DE102018103286B4 - Computersystem, Betriebsverfahren für einen Mikrocontroller sowie Computerprogrammprodukt - Google Patents

Computersystem, Betriebsverfahren für einen Mikrocontroller sowie Computerprogrammprodukt Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Computersystem (1), umfassend wenigstens ein Netzteil (2) zum Bereitstellen wenigstens einer sekundären Versorgungsspannung zum Erzeugen wenigstens einer Betriebsspannung (Vcc) und einer Bereitschaftsspannung (V), wenigstens eine Systemplatine (3) mit einer Mehrzahl darauf angeordneter Systemkomponenten, wenigstens einen auf der Systemplatine (3) angeordneten Sequencing-Mikrocontroller (15) zum zeitgesteuerten Bereitstellen der Betriebsspannung (V) und/oder der Bereitschaftsspannung (V) an die Mehrzahl der Systemkomponenten, und wenigstens einen Taster (4) zum Schalten des Computersystems (1) von einem Bereitschaftszustand (Z2) in einen Betriebszustand (Z1). Der Sequencing-Mikrocontroller (15) ist dazu eingerichtet, bei einem Halten des Tasters (4) für einen ersten vorbestimmten Zeitraum, der ein erzwungenes Schalten des Computersystems (1) von dem Betriebszustand (Z1) in den Bereitschaftszustand (Z2) anzeigt, die Mehrzahl der Systemkomponenten für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum sowohl von der Betriebsspannung (V) als auch von der Bereitschaftsspannung (V) zu trennen, sodass jede der Mehrzahl der Systemkomponenten zurückgesetzt wird.Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Betriebsverfahren (20) sowie ein Computerprogrammprodukt für einen derartigen Mikrocontroller (15).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Computersystem umfassend wenigstens ein Netzteil, wenigstens eine Systemplatine mit einer Mehrzahl darauf angeordneter Systemkomponenten, wenigstens einen auf der Systemplatine angeordneten Sequencing-Mikrocontroller sowie wenigstens einen Taster zum Schalten des Computersystems von einem Bereitschaftszustand in einen Betriebszustand. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Betriebsverfahren für einen Mikrocontroller eines derartigen Computersystems sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode für einen derartigen Mikrocontroller.
  • Computersysteme mit einer Mehrzahl von auf einer Systemplatine angeordneten Systemkomponenten, beispielsweise einem Prozessor, einem Speicherbaustein, einem Chipsatz und unterschiedlichen Eingabe/Ausgabecontrollern sind aus dem Stand der Technik bekannt. Um die Komponenten derartiger Computersysteme beim Bereitstellen einer Betriebsenergie in einen vorbestimmten Grundzustand zu bringen, ist es des Weiteren bekannt, die einzelnen Komponenten in einer vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge mit unterschiedlichen Versorgungsspannungen, insbesondere einer Betriebsspannung und/oder einer Bereitschaftsspannung zu versorgen. Bedingt durch den steigenden Grad an Komplexität moderner Computersysteme wird die Erzeugung und/oder Überwachung einer derartigen zeitlichen Reihenfolge teilweise durch einen dedizierten Mikrocontroller gesteuert beziehungsweise überwacht. Derartige Mikrocontroller sind insbesondere unter dem englischen Begriff „sequencing microcontroller“ bekannt.
  • Computersysteme mit einem derartigen Sequencing-Mikrocontroller sind beispielsweise aus der US 9,411,704 B2 sowie der US 2015/0277931 A1 bekannt. Gemäß der US 9,411,704 B2 ist der Sequencing-Mikrocontroller insbesondere dazu konfiguriert, den Zustand wenigstens eines Steuersignals eines Netzteils und/oder einer Systemplatine zu überwachen, um ein Versagen einer primären Versorgungsspannung während des Startens des Computersystems zu erkennen und an einen Chipsatz zu signalisieren. Auf diese Weise kann insbesondere vermieden werden, dass ein vorbestimmter Grundzustand des Computersystems bei einer Störung der Versorgungsspannung nicht erreicht wird. Gemäß der US 2015/0277931 A1 ist der Sequencing-Mikrocontroller des Weiteren dazu eingerichtet, ein Herunterfahren sowie einen erfolgreichen Neustart der Systemplatine zu erkennen, wobei nach Erkennung eines Herunterfahrens der Systemplatine, wiederholt Steuersignale zum Neustarten der Systemplatine an einen Chipsatz gesendet werden, bis ein erfolgreicher Neustart der Systemplatine erkannt wird. Auf diese Weise kann insbesondere vermieden werden, dass Computersysteme, die zum ununterbrochenen Betrieb bestimmt wird, durch fehlerhafte Software- oder Benutzeranfragen versehentlich abgeschaltet werden.
