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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren und einen
Apparat um Leistung zu einem Kraftfahrzeug-Multimedia/Personalcomputer-System
bereitzustellen, und spezieller ein System um während des Anlassens des Motors
Leistung zu einem flüchtigen
RAM zu liefern. Diese Anmeldung steht in Zusammenhang mit der ebenfalls
anhängigen
Anmeldung mit der U.S.-Seriennummer 09/353,604, eingereicht 14.
Juli 1999, betitelt „Power Management
Fault Strategy for Automotive Multimedia System", und der ebenfalls anhängigen Anmeldung
mit der U.S.-Seriennummer 09/353,685, eingereicht 14. Juli 1999,
betitelt „Power
Management for Automotive Multimedia System". Beide Anmeldungen werden hierin durch
Erwähnung
eingeschlossen.
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Leistungsmanagement
ist ein wichtiges Thema für
tragbare Rechenvorrichtungen. Dies gilt besonders in mobilen Fahrzeugen,
welche eine begrenzte Batteriekapazität und strenge Strombeschränkungen
aufweisen. Während
auf Mikroprozessoren basierende Systeme leistungsfähiger werden, indem
sie größere Mikroprozessoren
verwenden und eine größere Anzahl
von Peripherievorrichtungen einsetzen, steigen die Leistungserfordernisse.
In Fahrzeugen, die einen Verbrennungsmotor und eine Lichtmaschine
enthalten, kann die Erzeugung elektrischen Stroms ausreichend sein
um ohne große Schwierigkeiten
zu arbeiten. In andere Antriebsaggregate verwendenden Fahrzeugen,
oder in Fahrzeugen mit ausgeschaltetem Motor, können dem Stromverbrauch des
Multimedia/PC-Systems (sowohl normaler Arbeitsstrom wie auch Ruhestrom)
bedeutende Beschränkungen
auferlegt sein. Leistungserfordernisse innerhalb des Fahrzeugs sind
typischerweise am höchsten,
wenn man das Fahrzeug anläßt. Ein
Anlassermotor kann die gesamte Stromerzeugungs-Kapazität der Batterie
benötigen,
und dadurch die Batteriespannung dazu bringen unter eine minimale
Spannung zu fallen, die für
sicheren Betrieb elektrischer Vorrichtungen benötigt wird (bekannt als Spannungabfall-Bedingung).
Während
dieser Spitzenlastzeit könnten
elektrische Vorrichtungen, welche aktiv sind, als ein Ergebnis des
Abfalls der Batteriespannung beschädigt werden oder in einem flüchtigen
Direktzugriffsspeicher (RAM) gespeicherte kritische Daten verlieren.
Der Verlust kritischer Daten kann eine Vorrichtung zwingen außer Funktion zu
treten oder eine gesonderte Zeit mit der Neukonfiguration zu verbringen,
um richtige Funktion zuzulassen.
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In
der Vergangenheit haben elektrische Vorrichtungen andere Stromquellen
verwendet, wie etwa sekundäre
Batterien, um den Abfall der Hauptbatteriespannung während des
Motorstarts zu überwinden.
Während
die Batteriespannung vermindert wird, hält die Sekundärbatterie
eine zu der Vorrichtung gelieferte Minimalspannung, um fortdauernde
Funktion und keinen Verlust gespeicherter Daten zu erlauben. Ein
Problem hiermit ist, daß die
Sekundärbatterie teuer
sein kann und gesonderter Raum zur Aufbewahrung der Sekundärbatterie
innerhalb des Fahrzeugs benötigt
wird.
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US 5892942 beschreibt ein
Motormanagement-System, das umkonfigurierbar ist um sich für verschiedene
Motoren/Fahrzeuge zu eignen und zwei Schaltungen enthält; eine
um ein Auslesen aus einem Speicher für Konfigurationsdaten einzuleiten, wenn
die Speisespannung sich in einem hohen Bereich befindet; und eine
zweite Schaltung um Neukonfiguration auszuschließen, bis die Speisespannung
einen Schwellenwert erreicht hat, z.B. während des Einschaltens oder
Motorstart.
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Elektrische
Vorrichtungen müssen
in der Lage sein sehr schnell auf einen Stromausfall zu reagieren.
Die Vorrichtungen müssen
in der Lage sein jegliche kritische Daten innerhalb von Millisekunden zu
schützen
und zu speichern, bevor der Motor tatsächlich beginnt zu kurbeln und
die Batteriespannung abfällt.
