CN1858676B - 设定设备电源管理状态方法以及设备功耗节省方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种设定设备电源管理状态以及设备的功耗节省方法，适用于符合高级配置与电源接口(ACPI)电源管理标准的计算机系统，其包括：提供一PMU模块，该PMU模块可获得计算机系统CPU所处于的多种不同的电源管理状态，以及在PMU模块中根据所获得的CPU的不同的电源管理状态设置设备的相应的电源管理状态的识别信号。计算机系统的设备可以根据检测到的电源管理状态的识别信号进入不同的电源管理状态，从而降低计算机系统正常工作时消耗的电源。
Description
技术领域
本发明一般涉及计算机系统中的设定设备电源管理状态方法以及设备功耗节省方法，更具体地，涉及一种在符合高级配置与电源接口(ACPI)电源管理标准的计算机系统中根据处理器和设备控制器之间的关系来设定设备低功率状态的方法以及设备的功耗节省方法。
背景技术
计算机系统是现代信息社会最重要的硬件基础设施之一。除了对效能的追求之外，现代化的计算机系统还要讲究耗能的降低。故现代的计算机厂商也将减少耗能视为计算机系统研发的重点之一。
高级配置与电源接口(Advanced Configuration and Power interface；ACPI)是英特尔、微软和东芝共同开发的一种电源管理标准，其意图是让系统而不是BIOS来全面控制电源管理并对外设的能源消耗进行按需分配，使系统更加省电。
作为BIOS与操作系统间桥梁的ACPI设定了针对不同对象的多种不同的功耗/性能状态，如针对所有系统的全部系统状态GX、针对全局睡眠状态G1的睡眠状态SX、针对在G0状态下中央处理器(CPU)的电源管理状态CX、以及针对设备的DX状态。其中X为数字0，1，2，3等，代表不同的功耗/性能状态，当X为0时，指正常工作状态。
其中ACPI将在全部系统状态G0下的处理器功耗和性能状态CX定义为激活状态(执行指令)或睡眠状态(不执行指令)，CX包括C0、C1、C2、C3...Cn。C0状态是中央处理器执行指令的激活功耗状态，即清醒状态。C1到Cn是处理器不同层级的睡眠状态，节能的递增顺序为C1、C2、C3、C4.......，目前节能最多(睡眠最深)的状态是C4。。当处理器处于睡眠状态时，处理器不执行任何指令。每一种处理器睡眠状态具有进入和退出相应状态的延迟时间，通常具有较长的进入/离开延迟时间的睡眠状态的功率节省程度较大。另外，在C0状态，ACPI还通过所定义的“节流(throttling)状态”C0t以及通过转变到多种性能状态(P状态)来改变处理器的性能。
ACPI将设备节能状态定义为D0、D1、D2、D3。其中D0是设备接通电源、运行状态，D3状态下设备的电源完全被移出，所以下次电源再一次被供应时需要操作系统重新再对这个设备作一次设定。D1和D2是节能状态，且D2状态的节能程度大于D1状态。D1和D2状态由设备本身所决定，且有些设备不能进入D1及D2状态，但是所有设备都可以进入D3状态。(以上内容可参阅ACPI技术规范)。
通常，当处理器进入睡眠状态时，设备处于正常运行状态且可以独立完成其工作。然而，在大多数情形下设备没有工作可处理而是等待处理器醒来，这无疑增加了计算机系统的耗能。
因此，我们希望提供一种当处理器进入休眠状态后，设备在完成其工作之后也能进入睡眠状态或节流状态的机制以进一步节省计算机系统的电源消耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种根据处理器和设备控制器之间的关系来设定设备电源管理状态的方法以及设备的功耗节省方法，其能够使在符合高级配置与电源接口(Advanced Configuration and Power Interface；ACPI)电源管理标准的计算机系统在正常工作状态时减少电源的消耗。
