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Die Erfindung betrifft einen Schaltkreis
und ein Vertahren zum Anzeigen von Batterieladebedingungen in einem
tragbaren Computersystem, und insbesondere eine Echtzeit-Batteriemessanzeige, die
unabhängig
vom Betriebssystem funktioniert.
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Computer werden oft in mobilen Umgebungen
benötigt,
in denen der übliche
Wechselstrom nicht zur Verfügung
steht. Unter solchen Bedingungen werden wieder aufladbare Akkumulatoren
im Normalfall als alternative Stromquelle eingesetzt. Es sind zahlreiche
akzeptable Akkumulatortechnologien vorhanden bzw. werden entwickelt,
einschließlich
Nickel-Cadmium- (NiCd), Nickel-Metallhydrid- (NiMH), Lithium-Ionen-
(Li+) und Lithium-Polymer-Akkumulatoren.
Diese Akkumulatoren sind in der Lage, ein tragbares Computersystem
für mehrere
Stunden mit Strom zu versorgen. Die Akkumulatoren sind in einen Batterieblock
eingebaut, wobei die Akkumulatoren typischerweise in Reihe angeordnet
sind. Der Batterieblock wird entweder in einem externen Ladegerät oder durch
die Stromversorgung des Host-Computersystems wieder aufgeladen.
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Doch trotz der durch die wieder aufladbaren Akkumulatoren
mögliche
Mobilität
ist die Lebensdauer des Aufladezyklus begrenzt. Aus diesem Grund
ist häufig
ein Sensorschaltkreis in den Batterieblock zum Überwachen der Spannung jedes
Akkumulators und zum Bereitstellen von Ladungsanzeigefunktionen
eingebaut. Die Ladungsanzeige ist der Prozess, in dem festgestellt
wird, wie viel nutzbare Ladung noch in einem Akkumulator oder einem
Batterieblock übrig
ist, und typischerweise wird dies durch eine Coulomb-Messung erreicht.
Der Sensorschaltkreis überwacht
den Akkumulator typischerweise auf Unterspannung, Überspannung, Überladestrom
und übermäßigen Entladestrom,
wodurch ein exaktes Laden und Entladen des Batterieblocks möglich ist.
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In den so genannten "intelligenten" Batterieblöcken liefert
der Sensorschaltkreis im Block Informationen über den Akkumulator an einen
Batterie-Mikrocontroller. Der Mikrocontroller wiederum bestimmt,
ob der Batterieblock geladen werden muss, entladen werden kann oder
nicht mehr verwendbar ist. Diese Informationen können an das Host-Computersystem übertragen
werden. Ein Batterieblock dieser Art umfasst auch einen Ladeschalter
und einen Entladeschalter, die von dem Mikrocontroller gesteuert
werden und den Ladevorgang oder Entladevorgang des Batterieblocks
gemäß des Zustands
der Akkumulatoren in Gang setzen oder abschalten.
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In vielen aktuellen tragbaren Computern werden
die Ladeinformationen, die durch den Batterie-Mikrocontroller geliefert
werden, umgewandelt und über
einen Software-Prozess auf dem Hauptbildschirm des Computers angezeigt.
Im Allgemeinen muss der Computerbenutzer eine Maßnahme ergreifen, um die Ausführung des
Software-Prozesses zu initiieren. Obwohl das Ausführen der
Software für
die Batteriemessung durch den Einsatz von heißen Tasten (hot keys) oder
Symbolen vereinfacht werden kann, leidet dieses Vertahren zum Anzeigen
der nutzbaren Batterielebensdauer unter einem zusätzlichen Nachteil – der tragbare
Computer muss zuerst eingeschaltet und das Betriebssystem initialisiert
werden, bevor der Software-Prozess ausgeführt werden kann. Ein solcher
Prozess kann zeitaufwändig
für einen
Benutzer sein, der sich nur über
den Ladezustand eines Batterieblocks Gewissheit verschaffen möchte.
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In einige tragbare Systeme ist eine
Leuchtdioden-(LED) oder eine Flüssigkristallanzeige
(LCD) eingebaut, über
die Informationen zur Batterieladung bereitgestellt werden können. Auch
diese Systeme weisen praktische Begrenzungen auf. Eine einfache LED
zeigt nur an, ob ein Batterieblock in der Lage ist, dem Computersystem
Strom zu liefem. Der Benutzer muss wiederum auf eine Software für die Batteriemessung
zurückgreifen,
um eine effiziente Schätzung
des Betrags der restlichen Betriebszeit vorzunehmen, bevor ein erneutes
Aufladen der Batterien erforderlich wird.
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Eine verbesserte Funktionalität und einfachere
Handhabung hinsichtlich der Techniken zum Bestimmen der restlichen
Batterielebensdauer wäre wünschenswert.
