DE102016101053B3

DE102016101053B3 - Verfahren zur Leistungssteuerung für ein Computersystem

Info

Publication number: DE102016101053B3
Application number: DE102016101053.7A
Authority: DE
Inventors: Willi Sterzik; Stephan Hornung
Original assignee: Fujitsu Technology Solutions Intellectual Property GmbH
Current assignee: Fujitsu Client Computing Ltd
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2036-01-22

Abstract

Verfahren für ein Computersystem (100) mit einem Netzteil (101) und mit wenigstens einer Schnittstelle (103) zur Kommunikation mit einem externen elektronischen Gerät, die eine Standardkonfiguration aufweist, zum separaten Festlegen einer maximalen Leistungsversorgung wenigstens einer Schnittstelle (103) im laufenden Betrieb, bzw. beim Starten des Computersystems (100) durch eine Steuereinheit (104), umfassend die Schritte: – Ermitteln eines ersten Werts, der für eine maximale Leistungsabgabe des Netzteils (101) charakteristisch ist; – Ermitteln eines zweiten Werts, der für einen Leistungsverbrauch des Computersystems (100) charakteristisch ist; – Errechnen eines Differenzwerts basierend auf dem ersten Wert und dem zweiten Wert; – Spezielles Konfigurieren der wenigstens einen Schnittstelle durch Festlegen einer maximalen Leistungsversorgung und Bereitstellen einer Leistung für die Schnittstelle (103), basierend auf dem Differenzwert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Computersystem mit einem Netzteil und mit wenigstens einer Schnittstelle zur Kommunikation mit einem externen elektronischen Gerät.
In vielen Computersystemen werden Netzteile verbaut, deren Leistung nicht direkt auf Komponenten des Computersystems abgestimmt ist. Wird ein Computersystem für einen Benutzer konfiguriert, so kann dieser zwischen verschiedenen Varianten wählen, beispielsweise mit oder ohne einem zusätzlichen Laufwerk oder Komponenten unterschiedlicher Leistungsaufnahme. Je nachdem, was für Komponenten der Benutzer wählt, benötigt das Computersystem im Betrieb eine maximale Leistung. Um verschiedene Varianten eines Computersystemtyps, insbesonde#re diejenigen mit hoher Leistungsaufnahme, abzudecken, werden hierfür leistungsstarke Netzteile verwendet, die für leistungsschwache Systeme überdimensioniert sind. Die potentiell verfügbare Leistung eines solchen Netzteils verbleibt daher in der Regel ungenutzt. Im Allgemeinen können in Computersystemen Schnittstellen angeboten werden, deren Standard eine sehr hohe Leistungsübertragung zulässt. Diese hohe Leistungsübertragung ist jedoch in vielen Computersystemen nicht vorgesehen. Vielmehr wird die Leistungsübertragung dieser Schnittstellen auf einen niedrigeren Wert festgelegt, der jedoch für die meisten Anwendungen ausreichend ist. Ist die Schnittstelle so ausgelegt, kann üblicherweise später kein Verbraucher mit einer hohen Leistungsaufnahme an diese betrieben werden.
Aus der US 2010/0306565 A1 sind ein Datenprozessor und ein Leistungsversorgungsverfahren bekannt.
Aus der WO 2012/156575 A1 sind ein Verfahren, ein Gerät und ein Computerprogrammprodukt bekannt, die dazu eingerichtet sind, Kabel zu erkennen und eine Leistung auszuhandeln.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren aufzuzeigen, welches die obigen Nachteile überwindet.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren für ein Computersystem mit einem Netzteil und mit wenigstens einer Schnittstelle zur Kommunikation mit einem externen elektronischen Gerät gelöst. Die wenigstens eine Schnittstelle weist eine Standardkonfiguration auf. Das Verfahren wird von einer Steuereinheit ausgeführt und dient zum separaten Festlegen einer maximalen Leistungsversorgung wenigstens einer Schnittstelle im laufenden Betrieb, bzw. beim Starten des Computersystems. Das Verfahren umfasst hierbei die Schritte:

– Ermitteln eines ersten Werts, der für eine maximale Leistungsabgabe des Netzteils charakteristisch ist;
– Ermitteln eines zweiten Werts, der für einen Leistungsverbrauch des Computersystems charakteristisch ist;
– Errechnen eines Differenzwerts basierend auf dem ersten Wert und dem zweiten Wert;
– Spezielles Konfigurieren der wenigstens einen Schnittstelle durch Festlegen einer maximalen Leistungsversorgung und Bereitstellen einer Leistung für die Schnittstelle, basierend auf dem Differenzwert.

