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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren zum
Einstellen einer Anfangsversorgungsspannung in einem System mit
einer programmierbaren Spannungsversorgung.
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Hintergrund der Erfindung
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US-A-5 086 501 offenbart
ein Verfahren zum Betreiben eines Computersystems. Das Verfahren
umfasst das Bestimmen der minimalen Betriebsspannung des Systems
durch Betreiben des Computersystems mit mehreren unterschiedlichen
Betriebsspannungen mit abnehmenden Spannungspegeln, bis das System schließlich in
nicht ausreichender Weise funktioniert und indem die Betriebsspannung
des Systems gemäß einem
Pegel ausgewählt
wird, der über
der nicht ausreichenden Betriebsspannung liegt. Das Verfahren wird
von einem Mikrocomputer ausgeführt.
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US-A-5 659 789 offenbart
ein fehlertolerantes System zum Zuführen von Leistung zu mehreren
zentralen Recheneinheiten (CPU) eines Computersystems. Drei Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler
liefern Energie zu den beiden CPU's, die individuell zugeschnittene Spannungspegel
erfordern, und jeder Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler ist ausgelegt,
um eine einzelne CPU zu speisen. Zwei Wandler speisen eine erste
CPU durch eine erste Versorgungsebene, während der dritte Wandler eine
zweite CPU über
eine zweite Versorgungsebene speist. Wenn die von den beiden CPU's erforderlichen
Spannungspegel gleich sind, dann verbindet ein Schalter die beiden
Versorgungsspannungsebenen, so dass alle drei Konverter beide CPU's speisen.
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Es
wurde in der jüngeren
Vergangenheit als wünschenswert
erkannt, die Versorgungsspannung und die Taktfrequenz von Computersystemprozessoren
dynamisch einzustellen, um die Leistungsaufnahme zu minimieren und
die Wärmeerzeugung
des Prozessorkerns zu regulieren. Die Prozessoren des Computersystems erscheinen
als ein idealer Mechanismus, um diese Einstellungen vorzunehmen,
wobei sie jedoch zunächst
Energie und das Taktsignal erhalten müssen, bevor sie die geeigneten
Einstellung bestimmen können.
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Solange
der Prozessor nicht eine minimale Anlaufspannung erhält, ist
er nicht in der Lage, die Spannungserkennungsausgangssignale zu
erzeugen, um seine Betriebsspannung zu steuern. Daher ist es für die Systemhardware
erforderlich, dass sichergestellt wird, dass der Prozessor mit der
erforderlichen Anlaufspannung versorgt wird, und dass der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler
daran gehindert wird, auf die Spannungserkennungsausgangssignale
des Prozessors zu reagieren, bis der Prozessor diese so wählt, dass die
Anlaufspannung angegeben wird. Um eine Schädigung des Prozessors zu vermeiden,
ist es notwendig sicherzustellen, dass das System beim Einschalten
nicht durch Zwischensignale von dem Prozessor bewirkt, dass der
Versorgungsspannungspegel die maximalen Betriebsgrenzen der Prozessoren
nicht übersteigt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
obigen Probleme werden mittels eines Verfahrens und einer Vorrichtung
gelöst,
um eine bestimmte Einschaltspannung in einem System mit einem prozessorgesteuerten
Spannungspegel bereitzustellen.
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In
einer Ausführungsform
umfasst das System: einen DC/DC bzw. Gleichspannungs-Gleichspannungswandler,
der ausgebildet ist, Spannungsauswahleingangssignale zu empfangen
und einen einstellbaren Spannungsausgangspegel mit einer Spannung
bereitzustellen, die durch die Spannungseingangssignale angegeben
ist; eine elektrische Komponente, die ausgebildet ist, die einstellbare
Spannung, die von dem Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler ausgegeben
wird, zu empfangen und Spannungsauswahlausgangssignale bereitzustellen;
und eine Auswahlschaltung, die ausgebildet ist, die von der elektrischen
Komponente ausgegebenen Spannungsauswahlsignale und ein Auswahlsignal
zu empfangen und die Spannungsauswahleingangssignale dem Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler
zuzuleiten, um einen ersten Spannungspegel auszuwählen, wenn
das Spannungsauswahlsignal sich in einem ersten Zustand befindet,
und die Spannungsauswahleingangssignale den Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler
zuzuleiten, um einen Spannungspegel auszuwählen, der durch die elektrische
Komponente vorgegeben wird, wenn das Auswahlsignal sich in einem
zweiten Zustand befindet.