Die gegenwärtige
Technik ist eingeschränkt,
weil die meisten Multimedia/PC-basierten Systeme Prozessoren verwenden,
die nicht ausgerüstet
sind um schnell herunterzufahren oder mit einem plötzlichen
Verlust der Batteriespannung umzugehen. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Leisstungsmanagement-System bereitgestellt, um Energie
zu einem flüchtigen
RAM in einem prozessorbasierten elektronischen System bereitzustellen, das
in einem Fahrzeug eingebaut ist, das einen Motor aufweist, wobei
dieser Motor ein Motor-Anlaßsignal
einschließt,
um eine Anlaßbedingung
dieses Motors zu detektieren; und eine elektrische Hauptstromquelle
aufweist, wobei dieses Leistungsmanagement-System umfaßt: eine
Hauptprozessorkarte zur Verrichtung von Informationsverarbeitung,
einschließlich
eines Eingangs für
dieses Motor-Anlaßsignal
und eines an diesen flüchtigen
RAM gekoppelten Hauptprozessor; eine Fahrzeugeingabe/ausgabe-Prozessorkarte, um
Echtzeitverarbeitung von Fahrzeugschnittstellen, Benutzereingaben
und das übergreifende
Leistungsmanagement einer Mehrzahl peripherer Vorrichtungen zu verrichten,
wobei diese Eingabe/Ausgabe-Prozessorkarte an diese Hauptprozessorkarte
gekoppelt ist und einen Eingang für dieses Motor-Anlaßsignal
einschließt;
gekennzeichnet durch einen primären
Spannungsregler, um diese Hauptprozessorkarte mit Strom zu versorgen
und in Reaktion auf eine primäre
Eingangsspannung eine regulierte primäre Ausgangsspannung zu erzeugen, und
wobei dieser primäre
Spannungsregler an diese Eingabe/Ausgabe-Prozessorkarte gekoppelt
ist und an diese elektrische Hauptstromquelle gekoppelt ist; und
einen sekundären
Spannungsregler, der an diesen flüchtigen RAM gekoppelt ist,
um mindestens während
des Anlassens dieses Motors Strom zu liefern, wobei dieser sekundäre Spannungsregler
eine sekundäre
geregelte Ausgangsspannung in Reaktion auf eine sekundäre Eingangsspannung
erzeugt und an diese elektrische Hauptstromquelle gekoppelt ist; worin
dieser primäre
Spannungsregler diese primäre geregelte
Ausgangsspannung bereitstellt, wenn diese primäre Eingangsspannung innerhalb
eines primären
Spannungsbereichs liegt; worin dieser sekundäre Spannungsregler diese sekundäre geregelte Ausgangsspannung
bereitstellt, wenn diese sekundäre
Eingangsspannung innerhalb eines sekundären Spannungsbereichs liegt,
und worin dieser sekundäre
Spannungsbereich Spannungen niedriger als diesen primären Spannungsbereich
einschließt;
und worin diese Hauptprozessorkarte dieses Motor-Anlaßsignal
detektiert und in einen Aussetzmodus eintritt, in welchem vorherbestimmte,
durch diese Hauptprozessorkarte geregelte Vorrichtungen heruntergefahren
werden, und in welchem diese Hauptprozessorkarte einen gegenwärtigen Zustand
dieser vorherbestimmten Vorrichtungen in diesen flüchtigen RAM
speichert.
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Weiterhin
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren bereitgestellt um Energie zu einem flüchtigen
RAM und einem prozessorbasierten elektronischen System zu liefern,
das in einem Fahrzeug mit einem Motor und einer elektrischen Hauptstromquelle
eingebaut ist, wobei dieses Fahrzeug ein Fahrzeug-Zündsystem
einschließt,
welches ein Motor-Anlaßsignal
erzeugt wenn dieser Motor startet, wobei dieses elektronische System
eine Hauptprozessorkarte einschließt; eine Fahrzeugeingabe/ausgabe-Prozessorkarte,
welche ein Aufwachsignal erzeugt, wenn dieses Motor-Anlaßsignal
in einen Zustand AUS übergeht;
einen sekundären
Spannungsregler und einen primären
Spannungsregler, die beide an diesen RAM gekoppelt sind; wobei dieses
Verfahren durch die Schritte gekennzeichnet ist: Erzeugen dieses
Motor-Anlaßsignals
in Reaktion auf die Anforderung eines Bedieners den Motor anzulassen; Eintreten in
einen Aussetzmodus in dieser Hauptprozessor-Karte in Reaktion auf
dieses Motor-Anlaßsignal;
Anlassen dieses Motors, wodurch man die verfügbare Leistung von dieser elektrischen
Hauptstromquelle vermindert und diesen primären Spannungsregler dazu bringt
herunterzufahren; und Versorgen dieses sekundären Spannungsreglers mit Energie
während
des Anlassens des Motors, wobei dieser sekundäre Spannungsregler diesen flüchtigen RAM
mit Energie versorgt.
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Die
vorliegende Erfindung besitzt den Vorteil eine effizientes und sicheres
Verfahren bereitzustellen, ein computerbasiertes System in einem
Fahrzeug während
des Motorstarts herunterzufahren, während es die Inhalte eines
flüchtigen
Direktzugriffsspeichers bewahrt.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun, anhand eines Beispiels, unter Bezug
auf die beigefügten Zeichnungen
weiter beschrieben werden, in welchen:
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1 ein
Blocksdiagramm ist, das ein Multimediasystem zeigt, welches das
Leistungsmanagement-System der vorliegenden Erfindung einsetzt;
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2a–2d Zeitablauf-Diagramme
des Leistungsmanagement-Systems sind;
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3 ein
Zustandsdiagramm ist, das Zustandswechsel des Systems in 1 zeigt;
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4 ein
Ablaufdiagramm ist, das den Betrieb der Fahrzeugeingabe/ausgabe-Prozessorkarte beschreibt;
und
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5 ein
Ablaufdiagramm ist, das den Betrieb der Hauptprozessorkarte beschreibt.