Hierdurch kann nach einem Zusammenbau eines Computersystems die Leistungsversorgung für Schnittstellen dynamisch geregelt werden, das heißt für einzelne Schnittstellen kann eine maximale Leistungsversorgung separat im laufenden Betrieb, bzw. beim Starten des Computersystems festgelegt werden. Der ermittelte Leistungsverbrauch des Computersystems, wird von der Leistung, die das Netzteil maximal zur Verfügung stellen kann, abgezogen. Hierbei kann auch ein gewisser Leistungswert als Puffer vorgesehen werden, d. h. die Leistung des Netzteils bleibt aus Sicherheitsgründen oder zu einer erhöhten Stabilität des Betriebs des Computersystems überdimensioniert, wobei in diesem Fall die Überdimensionierung verringert wird. Dieser Differenzwert ist charakteristisch für die Überdimensionierung des Netzteils für dieses Computersystem. Diese überschüssige Leistung kann einer Schnittstelle oder mehreren Schnittstellen zur Versorgung eines externen elektronischen Geräts (wie beispielsweise einem Monitor, einem Drucker, einem Fax, einem Scanner, oder anderen Geräten) zur Verfügung gestellt werden, die ansonsten nur weniger Leistung bereitstellen würden. Bei der Schnittstelle handelt es sich beispielsweise um eine USB-Typ C-Schnittstelle, die bis zu 100 W Leistung ausgeben kann. Es kann sich jedoch auch um andere Schnittstellen, standardisierte sowie herstellerspezifische Schnittstellen, handeln.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Schritt des Ermittelns eines ersten Werts das Auslesen eines Speicherbausteins. Dies ermöglicht eine schnelle und einfache (d. h. ohne Messaufwand realisierbare) Erfassung des ersten Werts.
Der erste Wert ist hierbei in dem Speicherbaustein gespeichert. Eine Speicherung im Speicherbaustein erfolgt beispielsweise durch einen Hersteller beim Einbau des Netzteils in das Computersystem oder bei der Konstruktion des Netzteils. Der Speicherbaustein kann hierbei in dem Netzteil selber, aber auch auf einem Mainboard, insbesondere als Firmwarebaustein eines BIOS, angeordnet sein. Der erste Wert ist insbesondere netzteilspezifisch vorprogrammiert. Er kann auch im Betriebssystem oder BIOS selbst hinterlegt sein. Das Auslesen des ersten Werts ist einfach zu realisieren. Es ist auch denkbar, mehrere erste Werte für unterschiedliche Netzteile tabellarisch zu hinterlegen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Schritt des Ermittelns eines zweiten Werts die folgenden Schritte:

– Ermitteln von Komponenten des Computersystems;
– Ermitteln von weiteren Werten, die für einen Leistungsverbrauch der Komponenten charakteristisch sind.

