DE19882704C2

DE19882704C2 - Verfahren und Einrichtung für ein Stromversorgungsmanagement

Info

Publication number: DE19882704C2
Application number: DE19882704T
Authority: DE
Inventors: Gary Solomon
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-07-15
Publication date: 2003-10-16
Anticipated expiration: 2018-07-16
Also published as: AU8406498A; US5925134A; GB0007305D0; GB2345561B; DE19882704T1; WO1999017187A1; GB2345561A; HK1027185A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Energieversorgungs managementeinrichtung eines Busses in einem Computersystem, bei dem eine Ursprungseinrichtung des Busses und wenigstens eine Komponente mit dem Bus gekoppelt sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Einstellen eines Energieversorgungszustands eines Busses in einem Computersy stem mit einer mit dem Bus gekoppelten Ursprungseinrichtung des Busses und wenigstens einer mit dem Bus gekoppelten Kom ponente mit jeweils wenigstens einer der Komponente zugeord neten Funktion.

Das Energie- bzw. Stromversorgungsrnanagement bei gegen wärtigen Personalcomputer(PC)-Plattformen wird durch eine eine Kombination des Basis-Eingabe-Ausgabe-Systems(BIOS)- und System-Management-Modus(SMM)-Befehlscodes verwendende Hardware, die für jede Plattform einzigartig ist, und durch Gerätetreiber mit Energieeinsparmerkmalen durchgeführt.

Die BIOS- und SMM-Befehlscodelösung umfaßt typischer weise das Erfassen von Inaktivitäten bestimmter Ein gabe/Ausgabe(I/O)-Einrichtungen, wie beispielsweise einer Tastatur oder Maus, in einem Computersystem. Nachdem die be zeichneten I/O-Einrichtungen für eine vorgegebene Zeitdauer inaktiv gewesen sind, versetzt der BIOS- und SMM-Befehlscode das Computersystem in einen Schlafzustand, in dem das Compu tersystem bei geringer Leistung arbeitet, indem verschiedene I/O-Einrichtungen und Komponenten in dem Computersystem her untergeschaltet werden. Während die BIOS- und SMM-Strategie die PC-Plattform erfolgreich in die mobile Umgebung hinein gebracht hat, haften ihr in der Desktop-Umgebung, in der der PC mit zusätzlichen I/O-Einrichtungen verbunden werden kann, die nicht von dem BIOS- und SMM-Befehlscode erkannt werden, Nachteile an. I/O-Einrichtungen, die nicht erkannt werden und die nicht von dem BIOS- und SMM-Befehlscode überwacht werden, könnten ihnen zugeordnete Einrichtungen aufweisen, die heruntergeschaltet werden, oder könnten selbst herunter geschaltet werden, während man sich mitten in einer Opera tion befindet. Darüber hinaus könnte es sein, daß I/O-Ein richtungen, die nicht von dem BIOS- und SMM-Befehlscode er kannt werden, vollständig heruntergeschaltet werden, wenn sie ein spezielles Energiemanagement erfordern, wie bei spielsweise eine Hilfsenergie, um einen Abschnitt der I/O- Einrichtungen über die ganze Zeit aktiv zu halten.

Gerätetreiber mit Stromeinsparmerkmalen bieten darüber hinaus Stromversorgungsmanagementoptionen. Die Gerätetreiber überwachen ihre zugehörigen Einrichtungen hinsichtlich der Inaktivität und bringen diese Einrichtungen in einen Zustand geringen Energieverbrauchs, wenn die Einrichtungen inaktiv sind. Da jedoch die Gerätetreiber keine Kenntnis von den in dem System ablaufenden Anwendungen erlangen, verwalten sie die Einrichtungen konservativ, ohne den vollständigen Vor teil aus möglichen Energieeinsparungen zu ziehen.

Aus der Veröffentlichung EP 0 706 110 A2 sind ein System und ein Verfahren zum Freigeben und Sperren eines Periphe rietaktsignalgenerators bekannt, die ein Computersystem mit einem Peripheriebus offenbaren, an den mehrere Komponenten angekoppelt sind und der über eine Busschnittstellen- und Zuteilungsentscheidungseinheit ("Ursprungseinrichtung") mit einem lokalen Bus einer CPU gekoppelt ist. Die Busschnitt stellen- und Zuteilungsentscheidungseinheit enthält eine Taktsteuerschaltung, die ein Signal an eine Energieversor gungsmanagementeinheit liefert, wobei die Energieversor gungsmanagementeinheit in Abhängigkeit von dem Signal einen Taktgenerator ein- bzw. ausschaltet, der den Takt für den Peripheriebus und die peripheren Komponenten liefert. Die peripheren Komponenten können solche umfassen, die in der Lage sind, bei abgeschaltetem Takt ein Signal (CLKRUN) aus zugeben, mit dem sie ein Wiedereinschalten des Taktes anfor dem (= Taktlaufmerkmal). Die peripheren Komponenten enthal ten ein Register, das ein Bit speichert, welches anzeigt, ob die Komponente das Taktlaufmerkmal unterstützt, sowie ein weiteres Register, das ein Bit enthält, das anzeigt, ob das Taktlaufmerkmal in der aktuellen Konfiguration freigegeben ist. Durch Auswertung dieser Bits bestimmt die Taktsteuer schaltung in der Busschnittstellen- und Zuteilungsentschei dungseinheit, ob und wann der Energieversorgungsmanagement einheit gestattet wird, den Taktgenerator abzuschalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Energieversorgungsma nagement für einen Bus mit einer Ursprungseinrichtung und mehreren Komponenten zu schaffen, der eine aggressive Ener gieversorgungsmanagementstrategie zum Erhöhen der Energie einsparungen ermöglicht, ohne die Leistungsfähigkeit der Komponenten des Computersystems zu stören.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energie versorgungsmanagementeinrichtung mit den Merkmalen des An spruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die erfindungsgemäße Einrichtung bzw. das erfin dungsgemäße Verfahren schaffen die Grundlage dafür, daß das Energieversorgungsmanagement besser an den aktuellen Bedarf der Komponenten und Peripherieeinrichtungen angepaßt werden kann.

Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen der Erfin dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die vorliegende Erfindung wird beispielhaft anhand der Figuren der begleiten den Zeichnungen veranschaulicht, in welchen gleiche Bezugs zeichen auf ähnliche Elemente hinweisen und in welchen:

Fig. 1 eine Blockdarstellung eines Computersystems ist, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im plementiert;

Fig. 2 eine Blockdarstellung von Softwaremodulen ist, die ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im plementieren;

Fig. 3 eine Tabelle ist, die Energiemanagementzustände auflistet, die von einem Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung unterstützt werden;

Fig. 4 eine Blockdarstellung ist, die einen Standard- PCI-Konfigurationsraum veranschaulicht, der so konfiguriert ist, daß er die vorliegende Erfindung gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterstützt; und

Fig. 5 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren für ein Energiemanagement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Computer system als 100 gezeigt ist, bei welchem ein Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung implementiert werden kann. Das Computersystem 100 enthält einen Prozessor 101, der di gitale Datensignale verarbeitet. Der Prozessor 101 kann ein Mikroprozessor mit einem komplexen Befehlssatz eines Compu ters (CISC), ein Mikroprozessor mit einem reduzierten Be fehlssatz (RISC), ein Mikroprozessor mit einem sehr langen Befehlswort (VLIW), ein eine Kombination von Befehlssätzen implementierender Prozessor oder eine andere Prozessorein richtung sein. Fig. 1 zeigt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, die auf einem Einzel-Prozessor-Computersystem 100 implementiert ist. Jedoch ist es klar, daß die vorliegende Erfindung auch in einem Computersystem mit mehreren Prozes soren implementiert werden kann. Der Prozessor 101 ist mit einem CPU-Bus 110 gekoppelt, der Datensignale zwischen dem Prozessor 101 und anderen Komponenten in dem Computersystem 100 übermittelt.

Beispielsweise kann der Speicher 113 ein dynamisches Speicherbauelement mit wahlfreiem Zugriff (DRAM), ein stati sches Speicherbauelement mit wahlfreiem Zugriff (SRAM) oder eine andere Speichereinrichtung sein. Der Speicher 113 spei chert Informationen oder andere Zwischendatensignale, die von dem Prozessor 101 ausgeführt werden. Ein Cache-Speicher 102 hält sich innerhalb des Prozessors 101 auf und speichert Informationen oder andere Zwischendatensignale, die in dem Speicher 113 gespeichert sind. Der Cache 102 beschleunigt den Speicherzugriff durch den Prozessor 101, indem er einen Vorteil aus seiner Lokalität des Zugriffs zieht. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel des Computersystems 100 hält sich der Cache 102 außerhalb des Prozessors 101 auf.

Eine Brücke-Speicher-Steuereinrichtung 111 ist mit dem CPU-Bus 110 und dem Speicher 113 gekoppelt. Die Brücke-Spei cher-Steuereinrichtung 111 lenkt Datensignale zwischen dem Prozessor 101, dem Speicher 113 und den anderen Komponenten in dem Computersystem 100 und bildet eine Brücke für die Da tensignale aus diesen Komponenten zu einem ersten I/O-Bus 120. Aus der Perspektive des Prozessors 101 und eines in dem Prozessor 101 ablaufenden Betriebssystems ist die Brücke- Speicher-Steuereinrichtung 111 die Ursprungseinrichtung für den ersten I/O-Bus 120, da sie die erste stromab gelegene Brücke ist, die mit dem I/O-Bus 120 verbunden ist. Gemäß ei nem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält die Brücke-Speicher-Steuereinrichtung 111 einen Busregler 160, der so betrieben wird, daß er den ersten I/O-Bus 120 regelt. Der Busregler 160 kann ein Taktregler sein, der die Geschwindigkeit des ersten I/O-Busses 120 einstellt, ein Stromversorgungsregler, der die auf dem ersten I/O-Bus 120 verbrauchte Energie einstellt, oder ein anderer Regler, der andere Merkmale des ersten I/O-Busses 120 einstellt. Es ist klar, daß der Busregler sich außerhalb der Brücke-Speicher- Steuereinrichtung 111 aufhalten kann.