  • Die vorliegende Anmeldung befasst sich mit dem weiteren Problem, dass Computersysteme der oben genannten Art nicht in jedem Fall zuverlässig abgeschaltet oder neu gestartet werden können. Insbesondere können bei Computersystemen vereinzelt schwere Ausnahmezustände auftreten, in denen ein Neustart des Computersystems durch Software-Anfragen des Computersystems, beispielsweise durch Mittel des Betriebssystems, nicht mehr ausgelöst werden können.
  • Eine Möglichkeit das Computersystem sicher zurückzusetzen besteht in einer physikalischen Trennung des Computersystems von einer primären Versorgungsspannung, beispielsweise durch Ziehen eines Netzsteckers. Ein derartiges Vorgehen ist für den Benutzer jedoch unkomfortabel und im Einzelfall auch nicht immer möglich, beispielsweise wenn ein Netzstecker nicht zugänglich ist oder ein Netzteil des Computersystems fest mit einer primären Versorgungsspannung verbunden ist, wie dies beispielsweise bei Industrie-PCs der Fall ist.
  • Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Computersystem zu beschreiben, das von einem Benutzer von jedem Betriebszustand aus sicher in einen vorbestimmten Grundzustand zurückversetzt werden kann.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Computersystem offenbart, welches wenigstens ein Netzteil zum Bereitstellen wenigstens einer sekundären Versorgungsspannung zum Erzeugen wenigstens einer Betriebsspannung und einer Bereitschaftsspannung, wenigstens eine Systemplatine mit einer Mehrzahl darauf angeordneter Systemkomponenten des Computersystems, wenigstens einen auf der Systemplatine angeordneten Chipsatz, wenigstens einen auf der Systemplatine angeordneten Sequencing-Mikrocontroller zum zeitgesteuerten Bereitstellen der Betriebsspannung und/oder der Bereitschaftsspannung an die Mehrzahl der Systemkomponenten und wenigstens einen Taster zum Schalten des Computersystems von einem Bereitschaftszustand in einen Betriebszustand umfasst. Der Sequencing-Mikrocontroller ist dazu eingerichtet, bei einem Halten des Tasters für einen ersten vorbestimmten Zeitraum, der ein erzwungenes Schalten des Computersystems von dem Betriebszustand in den Bereitschaftszustand anzeigt, und bei einer Aktivierung eines Steuersignals durch den Chipsatz nach Ablauf des vorbestimmten Zeitraums und vor einem Loslassen des Tasters, wobei das Steuersignal ein Abschalten des Computersystems anzeigt, die Mehrzahl der Systemkomponenten für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum sowohl von der Betriebsspannung als auch von der Bereitschaftsspannung zu trennen, sodass jede der Mehrzahl der Systemkomponenten zurückgesetzt wird.
  • Ein derartiges Computersystem ermöglicht ein Zurücksetzen eines Computersystems durch wenigstens einen Taster, unabhängig von einem Zustand einer durch das Computersystem und insbesondere eines darin verbauten Prozessors ausgeführten Software. Anders als beim sogenannten „Power Button Override“ wird dabei durch den Sequencing-Mikrocontroller sowohl eine Bereitschaftsspannung als auch eine Betriebsspannung sämtlicher relevanter Systemkomponenten des Computersystems getrennt, sodass diese jeweils in einen Grundzustand zurückgesetzt werden.
  • In wenigstens einer Ausgestaltung ist der Sequencing-Mikrocontroller des Weiteren dazu eingerichtet, bei Bereitstellung der wenigstens einen sekundären Versorgungsspannung durch das Netzteil nach einer vorherigen Unterbrechung der wenigstens einen sekundären Versorgungsspannung die Mehrzahl von Systemkomponenten in einer vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge mit der Bereitschaftsspannung zu versorgen. Dabei ist der Sequencing-Mikrocontroller des Weiteren dazu eingerichtet, wenigstens eine Untergruppe der Mehrzahl der Systemkomponenten nach Ablauf des zweiten vorbestimmten Zeitraums in der vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge mit der Bereitschaftsspannung zu versorgen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Computersystem nach einem erzwungenen Abschalten in genau denselben Grundzustand zurückversetzt wird, den es auch nach einem Trennen der Netzspannung oder einer zeitweisen Unterbrechung der Bereitschaftsspannung, beispielsweise in einem sogenannten Tiefschlafzustand, einnimmt.
  • Gemäß unterschiedlichen Ausgestaltungen wird die Betätigung des Tasters entweder von dem Sequencing-Mikrocontroller selbst oder von einem Teil des Chipsatzes überwacht, der dann ein entsprechendes Steuersignal zum erzwungenen Abschalten an den Sequencing-Mikrocontroller weitergibt.
