DE69533762T2 - Leistungssteuerungseinheit für Computersystem - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Computersysteme und insbesondere in Computersystemen verwendete Energie-Management-Einheiten und -Techniken.
  • Ein ständiges Entwicklungsziel von Herstellern ist die Verringerung des Energieverbrauchs von Computersystemen. Durch einen verringerten Energieverbrauch verringert sich typischerweise auch die Wärmeerzeugung des Systems, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird und die Kosten gesenkt werden. Ferner ist die Verringerung des Energieverbrauchs bei der Maximierung der Lebensdauer von batteriebetriebenen tragbaren Computersystemen besonders wichtig.
  • In WO-A-92 21081 (ZENITH DATA SYSTEMS CORP.) ist ein Energie-Management-System für ein Computersystem beschrieben, das aufweist:
    • – eine Taktsteuereinheit zum Steuern der Frequenz eines ersten Taktsignals, wobei das erste Taktsignal zum Takten eines Prozessors dient,
    • – einen System-Monitor zum Detektieren einer vorbestimmten System-Aktivität;
    • – einen ersten programmierbaren Zähler, der nach Ablauf einer ersten vorbestimmten Periode, wenn während der ersten vorbestimmten Zählperiode keine System-Aktivität von dem System-Monitor detektiert wird, das Senden eines Interrupts zu dem Prozessor bewirkt, welcher dann einen Übergang von einem Normal-Zustand (in dem die Taktsteuereinheit bewirkt, dass das erste Taktsignal mit einer ersten Frequenz gesteuert wird) in einen Doze-Zustand (in dem die Taktsteuereinheit bewirkt, dass das erste Taktsignal mit einer reduzierten Frequenz gesteuert wird) durch entsprechendes Konfigurieren der Taktsteuereinheit bewirkt.
  • In IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, Vol. 35, Nr. 5, Oktober 1992, NEW YORK US, Seite 425–427, XP313036 'Technique for Power management in signal processors' ist eine Technik für ein Energie-Management beschrieben, bei der ein programmierbares Register verwendet wird, mit dem gesteuert wird, ob sich die Energie-Management-Zustandsmaschine im Normal-Zustand oder in einem Doze-Zustand befindet, in welchem Taktsignale für den Prozessor deaktiviert sind.
  • Es sind verschiedene Techniken zum Verringern des Energieverbrauchs von Computersystemen entwickelt worden. Diese Techniken umfassen die stärkere Integration von Schaltungen und den Einbau verbesserter Schaltungen und Energie-Management-Einheiten (PMUs). Eine spezifische Technik zum Verringern des Energieverbrauchs umfasst die Möglichkeit zum Stoppen von Taktsignalen, die inaktive Schaltungsteile steuern. Ein System, bei dem eine solche Technik angewendet wird, umfasst typischerweise eine Energie-Management-Einheit, die inaktive Schaltungsteile detektiert oder vorhersagt und entsprechend die den inaktiven Schaltungsteilen zugeordneten Taktsignale stoppt. Durch Abschalten "nicht benutzter" Taktsignale, die inaktive Schaltungsteile steuern, wird der Gesamt-Energieverbrauch des Systems verringert. Eine ähnliche Technik umfasst die Möglichkeit, die Frequenz von Taktsignalen zu reduzieren, welche Schaltungsteile in nicht zeitkritischen Operationsmoden steuern, und eine weitere Technik umfasst die Möglichkeit, Energie von inaktiven Schaltungsteilen abzuziehen.
