KR101872245B1 - Me 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 다양한 동작 모드(일례로 S0~S5 모드)를 갖는 컴퓨터 시스템에서, 현재 활발히 개발되어지고 있는 대기전력을 차단하는 기술에서 조금 더 진보하여, 컴퓨터 시스템의 CPU 사용량에 따른 차등화된 레이어 활성화를 행하도록 하여 VGA 드라이버의 소비전력을 더욱 절약하기 위한 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법을 제공하는 것으로, 본 발명의 에너지 절감 장치는, 프로세서(11)와 OS(10c) 사이에는 VGA 드라이버(140)가 개재되며, OS는 VGA 드라이버(140)와 함께 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여 현재 프로세서 및 메모리의 사용량을 체크하고, 이를 토대로 VGA 메모리 매니저(141)를 활성화하여 하위 일부 레이어 혹은 전체 레이어의 스냅 샷 이미지(142)를 캡쳐하여 캡쳐된 이미지와 활성화된 레이어를 디스플레이하게 되며, 숏텀 아이들 모드에서는 상위 레이어만을 실제 실행화면으로 보여주고, 나머지 하위 레이어들은 중첩된 상태를 캡쳐 하여 배경 화면으로 만들어 보여 주게 되며, 롱텀 아이들 모드에서는 전체 레이어들을 중첩된 상태로 캡쳐 하여 배경 화면으로 만들어 보여 주게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법{A method for saving a system energy by using ME test port signals}
본 발명은 컴퓨터의 ME 테스트 포트 신호를 활용하여 시스템 에너지를 절감하기 위한 기술에 관한 것으로, 컴퓨터의 ME 테스트 포트 신호로서 현재 컴퓨터의 상태를 체크하여 디스플레이어의 레벨을 달리 출력함으로써 컴퓨터 시스템에서 소요되는 에너지를 절감하기 위한 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법에 관한 것이다.
종래의 컴퓨터 전원공급장치는, 도 1에서 보는 바와 같이, SMPS와 같은 파워서플라이(20)가 메인보드(10)의 SIO(12)와 24핀으로 연결되어 있으며, 그 중 하나는 +5V의 스탠바이 전압(+5VSB)의 인가용이다.
사용자가 PC 케이스의 파워스위치(미도시됨)를 누르면, 이와 기구적으로 연결된 파워 버튼(13)이 눌려지고, 파워 버튼(13)이 SIO(12)로 제1 신호(PWRBTN#)를 보내며, 다시 SIO(12)는 파워서플라이(20)로 파워온 신호선(PSON#)을 활성화하며, 칩셋(14)으로는 제2 신호(PWRBTN#_SB)를 발하는바, 파워서플라이(20)는 CPU(11) 및 칩셋(14)으로 파워굳 신호(PWROK) 신호를 보내서 이를 알리며, 이후 메인 보드로 파워가 공급되도록 한다.
미설명 부호 15는 칩셋의 리셋 버튼이며, 16은 배터리이고, 17은 리쥼 리셋(17)이며, 18은 LAN이다. 그외에도, CPU 및 칩셋과 연결된 AC, FWH, 슈퍼IO(19), AGP 슬롯, PCI 슬롯, IDE 등이 접속되어 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 파워서플라이(20)와 메인보드 간에는 비작동시에도 +5V의 대기전력이 인가되는바, 시동 버튼의 인식 및 원격시동의 인식 등을 위해 약 1W의 대기전력을 필요로 한다.
그리고, 이는 개별적으로는 결코 높지 않는 소비전력이나, 일 기관 전체로는, 나아가 일 국가 전체로는 막대한 에너지의 낭비로 이어지게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 전원 콘센트 자체에서 전원을 완전 차단하여 대기전력을 제로로 만드는 스위치를 갖는 콘센트가 개발돼 있는가 하면 (제1 종래기술), 한편으로는 대한민국 특허공개 제2013-0043923호 (전원공급장치 및 그를 포함하는 화상형성장치) 와 같이, 파워 스위치의 온/오프를 인식하여 전원을 완전 차단하기 위한 별도의 추가적인 복잡한 장치를 제안하기도 한다(제2 종래기술).
그러나, 상기 제1 종래기술의 경우, 그럼에도 불구하고 현실적으로 여러가지 이유로, 사용자가 콘센트의 전원 완전 차단 스위치를 오프하지 않고 자리를 뜨는 경우가 대부분이며, 제2 종래기술의 경우, 대단히 복잡하고 고비용의 별도의 장치를 추가하여야 하므로, 이러한 장치를 일반 PC에 장착하기가 주저되는 것이 사실이다.
이에, 본 발명자는, 아주 단순하면서도 자동으로 대기전력을 최소화한 컴퓨터 전원공급장치를 제공하기 위한 것으로, 대한민국 특허 제1328393호 (명칭: 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치) 를 제안한 바 있는바, 이를 제3 종래기술로서 설명한다.
상기 제3 종래기술은, 도 2에서 보듯이, CPU(11), SIO(12), 파워 버튼(13), 칩셋(14), 리셋 버튼(15), 제1 배터리(16), LAN(18) 및 슈퍼IO(19)를 갖는 메인 보드(10); 상기 메인 보드에 전원을 공급하는 SMPS(20); 상기 SMPS의 대기전력 공급을 제어하는 마이컴(30); 상기 메인보드와 SMPS 간의 신호 및 대기전력 커넥팅을 매개하는 파워 커넥터(60); 및 상기 마이컴의 제어에 따라 대기전력 온/오프를 스위칭하는 스위칭부(40); 를 포함하여 이루어지며, 상기 마이컴(30)은 파워 전원의 대기전력(5VSB)을 상기 스위칭부(40)에 의해 제어함으로써, 메인보드에 공급되는 대기전원을 통제하는 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 제3 종래기술의 전원공급장치는, 도 2에서 보는 바와 같이, 기존의 CPU(11), SIO(12), 파워 버튼(13), 칩셋(14), 리셋 버튼(15), 배터리(16), 리쥼 리셋(17), LAN(18), 슈퍼IO(19) 등을 갖는 메인 보드(10)와, 상기 메인 보드에 전원을 공급하는 SMPS(20), SMPS의 대기전력 공급을 제어하는 마이컴(30) 및 마이컴의 제어에 따라 대기전력 온/오프를 스위칭하는 스위칭부(40)를 포함하여 이루어진다. 미설명부호 '50'은 PC 케이스의 파워스위치이며, '60'은 메인보드와 SMPS 간의 파워 커넥터이다.