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In
einer weiteren Ausführungsform
umfasst ein Verfahren zur Gewährleistung
einer einstellbaren bestimmten Spannung für eine elektrische Komponente:
Empfangen von Spannungsauswahleingangssignalen in einem Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler und Vorsehen
eines einstellbaren Ausgangsspannungspegels mit einer Spannung,
die durch die Spannungsauswahleingangssignale spezifiziert ist;
Empfangen des einstellbaren Spannungsausgangssignals von dem Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler und Bereitstellen
von Spannungsauswahlausgangssignalen in einer elektrischen Komponente;
und in einer Auswahlschaltung, die ausgebildet ist, die Spannungsauswahlausgangssignale
von der elektrischen Komponente und ein Auswahlsignal zu empfangen,
Einspeisen der Spannungsauswahleingangssignale in den Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler,
um einen ersten Spannungspegel auszuwählen, wenn sich das Spannungsauswahlsignal
in einem ersten Zustand befindet und Einspeisen der Spannungsauswahleingangssignale
in den Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler, um einen Spannungspegel
auszuwählen,
der durch die elektrische Komponente vorgegeben ist, wenn das Auswahlsignal
sich in einem zweiten Zustand befindet.
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In
einer Ausführungsform
ist die elektrische Komponente ein Prozessor. Der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler
empfängt
ein Spannungseinstellsignal von der Auswahlschaltung und liefert
ein einstellbares Leistungsausgangssignal mit einer Spannung, die
durch das Spannungseinstellsignal angegeben wird. Der Prozessor
wird durch das einstellbare Leistungsausgangssignal mit Leistung
versorgt. Wenn der Prozessor die Leistung erhält, liefert er ein programmierbares
Spannungseinstellsignal. Die Auswahlschaltung empfängt das
programmierbare Spannungseinstellsignal, ein fest verdrahtetes Spannungseinstellsignal
und ein Auswahlsignal, und wenn das Auswahlsignal sich in einem
vorbestimmten Zustand befindet, liefert die Auswahlschaltung das
programmierbare Spannungseinstellsignal von dem Prozessor zu dem
Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler.
Wenn vorzugsweise das Auswahlsignal sich in einem zweiten vorbestimmten
Zustand befindet, der komplementär
zu dem ersten Zustand ist, liefert die Schaltung das fest verdrahtete Spannungseinstellsignal
zu dem Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler.
Der erste und der zweite vorbestimmte Zustand des Auswahlsignals
sind vorzugsweise nicht gesetzt bzw. gesetzt. Das Auswahlsignal kann
mittels eines Logikgatters bestimmt werden, das ein Modussteuersignal
und ein „Leistung
in Ordnung"-Signal
kombiniert und das Auswahlsignal veranlasst, das Spannungseinstellsignal
von dem Prozessor nur dann auszuwählen, wenn das „Leistung
in Ordnung"-Signal
gesetzt ist und das Modussteuersignal nicht gesetzt ist. Dies ermöglicht es
vorteilhafterweise, dass der Prozessor seinen Betriebsspannungspegel
vorgibt, was eine Fähigkeit
ist, die äußerst vorteilhaft
für die
Energie- und Temperaturverwaltung in tragbaren Computern ist.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Ein
besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden, wenn die folgende
detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit
den folgenden Zeichnungen betrachtet wird, in denen:
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1 eine
funktionale Blockansicht eines Systems mit fest verdrahteten Spannungseinstellungen
ist, das nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
funktionale Blockansicht eines Systems mit prozessorgesteuerten
Spannungseinstellungen ist; und
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3 ein
Zeitablaufdiagramm zeigt, das die Funktion des vorher bestimmten
Einschaltverfahrens darstellt.
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Obwohl
die Erfindung diversen Modifizierungen und alternativen Formen unterliegen
kann, sind dennoch spezielle Ausführungsformen beispielhaft in
den Zeichnungen gezeigt und werden hierin detailliert beschrieben.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Zeichnungen und die detaillierte
Beschreibung nicht beabsichtigen, die Erfindung auf die spezielle
offenbarte Form einzuschränken,
sondern die Erfindung beabsichtigt vielmehr, alle Modifizierungen, Äquivalente
und Alternativen abzudecken, die innerhalb des Grundgedankens und
Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegen, wie sie durch
die angefügten
Patentansprüche definiert
ist.
