DE19800187C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Einstecken und sofortigen Betreiben einer CPU - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstecken und sofortigen Betreiben einer CPU und ins­ besondere ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit denen ein Rechnersystem über Einstellungen einer Systemfirmware eine Arbeitsfrequenz und -spannung erzeugt, die denen der CPU entsprechen, um die CPU einzustecken und sofort zu betrei­ ben, gemäß Patentanspruch 1 und 5.

Die CPU-Hersteller auf der ganzen Welt, wie Intel, Cyrix, AMD etc., stellen CPUs mit speziellen Spezifikationen her, die von den Herstellern festgelegt werden. Da die CPUs un­ tereinander keine Standardspezifikation haben, sind die Ver­ fahren zum Erzeugen der Arbeitsfrequenzen der CPUs unterschiedlich. Das Verfahren zum Erzeugen der Arbeitsfrequenz einer Intel 200 besteht z. B. darin, 66,667 MHz mit 3 zu mul­ tiplizieren. Die Arbeitsfrequenz von Cyrix 200 erhält man durch Multiplizieren von 75 MHz mit 2. Sogar die Ar­ beitsspannungen aller von ein und demselben Hersteller her­ gestellten CPUs sind nicht gleich. Die Arbeitsspannung von Intel P54C beträgt z. B. 3,3 Volt, und die von P55X beträgt 2,8 Volt. Die Arbeitsspannung von Cyrix 6X86 beträgt 3,5 Volt, während die Arbeitsspannung von Cyrix 6X86L 2,8 Volt und die von Cyrix 6X86MX 2,9 Volt beträgt. Die Arbeitsspan­ nung der AMD K5 beträgt 3,3 Volt, während die Arbeitsspan­ nung der K6 2,9 Volt oder 3,2 Volt ist. Die Arbeitsspannung der AMD K6, welche in Zukunft erhältlich sein wird, ist 2 Volt. Da die Grundplatinen (Mother board)-Hersteller nicht wissen, welche Art von CPU ein Benutzer kauft, bevor der Be­ nutzer ihnen dies mitteilt, sollten die erhältlichen Grund­ platinen daher eine Funktion haben, mit der die CPU, welche von dem Benutzer gewählt wurde, regulierend angepaßt werden kann. Bei den allgemein bekannten Verfahren wird die Anpas­ sung der Arbeitsfrequenz durchgeführt, indem ein Mehrfre­ quenzkoeffizientensignal der CPU und ein Frequenzauswahlsig­ nal des Frequenzgenerators mit Hilfe von Drahtbrücken (Jumper) oder Schaltern verändert wird. Auf dieselbe Weise wird die Arbeitsspannung verändert, die an die CPU geliefert werden soll. Die Benutzer sind jedoch mit den Anpassungsver­ fahren nicht vertraut. Obwohl ein Benutzerhandbuch zur An­ leitung vorgesehen werden kann, ist es für den Benutzer nicht einfach, die Drahtbrücken oder Schalter einzustellen. Dieses Einstellen ist für den Benutzer schwierig und lästig. Wenn die Einstellung der Drahtbrücke oder des Schalters falsch ist, kann die CPU ausfallen, oder der optimale Ar­ beitszustand der CPU wird nicht eingestellt und erreicht.