  • In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst das Computersystem wenigstens ein Statusregister, wobei ein erster Wert in dem Statusregister gespeichert ist, wenn das Computersystem über eine Softwareanforderung von dem Betriebszustand in den Bereitschaftszustand geschaltet wird, und ein zweiter Wert in dem Statusregister gespeichert wird, wenn das Computersystem durch Halten des Tasters für den ersten vorbestimmten Zeitraum erzwungenermaßen von dem Betriebszustand in den Bereitschaftszustand geschaltet werden soll. Auf diese Weise kann ein das Herunterfahren auslösendes Ereignis auch während einer Neuinitialisierung des Computersystems gespeichert und von dem Sequencing-Mikrocontroller berücksichtigt werden.
  • In wenigstens einer Ausgestaltung ist der Sequencing-Mikrocontroller dazu eingerichtet, die Bereitschaftsspannung wenigstens einer vorbestimmten Untergruppe der Mehrzahl von Systemkomponenten beim Übergang von dem Betriebszustand in den Bereitschaftszustand ohne Unterbrechung bereitzustellen, wenn der in dem Statusregister gespeicherte Wert anzeigt, dass das Computersystem über eine Softwareanforderung von dem Betriebszustand in den Bereitschaftszustand geschaltet wurde.
  • Auf diese Weise kann ein standardkonformes Verhalten des Computersystems sichergestellt werden, wenn das Computersystem durch eine normale Benutzeranforderung in einen Bereitschaftszustand geschaltet wird.
  • Die Systemkomponenten des Computersystems umfassen beispielsweise einen Prozessor, einen oder mehrere Speicherbausteine, den Chipsatz, einen oder mehrere Massenspeichercontroller, USB-Controller und/oder Netzwerkcontroller. In dem Bereitschaftszustand werden beispielsweise ein Teil des Chipsatzes, der USB-Controller und/oder der Netzwerkcontroller mit der Bereitschaftsspannung versorgt.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Betriebsverfahren für einen Mikrocontroller eines Computersystems zum zeitgesteuerten Bereitstellen einer Bereitschaftsspannung an eine Mehrzahl von mit dem Mikrocontroller verbundenen Systemkomponenten des Computersystems mit folgenden Schritte offenbart:
    • - Überwachen eines Taster des Computersystems auf eine Betätigung, und Wechseln in einen ersten Zustand, wenn der Taster für einen ersten vorbestimmten Zeitraum betätigt wurde, der ein erzwungenes Schalten des Computersystems von einem Betriebszustand in einen Bereitschaftszustand anzeigt,
    • - Warten in dem ersten Zustand vor einem Loslassen des Tasters (4) auf ein Erkennen wenigstens eines Steuersignals von einem Chipsatz des Computersystems, das ein Abschalten des Computersystems anzeigt,
    • - nach Erkennung des Steuersignals in dem ersten Zustand, Wechseln in einen Abschaltzustand und Trennen der Mehrzahl der Systemkomponenten für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum von der Bereitschaftsspannung, und
    • - nach Ablauf des zweiten vorbestimmten Zeitraums, zeitgesteuertes Bereitstellen der Bereitschaftsspannung an wenigstens eine Untergruppe der Mehrzahl der Systemkomponenten.
  • Das oben genannte Verfahren eignet sich zum Versetzen eines Computersystems gemäß dem ersten Aspekt in einen Grundzustand.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt umfassend Programmcode offenbart, wobei der Programmcode beim Ausführen durch eine Datenverarbeitungseinheit eines Mikrocontrollers sämtliche Schritte des Betriebsverfahrens gemäß dem zweiten Aspekt ausführt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren im Detail beschrieben. In den Figuren zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Computersystems gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung,
    • 2 ein Ablaufdiagramm eines Betriebsverfahrens gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung und
    • 3 ein Zustandsdiagramm eines Computersystems gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung.