  • Ein Software-Standard, bei dem die oben beschriebenen Energie-Reduzier-Techniken angewandt werden, ist als Advanced Power Management-(APM-)Software-Standard bekannt. Computersysteme mit einer APM-Software ermöglichen es dem Betriebssystem, Ruhend-Aufrufe zu initiieren, um festzustellen, ob verschiedene Anwendungsprogramme belegt sind oder ruhen. In Reaktion auf einen Ruhend-Aufruf von dem Betriebssystem führt ein spezifisches Anwendungsprogramm eine Ruhend-Anzeige zu dem Betriebssystem zurück, wenn das Anwendungsprogramm ruht. Wenn sämtliche in das System geladenen Anwendungsprogramme anzeigen, dass sie ruhen, leitet das Betriebssystem eine Alle-Ruhend-Anzeige an das System-BIOS, welches beispielsweise bewirken kann, dass die Frequenzen ausgewählter Taktsignale reduziert werden und/oder Energie von ausgewählten inaktiven Schaltungsteilen abgezogen wird. Wenn eines der Anwendungsprogramme danach aktiv wird (wie durch anschließendes Abfragen durch das Betriebssystem festgestellt), bewirkt das System-BIOS, dass die Frequenzen der Taktsignale auf ihre normalen Pegel zurückkehren und/oder Energie erneut an die verschiedenen Schaltungsteile angelegt wird.
  • Ein Problem, das man in Systemen antrifft, bei denen der Advanced-Power-Management-Software-Standard angewendet wird, tritt auf, wenn eine sogenannte "unpassende" Software als Anwendungsprogramm in das System geladen ist. Eine unpassende Software ist eine Software, die mit dem Advanced Power Management-Software-Standard nicht kompatibel sind oder diesen nicht erkennt. Wenn das Betriebssystem die unpassende Software abfragt, um festzustellen, ob diese belegt ist oder ruht, reagiert die unpassende Software nicht, und das Betriebssystem schließt daraus, dass diese belegt ist. Folglich bewirkt das System BIOS niemals, dass die Energie-Management-Einheit die Frequenzen der verschiedenen Taktsignale reduziert, und es zieht niemals Energie von inaktiven Schaltungsteilen für das Energie-Management ab, auch wenn die gesamte Anwendungs-Software tatsächlich inaktiv sein kann. Entsprechend bleibt der Gesamt-Energieverbrauch des Computersystems relativ hoch und wird das Energie-Management-System ineffektiv.
  • Die oben beschriebenen Probleme werden zum großen Teil durch ein Energie-Management-System nach Anspruch 1 gelöst.
  • Bei einer Ausführungsform ist ein Computersystem vorgesehen, das eine Energieschalteinheit zum Liefern von Energie zu verschiedenen Komponenten des Computersystems aufweist, wie z. B. zu einem Mikroprozessor und dazugehörigen Peripherieeinrichtungen. Das Computersystem weist ferner einen Taktgenerator zum Erzeugen eines CPU-Taktsignals sowie eines Sys tem-Taktsignals auf. Eine Energie-Management-Einheit ist mit der Energieschalteinheit und dem Taktgenerator gekoppelt und verwaltet den Gesamt-Energieverbrauch des Computersystems. Je nach dem Zustand der Energie-Management-Einheit steuern eine Energiesteuereinheit und eine Taktsteuereinheit die Energieschalteinheit bzw. den Taktgenerator derart, dass Energie an bestimmte Komponenten des Computersystems angelegt oder von diesen abgezogen werden kann und dass die Frequenzen des CPU-Taktsignals und des System-Taktsignals erhöht oder gesenkt werden können. Die Energie-Management-Einheit weist ein software-konfigurierbares Zustandsregister auf, das es der System-Software, wie z. B. der auf APM ansprechenden Software in dem System-BIOS, ermöglicht, den Zustand der Energie-Management-Einheit zu steuern. Entsprechend ist die Advanced Power Management-Software zum Steuern des Zustands der Energie-Management-Einheit vorgesehen. Die Energie-Management-Einheit weist ferner einen Satz Zeitüberwachungszähler auf, die ebenfalls den Zustand der Energie-Management-Einheit steuern. Wenn die Energie-Management-Einheit in einem Bereit-Zustand ist, in dem das CPU-Taktsignal und das System-Taktsignal mit maximalen Frequenzen gesteuert werden und in dem Energie an sämtliche Computerkomponenten angelegt ist, wird einer der Zeitüberwachungszähler aktiviert, um eine erste Zeitkontrollperiode zu beginnen. Ein System-Monitor überwacht während dieser Periode verschiedene Schaltungsteile des Computersystems, und wenn eine bestimmte System-Aktivität nicht detektiert wird, tritt die Energie-Management-Einheit nach Ablauf des Zeitüberwachungszählers in einen Doze-Zustand ein. In dem Doze-Zustand werden die Frequenzen des CPU-Taktsignals und des System-Taktsignals reduziert und/oder wird Energie von ausgewählten inaktiven Schaltungsteilen abgezogen. Entsprechend wird der Gesamt-Energieverbrauch des Computersystems minimiert, selbst wenn eine unpassende Software in das System geladen ist.
