中央处理器102的核心实质上不再拥有电源供应，仅余部份外电路所提供的时钟或逻辑线路上仍有供电。并不是所有的中央处理器能支持上述的省电状态，或是其支持的省电状态少于上述几种，然而，本发明适用于至少支持一种较低耗电状态的中央处理器。

大体来说，输出入芯片109随时支持电源按钮110，而控制器112会在随机存取存储器104加载电源按钮驱动程序122之后，藉由USB接口114支持电源按钮110。不过在计算机100的开机过程中，输出入芯片109会改变其功能，此时电源按钮110仍可执行切断电源的操作，但此操作不再由输出入芯片109控制，而是由基本输出输入系统108来管理。输出入芯片此时能处理的操作，只有在持续按压电源按钮110长达一特定的时间(基本上系4秒，但并非一定)后，才会切断计算机100的电源。这种输出入芯片109的功能改变是公知且常见的。

请同时参考图1与图2，图2是一详细描述计算机100运作的状态图200。首先，计算机100起始于状态202的软关机状态(亦即S5)，对于使用者来说，此时计算机100是关机的，但是计算机100仍可能有少量的耗电。当使用者按下并放开电源按钮110(如图2中标示的“按压”)以开启计算机时，计算机100开始进行状态204的开机程序。在开机过程中，使用者仍然可以再度按压电源按钮110以关闭计算机100，使计算机100回复到状态202的软关机状态。当状态204的开机程序执行完毕，计算机100开始进入状态206加载操作系统120，此时，计算机100还是可以经由按压电源按钮110而关机。

在加载操作系统的这段期间或之后，电源按钮驱动程序122也随之被加载，然后计算机100便开始进入状态208的工作状态。此时，电源按钮驱动程序122会检测任何电源按钮110的按压，一但检测到电源按钮110被按压，电源按钮驱动程序122会指示操作系统120在预先决定的省电状态210，例如上述中央处理器的省电状态(C1-C3)，和状态208的工作状态之间做转换。由于输出入芯片109仍然会对应于电源按钮110一特定时间的持续按压，像是4秒钟(如图2中标示的“按压4秒钟”)，而做出相对应的操作，因此电源按钮驱动程序122只会针对短于该特定时间的电源按钮110按压(亦即一简单的按压和放开)做出在状态208和210之间的状态转换指示。自然而然地，一特定时间的持续按压也会使计算机100回复到状态202的软关机状态。本发明的持续按压时间是以4秒为例，但不仅限于4秒。

上述输出入芯片109的功能改变的确切时间并不是很重要，举例来说，这个功能的改变可以发生于从早期的BIOS开机自我测试(power-onself-test，POST)到后期的操作系统加载之间的任何一段时间。而且，由于计算机100大部分是处于状态208和210的工作及省电状态之间，电源按钮驱动程序122的确切加载时间也非如此重要。最关键的是在电源按钮驱动程序122被加载后，控制器112会对应于一短于特定时间的按压而触动USB接口114经由电源按钮驱动程序122传递一指令给操作系统120。操作系统120会接受这个指令的指示来控制中央处理器102的省电状态于较高耗电状态(例如C0)和较低耗电状态(例如C1-C3)之间做转换。在另一实施例中，操作系统120也可接受这个指令的指示来控制计算机100的电源状态(亦即介于S0，S1，S2，S3或S4之间)。

为了更明确说明图2中的状态安排，图3提供操作电源按钮110的方法300的流程图。在步骤302中，计算机100是在图2中状态202的软关机状态，当电源按钮110被按压后，计算机100会如步骤304所示的进入开机程序。在开机的过程中，电源按钮110仍是由输出入芯片109所控制，也因此在步骤306和308中会一直检测电源按钮110是否再度被按压，如果在开机过程中电源按钮110被按压，计算机会被关闭而回到图2中状态202的软关机状态。在开机过程结束后，下一步即如步骤310加载电源按钮驱动程序122(以及操作系统120本身)。一但加载后，在步骤312中，电源按钮驱动程序122会经由控制器112和USB接口114来监视电源按钮110，并检测电源按钮110是否被按压。如果电源按钮110被按压长于一特定时间(例如：4秒钟)，则计算机100会被关闭；如果电源按钮110被按压短于该特定时间，则计算机100会在省电状态之间作转换(例如C0-C3，S0-S4)。基本上，上述结果的实现，其方法300的步骤并不一定要遵守以上顺序，且各个步骤并不一定是相邻的，其它的步骤也可介于上述步骤之间。