Im Hinblick auf diese Nachteile haben verschiedene Grund­ platinenhersteller einige Verfahren zur Überwindung dieses Problems vorgeschlagen. Die taiwanesische Patentveröffentlichung Nr. 297872 offenbart z. B. ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schalten einer Arbeitsfrequenz einer Rech­ ner-Grundplatine. Die taiwanesische Patentveröffentlichung Nr. 304239 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Einstellen der Versorgungsspannung einer CPU auf einer Grundplatine. In der taiwanesischen Patentveröf­ fentlichung Nr. 297872 werden mit Hilfe von Einstellungen, die ähnlich denen der Grundplatine BIOS sind, der Mehrfre­ quenzkoeffizient der CPU und die externe Arbeitsfrequenz von dem Benutzer direkt auf dem Bildschirm eingestellt. Die Ar­ beitsfrequenz der CPUs der Intel 200-Reihe beträgt z. B. 200 MHz, die man erhält, indem eine Grundfrequenz von 66,667 MHz mit einem Mehrfrequenzkoeffizienten 3 multipliziert wird. Bei Anwendung der Lehre der taiwanesischen Patentveröffent­ lichung Nr. 297872 werden die Grundfrequenz und der Mehrfre­ quenzkoeffizient auf dem Bildschirm eingestellt, dann kann ein Rechnersystem über die Einstellungen automatisch die Arbeitsfrequenz erzeugen, die von der CPU benötigt wird. Die meisten Benutzer sind jedoch mit der Hardwarestruktur des Rechners nicht vertraut. Wenn der Benutzer den Rechner kauft, gibt er meistens das Modell an, z. B. Pentium PRO 200, das eingebaut werden soll. Der Benutzer kennt daher nur diese Zahl, und er kennt nicht die Grundfrequenz und den Mehrfrequenzkoeffizienten. Die Einstellungen sind lästig für den Benutzer. Der Benutzer wählt voraussichtlich irrtümlich die Grundfrequenz als die Arbeitsfrequenz. Wenn dies ge­ schieht, fährt das System mit einer niedrigen Geschwindig­ keit hoch, und wenn die CPU die falschen Einstellungen em­ pfängt, kann der Rechner voraussichtlich nicht normal ar­ beiten, oder die CPU fällt aus. Ferner sind die Einstellun­ gen der Arbeitsfrequenzen verschiedener CPUs unterschied­ lich, und auch die Arbeitsspannungen unterscheiden sich. Die erste taiwanesische Patentveröffentlichung sieht ein Verfah­ ren zum automatischen Einstellen der Arbeitsfrequenz vor, es ist jedoch kein Verfahren zum Verwendung unterschiedlicher CPU-Arbeitsfrequenzen vorgesehen. Die erfindungsgemäße Aufgabe, eine CPU einzustecken und sofort zu betreiben, kann mit der Lehre dieser Druckschrift nicht gelöst werden.

Bei der zweiten taiwanesischen Patentveröffentlichung ist an Stelle der Drahtbrücke auf der Grundplatine ein Schalter parallel geschaltet. Die Spannungspegel des Arbeitsspan­ nungspins VCC2-DET, der von der CPU definiert werden, reprä­ sentieren jeweils den verwendeten Bereich der Arbeitsspan­ nung. Der Pin steuert den Einschalt- oder Ausschaltzustand jedes Schalters, um die von der CPU benötigte Arbeitsspan­ nung automatisch einzustellen. Das Schalten und die Einstel­ lungen werden jedoch so gewählt, daß sie zwischen 3,3 Volt und 2,8 Volt variieren, und es können nicht die Anforderun­ gen aller Arten und Modelle von CPUs befriedigt werden. Bei der zweiten taiwanesischen Patentveröffentlichung werden die Einstellungen im Hinblick nur auf die Arbeitsspannung vor­ genommen, und die Arbeitsfrequenz der CPU wird nicht verän­ dert. Das Ziel, die CPU einzustecken und unmittelbar zu be­ treiben, wird somit vom Stand der Technik nicht erreicht.