  • Bei einem Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Energie-Management-System für ein Computersystem mit einer Taktsteuereinheit zum Steuern der Frequenz eines ersten Taktsignals und einer mit der Taktsteu ereinheit gekoppelten Energie-Management-Zustandsmaschine. Die Energie-Management-Zustandsmaschine weist einen Normal-Zustand, in dem die Taktsteuereinheit bewirkt, dass das erste Taktsignal mit einer ersten Frequenz gesteuert wird, und einen Doze-Zustand auf, in dem die Taktsteuereinheit bewirkt, dass das erste Taktsignal mit einer reduzierten Frequenz gesteuert wird (d. h. einschließlich eines Stopp-Zustands). Ein softwareprogrammierbares Register ist mit der Energie-Management-Zustandsmaschine gekoppelt und dient zum Empfangen eines ersten Werts, auf den hin die Energie-Management-Zustandsmaschine aus dem Normal-Zustand in den Doze-Zustand übergeht, und ferner zum Empfangen eines zweiten Werts, auf den hin die Energie-Management-Zustandsmaschine aus dem Doze-Zustand in den Normal-Zustand übergeht. Ein erster Zähler ist ebenfalls mit der Energie-Management-Zustandmaschine gekoppelt und bewirkt, dass die Energie-Management-Zustandsmaschine nach Ablauf einer ersten vorbestimmten Zählperiode vom Normal-Zustand in den Doze-Zustand übergeht. Ein System-Monitor ist mit der Energie-Management-Zustandsmaschine gekoppelt und dient zum Detektieren einer vorbestimmten System-Aktivität, wobei die Energie-Management-Zustandsmaschine derart konfiguriert ist, dass unabhängig von einem in dem softwareprogrammierbaren Register gespeicherten Wert ein Übergang vom Normal-Zustand zum Doze-Zustand bewirkt wird, wenn die vorbestimmte System-Aktivität während der ersten vorbestimmten Zählperiode nicht vom System-Monitor detektiert wird.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen offensichtlich. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild eines Computersystems mit einer erfindungsgemäßen Energie-Management-Einheit;
  • 2 ein Zustandsdiagramm mit Darstellung eines Bereit-Zustands, eines Doze-Zustands, eines Standby-Zustands und eines Aufhebungs-Zustands der Energie-Management-Einheit.
  • Obwohl die Erfindung verschiedenen Modifikationen unterzogen werden und alternative Formen annehmen kann, sind spezifische Ausführungsformen beispielhaft in den Zeichnungen gezeigt, und diese werden nachstehend genauer beschrieben. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Zeichnungen und die detaillierte Beschreibung nicht als die Erfindung auf die spezifische beschriebene Ausführungsform beschränkend angesehen werden darf, sondern dass im Gegenteil die Erfindung sämtliche Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abdeckt, die in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie er in den beiliegenden Patentansprüchen definiert ist.
  • In den Zeichnungen zeigt 1 ein Blockschaltbild eines Computersystems 100 mit einer erfindungsgemäßen Energie-Management-Einheit. Gemäß der Figur weist das Computersystem 100 einen Mikroprozessor (CPU) 102, einen System-Speicher 104 und eine Peripherieeinrichtung 108 auf. Das Computersystem 100 weist ferner eine Energieschalteinheit 110, einen Taktgenerator 112 und eine Energie-Management-Einheit 120 auf.