  • 1 zeigt ein Computersystem 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Computersystem 1 umfasst ein Netzteil 2 zum Umwandeln einer primären Versorgungsspannung, insbesondere einer Netzwechselspannung VAC , in mehrere sekundäre Versorgungsspannungen, insbesondere eine Betriebsspannung Vcc und eine Bereitschaftsspannung VAUX . In einer alternativen Ausgestaltung stellt das Netzteil 2 nur eine einzelne sekundäre Versorgungsspannung an eine Systemplatine 3 des Computersystems 1 bereit, die mittels entsprechender Schaltungen der Systemplatine 3 in die Betriebsspannung Vcc und die Bereitschaftsspannung VAUX umgewandelt wird. Die Betriebsspannung Vcc wird den meisten Komponenten eines Computersystems während einem normalen Betriebszustand, insbesondere dem ACPI-Zustand S0, bereitgestellt. Die Bereitschaftsspannung VAUX wird typischerweise sowohl während des normalen Betriebszustands als auch während eines oder mehrerer Energiespar- oder Bereitschaftszustände, insbesondere dem ACPI-Zustand S5, an ausgewählte Komponenten zur Verfügung gestellt, die für eine erneute Aktivierung des Computersystems 1 erforderlich sind. Dazu gehören unter anderem Komponenten für ein zeitgesteuertes Aufwachen oder für ein Aufwachen des Computersystems aus der Ferne, beispielsweise über das sogenannte Wake-on-LAN (WoL). Die Betriebsspannung Vcc und die Bereitschaftsspannung VAUX können gleich groß sein, werden aber auf der Systemplatine 3 über unterschiedlicher Versorgungsleitungen zur Verfügung gestellt. Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Betriebsspannungen Vcc und/oder Bereitschaftsspannungen VAUX gleicher oder unterschiedlicher Größe entweder durch das Netzteil 2 selbst oder über weitere Spannungsregler auf der Systemplatine 3 bereitzustellen.
  • Das Computersystem 1 umfasst des Weiteren einen Taster 4, der typischerweise an einer dem Benutzer zugänglichen Stelle eines Gehäuse des Computersystems 1 angeordnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Taster 4 über eine Kabelverbindung an die Systemplatine 3 angeschlossen und dort mit einer Schaltung 5 sowie einem Teil eines Chipsatzes 6 verbunden. Im Ausführungsbeispiel ist der Taster 4 insbesondere so verschaltet, dass er einen programmierbaren Steuereingang eines ersten Teils 7 des Chipsatzes 6 über einen Pull-down-Widerstand mit einem vorbestimmten elektrischen Potential, insbesondere dem Massepotential, verbindet. Selbstverständlich sind auch andere Schaltungen zur Überwachung der Betätigung des Tasters 4 möglich.
  • Die Systemplatine 3 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel einen weiteren, zweiten Teil 8 des Chipsatzes 6, der über einen oder mehrere Datenbusse mit einem Prozessor 9 sowie ein oder mehreren Speicherbausteinen 10 verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Systemplatine 3 einen Netzwerkcontroller 11, eine USB-Controller 12 sowie einen Massenspeichercontroller 13, der seinerseits mit einem Massenspeicherlaufwerk 14 verbunden ist. Diese Komponenten sind direkt oder mittelbar über einen oder mehrere Datenbusse mit dem ersten Teil 7 des Chipsatzes 6 verbunden. Funktionsweise und Aufbau der Komponenten 2 bis 14 entsprechen im Wesentlichen denen bekannter Standardkomponenten und werden daher hier nicht im Detail beschrieben. Selbstverständlich sind auch andere Systemarchitekturen und Systemkomponenten möglich. Insbesondere kann anstelle eines mehrteiligen Chipsatzes 6 auch ein einteiliger Chipsatz Verwendung finden.
  • Auf der Systemplatine 3 ist des Weiteren ein Sequencing-Mikrocontroller 15 angeordnet, der sowohl mit der Bereitschaftsspannung VAUX als auch mit der Betriebsspannung Vcc versorgt wird, sofern diese netzteilseitig bereitgestellt werden. Der Sequencing-Mikrocontroller 15 ist des Weiteren mit den Komponenten 7 bis 13 der Systemplatine verbunden und stellt diesen zeitgesteuert für einen entsprechenden Betriebszustand des Computersystems 1 erforderliche Versorgungsspannungen bereit. Zur Durchführung dieser und weiterer Aufgaben ist der Sequencing-Mikrocontroller 15 gegebenenfalls auch über weitere, in der 1 nicht dargestellte Steuerleitungen mit den verschiedenen Komponenten des Computersystems 1 verbunden, insbesondere dem Netzteil 2, dem ersten Teil 7 des Chipsatzes 6 und/oder dem Taster 4.
  • Wie nachfolgend im Detail beschrieben, ist der Sequencing-Mikrocontroller 15 insbesondere dazu eingerichtet, eine Benutzer Anforderung für einen sogenannten Power-Button-Override-Zyklus zu erkennen, das heißt, ein Betätigen des Tasters 4 für einen vorbestimmten Zeitraum von beispielsweise 3 s oder länger. Nach Erkennung eines derartigen Ereignisses erkennt der Sequencing-Mikrocontroller 15, dass der Benutzer ein zwingendes Abschalten des Computersystems wünscht, beispielsweise weil ein schwerwiegender Fehler in dem Computersystem 1 aufgetreten ist. Zum kontrollierten Zurücksetzen der Komponenten 7 bis 13 unterbricht der Sequencing-Mikrocontroller 15 in diesem Fall die Bereitstellung sowohl der Betriebsspannung Vcc als der auch Bereitschaftsspannung VAUX an die Komponenten 7 bis 13.
