DE202009003607U1

DE202009003607U1 - Elektronenvorrichtung zur Senkung des Hauptplatinenstromverbrauchs

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Publication number: DE202009003607U1
Application number: DE202009003607U
Authority: DE
Original assignee: Micro Star International Co Ltd
Current assignee: Micro Star International Co Ltd
Priority date: 2008-11-20
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2019-03-14
Also published as: US8195966B2; JP3150567U; EP2189877A2; EP2189877A3; EP2189877B1; TW201020749A; US20100125743A1

Abstract

Elektronenvorrichtung zur Senkung des Hauptplatinenstromverbrauchs nach Ausschalten, deren übergeordnete Hauptplatine der ACPI-Regelung entspricht, bestehend aus:
• einer ersten Einrichtung, die zum Anschalten oder Abschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms eines Netzgerätes dient;
• einer zweite Einrichtung, die dafür zuständig ist, nach Empfang der durch einen Netzschalter ausgegebenen Netzumschaltsignale die erste Einrichtung zum Anschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms zu veranlassen, sowie diese Netzumschaltsignale auf die Hauptplatine zu übertragen, bzw. nach Ermittlung der im ACPI S4-Status oder ACPI S5-Status befindlichen Hauptplatine die erste Einrichtung zum Abschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms zu verursachen;
wobei diese erste Einrichtung und die zweite Einrichtung elektrisch mit der Reservestromquelle verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenvorrichtung zur Senkung des Hauptplatinenstromverbrauchs, die insbesondere bewirkt, dass eine Rechner-Hauptplatine nach der ACPI S5-Softausschaltung ähnlich wie nach der mechanischen ACPI G3-Ausschaltung läuft.
Obwohl eine S5-Softausschaltung bei einer der ACPI-Regelung entsprechenden und bekannten Hauptplatine bereits möglich ist, kann der Stromverbrauch nach dem Ausschalten nicht weiter gesenkt werden. Falls weitere, Strom verbrauchende Komponenten in der Hauptplatine angeschlossen sind, findet keine Energieeinsparung sondern ein erhöhter Energieverbrauch statt.
Nach dem heutigen Stand der Technik wird zur Lösung des oben genannten Problems ein separates Steuerverfahren für eine bekannte Hauptplatine eingeführt, bei der die einzelnen externen Verbraucher separat abgeschaltet werden. Ein solches Steuerverfahren ist bei den Serienhauptplatinen mit identischer Konstruktion umsetzbar, bzw. muss bei unterschiedlichen Serienhauptplatinen noch an die andere Konstruktion angepasst werden, woraus eine weitere Konstruktion folgt und somit einen Anstieg der Fertigungskosten der Hauptplatinen die Folge ist.
In der Patentveröffentlichung „ACPI Sleep Control" mit der Nr. US 62 66 776 in den USA wird bereits eine Ausführungsform beschrieben, bei der eine Änderung an einer internen Batterie oder einem externen Netzgerätes durch ein Einbausteuergerät wahrgenommen und anschließend mit einem POWER_PME-Signal (Power Management Event Signal) und einem SCI-Unterbrechungssignal dem Betriebssystem gemeldet wird, worauf eine Umschaltung des aktuellen Systemstatus in einen anderen Systemstatus erfolgt. Die Erfindung dieser Ausführungsform berücksichtigt jedoch nicht, dass eine Rechnerhauptplatine nach der ACPI-S5-Softausschaltung ähnlich wie bei der mechanischen ACPI-G3-Ausschaltung arbeitet.
Angesichts der oben beschriebenen Nachteile der herkömmlichen Ausführungsformen, die einer Verbesserung bedürfen, hat der Erfinder der vorliegenden Erfindung umfassende Forschungen zur Lösung der oben beschriebenen Nachteile angestellt und eine Elektronenvorrichtung zur Senkung des Hauptplatinenstromverbrauchs geschaffen.
Die vorliegende Erfindung bietet zunächst eine Elektronenvorrichtung an, die den Stromverbrauch von Rechner-Hauptplatinen nach dem Ausschalten vermindern kann.
Die vorliegende Erfindung soll ferner eine derartige Hauptplatine zur Verfügung stellen, die bei der ACPI S5-Softausschaltung wie bei der mechanischen ACPI G3-Ausschaltung laufen kann.