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US
5,477,129 offenbart einen tragbaren Computer mit einer
Ladestandanzeige, die sichtbar ist, wenn deren Ausgabevorrichtung
sich in der offenen oder geschlossenen Position befindet.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein tragbares Computersystem bereitgestellt, das so eingerichtet
ist, dass es einen Batterieblock aufnimmt und eine Batteriemessanzeige
enthält,
und das umfasst:
einen Sockelabschnitt, der eine Tastatur und
einen Prozessor aufnimmt;
einen Hauptanzeigeabschnitt, der
mit dem Sockelabschnitt verbunden ist und zwischen einer offenen
Position und einer geschlossenen Position bewegt werden kann;
eine
Statusanzeige, die in den Sockelabschnitt integriert ist, wobei
die Statusanzeige sichtbar ist, wenn sich der Hauptanzeigeabschnitt
in einer offenen oder einer geschlossenen Position befindet, wobei
die Statusanzeige ein Batteriemesssymbol enthält, das, wenn es aktiviert
ist, den Ladezustand eines Batterieblocks anzeigt; und
einen
Mikrocontroller, der in Reaktion auf von dem Batterieblock empfangene
Informationen Steuersignale für
die Statusanzeige erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass
der
Mikrocontroller die Statusanzeige unabhängig von einem Hauptbetriebssystem
in einer sekundären Betriebsart
des tragbaren Computersystems steuert.
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Daher enthält ein erfindungsgemäßes tragbares
Computersystem kurz gesagt eine autonome Echtzeit-Batteriemessanzeige,
die sichtbar ist, wenn die Hauptsichtanzeige sich in einem geschlossen oder
gesperrten Zustand befindet. Die Echtzeit-Batteriemessanzeige ermöglicht es
einem Benutzer, den Ladestatus eines Batterieblocks zu überwachen, wenn
das System eingeschaltet wird, wenn die Batterie durch ein Wechselstromnetzteil
aufgeladen wird, und wenn der tragbare Computer in eine sekundäre Betrebsart
gesetzt wird. Die Batteriemessanzeige arbeitet unabhängig vom
Betriebssystem des tragbaren Computers, und der Computer-Benutzer muss
keinen Software-Prozess initiieren, um sich über die restliche Lebensdauer
der Batterie Gewissheit zu verschaffen.
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Die offenbarte Ausführungsform
der Batteriemessanzeige ist Bestandteil eines Mehrzweck-LCD-Moduls
zur Statusanzeige, das mit der Hauptplatine des Systems verbunden
ist. Steuersignale für
die LCD-Statusanzeige werden von einem Mehrzweck-Mikrocontroller
generiert. Der Mikrocontroller empfängt Batteriestatusinformationen
von einem Batterie-Mikrocontroller und ist in der Lage, die LCD-Statusanzeige
unabhängig
vom Betriebssystem des Computers zu steuern. Die Batterieladebedingungen
werden in 10%-Schritten
von 0% bis 100% angezeigt, wodurch es dem Computer-Benutzer ermöglicht wird,
den Betrag der Rechnerzeit exakt zu schätzen, die von einem installierten
Batte rieblock aufrechterhalten werden kann. Die Erfindung ist insbesondere
von Nutzen, wenn das tragbare Computersystem als eigenständiger CD-Spieler
oder in anderen nicht standardmäßigen Betriebsarten
verwendet wird.
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KURZE 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 berücksichtigt
wird:
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1A und 1B sind Perspektivansichten eines tragbaren
Computersystems, das eine Batteriemessanzeige gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
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2 ist
eine vergrößerte Ansicht
einer beispielhaften Batteriemessanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines tragbaren Computersystems,
das Batteriemessanzeige-Funktionen gemäß der Erfindung enthält; und
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4 ist
ein schematisches Blockdiagramm des Anzeigesteuerkreises zum Steuern
einer Batteriemessanzeige gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen sind 1A und 1B Perspektivansichten
eines tragbaren Computersystems C, das eine Batteriemessanzeige
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält. Das
Computersystem C besitzt einen Sockelabschnitt B und einen Abschnitt
einer Anzeige D. Der Sockelabschnitt umfasst die Tastatur 48 und
eine Statusanzeige 54 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Statusanzeige 54 ist in einen sofort sichtbaren Abschnitt 80 des
Sockelabschnitts B integriert, der sichtbar ist, wenn die Anzeige
D sich in einer offenen Position (1A)
oder einer geschlossen oder gesperrten Position (1B)
befindet. Ein Benutzer des Computersystems C ist somit in der Lage,
sich über
den Ladestatus aller installierten Batterieblöcke ohne Öffnen der Anzeige D Gewissheit
zu verschaffen. Die Anzeigetechnologie, die für die Anzeige D verwendet wird,
kann von jeder geeigneten Art sein, obwohl Technologien mit geringem Stromverbrauch, wie
beispielsweise Flüssigkristallanzeige
(LCD) und Dünnfilmtransistor
(TFT) bevorzugt werden.