  • Anhand der 2 und 3 wird nachfolgend ein Verfahren 20 zum Zurücksetzen eines Computersystems, insbesondere des Computersystem 1 gemäß 1 beschrieben, das selbst beim Auftreten von schweren Ausnahmezuständen, wie beispielsweise dem Abstürzen eines Betriebssystems, durchführbar ist. Bei der Beschreibung wird davon ausgegangen, dass sich das Computersystem 1 zunächst in einem normalen, eingeschalteten Betriebszustand Z1, beispielsweise dem ACPI-Zustand S0, befindet und von diesem erzwungenermaßen in einen Bereitschaftszustand Z2, beispielsweise dem ACPI-Zustand S5, geschaltet werden soll. Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei dem Betriebszustand Z1 lediglich um die Beschreibung eines elektrischen Zustands handelt. Wie bereits eingangs dargestellt, kann sich das Computersystem 1 durchaus in einem Ausnahmezustand befinden, in dem eine korrekte Ausführung einer Anwendung oder eines Betriebssystems nicht mehr gewährleistet ist.
  • In dem Zustand Z1 wird mittels eines ersten Ereignisses E1 ein Abschalten des Computersystems 1 angefordert. Ein solches Ereignis E1 kann beispielsweise eine Softwareanforderung im normalen Betrieb des Computersystems 1 oder ein Betätigen des Tasters 4 durch einen Benutzer sein. Letzteres ist im Zustandsdiagramm 30 gemäß 3 dargestellt. In diesem Fall wird weiter unterschieden, ob der Taster 4 nur kurz betätigt oder über einen vorbestimmten, längeren Zeitraum gedrückt wird. Hierzu wechselt das Computersystem 1 beim Niederdrücken des Tasters 4 zunächst in einen Zwischenzustand Z3, der dem niedergedrückten Zustand des Tasters 4 entspricht. Beim Loslassen des Tasters 4 wechselt das Computersystem 1 normalerweise in den Zustand Z1 zurück oder, wenn der Taster 4 für einen Zeitraum von mehr als 3500 ms betätigt wurde, in einen weiteren Zustand Z4.
  • Bei einem Drücken des Tasters 4 für eine längere Zeit sorgt in der Regel der Chipsatz 6 für das Ausschalten. Diese Zeit ist programmierbar und beträgt mindestens 4 s oder länger. Der Sequencing-Mikrocontroller 15 wartet im Zustand Z4 wenn der Taster 4 länger als 3500ms gedrückt wurde auf das Ausschalten des Computers 1 durch den Chipsatz 6. Ein solches Abschalten wird auf Hardware-Ebene durch Aktivierung des sogenannten „Sleep“ Signals angezeigt. Wenn der Taster 4 doch nicht lange genug gedrückt wurde, um den Power-Button-Override-Zyklus im Chipsatz 6 auszulösen, also für einen Zeitraum länger als 3500 ms aber kürzer als der vorprogrammierte Zeitraum des Chipsatzes, wechselt das System vom Zustand Z4 zurück in den Zustand Z1.
  • Wenn der Taster 4 lange genug gedrückt wurde, um den Power-Button-Override-Zyklus zu erzwingen und der Chipsatz daraufhin das Sleep Signal aktiviert, wechselt das System vom Zustand Z4 in einen weiteren Zwischenzustand Z5, in dem ein entsprechender Wert in einem Statusregister des Sequencing-Mikrocontroller 15 gespeichert wird, der anzeigt, dass der Taster 4 länger als ein erster vorbestimmter Zeitraum gedrückt wurde, um ein erzwungenes Ausschalten des Computersystems zu erzwingen. Von diesem Zustand Z5 wechselt das Computersystem dann unmittelbar weiter in einen Abschaltzustand Z6, in dem der Sequencing-Mikrocontroller 15 die weiteren Maßnahmen zum Abschalten des Computersystems 1 bestimmt.
  • Alternativ, das heißt wenn der Taster 4 für eine Zeitspanne betätigt wurde, die kürzer als der erste vorbestimmten Zeitraum ist, kann das Betätigen des Tasters 4 im Zustand Z1 optional an eine Softwarekomponente weitergegeben werden, die dann, wie in der 3 dargestellt, das Steuersignal „Sleep“ erzeugt, um ebenfalls in den Abschaltzustand Z6 zu wechseln. Dieses „normale“ Ausschalten durch Software oder ein kurzes Drücken des Tasters 4 ist im Zustandsdiagramm 30 durch den Wechsel von Z1 nach Z6 dargestellt.