Um den oben genannten ersten Zweck zu realisieren, kann die Elektronenvorrichtung der vorliegenden Erfindung den Hauptplatinenstromverbrauch nach dem Ausschalten senken, deren übergeordnete Hauptplatine der ACPI-Regelung entspricht. Diese elektronische Vorrichtung besteht aus einer ersten und einer zweiten Einrichtung, die mit einer Reservestromquelle verbunden sind. Die erste Einrichtung dient zum An- oder Abschalten des Netzgerätes, das die Hauptplatine mit Reservestrom versorgt. Die zweite Einrichtung dient dazu, nach Empfang der durch einen Netzschalter ausgegebenen Netzumschaltsignale an die erste Einrichtung ein Anschalten des Reservestroms für die Hauptplatine zu veranlassen sowie die Netzumschaltsignale auf die Hauptplatine zu übertragen, bzw. nach Ermittlung der im ACPI S4-Status oder ACPI S5-Status befindlichen Hauptplatine die erste Einrichtung zum Abschalten des Reservestroms für die Hauptplatine zu veranlassen.
Zur Realisierung des oben genannten zweiten Zwecks entspricht die Hauptplatine der vorliegenden Erfindung der ACPI-Regelung und besteht aus einer ersten Einrichtung und einer zweiten Einrichtung und ist mit einer Reservestromquelle verbunden. Die erste Einrichtung dient zum An- oder Abschalten des Netzgerätes, das die Hauptplatine mit Reservestrom versorgt. Die zweite Einrichtung dient dazu, nach Empfang von einem vom Netzschalter abgegebenen Netzumschaltsignal die erste Einrichtung zum Anschalten des Reservestroms für die Hauptplatine zu veranlassen, sowie die Netzumschaltsignale auf die Hauptplatine zu übertragen, bzw. nach Ermittlung der im ACPI S4-Status oder ACPI S5-Status befindlichen Hauptplatine die erste Einrichtung zum Abschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms zu veranlassen.
Um Ziel der Erfindung, Technologie und Funktion besser und detaillierter zu veranschaulichen, haben wir der nachfolgenden bevorzugten Ausführungsform entsprechende Abbildungen beigefügt.
1: Aufbau der Elektronenvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
2: Ausführungsform der Elektronenvorrichtung der vorliegenden Erfindung gemäß 1.
Um die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, sind in 1 und 2 nur die mit der vorliegenden Ausführungsform in unmittelbarem Zusammenhang stehende Hardware der Hauptplatine (20) abgebildet, d. h. die mit der vorliegenden Ausführungsform nicht in direktem Zusammenhang stehende Hardware wurde ignoriert. Die Hauptfunktion der Elektronenvorrichtung (10) der vorliegenden Erfindung ist dabei, den Reservestrom (30a) (z. B. 5 V, 3 V, 12 V, 19 V usw.) eines Netzgerätes (30) (z. B. ATX-Netzgerät) vor der Hauptplatine (20) abzuschalten. Nach der Softausschaltung der Hauptplatine (20) schaltet die Elektronenvorrichtung (10) für alle den Reservestrom (30a) verbrauchenden Elektrokomponenten bis auf sich selbst ab. Wenn der Netzschalter erneut gedrückt wird, versorgt die Elektronenvorrichtung (10) wieder die Hauptplatine (20) mit dem Reservestrom (30a).
Die Elektronenvorrichtung (10) ist in eine der ACPI-Regelung entsprechenden Hauptplatine einsetzbar. Es ist bekannt, dass manche Elektronenkomponenten der Hauptplatine nach der ACPI S5-Softauschaltung eines Computers noch den Reservestrom in Anspruch nehmen. Bei der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewirkt die in der Hauptplatine (20) eingebaute Elektronenvorrichtung (10), dass die Hauptplatine (20) nach der ACPI S5-Softausschaltung ähnlich wie nach der mechanischen ACPI G3-Ausschaltung läuft, wobei alle Elektronenkomponenten der Hauptplatine (20) bis auf die Elektronenvorrichtung (10) selbst und die mit dem Netzschalter im Zusammenhang stehenden Elektronenkomponenten gar keinen Strom verbrauchen.
Außer der Reservestromquelle (30a) sind weitere Stromquellen des Netzgerätes (30) (z. B. +12 V, –12 V, +5 V, 3,3 V usw.) direkt an dem Netzanschluss (201) der Hauptplatine (20) angeschlossen.