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2 ist
eine vergrößerte Anzeige
einer beispielhaften Batteriemessanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie ersichtlich ist, enthält
die Statusanzeige 54 eine Anzahl von Symbolen 90 zum
Anzeigendes Batterieladestatus und anderer Informationen. Zusätzlich zur
Statusanzeige 54 enthält
der sofort sichtbare Abschnitt 80 des Sockels B eine Vielzahl
von Frontrahmentasten 90 und einen Netzschalter 58.
Die Frontrahmentasten 90 stellen Steuerfunktionen bereit,
wenn das tragbare Computersystem C sich in einer sekundären Betriebsart
befindet.
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Die Symbole 90, die insbesondere
für die vorliegende
Erfindung relevant sind, umfassen ein Batteriemesssymbol 90a,
das die Batterieladebedingungen in 10%-Schritten von 0% bis 100%
anzeigt, wodurch es dem Computer-Benutzer ermöglicht wird, den Betrag der
Rechnerzeit exakt zu schätzen, die
von einem installierten Batterieblock aufrechterhalten werden kann.
Das Batteriemesssymbol 90a umgeht die Notwendigkeit, das
Computersystem einzuschalten und eine Software-Routine auszuführen (wie
beispielsweise Windows 95TM Battery Meter), um
Batterieladebedingungen zu ermitteln. Ein Batteriemesssymbol 90b wird
aktiviert, wenn ein Batterieblock in das tragbare Computersystem
C installiert wird. In ähnlicher
Weise wird ein Wechselstromnetzteil-Symbol 90c aktiviert,
wenn das Computersystem durch ein Wechselstromnetzteil mit Strom
versorgt wird.
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Die Statusanzeige 54 umfasst
auch ein Symbol 90d, das eine sekundäre Betriebsart für das Computersystem
anzeigt. In der offenbarten Ausführungsform
der Erfindung arbeitet das Computersystem C als eigenständiger CD-Spieler
in der zweiten Betriebsart, wie im Folgenden ausführlicher
erläutert wird.
In dieser Ausführungsform
stellen die Frontrahmentasten 92 vorzugsweise Steuerungen
für Abspielen/Pause,
Stopp, Spur zurück,
nächste
Spur, Lautstärke
und anderen Funktionen bereit, die über die Steuertasten eines
typischen Audio-CD-Spielers verfügbar
sind. Die Statusanzeige 54 umfasst vorzugsweise auch andere
(nicht dargestellte) Symbole, die, wenn sie aktiviert sind, den
aktuellen Zustand der NUM-Taste, der Umschaltefeststelltaste (caps
lock) und der Taste ROLLEN der Tastatur 48 angeben.
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In der offenbarten Ausführungsform
der Erfindung sind die Symbole 90 unter zahlreichen Bedingungen
aktiviert: wenn das System normal über ein Wechselstromnetzteil
oder einen Batterieblock mit Energie versorgt wird, wenn der Batterieblock
geladen wird, wenn sich das System in einem Schlaf- oder Stilllegungsmodus
befindet, oder wenn das System in einer sekundären Betriebsart arbeitet. Wenn das
Batteriemesssymbol 90a nur noch 10% Restenergie anzeigt,
gibt das Computersystem C einen Piepton ab, und das Batteriesymbol 90b blinkt.
Wenn die Batterieladung auf 5% fällt,
wie von dem Mehrzweck-Mikrocontroller ermittelt wird, und kein Wechselstromnetzteil
angeschlossen ist, gibt das Computersystem C zwei Pieptöne ab und
geht automatisch in einen Stilllegungsmodus über. Im Stilllegungsmodus ist
das Computersystem C "ausgeschaltet", und ein Benutzer
muss den Netzschalter 58 drücken, um das System neu zu
starten.
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Obwohl die offenbarte Statusanzeige 54 auf der
LCD-Technologie basiert, könnten
auch andere Niederspannungs-Anzeigelösungen verwendet werden. Die
genaue Art der verwendeten Technologie wird für die Erfindung nicht als kritisch
betrachtet. Es wird auch erwogen, dass die Erfindung mit tragbaren Computersystemen
verwendet werden könnte,
die mehrere Batterieblöcke
enthalten. In solchen Systemen könnte
die Statusanzeige 54 zusätzliche Symbole 90 enthalten,
die eine Ladungsanzeige für
jeden Batterieblock bereitstellen. Alternativ könnten die Symbole in 2 durchgeblättert werden,
um den Ladestatus aller installierten Batterieblöcke nacheinander anzuzeigen.
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Unter Bezugnahme auf 3 wird ein schematischer Stromlaufplan
eines Computersystems C gezeigt, das Funktionen gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält.
