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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Temperatur
in einer elektronischen Vorrichtung wie etwa einer Computeranordnung,
und im besonderen ein Verfahren zum Verändern der Operation einer zentralen
Verarbeitungseinheit (CPU) auf der Basis eines Informationssignals, das
den Status einer Kühlanordnung
wie etwa eines Kühlventilators
identifiziert, die innerhalb der Computeranordnung installiert ist.
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Im
allgemeinen ist ein Kühlventilator
innerhalb eines Gehäuses
eines Computersystems angeordnet. Der Kühlventilator ist konstruiert,
um einen Luftstrom zum Abführen
von Wärme
von einer CPU und zum Hinausblasen derer aus dem Gehäuse zu erzeugen.
Der Luftstrom dient dazu, einen Anstieg der Innentemperatur des
Gehäuses
zu unterdrücken. Die
Nichtverwendung eines Kühlventilators
führt zu einem übermäßigen Temperaturanstieg
innerhalb des Gehäuses,
so daß die
CPU und andere elektronische Komponenten in der Nähe der CPU
einen Defekt oder einen Operationsausfall erleiden können.
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Falls
der Kühlventilator
bei der korrekten Operation versagt, kann die in der CPU erzeugte Wärme aus
dem Gehäuse
nicht genügend
freigesetzt werden. In diesem Fall wird die Operation der CPU vorzugsweise
unterdrückt,
um die erzeugte Wärme
zu reduzieren, so daß der
Anstieg der Innentemperatur vermieden werden kann. Die Unterdrückung kann
zum Beispiel durch eine reduzierte oder ausgedünnte Frequenz des Taktsignals
erreicht werden, das der CPU zugeführt wird.
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Wenn
die Operation der CPU zu unterdrücken
ist, wird erwartet, daß die
CPU eine Unterbrechungsaufforderung IRQ zum Identifizieren eines
Defektes oder Ausfalls des Kühlventilators
empfängt. Wenn
die CPU die Unterbrechungsaufforderung IRQ empfängt, ist die CPU dafür ausgelegt,
die gegenwärtige
Primärverarbeitung
temporär
zu unter-brechen, um die Einrichtung einer reduzierten oder ausgedünnten Frequenz
des Taktsignals bei einer Unterbrechungsverarbeitung zu realisieren.
Als Resultat der Unterdrückung
der Operation der CPU auf diese Weise kann ein übermäßiger Anstieg der Innentemperatur
des Gehäuses
verhindert werden.
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Die
Unterbrechungsaufforderung IRQ wird gewöhnlich von einem Systemcontroller
wie beispielsweise einem Chip-Satz zugeführt. Der Systemcontroller muß somit
Hardware oder eine elektronische Komponente zum Erzeugen einer Unterbrechungsaufforderung
IRQ enthalten. Die Schaltungsstruktur des Systemcontrollers wird
dadurch unvermeidlich kompliziert. Zusätzlich kann keine Größenreduzierung
des Systemcontrollers auf Grund der Hardware zum Erzeugen einer
Unterbrechungsaufforderung IRQ erreicht werden.
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US-A-5
907 689 offenbart ein Computersystem, das mehrere CPUs umfaßt. Ein
Systemverwaltungsmodul ist mit jeder der CPUs gekoppelt. Der Systemverwaltungsmodul überwacht
die Temperatur und die Ventilatorgeschwindigkeit. Ein Unterbrechungssignal
wird von verschiedenen Elementen des Computersystems ausgegeben,
wie etwa von einem Tastatur- und Maus-Schnittstellencontroller und abgesetzten
Systemverwaltungsanordnungen. Dieses Unterbrechungssignal wird zu
einer Systemverwaltungszentrale gesendet, die in dem Systemverwaltungsmodul
inkorporiert ist. Die Systemverwaltungszentrale gibt Fehlersignale
im Falle eines Systemausfalls aus. Die Systemverwaltungszentrale
isoliert ausgefallene Komponenten. Die Systemverwaltungszentrale
gestattet auch das dynamische Umschalten auf eine Ersatzkomponente,
falls Ersatz vorgesehen ist.
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US-A-5
930 110 offenbart mehrere Ausführungsformen.
In einer vierten Ausführungsform
dieses Dokumentes ist ein Sensor in einer CPU inkorporiert. Der
Sensor mißt
die Temperatur und kann in der Nähe
der CPU angeordnet sein. Gemäß der gemessenen
Temperatur erzeugt ein Systemsteuergatter array ein Unterbrechungssignal
(Systemverwaltungsunterbrechung). Die CPU führt eine Verarbeitung für eine Taktgeschwindigkeitsveränderung
oder ein Aussetzen der Operation als Antwort auf das Unterbrechungssignal
aus. In einer fünften
Ausführungsform dieses
Dokumentes wird ein Ventilator zum Kühlen eines Wärmeerzeugungsabschnittes
wie etwa einer CPU und einer CPU-Karte verwendet. Der Antriebscontroller
schaltet den Ventilator ein oder aus. Der Antriebscontroller steuert
die Operation des Ventilators auf der Basis der durch Temperatursensoren
gemessenen Temperatur. Der Ventilator, der Antriebscontroller und
die Temperatursensoren sind in einer Erweiterungseinheit (Tischstation)
inkorporiert.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann eine Temperaturcontrollerschaltung,
die die Innentemperatur einer elektronischen Vorrichtung mit einer
einfacheren Schaltungsstruktur verwalten kann, und ein Verfahren
dafür vorsehen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Temperaturcontrollerschaltung vorgesehen, mit:
einer
zentralen Verarbeitungseinheit; und
einer Unterbrechungsaufforderungserzeugungseinheit,
die ein Unterbrechungsaufforderungssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet,
daß
die
Unterbrechungsaufforderungserzeugungseinheit das Unterbrechungsaufforderungssignal
auf der Basis eines Temperaturinformationssignals erzeugt, das eine
Temperatur identifiziert, und konstruiert ist, um das Unterbrechungsaufforderungssignal
an die zentrale Verarbeitungseinheit auszugeben, und
die Temperaturcontrollerschaltung
ferner eine Eingabeeinheit umfaßt,
die konstruiert ist, um der zentralen Verar beitungseinheit ein Statusinformationssignal zuzuführen, das
den Status einer Kühlanordnung identifiziert.