  • Der Mikroprozessor 102 ist zum Beispiel typischerweise ein Mikroprozessor des Modells 80486. Der Taktgenerator 112 erzeugt ein CPU-Taktsignal und ein System-Taktsignal, und die Energieschalteinheit 110 liefert Energie zu den verschiedenen Komponenten des Computersystems. Die Peripherieeinrichtung 108 steht zum Beispiel stellvertretend für eine Vielzahl von Peripherieeinrichtungen, wie z. B. eine Tastatur, einen Drucker und ein Modem.
  • Die Energie-Management-Einheit 120 weist eine mit der Energieschalteinheit 110 gekoppelte Energiesteuereinheit 122 und eine mit dem Taktgenerator 112 gekoppelte Taktsteuereinheit 124 auf. Die Energie-Management-Einheit 120 weist ferner einen Dekoder 126, ein Masken-Register 128, einen Bereit-Zähler 130, einen Doze-Zähler 132, einen Standby-Zähler 134 und ein mit einem Bus 138 gekoppeltes Energie-Management-Zustandsregister 136 auf. Die Energie-Management-Einheit 120 weist schließlich einen mit dem Masken-Register 128 gekoppelten System-Monitor 140 und eine mit der Energiesteuereinheit 122 und der Taktsteuereinheit 124 gekoppelte Energie-Management-Zustandsmaschine 142 auf.
  • Die Energie-Management-Einheit 120 dient zum Regeln und Minimieren des Energieverbrauchs des Computersystems 100. Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform dient die Energieschalteinheit 110 je nach Zustand der Energie-Management-Einheit 120 zum selektiven Liefern von Energie zu dem Mikroprozessor 102, dem System-Speicher 104 und der Peripherieeinrichtung 108. Der Taktgenerator 112 wird auf im wesentlichen gleiche Weise derart gesteuert, dass die Frequenzen des CPU-Taktsignals und des System-Taktsignals je nach Zustand der Energie-Management-Einheit 120 variieren, wie nachstehend genauer beschrieben.
  • Die Energiesteuereinheit 122 und die Taktsteuereinheit 124 steuern je nach internem Zustand der Energie-Management-Zustandsmaschine 142 die Energieschalteinheit 110 bzw. den Taktgenerator 112. 2 zeigt ein Zustandsdiagramm mit Darstellung mehrerer interner Zustände der Energie-Management-Zustandsmaschine 142. Insbesondere weist die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 eine Bereit-Zustand 200, einen Doze-Zustand 202, einen Standby-Zustand 204 und einen Aufhebungs-Zustand 206 auf. Im Bereit-Zustand 200 ist das Computersystem 100 vollständig hochgefahren. Sämtliche Komponenten des Computersystems 100 werden mit voller Geschwindigkeit getaktet und sind eingeschaltet. Die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 tritt bei Einschalten des Computersystems und bei Reset in den Bereit-Zustand 200. Die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 tritt ferner bei Detektion einer System-Primäraktivität durch den System-Monitor oder in Reaktion auf das Schreiben eines Bereit-Zustands-Werts durch die Software in das Energie-Management-Zu standsregister 136 in den Bereit-Zustand 200, wie nachstehend beschrieben.
  • Die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 geht vom Bereit-Zustand 200 in den Doze-Zustand 202 über, wenn das Computersystem 100 über einen programmierbaren Zeitraum (0,125 Sekunden bis 16 Sekunden) ruht, wie von dem Bereit-Zähler 130 und dem System-Monitor 140 festgestellt. Die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 kann alternativ dadurch in den Doze-Zustand 202 eintreten, dass die Software einen Doze-Zustands-Wert in das Energie-Management-Zustandsregister 136 schreibt. Im Doze-Zustand 202 steuert die Taktsteuereinheit 124 den Taktgenerator 112 derart, dass das CPU-Taktsignal auf eine vorprogrammierte Frequenz verlangsamt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass im Doze-Zustand 202 das System-Taktsignal weiterhin mit maximaler Frequenz gesteuert wird und sämtliche Komponenten eingeschaltet sind.