In der bevorzugten Ausführungsform enthält das Computersystem
C zwei primäre
Busse: einen Peripheral Component Interconnect (PCI)-Bus P, der
einen Adress-/Datenabschnitt und einen Steuersignalabschnitt umfasst;
und einen Industry Standard Architecture (ISA)-Bus I, der einen
Adressabschnitt, einen Datenabschnitt und einen Steuersignalabschnitt
umfasst. Die PCI- und ISA-Busse P und I bilden die architektonische
Wirbelsäule
des Computersystems C.
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Ein CPU/Speicheruntersystem 90 ist
an den PCI-Bus P angeschlossen. Die CPU 10 und ein Level-2-(L2)Cachespeicher 12 sind über einen
Prozessorbus angeschlossen. Die CPU wird vorzugsweise mit einem
IBM-PC-kompatiblen Standard-Betriebssystem betrieben, wie beispielsweise
Windows 95TM. Der L2-Cachespeicher 12 stellt
Cache-Funk tionen bereit, die den internen Cachespeicher der CPU 10 erhöhen, um
die Gesamtleistung des Computersystems C zu verbessern.
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Die CPU 10 und der L2-Cachespeicher 12 sind
an eine Hauptrechner/PCI-Brücke
14 angeschlossen. Ein synchroner DRAM (SDRAM) 16 ist ebenfalls
an die Hauptrechner/PCI-Brücke 14 angeschlossen.
Die Funktion der Hauptrechner/PCI-Brücke 14 besteht darin, das CPU-/Speicheruntersystem 90
mit dem PCI-Bus P zu koppeln. Ein PCMCIA/CardBus-Controller 18 ist
mit dem PCI-Bus P gekoppelt, wodurch Anschlussfunktionen für PCMCIA-Karten 22 bereitgestellt
werden. Die PCMCIA-Karten 22 können eine Anzahl von Peripheriegeräten aufnehmen,
wodurch die Vielseitigkeit des tragbaren Computers C erweitert wird.
Ein Video-Controller-Schaltkreis 20 ist ebenfalls an den
PCI-Bus P angeschlossen. Der Video-Controller-Schaltkreis 20 enthält den Grafikspeicher
und den erforderlichen analogen Schaltkreis zum Steuern eines Datensichtgeräts 21.
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Eine PCI/ISA-Brücke 24 wird verwendet, um den
PCI-Bus P und einen ISA-Bus I anzuschließen. Die PCI/ISA-Brücke 24 wird
verwendet, um Signale zwischen dem PCI-Bus P und dem ISA-Bus I zu
konvertieren. Die PCI/ISA-Brücke
24 umfasst: Adress- und Datenpufferspeicher, Entscheidungs- und
Busmaster-Steuerlogik für
den PCI-Bus P, ISA-Entscheidungsschaltkreis,
einen ISA-Bus-Controller, wie er üblicherweise in ISA-Systemen
eingesetzt wird, eine IDE-(intelligente Treiberelektronik)(intelligent
drive electronics) Schnittstelle 26 und einen DMA-Controller.
Ein Festplattenlaufwerk 30 und ein CD-ROM-Laufwerk 28 sind an die
IDE-Schnittstelle 26 der PCI/ISA-Brücke 24 angeschlossen. Bandlaufwerke
oder andere (nicht gezeigte) Peripheriegeräte können in ähnlicher Weise angeschlossen
werden. Die IDE-Schnittstelle 26 ist eine IDE/ATA-Schnittstelle,
die fähig
ist, als Busmaster zu fungieren und erweiterte IDE-Funktionen aufzunehmen.
Das CD-ROM-Laufwerk 28 ist vorzugsweise konform mit der
ATAPI (AT Anschlusspaket-Schnittstelle (AT Attachment Packet Interface),
dem IDE-Standard für CD-ROM-Laufwerke.
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Die PCI/ISA-Brücke 24 enthält ein Set von programmierbaren
Unterbrechungssteuerungen (programmable interrupt controls)(PICs) 15 zum
Verwalten der Hardware-Interrupts nach ihrer Priorität. Die PICs 15 umfassen
vorzugsweise zwei in Reihe geschaltete PICs zum Freigeben der Intenupts IRQ0–IRQ15.
In der offenbarten Ausführungsform um fasst
die PCI/ISA-Brücke
24 auch eine Zusatzsystemlogik. Die Zusatzsystemlogik umfasst Zähler und Aktivitätszeitgeber,
wie sie üblicherweise
in Personal Computer-Systemen vorhanden sind, eine Unterbrechungssteuerung
jeweils für
den PCI- und den ISA-Bus
P und I und eine Stromüberwachungslogik. Außerdem kann
die Zusatzsystemlogik einen Schaltkreis für ein Sicherheitsmanagementsystem
enthalten, das zur Kennwortprüfung
verwendet wird und um den Zugriff auf geschützte Ressourcen zu ermöglichen.