상기 제3 종래기술에서는, 파워 커넥터(60)가 메인보드(10)와 SMPS(20) 간의 신호 및 대기전력 커넥팅을 매개하는바, SMPS(20)와 상기 파워 커넥터와는 23개 핀으로 접속되어지고, 대신 하나의 핀인 +5V 대기전력선(+5VSB)은 파워 커넥터 대신 마이컴(30) 및 스위칭부(40)와 접속되어 진다는 점이 도 1의 종래의 전원공급장치와 상이하다. 상기 스위칭부(40)는, 파워스위치용 IC이거나, FET 회로로 이루어질 수 있다.
이외에도, 마이컴(30)은, SMPS(20)로부터 SMPS굳 신호(PS_ON#) 혹은 파워굳 신호(PWR_ON) 중의 어느 하나 혹은 양자 모두의 신호를 SMPS(20)로부터 수신받는다. 상기 파워굳 신호(PWR_ON)는 CPU(11) 및 칩셋(14)으로도 인가된다.
한편, 상기 마이컴(30)은 또한, 외부의 케이스 파워 스위치(50)로부터의 스위칭 신호(CASE_PWR_BTN)에 의해 대기전력 공급 개시 동작을 시작하게 되며, 이에 따라 +5V의 대기전력(+5VSB)을 상기 스위칭부(40)를 통해 5V 대기신호(P5V_STBY)로서 메인 보드(10)로 인가하게 되는바, 상기 스위칭부(40)는 상기 마이컴(30)의 제어신호(5VSB_SW)가 '온'일 경우에, 상기 SMPS(20)로부터의 +5V 대기전력(+5VSB)을 5V 대기신호(P5V_STBY)로서 메인 보드(10)로 인가하게 된다.
SMPS(20) 파워 커넥터로부터 메인보드(10) 파워 커넥터로 PC 정상동작 전력 +12V 및 -12V 라인, +5V 대기전력선 및 +3.3V 전력선, 그리고 파워굳(PWR_ON) 신호가 간다. 다만, 5V 대기전력선(5VSB)은, 스위칭 장치(40)로 가며, 다시 스위칭 장치(40)에서 메인보드 파워 커넥터로 대기전력 신호(P5V_STBY)가 간다.
더욱이, 마이컴(30)으로부터 스위칭부(40)로 대기전원 스위치 신호(5VSB_SW)가, 그리고 메인 파워 버튼(13)으로 파워 버튼 신호(MB_PWR_BTN)가 간다.
역으로, 메인보드(10) 파워 커넥터로부터 SMPS(20) 파워 커넥터로 SMPS굳(PS_ON#) 신호가 간다.
이들 동작을 더 상세히 설명하면, 먼저, 상기 제3 종래기술의 마이컴(30)은 파워 전원의 대기전력(5VSB)을 상기 스위칭부(40)에 의해 제어함으로써, 메인보드에 공급되는 전원을 통제하는데, 보통 전원이 오프되는 것은 커넥터 간의 오가는 파워굳(PWR_ON) 및/또는 SMPS굳(PS_ON#) 신호를 마이컴에서 감지하여, 전원이 오프일 경우에는 5V 대기전원을 오프해 주면 된다. 즉, 이 경우, 메인보드에 대기전력이 공급되지 않기 때문에, 컴퓨터의 전원을 켤 수 없는 것이다.
한편, PC 사용자가 케이스 파워 스위치(50)를 누르면, 이 신호에 의해 상기 제3 종래기술의 마이컴(30)이 활성화되며, 마이컴은 커넥터 간의 오가는 파워굳(PWR_ON) 및/또는 SMPS굳(PS_ON#) 신호를 감지하여, 전원이 온일 경우에는 스위칭부(40)로의 제어신호(5VSB_SW)를 턴온하여, 5V 대기전원(5VSB)이 메인보드로 인가되도록 하는 것이다. 아울러, 메인보드의 파워 버튼(13)이 온되면, SIO(12)로 입출력 개시명령이 하달되고, SIO(12)는 파워 커넥터(60)를 통해 SMPS(20)로 파워서플라이굳(PS_ON#)을 발하는바, SMPS는 상황이 정상일 경우, 파워굳(PWR_ON) 신호를 역시 커넥터(60)를 통해 메인보드(10)로 전달하면서, 메인보드 동작전원(+12V)를 활성화하는 것이다.
따라서, 상기 제3 종래기술에 의하면, 컴퓨터 기동 시스템의 대기전력에 해당하는 1W의 대기전력을 소비하지 않고, 마이컴의 대기전력에 해당하는 0.1W 정도의 대기전력만으로 스탠바이 및 컴퓨터 기동이 가능해 진다는 장점이 있다.
그런데, 시스템 전원 '온' 및 '오프' 상태만을 갖는 종래의 시스템과 달리, 최근의 PC들은 S1 내지 S5 모드를 채택하여, 다양하게 세분화된 모드를 채택하고 그에 따라 속도와 자원 활용도를 높인 가장 효율적인 시스템 동작을 하게 된다. 참고로, S0 모드는 컴퓨터 동작 모드이고, S1 모드는 프로세서가 아이들(idle) 상태로서 저전력 공급 상태이나 여전히 램에 전원이 공급되어야 하는 상태이고, S2 모드는 프로세서가 딥슬립(deep sleep)모드로서 그러나 여전히 램에 전원이 공급되는 상태이며, S3모드 (절전/대기모드)의 경우는 데이터를 메모리에 저장하고 최소 전원을 유지하는 방식이기 때문에 이 경우에도 여전히 +5V SB를 OFF하면 안 된다. 이때 DDR 메모리의 타입에 따라 조금씩 다르게 출력되지만 VDD 전원이 1.2~1.5V가 계속 유지되는바, 이때에는 메모리와 RTC등 일부에만 전원이 공급된다. 반면, S4 모드 (최대절전모드) 에서는 데이터를 하드디스크에 저장하고 시스템의 모든 전원을 끈다. 즉, 전원 OFF와 거의 동일한 상태가 된다. 이때에는 메모리의 VDD 전원은 전원 OFF 때와 같이 0V 출력된다. 따라서, VDD 신호 하나로 대기전력 차단과 관련한 체크가 가능하게 되는 것인바, 다시 정리하자면, 시스템 대기전력을 OFF 조건인 전원 OFF 및 S4 모드의 경우에는 VDD 신호는 0V이고, 대기전력 ON 조건인 시스템 동작(전원 ON 상태) 및 S3(절전/대기 모드)의 경우에는, VDD 신호는 1.2~1.5V 를 출력하게 된다.