  • Die Energie-Managment-Zustandsmaschine 142 geht vom Doze-Zustand 202 in den Standby-Zustand 204 über, wenn das System für einen programmierbaren Zeitraum (1 Minute bis 16 Minuten) ruht, ohne dass Primäraktivitäten auftreten, wie von dem Doze-Zähler 132 und dem System-Monitor 140 festgestellt. Die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 kann alternativ dadurch in den Standby-Zustand 204 eintreten, dass die Software in das Energie-Management-Zustandsregister 136 schreibt. Im Standby-Zustand 204 bewirkt die Energiesteuereinheit 122, dass die Energieschalteinheit 110 Energie von der Peripherieeinrichtung 108 abzieht. Ferner bewirkt die Taktsteuereinheit 124 im Standby-Zustand 204, dass der Taktgenerator 112 das CPU-Taktsignal abschaltet. Das System-Taktsignal wird weiterhin mit maximaler Frequenz gesteuert.
  • Die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 geht vom Standby-Zustand 204 in den Aufhebungs-Zustand 206 über, wenn das System über einen programmierbaren Zeitraum (5 Minuten bis 60 Minuten) ruht, ohne dass Primäraktivitäten auftreten, wie von dem Standby-Zähler 134 und dem System-Monitor 140 festgestellt. Die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 kann alternativ dadurch in den Aufhebungs-Zustand 206 übergehen, dass die Software einen Aufhebungs-Zustands-Wert in das Energie-Management-Zustandsregister 136 schreibt. Wenn sich die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 im Aufhebungs-Zustand 206 befindet, bewirkt die Energiesteuereinheit 122, dass die Energieschalteinheit 110 Energie von der Peripherieeinrichtung 108 abzieht, und bewirkt die Taktsteuereinheit 124, dass der Taktgenerator 112 sowohl das CPU-Taktsignal als auch das System-Taktsignal stoppt. Je nach System kann die Energiesteuereinheit 122 ferner bewirken, dass die Energieschalteinheit 110 Energie von dem Mikroprozessor 102 und dem System-Speicher 104 abzieht.
  • Der Dekoder 126 ist zum Dekodieren von beispielsweise von dem Mikroprozessor 102 auf dem Bus 138 ausgeführten I/O-Schreib-Zyklen vorgesehen. Bei solchen I/O-Schreib-Zyklen können das Masken-Register 128, der Bereit-Zähler 130, der Doze-Zähler 132, der Standby-Zähler 134 und das Energie-Management-Zustandsregister 136 mit verschiedenen Daten bestückt werden, die die Energie-Management-Einheit 120 steuern. Es werden Daten von dem Bus 138 über einen internen Datenbus 150 zu dem Masken-Register 128, dem Bereit-Zähler 130, dem Doze-Zähler 132, dem Standby-Zähler 134 und dem Energie-Management-Zustandsregister 136 geliefert. Es sei darauf hingewiesen, dass der Bus 138 direkt oder über eine Busverbindung mit dem Mikroprozessor 102 gekoppelt sein kann.
  • Der System-Monitor 140 überwacht den Mikroprozessor 102, den System-Speicher 140 und andere Systemkomponenten zwecks Feststellung, ob eine bestimmte Primäraktivität aufgetreten ist. Beispielsweise kann der System-Monitor 140 den CPU-Lokalbus überwachen, um festzustellen, ob bestimmte Zyklen aktuell ausgeführt werden. Der System-Monitor 140 kann auf im wesentlichen gleiche Weise verschiedene Interrupt-Signale überwachen, um die Initiierung einer System-Primäraktivität festzustellen. Ein typischer System-Monitor, der feststellt, ob verschiedene Komponenten eines Computer systems aktuell aktiv sind, ist in US-Patent Nr. 5,167,024 beschrieben, das am 24. November 1992 an Smith et al. erteilt worden ist.