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Die
Verwendung der oben beschriebenen Temperaturcontrollerschaltung
kann dazu dienen, ein Verfahren zum Steuern der Temperatur in einer
elektronischen Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zu implementieren. Das Verfahren umfaßt:
Erhalten eines Unterbrechungsaufforderungssignals auf
der Basis eines Temperaturinformationssignals zum Identifizieren
einer Temperatur;
Erhalten eines Statusinformationssignals
zum Identifizieren des Status einer Kühlanordnung als Antwort auf
den Empfang des Unterbrechungsaufforderungssignals; und
Verändern der
Operation der elektronischen Vorrichtung auf der Basis des Statusinformationssignals.
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Mit
dem oben beschriebenen Verfahren kann eine zentrale Verarbeitungseinheit
(CPU) das Temperaturinformationssignal, das die Temperatur identifiziert,
nutzen, um eine Unterbrechungsverarbeitung zum Steuern der Temperatur
zu beginnen. Während der
Unterbrechungsverarbeitung ist die CPU dafür ausgelegt, den Status der
Kühlanordnung
gemäß dem Statusinformationssignal
zu erkennen. Zusätzliche
Hardware zur Begleitung der CPU, um lediglich ein Unterbrechungsaufforderungssignal
auf der Basis des Status der Kühlanordnung
zu erzeugen, ist nicht erforderlich. Die Schaltungsstruktur der
Temperaturcontrollerschaltung kann vereinfacht sein.
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In
dem Fall, wenn die Kühlanordnung
eingesetzt wird, um die Temperatur in der elektronischen Vorrichtung
zu steuern, kann ein Ausfall oder Defekt der Kühlanordnung im allgemeinen
ignoriert werden, falls die Temperatur angemessen gesteuert wird;
mit anderen Worten, falls die Temperatur unter einer vorbestimmten
Temperatur bleibt. Falls vorgesehen ist, ein Unterbrechungsaufforderungssignal
als Antwort auf den Ausfall oder Defekt der Kühlanordnung zu erzeugen, wie
es herkömmlicherweise
bekannt ist, wird die Operation der CPU ungeachtet der eigentlichen Temperatur
in der elektronischen Vorrichtung entsprechend unterbrochen. Andererseits
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung das Temperaturinformationssignal dafür bestimmt, die Erzeugung des
Unterbrechungsaufforderungssignals zu triggern, so daß zuverlässig verhindert
wird, daß die
CPU während
der Operation eine häufige
Unterbrechung erleidet, solange die Temperatur ungeachtet eines
Ausfalls oder Defekts der Kühlanordnung
angemessen gesteuert wird.
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Ein
Temperaturdetektor oder Wärmesensor kann
mit der Unterbrechungsaufforderungserzeugungseinheit verbunden sein,
um die tatsächliche Temperatur
innerhalb des Gehäuses
der elektronischen Vorrichtung zu messen. Der Wärmesensor dient dazu, eine
angemessene Erzeugung des Unterbrechungsaufforderungssignals in
Entsprechung zur Veränderung
der tatsächlichen
Temperatur innerhalb des Gehäuses
der elektronischen Vorrichtung zu erreichen. Die Steuerung der Kühlanordnung auf
der Basis des so erzeugten Unterbrechungsaufforderungssignals dient
dazu, einen übermäßigen Anstieg
der Temperatur innerhalb des Gehäuses
der elektronischen Vorrichtung zu vermeiden. Der Wärmesensor
kann so konstruiert sein, um die Temperatur der CPU direkt zu messen.
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Die
Eingabeeinheit kann zum Beispiel eine Mehrzweckeingabe-[general
purpose input]-(GPI)-Schaltung umfassen, die in einem Systemcontroller
(Chip-Satz) oder einer sogenannten Ultra-E/A (Eingabe/Ausgabe) inkorporiert
ist. Der Systemcontroller und die Ultra-E/A sind im allgemeinen so
konstruiert, um die Operation der CPU zu unterstützen. Der Systemcontroller
kann zum Beispiel eine Nordbrücke
umfassen, die mit der CPU durch einen Systembus verbunden ist, und
eine Südbrücke, die
mit der Nordbrücke
zum Beispiel durch einen PCI-Bus verbunden ist.
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Die
Kühlanordnung
kann einen Kühlventilator
enthalten, der konstruiert ist, um einen Luftstrom zum Beispiel
zum Abführen
von Wärme
aus der CPU zu erzeugen. Die Kühlanordnung
ist jedoch nicht auf den Kühlventilator
begrenzt. Die Kühlanordnung
muß lediglich
einen übermäßigen Anstieg
der Temperatur innerhalb des Gehäuses
der elektronischen Vorrichtung durch ein beliebiges Mittel verhindern.
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Bei
dem obenerwähnten
Verfahren kann die Operation der CPU als Antwort auf den Empfang
des Statusinformationssignals unterdrückt werden, das einen Ausfall
oder Defekt der Kühlanordnung
identifiziert. Die Unterdrückung
der Operation der CPU dient dazu, Wärme zu unterdrücken, die
in der CPU erzeugt wird. Demzufolge kann ein Temperaturanstieg innerhalb
des Gehäuses
unterdrückt
werden. Die unterdrückte
Operation der CPU kann auch erreicht werden, wenn das Statusinformationssignal
eine zwingende Beendigung der Operation der Kühlanordnung auf Grund einer
absichtlichen Reduzierung des Energieverbrauchs identifiziert.
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Bei
dem obenerwähnten
Verfahren kann der zentralen Verarbeitungseinheit ein ausgedünntes Taktsignal
zugeführt
werden, um die Operation der zentralen Verarbeitungseinheit zu unterdrücken. Desgleichen
kann der zentralen Verarbeitungseinheit ein Taktsignal mit einer
niedrigeren Taktfrequenz zugeführt
werden, um die Operation der zentralen Verarbeitungseinheit zu unterdrücken. Anderenfalls kann
Software, die das Gesamtsystem verwaltet, wie etwa ein Betriebssystem
(OS), beim Unterdrücken der
Operation der CPU angehalten oder abgeschaltet werden.