Das Ermitteln der Komponenten kann eine Überprüfung umfassen, ob Komponenten in dem Computersystem eingebaut sind. Beispielsweise wird überprüft, ob ein Steckplatz für eine Grafikkarte belegt ist. Des Weiteren kann die Anzahl von Laufwerken überprüft werden, wie beispielsweise Brennlaufwerken oder CD-ROM-Laufwerken. Die ermittelten Informationen lasen in ihrer Summe dann auf den zweiten Wert schließen. Diese Informationen können auch in einem Speicherbaustein hinterlegt sein, der ausgelesen wird. Die Informationen können auch aus einer Firmware, beispielsweise einem BIOS ausgelesen werden. Alternativ oder ergänzend ist denkbar, spezifische Bauteil- oder Komponentenparameter abzufragen, die in ihrer Summe auf den zweiten Wert schließen lassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Schritt des Ermittelns eines zweiten Werts das Messen einer sekundärseitigen Leistungsabgabe des Netzteils. Durch eine Messung der Leistungsabgabe, beispielsweise während eines Bootens des Computersystems oder insbesondere während eines Normalbetriebs des Computersystems, kann interpoliert oder berechnet werden, welche Leistung das Computersystem von dem Netzteil aufnimmt. Dies erhöht eine Genauigkeit des ermittelten zweiten Werts, beziehungsweise stellt einen genauen zweiten Wert bereit, sodass der errechnete Differenzwert genauer für das Computersystem verwendet werden kann. Insbesondere entspricht der so gemessene zweite Wert dem tatsächlichen Systemverhalten. Ebenso ist es möglich, dass abhängig von einem aktuellen, tatsächlichen Leistungsverbrauch des Computersystems Leistung an der Schnittstelle nach außen für ein externes elektronisches Gerät bereitgestellt wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Schritt des Bereitstellens einer Leistung ein Begrenzen einer maximal verfügbaren Leistung auf eine maximal zulässige Leistung eines Schnittstellenstandards.
Der Schnittstellenstandard umfasst in diesem Zusammenhang nicht nur Schnittstellenspezifikationen wie USB, HDMI, Display-Port, VGA, d. h. Spezifikationen unterschiedlichen Standards, sondern auch die einzelnen Versionsunterschiede zwischen einem Schnittstellenstandard, wie beispielsweise USB 1.0, USB 2.0, USB 3.0, USB 3.1. Dies kann unterschiedliche Hardware-Schnittstellenanschlüsse, wie beispielsweise bei USB 1.0 und USB-Typ C, betreffen.
So kann beispielsweise eine USB-Typ C-Schnittstelle des USB 3.1-Standards mit einer maximalen Leistungsspezifikation von 100 W auf den Schnittstellenstandard von USB 2.0 begrenzt werden. Ebenso können selbstverständlich andere Versionen eines Schnittstellentyps berücksichtigt werden, sodass eine Staffelung einzelner Schnittstellen bezüglich ihrer Leistungsabgabe möglich ist. Vorteilhaft kann somit die Leistungsabgabe einer Schnittstelle an die Spezifikation eines externen Gerätes angepasst werden.
Die maximal zulässige Leistung der Schnittstellenstandards kann auch unterschiedliche Leistungen einer Version eines Schnittstellenstandards umfassen. Sind beispielsweise für eine Version eines Schnittstellenstandards unterschiedliche maximale Leistungsabgaben vorgesehen, so kann auch auf einzelne dieser begrenzt werden.
Ebenso sind hiermit auch proprietäre Schnittstellen umfasst, die von einem Hersteller individuell gestaltet wurden und nicht einem bekannten Standard unterliegen. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Computersystem mehrere der Schnittstellen und der Schritt des Bereitstellens einer Leistung wird für die mehreren Schnittstellen durchgeführt.
So können für verschiedene Schnittstellen Leistungen bereitgestellt werden, die entweder einer hohen Schnittstellenversion oder einer niedrigeren Schnittstellenversion entsprechen. Verschiedene Aufteilungen der Leistung auf die Schnittstellen sind möglich. Eine gleichmäßige Aufteilung auf alle zur Verfügung stehenden Schnittstellen. Beispielsweise werden für drei parallel betriebene USB-Typ C-Schnittstellen jeweils 100 W. Alternativ können Schnittstellen des gleichen Typs unterschiedliche Leistungen zugewiesen werden. Beispielsweise werden für drei parallel betriebene USB-Typ C-Schnittstellen einmal 100 W und einmal 60 W und einmal 36 W zur Verfügung gestellt. Es können ebenso verschiedene Schnittstellen auf bekannte niedrigere Standards begrenzt werden, wie beispielsweise von einem USB Typ-C Standard auf einen USB 3.0-Standard.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden die mehreren Schnittstellen auf eine maximal verfügbare Leistung eines Schnittstellenstandards oder unterschiedlicher Schnittstellenstandards begrenzt. Somit können für die einzelnen Schnittstellen dynamisch, beispielsweise und insbesondere auch während eines laufenden Betriebs eines Computersystems Leistungen bereitgestellt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird zusätzlich der folgende Schritt ausgeführt:

– Anzeigen einer Benutzerinformation basierend auf der bereitgestellten Leistung.