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Es
werden gewisse Ausdrücke
durchgängig
in dieser Offenbarung verwendet, wie sie nachfolgend definiert sind.
Der Begriff „Signal" soll einen Wert
bezeichnen, der mittels elektrischer Impulse oder elektromagnetischer
Wellen auf einem oder mehreren leitenden Drähten oder anderen geeigneten
Transportmedien übertragen
wird. Somit wird der Begriff Signal verwendet, um einen binären Wert
zu bezeichnen, der durch Übermitteln
der repräsentativen
Bitwerte parallel über
mehrere Leiter übertragen
wird. Der Begriff kann auch verwendet werden, um einen analogen
Wert zu bezeichnen, der mittels einer proportionalen Spannung auf
einem einzelnen Draht übertragen
wird. Zu beachten ist, dass es viele Wege gibt, einen Wert zwischen
Komponenten zu übertragen,
und die Verwendung des einzelnen Begriffs „Signal" in einem Patentanspruch begrenzt den Schutzbereich
des Patentanspruchs nicht. Die Begriffe „gesetzt" und „nicht gesetzt" sollen komplementäre Zustände eines
Signals mit zwei Zuständen
bezeichnen. Diese sind nicht notwendigerweise entsprechend auf eine
digitale „hochpegelige" Logikspannung bzw.
eine „tiefpegelige" Spannung beschränkt. Es
ist zu beachten, dass der Systementwurfsingenieur individuell für jedes
Signal entscheiden kann, welcher digitale logische Zustand den gesetzten
Zustand bzw. den nicht gesetzten Zustand dieses Signals repräsentiert.
Derartige Entwurfsüberlegungen
schränken
den Schutzbereich der Erfindung nicht ein.
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Art bzw. Arten zum Ausführen der
Erfindung
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In
den Figuren zeigt 1 einen Prozessor, der ein Leistungsversorgungsspannungssignal
(CPUVCC) von einem programmierbaren Spannungswandler (DC/DC bzw.
Gleichspannung/Gleichspannung) empfängt. Der Wandler erhält Leistung
(in diesem Falle +5 Volt) und ein Spannungseinstellsignal (MVID),
und liefert eine geregelte Ausgangsspannung mit einem Pegel, der
durch das Spannungseinstellsignal vorgegeben ist. Da es wünschenswert
ist, das System mit einem Energiesparmodus zusätzlich zu dem normalen Betriebsmodus
zu versehen, besitzt das Spannungseinstellsignal zwei mögliche Werte:
SVID für „Schlafmodus" und OVID für „Betriebsmodus". Ein Multiplexer
(VID MUX) wählt
diese beiden Spannungseinstellungen in Reaktion auf ein Modussteuersignal
(CPUSTOP#) aus, das von der Südbrücke geliefert
wird. In dieser Ausführungsform, die
nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, sind OVID und SVID
fest verdrahtet, d. h. durch Widerstände, Sicherungen, Brücken, oder ähnliche
nicht-flüchtige
mechanische Elemente festgelegt.
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Zu
beachten ist, dass Computersysteme typischerweise mehrere Busse
mit Einrichtungen aufweisen, die als „Brücken" bezeichnet werden, die eine Kommunikation
zwischen Komponenten auf unterschiedlichen Bussen ermöglichen.
Es ist ferner zu beachten, dass Computersysteme typischerweise eine
Hilfsschaltung aufweisen, die administrative Funktionen ausübt, etwa
die Interruptverwaltung (die Interruptsteuerung), Uhrzeit/Kalender/Zeitgeberfunktionen
(die Uhr), Konfigurationsverwaltung, die Steuerung der Energieversorgung, und
die Signalabfolge beim Einschalten. Diese Hilfsschaltung wird üblicherweise
in der Brücke
von dem PCI-Bus zu den Peripherieeinrichtungen und zu den Bussen
mit geringerer Bandbreite, d. h. der „Südbrücke", vorgesehen.