Aus der EP 0 841 620 A1 ist ferner ein System zum Konfigurieren einer CPU bekannt, wobei eine CPU Betriebsfrequenz und eine CPU Betriebsspannung über ein BIOS-System von ei­ nem Benutzer eingegeben wird. Wenn der Computer hochfährt, besteht für den Benutzer die Möglichkeit, einen sogenannten "Hot Key" zudrücken, woraufhin er die Parameter, insbeson­ dere die Arbeitsspannung und -frequenz ändern kann. Ändert er diese Frequenz, fährt das System direkt mit der geänderten Arbeitsfrequenz und der geänderten Spannungsfrequenz hoch, wird der sogenannte "Hot Key" nicht gedrückt, fährt das System sofort mit der bereits eingestellten Arbeitsfrequenz und Arbeitsspannung hoch.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zum Einstecken und unmittelbaren Betreiben einer CPU mit Hilfe von Benutzereinstellungen der Arbeitsfrequenz und der Spannung der CPU über die System­ firmware des Rechners anzugeben. Das Rechnersystem speichert die Einstelldaten in einer Speichervorrichtung und setzt die CPU mit Hilfe einer Rücksetzvorrichtung zurück, um der Mehr­ frequenzsteuereinrichtung und dem Spannungswandler die Steuerung des Betriebs zu überlassen, um der CPU aufzugeben, die Arbeitsgeschwindigkeit durch ein neues Mehrfrequenzver­ hältnis zu bestimmen und die Arbeitsspannung der CPU ent­ sprechend der Marke und des Modells der CPU zu bestimmen. Diese Bestimmung wird nicht durch Umschalten eines Jumpers oder eines Schalters realisiert, damit eine CPU eingesteckt und sofort betrieben werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatische Erfassungsfunktion vorzusehen, die verhindern kann, daß die alte Arbeitsfrequenz und Arbeitsspannung die neue CPU zerstören, nachdem die alte CPU aus dem CPU-Sockel entfernt wurde und eine neue andere CPU in den CPU-Sockel eingefügt wurde. Der gemeinsame Erdungspin des CPU-Sockels ist mit einer Erfassungseinheit verbunden, die erfassen kann, ob die CPU aus dem Sockel entfernt wurde. Der Zustand der CPU (entfernt oder eingesetzt) wird in einer Zu­ standsspeichereinheit gespeichert. Wenn das Rechnersystem gestartet wird, wird der Zustand der CPU erfaßt, um zu er­ mitteln, ob die Zustandsdaten der alten Einstellung beibe­ halten wurden oder nicht. Falls sich der Zustand geändert hat, wenn das Rechnersystem gestartet wird, wird eine Warn­ nachricht für den Benutzer angezeigt. Der Benutzer kann dann die Zustandseinstellungen neu festlegen, um die Stabilität des Rechnersystems zu gewährleisten und zu verhindern, daß falsche Einstellungen die CPU zerstören.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überspannungsschutzeinrichtung vorzusehen, die verhindert, daß die hohe Spannung der Systemleistung direkt an die CPU angelegt wird, damit die CPU nicht ausfällt. Die Überspan­ nungsschutzschaltung steuert den Softschalter-Pin einer ATX- Leistungsversorgung, so daß dann, wenn auf dem Rechner die falsche Spannung erzeugt wird, der Softschalter den Rechner zwangsweise ausschaltet, um zu verhindern, daß die CPU auf­ grund der falschen hohen Spannung zerstört oder beschädigt wird.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung ge­ mäß Anspruch 5 gelöst, die Ansprüche 2 bis 4 betreffen besonders vorteilhafte Ausführungs­ formen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 1, die Ansprüche 6 bis 13 betref­ fen besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh­ rungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm des Spannungssteuerabschnitts der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Frequenzabschnitts der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 3 ein Blockdiagramm des Erfassungsabschnitts der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Blockdiagramm der Rücksetzeinheit der vorliegen­ den Erfindung;

Fig. 5 ein Blockdiagramm des Spannungswandlers der Fig. 2;

Fig. 6 ein Blockdiagramm der Überspannungsschutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 7 ein Gesamtblockdiagramm der vorliegenden Erfindung.

Um das Ziel des Einsteckens und sofortigen Betreibens der CPU zu erreichen, schlägt die vorliegende Erfindung die technische Lösung vor, die Einstellungen in der System­ firmware (BIOS) vorzunehmen, die von dem Benutzer abhängig von der Art der CPU gemacht werden. Die Einstellungen umfas­ sen zwei Abschnitte, d. h. den Arbeitsfrequenzabschnitt und den Arbeitsspannungsabschnitt, für jeweils eine bestimmte CPU. Um die erfindungsgemäße Einrichtung im einzelnen und gut verständlich zu erklären, ist das Gesamtblockdiagramm des Schaltkreises (Fig. 7) in einen Spannungsabschnitt (Fig. 1, 5 und 6) und einen Arbeitsfrequenzabschnitt (Fig. 2, 3 und 4) aufgeteilt.

Wie in den Fig. 1 und 7 gezeigt, werden die Leistungspins VCC2DET# und VCC2HL#, die von der CPU 10 definiert werden, zum Steuern der Spannung verwendet. Der Arbeitsspan­ nungsabschnitt umfaßt eine Speichereinrichtung (Speichervorrichtung) 11, eine An­ fangsspannungssteuereinrichtung 12 und einen Span­ nungswandler 13. Die Versorgungspins VCC2DET# und VCC2HL# sind mit der Anfangsspannungssteuereinrichtung 12 verbunden, um eine Anfangsspannung an den Spannungswandler 13 aus­ zugeben, so daß der Rechner hochfahren kann. Nachdem das Rechnersystem hochgefahren ist und mit der über die System­ firmware eingestellte Arbeitsspannung arbeitet, überträgt die Systemfirmware über einen Bus 14 die eingestellte Spannung an die Speichereinrichtung, um den von dem Benutzer eingestellten Zustand zu speichern. Nach dem Zurücksetzen der CPU 10 ändert der Spannungswandler 13 die Anfangsspan­ nung auf die Arbeitsspannung, die von der CPU 10 benötigt wird, abhängig von der eingestellten Spannung.