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Unter
Bezug auf 1 ist Hauptprozessorkarte 10 an
eine Videoprozessorkarte 11 und eine Fahrzeugeingabe/ausgabe-Prozessorkarte 12 (VIOP)
angeschlossen. Hauptprozessorkarte 10 schließt einen
komplexe Anweisungssätze
berechnenden Prozessor 13 (CISC) ein, welcher zum Beispiel
aus einem Intel Celeron Prozessor bestehen kann. Ein Unterstützungs-Chipsatz 14 ist
an Prozessor 13 angeschlossen und ist angepaßt, um speziell mit
Mikroprozessor 13 zu funktionieren. Unterstützungs-Chipsatz 14 kann
eine oder mehrere integrierte Schaltungen sein, und kann vorzugsweise
aus Nord- und Südabschnitten
einer Intel Banister-Brücke
bestehen.
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Chipsatz 14 stellt
Schnittstellen zwischen Prozessor 13 und verschiedenen
anderen Vorrichtungen bereit, und stellt lokales Leistungsmanagement
für Prozessor 13 bereit.
Unterstützungs-Chipsatz 14 schließt einen
DRAM-Speicherregler ein, um einen DRAM-Speicher 15 zu regeln. Chipsatz 14 schließt außerdem Schnittstellenregler
für Massespeicher-Vorrichtungen bereit,
wie etwa eine Festplatte 16 und ein CD-ROM-Laufwerk 17.
Prozessor 13 ist ein Hauptanwendungsprozessor und führt auf Festplatte 16 und/oder
CD-ROM-Laufwerk 17 enthaltene Betriebssystem-Software und
Anwendungsprogramme aus.
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Eine
Tageszeit-Einheit (TOD) 18 ist an Chipsatz 14 angeschlossen
und verfolgt die Tageszeit in einer herkömmlichen Art und Weise. Ein
niedriger Ruhestromregler, der mit der Batteriespannung arbeitet
(nicht gezeigt), wird vorzugsweise bereitgestellt um den Betrieb
von TOD-Einheit 18 selbst dann beizubehalten, wenn die
Stromversorgung zu Hauptprozessorkarte 10 abgeschaltet
ist.
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Chipsatz 14 empfängt, wie
unten beschrieben, verschiedene geregelte Spannungen von VIOP 12.
Chipsatz 14 hilft die geregelten Spannungen zu regeln,
um gemäß seiner
eigenen, herkömmlichen Leistunjgsmanagement-Strategie
Strom zu Prozessor 13 und DRAM 15 bereitzustellen.
Hauptprozessorkarte 10 kann weiterhin eine von Chipsatz 14 betriebene
Rumpf-Stromversorgung 19 einschließen, um
eine geregelte Spannung bei einem Wert bereitzustellen, der nicht
von VIOP 12 geliefert wird.
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Eine
Super-Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle (I/O) 20 ist an Chipsatz 14 angeschlossen
und stellt eine serielle Kommunikationsschnittstelle COM1 bereit,
welche an VIOP 12 angeschlossen ist. Die serielle Kommunikationsverbindung
befördert
Nachrichten zwischen Prozessor 13 und VIOP 12,
die Leistungsmanagement und Eingabe- und Ausgabedaten und Regelsignale
betreffen.
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Hauptprozessorkarte 10 schließt andere
herkömmliche
Bauteile ein, welche periphere Vorrichtungen sind und nicht gezeigt
sind, wie etwa eine BIOS-Einheit und Standard-Busschnittstellen wie etwa ISA, PCI
und USB-Schnittstellen. Videokarte 11 kann zum Beispiel
an einen PCI-Erweiterungssteckplatz angeschlossen sein. Videokarte 11 schließt eine
an Anzeige 21 angeschlossene Videoausgabe ein, welche von
einem Regler 22 außerhalb
der Karte unter Regelung von VIOP 12 mit Strom versorgt
wird.
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VIOP 12 schließt einen
Mikroprozessor verminderter Leistung 25 ein, welcher zum
Beispiel in einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 26 enthaltene
Programmanweisungen ausführt.
Der Mikroprozessor verminderter Leistung 25 kann zum Beispiel
aus einem Motorola 68 HC912 Prozessor bestehen, oder einem
anderen Prozessor geringer Leistung jenes Typs, wie er oft in automobilen
Anwendungen verwendet wird. Eine Hauptaufgabe von Prozessor 25 ist
es einen primären
Spannungsregler 27 zu regeln, welcher eine Mehrzahl von
geschalteten und ungeschalteten primären geregelten Sapnnungsausgängen besitzt.