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Des
weiteren kann das obenerwähnte
Verfahren durch Computersoftware wie etwa ein BIOS (Basic Input/Output
System) realisiert werden. Die Computersoftware kann von einem tragbaren
Speichermedium, wie beispielsweise von einer Magnetplatte, die eine
FD (Diskette) enthält,
einer optischen Platte, die eine CD (Kompaktplatte) enthält, oder
dergleichen, auf einem Computersystem installiert werden. Alternativ
kann die Computersoftware über
ein Netz wie etwa das Internet auf dem Computersystem installiert
werden.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung wird nun in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 die
Gesamtansicht eines Personalcomputers des Notebook-Typs zeigt;
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2 ein
Blockdiagramm ist, das die Schaltungsstruktur einer Grundplatine
schematisch zeigt;
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3 ein
Blockdiagramm ist, das die Struktur einer Südbrücke schematisch zeigt;
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4 ein
Flußdiagramm
ist, das ein Beispiel für
eine Unterbrechungsverarbeitung zeigt;
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5 ein
Zeitdiagramm ist, das das Konzept eines ausgedünnten Taktsignals zeigt;
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6 ein
Flußdiagramm
ist, das ein anderes Beispiel für
die Unterbrechungsverarbeitung zeigt;
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7 ein
Flußdiagramm
ist, das ein weiteres Beispiel für
die Unterbrechungsverarbeitung zeigt;
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8 ein
Flußdiagramm
ist, das noch ein weiteres Beispiel für die Unterbrechungsverarbeitung zeigt;
und
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9 ein
Zeitdiagramm ist, das den Vorteil einer Schwellentemperatur für einen
Temperaturanstieg schematisch zeigt, die höher als eine Schwellentemperatur
für einen
Temperaturabfall ist.
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1 zeigt
schematisch einen Personalcomputer 10 des Notebook-Typs
als elektronische Vorrichtung. Der Personal computer 10 umfaßt ein Hauptgehäuse 11,
worin eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und andere elektronische
Komponenten inkorporiert sind, und einen Deckel 12, der
mit dem Hauptgehäuse 11 verbunden
ist. Eine Flüssigkristallanzeige
(LCD) und dergleichen ist in dem Deckel 12 inkorporiert.
Der Deckel 12 läßt sich
bezüglich
des Hauptgehäuses 11 um
die Stützachse schwingen.
Die Schwingbewegung des Deckels 12 ist so angelegt, daß der Deckel 12 auf
dem Hauptgehäuse 11 liegen
kann.
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Eingabeanordnungen
wie etwa eine Tastatur 13 und eine Zeigeanordnung 14 sind über der
oberen Fläche
des Hauptgehäuses 11 montiert.
Wenn Anwendungssoftware in dem Personalcomputer 10 ausgeführt wird,
soll ein Bediener die Tastatur 13 und/oder die Zeigeanordnung 14 betätigen, um
erforderliche Informationen und/oder Instruktionen einzugeben. Die
Verarbeitung und/oder Ausführungsresultate
der Anwendungssoftware können
auf dem Bildschirm der LCD angezeigt werden, die in dem Deckel 12 inkorporiert
ist.
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2 zeigt
schematisch die Schaltungsstruktur einer gedruckten Schaltungsplatteneinheit, wie
etwa einer Grundplatine 16, die in dem Hauptgehäuse 11 inkorporiert
ist. Zum Beispiel ist eine CPU 17 auf die Grundplatine 16 zum
Ausführen
von Anwendungssoftware auf einem Betriebssystem (OS) montiert. Zum
Montieren der CPU 17 auf die Grundplatine 16 kann
eine Oberflächenmontagetechnik eingesetzt
werden. Alternativ kann die CPU 17 in einem CPU-Einbauplatz
Aufnahme finden, der fest auf die Grundplatine 16 montiert
ist.
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Ein
Temperaturdetektor oder Wärmesensor 18 ist
in einem Siliziumkörper
der CPU 17 zum Detektieren einer Temperatur der CPU 17 eingebettet. Der
Temperaturdetektor 18 ist so konstruiert, um ein Temperaturinformationssignal
zu erzeugen, das die Temperatur der CPU 17 identifiziert.
Beim Erzeugen des Temperaturinformationssignals vergleicht der Temperaturdetektor 18 eine
gemessene tatsächliche Temperatur
mit einer vorbestimmten Schwellentemperatur. Wenn die gemessene
tatsächliche
Temperatur die vorbestimmte Schwellentemperatur überschreitet, kann der Temperaturdetektor 18 weiter
ein Meldesignal mit hohem Pegel ausgeben. Wenn die gemessene tatsächliche
Temperatur unter der vorbestimmten Schwellentemperatur bleibt, kann
der Temperaturdetektor 18 jedoch weiter das Meldesignal
mit niedrigem Pegel ausgeben. Die vorbestimmte Schwellentemperatur
kann auf der Basis einer höchsten
zulässigen
Temperatur zum Garantieren einer zuverlässigen Operation der CPU 17 und
anderer elektronischer Komponenten in der Nähe der CPU 17 bestimmt
werden.
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Ein
Systemcontroller, wie etwa ein Chip-Satz 19, ist mit der
CPU 17 verbunden. Der Chip-Satz 19 ist so konstruiert,
um das Gesamtsystem des Personalcomputers 10 zu verwalten.
Der Chip-Satz 19 umfaßt
zum Beispiel eine Nordbrücke 21,
die mit der CPU durch einen Systembus 20 verbunden ist,
und eine Südbrücke 23,
die mit der Nordbrücke 21 durch einen
sogenannten PCI-(Peripheral Component Interconnect)-Bus 22 verbunden
ist.
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Eine
Systemspeichereinheit 24 ist mit der Nordbrücke 21 verbunden.
Die Nordbrücke 21 dient dazu,
daß die
CPU 17 Programme des OS und/oder der Anwendungssoftware
holen kann, die in der Systemspeichereinheit 24 temporär gespeichert
ist. Speichermodule, wie etwa ein synchroner dynamischer Speicher
mit wahlfreiem Zugriff (SDRAM), können als Systemspeichereinheit 24 eingesetzt
werden. Die Speichermodule können
zum Beispiel in entsprechenden DIMM-(dual in-line memory module)-Verbindern
Aufnahme finden, die fest auf die Grundplatine 16 montiert
sind.