  • Die unterschiedlichen Zwischenzustände und zugehörigen Abfragen sind in dem Ablaufdiagramm gemäß 2 vereinfacht als Entscheidungsschritt S1 dargestellt, in dem überprüft wird, ob das Abschaltereignis E1 einer sogenannten Power-Button-Override-Anforderung entspricht oder einer normalen Abschaltanforderung. Handelt es sich um ein normales Abschalten, beispielsweise durch Auslösen einer Softwareanforderung innerhalb einer Benutzeroberfläche eines Betriebssystems oder kurzes Betätigen des Tasters 4, wird das Computersystem 1 softwaregesteuert heruntergefahren. Nachfolgend wird in einem Schritt S2 lediglich die Versorgungsspannung Vcc deaktiviert, beispielsweise um den Prozessor 9, den Speicher 10 und das Massenspeicherlaufwerk 13 von der Betriebsspannung zu trennen und somit die Energieaufnahme des Computersystems 1 signifikant zu reduzieren. Handelt es sich dagegen um ein erzwungenes Schalten des Computersystems 1 von dem Betriebszustand Z1 in den Bereitschaftszustand Z2, wird in einem Schritt S3 durch den Sequencing-Mikrocontroller 15 hardwaregesteuert sowohl die Bereitstellung der Versorgungsspannung Vcc als auch der Bereitschaftsspannung VAUX für sämtliche Systemkomponenten 7 bis 13 unterbrochen.
  • Die während dieser beiden Abschaltarten eingenommenen Zustände sind im Einzelnen in der 3 dargestellt. Bei einem normalen Abschaltvorgang wechselt das Computersystem 1 direkt von Zustand Z6 in den Zustand Z2, in dem nur ausgewählte Komponenten mit der Bereitschaftsspannung VAUX versorgt werden. Bei einer erzwungenen Abschaltung wechselt das Computersystem zunächst in den Zustand Z7, in dem die Versorgungsspannungen Vcc und VAUX aller vom Sequencing-Mikrocontroller 15 gesteuerten Systemkomponenten 7 bis 13 unterbrochen ist, und in dem Sequencing-Mikrocontroller 15 für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum verbleibt. Dies ist im Ablaufdiagramm gemäß 2 als Schritt S4 dargestellt. Beispielsweise wartet er einen Zeitraum von 1 s ab, sodass sämtliche Systemkomponenten 7 bis 13 der Systemplatine 3 sicher zurückgesetzt werden.
  • Nachfolgend wechselt das Computersystem 1 in einen Reset-Zustand Z8, in dem der Sequencing-Mikrocontroller 15 im Schritt S5 eine vorbestimmte Sequenz zum Neustart der Systemplatine 3 durchführt. Diese Sequenz entspricht dabei im Ausführungsbeispiel derselben Sequenz, die auch nach dem erstmaligen Verbinden des Computersystems 1 mit der primären Netzspannung VAC im Zustand Z9 durchlaufen wird. Beispielsweise werden zunächst der erste Teil 7 des Chipsatzes 6 sowie der Netzwerkcontroller 11 mit der Bereitschaftsspannung VAUX versorgt, sodass dieser eine nachfolgende Einschaltanforderung erkennen und verarbeiten können. Als Teil dieser Initialisierungssequenz kann eine Firmware auch von den einzelnen Systemkomponenten benötigte Konfigurationswerte, die beispielsweise in einem nichtflüchtigen Speicherbaustein abgelegt sind, laden und das Computersystem 1 somit in einen von der Firmware definierten Grundzustand zurückversetzen. Solche Konfigurationswerte, wie zum Beispiel Aufweckwerte, würden bei einem normalen Abschalten des Computersystems 1 nicht neu gesetzt, so dass sich das Computersystem 1 im Falle eines vorherigen Absturzes einer Systemsoftware gegebenenfalls in einem unbekannten Zustand befände.
  • Nach Durchlaufen dieser Initialisierungssequenz befindet sich das Computersystem somit in einem vorbestimmten Grundzustand Z2, insbesondere den ACPI-Zustand S5. Bei Erreichen dieses Zustands Z2 wird der eventuell vorher gesetzte Wert des Steuerregisters zum Anzeigen eines erzwungenen Abschaltens zurückgesetzt. Vom ausgeschalteten Zustand Z2 kann das Computersystem 1 mittels eines weiteren Ereignisses E2 wieder in den normalen Betriebszustand Z1 geschaltet werden. Beispielsweise kann in Reaktion auf ein erneutes Betätigen des Tasters 4 in einem Schritt S6 erneut die Betriebsspannung Vcc an alle Komponenten des Computersystems 1 bereitgestellt werden.