따라서, 이와 같은 최근의 S0~S5 모드를 갖는 시스템의 경우에는, 상기 제3 종래기술의 경우에도, 이러한 대기전력을 차단하기 위해서는 전원의 상태를 모두 확인할 필요가 있는데, 종래의 방법으로는 1) SMPS 내부에 인가되는 전류를 측정하거나, 2) '파워굳' 등의 몇 가지 신호를 더 확인하여 체크하였는데, 1) 전류를 체크하는 경우 고가의 ADC(Analog to Digital Converter) 및 주변회로가 필요하여 대기전력 1W를 줄이는 비용대비 효용가치가 없으며, 2) 또한 '파워굳' 등의 신호를 통하여 체크하는 경우 하나의 신호로 모든 전원을 확인할 수 없기 때문에 여러 신호를 입력받고 전원상태를 체크하기 위하여 복잡한 구조를 가지고 있어 생산 효율성이 떨어진다는 문제점이 발생한다.
한편, 종래의 일반적인 파워온 동작에 대하여, 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 3은 종래의 일반적인 파워온 동작의 개념을 설명하는 도면인바, 종래는 도 3에서 보는 바와 같이, 전원 버튼이 '온'되면, 수퍼IO(19) 내의 PS_ON 회로(19a)가 이를 인식하고, 칩셋(14)의 사우스브릿지와 통신하면서, 메인보드(10)의 SIO(12)의 20핀짜리 커넥터의 PS_ON# 단자를 활성화시켜 메인보드(10)로 파워가 인가되도록 한다.
이상의 도 3의 PS_ON 회로(19a)의 블록도의 일예가, 도 4에 상세히 도시되어 있다. 즉, 도 4에서, 전원 버튼에 해당하는 스위치(S1)가 눌려지면, '로우' 레벨로 떨어지면서, PS_ON 회로(19a)가 활성화되는바, 각종 전압이 SMPS로부터 메인 보드로 인가된다(도 5의 타이밍챠트 참조).
다른 한편, 도 6은 종래의 일반적인 파워온 동작의 개념을 설명하는 또다른 예의 도면인바, 역시 전원'온' 스위칭(PWR)이 행해지면, 칩셋(14)이 P.ON 신호를 SIO(12)로 출력하고, 다시 SIO(12)는 P.ON 신호를 메인보드의 커넥터의 PS_ON# 단자로 출력하여, 전원이 SMPS로부터 메인보드로 인가되도록 한다.
도 7은 도 6의 각 신호들의 타이밍 챠트인바, VAC가 활성화(AC 전원이 인가)되면, PS_ON# 신호가 '로우' 레벨로 떨어지면서 활성화되고, 각종 전압이 SMPS로부터 메인보드로 인가되면서, 파워굳 신호로 응답하게 된다.
즉, 종래는 도 6에서와 같이, PS_ON# 신호(SMPS 전원 On)도, +5V SB신호를 먼저 On한 후, 메인보드의 전원 '온' 스위치 단에 연결하여 사우스브리지와 Super I/O 칩셋을 통하여 SMPS에 PS_ON#신호를 발생하여, 케이블의 연결이나 개조 작업성이 좋지 않아, 결국 생산성이 낮았다.
다른 한편, 본 발명자는, 이상의 문제점을 해결하고자, 다양한 동작 모드를 갖는 컴퓨터 시스템에서도, 아주 단순하면서도 자동으로 대기전력을 최소화한 컴퓨터 전원공급장치를 제공하기 위하여, 도 8 내지 도 10에서 보는 바와 같은 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치를 제안하여 특허 제1623756호로 특허받은 바 있다. 이를 도 2 및 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
도 8은 제4 종래기술에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 블록도이고, 도 9는 제4 종래기술에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 상세 회로도이며, 도 10은 제4 종래기술에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 마이컴의 동작흐름도이다.
먼저, 제4 종래기술의 발명을 도 8의 블록도로 개략적으로 설명하면, 먼저 PC 전원(50)이 '온'인지를 감지하고, 이에 연동하여 SMPS(20)에서 메인보드로 가는 ATX 파워 케이블의 PS_ON# 신호를 '로우' 레벨로 활성화하여, 5V SB 라인을 제외한 라인이 메인보드로 가도록 한다. 이때, 5V SB 라인은 메인보드로 직접 가지 않고, 마이컴(30) 및 제1 스위칭부(40) 등에 Vcc를 제공하며, 이들을 활성화하는바, 이에 따라 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 활성화하여 상기 제1 스위칭부(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 제1 스위칭부(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 메인보드의 5V SB 단자로 보냄으로써, 메인보드로 모든 전원공급이 되면서 메인보드를 동작시키게 된다.
이때, 상기 마이컴(30)은, PS_ON# 신호를 SMPS(20)에 인가하여 SMPS를 턴온시키고 이에 응하여 상기 신호 및 이에 연동된 공통접지 신호가 SMPS로부터 메인보드(10)로 ATX 케이블을 통해 다른 신호 및 전원이 인가되도록 함으로서 메인보드를 동작시킬 수도 있으나, 도 8에서와 같이, 상기 마이컴(30)이 SMPS를 경유하지 않고 제2 스위칭부(41)를 통하여, PS_ON# 신호를 직접 메인보드로 인가하되, 메인보드의 파워 버튼(13) -> PS_ON 회로(19a) -> 파워커넥터(60)의 PS_ON# 단자로 인가하는 것도 가능하다.
이들 회로를, 도 9를 참조하여 더 상세히 기술하면, 마이컴(30)의 스위칭입력(SW_IN) 단자(칩의 16번 핀)를 통하여, PC 전원 '온' 스위치(50)의 온/오프 상태를 감지하게 된다.