Vorzugsweise ist die PCI/ISA-Brücke
24 ein einzelner integrierter Schaltkreis, jedoch sind auch andere
Kombinationen möglich.
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Zahlreiche andere Geräte sind
an den ISA-Bus I gekoppelt. Diese Geräte umfassen ein Modem 32 und
einen Audiochip 34. Der Audiochip 34 ist des Weiteren
mit einer Vorrichtung 36 zum Ausgeben von Analogsignalen
gekoppelt, wie beispielsweise einem Set von Lautsprechern des Computersystems
C oder einem externen Stereosystem. In dem Fall von Lautsprechern
sind sie vorzugsweise so konfiguriert, dass sie hörbar sind,
während
der Anzeigeabschnitt D des Computersystems C sich in einem geschlossenen
Zustand befindet. Außerdem
ist ein Kombinations-Eingabe/Ausgabe-(S-IO) Chip 38 mit
dem ISA-Bus I gekoppelt. Der S-IO-Chip 38 enthält verschiedene
Funktionen, wie beispielsweise eine Echtzeituhr, UARTs, eine Diskettensteuerung
zum Steuern eines Diskettenlaufwerks 44, verschiedene Adressen-Decodierlogik-
und Sicherheitslogikeinheiten zum Steuern des Zugriffs auf einen
(nicht gezeigten) internen oder externen CMOS/NVRAM-Speicher und
gespeicherte Kennwort-Werte. Des Weiteren stellt der S-IO-Chip 38 einen
parallelen Port 40 und einen seriellen Port 42 bereit.
Um die Funktionen und die Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung
deutlicher darzustellen, wurden gewisse andere herkömmliche
Computereinnchtungen und Systeme in 3 weggelassen.
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Ein Tastatur-Controller 46 ist
ebenfalls an den ISA-Bus I gekoppelt. Der Tastatur-Controller 46 stellt
Anschlüsse
für eine
Tastatur 48, einen PS/2-Port 50 und einen Netzschalter 58 bereit.
Der Tastatur-Controller 46 generiert auch ein Datensignal LCD_DATA
und ein Taktsignal LCD_CLK für
die Verwendung durch den LCD-Steuerungsschaltkreis 55. Der
LCD-Steuerungsschaltkreis 55 stellt Steuersignale für die LCD-Statusanzeige 54 bereit.
Obwohl der Einsatz eines Tastatur-Controllers offenbart wird, kann
der Einsatz jedes Mikrocontrollers als in den Umfang der Erfindung
fallend betrachtet werden.
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Details des LCD-Steuerungsschaltkreises gemäß der Erfindung
werden ausführlicher
im Folgenden in Zusammenhang mit 4 erläutert.
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Der Tastatur-Controller 46 der
vorliegenden Erfindung umfasst auch einen Systemverwaltungsinterrupt-(SMI)
Schaltkreis zum Generieren von Systemverwaltungsinterrupts. Gewisse
Prozessoren, wie beispielsweise der Pentium®-Prozessor, umfassen einen Modus,
der als Systemverwaltungsmodus (SMM) bezeichnet wird, der sich nach
Empfang eines Systemverwaltungsinterrupts einschaltet. Ein SMI ist ein
nicht maskierbarer Interrupt, der fast die höchste Priorität in dem
System besitzt. Das Generieren eines SMI verursacht das Ausführen einer SMI-Handlerroutine.
Die SMI-Handlerroutine befindet sich typischerweise in einem geschützten Speicheradressort,
auf den nur zugegriffen werden kann, wenn sich die CPU 10 in
einem Systemverwaltungsmodus befindet. Der SMI-Handler ist im Wesentlichen
eine Interrupt-Serviceroutine, die geschrieben werden kann, um bestimmte
Systemverwaltungsaufgaben auszuführen,
wie beispielsweise die Reduzierung der Stromzufuhr zu bestimmten
Geräten
oder die Bereitstellung von Sicherheitsservices. Der SMI-Handlercode
kann von einem Fachmann mit durchschnittlichem Fachwissen geschrieben
werden, um eine Reihe von Aufgaben auszuführen.