Der erste I/O-Bus 120 kann ein Einzelbus oder eine Kom bination mehrerer Busse sein. Beispielsweise kann der erste I/O-Bus 120 einen Peripheriekomponentenverbindungs-(PCI)- Bus, einen "Personal Computer Memory Card International As sociation" (PCMCIA)-Bus, einen NuBus oder andere Busse um fassen. Der erste I/O-Bus 120 schafft Kommunikationsverbin dungen zwischen den Komponenten in dem Computersystem 100. Eine Netzwerksteuereinrichtung 121 verbindet das Comput ersy stem 100 mit einem Netzwerk von Computern und unterstützt die Kommunikation unter den Maschinen. Eine Anzeigesteuer einrichtung 122 ist mit dem ersten I/O-Bus 120 gekoppelt. Die Anzeigesteuereinrichtung 122 gestattet die Kopplung ei ner Anzeigeeinrichtung mit dem Computersystem 100 und dient als Schnittstelle zwischen der Anzeigeeinrichtung und dem Computersystem 100. Die Anzeigesteuereinrichtung kann eine Karte eines monochromen Anzeigeadapters (MDA), eine Farbgra phikadapter(CGA)-Karte, eine erweiterte Graphikadapter(EGA)- Karte, eine erweiterte Graphikarray(XGA)-Karte oder eine an dere Anzeigesteuereinrichtung sein. Die Anzeigeeinrichtung kann ein Fernsehgerät, ein Computermonitor, eine Flachpaneel oder eine andere Anzeigeeinrichtung sein. Die Anzeigeein richtung empfängt Datensignale aus dem Prozessor 101 über die Anzeigesteuereinrichtung 122 und zeigt die Informationen und Datensignale dem Benutzer des Computersystems 100 an.

Ein zweiter I/O-Bus 130 kann ein einzelner Bus oder eine Kombination mehrerer Busse sein. Beispielsweise kann der zweite I/O-Bus 130 ein PCI-Bus, ein PCMCIA-Bus, ein NuBus oder ein anderer Bus sein. Der zweite I/O-Bus 130 schafft Kommunikationsverbindungen zwischen den Komponenten in dem Computersystem 100. Eine Tastaturschnittstelle 132 kann eine Tastatursteuereinrichtung oder eine andere Tastaturschnitt stelle sein. Die Tastaturschnittstelle 132 kann eine spezi elle Einrichtung sein oder sie kann sich in einer anderen Einrichtung aufhalten, wie beispielsweise einer Bussteuer einrichtung oder einer anderen Steuereinrichtung. Die Tasta turschnittstelle 132 gestattet eine Kopplung einer Tastatur mit dem Computersystem 100 und übermittelt Datensignale aus einer Tastatur zu dem Computersystem 100. Eine Datenspei chereinrichtung 131 kann ein Festplattenlaufwerk, ein Dis kettenlaufwerk, eine CD-ROM-Einrichtung, eine Flash-Spei chereinrichtung oder eine andere Massenspeichereinrichtung sein. Ein Audio-Controller 131 wird betrieben, um die Auf zeichnung und Wiedergabe von Klängen zu koordinieren und ist ebenfalls mit dem I/O-Bus 130 gekoppelt.

Eine Busbrücke 123 koppelt den ersten I/O-Bus 120 mit dem zweiten I/O-Bus 130. Die Busbrücke 123 wird so betrie ben, daß sie für die zwischen dem ersten I/O-Bus 120 und dem zweiten I/O-Bus 130 übertragenen Signale einen Puffer und eine Brücke bildet. Aus der Perspektive des Prozessors 101 und eines in dem Prozessor 101 ablaufenden Betriebssystems ist die Brücken-Speicher-Steuereinrichtung 123 die Ur sprungseinrichtung für den zweiten I/O-Bus 130, da sie die erste stromab gelegene Brücke ist, die mit dem zweiten I/O- Bus 130 verbunden ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfaßt die Busbrücke 123 einen Bus regler 163, der so betrieben wird, daß er den zweiten I/O- Bus 130 regelt. Der Busregler 163 kann ein Taktregler sein, der die Geschwindigkeit des zweiten I/O-Bussses 130 ein stellt, ein Energieversorgungsregler, der die Energieversor gung für den zweiten I/O-Bus 130 regelt, oder ein anderer Regler, der andere Merkmale des zweiten I/O-Busses 130 ein stellt. Es ist klar, daß der Busregler 163 sich außerhalb der Busbrücke 123 aufhalten kann. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind sowohl der erste I/O-Bus als auch der zweite I/O-Bus PCI-Busse.

Die Brücken-Speicher-Steuereinrichtung 111, die Netzwerksteuereinrichtung 121, die Anzeigesteuereinrichtung 122, die Busbrücke 123, die Datenspeichereinrichtung 131, die Tastaturschnittstelle 132 und der Audio-Controller 130 sind Computersystemkomponenten, die einen Speicherraum 150- 156 umschließen. In Fig. 1 sind die Speicherräume 150-156 so gezeigt, daß sie in ihren zugehörigen Computersystemkom ponenten enthalten sind. Es ist klar, daß sich Speicherräume 150-156 außerhalb der zugehörigen Computersystemkomponenten aufhalten können. Der Speicherraum in den Computersystemkom ponenten wird so betrieben, daß er einen Wert speichert, der einen Stromversorgungsmanagementzustand der Computersystem komponenten anzeigt. Die Speicherräume 150-156 können von beliebiger Größe sein und können verwendet werden, um zu sätzliche Informationen, wie beispielsweise Stromversor gungsmanagementfähigkeiten und Einstellungen der Computersy stemkomponente, zu speichern. Es ist klar, daß das Computer system 100 eine beliebige Anzahl von I/O-Bussen enthalten kann und daß jeder der I/O-Busse eine beliebige Anzahl be kannter Computersystemkomponenten aufweisen kann und daß je de der Computersystemkomponenten so konfiguriert sein kann, daß sie ihren eigenen Speicherraum aufweist, um einen Wert zu speichern, der einen Energiemanagementzustand der Compu tersystemkomponente anzeigt. Jede der Computersystemkompo nenten enthält wenigstens eine Funktion, die als spezielle Aufgabe, welche die Komponente durchführt, definiert ist. Es ist auch klar, daß eine Computersystemkomponente mehrere Funktionen beherbergen kann. In einer Situation, in der eine Computersystemkomponente mehr als eine Funktion erfüllt, kann die Computersystemkomponente so konfiguriert sein, daß jede der Funktionen ihren eigenen Speicherraum aufweist.