Zum Beispiel werden geschaltete Ausgänge von 3,3V, 5V und 10V zusammen
mit einer ungeschalteten (d.h. fortwährenden) Versorgung von 3,3V
bereitgestellt. Jede dieser regulierten Spannungen wird zu Hauptprozessorkarte 10 bereitgestellt und
dann an verschiedene sie verwendende Bauteile verteilt, einschließlich Chipsatz 14.
Diese Spannungen werden benutzt um Mikroprozessor 13 zu
betreiben, Speicher 15 mit Strom zu versorgen um Speicherinhalte
aufzufrischen und auf sie zuzugreifen, und um Teile von Chipsatz 14 selbst
mit Strom zu versorgen. Zusätzlich
kann Strom direkt zu Festplatte 16, CD-Rom 17 und
TOD-Einheit 18 geliefert werden. Der primäre Spannungsregler 27 sollte
vorzugsweise innerhalb eines primären Eingangsspannungs-Bereichs
von zwischen ungefähr
9V und 28V an einem Hauptstromeingang funktionieren, welcher Hauptbatteriespannung
Vbat empfängt.
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Der
primäre
Spannungsregler 27 kann außerdem geregelte Spannungen
an periphere Vorrichtungen bereitstellen, die entfernt von Hauptprozessorkarte 10 und
VIOP 12 angeordnet sind. Zum Beispiel kann ein separates,
entferntes Mudul einen GPS-Empfänger
und einen kabellosen Datentransceiver einschließen, die vom primären Spannungsregler 27 jeder
entsprechend GPS-Strom (GPS PWR) und Transceiver-Strom (XCVR PWR)
empfangen.
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VIOP 12 schließt einen
sekundären
Spannungsregler 50 ein, welcher an RAM 15 auf
Hauptprozessorkarte 10 gekoppelt ist. Der sekundäre Spannungsregler 50 arbeitet
innerhalb eines sekundären
Eingangsspannungs-Bereichs (Vbat) zwischen 4V und 28V, sollte aber
in der Lage sein während
des Anlassens des Motors immer zu funktionieren. Der sekundäre Spannungsregler 50 kann
parallel zum primären
Spannungsregler 27 liegen, oder er kann direkt an RAM 15 auf
Hauptprozessorkarte 10 angeschlossen sein. Eine Hauptfunktion
des sekundären
Spannungsreglers 50 ist es, eine sekundäre geregelte Ausgangsspannung
von 3,3 Volt zu RAM 15 bereitzustellen, um während des
Motorstarts Speicherinhalte aufrecht zu erhalten.
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Der
sekundäre
Spannungsregler 50 kann in mehreren Weisen aktiviert werden.
In der bevorzugten Ausführungsform
aktiviert der sekundäre
Spannungsregler 50 sich automatisch, wenn Batteriespannung
(Vbat) unter das Minimum des primären Eingangsspannungs-Bereichs
des primären
Spannungsreglers 27 fällt
(d.h. unter 9V). Ein anderer Weg den sekundären Spannungsregler 50 zu
aktivieren ist es, ihn unter direkter Regelung eines Fahrzeug-Anlaßsignals 52 ein-
und auszuschalten. Fahrzeug-Anlaßsignal 52 kann durch
einen Motorregler oder durch einen Zündschalter erzeugt werden.
Ein anderer Weg den sekundären
Spannungsregler 50 zu aktivieren ist es, den Regler immer
als eine Konstantstromquelle für
RAM 15 mit Strom zu versorgen. Den sekundären Spannungsregler 50 in
dieser Weise zu aktivieren stellt sicher, daß RAM 15 nicht stromlos wird,
aber im normalen Betrieb ist es eine Verschwendung von Strom aufgrund
der Tatsache, daß der
primäre
Spannungsregler 27 bereits RAM 15 mit Strom versorgt.
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2 zeigt das Zeitablauf-Verhältnis zwischen
Batteriespannung (Vbat), primärem
Spannungsregler 27 und sekundärem Spannugsregler 50 für die bevorzugte
Ausführungsform.
Fahrzeug-Anlaßsignal 52 wechselt
bei Zeit t1 zu einem Zustand EIN, wie in 2a gezeigt.
Zu Zeit t2 beginnt der Motor zu kurbeln, und die Hauptbatteriespannung sinkt
wie in 2b gezeigt. Es besteht eine
Verzögerung
zwischen Anlaßsignal 52 und
dem tatsächlichen
Anlassen des Motors, Zeit t1 bis Zeit t2 – verursacht durch Aufbau eines
Stroms, der ausreichend ist um einen Anlasser-Schaltmagneten einzurücken, welcher
den Anlassermotor aktiviert und den Motor anläßt. Da die Hauptbatteriespannung
während
des Anlassens abnimmt, fällt
die primäre
geregelte Spannungsabgabe des primären Spannungsreglers 27 bei Zeit
t3 unter seinen minimalen Wert (2C), und die
sekundäre
regulierte Spannungsabgabe steigt gleichzeitig auf 3,3V (2d),
im die RAM-Inhalte aufrecht zu erhalten. Das die Hauptbatteriespannung ansteigt
nachdem der Motor startet, wird die primäre geregelte Ausgangsspannung
zu einer Zeit t4 auf ihre richtige Nenn-Ausgangsspannung steigen,
während
die sekundäre
geregelte Ausgangsspannung auf ein Minimum abfällt.