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In der offenbarten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das Computersystem C als eigenständiger CD-Spieler
arbeiten. Um diese beispielhafte "sekundäre" Betriebsart zu unterstützen, ist
der Tastatur-Controller 46 des Weiteren mit einem Schalter
für Audio-CD-Modus
(DM_SW) 56 gekoppelt. Wenn der Netzschalter 58 des Computersystems
C sich im Status "Ein" befindet, ist der
Schalter für
Audio-CD-Modus 56 deaktiviert. Wenn der Schalter für Audio-CD-Modus 56 aktiviert
ist, bestimmt der Status des Schalters 56, ob sich das
Computersystem C in einem Audio-CD-Modus befindet. Der Schalter
für Audio-CD-Modus 56,
wenn er in einen Status "Ein" versetzt wird, dient
dazu, das Computersystem C der vorliegenden Erfindung in einen Audio-CD-Modus
zu schalten. Der Audio-CD-Modus versetzt das Computersystem C der
vorliegenden Erfindung in die Lage. ein herkömmliches System-BIOS zu umgehen
und Audio-CDs in dem CD-ROM-Laufwerk 28 abzuspielen, ohne
ein Betriebssystem laufen zu lassen.
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Wenn das Computersystem C der offenbarten
Ausführungsform
in einen Audio-CD-Modus geschaltet wird, wird dem Prozessor-Speicheruntersystem 102,
der PCI/ISA-Brücke
24, dem CD-ROM-Laufwerk 28, der Hauptrechner/PCI-Brücke 14,
dem Audio-CD-ROM
60 und dem Tastatur-Controller 46 Energie
zugeführt.
Anschließend wird
der ROM-basierte Code, einschließlich des Codes zum Bearbeiten
von Auswahlwerten durch die CD-Taste von einer anderen ROM-Vorrichtung,
dem Audio-CD-ROM 60, anstatt von einer herkömmlichen BIOS-ROM-Vorrichtung 62 geladen.
Ein Betriebssystem wird nicht geladen, wodurch sich die Dauer der Systeminitialisierung
beträchtlich
reduziert. Anstatt eine ROM-Vorrichtung für den herkömmlichen BIOS-Code und eine
getrennte ROM-Vorrichtung
für einen
Audio-CD-Code zu verwenden, kann eine einzige ROM-Vorrichtung eingesetzt
werden.
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Gemäß der offenbarten sekundären Betriebsart,
wenn das Computersystem C in einen Audio-CD-Modus geschaltet ist,
wird ein Audio-CD-Auswahlsignal DMSEL aktiviert und an einen Multiplexer 64 gerichtet.
Der Multiplexer 64 ist an die PCI/ISA-Brücke 24 gekoppelt
oder in diese integriert. Wenn das Audio-CD-Auswahlsignal nicht
aktiviert ist, wählt
der Multiplexer 64 den aktuellen BIOS-ROM 62 durch
Aktivieren eines BIOS-Steuersignals BIOS_CS. Wenn das Audio-CD-Auswahlsignal
aktiviert ist, wählt
der Multiplexer 64 den Audio-CD-ROM 60 der vorliegenden
Erfindung durch Aktivieren eines Audio-CD-Steuersignals DM_CS. Wenn er ausgewählt ist,
ermöglicht
der vom Audio-CD-ROM 60 ausgeführte Code vorzugsweise, dass
der Video-Controller 20, das Festplattenlaufwerk 30,
das Diskettenlaufwerk 44 und der PCMCIA/CardBus-Controller
18 in einem energielosen Zustand bleiben, wodurch Energie für das System
gespart wird. Des Weiteren wird der S-IO 38 im Audio-CD-Modus
vorzugsweise in einen Status mit geringem Stromverbrauch versetzt. Weitere
Details eines beispielhaften tragbaren Computersystems, das als
eigenständiger
CD-Spieler arbeiten kann, werden in den vorher angegebenen Hinweisen
bereitgestellt. Es ist anzumerken, dass die genaue Art, in der eine
sekundäre
Betriebsart in das tragbare Computersystem C implementiert wird,
für die
Erfindung als nicht kritisch betrachtet wird.
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Unter speziellerer Bezugnahme auf
den Abschnitt des Batterieblocks BP in 3 sind Details des Batterieblocks BP
dargestellt, der in das tragbare Computersystems C eingebaut ist.
Das Computersystem C kann vom Batterieblock BP sowohl Energie empfangen
als auch diesem zuführen.
Die Pole VBATT+ und VABATT– sind
jeweils Spannungspegel an den positiven und negativen Polen des
Batterieblocks BP, der dem Computersystem C Energie zuführt oder
von diesem aufnimmt. 3 veranschaulicht
einen einzelnen installierten Batterieblock BP, obwohl in Erwägung gezogen
wird, dass erfin dungsgemäß eine größere Anzahl
von lösbaren
Batterieblöcken
in ein tragbares Computersystem C eingesetzt werden könnte.
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Ein Batterie-Mikrocontroller 100 ist
in dem Batterieblock BP enthalten, um Überwachungsfunktionen zum Steuern
des Ladens und Entladens der Akkumulatoren 102 bereitzustellen.
Der Batterie-Mikrocontroller 100 ist programmierbar, um
eine Reihe von Akkumulatortechnologien, Akkumulatorbaugruppen oder
Akkumulatorkonfigurationen zu unterstützen. Verschiedene Signale
werden von dem Batterie-Mikrocontroller 100 an einen Steuerlogikblock 104 bereitgestellt.