Fig. 2 ist eine Blockdarstellung, die Softwaremodule 210, 220, 230, 240-242 veranschaulicht, die ein Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung implementieren. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Energiemanagement von dem Computersystem 100 (das in Fig. 1 gezeigt ist) in Abhängig keit davon ausgeführt, daß der (in Fig. 1 gezeigte) Prozes sor 101 Sequenzen von Befehlen ausführt, die in dem (in Fig. 1 gezeigten) Speicher 113 enthalten sind und durch die Softwaremodule 210, 220, 230, 240, 241, 242 dargestellt sind. Derartige Befehle können aus anderen computerlesbaren Medien, wie beispielsweise der (in Fig. 1 gezeigten) Daten speichereinrichtung 131 oder aus einem mit dem Netzwerk ver bundenen Computer über die Netzwerksteuereinrichtung 111 in den Speicher 113 gelesen werden. Die Ausführung der in dem Speicher 113 enthaltenen Sequenzen von Befehlen veranlaßt den Prozessor, das Energiemanagement zu unterstützen, wie im folgenden beschrieben wird. Bei alternativen Ausführungsbei spielen kann an Stelle oder in Kombination mit Softwarebe fehlen eine fest verdrahtete Schaltung verwendet werden, um die vorliegende Erfindung zu implementieren. So ist die vor liegende Erfindung nicht auf eine spezielle Kombination von Hardwareschaltungen und Software eingeschränkt.

Block 210 repräsentiert ein Betriebssystem des Computer systems 100. Das Betriebssystem 210 verwaltet die Ressourcen des Computersystems 100, was die Einplanung und Zuweisung von Hardwareressourcen und Softwareressourcen einschließt. Das Betriebssystem 210 enthält Informationen, die Funktionen in dem Computersystem 100 und die Aktivitäten und erwarteten Aktivitäten betreffen. Eine erwartete Aktivität einer Funk tion ist eine zukünftige Aktivität, an der die Funktion un ter Berücksichtigung der vorliegenden Anwendungen, die in dem Computersystem ablaufen, teilhaben muß.

Block 220 repräsentiert einen Stromversorgungsmanage ment-Vorgehensweise-Manager (PMPM - Power Management Policy Manager), der sich in dem Betriebssystem 210 aufhält. Der Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220 ver wendet die die Funktionen in dem Computersystem 100 und die Aktivitäten und erwarteten Aktivitäten der Funktionen be treffenden Informationen, um eine Strategie zum Einsparen von Energie in dem Computersystem 100 zu implementieren. Der Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220 defi niert einen Satz von Stromversorgungsmanagementzuständen, die das Computersystem 100 unterstützt. Der Stromversor gungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220 weist jeder der Funktionen in dem Computersystem 100 einen Stromversorgungs managementzustand zu. Der Satz von Stromversorgungsmanage mentzuständen, der von dem Stromversorgungsmanagement-Vorge hensweise-Manager 220 unterstützt wird, kann wenige, bis hinab zu zwei Zuständen, wie beispielsweise einen aktiven Zustand und einen inaktiven Zustand, umfassen. Der aktive Zustand kann definiert sein als ein Zustand, bei dem die Funktion vollständig betriebsbereit ist und die volle Strom versorgung geliefert wird, um die Funktion zu unterstützen. Der inaktive Zustand kann als derjenige Zustand definiert sein, bei dem die Funktion nur teilweise betriebsbereit ist. Um Energie in dem inaktiven Zustand einzusparen, kann der I/O-Busverkehr, der von der Funktion erzeugt oder zu der Funktion gesendet wird, angehalten werden, der Taktgeber zu der Funktion heruntergeregelt werden oder die an die Funkti on angelegte Stromversorgung reduziert werden. Es ist klar, daß der Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220 gemäß der vorliegenden Erfindung eine beliebige Anzahl von Stromversorgungsmanagementzuständen unterstützen kann, die beliebige bekannte Arten von Zuständen für die Funktio nen in dem Computersystem 100 definieren.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung weist der Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise-Ma nager 220 einer Nicht-Ursprungseinrichtung-Funktion auf der Grundlage der Aktivitäten und der erwarteten Aktivitäten der Funktion einen Stromversorgungsmanagementzustand zu. Bei spielsweise kann der Stromversorgungsmanagement-Vorgehens weise-Manager 220 Anwendungen überwachen, die offen sind, und die Funktionen bestimmen, die aktiv sein müssen, um die Anwendungen zu unterstützen. Der Stromversorgungsmanagement- Vorgehensweise-Manager 220 kann darüber hinaus eine Zeit dauer bestimmen, in der eine Funktion in der Lage sein muß, aufzuwachen oder in einen anderen Zustand überzugehen, und auf der Grundlage der Zeitdauer einen Stromversorgungsmana gementzustand zu weisen.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung weist der Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise-Ma nager 220 einen Stromversorgungsmanagementzustand einer Ur sprungseinrichtungsfunktion auf der Grundlage der Stromver sorgungsmanagementzustände von Funktionen zu, die mit seinem stromab gelegenen Bus verbunden, sind. Da eine Ursprungsein richtung so programmierbar ist, daß sie ihren zugehörigen I/O-Bus regelt, kann der Stromversorgungsmanagement-Vorge hensweise-Manager 220 einen I/O-Bus regeln, indem er dessen Ursprungseinrichtung regelt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der einer Ursprungseinrichtungsfunktion zugewiesene Stromversorgungsmanagementzustand einer, der so aktiv ist, wie der aktivste Stromversorgungsmanagementzustand, der ei ner stromab von ihm mit dem I/O-Bus verbundenen Funktion zu gewiesen ist. Diese Vorgehensweise gestattet, daß der der Ursprungseinrichtung entsprechende I/O-Bus in einen Strom versorgungsmanagementzustand versetzt wird, der die Aktivi täten der aktivsten mit ihm verbundenen Funktion unter stützt. Gemäß der vorliegenden Erfindung setzt und bestimmt der Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220 explizit die Stromversorgungsmanagementzustände eines I/O- Busses auf der Grundlage der Ursprungseinrichtung des I/O- Busses. I/O-Busse sind typischerweise für Software transpa rent, da nur die I/O-Einrichtungen und -Funktionen, die mit dem I/O-Bus verbunden sind, von der Software verzeichnet werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es dem Strom versorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220, präzise Informationen bezüglich des Stromversorgungsmanagementzu stands eines gegebenen I/O-Busses abzuleiten sowie den Stromversorgungsmanagementzustand des I/O-Busses zu ändern.