Wie in Fig. 5 gezeigt, ist die von der CPU 10 benötigte Ar­ beitsspannung in V_CORE und V_IO aufgeteilt. V_CORE ist die Ar­ beitsspannung, die von der CPU 10 während des Betriebs benö­ tigt wird. V_IO ist die Spannung, die zum Steuern von Peri­ pheriegeräten verwendet wird. Die Spannungen V_CORE und V_IO werden auf der Grundlage der Art der CPU bestimmt. Der Span­ nungswandler 13 umfaßt einen V_CORE-Spannungswandler 131 und einen V_IO-Spannungswandler 132 zum Verändern der Einstell­ spannung auf eine entsprechende Arbeitsspannung, die von der CPU 10 benötigt wird. Nach Maßgabe der Information, die von den CPU-Herstellern angegeben wird, können V_CORE und V_IO wie folgt zusammengefaßt werden:

• 1. Für P54C, 6X86 und K5 sind die Spannungen V_CORE und V_IO innerhalb der CPU miteinander verbunden und gleich.
• 2. Für P54CTB ist der Pegel von V_CORE gleich dem von V_IO. Innerhalb der CPU 10 ist V_CORE jedoch nicht mit V_IO ver­ bunden.
• 3. Für P55C, K6, 6X86MX und 6X86L ist der Pegel von V_CORE nicht gleich dem von V_IO.

In dem Falle, daß der Grundplatinenhersteller die Art der CPU nicht kennt, die auf die von dem Benutzer gewählte Grundplatine montiert wird, sollte die Grundplatine die An­ forderung aller Arten von CPUs 10 erfüllen, um die erfin­ dungsgemäße Aufgabe des Einsteckens und sofortigen Betrei­ bens der CPU zu lösen. Bei der vorliegenden Erfindung liegt zwischen dem V_CORE-Spannungswandler 131 und dem V_IO-Spannungswandler 132 eine V_IO-Steuereinheit 133, die von dem Versorgungspin VCC2DET# gesteuert wird, der von der CPU 10 definiert wird, um eine Schaltfunktion zu erzeugen, die ähn­ lich einem Ein-Ausschalter ist. Wenn das Ausgangssignal bei VCC2DET# hoch ist, wird dadurch angezeigt, daß V_CORE gleich V_IO ist. Wenn das Ausgangssignal bei VCC2DET# niedrig ist, ist V_CORE nicht gleich V_IO, um die Anforderungen aller Arten von CPUs mit unterschiedlichen Spannungspegeln erfüllen zu können.

Wie in Fig. 6 gezeigt, liegt eine Überspannungsschutzein­ richtung 134 zwischen dem V_CORE-Spannungswandler 131 und der CPU 10, um zu verhindern, daß die hohe Spannung der Lei­ stungsversorgung des Systems direkt an die CPU 10 angelegt wird, weil z. B. der Spannungswandler 13 ausfällt, wodurch die CPU 10 zerstört werden kann. Das Ausgangssignal der Überspannungsschutzeinrichtung 134 und das Ausgangssignal des V_IO-Spannungswandlers 132 sind jeweils mit der CPU 10 verbunden, um die CPU 10 mit Leistung zu versorgen. Die Überspannungsschutzeinrichtung 134 hat ein Steuersignal, das mit dem Softschalterpin PS-ON des ATX-Leistungsversorgungs­ anschlusses 135 verbunden ist. Wenn der Pegel an dem Soft­ schalterpin PS-ON hoch ist, schaltet die ATX-Leistungsver­ sorgung das Rechnersystem zwangsweise aus. Durch die oben beschriebene Charakteristik wird der Pegel des Ausgangssig­ nals der Überspannungsschutzeinrichtung 134 niedrig gehal­ ten, wenn die Ausgangsspannung des V_CORE-Spannungswandlers 131 normal ist. Wenn der V_CORE-Spannungswandler 131 aus­ fällt, so daß eine hohe Spannung zugeführt wird, gibt die Überspannungsschutzeinrichtung 134 ein Signal mit hohem Pegel an den Softschalterpin PS-ON aus, um die ATX-Lei­ stungsversorgung abzuschalten, um den Rechner zwangsweise abzuschalten, damit die eingehende hohe Spannung die CPU 10 nicht zerstört.