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VIOP 12 schließt eine
physische Schnittstelle 28 ein, um einen seriellen Schnittstellenanschluß für Mikroprozessor 25 bereitzustellen,
um mit der COM1-Schnittstelle der Hauptprozessorkarte 10 und Mikroprozessor 25 zu
kommunizieren. Mikroprozessor 25 liefert in Reaktion auf
einen durch den Benutzer geregelten EIN/AUS-Schalter 30 ein
Leistungsschalter-Signal, um anzuzeigen wann das Multimedia-System
in einen Zustand IN GEBRAUCH zu versetzen ist, und ein Rücksetzsignal
um den Hauptanwendungsprozessor 13 dazu zu bringen erneut
zu starten. Chipsatz 14 stellt drei unterschiedliche Signale
SUS A, SUS B und SUS C bereit, welche den ausgesetzten Stromzustand
identifizieren, in welchem die Strommanagement-Strategie von Chipsatz 14 arbeitet.
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Mikroprozessor 25 empfängt außerdem ein Signal
von einem Zündschalter 31,
um zu identifizieren ob das Fahrzeug sich in einem mit Strom versorgten
Zustand oder in einem nicht mit Strom versorgten Zustand befindet.
Auf Grundlage des Zustands von Zündschalter 31 und
EIN/AUS-Schalter 30 bestimmen Mikroprozessor 25 und
Mikroprozessor 13 jeder einen angemessenen Leistungszustand
für Hauptanwendungsprozessor 13 und
Chipsatz 14. Abhängig von
dem gegenwärtigen
Zustand und dem nächsten gewünschten
Zustand von Mikroprozessor 13 und Chipsatz 14 verifiziert
Mikroprozessor 25 möglicherweise
nur ob durch Chipsatz 14 der richtige Zustand implementiert
wurde, möglicherweise
ordnet er über die
serielle Kommunikationsverbindung einen anderen Zustand an, oder
möglicherweise
schaltet er den Zustand des primären
Spannungsreglers 27 um, um verschiedene geregelte Spannungen
zu der Hauptprozessorkarte 10 bereitzustellen. Ebenfalls
basierend auf dem Zustand verschiedener Schalter und anderer Eingaben
kann Mikroprozessor 25 das Ein- und Ausschalten des Reglers 22 außerhalb
der Karte zu regeln, um Anzeige 21 wie angemessen mit Strom zu
versorgen.
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Mikroprozessor 25 und
Mikroprozessor 13 empfangen außerdem Fahrzeug-Anlaßsignal 52, welches
entweder durch einen Motor-Regelprozessor oder Zündschalter 31 erzeugt
werden kann. Fahrzeug-Anlaßsignal 52 identifiziert
daß der
Bediener versucht den Motor zu starten. Die Hauptbatteriespannung
fällt nicht
ab, bis der Anlassermotor tatsächlich
beginnt zu drehen (z.B. 14 ms nachdem man den Zündschalter in die Anlaßstellung
dreht). Fahrzeug-Anlaßsignal 52 wird
durch eine Fahrzeug-Anlaßsignal-Pufferschaltung 53 verarbeitet, welche
Fahrzeug-Anlaßsignal 52 in
ein Signal umwandelt das Mikroprozessor 25 verwenden kann, etwa
ein TTL-Pegelsignal
von 0 bis 5 Volt. Nachdem Fahrzeug-Anlaßsignal 52 von Mikroprozessor 25 empfangen
ist, wird es sofort zu Mikroprozessor 13 auf Hauptprozessorkarte 10 übertragen.
Fahrzeug-Anlaßsignal 52 bringt
Mikroprozessor 25 dazu sich in einen Niedrigleistungsmodus
zu begeben, und bringt Mikroprozessor 13 dazu sich in einen
Aussetzmodus zu begeben. Der Niedrigleistungsmodus ist durch die
folgenden Bedingungen gekennzeichnet: Alle auf VIOP-Karte 12 geregelte
oder angeordnete Vorrichtungen werden heruntergefahren, einschließlich aller
geschalteter Spannungen vom primären
Spannungsregler 27, und Mikroprozessor 25 befindet
sich im Wartemodus, in dem Mikroprozessor 25 Fahrzeug-Anlaßsignal 52 überwacht,
bis das Signal in einen Zustand AUS wechselt (d.h. das Anlassen
wurde beendet), was es Mikroprozessor 25 erlaubt wieder
normalen Betrieb aufzunehmem. Der Aussetzmodus von Mikroprozessor 13 ist
durch die folgenden Bedingungen gekennzeichnet: Vorherbestimmte
Vorrichtungen, wie etwa periphere Vorrichtungen, ein CD-ROM-Laufwerk,
Diskettenlaufwerke usw., werden heruntergefahren und Mikroprozessor 13 und
Chipsatz 14 befinden sich in einem Aussetzzustand, zum
Beispiel ein Zustand S3 oder SETZE ZU RAM AUS, wie in der ACPI-Spezifikation definiert.