Die Blöcke 240-242 repräsentieren Gerätetreiber. Jede I/O-Einrichtung in dem Computersystem 100 weist einen zuge hörigen Gerätetreiber auf. Ein Gerätetreiber arbeitet so, daß er es dem Betriebssystem 210 ermöglicht, mit seiner zu gehörigen I/O-Einrichtung zu kommunizieren. Nachdem der Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220 ent schieden hat, den Stromversorgungsmanagementzustand einer Funktion zu ändern, informiert er den zugehörigen Geräte treiber über den Stromversorgungsmanagementzustand, der für dessen Funktion angezielt wird. Der Gerätetreiber antwortet, indem er die Funktion für den angezielten Stromversorgungs managementzustand vorbereitet. Beispielsweise dann, wenn für eine Funktion ein Stromversorgungsmanagementzustand ange zielt wird, bei dem die Stromversorgung für die Funktion re duziert werden soll, kann der Gerätetreiber relevante Daten in der Funktion sichern, so daß die Daten nicht verlorenge hen. Wenn für eine Funktion ein Stromversorgungsmanagement zustand angezielt wird, bei dem sie aus einem inaktiven Zu stand aufgeweckt werden soll, kann der Gerätetreiber rele vante Daten wiedergewinnen (lesen), die gesichert wurden und zu der Funktion gehören, und die Daten in der Funktion wie derherstellen, so daß die Funktion beim Aufwecken vollstän dig betriebsfähig ist. Es ist klar, daß der Gerätetreiber so konfiguriert werden kann, daß er andere Aufgaben für die Funktion durchführen kann, um sie für den Übergang in einen nächsten Stromversorgungsmanagementzustand vorzubereiten. Nachdem der Gerätetreiber die Aufgaben zum Vorbereiten der Funktion für den angezielten Stromversorgungsmanagementzu stand abgeschlossen hat, regelt der Gerätetreiber die Funk tion in die von dem Stromversorgungsmanagementzustand gefor derten Zustände. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung kann dies erfordern, daß irgendwelcher Ver kehr auf dem mit der I/O-Einrichtung verbundenen I/O-Bus nicht akzeptiert oder erzeugt wird, daß der Taktgeber für die Funktion geregelt wird oder daß die Stromversorgung für die Funktion geregelt wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der die Funktion die Funkti on einer Ursprungseinrichtung ist, die einen I/O-Bus verwal tet, kann dies zusätzlich erfordern, daß ein Busregler auf der Ursprungseinrichtung angewiesen wird, den I/O-Bus in ei nen zweiten Stromversorgungsmanagementzustand, der dem I/O- Bus entspricht, zu regeln.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung, umfaßt der Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise- Manager 220 einen Klassentreiber, der jedem der Gerätetrei ber 240-242 entspricht. Die Klassentreiber werden so betrie ben, daß sie mit ihren zugehörigen Gerätetreibern kommuni zieren. Es ist klar, daß die Klassentreiber sich innerhalb oder außerhalb des Stromversorgungsmanagement-Vorgehenswei se-Managers 220 aufhalten könnten.

Block 230 repräsentiert einen Bustreiber 230 des Compu tersystems 100. Der Bustreiber 230 verwaltet Schnittstellen, die dem ersten I/O-Bus 120 und dem zweiten I/O-Bus 130 ange boren sind. Der Bustreiber 230 entdeckt die Identität der I/O-Funktionen, die auf dem ersten I/O-Bus 120 und dem zwei ten I/O-Bus 130 verbunden sind, und die Anforderungen der Funktionen. Nachdem ein Gerätetreiber eine Funktion in den von einem angezielten Stromversorgungsmanagementzustand ge forderten Zustand geregelt hat, informiert der Gerätetreiber den Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220, daß die Funktion in den angezielten Stromversorgungsmanage mentzustand geregelt worden ist. Der Stromversorgungsmanage ment-Vorgehensweise-Manager 220 instruiert dann den Bustrei ber 230, einen Wert in einen zu der Funktion gehörigen Spei cherraum zu schreiben, der anzeigt, daß die Funktion in dem angezielten Stromversorgungsmanagementzustand ist. Der den Stromversorgungsmanagementzustand einer Funktion anzeigende Wert kann von dem Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise- Manager 220 gelesen werden, um den Stromversorgungsmanage mentzustand einer Ursprungseinrichtungsfunktion festzustel len.

Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Ver walten der Stromversorgung für Funktionen in I/O-Einrichtun gen und Busbrücken und von Bussen in einem Computersystem. Der (in Fig. 2 gezeigte) Stromversorgungsmanagement-Vorge hensweise-Manager 220 kann Informationen in dem (in Fig. 2 gezeigten) Betriebssystem 210, die die Aktivitäten und er warteten Aktivitäten beliebiger Funktionen in dem Computer system betreffen, verwenden. Dies gestattet es dem Stromver sorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220, eine Strate gie für die Stromversorgungsverwaltung zu entwickeln, die sämtliche Funktionen im Computersystem einschließt, und nicht eine, die nur auf einer ausgewählten Gruppe von I/O- Einrichtungen oder Funktionen basiert. So können Zusatz-I/O- Einrichtungen mit neuen Funktionen, die mit einem Computer system verbunden werden, von dem Stromversorgungsmanagement- Vorgehensweise-Manager 220 ebenso erkannt werden, wie ihre speziellen Stromversorgungsmanagementanforderungen. Der Zu griff auf die Aktivitäten und erwarteten Aktivitäten von Funktionen in einem Computersystem gestattet es dem Strom versorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager 220 genau zu bestimmen, wenn eine spezielle Funktion aktiv sein muß und wann die Funktion inaktiv sein kann. Dies gestattet es dem Stromversorgungsmanagement-Vorgehensweise-Manager, eine ag gressive Stromversorgungsmanagementstrategie zu entwickeln, die die Energieeinsparungen erhöht, ohne die Leistung des Computersystems 100 zu stören.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung unterstützt der Stromversorgungsmanagement- Vorgehensweise-Manager 220 fünf Stromversorgungsmanagement zustände für Funktionen in dem Computersystem 100. Die fünf Stromversorgungsmanagementzustände sind D0, D1, D2, D3_heiß und D3_kalt, wobei die Zustände in der Reihenfolge aufgeli stet wurden, bei der D0 der aktivste Zustand und D3_kalt der am wenigsten aktive Zustand ist. In dem D0-Zustand ist eine Funktion vollständig betriebsbereit. Die Funktion kann Ver kehr auf dem I/O-Bus, mit dem sie verbunden ist, aufnehmen oder erzeugen. Sämtliche Funktionen müssen in D0 versetzt werden, bevor sie verwendet werden. In dem D1-Zustand ist eine Funktion im leichten Schlaf. Die Funktion kann keinen Verkehr auf dem I/O-Bus, mit dem sie verbunden ist, akzep tieren oder erzeugen, und die Stromversorgung für die Funk tion ist reduziert. In dem D2-Zustand ist eine Funktion in tieferem Schlaf. Die Funktion kann keinen Verkehr auf dem I/O-Bus, mit dem sie verbunden ist, akzeptieren oder erzeu gen, die Stromversorgung zu der Funktion ist reduziert und der Taktgeber zu der Funktion kann gestoppt sein. Bei dem D3_heiß-Zustand ist: eine Funktion in dem Zustand geringsten Energieverbrauchs bei vollständiger Stromversorgung der Ein richtung. Die Funktion muß die der Funktion entsprechenden relevanten Daten gesichert haben, bevor sie in den D3_heiß- Zustand eintritt, um einen Verlust der Daten zu vermeiden. In dem D3_kalt-Zustand ist die Energieversorgung von der Ein richtung, welche die Funktion beherbergt, weggenommen.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterstützt der Stromversorgungsmanagement-Vorge hensweise-Manager 220 darüber hinaus vier Stromversorgungs managementzustände für die I/O-Busse in dem Computersystem 100. Die vier Zustände sind B0, B1, B2 und B3, wobei die Zu stände in derjenigen Reihenfolge aufgelistet sind, bei der B0 der aktivste Zustand und B3 der am wenigsten aktive Zu stand ist. In dem. B0-Zustand ist der I/O-Bus vollständig be triebsbereit und der I/O-Bus unterstützt Datentransaktionen. In dem B1-Zustand ist der I/O-Bus untätig. Die Stromversor gung ist noch an sämtliche mit dem I/O-Bus verbundene Funk tionen angelegt, es wird aber nicht gestattet, daß Bustrans aktionen auf dem I/O-Bus stattfinden. In dem B2-Zustand ist der Taktgeber des I/O-Busses angehalten. In dem B3-Zustand wurde die Energieversorgung von sämtlichen mit dem I/O--Bus verbundenen Einrichtungen entfernt. Gemäß einem Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung entspricht der Stromver sorgungsmanagementzustand eines I/O-Busses direkt einem Stromversorgungsmanagementzustand der Ursprungseinrichtung des I/O-Bussses. Somit kann dann, wenn der Stromversorgungs managementzustand der (in Fig. 1 gezeigten) Brücke-Spei cher-Steuereinrichtung 111 D0, D1, D2 oder D3 (D3_heiß oder D3_kalt) ist, der Stromversorgungsmanagementzustand des (in Fig. 1 gezeigten) I/O-Busses 120 so festgelegt werden, daß er 80, B1, B2 bzw. B3 ist. Fig. 3 zeigt eine Tabelle, die die von einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterstützten Energieversorgungsmanagementzustände veran schaulicht.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorlie genden Erfindung, bei dem die Computersystemkomponenten 111, 121-123 und 131-133 PCI-Komponenten sind, übermitteln die Funktionen in dem Computersystem 100 ihre Stromversorgungs managementfähigkeiten mit Hilfe eines Standard-PCI-Konfigu rationsraum-Kopfteils, das in den (in Fig. 1 gezeigten) Speicherräumen 150-156 lokalisiert ist, die der jeweiligen Funktion entsprechen. Fig. 4 ist eine Blockdarstellung, die einen Standard-PCI-Konfigurationsraum veranschaulicht, der so konfiguriert ist, daß er das Stromversorgungsmanagement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unterstützt. Ein Bit in dem PCI-Statusregister 410 zeigt das Vorhandensein oder das Fehlen einer Fähigkeitenliste an. Wenn eine Fähigkeitenliste vorhanden ist, enthält der Fähig keitenzeiger 420 eine Adresse, die zu einer verbundenen Li ste von Registern in dem Speicherraum verweist. Der (in Fig. 2 gezeigte) Bustreiber 230 durchläuft diese Liste, um zu bestimmen, ob die Funktion ein Stromversorgungsmanagement unterstützt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel enthält ein er stes Register in der verbundenen Liste ein erstes Feld, das einen ersten Wert speichert, das ein Satz von Stromversor gungsmanagementzuständen, die die Funktion unterstützt, de finiert. Ein zweites Register, das mit der Liste verbunden ist, enthält ein zweites Feld, das einen Wert speichert, der anzeigt, ob das Stromversorgungsmanagement in der Funktion freigegeben ist. Ein drittes mit der Liste verbundenes Regi ster enthält ein drittes Feld, das einen dritten Wert spei chert, der einen Stromversorgungsmanagementzustand, in dem sich die Funktion befindet, anzeigt. Es ist klar, daß die Computersystemkomponenten 111, 121-123 und 131-133 ihre Stromversorgungsmanagementfähigkeiten, Einstellungen und Zu stände unter Verwendung irgendwelcher bekannter Techniken austauschen.