电源按钮110的按压时间的量测可以由硬件层面的控制器112来执行，或是由软件层面的电源按钮驱动程序122或操作系统120中的程序代码来执行，甚至可以共同由硬件和软件一起来执行，另外，特定时间的持续按压不一定是4秒钟，其它适当的时间长短也可以。电源按钮驱动程序122能够经由编写而使电源按钮驱动程序122提供一预设状态给操作系统120，亦即，当电源按钮驱动程序122被加载后，它会传递一指令以指示操作系统120将计算机100转换到一特定的状态(例如C0-C3，S0-S4)，相对的，预设状态也可以由操作系统120来决定，在上述两种情况，电源按钮驱动程序122皆能简单地传递一指令以使计算机转换到一特定状态或回复到目前状态。

值得注意的是，如果电源按钮驱动程序122加载失败，输出入芯片109仍会支持电源按钮110原有的功能。计算机100也可以具有其它由操作系统120提供的关机功能，这些软件电源控制可完全和本发明兼容。

请参考图4，图4是电源按钮110和控制器112的示意图。控制器112包含一USB微控制器402，电源按钮110是一简单开关，其有一线连接于控制器112的接地点，而另一线连接于控制器112的高电位点(例如3.3伏特)，这两条接线406可以是一般的电线或是印刷电路线。上述高电位的线也连接到输出入芯片109，其中输出入芯片109一般来说拥有自身的接地线。接地点和高电位点皆连接到USB微控制器402，而USB微控制器402经由4条USB线(例如V+，D+，D-，G)连接到USB接口114，也因如此，计算机100会将控制器112和电源按钮110视为一USB装置，然而，由于电源按钮110的操作相对地简单，所以较少的USB线也是可接受的。

当电源按钮110的开关闭合时，USB微控制器402检测到高电位线的电位变成接地电位，然后，USB微控制器402即能将此讯息如一指令般传递给USB接口114。

为了将本发明于一具有新式BIOS芯片的计算机中实现，更改BIOS的程序代码通常是必须的。请参考图5，图5是本发明的开机程序500的流程图。在电源开启后，中央处理器102于步骤502中初始化，而BIOS 108会于步骤504中被载入，接下来，在步骤506中，BIOS 108撷取一计算机100的组成硬件清单，而在众多组件中，例如影像卡和连接端口等等，电源按钮110会被检测到。然后在步骤508中，BIOS 108会测试被检测到的硬件，上述步骤506和508组成了所谓BIOS POST的运作。在POST之后的步骤510和512之中，BIOS 108会在复制其文件到存储器(例如RAM 104)之前发现并启动操作系统120，这些被BIOS 108写入存储器的文件含有被发现、测试的硬件的数据，以当作操作系统120的参考，也因如此，本发明的BIOS 108不应写入有关于电源按钮110的数据于存储器中，这是要预防操作系统120过早加载预设的电源按钮功能，以免在步骤514中的操作系统120执行硬件测试和基本驱动程序加载之时，预设的电源按钮功能和电源按钮驱动程序122产生冲突。最后，在进入工作状态之前，操作系统120于步骤516中加载电源按钮驱动程序122。

基本上，上述结果的实现，其开机程序500的步骤并不一定要遵守以上顺序，且各个步骤并不一定是相邻的，其它的步骤也可介于上述步骤之间。大部分的步骤可以被改变以适应其它不同的情况，然而，最重要的是BIOS 108不包含有一用来回报电源按钮110给操作系统120的指令，亦即必须防止BIOS 108回报电源按钮110给操作系统120。

本实施例也可以搭配额外的组件，例如一消除讯号跳动(de-bounce)的处理器以使电源按钮110的触动讯号能更加平顺，而此de-bounce处理器也可以是电源按钮110或控制器112的一部份。一般而言，计算机100也会包含其它常用的组件，例如一硬盘，一光驱，一鼠标，一键盘，以及一显示装置。

相较于现有技术，本发明提供一简化的电源转换方式，仅利用单一电源按钮来控制计算机的开关机以及切换省电状态的操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种具有多功能电源按钮的计算机，其包括有：