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Betrieb
der Leistungsmanagement-Strategie für das Multimedia-System wird
in Verbindung mit dem Zustandsdiagramm von 3 beschrieben werden.
Vor Anlegen irgendeines Stroms befindet sich das Multimedia-System
in einem Zustand KEIN STROM 40. Im Zustand KEIN STROM 40 ist
der Hauptbatteriestrom getrennt, und alle Einheiten sind ausgeschaltet.
Wird einmal Strom angelegt, so wechselt das Multimedia-System in
einen Zustand SCHLUMMER 41. Schlummerzustand 41 ist
durch die folgenden Bedingungen gekennzeichnet: Die Zündung ist
aus, die VIOP-Einheit schlummert, der Hauptprozessor und Chipsatz
sind ausgeschaltet, die Anzeige ist ausgeschaltet, die fernen kabellosen und
GPS-Einheiten sind ausgeschaltet, die CD-ROM-Einheit ist ausgeschaltet, und die
Anzeigen-Hintergrundbeleuchtung ist ausgeschaltet (Hintergrundbeleuchtung
nimmt auf die Hintergrundbeleuchtung einer LCD-Anzeige Bezug, und
ist wünschenswert
um eine allgemeine Blendenbeleuchtung eines Fahrzeug-Armaturenbretts wärend schwachen Lichtbedingungen
bereitzustellen, obwohl die Einheit selbst ausgeschaltet ist). Während Schlummerzustand 41 ist
es dann wünschenswert
Hintergrundbeleuchtungsstrom für
die Anzeige zu liefern, wenn Fahrzeug-Außenlichter – wie etwa Frontscheinwerfer – angeschaltet
werden. Somit löst
eine Bedingung LICHTER AN einen Wechsel zu einem Zustand STROMSPAREN 42 aus,
in welchem die VIOP wach ist und den Hintergrundbeleuchtungsstrom
zu der Anzeige regeln kann. Wenn die Lichter dann ausgehen, wird
ein Wechsel vorgenommen um zu Schlummerzustand 41 zurückzukehren.
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Wenn
die Fahrzeugzündung
einschaltet, wird – abhängig vom
Status des EIN/AUS-Stromschalters
auf der Multimedia-Einheit selbst – ein Wechsel aus Schlummerzustand 41 vorgenommen werden.
Ist der Stromschalter aus, dann wird ein Wechsel zu Zustand STANDBY+ 43 vorgenommen. Ist
der Stromschalter ein, dann wird ein Wechsel zu Zustand VOLLE LEISTUNG 44 vorgenommen.
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Verursacht
durch einen Fehler oder eine Blockierbedingung des Hauptmikroprozessors,
was ihn dazu bringt darin zu versagen auf VIOP-Nachrichten zu reagieren,
kann ein Wechsel zu Schlummerzustand 41 während eines
Herunterfahrens aus jedem anderen Zustand vorgenommen werden. In
diesem Fall fährt
der VIOP-Prozessor alle geschalteten Ströme zu Motherboard 10 herunter,
und leitet dadurch Schlummerzustand 41 ein.
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Zustand
STROMSPAREN 42 ist durch die folgenden Bedingungen gekennzeichnet:
Zündung ist
aus, VIOP-Einheit ist wach, Hauptanwendungsprozessor und Chipsatz
schlummern in einem Zustand SETZE ZU DISKETTE AUS (für einen
Intel Celeron Chipsatz/ACPI-Spezifikation als ein D3-Zustand bezeichnet),
die Anzeige ist aus, drahtlose und GPS-Transceiver sind aus, die
CD-ROM-Einheit ist aus, und die Anzeigen-Hintergrundbeleuchtung
kann – abhängig von
anderen Fahrzeugeinstellungen (z.B. Frontscheinwerfer) – an sein
oder auch nicht. Schaltet die Fahrzeugzündung ein, so wird – abhängig vom Status
des EIN/AUS-Stromschalters der Multimedia-Einheit selbst – ein Wechsel
aus dem Modus STROMSPAREN 42 vorgenommen werden. Ist der Stromschalter
aus, dann wird ein Wechsel zum Zustand VOLLE LEISTUNG 44 vorgenommen.
Zustand STANDBY+ 43 ist durch die folgenden Bedingungen gekennzeichnet:
Die Zündung
ist ein, die VIOP-Einheit ist wach, Hauptprozessor und Chipsatz
sind ein, die Anzeige ist aus, drahtlose Datentransceiver sind aus,
die GPS-Einheit ist ein, die CD-ROM-Einheit ist aus, und Hintergrundbeleuchtung
der Anzeige hängt von
anderen Lampenzuständen
ab. Während
man sich in Zustand STANDBY+ 43 befindet kann auf das Anschalten
des Stromschalters hin, auf Aktivität an irgendwelchen anderen
Bedienelementen des Multimediasystems wie geeignet, oder durch das
Einlegen eines Mediums, wie etwa einer CD-Audiodisk, ein Wechsel zu Zustand VOLLE
LEISTUNG 44 erfolgen. Wenn der Zündschalter ausgeschaltet wird, während man
sich im Zustand STANDBY+ 43 befindet, so wird ein Wechsel
zu Zustand STANDBY 45 vorgenommen.