  • Wenn der System-Monitor 140 eine System-Primäraktivität detektiert, wird ein als "System-Primäraktivität" bezeichnetes Signal zu der Energie-Management-Zustandsmaschine 142 geliefert. Das Masken-Register 128 ermöglicht es dem Programmierer, bestimmte Aktivitäten zu maskieren, die normalerweise von dem System-Monitor 140 detektiert werden. Beispielsweise kann es der Wunsch des System-Programmierers sein, zu verhindern, dass Aktivitäten eines Video-Monitors von dem System-Monitor 140 als "Primäraktivität" angesehen werden. Entsprechend kann das Masken-Register 128 derart gesetzt sein, dass Aktivitäten des Video-Monitors ignoriert werden.
  • Wie oben beschrieben, kann das Energie-Management-Zustandsregister 136 mit einem von mehreren vorbestimmten Zustands-Werten, die den aktuellen Zustand der Energie-Management-Zustandsmaschine 142 steuern, softwareprogrammiert sein. Ein spezieller Zustands-Wert wird durch Ausführen eines I/O-Schreib-Zyklus auf dem Bus 138 in das Energie-Management-Zustandsregister 136 geschrieben. Das Energie-Management-Zustandsregister 136 nimmt somit die Advanced Power Management-(APM-)Software auf.
  • Der Bereit-Zähler 130, der Doze-Zähler 132 und der Standby-Zähler 134 dienen innerhalb des Systems zum Schutz gegen unpassende Software, die beispielsweise nicht gemäß dem Advanced Power Management-Software-Standard arbeitet. Im Betrieb ist der Bereit-Zähler 130 mit einem Wert bestückt, der bewirkt, dass der Bereit-Zähler 130 eine Zeitperiode von 0,125 Sekunden bis 16 Sekunden zählt. Wie oben beschrieben, führt die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 nach Ablauf dieses programmierbaren Zeitraums einen Übergang vom Bereit-Zustand 200 in den Doze-Zustand 202 durch, wenn keine System-Primäraktivität von dem System-Monitor 140 detektiert wird. Ähnlich kann der Doze-Zähler 132 mit einem Wert bestückt sein, der bewirkt, dass der Doze-Zähler 132 über einen program mierbaren Zeitraum von 1 Minute bis 16 Minuten zählt. Der Doze-Zähler 132 steuert die Doze-Zeitüberwachungsperiode, die bewirkt, dass die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 vom Doze-Zustand 202 in den Standby-Zustand 204 übergeht, wenn keine System-Primäraktivität von dem System-Monitor 140 detektiert wird. Schließlich kann der Standby-Zähler 134 mit einem Wert bestückt sein, der bewirkt, dass der Standby-Zähler 134 einen programmierbaren Zeitraum von 5 Minuten bis 60 Minuten zählt. Der Standby-Zähler 134 steuert die Zeitüberwachungsperiode, die bewirkt, dass die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 vom Standby-Zustand 204 in den Aufhebungs-Zustand 206 übergeht, wenn keine System-Primäraktivität von dem System-Monitor 140 detektiert wird. Die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 bleibt im Aufhebungs-Zustand 206, bis eine System-Primäraktivität von dem System-Monitor 140 detektiert wird oder bis die Software einen neuen Zustands-Wert in das Energie-Management-Zustandsregister 136 schreibt. Eine System-Primäraktivität, die bewirkt, dass die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 vom Aufhebungs-Zustand 206 in den Bereit-Zustand 200 übergeht, kann beispielsweise die Detektion einer Eingabe über die Tastatur sein. Es sei darauf hingewiesen, dass der Bereit-Zähler 130, der Doze-Zähler 132 und der Standby-Zähler 134 jeweils zurückgesetzt werden, wenn eine System-Primäraktivität von dem System-Monitor 140 detektiert wird.