根据本发明的一个方面，提供一种设定设备电源管理状态的方法，适用于具有电源管理单元(PMU)模块的计算机系统，其包括步骤：提供一PMU模块，该PMU模块可获得计算机系统处理器所处于的多种不同的电源管理状态，及在PMU模块中根据所获得的处理器的不同的电源管理状态设置设备的相应的电源管理状态的识别信号。
根据本发明的一个方面，提供一种设备功耗节省方法，适用于具有电源管理单元(PMU)模块的计算机系统，其包括步骤：提供一PMU模块，该PMU模块根据其可获得的计算机系统处理器所处于的多种不同的电源管理状态，相应于处理器的不同的电源管理状态设置设备的相应的电源管理状态的识别信号，及提供一设备控制器，检查是否有电源管理状态的识别信号，若有，则控制设备进入相应的设备电源管理状态。
根据本发明的另一个方面，提供一种设备功耗节省方法，适用于符合ACPI规范的计算机系统，其包括步骤：识别处理器的电源管理状态，及根据所识别的电源管理状态，控制设备进入与处理器的电源管理状态相对应的电源管理状态。
通过上述方法，计算机系统的设备可以根据检测到的PMU模块相应于处理器的不同的电源管理状态设置的识别信号自主进入相应的电源管理状态，从而降低计算机系统正常工作时的电源消耗。
附图说明
通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明一个实施例的用于计算机系统的电源管理单元(PMU)模块的设定设备电源管理状态方法的示意图；
图2是根据本发明一个实施例的用于计算机系统的设备控制器的设备功耗节省方法的示意图。
具体实施方式
根据(Advanced Configuration and Power interface；ACPI)技术规范，中央处理器(CPU)的电源管理状态包括有：正常运行状态C0及休眠状态C1、C2、C3和C4。当CPU的温度过高时，CPU可以进入节流(Throttling)状态C0t以减少CPU的能耗。ACPI还定义有设备的电源管理状态D0、D1、D2及D3，其中D0为正常运作状态，D3为电源切断状态，D1和D2则为可自定义的省电状态。而当CPU进入节流状态C0t或休眠状态时，设备在完成其工作之后只能等待CPU醒来。在符合ACPI电源管理标准的计算机系统平台中，通常在南桥芯片组中设有与CPU及设备控制器电路通连的电源管理单元(PMU)模块。该PMU模块能够知道CPU进入除了C1状态之外的其它其他电源管理状态，即C0、C0t、C2、C3及C4状态。利用本发明方法的计算机系统的设备可以根据PMU模块设置的相应于CPU所在的不同电源管理状态的信号也进入相应的省电状态，即D1及D2状态，从而进一步减少计算机系统的整体耗能。
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
图1是根据本发明一个实施例的用于计算机系统的南桥芯片或南北桥一体芯片的PMU模块的设定设备电源管理状态方法的示意图。
PMU模块首先判断CPU是否处于正常运行的C0状态，若否，则开始执行本发明的设定设备电源管理状态方法。在PMU模块中，在步骤S10，检查CPU是否处于C0t状态，若是，则执行步骤S50，设置PMU_D0t信号以使设备控制器控制设备进入第一电源状态，若否，则进入步骤S20。在本发明中，定义设备的第一电源状态为ACPI技术规范定义的D0t状态。请参见步骤S501及S502，在设置PMU_D0t信号之后，当检测到CPU转入正常运作的C0状态时，PMU模块将清除PMU_D0t信号从而使得设备控制器控制设备退出第一电源状态，否则一直处于等待状态。通常，当CPU的温度降低到一设定值时，CPU将由节流状态C0t状态转入正常运作状态C0。
在步骤S20中，PMU模块检查CPU是否处于C2状态或C3状态。如果CPU处于C2状态或C3状态中的一种，则在步骤S60中设置PMU模块的PMU_D1信号，以使设备控制器控制设备进入第二电源状态。在本发明中，设备的第二电源状态为ACPI技术规范定义的D1状态。接着，进入步骤S90，PMU模块判断CPU是否将要离开当前的C2或C3状态，若是，则执行步骤S120，将PMU_D1信号清除以使设备控制器控制设备退出D1状态，否则处于等待状态。若在步骤S20中的结果是不处于任何一种状态，则进入步骤S30。