  • Das beschriebene Computersystem 1 sowie das Verfahren 20 weisen den Vorteil auf, dass sie ein sicheres Zurücksetzen des Computersystems 1 ohne zusätzliche Hardwareanforderungen ermöglichen. Insbesondere ist zum Ausführen des Betriebsverfahrens 20 gemäß 2 lediglich eine Neuprogrammierung eines nichtflüchtigen Speichers eines typischerweise ohnehin vorhandenen Sequencing-Mikrocontrollers 15 mit Programmcode zur Ausführung durch eine Recheneinheit des Mikrocontrollers 15 erforderlich. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige und gegebenenfalls nachträgliche Aufrüstung eines Computersystemen 1 mit der beschriebenen Funktion zum sicheren Zurücksetzen des Computersystems 1.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Computersystem
    2
    Netzteil
    3
    Systemplatine
    4
    Taster
    5
    Schaltung
    6
    Chipsatz
    7
    erster Teil (des Chipsatzes)
    8
    zweiter Teil (des Chipsatzes)
    9
    Prozessor
    10
    Speicherbaustein
    11
    Netzwerkcontroller
    12
    USB-Controller
    13
    Massenspeichercontroller
    14
    Massenspeicherlaufwerk
    15
    Sequencing-Mikrocontroller
    20
    Betriebsverfahren
    30
    Zustandsdiagramm
    E1 bis E2
    Ereignis
    S1 bis S6
    Schritt
    Z1 bis Z9
    Zustand
    VAC
    primäre Netzwechselspannung
    VAUX
    Bereitschaftsspannung
    Vcc
    Betriebsspannung

Claims (10)

  1. Computersystem (1), umfassend: - wenigstens ein Netzteil (2) zum Bereitstellen wenigstens einer sekundären Versorgungsspannung zum Erzeugen wenigstens einer Betriebsspannung (VCC) und einer Bereitschaftsspannung (VAUX); - wenigstens eine Systemplatine (3) mit einer Mehrzahl darauf angeordneter Systemkomponenten des Computersystems (1) ; - wenigstens einen auf der Systemplatine (3) angeordneten Chipsatz (6); - wenigstens einen auf der Systemplatine (3) angeordneten Sequencing-Mikrocontroller (15) zum zeitgesteuerten Bereitstellen der Betriebsspannung (VCC) und/oder der Bereitschaftsspannung (VAUX) an die Mehrzahl der Systemkomponenten; und - wenigstens einen Taster (4) zum Schalten des Computersystems (1) von einem Bereitschaftszustand (Z2) in einen Betriebszustand (Z1); wobei der Sequencing-Mikrocontroller (15) dazu eingerichtet ist, bei einem Halten des Tasters (4) für einen ersten vorbestimmten Zeitraum, der ein erzwungenes Schalten des Computersystems (1) von dem Betriebszustand (Z1) in den Bereitschaftszustand (Z2) anzeigt, und bei einer Aktivierung eines Steuersignals durch den Chipsatz (6) nach Ablauf des vorbestimmten Zeitraums und vor einem Loslassen des Tasters (4), wobei das Steuersignal ein Abschalten des Computersystems anzeigt, die Mehrzahl der Systemkomponenten für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum sowohl von der Betriebsspannung (VCC) als auch von der Bereitschaftsspannung (VAUX) zu trennen, sodass jede der Mehrzahl der Systemkomponenten zurückgesetzt wird.
  2. Computersystem (1) nach Anspruch 1, wobei der Sequencing-Mikrocontroller (15) dazu eingerichtet ist, bei Bereitstellung der wenigstens einen sekundären Versorgungsspannung durch das Netzteil (2) nach einer vorherigen Unterbrechung der wenigstens einen sekundären Versorgungsspannung wenigstens eine Untergruppe der Mehrzahl von Systemkomponenten in einer vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge mit der Bereitschaftsspannung (VAUX) zu versorgen, und des Weiteren dazu eingerichtet ist, die wenigstens eine Untergruppe der Mehrzahl der Systemkomponenten nach Ablauf des zweiten vorbestimmten Zeitraums in der vorbestimmten zeitlichen Reihenfolge mit der Bereitschaftsspannung (VAUX) zu versorgen, sodass das Computersystem (1) in einen vorbestimmten Grundzustand zurückversetzt wird.