  • Entsprechend der oben beschriebenen Energie-Management-Einheit 120 kann die Advanced Power Management-Software zum Steuern des Zustands der Energie-Management-Einheit 120 dadurch verwendet werden, dass der Software-I/O in das Energie-Management-Zustandsregister 136 schreibt. Die Energie-Management-Einheit 120 dient insofern als Schutz gegen eine unpassende Software, dass der Bereit-Zähler 130, der Doze-Zähler 132 und der Standby-Zähler 134 bereitgestellt werden. Wenn eine Primäraktivität über einen in den verschiedenen Zählern programmierten Zeitraum undetektiert bleibt, tritt die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 erfolgreich in mehrere Energiereduzierzustände ein, in denen die Energie für verschiedene Komponenten des Computersystems abgezogen werden kann und in denen die Frequenzen des CPU-Taktsignals und des System-Taktsignals reduziert (oder gestoppt) werden können. Somit wird die von dem Computersystem 100 verbrauchte Energie selbst dann reduziert, wenn eine Software verwendet wird, die den Advanced Power Management-Software-Standard nicht kennt.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 andere Energiereduzierzustände anwenden kann als die in 2 dargestellten, und dass die Anzahl von programmierbaren Zählern (d. h. Bereit-Zähler 130, Doze-Zähler 132, Standby-Zähler 134) entsprechend variieren kann. Bei einer Ausführungsform steuert die Energie-Management-Zustandsmaschine 142 nur die Frequenzen des CPU-Taktsignals und des System-Taktsignals und nicht das Anlegen und Abziehen von Energie an die bzw. von den verschiedenen Komponenten des Computersystems.
  • Es sei ferner darauf hingewiesen, dass System-Aktivitäten, die als von dem System-Monitor 140 detektierte Primäraktivitäten angesehen werden, von System zu System unterschiedlich sein können. Solche Primäraktivitäten können auf im wesentlichen gleiche Weise vom Benutzer programmiert werden. Bei einer Ausführungsform detektiert und definiert der System-Monitor 140 eine Parallelport-Aktivität, eine Seriellport-Aktivität, eine Festplatten-Aktivität, eine Disketten-Aktivität und eine Koprozessor-Aktivität als Primäraktivitäten. Speicherzyklen des Systemspeichers 104, eine Tastatur-Aktivität, eine Video-Aktivität, eine Busanforderungs-Aktivität und eine Aktivität nicht maskierbarer Interrupts können ebenfalls als Primäraktivität definiert sein. Wie oben gesagt, bewirkt eine Primäraktivität, dass die Energie-Management-Zustandsmaschine in den Bereit-Zustand 200 zurückkehrt, und sie setzt den Bereit-Zähler 130, den Doze-Zähler 132 und den Standby-Zähler 134 zurück.
  • Computergestützte Design-Tools können zum Reduzieren der oben beschriebenen Energie-Management-Zustandsmaschine 142 auf eine sequentielle Logiksteuerschaltung verwendet werden. Typische computergestützte Design-Tools umfassen die die VHSIC-Hardware beschreibende Sprache und die Verilog-Sprache.
  • Es wird für Fachleute auf dem Sachgebiet anhand der vorstehenden Beschreibung offensichtlich, dass zahlreiche Variationen und Modifikationen möglich sind. Beispielsweise kann das Energie-Management-Zustandsregister 136 integraler Bestandteil der Energie-Management-Zustandsmaschine 142 sein. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so auszulegen, dass sie sämtliche Variationen und Modifikationen umfassen.