이후, 마이컴(30)은, 공통 접지 단자를 활성화 ('하이'에서 '로우'로 감) 하여, 5V, 3.3V, 12V, 파워 굳(PWR_OK) 신호 라인 등이 모두 메인 보드의 단자로 가도록 활성화하여, 각종 파워가 SMPS로부터 메인보드로 인가되도록 한다. 아울러, PS_ON# 단자(칩의 2번 핀)를 통해 PS_ON# 신호를 SMPS(20)로 출력하고 ATX 파워 케이블을 통해 메인보드(10)의 파워 커넥터(60)의 해당 단자로 연결되도록 할 수도 있고, 혹은 도 9에서와 같이, 마이컴의 일례로 5번 단자를 통해 SW_OUT 신호를 제2 스위칭부(41)로 출력하고, 상기 스위칭 신호가 메인 보드 내의 파워 버튼# (13)을 통해 슈퍼IO(19)의 PS_ON 회로(19a)를 활성화함으로써, 결국 파워 커넥터(60)의 해당 단자로 연결되도록 할 수도 있다.
한편, 전원 제어 시그널(PWR_CTRL)은 마이컴(30)의 14번 핀을 통해 출력되어, 스위칭부(40)의 제1 및 제3 트랜지스터(Q1, Q3)를 활성화하여, 파워 출력(PWR_OUT) 신호를 메인보드(10)의 커넥터의 5V 스탠바이 신호 단자로 출력한다. 이는 최종적으로, 메모리의 기능을 포함하는 메인 보드(컴퓨터)가 동작함을 의미한다.
마지막으로, 메인보드(10)의 메모리(일례로 DDR3)로 공급되는 전압은, 감지부(70)의 제4 트랜지스터(Q4)에 의해 감지되는바, 그 결과는 파워굳(GD_PWR) 단자(마이컴 칩의 15번 핀)를 통해 마이컴으로 알려진다.
이상의 제4 종래기술의 마이컴의 동작을 도 10을 참조하여 다시 한번 상술한다.
먼저, 본 발명에서의 마이컴(30)은 시스템 대기 전원이 오프 상태인 경우에 (AC 전원이 입력되지 않는 상태에서) 진행되는바, 먼저 시스템 대기 전원이 오프 상태인가? 여부를 판단하며(S1), 그러한 경우에 PC 전원 스위치가 '온'인가? (컴퓨터 전원 스위치가 켜져 있는가?) 여부를 판단하는바(S2), 만약 그렇지 않으면 일정 시간 지연 후 피드백하여 계속해서 체크하며, '예스'인 경우에는, 다음 단계로 진행하여, 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 활성화하여 상기 스위칭부(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭부(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 메인보드의 5V SB 단자로 보냄으로써, 메인보드로 모든 전원공급이 되게 하면서(S3), 동시에 파워 버튼#(13)을 활성화하고 PS_ON# 신호를 활성화하여, 메인보드를 동작시키게 된다(S4').
즉, 마이컴(30)이 PC 전원 스위치가 '온'이라는 신호를 받고, 제1 스위칭부(40)로의 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 활성화하여 상기 제1 스위칭부(40)를 통해 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 메인보드의 5V SB 단자로 보냄으로써, 메인보드로 모든 전원공급이 되게 함과 동시에(S3), 또다른 제2 스위칭부(41)로 스위칭아웃(SW_OUT) 신호를 출력하는바, 이에 상기 제2 스위칭부(41)의 트랜지스터(Q2)가 턴온되고, 상기 메인보드의 파워버튼(13)으로 PS_ON# 신호를 인가하게 되는바, 이에 파워버튼(13) 및 메인보드의 슈퍼I/O(19)의 PS_ON 회로(19a)를 통해, 상기 커넥터(60)의 PS_ON# 단자를 활성화하여, 결국 메인보드를 동작시키게 된다(S4').
이후, 메인보드의 메모리(10a)로 공급되는 전압(VDD)을 체크하여(S5), 일정 전압(일례로 0.7V) 미만인지 여부를 판단하여(S6), 이상이면 (이때는 램이 동작 중이므로), 5V SB 전원 '온' 상태를 그대로 유지하여 메인보드로의 파워 공급을 계속하며, 그렇지 않은 경우에는 메모리가 작동을 멈춘 것으로 인식하여, 파워컨트롤 신호(PWR_CTRL)를 비활성화하여 상기 스위칭부(40)로 출력하고, 이에 응하여 상기 스위칭부(40)는 파워 출력 신호(PWR_OUT)를 디스에이블시켜 시스템 대기전력을 '오프'시키게 된다(S7).
즉, 상기 종래기술에서 상술한 바와 같이, S3 모드 (절전/대기모드)의 경우는 +5V SB를 OFF하면 안 되며, 반면, S4 모드 (최대절전모드) 에서는 데이터를 하드디스크에 저장하고 시스템의 모든 전원을 끈다. 즉, S4 모드 및 전원 OFF인 S5 모드에서 0V 가 출력된다. 따라서, VDD 신호 하나로 대기전력 차단과 관련한 체크가 가능하게 되는 것인바, 다시 정리하자면, 시스템 대기전력을 OFF 조건인 전원 OFF 및 S4 모드의 경우에는 VDD 신호는 0V이고, 대기전력 ON 조건인 시스템 동작(전원 ON 상태) 및 S3(절전/대기 모드)의 경우에는, VDD 신호는 1.2~1.5V 를 출력하게 된다. 따라서, 상기 S5 및 S6 단계에서, 메모리로 공급되는 전압(VDD)을 체크하여(S5), 일정 전압(Vr: 일예로 0.7V) 미만인지 여부를 판단하여(S6), 그 이상이면 5V SB 전원 '온' 상태를 그대로 유지하며, 그 미만(VDD < Vr)이면, 시스템 대기전력을 '오프'시키는 것이다(S7).
상기 제4 종래기술은, 메모리로 공급되는 전압(VDD)을 체크하는 비교적 간단한 방법으로 S3 및 S4 모드를 인식하고, 메모리 등의 시스템에 여전히 전원 공급이 필요한 S3 모드에서는 5V 대기 전원을 계속 공급하고, 그렇지 않은 S4 모드에서는 대기 전원을 차단하여 대시 모드에서의 전력을 절감하는 방법을 제공하되, 그것도 추가적인 케이블 공사를 하지 않고도 행할 수 있다는 장점이 있기는 하다.