Wie in den Fig. 2 und 7 gezeigt, bestehen die technischen Mittel zum Verändern der Arbeitsfrequenz der CPU 10 der vor­ liegenden Erfindung nicht in einer Änderung der Frequenz der CPU 10 oder einer Änderung des Mehrfrequenzverhältnisses. Die Arbeitsfrequenz wird mit Hilfe eines Frequenzgenerators 20 mit einer seriellen Busschnittstelle verändert (in dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein I²C- Bus verwendet), wobei eine Übertragung über die serielle Busschnittstelle erfolgt, ohne daß ein externer Steuerpin verwendet wird, so daß ein Frequenzerzeuger (Frequenzgenerator) 20 verschiedene Arbeitsfrequenzen erzeugen kann, um wahlweise das Ausgangs­ signal des Frequenzausgangspin zu steuern. Wenn der Rechner hochfährt, wird die Frequenzeinstellung durch die System­ firmware über einen Bus 21 an die Mehrfrequenzsteuereinrich­ tung 22 übertragen. Der Ausgang der Mehrfrequenzsteuerein­ richtung 22 hat eine sehr hohe Ausgangsimpedanz, so daß die Steuereinrichtung 22 das Mehrfrequenzverhältnis in der CPU 10 nicht beeinflußt. Die von dem Frequenzerzeuger 20 er­ zeugte Frequenz wird in eine phasenstarre Schleife (PLL) eingegeben, die in die CPU 10 eingebaut ist. Die Arbeitsfre­ quenz der CPU, die niedrig ist, wird von der Frequenz in Verbindung mit dem eingebauten Mehrfrequenzverhältnis der CPU 10 aufgebaut, um den Rechner für den Anfahrbetrieb aus­ zulegen. Wenn der Benutzer die Arbeitsgeschwindigkeit der CPU 10 über die Systemfirmware einstellt, speichert die Sys­ temfirmware die eingestellten Daten in der Mehrfre­ quenzsteuereinrichtung 22. Wenn die CPU 10 erneut zurück­ gesetzt wird, übernimmt die Mehrfrequenzsteuereinrichtung 22 die Steuerung des Wertes des Mehrfrequenzverhältnisses der CPU 10 und gibt ein CPU-Mehrfrequenzsteuersignal an die CPU 10 aus. Die von dem Frequenzerzeuger 20 erzeugte CPU-Fre­ quenz verleiht der CPU die Arbeitsgeschwindigkeit, die von dem Benutzer in der phasenstarren Schleife innerhalb der CPU 10 eingestellt wurde. Die CPU 10 arbeitet dann mit der Ar­ beitsgeschwindigkeit, die abhängig von der gewünschten Ar­ beitsgeschwindigkeit der CPU verändert wurde und der Ar­ beitsfrequenz entspricht. Die vom Benutzer eingestellte Geschwindigkeit ist z. B. die Arbeitsgeschwindigkeit von Intel 200, wobei in diesem Fall die Mehrfrequenzsteuereinrichtung 22 das eingebaute Mehrfrequenzverhältnis auf 3 verändert, und die im Frequenzerzeuger 20 erzeugte Frequenz von 66,667 MHz wird ebenfalls neu eingestellt, um eine Arbeitsfrequenz von 200 MHz in der phasenstarren Schleife zu erhalten (3 × 66,667 MHz = 200 MHz).

Fig. 4 betrifft eine Rücksetzeinheit der vorliegenden Erfin­ dung. Nachdem der Benutzer die Systemfirmware eingestellt hat und die eingestellte Arbeitsfrequenz erzeugt wurde, sen­ det die CPU 10 diese Arbeitsfrequenz über einen Bus an den Systemchip 23. Der Systemchip 23 enthält einen Decoder und speichert die Arbeitsfrequenz. Der Decoder decodiert die Adressen, welche die Arbeitsfrequenz speichern, um ein Trig­ gersignal 24 zu erzeugen, das über einen I/O-Port (Eingangs- Ausgangs-Kanal) an eine Rücksetzeinheit-Betätigungseinrich­ tung 25 übertragen wird, welche die Rücksetzeinheit 26 in dem Systemchip 23 aktiviert, um ein Rücksetzsignal 27 zu erzeugen, das an die CPU 10 übertragen wird. Wenn die CPU 10 das Rücksetzsignal 27 empfängt, wird die Frequenz für die niedrige Geschwindigkeit, welche ursprünglich zum Hochfahren verwendet wird, in die Arbeitsfrequenz umgesetzt, die von dem Benutzer eingestellt wurde. Dem folgt die Umsetzung in die Arbeitsfrequenz.