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren für ein Stromversorgungsmanagement gemäß einem Ausführungsbei spiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Im Schritt 510 werden die den Computersystemkomponenten (I/O-Einrich tungen und Busbrücken) entsprechenden Funktionen überwacht. Insbesondere werden Aktivitäten und erwartete Aktivitäten der Funktionen überwacht. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden Informationen über die Identität sämtlicher Funktionen in dem Computersystem aus dem Betriebssystem des Computersystems gewonnen. Das Be triebssystem verwaltet die Ressourcen eines Computersystems und enthält Informationen bezüglich der Funktionen und der Aktivitäten und erwarteten Aktivitäten der Funktionen in dem Computersystem.

Im Schritt 520 werden Stromversorgungsmanagementzustände den Funktionen zugewiesen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden auf der Grundlage der Ak tivitäten und erwarteten Aktivitäten der Funktionen Strom versorgungsmanagementzustände den Nicht-Ursprungseinrich tungs-Funktionen, die mit einem Bus verbunden sind, zugewie sen.

Beim Schritt 530 werden die Nicht-Ursprungseinrichtungs- Funktionen für einen Übergang in die ihnen zugewiesenen Stromversorgungsmanagementzustände vorbereitet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Vor bereitung für den Übergang das Sichern relevanter Daten in der Funktion oder das Wiederherstellen gesicherter Daten für die Funktion umfassen. Die Vorbereitung für den Übergang kann von den Gerätetreibern durchgeführt werden, die den Nicht-Ursprungseinrichtungs-Funktionen entsprechen, oder durch irgendwelche anderen bekannten Schaltungen oder Tech niken.

Beim Schritt 540 werden die Nicht-Ursprungseinrichtungs- Funktionen in den Zustand geregelt, der von den ihnen zuge wiesenen Stromversorgungsmanagementzuständen definiert ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Regelung ein Anhalten des von der Funktion erzeug ten oder zu der Funktion gesendeten Datenverkehrs, ein Ein stellen der Taktgeschwindigkeit für die Funktion oder ein Einstellen der Energieversorgung für die Funktion umfassen. Die Regelung kann von den der Nicht-Ursprungseinrichtungs- Funktion entsprechenden Gerätetreibern oder durch andere be kannte Schaltungen oder Techniken durchgeführt werden.

Beim Schritt 550 wird ein Stromversorgungsmanagementzu stand einer Ursprungseinrichtungsfunktion, die den Bus re gelt, zugewiesen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung wird der Ursprungseinrichtungsfunktion ein Stromversorgungsmanagementzustand zugewiesen, der zu der mit dem Bus verbundenen aktivsten Funktion gehört.

Beim Schritt 560 wird der Bus in den Zustand geregelt, der von dem der Ursprungseinrichtung zugewiesenen Stromver sorgungsmanagementzustand definiert ist. Gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann die Regelung das Anhalten des Verkehrs auf dem Bus, das Einstellen der Taktgeschwindigkeit auf dem Bus oder das Einstellen der Stromversorgung für den Bus umfassen. Die Regelung kann durch einen auf oder extern zu der Ursprungseinrichtung an geordneten Busregler oder durch eine andere bekannte Schal tung durchgeführt werden.