그런데, 전체 시스템의 모드가 S0~S2의 동작 모드이더라도, CPU 사용 상태에 따라서 CPU 및 VGA 드라이버의 소비 전력을 차등 적용하기 위한 세부적인 파워 에너지 절약에 대해서 까지는 대비가 없는 실정이다.
대한민국 특허공개 제2013-0043923호 (특허출원 제2011-0108115호) 대한민국 특허 제1328393호 (명칭: 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치) 대한민국 특허 제1623756호 (명칭: 시스템 메모리 전원을 활용한 대기전력 차단장치의 대기전력 차단 방법)
본 발명은, 다양한 동작 모드(일례로 S0~S5 모드)를 갖는 컴퓨터 시스템에서, 현재 활발히 개발되어지고 있는 대기전력을 차단하는 기술에서 조금 더 진보하여, 컴퓨터 시스템의 CPU 사용량에 따른 차등화된 레이어 활성화를 행하도록 하여 VGA 드라이버의 소비전력을 더욱 절약하기 위한 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법을 제공하는 것이다.
아울러, 먼저 이러한 소비 전력을 차등적으로 제공하도록 제어하기 위한 전제로서의 CPU의 동작 상태를 메인보드의 ME(Management Engine) BIOS를 테스트하기 위한 포트의 신호들을 활용하여 파악하도록 하는 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법을 제공하는 것이다.
추가적으로, 이 기술을 이용하여 주변장치의 전력절감까지도 지원하기 위한 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법은, 프로세서(11), 칩셋(14), PCI(15, 15'), SPI 플래시(17), SIO(19), 시스템 메모리(10a)와 메모리 파워 공급 컨트롤러(10a'), 및 OS(10c)와 DDI(10b) 등을 포함하는 메인 보드(10); 보조 커넥터(21) 및 메인 커넥터(22)를 통해 상기 메인 보드와 접속되는 SMPS(20); 그리고 각종 주변 장치들; 을 포함하며, 상기 프로세서(11)와 OS(10c) 사이에는 VGA 드라이버(140)가 개재되며, 상기 OS는 상기 VGA 드라이버(140)와 함께 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여 현재 프로세서 및 메모리의 사용량을 체크하고, 이를 토대로 VGA 메모리 매니저(141)를 활성화하여 하위 일부 레이어 혹은 전체 레이어의 스냅 샷 이미지(142)를 캡쳐하여 캡쳐된 이미지와 활성화된 레이어를 디스플레이하게 되며, 숏텀 아이들 모드에서는 상위 레이어만을 실제 실행화면으로 보여주고, 나머지 하위 레이어들은 중첩된 상태를 캡쳐 하여 배경 화면으로 만들어 보여 주게 되며, 롱텀 아이들 모드에서는 전체 레이어들을 중첩된 상태로 캡쳐 하여 배경 화면으로 만들어 보여 주게 되며, 상기 메인 보드(10)와 파워서플라이(SMPS)(20) 사이에는, 대기전원 스위칭 소자(51)와 전원단 레귤레이터(52)를 포함하는 대기전원 공급부가 개재되어, 메인보드로의 대기전원 공급을 제어하되, 대기전원 공급부의 제어부는, 상기 ME 테스트 포트(79)의 신호선을 이용하여 현재 컴퓨터 시스템의 전원모드(S3~S5 모드)를 파악하여, 상기 대기전원 스위칭 소자(51)를 제어함으로써, 대기전원 공급의 온/오프를 제어하게 되는, 이상의 컴퓨터 시스템의 에너지 절감 장치를 이용한 에너지 절감 방법으로서, (a) 파워 버튼이 턴온되어 전원 '온' 상태가 되면(S1), 상기 대기전원 공급부의 제어부는, 상기 대기전원 스위칭 소자(51)로의 '5VSB_ON' 신호가 'H'로 되도록 하여, 전원공급장치(20)로부터의 모든 대기전원이 공급되도록 하는 단계(S2); (b) 상기 (a) 단계 후, 상기 VGA 드라이버(140)는, 다시 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여, 프로세서 및 메모리의 사용량을 확인을 개시하는 단계(S6); (c) 상기 (b) 단계 후, 상기 VGA 드라이버(140)는, 반복 회수 체크용 파라미터(N)를 초기화하는 단계(S4); (d) 제1 기준시간(T1) 대기 후(S5), 상기 VGA 드라이버(140)는, 다시 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여, 프로세서 및 메모리의 평균 사용량을 확인하고(S6), CPU 사용량 평균이 제1 일정치인 'X1 %' 미만인지 여부를 판단하게 되는 단계(S7); (e) 상기 (d) 단계에서의 판단 결과, X1 % 미만인 것으로 판단되면, 상기 반복 회수 체크용 파라미터(N)를 인크리먼트하는 단계(S8); (f) 상기 (e) 단계 후, 상기 반복 회수 체크용 파라미터(N)가 기준치(No) 초과인지를 판단하게 되는 단계(S9); (g) 상기 (f) 단계에서의 판단 결과, 상기 기준치(No) 초과이면 숏텀 아이들 모드로 진행하여, 현재 스크린 데이터(H)를 할당된 특정 VGA 메모리에 저장하고, 상위 레이어 이미지를 제외한 하위 레이어 이미지(K 레이어)를 스냅 샷하여 캡쳐하며, 상기 하위 레이어 이미지(K 이미지)와 상위 레이어를 디스플레이어 화면으로 출력하게 되는 단계(S10); (p) 상기 (g) 단계 후, 웨이크업 상태가 발생하였는가 여부를 판단하는 단계(S18); 및 (q) 상기 (p) 단계에서의 판단 결과, 웨이크업이 발생하였으면, 상기 (g) 단계에서 임시 저장하여 두었던 현재 스크린 데이터(H)를 원상복구하고 모든 레이어를 활성화하여 스크린에 디스플레이하여 주는 단계(S19); 를 포함하며, 상기 (g) 단계와 상기 (p) 단계 사이에, (j) 상기 제1 기준시간(T1) 보다 더 긴 제2 기준시간(T2) 대기 후(S12), 상기 VGA 드라이버(140)는, 다시 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여, 프로세서 및 메모리의 평균 사용량을 확인하고(S13), CPU 사용량 평균이 제2 일정치인 'X2 %' 미만인지 여부를 판단하게 되는 단계(S14); 및 (k) 상기 (j) 단계에서의 판단 결과, X2 % 미만인 것으로 판단되면, 현재 스크린 데이터(H)를 할당된 특정 VGA 메모리에 저장하고, 이번에는 모든 레이어들이 중첩된 상태의 전체 스크린 이미지(L)를 스냅 샷하여 캡쳐하며, 전체 레이어가 비활성화된 상태에서 'L' 이미지를 디스플레이어 화면으로 출력하게 되는 단계(S15); 를 더 포함하며, 상기 반복 회수 체크용 파라미터(N)의 기준치인 'No'는 2 이상의 자연수인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 프로세서(11)의 PM 레벨을 알려주는 CPU_PM 레지스터의 값을 통해 현재 CPU의 동작 상태(C0~C7 레벨)를 파악하여, 주변장치 제어용 버스인 LPC 인터페이스 버스의 LPC 파워 다운 신호를 발하여 각종 주변장치 버스를 제어하게 되는 것을 특징으로 한다.