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Ein
Taktsignal wird der CPU 17 bzw. der Systemspeichereinheit 24 zugeführt. Das
Taktsignal wird in einer Taktgeneratoreinheit oder -schaltung 25 erzeugt.
Die Opera tionsgeschwindigkeit der CPU 17 kann durch die
Frequenz des Taktsignals bestimmt werden. Das Taktsignal kann den
Nord- und Südbrücken 21, 23 und
anderen elektronischen Komponenten oder Elementen zusätzlich zu
der CPU 17 und der Systemspeichereinheit 24 zugeführt werden.
Als Resultat sind die Nord- und
Südbrücken 21, 23 und die
anderen elektronischen Komponenten dafür ausgelegt, synchron mit der
Operation der CPU 17 zu arbeiten.
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Ein
sogenannter IDE-(Integrated Device Electronics)-Verbinder 26 ist mit der Südbrücke 23 verbunden,
um eine IDE-Schnittstelle einzurichten. Der IDE-Verbinder 26 gestattet
zum Beispiel die Verbindung einer Speicheranordnung mit großer Kapazität, wie etwa
eines Festplattenlaufwerks (HDD) 27, das in das Hauptgehäuse 11 eingebaut
wird. Wenn die CPU 17 zum Beispiel eine Anwendungssoftware ausführt, dient
die Südbrücke 23 dazu,
Programme und/oder Daten, die aus dem HDD 27 ausgelesen werden,
zu der Systemspeichereinheit 24 zu übertragen.
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Eine
PCMCIA-(Personal Computer Memory Card International Association)-Controllereinheit 28 und
ein Modem 29 sind jeweilig mit dem PCI-Bus 22 verbunden.
Ein PC-Karten-Einbauplatz ist mit der PCMCIA-Controllereinheit 28 elektrisch
verbunden. Wenn eine PC-Karte in dem PC-Karten-Einbauplatz aufgenommen
wird, kann, wie es herkömmlicherweise
bekannt ist, eine spezifische Schnittstelle, wie beispielsweise
eine IDE- oder SCSI-Schnittstelle, zwischen der Nordbrücke 21 und
einer externen peripheren Anordnung, wie etwa einem Kompaktplatten-(CD)-Laufwerk 31,
das ein CD-ROM- oder CD-R- oder CD-RW-Laufwerk enthält, eingerichtet
werden. Zusätzlich
kann eine Telefon- oder Kommunikationsleitung mit dem Modem 29 verbunden
werden. Die Verbindung kann verdrahtet oder drahtlos sein. Das Modem 29 dient
dazu, die CPU 17 mit einem Netz wie dem Internet, einem
Extranet oder dergleichen zu verbinden.
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Eine
Kühlanordnung,
wie etwa ein Kühlventilator 32,
ist in dem Hauptgehäuse 11 zum
Erzeugen eines Luftstroms inkorporiert. Der erzeugte Luftstrom soll
nach dem Absorbieren von Wärme
in dem Hauptgehäuse 11 aus
dem Hauptgehäuse 11 entweichen. Der
Kühlventilator 32 soll
einen Anstieg der Innentemperatur des Hauptgehäuses 11 unterdrücken. Eine
Ventilatorcontrollereinheit oder -schaltung 33 dient dazu,
die Operation oder Rotation des Kühlventilators 32 zu
steuern. Die Ventilatorcontrollereinheit 33 ist so konstruiert,
um ein Alarmsignal auszugeben, wenn sie irgendeinen Defekt oder
Ausfall bei der Operation oder Rotation des Kühlventilators 32 detektiert.
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Eine
sogenannte Ultra-E/A (Eingabe/Ausgabe-Schaltung oder -Einheit) 35 ist
mit der Südbrücke 23 durch
einen sogenannten ISA-(Industry Standard Architecture)-Bus 34 verbunden.
Ein Stiftanschluß für die Tastatur 13,
ein sogenannter PS/2-(Personal System/2)-Verbinder 36 zum
Aufnehmen eines Verbinderanschlusses der Zeigeanordnung 14 und
ein sogenannter FDD-(Floppy Disk Drive)-Verbinder 38 zum
Aufnehmen eines Verbinderanschlusses eines FDD 37 sind
jeweilig mit dem Ultra-E/A 35 verbunden. Des weiteren können ebenfalls
ein PS/2-Verbinder zum Aufnehmen eines Verbinderanschlusses einer
zusätzlichen
externen Tastatur oder ein PS/2-Verbinder zum Aufnehmen eines Verbinderanschlusses
einer externen Mausanordnung, die beide nicht gezeigt sind, mit
der Ultra-E/A 35 verbunden sein.
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Ein
sogenannter Flash-Speicher (zum Beispiel ein EEPROM: electrically
erasable and programmable ROM) 39 ist mit der Ultra-E/A 35 zum Speichern
eines BIOS (Basic Input/Output System) verbunden. Die CPU 17 ist
so konstruiert, um die Eingabe-/Ausgabeoperation zwischen dem OS
und den grundlegenden peripheren Anordnungen wie etwa der LCD, der
Tastatur 13, der Zeigeanordnung 14, dem HDD 27 und
dergleichen gemäß dem von
dem Flash-Speicher 39 gelesenen BIOS zu verwalten.
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Die
Südbrücke 23 umfaßt, wie
in 3 gezeigt, eine Instruktionssignalerzeugungsschaltung 41,
die so konstruiert ist, um ein Ventilatorinstruktionssignal gemäß Instruktionen
zu erzeugen, die von der CPU 17 ausgegeben werden. Das
Ventilatorinstruktionssignal kann ein Triggerinformationssignal zum
Identifizieren einer Instruktion zum Starten oder Beenden einer
Rotation des Kühlventilators 32,
ein numerisches Informationssignal zum Identifizieren der Rotationsgeschwindigkeit,
die am Kühlventilator 32 einzustellen
ist, und dergleichen enthalten. Die Ventilatorcontrollereinheit 33 ist
so konstruiert, um die Operation oder Rotation des Kühlventilators 32 gemäß der Instruktion
und der in dem Ventilatorinstruktionssignal identifizierten Zahl
zu steuern.