In der folgende Tabelle wird jeweils der nach der ACPI S5-Softausschaltung ermittelte Reservestromverbrauch einer herkömmlichen Hauptplatine mit der Hauptplatine (20) der vorliegenden Erfindung verglichen:

Elektronenkomponente	Verbraucht eine herkömmliche Hauptplatine Reservestrom?	Verbraucht die Hauptplatine der vorliegenden Erfindung Reservestrom?
Chipsatz	Ja	Nein
LAN-Chip	Ja	Nein
Audio-Chip	Ja	Nein
SIO-Chip (Super-Input-Output-Chip)	Ja	Nein
Serieller Peripherieanschluss ROM	Ja	Nein
Elektronenvorrichtung (10)	Nein	Ja

Aus der obigen Tabelle geht hervor, dass die mit der Elektronenvorrichtung (10) versehene Hauptplatine (20) im Vergleich zu einer herkömmlichen Hauptplatine offenbar nur minimalen Reservestrom verbraucht.
Die Elektronenvorrichtung (10) der vorliegenden Erfindung, bestehend aus einer ersten Einrichtung (101) und einer zweiten Einrichtung (103), ist in der Lage, den Stromverbrauch der ausgeschalteten Hauptplatine (20) zu vermindern. Dies wird verdeutlicht durch die folgende Beschreibung.
Die erste Einrichtung (101) dient überwiegend zum An- oder Abschalten des die Hauptplatine (20) versorgenden Reservestroms (30a) des Netzgeräts (30). Die erste Einrichtung (101) kann einen Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) besitzen, der unter der durch die zweite Einrichtung (103) an deren Steuerelektrode durchgeführten Steuerung das An- oder Abschalten des die Hauptplatine (20) versorgenden Reservestroms (30a) des Netzgeräts (30) bewirkt.
Die zweite Einrichtung (103) ist mit einem Mikrokontroller (1031) versehen. Die Hauptfunktion der zweiten Einrichtung (103) liegt darin, die nach Empfang der durch einen Netzschalter (105) ausgegebenen Netzumschaltsignale (105a) die erste Einrichtung (101) zum Anschalten des die Hauptplatine (20) versorgenden Reservestroms (30a) zu bewirken.
Im ausgeschalteten Status sind alle Elektronenkomponenten der Hauptplatine (20) bis auf die Elektronenvorrichtung (10) und die mit dem Netzschalter (105) im Zusammenhang stehenden Elektronenkomponenten vom Reservestrom (30a) bereits abgetrennt. Nach Empfang des Netzumschaltsignals (105a) gibt der Mikrokontroller (1031) der Steuerelektrode des MOSFETs ein Anschaltsteuersignal (103a) aus, bzw. schließt den MOSFET (101), worauf das Anschalten des die Hauptplatine (20) versorgenden Reservestroms (30a) erfolgt. Von diesem Augenblick an erhalten alle Elektronenkomponente der Hauptplatine (20) die Zuspeisung des Reservestroms (30a).
Sollte übermäßig viel Strom durch den geschlossenen MOSFET (101) fließen, kann der MOSFET (101) infolge Überlastung durchbrennen. Um dieses etwaige Problem zu vermeiden, ist die Elektronenvorrichtung der vorliegenden Erfindung optional mit einer Softstart-Schaltung (1033) ausgerüstet, die sich nach dem Verfahren einer konventionellen Schaltung realisieren lässt.
Um die Spannung besser kontrollieren zu können oder durch einen billigeren MOSFET (101) zu ersetzen, kann die Elektronenvorrichtung der vorliegenden Erfindung noch mit einer Ladepumpen-Schaltung (1035) ausgerüstet werden, die sich nach dem Verfahren einer konventionellen Schaltung realisieren lasst.