Claims

1. Energieversorgungsmanagementeinrichtung eines Busses (120; 130) in einem Computersystem (100), bei dem eine Ursprungseinrichtung (111; 123) des Busses und wenigstens eine Komponente (121, 122; 131-133) mit dem Bus gekoppelt sind, wobei die Energieversorgungsmanagementeinrichtung der Ursprungseinrichtung (111; 123) zugeordnet ist und umfaßt:
eine Speichereinrichtung zum Speichern eines ersten Werts, der einen Energieversorgungsmanagementzustand des Busses anzeigt, wobei der erste Wert auf wenigstens einem zweiten Wert basiert, wobei der zweite Wert den Energiever sorgungsmanagementzustand wenigstens einer der wenigstens einen Komponente anzeigt; und
einen mit der Speichereinrichtung gekoppelten Busregler (160; 163) zum Regeln des Busses nach dem ersten Wert.

2. Energieversorgungsmanagementeinrichtung eines Busses in einem Computersystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Ursprungseinrichtung eine den Bus (120; 130) mit einem Prozessor (101) oder einem mit dem Prozessor (101) gekoppelten Bussystem (110, 111, 120) koppelnde Brückeneinrichtung (111 bzw. 123) ist.

3. Energieversorgungsmanagementeinrichtung eines Busses in einem Computersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Energieversorgungsmanagementeinrich tung in der Ursprungseinrichtung enthalten ist.

4. Energieversorgungsmanagmenteinrichtung eines Busses in einem Computersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine zweite Wert, der den Energieversorgungsmanagementzustand der wenigstens einen Komponente (121, 122; 131-133) anzeigt, in einem Regi ster (151, 152; 154-156) der jeweiligen Komponente derart gespeichert ist, daß die Energieversorgungsmanagementein richtung auf den bzw. die dort gespeicherten Werte zugreifen kann.

5. Energieversorgungsmanagementeinrichtung eines Busses in einem Computersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Ursprungseinrichtung mehrere Komponenten mit dem Bus gekoppelt sind, wobei jeder der Komponenten wenigstens ein deren Energieversorgungsmana gementzustand anzeigender zweiter Wert zugeordnet ist, da durch gekennzeichnet, daß der erste Wert derart auf den zweiten Werten basiert, daß der erste Wert demjenigen zwei ten Wert entspricht, der den aktivsten Energieversorgungsma nagementzustand anzeigt.

6. Energieversorgungsmanagementeinrichtung eines Busses in einem Computersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Busregler ein Taktregler ist, der eine Taktgeschwindigkeit des Busses nach dem Ener gieversorgungsmanagementzustand des Busses einstellt.

7. Energieversorgungsmanagementeinrichtung eines Busses in einem Computersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Busregler ein Energieversor gungsregler ist, der die Energieversorgung für den Bus nach dem Energieversorgungsmanagementzustand des Busses ein stellt.

8. Energieversorgungsmanagementeinrichtung eines Busses in einem Computersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung zum Speichern des ersten Werts ein erstes Register der Energie versorgungsmanagementeinrichtung ist und daß die Energie versrogungsmanegementeinrichtung ein zweites Register auf weist, das einen dritten Wert speichert, der anzeigt, welche Energieversorgungsmanagementzustände die Energieversorgungs managementeinrichtung unterstützt.

9. Energieversorgungsmanagementeinrichtung eines Busses in einem Computersystem nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß sie ein drittes Register aufweist, das einen vierten Wert speichert, der anzeigt, ob die Busregelungs funktion für den Bus freigegeben oder gesperrt ist.

10. Verfahren zum Einstellen eines Energieversorgungszu stands eines Busses in einem Computersystem mit einer mit dem Bus gekoppelten Ursprungseinrichtung des Busses und we nigstens einer mit dem Bus gekoppelten Komponente mit je weils wenigstens einer der Komponente zugeordneten Funktion, wobei

a) der wenigstens einen Funktion auf der Grundlage ihrer Aktivität und/oder ihrer erwarteten Aktivität jeweils ein zugehöriger erster Energieversorgungsmanagementzustand zuge wiesen wird (510, 520);
b) der Ursprungseinrichtung des Busses auf der Grundlage der ersten Energieversorgungsmanagementzustände ein zweiter Energieversorgungsmanagementzustand zugewiesen wird (550); und
c) von einer der Ursprungseinrichtung des Busses zuge ordneten Energieversorgungsmanagementeinrichtung der Ener gieversorgungszustand des Busses in Übereinstimmung mit dem zweiten Energieversorgungsmanagementzustand eingestellt wird (560).

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt b) der Ursprungseinrichtung ein zweiter Ener gieversorgungsmanagementzustand zugewiesen wird, der dem er sten Ernergieversorgungsmanagementzustand der aktivsten Funktion einer Komponente an dem Bus entspricht.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn zeichnet, daß im Schritt c) der Energieversorgungszustand des Busses eingestellt wird, indem ein Busregler auf der Ursprungseinrichtung angewiesen wird, den Energieversor gungszustand des Busses entsprechend einzustellen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß im Schritt a)
die wenigstens eine Funktion auf einen Übergang in den zugehörigen ersten Energieversorgungsmanagement zustand vor bereitet wird (530),
die Funktion in den ersten Energieversorgungsmanagement zustand eingestellt wird (540); und
in ein der wenigstens einen Funktion zugeordnetes Regi ster ein Wert eingeschrieben wird, der anzeigt, daß sich die erste Funktion in dem eingestellten ersten Energieversor gungsmanagementzustand befindet.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da durch gekennzeichnet, daß im Schritt b) in ein der Ur sprungseinrichtung zugeordnetes Register ein Wert einge schrieben wird, der den zweiten Energieversorgungsmanage mentzustand, in den die Ursprungseinrichtung gebracht werden soll, anzeigt.