一输出入芯片；

一电源按钮，耦合于该输出入芯片；以及

一控制器，耦合于该电源按钮；

其中，在一第一操作模式下，该输出入芯片会根据该电源按钮的触动而转换该计算机的电源的开启或关闭；在一第二操作模式下，该控制器会根据该电源按钮的触动而传递一指令至一操作系统，且该输出入芯片会根据该电源按钮的持续触动而关闭该计算机的电源。

2.如权利要求1所述的计算机，其中，该第一操作模式是在该操作系统加载一电源按钮驱动程序之前执行，而该第二操作模式是在该操作系统加载该电源按钮驱动程序之后执行。

3.如权利要求2所述的计算机，其还包含有一中央处理器耦合于该输出入芯片，其中该操作系统会对应于收到该指令而转换该中央处理器的一省电状态。

4.如权利要求1所述的计算机，其中该操作系统是一进阶配置电源接口操作系统。

5.如权利要求1所述的计算机，其中该控制器包含一通用串行总线微控制器。

6.如权利要求1所述的计算机，其中该电源按钮包括：

一第一接点，连接于该控制器的一高电位点；

一第二接点，连接于该控制器的一接地点；以及

一开关；

其中，当该电源按钮被按压时，该开关连接该第一接点和该第二接点以使该控制器的该高电位点的电位变成接地电位。

7.如权利要求1所述的计算机，其还包括一基本输出入系统，其中该基本输出入系统并不包含有用来回报该电源按钮给该操作系统的程序代码。

8.一种具有多功能电源按钮的计算机，其包含有：

一输出入芯片；

一电源按钮，耦合于该输出入芯片；

一通用串行总线微控制器，耦合于该电源按钮；

一中央处理器，耦合于该输出入芯片，其中一操作系统根据收到一指令而转换该中央处理器的一省电状态；以及

一存储装置，耦合于该中央处理器，用来储存一电源按钮驱动程序；

其中，在该操作系统加载该电源按钮驱动程序之前，该输出入芯片会根据该电源按钮的触动而转换该计算机的电源的开启或关闭；在该操作系统加载该电源按钮驱动程序之后，该通用串行总线微控制器会根据该电源按钮的触动而传递该指令给该操作系统，且该输出入芯片会根据该电源按钮的持续触动而关闭该计算机的电源。

9.如权利要求8所述的计算机，还包括：

一南桥芯片，耦接该中央处理器和该输出入芯片；

一电源供应器，耦合于该电源按钮；以及

一通用串行总线接口，耦合于该通用串行总线微控制器。

10.如权利要求8所述的计算机，还包括：一基本输出入系统，其中该基本输出入系统并不包含有用来回报该电源按钮给该操作系统的程序代码。

11.如权利要求8所述的计算机，其中该操作系统会根据该指令而转换该中央处理器的一省电状态。

12.如权利要求8所述的计算机，其中该操作系统是一进阶配置电源接口操作系统。

13.如权利要求8所述的计算机，其中该电源按钮包括：

一第一接点，连接于该控制器的一高电位点；

一第二接点，连接于该控制器的一接地点；以及

一开关；

其中，当该电源按钮被按压时，该开关连接该第一接点和该第二接点以使该控制器的该高电位点的电位变成接地电位。

14.一种控制计算机的电源转换的方法，包括：

开启一计算机于一第一操作模式；

在一基本输出入系统开机或一操作系统开机时，将该计算机转换到一第二操作模式；

检测一电源按钮的触动；

在该第一操作模式时，根据该电源按钮的触动而转换该计算机的电源的开启或关闭；以及

在该第二操作模式时，根据该电源按钮的触动而传递一指令至该操作系统，且根据该电源按钮的持续触动而关闭该计算机的电源。

15.如权利要求14所述的方法，还包括：

加载一电源按钮驱动程序以传递该指令至该操作系统；

其中，该第一操作模式是在该电源按钮驱动程序被加载之前执行，而该第二操作模式是在该电源按钮驱动程序被加载之后执行。

16.如权利要求14所述的方法，还包括：

防止该基本输出入系统回报该电源按钮给该操作系统。

17.如权利要求14所述的方法，还包括：

根据该指令，转换该计算机的一中央处理器的一省电状态。

18.如权利要求17所述的方法，还包含：

防止该基本输出入系统回报该电源按钮给该操作系统。

Images