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Folglich
erkennt der Fachmann, dass die Südbrücke ausgebildet
sein kann, den Aktivitätspegel
des Computersystems zu überwachen
und das Computersystem in einen „Schlafmodus" zu versetzen, wenn
erkannt wird, dass das Computersystem für eine vorbestimmte Zeitdauer
inaktiv war. In der Ausführungsform
aus 1 bewirkt das Setzen des Modussteuersignals, dass
die Leistungsversorgungsspannung auf die fest verdrahtete Schlafeinstellung
abgesenkt wird. In Systemen mit APM (fortschrittliche Energieverwaltung),
kann, wenn die Südbrücke später Aktivitäten erkennt
(beispielsweise einen Tastendruck oder eine Bewegung eines Zeigerelements),
diese das Modussteuersignal in den nicht gesetzten Zustand bringen,
um damit die Leistungsversorgungsspannung auf die fest verdrahtete „Betriebseinstellung" anzuheben. In Systemen
mit ACPI entscheidet das Betriebssystem, wann das System in den
Schlafzustand übergehen
soll und ruft Gerätetreiber auf,
um Geräte
in einen niedrigen Energiezustand zu versetzen und anschließend wird
ein Register in der Südbrücke modifiziert,
um die Hardware-Sequenz für
den Schlafzustand zu initiieren.
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Ein
Beispiel eines programmierbaren Spannungswandlers ist ein MAXIM
MAX 1711, d. h. ein digital einstellbarer Tiefsetzwandler mit hoher
Geschwindigkeit oder eine äquivalente
Schaltung. Der MAX 1711 kann in weniger als 100 Mikrosekunden ausgewählte Spannungen
einnehmen. Der MAX 1711 verwendet die Eingänge D0 bis D4, um die Ausgangsspannungspegel
wie folgt zu bestimmen:
| D4:D0 | Ausgangsspannung | D4:D0 | Ausgangsspannung |
| 00000 | 2.00 | 10000 | 1.275 |
| 00001 | 1.95 | 10001 | 1.250 |
| 00010 | 1.90 | 10010 | 1.225 |
| 00011 | 1.85 | 10010 | 1.200 |
| 00100 | 1.80 | 10100 | 1.175 |
| 00101 | 1.75 | 10101 | 1.150 |
| 00110 | 1.70 | 10110 | 1.125 |
| 00111 | 1.65 | 10111 | 1.100 |
| 01000 | 1.60 | 11000 | 1.075 |
| 01001 | 1.55 | 11001 | 1.050 |
| 01010 | 1.50 | 11010 | 1.025 |
| 01011 | 1.45 | 11011 | 1.000 |
| 01100 | 1.40 | 11100 | 0.975 |
| 01101 | 1.35 | 11101 | 0950 |
| 01110 | 1.30 | 11110 | 0.925 |
| 01111 | abgeschaltet | 11111 | abgeschaltet |
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Für detailliertere
Information über
das Abschalten sei auf das MAXIM-Datenblatt verwiesen.
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Es
ist wünschenswert,
Prozessoren bereitzustellen, etwa die neuen Versionen von AMD's K6-III und Athlon-Prozessoren
mit Spannungserkennungs-(VID)Ausgangssigna len, die den Gleichspannungs-Gleichsspannungs-Wandler
ansteuern, der ihre Betriebsspannung bereitstellt. Dies und zusätzlich die
einstellbaren Kernfrequenzen ermöglichen
ein maximales Leistungsverhalten von tragbaren PC's in beliebigen thermischen Umgebungen
und ermöglichen
ferner, dass der Anwender einen Kompromiss zwischen Leistungsverhalten und
Akku-Standzeit auswählen
kann.
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Die
Prozessoren sind vorzugsweise mit einem Register versehen, das die
aktuelle Spannungseinstellung enthält. Wenn der Prozessor zurückgesetzt
wird, wird die Spannungseinstellung mit einer gewissen „sicheren" Spannung initialisiert,
etwa beispielsweise 1,5 Volt und während des Setzens des Rücksetzsignals werden
die Einstellungssignale an den Prozessorausgangsstiften bereitgestellt.
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Bei
Bedarf werden die Spannungseinstellsignale beim Schreiben dieses
Register geändert.
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Wenn
das System das erste mal eingeschaltet wird, wird der Prozessor
nicht mit Leistung versorgt und er wäre daher nicht in der Lage,
seine VID-Ausgänge
anzusteuern, bis seine Spannung auf Betriebsniveau stabil ist und
sein Taktsignal anläuft.