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바람직하게는, (h) 상기 (g) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, CPU_PM 레지스터를 1로 설정하여(P_LVL=1), 프로세서 동작 상태를 C1 혹은 C1E 상태 (CPU 아이들 상태) 로 바꾸는 단계(S11); 및 (s) 상기 (q) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, CPU_PM 레지스터를 '0'으로 설정하여(P_LVL=0), 프로세서 동작 상태를 C0 상태 (풀 동작 상태) 로 바꾸는 단계(S21); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, (n) 상기 (k) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, CPU_PM 레지스터를 3으로 설정하여(P_LVL=3), 프로세서 동작 상태를 C6 상태 (딥슬립 상태) 로 바꾸는 단계(S17); 및 (s) 상기 (q) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, CPU_PM 레지스터를 '0'으로 설정하여(P_LVL=0), 프로세서 동작 상태를 C0 상태 (풀 동작 상태) 로 바꾸는 단계(S21); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, (m) 상기 (k) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, 상기 PIC(50)의 LPCPD# 단자의 출력값을 'H'로 하여, LPC 디바이스를 슬립상태로 만들며, 결국 주변장치들을 파워 다운시키는 단계(S16); 및 (r) 상기 (p) 단계의 원상복구 실행과 동시에 혹은 직후에, 상기 PIC(50)의 LPC 디바이스와 연결된 LPCPD# 단자의 출력값을 'L'로 하여, LPC 디바이스를 활성화상태로 만들며, 주변장치들을 파워 온시키는 단계(S20); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
가장 바람직하게는, (t) 웨이크업 발생 여부의 확인 결과, 일정 시간 내에 웨이크업이 발생하지 않았으면, 상기 ME 테스트 포트(79)의 신호로서 시스템의 전원 모드가 'S3' 모드인지 여부를 체크하게 되는 단계(S22); (u) 상기 (t) 단계에서의 판단 결과, 그렇지 않으면 계속해서 체크하고, S3 전원 모드인 것으로 판단되면, S3 전원 모드에 따른 STR(Suspended To RAM) 을 실행하게 되는 단계(S23); (w) 상기 (u) 단계 이후, 다시 웨이크업 상태가 발생하였는가 여부를 판단하는 단계(S24); (y) 상기 (w) 단계에서의 판단 결과, 웨이크업이 발생하였으면, 상기 (b) 단계로 리턴하여 처음부터 다시 시작하고, 웨이크업이 발생하지 않으면 상기 ME 테스트 포트(79)의 신호로서 시스템의 전원 모드가 'S4/S5' 모드인지 여부를 체크하게 되는 단계(S25); 및 (z) 상기 (y) 단계에서의 판단 결과, 그렇지 않으면 상기 (w) 단계로 리턴하여 계속해서 체크하고, 'S4/S5' 전원 모드인 경우에는 'PSON#' 신호를 'H'로 바꾸어, 전원공급장치(20)로부터의 모든 파워가 파워오프 상태가 되도록 하면서, '5VSB_ON' 신호도 'H'로 하여 5V 대기전원도 오프시키게 되는 단계(S26); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 PWM 제어 IC를 통한 시스템 에너지 절감 장치 및 방법에 따르면, 다양한 동작 모드(일례로 S0~S5 모드)를 갖는 컴퓨터 시스템에서, 현재 활발히 개발되어지고 있는 대기전력을 차단하는 기술에서 조금 더 진보하여, 컴퓨터 시스템의 CPU 사용량에 따른 차등화된 레이어 활성화를 행하도록 하여 VGA 드라이버의 소비전력을 더욱 절약하는 것이 가능하다.
아울러, 먼저 이러한 소비 전력을 차등적으로 제공하도록 제어하기 위한 전제로서의 CPU의 동작 상태를 기존의 메인보드의 ME(Management Engine) BIOS를 테스트하기 위한 포트의 신호들을 활용하여 파악하게 되므로, 아주 단순하면서도 간단한 방식으로 설계가 가능하고, 또한 PIC의 위치를 비롯하여 설계의 다양성을 확보할 수 있다.
더욱이, 이 기술을 이용하여 CPU 및 VGA 이외의 주변장치의 전력절감까지도 지원할 수 있게 된다.
상기 목적 및 효과 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
도 1은 종래의 컴퓨터 전원공급장치의 개념도.
도 2는 제3 종래기술에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 블록도.
도 3은 종래의 일반적인 파워온 동작의 개념을 설명하는 도면.
도 4는 도 3의 PS_ON 회로(19a)의 블록도.
도 5는 도 3의 각 신호들의 타이밍 챠트.
도 6은 종래의 일반적인 파워온 동작의 개념을 설명하는 또다른 예의 도면.
도 7은 도 6의 각 신호들의 타이밍 챠트.
도 8은 제4 종래기술에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 블록도.
도 9는 제4 종래기술에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 상세 회로도.
도 10은 제4 종래기술에 따른 대기전력이 절감되는 컴퓨터 전원공급장치의 마이컴의 동작흐름도.
도 11은 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 전체 개략 구성도.
도 12는 본 발명에 따른 시스템의 디스플레이어의 레이어들의 예시도.
도 13a 및 도 13b는 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 동작 방법을 나타내는 동작흐름도.