Die zweite Funktion der zweiten Einrichtung (103) liegt darin, die Netzumschaltsignale (105a) zu kopieren sowie der Hauptplatine (20) die kopierten Netzumschaltsignale (105a') auszugeben. Die mit dem Reservestrom (30a) versorgte Hauptplatine (20) kann ein RSMRST-Signal (z. B. generiert von einem zweiten Gerät (103) oder den SIO-Chip (203)) generieren und dieses Signal an die Southbridge (205) senden. Die zweite Einrichtung (103) wartet für eine vorgegebene Zeit, deren Länge von der notwendigen Dauer für die Generierung des RSMRST Signals abhängig ist, z. B. 100 ms. Nach Anschalten des MOSFETs (101) wartet der Mikrokontroller (1031) für eine vorgegebene Zeit, z. B. 100 ms. Nach Ablauf von 100 ms generiert der Mikrokontroller (1031) ein Netzumschaltsignal (105a') und sendet es an den SIO-Chip (203). Nachdem der SIO-Chip (203) das Netzumschaltsignal (105a') empfangen hat, erfolgt der Einschaltprozess der Hauptplatine (20) entsprechend dem bei einer herkömmlichen Hauptplatine.
Die dritte Funktion der zweiten Einrichtung (103) liegt dabei, nach Ermittlung der im ACPI S4-Status oder ACPI S5-Status befindlichen Hauptplatine (20), die erste Einrichtung (101) zum Abschalten des die Hauptplatine (20) versorgenden Reservestroms (30a) zu veranlassen.
Nachdem ein Benutzer der Hauptplatine (20) einen Ausschaltbefehl über das Desktopmenü des Rechners gegeben hat, tritt die Hauptplatine (20) kurz darauf in den ACPI S4- oder ACPI S5-Status. Nach Empfang des ACPI S4-Statussignals oder ACPI S5-Statussignals durch den Mikrokontroller (1031) wird der MOSFET (101) abgestellt und der Reservestrom (30a) für die Hauptplatine (20) abgeschaltet.
Die zweite Einrichtung (103) der vorliegenden Erfindung kann ferner ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit) betreffen. Die Werte vom ASIC sind wie folgt tabellarisch dargestellt:
Die vorliegende Elektronenvorrichtung (10) kann neben dem Netzumschaltsignal (105a) des Netzschalters (105) noch die S4- oder S5-Schlafmodussignale und die Weckaktionssignale auswerten. Die genannten S4- oder S5-Schlafmodussignale, Weckaktionssignale sowie SLP_M-Signale stammen aus der Southbridge (205). Dabei gelten die SLP_M-Signale als die Steuersignale der in einer Hauptplatine eingesetzten AMT (Active Management Technology) und dienen zum systematischen Fernaufwecken durch einen Netzwerkverwalter.
Der oben genannte SIO-Chip (203) und die Southbridge (205) können jeweils einen konventionellen SIO-Chip und eine Southbridge treffen.
Die vorliegende Elektronenvorrichtung (10) lässt sich in die Hauptplatine (20) einbauen oder in den SIO-Chip (203) der Hauptplatine (20) integrieren.
Der integrierte Internspeicher (1031a) des Mikrokontrollers (1031) lässt sich als eine Firmware zur Speicherung sowie zur Ausführung der Programmcodes der oben genannten ersten, zweiten und dritten Funktion anwenden. Der Mikrokontroller (1031) kann ferner mit der Southbridge (205) über den SM-Bus verbunden werden, so dass die Firmware des Mikrokontrollers (1031) über den SM-Bus aktualisiert werden kann.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Elektronenvorrichtung zur Verminderung des Hauptplatinenstromverbrauchs, insbesondere um zu bewirken, dass eine Rechnerhauptplatine nach der ACPI S5-Softausschaltung ähnlich wie nach der mechanischen ACPI G3-Ausschaltung läuft, was eine Energieeinsparung ermöglicht.
In den Abschnitten oben sind die bevorzugten Ausführungsbeispiele dargestellt. Es ist jedoch zu bemerken, dass diese bevorzugten Ausführungsbeispiele den Bereich der Erfindung nicht einschränken, sondern vielmehr zur Beschreibung der Erfindung dienen. Es werden alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung beschriebenen Einzel- und Kombinationsmerkmale somit als wesentlich für die Erfindung angesehen, soweit sie in den Schutzbereich der Ansprüche fallen.