在步骤S30中，PMU模块检查CPU是否处于C4状态，若是，则在步骤S70中设置PMU模块的PMU_D2信号，以使设备控制器控制设备进入第三电源状态。在本发明中，定义设备的第三电源状态为ACPI技术规范定义的D2状态。接着，进入步骤S100，判断CPU是否将要从C4状态唤醒，若是，则执行步骤S130，将PMU_D2信号清除并结束，否则处于等待状态。设备控制器在检查到PMU_D2信号被清除后，将控制设备退出D2状态。若PMU模块检查到CPU不处于C4状态，则执行步骤S40，清除PMU模块的PMU_D0t、PMU_D1、PMU_D2信号并结束。
其中，在步骤S60和S70中设置了PMU_D1、PMU_D2信号之后，只有在将CPU从C2、C3或C4状态唤醒的事件出现时，才分别将PMU模块的PMU_D1、PMU_D2信号清除，否则处于等待状态。这样，可以通过唤醒CPU的处理事件将CPU和设备控制器一起唤醒，进而使设备退出当前的电源管理状态。
图2是根据本发明一个实施例的用于计算机系统的设备控制器的设备功耗节省方法的示意图。
当设备在步骤S1000完成其工作之后，进入步骤S200。
在设备控制器中，在步骤S200，设备控制器检查PMU模块是否设置了PMU_D0t信号，若是，则执行步骤S500，使设备控制器控制设备进入D0t状态。设备控制器控制设备进入D0t状态时，设备中的动作定时器(behaviortimer)以一较大的设定值开始工作。当动作定时器处于计数状态时，设备不工作，而当动作定时器超时，设备工作一预定的时间，并重新复位动作定时器，使其处于计数状态。即在D0t状态中，设备控制器控制设备以间歇的节流状态进行工作，从而减少设备的工作时间。然后，进行到步骤S510，等待PMU_D0t信号的清除。当在步骤S510中得知PMU_D0t信号被清除时，则执行步骤S520，使设备控制器控制设备退出D0t状态并结束。若在步骤S200没有设置PMU_D0t信号，则进入步骤S300。
在步骤S300中，设备控制器检查PMU模块是否设置了PMU_D1信号，若是，则执行步骤S600，控制设备进入D1状态。本发明中，在设备控制器控制设备进入D1睡眠状态之后，设备控制器停止设备的定时器，并停止部分时钟信号以减少设备的电源消耗，且设备在D1状态的电源消耗小于其在D0t状态的电源消耗。在步骤S610中，设备控制器检查PMU_D1信号是否被清除，若是，则执行步骤S620，使设备退出D1睡眠状态并结束，否则处于等待状态。若在步骤S300设备控制器没有设置PMU_D1信号，则进入步骤S400。
在步骤S400中，检查PMU模块是否设置了PMU_D2信号，若是，则执行步骤S700，使设备控制器控制设备进入D2状态。特别地，在本发明中，当设备控制器控制设备进入D2睡眠状态时，设备控制器停止设备的定时器，并停止全部时钟信号或设备中的PLL(Phase Locked Loop)锁相环电路。显然，设备在D2状态的电源消耗小于其在D1状态的电源消耗。然后，进行到步骤S710，设备控制器判断PMU_D2信号是否被清除，若是，则执行步骤S720，使设备控制器控制设备退出D2睡眠状态并结束，否则处于等待状态。若在步骤S400没有设置PMU_D2信号，则结束并正常进行其它的工作。
在步骤S500、S600、S700中的D0t、D1、D2状态的具体设置只是举例说明，每个设备可以参照PMU_DX信号，亦即根据CPU的电源管理状态来定义其自己的与上述不同的具体的D0t、D1、D2状态。在设备完成正常工作之后，设备控制器根据PMU模块的相应信号控制设备停止其部分或全部的时钟信号或停止其PLL电路的工作，并监视PMU_D0t、PMU_D1、PMU_D2信号的清除。
系统的设备可以是USB、SATA、IDE、PCIE等设备。