도 14는 일반적인 컴퓨터 시스템의 각 구성요소의 전력 소모에 대한 일례를 보여준다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 전체 개략 구성도이고, 도 12는 본 발명에 따른 시스템의 디스플레이어의 레이어들의 예시도이고, 도 13a 및 도 13b는 본 발명의 최적 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 동작 방법을 나타내는 동작흐름도이며, 도 14는 일반적인 컴퓨터 시스템의 각 구성요소의 전력 소모에 대한 일례를 보여준다.
즉, 본 발명의 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법은, 1) CPU 사용량에 따른 VGA의 효율성 있는 에너지 절감 기능, 2) 외부로의 확장성 있는 ME 테스트 포트 신호를 활용하여 간단한 방식으로 CPU 대기전원 절감, 및 3) 쉬운 주변장치의 전원 제어기능으로 에너지 절감 극대화를 수행하기 위하여, 도 11에서와 같은 시스템을 갖추고, 도 13a 및 도 13b에서와 같은 동작을 수행하게 된다.
다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
(본 발명의 최적 실시예에 따른 시스템 에너지 절감 장치)
우선, 본 발명의 최적 실시예에 따른 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 장치에 대하여, 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 컴퓨터 시스템은, 도 11 에서 보는 바와 같이, 프로세서(11), 칩셋(14), PCI(15, 15'), SPI 플래시(17), SIO(19), 시스템 메모리(10a)와 메모리 파워 공급 컨트롤러(10a'), 및 OS(10c)와 DDI(10b) 등을 포함하는 메인 보드(10); 보조 커넥터(21) 및 메인 커넥터(22)를 통해 상기 메인 보드와 접속되는 SMPS(20); 그리고 각종 주변 장치들; 을 포함하여 이루어진다.
한편, 상기 메인 보드(10)와 파워서플라이(SMPS)(20) 사이에는, PIC(50)와 대기전원 스위칭 소자(51)와 전원단 레귤레이터(52)로 이루어지는 대기전원 공급부가 개재되어, 메인보드로의 대기전원 공급을 제어하는바, 상기 PIC(50)는, 상기 ME 테스트 포트(79)의 테스트 포인트 'TP3' 및 'TP7' 에 접속되는 'SLP3_L' 및 'SLP4_L' 신호를 이용하여 현재 컴퓨터 시스템의 전원모드(S3~S5 모드)를 파악하여, 상기 대기 전원 스위칭 소자(51)를 제어함으로써, 대기전원 공급의 온/오프를 제어하게 되며, 또한 상기 프로세서(11)의 PM 레벨을 알려주는 CPU_PM 레지스터의 값을 P_LVLx 레지스터 단자 및 CPU_PM 단자를 통해 현재 CPU의 동작 상태(C0~C7 레벨)를 파악하여, LPCPD# 단자를 통해, 주변장치 제어용 버스인 LPC 인터페이스 버스의 LPC 파워 다운 신호를 발하여 각종 주변장치 버스를 제어하게 된다.
즉, 그렇지 않으면 PIC를 프로세서나 칩셋에 연결시 디자인을 변경할 필요가 발생하게 되나, 본 발명에서는 메인 보드의 ME BIOS를 테스트하기 위한 포트인 'ME 테스트 포트'의 'SLP3_L' 및 'SLP4_L' 신호를 PIC(50)에서 받아들여 CPU의 현재 전원모드 상태를 체크하게 되며, 주변장치 제어시에도 칩셋의 LPC 인터페이스 버스선을 제어하게 되므로, 기존포트를 사용하게 됨에 따라, PIC의 위치에 융통성이 크다는 장점이 있다.
다른 한편, 상기 프로세서(11)와 OS(10c) 사이에는 VGA 드라이버(140)가 개재되며, 상기 OS는 키보드 입력(110) 및 마우스 입력(120)을 처리하고, 상기 VGA 드라이버(140)와 함께 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하게 되며, 상기 VGA 드라이버(140)는 상기 OS를 통해 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여 현재 프로세서 및 메모리의 사용량을 체크하고, 이를 토대로 VGA 메모리 매니저(141)를 활성화하여 스냅 샷 이미지(142)를 캡쳐하고 현재 상태를 저장하거나 보여주게 된다(143). 즉, CPU 사용량에 따라서 숏텀 아이들 모드일 경우에는 일부 레이어 (일례로 탑 레이어인 도 12의 Ly5) 만을 실행화면으로 활성화하고 나머지 하위 레이어 (일례로 도 12의 Ly1~Ly4) 들은 스냅 샷으로 캡쳐하여 캡쳐된 이미지를 보여주게 되고, 더욱이 롱텀 아이들 모드에서는 전체 레이어 (도 12의 Ly1~Ly5) 들을 중첩된 상태에서 스냅 샷으로 캡쳐하여 캡쳐된 이미지만을 보여주게 된다.
즉, 숏텀 아이들 모드에서는 상위 레이어만을 실제 실행화면으로 보여주고, 나머지 하위 레이어들은 중첩된 상태를 캡쳐 하여 배경 화면으로 만들어 보여 주게 되며, 롱텀 아이들 모드에서는 전체 레이어들을 중첩된 상태로 캡쳐 하여 배경 화면으로 만들어 보여 주게 되는 것과 같이, CPU 사용량에 따라 레이어를 부분적으로 활성화하게 되므로, 데이터 사용량이 현저히 줄어들게 되며, 도 14에서 보는 바와 같이, 데스크 탑 소비전력의 약 25%를 차지하는 그래픽 카드의 전력소모 (약 7.6W) 의 상당량을 절약할 수 있게 된다.
이외에도, 상기 프로세서(11)에는, 디지털 디스플레이 인터페이스인 DDI(10b)가 접속되어, 상기 VGA 드라이버와 접속이 이루어지며, 슬립(S3) 모드에서 STR (Suspended To RAM)을 수행하기 위해, 시스템 메모리(10a) 및 메모리 전원 공급 제어부(10a')가, 그리고 PCI(15)가, 접속되어 진다.