Wenn der Benutzer die Arbeitsfrequenz und -spannung auf der Systemfirmware einstellt, beginnt der Rechner, gestützt auf die Einstellung zu rechnen. Mit anderen Worten, wenn der Benutzer diese Größen in der Systemfirmware nicht neu ein­ stellt, werden die Einstellungen in der Systemfirmware nicht verändert. In einigen speziellen Fällen, wie dem Abbau (Dis­ manteling), der Veränderung der Art der CPU oder der Aufrü­ stung der CPU 10, erkennt das Rechnersystem nicht, daß die CPU durch eine neue ersetzt wurde. Wenn der Benutzer die Einstellungsdaten nicht neu einstellt, werden die Arbeitsfrequenz und -spannung der CPU 10 durch die alten Einstel­ lungen bestimmt. Es kann dann sein, daß der Rechner nicht hochfahren kann, weil die Frequenzeinstellung zu hoch ist, oder die CPU 10 fällt aus, wenn die Arbeitsspannung zu hoch ist. Um zu verhindern, daß die alte Arbeitsfrequenz und Arbeitsspannung die neue CPU 10 zerstört, nachdem die alte CPU aus dem CPU-Sockel 30 entfernt und eine neue andere CPU 10 in den CPU-Sockel 30 eingefügt wurde, sieht die vor­ liegende Erfindung eine Erfassungseinrichtung vor, die eine Erfassungseinheit 32 und einen Sensor aufweist. Der Sensor umfaßt einen Pin 31 der gemeinsamen Erdungspins des CPU- Sockels 30, der isoliert und mit einer Erfassungseinheit 32 verbunden ist, sowie einen Widerstand 33, der mit einer Leistungsversorgung VCC verbunden ist. Wenn die alte CPU 10 in dem CPU-Sockel 30 steckt, ist die Stelle des Pins 31 ge­ erdet, weil der Pin 31 und alle anderen gemeinsamen Er­ dungspins geerdet sind. Wenn die alte CPU 10 aus dem Sockel 30 entfernt wird, erhöht sich der Spannungspegel des Pins 31 des Sockels 30 von der Erdungsspannung auf die Spannung VCC (Leistungsversorgung), so daß die Erfassungseinheit 32 den Zustand (entfernt oder eingesetzt) der CPU erfassen kann, um zu ermitteln, ob die CPU 10 aus dem Sockel 30 entfernt wurde oder in dem Sockel 30 steckt. Wenn die Erfassungseinheit 32 den Zustand erfaßt hat, wird der Zustand in einer Zustandsspeichereinheit 34 gespeichert und über ein I/O-Port 35 an die Systemfirmware gesandt. Wenn das Rechnersystem hochgefahren wird, wird der Zustand erfaßt, um zu ermitteln, ob die früheren Zu­ standsdaten verworfen werden sollten oder nicht. Falls sich der Zustand geändert hat, wenn das Rechnersystem hochgefah­ ren wird, wird für den Benutzer eine Warnungsnachricht an­ gezeigt. Der Benutzer kann dann die Zustandseinstellungen neu einstellen, um die Stabilität des Rechnersystems sicher­ zustellen und um zu verhindern, daß falsche Einstellungen die CPU 10 zerstören. Der Sensor kann ferner eine Zu­ standsspeichereinheit 34 aufweisen.

Zusammengefaßt sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstecken und sofortigen Betreiben oder Spielen einer CPU vor. Nachdem die CPU von dem Benutzer auf der Grundplatine (Mother Board) montiert wurde, werden die Arbeitsfrequenz und die Arbeitsspannung der CPU direkt in der Systemfirmware eingestellt, ohne Einstellungen mit­ tels Drahtbrücken, damit eine CPU eingesteckt und sofort betrieben werden kann. Die Vorrichtung der vorliegenden Er­ findung sieht auch eine Überspannungsschutzeinrichtung für die Leistungsversorgung vor, und sie sieht eine Schutzein­ richtung zum Aktualisieren der Einstelldaten vor, nachdem die CPU aus dem CPU-Sockel entfernt wurde. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können die Stabi­ lität des Rechnersystems während einer Änderung der Ar­ beitsfrequenz gewährleisten, und sie können eine geeignete Arbeitsspannung abhängig von der Art der CPU vorsehen.