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Eine
Instruktionssignalerzeugungsschaltung 42 ist ebenfalls
konstruiert, um ein Taktgatterinstruktionssignal STPCLK# gemäß Instruktionen
zu erzeugen, die von der CPU 17 ausgegeben werden. Das Taktgatterinstruktionssignal
STPCLK# kann Informationen zum Identifizieren dessen enthalten,
ob das Taktsignal ausgedünnt
wird oder nicht, wie viele Takte unwirksam gemacht werden, wenn
das Taktsignal ausgedünnt
wird, und dergleichen. Ein Taktgatter 43 der CPU 17 ist
so konstruiert, um ein ausgedünntes oder
gedrosseltes Taktsignal gemäß den Informationen
zu realisieren, die in dem empfangenen Taktgatterinstruktionssignal
STPCLK# enthalten sind.
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Falls
ein normales Taktsignal, ohne ausgedünnt oder gedrosselt zu werden,
der CPU 17 zugeführt
wird, kann die CPU 17 mit der maximalen Operationsgeschwindigkeit
arbeiten, die der Taktfrequenz des Taktsignals inhärent ist.
Wenn das Taktgatter 43 zum Beispiel das Taktgatterinstruktionssignal
STPCLK# empfängt,
das die "10%ige
Ausdünnung" identifiziert, ist
das Taktgatter 43 dafür
ausgelegt, alternierend die Zufuhr des Taktsignals für 90 ns und
die Unterbrechung der Zufuhr für
10 ns zu realisieren. Dementsprechend wird bewirkt, daß eine ALU
(Arithmetik- und Logikeinheit) 44 die Fortsetzung und die
Unterbrechung der Operation in dem Verhältnis von 9 zu 1 alternierend
wiederholt. Die Belastung auf der ALU 44 kann auf 90 %
der Maximalbelastung herabgedrückt
werden, die für
die ALU 44 zulässig
ist. Solch ein Herabdrücken
der Belastung der ALU 44 soll zur Unterdrückung von
in der CPU 17 erzeugter Wärme beitragen. Es sei erwähnt, daß das ausgedünnte oder
gedrosselte Taktsignal elektronischen Komponenten, einschließlich der
ALU 44, zugeführt
werden kann, die konstruiert sind, um eine intermittierende Operation
zu akzeptieren, während das
ausgedünnte
Taktsignal solchen elektronischen Komponenten, wie etwa einer Cache-Snoop-Schaltung 45,
nicht zugeführt
werden kann, die weiterarbeiten müssen.
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Eine
Taktfrequenzbestimmungsschaltung 47 ist so konstruiert,
um ein Taktfrequenzbestimmungssignal gemäß Instruktionen zu erzeugen,
die von der CPU 17 ausgegeben werden. Das Taktfrequenzbestimmungssignal
kann Informationen zum Identifizieren der Taktfrequenz des Taktsignals
enthalten. Die Taktgeneratoreinheit 25 ist so konstruiert,
um das Taktsignal mit der Taktfrequenz auszugeben, die in dem empfangenen
Taktfrequenzbestimmungssignal identifiziert wird. Die Taktfrequenz
kann zwischen der maximalen oder höchsten Frequenz, bei der die
CPU 17 mit der maximalen Operationsgeschwindigkeit arbeiten
kann, und einer niedrigen Frequenz umgeschaltet werden, die niedriger
als die maximale Frequenz eingestellt ist. Wenn die CPU 17 als
Antwort auf das Taktsignal mit der niedrigen Frequenz arbeitet,
wird erwartet, daß Wärme, die
in der CPU 17 erzeugt wird, unterdrückt werden kann, im Vergleich
zu dem Fall, wenn die CPU 17 mit der maximalen Operationsgeschwindigkeit
arbeitet.
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Eine
Unterbrechungsaufforderungserzeugungsschaltung 48 ist so
konstruiert, um ein Unterbrechungsaufforderungssignal INTR zu erzeugen, wenn
sie einen Anstieg auf den hohen Pegel oder einen Abfall auf den
niedrigen Pegel bei dem von dem Temperaturdetektor 18 ausgegebenen
Meldesignal detektiert. Das Unterbrechungsaufforderungssignal INTR
wird der CPU 17 zugeführt.
Wenn die CPU 17 das Unterbrechungsaufforderungssignal INTR
empfängt,
ist die CPU 17 gezwungen, die gegenwärtige Verarbeitung zu unterbrechen,
um danach eine Unterbrechungsverarbeitung auszuführen, die dem Unterbrechungsaufforderungssignal
INTR zugeordnet ist. Anstelle des Unterbrechungsaufforderungssignals
INTR kann ein SMI#-Signal (System-Management-Interrupt-Signal) mit
höherer
Priorität
verwendet werden, um die Ausführung
der Unterbrechungsverarbeitung in der CPU 17 zu triggern.
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Eine
GPI-(General Purpose Input)-Schaltung 49 umfaßt ein nicht
gezeigtes Register, das konstruiert ist, um Binärdaten zu halten, nämlich einen
Wert "0" oder einen Wert "1" gemäß dem Vorhandensein des
Alarmsignals, das von der Ventilatorcontrollereinheit 33 zugeführt wird.
Die CPU 17 kann die Binärdaten
aus dem Register holen. Die geholten Binärdaten können ein Statusinformationssignal
umfassen, das den Status des Kühlventilators 32 identifiziert.
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Wenn
nun ein Urladen des Personalcomputers 10 erfolgt, startet
die CPU 17 die Operation auf der Basis des aus dem HDD 27 ausgelesenen
OS und des aus dem Flash-Speicher 39 ausgelesenen BIOS.
Die CPU 17 ist so konstruiert, um zu bewirken, daß die Instruktionssignalerzeugungsschaltung 41 der
Südbrücke 23 das
Ventilatorinstruktionssignal ausgibt.
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Falls
die CPU 17 eine Anwendungssoftware unter schwerer Belastung
ausführt,
kann durch die arbeitende CPU 17 eine größere Wärmemenge
erzeugt werden. Die Wärme
kann auf die Luft übertragen
werden, die die CPU 17 umgibt. In dem begrenzten Raum des
Hauptgehäuses 11 kommt
es zu einem Temperaturanstieg. Die Rotation des Kühlventilators 32 dient
dazu, eine Luftzirkulation zwischen dem Inneren und Äußeren des
Hauptgehäuses 11 zu
erzeugen. Somit wird vermieden, daß die Innentemperatur des Hauptgehäuses 11 zu
weit ansteigt.