通过本发明上述两个实施例所示出的方法，由于PMU模块可以识别CPU所处的电源管理状态并且可以根据所获得的CPU的不同的电源管理状态设置设备的相应的电源管理状态的识别信号，当CPU进入睡眠或节流状态时，设备控制器在完成其工作之后可以根据PMU模块所给出的识别信号控制设备进入相应的睡眠或节流状态。并且可以通过唤醒CPU的处理事件将CPU和设备控制器一起唤醒，进而使设备退出当前的电源管理状态。同时还可以根据CPU不同的睡眠或节流状态，来设置设备控制器的睡眠或节流的深浅程度。这样的结果就能够在系统正常工作时使设备处于不同程度的睡眠状态或节流状态以减少设备的功耗，同时进一步降低系统正常工作时的功耗。
本发明虽以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可做各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。
Claims (13)
1. 一种设定设备电源管理状态的方法，适用于具有电源管理单元PMU模块的计算机系统，其包括步骤：
提供一PMU模块，所述PMU模块可获得计算机系统处理器所处于的多种不同的电源管理状态；及
在PMU模块中根据所获得的处理器的不同的电源管理状态设置设备的相应的电源管理状态的识别信号。
2. 如权利要求1所述的设定设备电源管理状态的方法，还包括步骤：
在PMU模块中设置了设备电源管理状态的识别信号之后，当处理器转变其电源管理状态时，将所设置的设备电源管理状态的识别信号清除。
3. 如权利要求1所述的设定设备电源管理状态方法，其中PMU模块可获得的处理器的电源管理状态包括C0t、C2、C3、C4状态。
4. 如权利要求3所述的设定设备电源管理状态方法，其中
当PMU模块知道处理器处于C0t状态时，设置PMU_D0t信号，设备则依据所述PMU_D0t信号进入一第一电源状态；
当PMU模块知道处理器处于C2或C3状态时，设置PMU_D1信号，设备则依据所述PMU_D1信号进入一第二电源状态；及
当PMU模块知道处理器处于C4状态时，设置PMU_D2信号，设备则依据所述PMU_D2信号进入一第三电源状态。
5. 如权利要求1所述的设定设备电源管理状态方法，其中设备的电源管理状态包括D0t、D1和D2状态。
6. 一种设备功耗节省方法，适用于具有电源管理单元PMU模块的计算机系统，其包括步骤：
提供一PMU模块，所述PMU模块根据其可获得的计算机系统处理器所处于的多种不同的电源管理状态，相应于处理器的不同的电源管理状态设置设备的相应的电源管理状态的识别信号；及
提供一设备控制器，检查是否有所述电源管理状态的识别信号，若有，则控制设备进入相应的设备电源管理状态。
7. 如权利要求6所述的设备功耗节省方法，其中PMU模块可获得的处理器的电源管理状态包括C0t、C2、C3、C4状态。
8. 如权利要求7所述的设备功耗节省方法，其中
当PMU模块知道处理器处于C0t状态时，设置PMU_D0t信号，设备则依据所述PMU_D0t信号进入第一电源状态；
当PMU模块知道处理器处于C2或C3状态时，设置PMU_D1信号，设备则依据所述PMU_D1信号进入第二电源状态；及
当PMU模块知道处理器处于C4状态时，设置PMU_D2信号，设备则依据所述PMU_D2信号进入第三电源状态。
9. 如权利要求6所述的设备功耗节省方法，其中设备的电源管理状态包括D0t、D1和D2状态。
10. 如权利要求8所述的设备功耗节省方法，其中系统的设备是USB、SATA、IDE、PCIE计算机设备。
11. 一种设备功耗节省方法，适用于符合高级配置与电源接口规范ACPI的计算机系统，其包括步骤：
识别处理器的电源管理状态；及
根据所识别的电源管理状态，控制设备进入与所述处理器的电源管理状态相对应的电源管理状态。
12. 如权利要求11所述的设备功耗节省方法，其中可识别的处理器电源管理状态是C0t、C2、C3、C4状态。
13. 如权利要求12所述的设备功耗节省方法，其中：
当处理器处于C0t状态时，控制设备进入第一电源状态；
当处理器处于C2或C3状态时，控制设备进入第二电源状态；及
当处理器处于C4状态时，控制设备进入第三电源状态。
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