Wenn ferner Leistung dem Prozessor zugeführt wird, kann der Zustand, mit
dem er seine VID-Ausgänge
ansteuert, nicht vorhergesagt werden, bis die Spannung nicht innerhalb
spezifizierter Grenzen liegt, das Zurücksetzen erkannt ist und das
Taktsignal des Prozessors stabil vorhanden ist. Des weiteren erfordern
einige Prozessoren ein „Leistung
in Ordnung" Signal
in einem gesetzten Zustand, bevor der Prozessor seine Hochlauf VID
ausgibt. Da jedoch Ausgangssignale des Prozessors verwendet werden, um
dem Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler
vorzugeben, welchen Spannungspegel er dem Prozessor einspeisen soll,
ist nicht bekannt, welche Spannung dem Prozessor zugeleitet wird,
wenn das System erstmalig eingeschaltet wird. Es besteht die Möglichkeit,
dass der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler eine so niedrige
Spannung ausgibt, dass der Prozessor nicht in der Lage ist, seine
VID-Ausgänge
in geeigneter Weise anzusteuern, um damit die gewünschte Hochlaufspannung
auszuwählen.
Bei Auftreten dieses Szenarios würde
das System in einem Zustand „hängen bleiben", aus dem es nicht
herauskäme.
Eine andere Möglichkeit
besteht darin, dass der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler einen Spannungspegel
bereitstellt, der größer ist
als die ma ximale zulässige
Spannung für
den Prozessor. Jedes dieser Szenarien könnte die CPU nach einer gewissen
Zeitdauer schädigen.
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2 zeigt
eine Konfiguration, die dieses Problem löst, indem sichergestellt wird,
dass der Prozessor stets mit einer Spannung versorgt wird, bei der
er funktionsfähig
ist, wenn das System eingeschaltet wird. In dieser Ausführungsform
sind die Schlaf-Spannungseinstellungssignale
SVID weiterhin fest verdrahtet, aber die Betriebsspannungseinstellsignale
werden von dem Prozessor bereitgestellt. Ein Auswahlsignal (SELECT_SVID#)
wird dem Multiplexer zugeführt,
um das geeignete Multiplexer-Eingangssignal
auszuwählen.
Es wird eine Logikschaltung verwendet, um dieses Auswahlsignal zu
erzeugen. Wenn das Auswahlsignal gesetzt ist, wählt der Multiplexer die fest
verdrahteten Spannungseinstellsignale, wohingegen, wenn das Auswahlsignal
nicht gesetzt ist, der Multiplexer die Spannungseinstellsignale
von dem Prozessor wählt.
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Die
Logikschaltung ist vorzugsweise so gestaltet, dass diese das Auswahlsignal
während
der anfänglichen
Hochlaufsequenz und immer, wenn das Computersystem in dem Schlafmodus übergeht,
setzt. Folglich wird die Logikschaltung auf der Grundlage des Modussteuersignals
(CPUSTOP#) und des „Leistung
in Ordnung"-Signal
(PWRGD) betrieben. Wenn lediglich das Modussteuersignal gesetzt
ist, um den Schlafmodus anzuzeigen oder wenn das „Leistung
in Ordnung" Signal
nicht gesetzt ist, setzt die Logikschaltung das Auswahlsignal. Ansonsten
ist das Auswahlsignal nicht gesetzt.
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Der
Fachmann ist mit dem „Leistung
in Ordnung" Signal
vertraut. Wenn einem Computersystem Energie zugeführt wird,
wird dieses Signal in einem nicht gesetzten Zustand gehalten bis
die Spannungsversorgungsleitungen in dem System stabil innerhalb
der spezifizierten Grenzen sind. Zu diesem Zeitpunkt wird das „Leistung
in Ordnung"-Signal
gesetzt und beibehalten, bis das System abgeschaltet wird. Das PWRGD-Signal aus 2 wird
nicht gesetzt, so dass SVID[4:] den Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler
ansteuert und somit CPUVCC auf einem Pegel ist, an dem der Prozessor
zuverlässig
die VID-Signale bereitstellen kann. Es unterliegt der Verantwortung
des BIOS oder der Systemsoftware, um die VID-Signale früh in der
POST-Routine zu setzen, um die Prozessorkernspannung auf den gewünschten
Leistungspegel zu bringen.