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Während der
Operation der CPU 17 überwacht
der Temperaturdetektor 18 weiter die tatsächliche
Temperatur der CPU 17. Nun wird angenommen, daß die gemessene
tatsächliche
Temperatur der CPU 17 die vorbestimmte Schwellentemperatur als
Antwort auf die erhöhte
Wärme in
der CPU 17 übersteigt.
Wenn die gemessene tatsächliche
Temperatur den Pegel der vorbestimmten Schwellentemperatur überschritten
hat, wird das Meldesignal, das in dem Temperaturdetektor 18 erzeugt
wird, von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel umgeschaltet. Die
Unterbrechungsaufforderungserzeugungsschaltung 48 der Südbrücke 23 gibt
das Unterbrechungsaufforderungssignal INTR als Antwort auf den Anstieg
des Meldesignals von dem niedrigen Pegel auf den hohen Pegel an
die CPU 17 aus.
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Dann
wird bewirkt, daß die
CPU 17 die gegenwärtige
Primärverarbeitung
als Antwort auf das empfangene Unterbrechungsaufforderungssignal INTR
unterbricht. Danach startet die CPU 17 die Ausführung der
Unterbrechungsverarbeitung gemäß dem aus
dem Flash-Speicher 39 ausgelesenen BIOS. Wenn die CPU 17 die
Unterbrechungsverarbeitung ausführt,
wie in 4 gezeigt, ist die CPU 17 dafür ausgelegt,
um zunächst
beispielsweise bei Schritt S1 zu bestimmen, ob das Unterbrechungsaufforderungssignal
INTR als Antwort auf den Temperaturanstieg, der die Schwellentemperatur überschreitet,
oder den Temperaturabfall, der die Schwellentemperatur unter schreitet,
ausgegeben wird. Die Bestimmung der CPU 17 kann erreicht
werden, indem zum Beispiel der Empfang der Unterbrechungsaufforderungssignale
INTR gezählt
wird, da die CPU 17 die Unterbrechungsaufforderungssignale
INTR bei Temperaturanstiegen und -abfällen nur alternierend empfangen
kann. Anderenfalls kann die Bestimmung der CPU 17 durch
Bezugnahme auf die gemessene Temperatur im Temperaturdetektor 18 als
Antwort auf den Empfang des Unterbrechungsaufforderungssignals INTR
erreicht werden.
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Wenn
der Temperaturanstieg erkannt worden ist, nimmt die CPU 17 bei
Schritt S2 Bezug auf die Binärdaten
des Registers in der GPI-Schaltung 49. Falls der Kühlventilator 32 normal
arbeitet, ist der Wert "0" in dem Register
der GPI-Schaltung 49 eingestellt worden. Die CPU 17 ist
so konstruiert, um bei Schritt S3 die Erzeugung eines Taktsignals,
das mit niedriger Rate ausgedünnt
ist, zum Erreichen der moderaten Unterdrückung der Belastung auf der CPU 17 zu
instruieren. Die Instruktionssignalerzeugungsschaltung 42 der
Südbrücke 23 erzeugt
das Taktgatterinstruktionssignal STPCLK#, das zum Beispiel die "10%ige Ausdünnung" gemäß der von
der CPU 17 ausgegebenen Instruktion identifiziert. Das erzeugte
Taktgatterinstruktionssignal STPCLK# wird dem Taktgatter 43 zugeführt.
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Das
Taktgatter 43 gibt das ausgedünnte oder gedrosselte Taktsignal,
wie zum Beispiel in 5 gezeigt, als Antwort auf den
Empfang des Taktgatterinstruktionssignals STPCLK# aus. Bei dem ausgedünnten Taktsignal
wird der Takt für
10 % einer Zyklusperiode ineffektiv gemacht. Daher kann die ALU 44 alternierend
die Fortsetzung und Unterbrechung der Operation als Antwort auf
die Zufuhr des effektiven und ineffektiven Taktes erreichen, der
in dem ausgedünnten
Taktsignal enthalten ist. Die Belastung auf der ALU 44 kann
auf 90 der maximal zulässigen Belastung
der ALU 44 herabgedrückt werden.
Obwohl die CPU 17 mit niedriger Operationsgeschwindigkeit
arbeitet, kann Wärme
unterdrückt
werden, die in der CPU 17 erzeugt wird. Das ausgedünnte Taktsignal
dient in Kombination mit einer Kühlleistung,
die durch den Kühlventilator 32 erreicht
wird, dazu, einen Anstieg der Innentemperatur des Hauptgehäuses 11 zu
verhindern. Die CPU 17 vollendet dann die Unterbrechungsverarbeitung.
Danach kann die CPU 17 die Fortsetzung der unterbrochenen
Primärverarbeitung
starten.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 4 ist die CPU 17 konstruiert,
um bei Schritt S2 den Wert "1" von dem Register
der GPI-Schaltung 49 zu holen, falls das Alarmsignal von
der Ventilatorcontrollereinheit 33 ausgegeben wird. Als
Resultat detektiert die CPU 17 einen Ausfall bei der Operation
des Kühlventilators 32.
Falls der Kühlventilator 32 anderenfalls die
Rotation stoppen soll, um eine Unterdrückung des Energieverbrauchs
zu erreichen, kann der Wert "1" in dem Register
der GPI-Schaltung 49 eingestellt werden.
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Wenn
bei der Operation des Kühlventilators 32 auf
die obenerwähnte
Weise ein Ausfall festgestellt wurde, ist die CPU 17 dafür ausgelegt,
um bei Schritt S4 die Erzeugung eines mit hoher Rate ausgedünnten Taktsignals
zum Erreichen der festen oder starken Unterdrückung der Belastung bei der CPU 17 zu
instruieren. Die Instruktionssignalerzeugungsschaltung 42 der
Südbrücke 23 erzeugt
das Taktgatterinstruktionssignal STPCLK#, das zum Beispiel die "30%ige Ausdünnung" gemäß der von
der CPU 17 ausgegebenen Instruktion identifiziert. Das erzeugte
Taktgatterinstruktionssignal STPCLK# wird dann dem Taktgatter 43 zugeführt.