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Zustand
STANDBY 45 ist durch die folgenden Bedingungen gekennzeichnet:
Die Zündung
ist aus, die VIOP-Einheit ist wach, der Hauptprozessor und Chipsatz
schlummern in dem Zustand SETZE ZU RAM AUS (in der Intel Celeron
Leistungsmanagement-Strategie als S3-Zustand bezeichnet), die Anzeige
ist aus, drahtlose Transceiver und GPS-Empfänger sind aus, die CD-ROM-Einheit ist aus,
und die Anzeigen-Hintergrundbeleuchtung hängt von Fahrzeuglampen ab.
Wenn man sich in Zustand STANDBY 45 befindet, so kann ein
ziemlich niedriger Ruhestrom-Verbrach
von ungefähr
100mA erhalten werden. Obwohl dieser gezogene Strom ziemlich niedrig ist,
ist er höher
als er für
extrem lange Zeitdauern in einem Fahrzeug beibehalten werden kann,
welches sich auf seine Hauptbatterie verlassen muß um den Verbrennungsmotor
des Fahrzeugs zu starten. Daher schließt Zustand STANDBY 45 es
ein den Tageszeitgeber zu betreiben, um eine vorherbestimmte Zeitdauer
zu detektieren, nach welcher ein Wechsel zum Zustand STROMSPAREN 42 vorgenommen wird.
In Zustand STROMSPAREN 42 schalten der Hauptprozessor und
Chipsatz zu einer Bedingung SETZE ZU DISKETTE AUS, und weil der DRAM-Speicher
nicht fortwährend
aufgefrischt werden braucht, kann der Stromverbrauch auf ungefähr 4mA abfallen.
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Betrieb
des Leistungsmanagement-Systems für das Multimedia-System während und
nach einem Anlaßereignis
wird in Verbindung mit den Ablaufdiagrammen von 4 und 5 beschrieben
werden. Wenn Fahrzeug-Anlaßsignal 52 von
Mikroprozessor 25 empfangen wird, wird das Signal in Schritt 54 sofort
an Hauptprozessorkarte 10 übertragen. In der bevorzugten
Ausführungsform
ist VIOP-Karte 12 verantwortlich um Fahrzeug-Anlaßsignal 52 zu Hauptprozessorkarte 10 zu übertragen.
Fahrzeug-Kurbelsignal 52 kann über eine ausschließlich zugewiesene
Leitung übertragen
werden, oder indem man die bereits zwischen den Karten vorhandenen
Kommunikationsleitungen verwendet. Nachdem Fahrzeug-Anlaßsignal 52 an
Hauptprozessorkarte 10 übertragen
wurde, muß VIOP-Mikroprozessor 25 in Schritt 56 prüfen, um
zu sehen ob er sich in einem Aufwachmodus befand. Der Aufwachmodus
ist durch die folgenden Bedingungen gekennzeichnet: Mikroprozessor 25 sendet
Aufwachsignale zu Hauptprozessorkarte 10, um Hauptprozessorkarte 10 anzudeuten
normalen Betrieb aufzunehmen. Befindet sich Mikroprozessor 25 in
dem Aufwachmodus, wenn Fahrzeug-Anlaßsignal 52 empfangen
wird, dann muß Mikroprozessor 25 einen
gegenwärtigen
Zustand von Mikroprozessor 25 in Schritt 58 auf
den RAM auf der Karte speichern. Der gesicherte Zustand nimm auf
eine zuletzt verrichtete Aktion von Mikroprozessor 25 Bezug,
während
er sich im Aufwachmodus befand. Dies erlaubt Mikroprozessor 25 das Aufwachen
von Mikroprozessor 13 auszusetzen, während man den den Prozessor 13 für die Dauer des
Anlassens in einem niedrigen Leistungszustand hält, und dort fortzufahren wo
er aufgehalten wurde, wenn Anlaßsignal 52 endet.
In vielen Fällen
wird dieser Zustand es Mikroprozessor 25 nicht erlauben
dort zu starten wo er aufgehalten wurde, aber für den Fall daß der Zustand
ein guter Startpunkt ist wird die Zeit vermindert werden, die benötigt wird
im ein erfolgreiches Aufwachen zu erreichen. Befand sich Mikroprozessor 25 nicht
in einem Aufwachmodus, wenn Fahrzeug-Anlaßsignal 52 empfangen
wurde, oder wenn Mikroprozessor 25 einmal damit fertig
ist in Schritt 58 den Zustand zu speichern, so wird Mikroprozessor 25 in
Schritt 60 in einen niedrigen Leistungszustand eintreten.