Um einen Benutzer zu schützen und/oder elektronische Geräte zu schützen oder einen Benutzer einfach zu informieren, wird für einen Benutzer angezeigt, welche Schnittstelle wie versorgt wird. So kann verhindert werden, dass ein Benutzer zum Beispiel an einer Schnittstelle mit einer geringen Leistungsversorgung ein Gerät anschließt, das eigentlich hohe Leistungsversorgung benötigen würde und umgekehrt.
Des Weiteren kann der Schnittstellenanschluss ein Leuchtmittel und ein lichtleitendes Material aufweisen. Das Leuchtmittel und das lichtleitende Material sind so angeordnet, dass Licht des Leuchtmittels über das lichtleitende Material zur Beleuchtung des Schnittstellenanschlusses abstrahlbar ist. Hierbei ist das Leuchtmittel basierend auf einem Kontrollwert der Steuereinheit in Abhängigkeit einer Konfiguration der Schnittstelle des Schnittstellenanschlusses steuerbar. Insbesondere ist die Beleuchtung der Schnittstelle außerhalb des Computersystems, d. h. von einem Benutzer, sichtbar.
Für Benutzer ist eine bestimmte Konfiguration der Schnittstelle leicht erkennbar. Hierfür muss lediglich die Buchse der Schnittstelle, bzw. das Gehäuse des Computersystems betrachtet werden. Eine Statusabfrage über ein Betriebssystem und eine Bildschirmanzeige ist nicht notwendig.
Ein Computersystem der oben erläuterten Art bietet einem Benutzer auch den Vorteil, dass er Schnittstellen mit speziellen Konfigurationen, zum Beispiel Schnittstellenanschlüsse mit hohen Leistungsausgaben, erkennen kann. Ferner ergibt sich auch ein optischer Vorteil, da der Benutzer sofort auch in schlechtem Umgebungslicht erkennen kann, an welcher Stelle Schnittstellenanschlüsse mit bestimmten Konfigurationen angeordnet sind.
Die Konfiguration der Schnittstelle kann ein Bereitstellen einer Leistung für die Schnittstelle umfassen. Das kann Leuchtmittel eine Leuchtdiode umfassen. Diese sind kostengünstig, einfach herzustellen und in unterschiedlichen Farben und Farbkombinationen verfügbar, sodass eine klare Anzeige möglich ist.

Claims

Verfahren für ein Computersystem (100) mit einem Netzteil (101) und mit wenigstens einer Schnittstelle (103) zur Kommunikation mit einem externen elektronischen Gerät, die eine Standardkonfiguration aufweist, zum separaten Festlegen einer maximalen Leistungsversorgung wenigstens einer Schnittstelle (103) im laufenden Betrieb, bzw. beim Starten des Computersystems (100) durch eine Steuereinheit (104), umfassend die Schritte: – Ermitteln eines ersten Werts, der für eine maximale Leistungsabgabe des Netzteils (101) charakteristisch ist; – Ermitteln eines zweiten Werts, der für einen Leistungsverbrauch des Computersystems (100) charakteristisch ist; – Errechnen eines Differenzwerts basierend auf dem ersten Wert und dem zweiten Wert; – Spezielles Konfigurieren der wenigstens einen Schnittstelle durch Festlegen einer maximalen Leistungsversorgung und Bereitstellen einer Leistung für die Schnittstelle (103), basierend auf dem Differenzwert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ermittelns eines ersten Werts das Auslesen eines Speicherbausteins umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Schritt des Ermittelns eines zweiten Werts die folgenden Schritte umfasst: – Ermitteln von Komponenten des Computersystems (100); – Ermitteln von weiteren Werten, die für einen Leistungsverbrauch der Komponenten (102) charakteristisch sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Schritt des Ermittelns eines zweiten Werts den folgenden Schritt umfasst: – Messen einer sekundärseitigen Leistungsabgabe des Netzteils (101).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schritt des Bereitstellens einer Leistung ein Begrenzen einer maximal verfügbaren Leistung auf eine maximal zulässige Leistung eines Schnittstellenstandards umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Computersystem (100) mehrere der Schnittstellen (103) umfasst und wobei der Schritt des Bereitstellens einer Leistung für die mehreren Schnittstellen (103) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die mehreren Schnittstellen (103) jeweils auf eine maximal verfügbare Leistung eines Schnittstellenstandards oder unterschiedlicher Schnittstellenstandards begrenzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zusätzlich der folgende Schritt ausgeführt wird: – Anzeigen einer Benutzerinformation basierend auf der bereitgestellten Leistung.