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Das
Taktgatter 43 gibt das ausgedünnte oder gedrosselte Taktsignal,
wie zum Beispiel in 5 gezeigt, als Antwort auf den
Empfang des Taktgatterinstruktionssignals STPCLK# aus. Der Takt
wird bei dem ausgedünnten
Taktsignal für 30 einer
Zyklusperiode ineffektiv gemacht. Demzufolge kann die ALU 44 alternierend
die Fortsetzung und Unterbrechung der Operation als Antwort auf
die Zufuhr des effektiven und ineffektiven Taktes erreichen, der
in dem ausgedünnten
Taktsignal enthalten ist. Die Last auf der ALU 44 kann
auf 70 % der maximal zulässigen Last
auf der ALU 44 beträchtlich
herabgedrückt
werden. Wärme,
die in der CPU 17 erzeugt wird, kann außerordentlich unterdrückt werden,
im Vergleich zu dem Fall, der durch das obenerwähnte Taktsignal mit 10%iger
Ausdünnung
erreicht wird. Ohne Kühlleistung,
die durch den Kühlventilator 32 erreicht
wird, dient das ausgedünnte
Taktsignal lediglich dazu, einen Anstieg der Innentemperatur des
Hauptgehäuses 11 zu
verhindern. Die CPU 17 vollendet dann die Unterbrechungsverarbeitung.
Die CPU 17 kann danach eine Fortsetzung der unterbrochenen
Primärverarbeitung
starten.
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Als
nächstes
wird angenommen, daß eine durch
den Kühlventilator 32 und/oder
das ausgedünnte
Taktsignal erreichte Kühlleistung
die Innentemperatur des Hauptgehäuses 11 während der
Fortsetzung der unterbrochenen Primärverarbeitung ausreichend reduziert.
Wenn die gemessene tatsächliche
Temperatur unter die vorbestimmte Schwellentemperatur abgefallen
ist, wird das Meldesignal, das im Temperaturdetektor 18 erzeugt
wird, von dem hohen Pegel auf den niedrigen Pegel verändert. Die Unterbrechungsaufforderungserzeugungsschaltung 48 der
Südbrücke 23 gibt
das Unterbrechungsaufforderungssignal INTR an die CPU 17 als
Antwort auf den Abfall des Meldesignals von dem hohen Pegel auf
den niedrigen Pegel aus.
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Dann
wird bewirkt, daß die
CPU 17 die gegenwärtige
Primärverarbeitung
als Antwort auf das empfangene Unterbrechungsaufforderungssignal INTR
unterbricht. Danach startet die CPU 17 die Ausführung der
Unterbrechungsverarbeitung gemäß dem von
dem Flash-Speicher 39 gelesenen BIOS. Wenn hier bei Schritt
S1 der Temperaturabfall erkannt wird, ist die CPU 17 dafür ausgelegt,
um bei Schritt S5 die Unterdrückung
des ausgedünnten Taktsignals
ohne Bezugnahme auf die Binärdaten des
Registers in der GPI-Schaltung 49 zu instruieren. Die Instruktionssignalerzeugungsschaltung 42 der Südbrücke 23 erzeugt
das Taktgatterinstruktionssignal STPCLK#, das die "0%ige Ausdünnung", nämlich den
Takt ohne Ausdünnung,
gemäß der von
der CPU 17 ausgegebenen Instruktion identifiziert. Das
erzeugte Taktgatterinstruktionssignal STPCLK# wird dem Taktgatter 43 zugeführt. Das
Taktgatter 43 beendet demnach die Ausgabe des ausgedünnten Taktsignals
und startet die Ausgabe des normalen kontinuierlichen Taktsignals.
Die CPU 17 vollendet dann die Unterbrechungsverarbeitung.
Danach kann die CPU 17 eine Fortsetzung der unterbrochenen
Primärverarbeitung
starten. Die ALU 44 soll während der Operation die Maximallast
tragen.
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Anstelle
des obenerwähnten
ausgedünnten Taktsignals
kann bei der Unterbrechungsverarbeitung die Veränderung der Taktfrequenz des
Taktsignals zum Einsatz kommen, das der CPU 17 zugeführt wird.
Wenn der Temperaturanstieg auf die obenerwähnte Weise bei Schritt T1 erkannt
worden ist, wie in
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6 gezeigt,
ist die CPU 17, auf dieselbe Weise wie oben beschrieben,
dafür ausgelegt,
um zum Beispiel bei Schritt T2 auf die Binärdaten des Registers in der
GPI-Schaltung 49 Bezug zu nehmen. Falls der Wert "0" in dem Register eingestellt worden
ist, instruiert die CPU 17 bei Schritt T3 die Erzeugung
des Taktsignals mit einer moderaten Frequenz, wie etwa 400 MHz,
die in bezug auf die maximale Frequenz von zum Beispiel 500 MHz
niedriger ist. Die Taktfrequenzbestimmungsschaltung 47 der Südbrücke 23 erzeugt
das Taktfrequenzbestimmungssignal, das die Taktfrequenz von 400
MHz identifiziert, gemäß der von
der CPU 17 ausgegebenen Instruktion.
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Das
erzeugte Taktfrequenzbestimmungssignal wird der Taktgeneratoreinheit 25 zugeführt. Die Taktgeneratoreinheit 25 führt das
Taktsignal mit der Taktfrequenz von 400 MHz der CPU 17 gemäß dem empfangenen
Taktfrequenzbestimmungssignal zu. Obwohl die CPU 17 mit
relativ niedriger oder moderater Operationsgeschwindigkeit arbeitet,
wird erwartet, daß die
in der CPU 17 erzeugte Wärme unterdrückt wird. Die moderate Taktfrequenz
dient in Kombination mit einer durch den Kühlventilator 32 erreichten
Kühlleistung
dazu, einen Anstieg der Innentemperatur des Hauptgehäuses 11 zu
verhindern. Die CPU 17 kann auf diese Weise die Unterbrechungsverarbeitung
vollenden.