Diese Signale werden von dem Steuerlogikblock 104 beim
Generieren von Steuersignalen für verschiedene
Elemente eines Umschalte-Schaltkreises 106 verwendet.
Zusammen stellen der Steuerlogikblock 104 und der Umschalte-Schaltkreis 106 einen
Schaltkreis bereit, um eine Zufuhr zu oder eine Entnahme der Ladung
aus den Akkumulatoren 102 zu verhindern oder zu gestatten.
Die Signale, die vom Steuerlogikblock 104 generiert werden,
steuern das Laden, Puffern und Entladen der Akkumulatoren 102.
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Der Umschalte-Schaltkreis 106 ist
an einen positiven Pol "+" der Akkumulatoren
angeschlossen. In der bevorzugten Ausführungsform werden die Akkumulatoren 102 des
Batterieblocks BP als vier in Reihe geschaltete Bänke von
jeweils 2 parallelen Akkumulatoren dargestellt. Verschiedene Transistoren im
Umschalte-Schaltkreis 106 werden zum Steuern der Spannung
VBATT+, die von den Akkumulatoren 102 geliefert (oder empfangen)
wird, sowie des in den und aus dem Batterieblock BP fließenden Stroms
verwendet.
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In 3 ist
ebenfalls ein Überwachungsschaltkreis 108 dargestellt,
der an die "+"- und "–"-Pole der Akkumulatoren 102 angeschlossen
ist. Der Überwachungsschaltkreis
stellt Informationen für
den Batterie-Mikrocontroller 100 hinsichtlich des Status der
Akkumulatoren 102 während
des Ladevorgangs und des Entladevorgangs bereit. Zu den vom Überwachungsschaltkreis
108 bereitgestellten Funktionen zählen: Überwachung einer Akkumulator-Überspannung, Überwachung
einer Akkumulator-Unterspannung, Überwachung von übermäßigem Entladestrom und Überwachung
von Überladestrom.
Die Schaltkreistopologie des Überwachungsschaltkreises 108 kann
mehrere Arten aufweisen, wie dem Fachmann bekannt ist.
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Der Tastatur-Controller 46 steht
mit dem Batterie-Mikrocomputer 100 über einen Standard-I2C-Bus ist Verbindung. Der Inter-Integrated-Schaltkreis
(IC) oder I2C-Bus ist ein einfacher bidirektionaler
Zweidrahtbus, der für
eine effiziente Inter-IC-Steuerung entwickelt wurde. Details zum I2C-Bus sind in "The I2C-bus
and How to Use it (Including Specification)" zu finden, das von Phillips Semiconductor
veröffentlicht
wurde.
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Kurz gesagt besteht der I2C-Bus aus zwei Leitungen: einer seriellen
Taktleitung (SCL) und einer seriellen Datenleitung (SDA). Jede dieser
Leitungen ist bidirektional. Die SCL-Leitung stellt das Taktsignal für Datenübertragungen
bereit, die über
den I2C-Bus stattfinden. Die SDA-Leitung
ist die Datenleitung für Datenübertragungen,
die über
den I2C-Bus
stattfinden. Logik-Levels für
diese Signale beziehen sich auf die Spannung VBATT– oder eine
andere Erdungsspannung. Jede an den I2C-Bus
angeschlossene Vorrichtung wird durch eine eindeutige Adresse identifiziert – gleichgültig, ob
es sich um den Tastatur-Controller 46 oder den Batterie-Mikrocontroller 1000
jedes installierten Batterieblocks BP handelt. Zusätzlich zu
Ladestatusinformation könnten
die Kommunikationen zwischen dem Tastatur-Controller 46 und
dem Batterie-Mikrocontroller 100 beispielsweise Anforderungen
zum Laden und Anforderungen zum Beenden des Ladens enthalten.
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Des Weiteren ist ein Wechselstromnetzteil 120 für die Zufuhr
von Energie zu dem tragbaren Computersystem C dargestellt. Der Eingangswert
für das
Wechselstromnetzteil 120 liegt typischerweise zwischen
90 und 265 VAC Effektivwert. Die Nennspannung für den US-Markt wird mit 120
VAC berücksichtigt.
Die Ausgangsspannung des Wechselstromnetzteils 120 muss
der maximalen Ladespannung des Batterieblocks BP und der Eingangsspannungs-Spezifikation
für die
Energiezufuhr des tragbaren Computers C entsprechen.