10: Elektronenvorrichtung
20: Hauptplatine
30: Netzgerät
30a: Reservestrom
30a': Reservestrom
101: Erste Einrichtung
101: MOSFET
103: Zweite Einrichtung
103a: Anschaltsteuersignal
105: Netzschalter
105a: Netzumschaltsignal
105a': Kopierte Netzumschaltsignale
201: Netzanschluss
203: SIO-Chip
205: Southbridge
1031: Mikrokontroller
1031a: Integrierte Internspeicher
1033: Softstart-Schaltung
1035: Ladepumpen-Schaltung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6266776 [0004]

Claims

Elektronenvorrichtung zur Senkung des Hauptplatinenstromverbrauchs nach Ausschalten, deren übergeordnete Hauptplatine der ACPI-Regelung entspricht, bestehend aus: • einer ersten Einrichtung, die zum Anschalten oder Abschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms eines Netzgerätes dient; • einer zweite Einrichtung, die dafür zuständig ist, nach Empfang der durch einen Netzschalter ausgegebenen Netzumschaltsignale die erste Einrichtung zum Anschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms zu veranlassen, sowie diese Netzumschaltsignale auf die Hauptplatine zu übertragen, bzw. nach Ermittlung der im ACPI S4-Status oder ACPI S5-Status befindlichen Hauptplatine die erste Einrichtung zum Abschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms zu verursachen; wobei diese erste Einrichtung und die zweite Einrichtung elektrisch mit der Reservestromquelle verbunden ist.
Elektronenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mit einer Ladepumpenschaltung versehen ist.
Elektronenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mit einer Softstartschaltung versehen ist.
Elektronenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie in den SIO-Chip der Hauptplatine integriert ist.
Elektronenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einrichtung einen Mikrokontroller oder ein ASIC aufweist.
Elektronenvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese zweite Einrichtung die Netzumschaltsignale kopiert, sowie dem SIO-Chip der Hauptplatine die kopierten Netzumschaltsignale ausgibt.
Eine der ACPI-Regelung entsprechenden Hauptplatine, bestehend aus: • einer ersten Einrichtung, die zum Anschalten oder Abschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms eines Netzgerätes dient; • einer zweiten Einrichtung, die dafür zuständig ist, nach Empfang der durch einen Netzschalter ausgegebenen Netzumschaltsignale die erste Einrichtung zum Anschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms zu veranlassen sowie diese Netzumschaltsignale auf die Hauptplatine zu übertragen, bzw. nach Ermittlung der im ACPI S4-Status oder ACPI S5-Status befindlichen Hauptplatine die erste Einrichtung zum Abschalten des die Hauptplatine versorgenden Reservestroms zu veranlassen, wobei diese erste Einrichtung und die zweite Einrichtung elektrisch mit der Reservestromquelle verbunden ist.
Hauptplatine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mit einer Ladepumpenschaltung versehen ist.
Hauptplatine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner mit einer Softstartschaltung versehen ist.
Hauptplatine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erst-Vorrichtung und die zweite Vorrichtung in den SIO-Chip der Hauptplatine integriert sind.
Hauptplatine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Einrichtung einen Mikrokontroller oder ein ASIC aufweist.
Hauptplatine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese zweite Einrichtung die Netzumschaltsignale kopiert, sowie dem SIO-Chip der Hauptplatine die kopierten Netzumschaltsignale ausgibt.