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Wenn
andererseits bei Schritt T2 der Wert "1" in
dem Register der GPI-Schaltung 49 bestätigt worden ist, instruiert
die CPU 17, auf dieselbe Weise wie oben beschrieben, die
Erzeugung des Taktsignals mit einer niedrigeren Frequenz, wie zum
Beispiel 250 MHz, die noch niedriger als die obenerwähnte moderate
Frequenz ist. Die Taktfrequenzbestimmungsschaltung 47 der
Südbrücke 23 erzeugt
das Taktfrequenzbestimmungssignal, das die Taktfrequenz von 250
MHz gemäß der von
der CPU 17 ausgegebenen Instruktion identifiziert. Das
erzeugte Taktfrequenzbestimmungssignal wird der Taktgeneratoreinheit 25 zugeführt. Die
Taktgeneratoreinheit 25 führt das Taktsignal mit der
Taktfrequenz von 250 MHz der CPU 17 gemäß dem empfangenen Taktfrequenzbestimmungssignal
zu. Obwohl die CPU 17 mit einer beträchtlich niedrigeren Operationsgeschwindigkeit
arbeitet, wird erwartet, daß die
in der CPU 17 erzeugte Wärme weitgehend unterdrückt wird.
Ohne Unterstützung
der Kühlleistung,
die durch den Kühlventilator 32 erreicht
wird, dient die niedrigere Taktfrequenz lediglich zum Verhindern
des Anstiegs der Innentemperatur des Hauptgehäuses 11. Die CPU 17 kann
auf diese Weise die Unterbrechungsverarbeitung vollenden.
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Wenn
danach bei Schritt T1 der Temperaturabfall erkannt worden ist, instruiert
die CPU 17, auf dieselbe Weise wie oben beschrieben, bei
Schritt T5 die Erzeugung des Taktsignals mit der maximalen Frequenz
von 500 MHz. Die Taktfrequenzbestimmungsschaltung 47 der
Südbrücke 23 erzeugt
das Taktfrequenzbestimmungssignal, das die Taktfrequenz von 500
MHz gemäß der von
der CPU 17 ausgegebenen Instruktion identifiziert. Das
erzeugte Taktfrequenzbestimmungssignal wird der Taktgeneratoreinheit 25 zugeführt. Nach
Vollendung der Unterbrechungsverarbeitung kann die CPU 17 demnach
auf diese Weise mit der maximalen Operationsgeschwindigkeit arbeiten,
die durch die eingestellte maximale Taktfrequenz möglicherweise
erreicht wird.
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Die
oben beschriebene Unterbrechungsverarbeitung kann bei den Schritten
S4 und T4 ein Anhalten oder Abschalten des Personalcomputers 10 erzwingen,
wenn bei den Schritten S2 und T2, wie in 7 und 8 gezeigt,
ein Ausfall der Operation des Kühlventilators 32 festgestellt
worden ist. Die Operation einer sogenannten ATX-Energiezufuhrschnittstelle,
die in der Südbrücke 23 inkorporiert
ist, kann zum Beispiel genutzt werden, wie es herkömmlicherweise
bekannt ist, um den Personalcomputer 10 auf obige Weise
anzuhalten oder abzuschalten. Falls der Personalcomputer 10 angehalten
oder abgeschaltet wird, kann die Operation der CPU 17 beendet
werden, so daß Wärme, die
in der CPU 17 erzeugt wurde, zuverlässig unterdrückt werden
kann. Zusätzlich
sind nicht zwei Arten des ausgedünnten Taktsignals
bei der Unterbrechungsverarbeitung erforderlich, wie aus 7 hervorgeht,
während
zwei Arten der Taktfrequenz für
das Taktsignal drei Arten der Taktfrequenz bei der obigen Unterbrechungsverarbeitung
ersetzen können,
wie aus 8 hervorgeht.
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Die
oben beschriebene Unterbrechungsverarbeitung kann dafür ausgelegt
sein, um zum Beispiel ein Paar von verschie denen vorbestimmten Schwellentemperaturen
festzulegen, nämlich
eine für den
Temperaturanstieg und die andere für den Temperaturabfall. Nun
wird angenommen, daß die
vorbestimmte Schwellentemperatur TH für den Temperaturanstieg höher als
die vorbestimmte Schwellentemperatur TL festgelegt wird. Sobald
in diesem Fall die tatsächliche
Temperatur über
die Schwellentemperatur TH ansteigt, scheitert durch ein unzureichendes Auf
und Ab der tatsächlichen
Temperatur in dem Bereich der Schwellentemperatur TH das Bewirken
einer häufigen
Erzeugung des Unterbrechungsaufforderungssignals INTR, es sei denn,
daß die
tatsächliche
Temperatur einen Wert unter der Schwellentemperatur TL erreicht.
Im Vergleich zu dem Fall, wenn derselbe Wert für die jeweiligen Schwellentemperaturen
für den
Temperaturanstieg und -abfall festgelegt wird, kann die Erzeugung
des Unterbrechungsaufforderungssignals, das der CPU 17 zuzuführen ist,
unterdrückt
oder verringert werden. Demnach wird bei der CPU 17 eine
häufige
Unterbrechung während
der normalen Primärverarbeitung
zum Ausführen
einer Anwendungssoftware verhindert.
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Das
BIOS zum Realisieren der obigen Unterbrechungsverarbeitung kann
von tragbaren Speichermedien wie beispielsweise einer FD (Diskette) 51,
die durch das FDD 37 lesbar ist, einer CD-ROM 52,
die durch das CD-Laufwerk 31 lesbar ist, oder dergleichen
in dem Flash-Speicher 39 installiert werden, wie in 2 gezeigt.
Alternativ kann das BIOS in dem Flash-Speicher 39 über ein
Netz installiert werden, das mit dem Modem 29 verbunden
ist. Wenn das BIOS zu installieren ist, kann die CPU 17 ein
spezifisches Softwareprogramm ausführen, das zum Beispiel ein
Tool zur Installation realisiert. Solch ein spezifisches Softwareprogramm
kann zusammen mit dem BIOS vor der Installation in die Systemspeichereinheit 24 geholt
werden.
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Es
sei erwähnt,
daß das
obenerwähnte
BIOS nicht nur auf die Grundplatine 16 angewendet werden
kann, die in dem Personalcomputer 10 des Notebook-Typs
verwendet wird, sondern genauso auch auf eine Grundplatine, die
in einem Personalcomputer des Desktop-Typs verwendet wird.