  3. Computersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sequencing-Mikrocontroller (15) über wenigstens eine Steuerleitung mit dem Taster (4) verbunden und dazu eingerichtet ist, den Schaltzustand des Tasters (4) über die Steuerleitung zu überwachen und das Halten des Tasters (4) für den ersten vorbestimmten Zeitraum zu erkennen.
  4. Computersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil (7) des Chipsatzes (6) über wenigstens eine erste Steuerleitung mit dem Taster (4) und über wenigstens eine zweite Steuerleitung mit dem Sequencing-Mikrocontroller (15) verbunden und dazu eingerichtet ist, den Schaltzustand des Tasters (4) über die erste Steuerleitung zu überwachen, das Halten des Tasters (4) für den ersten vorbestimmten Zeitraum zu erkennen und das erzwungene Schalten des Computersystems (1) von dem Betriebszustand (Z1) in den Bereitschaftszustand (Z2) über die zweite Steuerleitung an den Sequencing-Mikrocontroller (15) zu signalisieren.
  5. Computersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Computersystem (1), insbesondere ein Teil (7, 8) des Chipsatzes (6) und/oder der Sequencing-Mikrocontroller (15), wenigstens ein Statusregister umfasst, wobei ein erster Wert in dem Statusregister gespeichert ist, wenn das Computersystem (1) über eine Software-Anforderung von dem Betriebszustand (Z1) in den Bereitschaftszustand (Z2) geschaltet wird, und ein zweiter Wert in dem Statusregister gespeichert wird, wenn das Computersystem (1) durch Halten des Tasters (4) für den ersten vorbestimmten Zeitraum erzwungenermaßen von dem Betriebszustand (Z1) in den Bereitschaftszustand (Z2) geschaltet werden soll.
  6. Computersystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sequencing-Mikrocontroller (15) dazu eingerichtet ist, die Bereitschaftsspannung (VAUX) wenigstens einer vorbestimmten Untergruppe der Mehrzahl von Systemkomponenten beim Übergang von dem Betriebszustand (Z1) in den Bereitschaftszustand (Z2) ohne Unterbrechung bereitzustellen, wenn der in dem Statusregister gespeicherte Wert anzeigt, dass das Computersystem (1) über eine Software-Anforderung von dem Betriebszustand (Z1) in den Bereitschaftszustand (Z2) geschaltet wurde.
  7. Computersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der Systemkomponenten wenigstens zwei der folgenden Komponenten umfasst: einen Prozessor (9); einen Speicherbaustein (10); den Chipsatz (6); einen Massenspeicher-Controller (13); einen USB-Controller (12); und/oder einen Netzwerkcontroller (11).
  8. Computersystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bereitschaftszustand (Z2) wenigstens eine der folgenden Systemkomponenten mit der Bereitschaftsspannung (VAUX) versorgt wird: wenigstens ein Teil (7, 8) des Chipsatzes (6), der USB-Controller (12); und/oder der Netzwerkcontroller (11).
  9. Betriebsverfahren (20) für einen Mikrocontroller (15) eines Computersystems (1) zum zeitgesteuerten Bereitstellen einer Bereitschaftsspannung (VAUX) an eine Mehrzahl von mit dem Mikrocontroller (15) verbundenen Systemkomponenten des Computersystems (1), umfassend die Schritte: - Überwachen eines Taster (4) des Computersystems auf eine Betätigung, und Wechseln in einen ersten Zustand (Z4), wenn der Taster für einen ersten vorbestimmten Zeitraum betätigt wurde, der ein erzwungenes Schalten des Computersystems (1) von einem Betriebszustand (Z1) in einen Bereitschaftszustand (Z2) anzeigt; - Warten in dem ersten Zustand (Z4) vor einem Loslassen des Tasters (4) auf ein Steuersignal von einem Chipsatz (6) des Computersystems (1), das ein Abschalten des Computersystems (1) anzeigt; - nach Erkennung des Steuersignals in dem ersten Zustand (Z4), Wechseln in einen Abschaltzustand (Z6) und Trennen der Mehrzahl der Systemkomponenten für einen zweiten vorbestimmten Zeitraum von der Bereitschaftsspannung (VAUX); und - nach Ablaufen des vorbestimmten zweiten Zeitraums, zeitgesteuertes Bereitstellen der Bereitschaftsspannung (VAUX) an wenigstens eine Untergruppe der Mehrzahl der Systemkomponenten, sodass das Computersystem (1) in einen vorbestimmten Grundzustand zurückversetzt wird.
  10. Computerprogrammprodukt umfassend Programmcode, wobei der Programmcode beim Ausführen durch eine Datenverarbeitungseinheit eines Mikrocontrollers (15) sämtliche Schritte des Betriebsverfahrens (20) nach Anspruch 9 ausführt.
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