Claims (13)

1. Verfahren zum Einstecken und sofortigen Betreiben einer CPU, das folgende Schritte um­ faßt:

• - Einstellen einer Arbeitsfrequenz und einer Arbeitsspannung in einer Systemfirmware durch einen Benutzer in Abhängigkeit von der eingesetzten CPU (10),
• - Hochfahren des Systems mit einer Anfangsfrequenz und einer Anfangsspannung, wo­ bei sowohl die Anfangsfrequenz als auch die Anfangsspannung kleiner oder gleich ei­ ner minimalen möglichen Arbeitsfrequenz bzw. Arbeitsspannung sind, und
• - wobei die Anfangsspannung von einer Anfangsspannungssteuereinrichtung geregelt wird, die über mehrere Pins von der CPU (10) gesteuert wird,
• - Übertragung der Arbeitsspannung aus der Systemfirmware über einen Bus (14) an ei­ ne Speichereinrichtung und Speichern der Spannungseinstellung; und
• - Umwandeln der Anfangsspannung in die Arbeitsspannung mittels eines Spannungs­ wandlers (13),
• - Übertragen der Arbeitsfrequenz über einen Bus (21) an eine Mehrfrequenzsteuerein­ richtung (22) und Speichern in derselben,
• - Zurücksetzen der CPU (10) und Umwandeln der Anfangsfrequenz in die Arbeitsfre­ quenz mittels eines Frequenzgenerators (20) und der Mehrfrequenzsteuereinrichtung (22).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach dem Einstellen der Frequenz- und Spannungs­ einstellung in der Systemfirmware die CPU (10) mit einem eingebauten Mehrfrequenz­ verhältnis hochgefahren wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem abhängig von der Art und Frequenz der CPU, die in der Systemfirmware eingestellt sind, eine Grundfrequenz, welche den Einstellungen entspricht, erzeugt und an die CPU (10) übertragen wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Arbeitsfrequenz, wel­ che den Einstellungen entspricht, von einem Benutzer in der Systemfirmware eingestellt wird, nachdem die CPU (10) eine Grundfrequenz und das Mehrfrequenzverhältnis emp­ fangen hat, wobei nach dem Zurücksetzen die neue Frequenz die Arbeitsfrequenz ist, wel­ che für Rechenoperationen und das nächste Hochfahren verwendet wird.

5. Vorrichtung zum Einstecken und sofortigen Betreiben einer CPU, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die eine Arbeitsfre­ quenzeinheit und eine Arbeitsspannungseinheit sowie eine Vorrichtung zur Eingabe einer Arbeitsfrequenz und einer Arbeitsspannung in die Systemfirmware durch den Benutzer umfaßt und bei der die Arbeitsfrequenzeinheit folgende Elemente aufweist:

• - einen Frequenzgenerator (20) zum Erzeugen einer Frequenz zum Betreiben der CPU (10) mit einer seriellen Busschnittstelle zur Übertragung der von dem Benutzer vorge­ gebenen Arbeitsspannung,
• - einer Mehrfrequenzsteuereinrichtung (22) zur Erzeugung und zur Zwischenspeiche­ rung mehrerer Frequenzverhältnisse abhängig von den Einstellungen in der System­ firmware und zur Erzeugung einer Arbeitsfrequenz in Verbindung mit dem Frequenz­ generator (20); und
• - eine Rücksetzeinheit (26), welche ein Rücksetzsignal für die CPU (10) erzeugt, so daß eine Arbeitsfrequenz gemäß den von dem Benutzer vorgegebenen Einstellungen in der Systemfirmware erzeugt; und

bei der die Arbeitsspannungseinheit folgende Elemente aufweist:

• - eine Anfangsspannungssteuereinrichtung (12) zur Regelung einer Anfangsspannung, so daß beim Hochfahren der CPU (10) die CPU (10) mit der Anfangsspannung betrie­ ben wird,
• - eine Speichervorrichtung (11) zum Speichern der von dem Benutzer vorgegebenen Spannungseinstellung, die über einen Bus (14) an die Speichervorrichtung (11) über­ tragen wird; und
• - einen Spannungswandler (13) zum Ändern der Anfangsspannung auf die vom Benut­ zer vorgegebene Arbeitsspannung nach dem Zurücksetzen der CPU (10).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der die Rücksetzeinheit einen Systemchip (23) und eine Rücksetzeinheit-Betätigungseinrichtung (25) aufweist, wobei die CPU (10), nachdem die Einstellungen in der Systemfirmware vorgenommen sind und die Arbeitsfrequenz erzeugt ist, diese Arbeitsfrequenz über einen Bus an den Systemchip (23) überträgt, wobei der Sy­ stemchip (23) einen Decoder aufweist und die Arbeitsfrequenz speichert, der Decoder die Adresse decodiert, bei der die Arbeitsfrequenz gespeichert ist, um ein Triggersignal zu er­ zeugen, das über einen Eingabe-Ausgabe-Port zu der Rücksetzeinheit- Betätigungseinrichtung (25) übertragen wird, welche die Rücksetzeinheit in dem System­ chip (23) betätigt, um ein Rücksetzsignal auszugeben, das zu der CPU (10) übertragen wird, wobei dann, wenn die CPU (10) das Rücksetzsignal empfängt, die niedrige Fre­ quenz, welche ursprünglich zum Anfahren verwendet wird, in die Arbeitsfrequenz umge­ wandelt wird, die von dem Benutzer eingestellt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher der Spannungswandler einen V_CORE- Spannungswandler und einen V₁₀-Spannungswandler aufweist, die jeweils die Spannung V_CORE bzw. V₁₀ wandeln, die von der CPU benötigt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der zwischen dem V_CORE-Spannungswandler (131) und dem V_I0-Spannungswandler (132) eine V_I0-Steuereinheit (133) liegt, die von dem Lei­ stungspin der CPU (10) gesteuert wird, um eine Schaltfunktion zu erzeugen und um zu ermitteln, ob die Spannungen V_CORE und V_I0 in Wechselwirkung stehen, um alle Arten von CPUs mit unterschiedlichen Spannungspegeln ansteuern zu können.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei der die Arbeitsspannungseinheit ferner eine Überspannungsschutzeinrichtung (134) aufweist, um zu verhindern, daß die hohe Spannung der Systemleistungsversorgung direkt an die CPU (10) angelegt wird, wenn der Spannungswandler (13) gestört ist, und um dadurch zu verhindern, daß die CPU (10) zer­ stört wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Überspannungsschutzeinrichtung (134) zwi­ schen dem V_CORE-Spannungswandler (131)und der CPU (10) liegt, wobei die Überspan­ nungsschutzeinrichtung (134) ein Steuersignal aufweist, das mit einem Softschalter-Pin eines ATX-Leistungsversorgungsanschluß (135) verbunden wird, wenn der V_CORE- Spannungswandler (131) ausfällt, so daß beim Auftreten einer Hochspannung die Über­ spannungsschutzeinrichtung (134) ein Signal mit hohem Pegel an den Sofschalter-Pin ausgibt, um die ATX-Leistungsversorgung abzuschalten, um die CPU (10) abzuschalten.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10 mit einer Erfassungseinrichtung zum Er­ fassen, ob die CPU (10) entfernt oder in einen CPU-Sockel (30) eingesetzt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Erfassungseinrichtung einen Sensor umfaßt und bei der für den Sensor ein Pin der gemeinsamen Erdungspins des CPU-Sockels (30) ge­ trennt und mit einer Erfassungseinheit (32) und einem Widerstand verbunden wird, der mit einer VCC-Leistungsversorgung verbunden ist, wobei durch Erfassen des Span­ nungspegels des Pins der Zustand der CPU (10) ermittelt werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher der Sensor eine Zustandsspeicherein­ heit (34) umfaßt, die Erfassungseinheit (32) den Pegel einer der Pins erfaßt und den Zu­ stand des Pins an die Zustandsspeichereinheit (34) sendet, die Zustandsspeichereinheit (34) den Zustand speichert, wobei des Rechnersystem den Zustand über einen Eingabe- Ausgabe-Port erfassen kann, um zu ermitteln, ob die zuvor gespeicherten Einstelldaten verworfen werden sollen.