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In der bevorzugten Ausführungsform
ist das Wechselstromnetzteil 120 eine herkömmliche
52 Watt starke Allstrom-Stromversorgungsbaugruppe mit Einzelausgangmodul,
die für
den waltweiten Einsatz in der Ausrüstung der Informationstechnik
ausgelegt ist. Das Wechselstromnetzteil 120 ist in sich abgeschlossen
und wird über
das (nicht gezeigte) Starkstromnetz gespeist und liefert einen einfachen Gleichstrom
(DC) mit konstanter Nutzausgangsleistung. Es ist kein Netzschalter
dargestellt, da die Ausgangsleistung nach Anlegen eines AC-Eingangs über ein
elektrisches Kabel 126 geliefert wird. Das Wechselstromnetzteil 120 kann
eine interne oder externe Vorrichtung sein.
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Unter Bezugnahme auf 4 ist ein schematisches Blockdiagramm
des LCD-Steuerungsschaltkreises 55 zum Steuern der Anzeigesymbole 90 einer
LCD-Statusanzeige 54 gemäß der vorliegenden Erfindung
dargestellt. Der LCD-Steuerungsschaltkreis 55 ist zwischen
den Tastatur-Controller 46 und die LCD-Statusanzeige 54 gekoppelt.
Der Tastatur-Controller 46 ist wie oben erläutert mit
dem Batterieblock BP gekoppelt, um Informationen in Bezug auf den
Ladestatus der Akkumulatoren 102 zu empfangen. Auf der
Grundlage dieser Information aktiviert der Tastatur-Controller 46 die
entsprechenden Anzeigensegmente der LCD-Statusanzeige 54.
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Insbesondere generiert der Tastatur-Controller 46 ein
LCD-DATEN-Signal, das an den Dateneingang eines Schieberegisters 200 mit
seriellem Eingang und parallelem Ausgang übertragen wird. Der Tastatur-Controller 46 generiert
des Weiteren ein TAKT-Signal,
das für
die Takteingänge
der Schieberegister 200 und 2002 bereitgestellt
wird. Ein Ausgang des Schieberegisters wird für den Dateneingang des Schieberegisters 202 bereitgestellt.
Die anderen Ausgänge
der Schieberegister 200 und 202 werden verwendet,
um getrennte Aktivierungssignale für die Segmente der Anzeigesymbole 90 der LCD-Statusanzeige 54 zu
generieren. Im Betrieb werden die Daten durch das TAKT-Signal vom Tastatur-Controller 46 getaktet
in die Schieberegister 200 und 202 übertragen
und dadurch in parallele Daten konvertiert. Wenn diese Konfiguration
verwendet wird, müssen
nur zwei Stifte des Tastatur-Controllers 46 für den Betrieb
der LCD-Statusanzeige 54 reserviert werden.
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Die Ausgänge der Schieberegister 200 und 202 werden
einzeln für
einen Eingang eines EXKLUSIV-ODER-Glieds in einer Bank von EXKLUSIV-ODER-Gliedern 204 bereitgestellt.
Der andere Eingang jedes EXKLUSIV-ODER-Glieds wird durch ein 60-Hz-Taktsignal
getaktet. Die Ausgänge
der EXKLUSIV-ODER-Glieder 204 werden damit sechzig Mal
pro Sekunde aktualisiert. Der Ausgang jedes EXKLUSIV-ODER-Glieds 204 ist
an die Steuerleitungen für
die Segmente der Anzeigesymbole 90 der LCD-Statusanzeige 54 über einen
LCD-Steckverbinder 206 angeschlossen. Die Ausgänge des LCD-Steckverbinders
werden mit einer invertierten Version des 60-Hz-Taktsignals über eine
Umkehrschaltung 208 moduliert. Diese Modulation verhindert
ein Beschädigen
der Elemente der LCD-Statusanzeige 54.
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Daher kann ein Benutzer des erfindungsgemäßen tragbaren
Computersystems sich rasch und genau Gewissheit über die restliche Zyklusdauer
eines installierten Batterieblocks verschaffen, wenn die Hauptanzeige
offen oder geschlossen ist. Das Computersystem umfasst eine autonome
Echtzeit-Batteriemessanzeige, die aktiviert wird, wenn das System eingeschaltet
wird, wenn die Batterie durch ein Wechselstromnetzteil aufgeladen
wird, oder wenn der tragbare Computer in eine sekundäre Betriebsart gesetzt
wird. Die Batteriemessanzeige arbeitet unabhängig vom Betriebssystem des
tragbaren Computers, und der Computer-Benutzer muss keinen Software-Prozess
initiieren, um sich über
die restliche Lebensdauer der Batterie Gewissheit zu verschaffen.
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Die vorgenannte Offenbarung und Beschreibung
der Erfindung sind veranschaulichend und erläuternd, und verschiedene Änderungen
in Bezug auf Größe, Form,
Materialien, Komponenten, Bauelemente, Verdrahtungen und Kontakte
sowie auf Details von dargestelltem Schaltkreis und Konstruktion und
Betriebsverfahren können
vorgenommen werden.