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Als
kurze Nebenbemerkung sei angeführt,
dass der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler aus 2 ein Ausschalt-(PWRDN#)Signal
empfängt.
Das PWRDN# ist ein Steuereingangssignal, das im gesetzten Zustand
den Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler
anweist, seine Ausgangssignale abzuschalten und in einen Zustand
mit geringer Energieaufnahme einzutreten.
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3 zeigt
die Funktionsweise der deterministischen Einschaltschaltung, wobei
eine Sequenz aus Signalübergängen dargestellt
ist, nachdem ein beispielhaftes Computersystem eingeschaltet wird.
Wenn der Anwender den Einschaltknopf betätigt, wird das Einschalt-(PWRON#)Signal
gesetzt und das Ausschalt-(PWRON#)Signal zurückgesetzt bzw. nicht gesetzt.
Nachdem die Versorgungsspannungen für das System innerhalb der
spezifizierten Grenzen liegen, wir das „Leistung in Ordnung"-Signal (PWRGD) gesetzt.
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Da
die Schlafspannungseinstell-(SVID)Signale fest verdrahtet sind,
sind sie immer auf ihren vorbestimmten Werten festgelegt. Im Gegensatz
dazu werden die Betriebsspannungseinstell-(VID)Signale nicht auf ihre
programmierten Werte gebracht, bis der Prozessor eingeschaltet ist.
Vorzugsweise erreichen diese Signale ihre programmierten Werte bevor
das System-„Leistung
in Ordnung"-Signal
gesetzt wird. Jedoch können die
VID-Signale bereitgestellt
werden, um die Betriebsspannung auszuwählen, wenn das „Leistung
in Ordnung"-Signal
gesetzt ist. Das Auswahlsignal (SELECT_VID#) wird vorzugsweise nur
dann zurückgesetzt, wenn
das „Leistung
in Ordnung"-Signal
gesetzt ist, wodurch bewirkt wird, dass das durch Multiplexen ausgewählte Spannungseinstell-(MVID)Signal
gleich den Schlafspannungseinstellsignalen ist, bis das „Leistung
in Ordnung"-Signal gesetzt ist.
Das Nichtsetzen des Auswahlsignals bewirkt dann, dass das Spannungseinstellsignal
aus dem Multiplexer gleich den Betriebsspannungseinstellsignalen
ist, die von dem Prozessor bereitgestellt werden. Vorzugsweise beträgt die zulässige Übergangszeit
von der Anlaufspannung, die durch SVID ausgewählt wird, bis zur Betriebsspannung,
die durch die CPU-VID-Ausgangssignale ausgewählt wird, 100 μs.
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Folglich
wir das Prozessorspannungs-(CPUVCC)Signal in einer bestimmbaren
Weise gesteuert. Bevor das „Leistung
in Ordnung"-Signal
gesetzt wird, wird der Prozessor entsprechend der Schlafspannungseinstellung
mit Leistung versorgt. Dies ist ausreichend, so dass der Prozessor
die programmierten Betriebsspannungseinstellsignale erzeugen kann.
Nachdem das „Leistung
in Ordnung" Signal
gesetzt ist, wird der Prozessor mit seiner programmierten Betriebsspannungseinstellung
mit Leistung beaufschlagt. Die Taktsignale sind vorhanden, bevor
das „Leistung
in Ordnung"-Signal
gesetzt wird, so dass der Prozessor das Rücksetzsignal bzw. Resetsignal
weitergeben und die Anlauf-VID ausgeben kann, wenn das CPU_PWROK-Signal
(das das „Leistung
in Ordnung"-Signal
des Systems sein kann) gesetzt wird. Nach ungefähr 1,8 Millisekunden, nachdem das „Leistung
in Ordnung"-Signal
gesetzt wurde, wird das Prozessorrücksetzsignal zurückgesetzt,
wodurch der Prozessor in der Lage ist, die Codierung aus der Adresse
für den
Rücksetzvektor
abzuholen.
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Änderungen
an der Einschaltspannung und der Frequenzeinstellung können später von
der Systemsoftware durchgeführt
werden. In einem beispielhaften System werden die folgenden Schritte
unternommen, um eine Änderung
der Spannungseinstellungen vorzunehmen.