Claims (7)

  1. Energie-Management-System (120) für ein Computersystem, mit: einer Taktsteuereinheit (124) zum Steuern der Frequenz eines ersten Taktsignals (CPU CLOCK), das zum Takten eines Prozessors (102) vorgesehen ist; einer mit der Taktsteuereinheit verbundenen Energie-Management-Zustandsmaschine (142), die für einen Normal-Zustand (200), während dessen die Taktsteuereinheit bewirkt, dass das erste Taktsignal mit einer ersten Frequenz gesteuert wird, und für einen Doze-Zustand (202) ausgelegt ist, während dessen die Taktsteuereinheit bewirkt, dass das erste Taktsignal mit einer reduzierten Frequenz gesteuert wird; einem software-programmierbaren Register (136), das mit der Energie-Management-Zustandsmaschine verbunden ist und konfiguriert ist zum Empfangen eines ersten Werts, auf den hin die Energie-Management-Zustandsmaschine aus dem Normal-Zustand in den Doze-Zustand übergeht, und ferner konfiguriert ist zum Empfangen eines zweiten Werts, auf den hin die Energie-Management-Zustandsmaschine aus dem Doze-Zustand in den Normal-Zustand übergeht; einem ersten programmierbaren Zähler (130), der mit der Energie-Management-Zustandsmaschine verbunden ist und derart konfiguriert ist, dass er die Energie-Management-Zustandsmaschine auf das Verstreichen einer vorbestimmten Zählperiode hin aus dem Normal-Zustand in den Doze-Zustand überführt; und einem System-Monitor (140), der mit der Energie-Management-Zustandsmaschine verbunden ist und zum Detektieren einer vorbestimmten System-Aktivität konfiguriert ist, wobei die Energie-Management-Zustandsmaschine derart konfiguriert ist, dass ein Übergang aus dem Normal-Zustand in den Doze-Zustand unabhängig eines im softwareprogrammierbaren Register gespeicherten Werts herbeigeführt wird, falls die vorbestimmte System-Aktivität nicht während der ersten vorbestimmten Zählperiode vom System-Monitor detektiert wird.
  2. Energie-Management-System nach Anspruch 1, bei der die Energie-Management-Zustandsmaschine in den Normal-Zustand übergeht, falls die vorbestimmte System-Aktivität vom System-Monitor detektiert wird.
  3. Energie-Management-System nach Anspruch 2, ferner mit: einem zweiten Zähler (132), der mit der Energie-Management-Zustandsmaschine verbunden ist; wobei die Energie-Management-Zustandsmaschine ferner für einen Standby-Zustand (204) ausgelegt ist, während dessen die Taktsteuereinheit veranlasst, dass das erste Taktsignal, welches ein CPU-Taktsignal ist, gestoppt wird, und bei dem der zweite Zähler derart konfiguriert ist, dass er die Energie-Management-Zustandsmaschine auf das Verstreichen einer zweiten vorbestimmten Zählperiode hin aus dem Doze-Zustand in den Standby-Zustand schaltet.
  4. Energie-Management-System nach Anspruch 2, ferner mit einem Masken-Register (128), das mit dem System-Monitor verbunden ist, wobei das Masken-Register konfiguriert ist zum Speichern eines Werts zum Maskieren gewählter Aktivitäten, die vom System-Monitor überwacht werden.
  5. Energie-Management-System nach Anspruch 3, ferner mit: einem dritten Zähler (134), der mit der Energie-Management-Zustandsmaschine verbunden ist; wobei die Energie-Management-Zustandsmaschine ferner für einen Aufhebungs-Zustand (206) ausgelegt ist, während dessen die Taktsteuereinheit veranlasst, dass das CPU-Taktsignal gestoppt wird und dass ein System-Taktsignal gestoppt wird, und wobei der dritte Zähler derart konfiguriert ist, dass er veranlasst, dass die Energie-Management-Zustandsmaschine auf das Verstreichen einer dritten vorbestimmten Zählperiode hin aus dem Standby-Zustand in den Aufhebungs-Zustand geschaltet wird.
  6. Energie-Management-System nach Anspruch 5, ferner mit einer Energiesteuereinheit (122), die mit der Energie-Management-Zustandsmaschine verbunden ist, wobei die Energiesteuereinheit derart konfiguriert ist, dass sie Energie von einer Peripherieeinrichtung abzieht, wenn sich die Energie-Management-Zustandsmaschine im Aufhebungs-Zustand befindet.
  7. Energie-Management-System nach Anspruch 1, bei dem das erste Taktsignal ein CPU-Taktsignal ist.
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