Der niedrige Leistungszustand ist durch die folgenden Bedingungen
gekennzeichnet: Der primäre
Spannungsregler 27 ist aus, außer den fortwährenden
oder ungeschalteten Spannungen; Mikroprozessor 25 schlummert,
d.h. es funktioniert kein Prozessor, erwartet aber das Ende von
Fahrzeug-Anlaßsignal 52;
alle peripheren Vorrichtungen sind heruntergefahren; und jegliche
andere von Mikroprozessor 25 geregelte Vorrichtunge ist
ebenfalls heruntergefahren.
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Nachdem
Fahrzeug-Anlaßsignal 52 endet (z.B.
kehrt der Zündschalter
in die Stellung FAHREN zurück),
schaut VIOP-Mikroprozessor 25 in Schritt 62 nach,
um zu sehen ob er sich in einem Aufwachmodus befand als Fahrzeug-Anlaßsignal 52 empfangen wurde.
Befand sich Mikroprozessor 25 in einem Aufwachmodus, so
wird der gesicherte Zustand in Schritt 64 abgerufen, und
der Aufwachvorgang wird – wenn angemessen – aus dem
gesicherten Zustand wieder aufgenommen. Wenn sich Mikroprozessor 25 nicht im
Aufwachmodus befand, dann wird in Schritt 66 ein normaler
Aufwachmodus eingeleitet, indem man die Aufwachmodus-Signale an Hauptprozessorkarte 10 sendet.
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Unter
Bezug auf 4 speichert Mainboard-Mikroprozessor 13 – nach Empfang
von Anlaßsignal 52 – in Schritt 70 sofort
einen gegenwärtigen
Zustand jeder vorherbestimmten peripheren Vorrichtung die er regelt
in RAM 15. Die vorherbestimmten Vorrichtungen sind auf
Grundlage der Fähigkeit der
Vorrichtung gewählt,
in einer relativ kurzen Zeitspanne heruntergefahren zu werden (z.B.
kann eine PCI-Schnittstelle sehr wenig Zeit brauchen um einen Zustand
zu speichern und herunterzufahren), dem Betrag des Stromverbrauchs,
und anhand ihrer Wichtigkeit für
das Multimedia-System insgesamt (d.h. Vorrichtungen, welche eine
große
Wichtigkeit für
die Funktionalität
des Systems haben). Manche periphere Vorrichtungen werden aufgrund
von Zeitbeschränkungen
nicht in der Lage sein ihren Zustand abgespeichert zu bekommen.
Die Vorrichtungen werden dennoch heruntergefahren werden, werden
später
aber benachrichtigt daß ein
Stromausfall aufgetreten ist. Dies sollte die Vorrichtung befähigen angemessen
zu reagieren, wenn die Stromversorgung wieder hergestellt ist. Nachdem
die Vorrichtungszustände
abgespeichert sind, schaltet das Mainboard die peripheren Vorrichtungen
in Schritt 72 in einen Zustand AUS. Die Vorrichtungen in
einen Zustand AUS zu schalten läßt einen
geringen Strombedarf zu und schützt
die Vorrichtungen vor dem oben beschriebenen Spannungsabfall-Zustand.
Nachdem die Vorrichtungen heruntergefahren sind, wechselt Mikroprozessor 13 in
Schritt 74 in einen Aussetzmodus. Der Aussetzmodus ist
durch die folgenden Bedingungen gekennzeichnet: Anlaßsignal 52 ist
ein, der Mikroprozessor 13 der Hauptprozessorkarte schlummert
in dem Zustand SETZE ZU RAM AUS (in der ACPI-Spezifikation als S3-Zustand
bezeichnet), alle peripheren Vorrichtungen sind aus, das CD-ROM-Laufwerk 17 ist
aus, und das Diskettenlaufwerk 16 ist aus.
-
Hauptprozessorkarte 10 verbleibt
in dem Aussetzmodus, bis VIOP-Karte 12 eine Aufwach-Befehlsfolge sendet.
Wenn die Aufwach-Befehlsfolge von Hauptprozessorkarte 10 empfangen
wird, wechselt Mikroprozessor 13 wie angemessen in einen
seiner normalen Betriebszustände,
d.h. Zustand STANDBY, Zustand STROMSPAREN, usw. Auf das Aufwachen
in Schritt 76 hin werden die peripheren Vorrichtungen erneut
mit Strom versorgt. Alle gesicherten Zustände werden in Schritt 78 wiederhergestellt.
Jede andere Vorrichtung oder andere Systemanwendung, welche ihren
Zustand nicht gespeichert bekommen hat, oder aber wissen muß daß vorher
ein Herunterfahren stattgefunden hat, wird in Schritt 80 von
dem vorangegangenen Herunterfahren in Kenntnis gesetzt. Der Mikroprozessor 13 kehrt dann
in Schritt 82 zu normalem Betrieb zurück, welcher durch ein normalerweise
auf. dem Intel Celeron Prozessor zu findendes Betriebssystem geregelt wird.