- 1)
Es wird ein Softwaretreiber aufgerufen, um die CPU-Spannung und
Frequenz zu ändern.
- 2) Für
K6-Systeme setzt die SMM-Handhabungsroutine das fortschrittliche
Konfigurations- und Leistungsschnittstellen-(ACPI-) definierte Verteilungsdeaktivierungs-(ARB_DIS)Bit in der
Nordbrücke,
um zu verhindern, dass Bus-Master einen Zugriff auf den Bus und
den Systemspeicher erhalten, während
die Änderung stattfindet.
Dies ist für
den K6 erforderlich, da der Prozessor nicht in der Lage ist, auf
Cache-Speicheranfragen zu reagieren, wenn seine Kernspannung und/oder
Frequenz geändert
wird.
- 3) Die SMM-Handhabungsroutine verifiziert, dass die gesamten
Systembusaktivitäten
beendet sind, bevor die Änderung
initiiert wird. Dies ist erforderlich, da ansonsten ein Zyklus eines
Bus-Masters gerade ablaufen könnte,
wenn das ARB_DIS-Bit
gesetzt wird, und diese Transaktion muss abgeschlossen sein, bevor
der Systembus-Master die Steuerung über den Systembus verliert.
Die SMM-Handhabungsroutine
kann bestimmen, dass kein Systembus-Master die Kontrolle über den
Systembus hat, indem ein Register in der Südbrücke ausgelesen wird. Dieses
Auslesen kann nicht abgeschlossen werden, bis ein beliebiger Systembus-Master, der aktuell
die Steuerung ausübt,
den Zugriff auf den Systembus beendet.
- 4) Die SMM-Handhabungsroutine beschreibt die Register in dem
Prozessor, um die neue Spannung und die Frequenz zu spezifizieren,
mit der der Prozessor arbeiten soll, und es wird dann ein Register
beschrieben, um die Änderung
in Bezug auf die neue Spannung und die Frequenz in Gang zu setzen.
- 5) Die SMM-Handhabungsroutine setzt das ARB_DIS-Bit in der Nordbrücke zurück, um Systembus-Mastereinrichtungen
den Zugriff auf den Systemspeicher zu ermöglichen.
- 6) Die SMM-Handhabungsroutine führt einen Weiterverarbeitungsbefehl
(Resume bzw. RSM) aus, um den Prozessor in die normale Betriebsweise
zurückzuversetzen.
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Zu
beachten ist, dass die SMM lediglich für den K6 erforderlich ist.
Für den
K7 wird das ARB_DIS-Bit nicht verwendet bei Spannungs- und Frequenzänderungen
und ebenso wenig wird der SMM-Modus angewendet.
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Für den Fachmann
werden diverse Variationen und Modifizierungen unter Würdigung
der obigen Offenbarung offensichtlich. Beispielsweise ist zu beachten,
dass es nicht notwendig ist, alle VID[4:0] Ausgangssignale des Prozessors
den Spannungsauswahleingängen
des Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlers zuzuführen. Die
Spannungsauswahleingangssignale des Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandlers,
die nicht von den Prozessor-VID-Ausgangssignalen angesteuert werden,
können
auf hohen Pegel oder tiefen Pegel auf der Mutterplatine mittels
eines Widerstands gezogen werden.
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Des
weiteren ist es nicht notwendig, einen Multiplexer zu verwenden,
da die gleiche Funktion mit anderen Logikschaltungen erreicht werden
kann. Es ist sogar möglich,
dass zu einem gewissen Grade der Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler
die Multiplexer-Funktion enthält,
so dass eine separate Logikschaltung nicht erforderlich ist.
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Wenn
ferner Gleichspannungs-Gleichspannungs-Wandler verwendet werden,
die eine „Rückkopplungsspannung" anstelle einer digitalen
Tabelle verwendeten, können
die Spannungseinstellsignale verwendet werden, um einen Impedanzwert
eines Spannungsteilernetzwerks zu ändern, um damit die Rückkopplungsspannung
zu variieren, wodurch die gewünschte
Ausgangsspannung festgelegt wird. Es ist beabsichtigt, dass die
folgen den Patentansprüche
so interpretiert werden, dass alle derartigen Variationen und Modifizierungen mit
eingeschlossen sind.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Diese
Erfindung ist auf elektrische Systeme anwendbar.