미설명부호 (18)은 아날로그 디스플레이인 아날로그 VGA이고, (18')는 LAN이고, (15')는 칩셋에 연결된 PCI 2.0이며, (17')는 확장 SPI 이다
(71), (72)는 USB 포트이고, (73)은 TPM이며, (74)는 SATA 버스이고, (75), (77)은 오디오 코덱 및 앰프이며, (76)는 FDD이고, (78)은 칩셋에 접속된 부저부이다. 주변장치인 통합 LAN(18'), FDD(76), 오디오 코덱 및 앰프(75, 77), 확장 SPI(17')가 LPC 버스를 통해 칩셋(14)의 LPC 단자에 전속되며, 이는 동시에 SIO(19) 및 PIC(50)에 접속되어 진다.
(본 발명의 최적 실시예에 따른 시스템 에너지 절감 방법)
이제, 본 발명의 최적 실시예에 따른 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법에 대하여, 도 13a 내지 도 14를 참조하여 설명한다.
본 발명의 최적 실시예에 따른 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법은, 도 13a 및 13b 에서 보는 바와 같이, 먼저, 파워 버튼이 턴온되어 전원 '온' 상태가 되면(S1), '5VSB_ON' 신호가 'H'로 되고, 'PSON#' 신호가 'L'로 되어, 전원공급장치(20)로부터의 모든 파워가 파워온 상태로 된다(S2).
이후, VGA 드라이버(140)는, OS를 통해 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여, 프로세서 및 메모리의 사용량 확인을 개시하고(S3), 반복 회수 체크용 파라미터(N)를 초기화한다(S4).
잠시 (제1 기준시간:'T1') (일례로 60초) 대기 후(S5), 상기 VGA 드라이버(140)는, 다시 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여, 프로세서 및 메모리의 평균 사용량을 확인하고(S6), CPU 사용량 평균이 제1 일정치인 'X1 %' (일례로 10%) 미만인지 여부를 판단하게 된다(S7).
상기 S7 단계에서의 판단 결과, 그렇지 않으면 상기 S3 단계로 리턴하여 처음부터 다시 시작하고, 일정치 미만이면 아이들 상태로 파악하여, 상기 반복 회수 체크용 파라미터(N)를 인크리먼트하는바(S8), 이후 상기 반복 회수 체크용 파라미터(N)가 No회 초과인지를 판단하게 된다(S9). 상기 No는 1 이상의 자연수인바, 만약 No가 1이면 반복하지 않고 바로 숏텀 아이들 모드로 진행하는 것이며, 다만 확실성을 기하기 위하여 No=3 정도가 적당하다. 즉, CPU 사용량이 계속해서 3분 이상 평균 10% 미만일 경우에 숏텀 아이들 모드로 인식하는 것이다.
즉, 상기 S9 단계에서의 판단 결과, 그렇지 않으면 상기 S5 단계로 리턴하여 반복 수행하고, No 초과이면 숏텀 아이들 모드로 진행하게 되는바, 먼저, 현재 스크린 데이터(H)를 할당된 특정 VGA 메모리에 저장하고, 상위 레이어 이미지를 제외한 하위 레이어 이미지(K 이미지)를 스냅 샷하여 캡쳐하며, 'K' 이미지와 상위 레이어를 디스플레이어 화면으로 출력하게 된다(S10).
이때, 상위 레이어와 하위 레이어는 상황에 따라 달리 설정할 수 있는바, 일례로 톱 레이어(도 12의 Ly5) 만을 실행화면으로 출력하고 나머지 레이어 (Ly1~Ly4) 들은 캡쳐하여 배경이미지로 처리할 수 있다. 이와는 달리, 활성화되는 상기 상위 레이어를 상위 2개 레이어로 하는 것도, 본 발명의 기술 사상을 벗어나는 것은 아니며, 혹은 숏텀 레이어를 2단계로 세분화하여, 제1 숏텀 아이들 모드에서는 최상위 레이어만, 제2 숏텀 아이들 모드에서는 상위 2개 레이어를 활성화되도록 하는 것도 가능하다.
이제, 상기 S10 단계의 숏텀 아이들 모드 실행과 동시에 혹은 직후에, CPU_PM 레지스터를 1로 설정하여(P_LVL=1), 프로세서 동작 상태를, C0 상태 (CPU 풀동작 상태) 에서, C1 혹은 C1E 상태 (CPU 아이들 상태) 로 바꾸게 된다(S11).
참고로, 상기 'CPU_PM 레지스터' 의 값에 대한 레지스터 코어의 동작레벨은 상기 'C0' 레벨 외에도, 다음 <표 1>과 같은 상태들이 있다.
P_LVLx 값 Cx 상태 CPU 동작 레벨
P_LVL=0 C0 state Pull 동작 상태
P_LVL=1 C1 or C1E state CPU Idle 상태
P_LVL=2 C3 state CPU Sleep 상태
P_LVL=3 C6 or C7 state CPU 전원 'Off' 상태
이후, 역시 일정 시간 (제2 기준시간: 'T1')(일례로 100초) 대기하는바(S12), 롱텀 아이들 상태인지 여부를 판단하기 위함이다.
상기 VGA 드라이버(140)는, 다시 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여, 프로세서 및 메모리의 평균 사용량을 확인하고(S13), CPU 사용량 평균이 제2 일정치인 'X2' (일례로 10%) 미만인지 여부를 판단하게 된다(S14).
상기 S14 단계에서의 판단 결과, 그렇지 않으면 반복해서 수행하고, 일정치 미만이면 롱텀 아이들 모드로 진행하게 되는바, 먼저, 현재 스크린 데이터(H)를 할당된 특정 VGA 메모리에 저장하고, 이번에는 모든 레이어들이 중첩된 상태의 전체 스크린 이미지(L)를 스냅 샷하여 캡쳐하며, 전체 레이어가 비활성화된 상태에서 'L' 이미지를 디스플레이어 화면으로 출력하게 된다(S15).
아울러, 상기 S15 단계의 롱텀 아이들 모드 실행과 동시에 혹은 직후에, 상기 PIC(50)의 LPCPD# 단자의 출력값을 'H'로 하여, LPC 디바이스를 슬립상태로 만들며, 결국 주변장치들을 파워 다운시키게 되면서(S16), CPU_PM 레지스터를 3으로 설정하여(P_LVL=3), 프로세서 동작 상태를 C6 상태 (딥슬립 상태) 로 바꾸게 된다(S17).
이후, 웨이크업 상태가 발생하였는가 여부를 판단하여(S18), 웨이크업이 발생하였으면, 상기 S10 단계에서 임시 저장하여 두었던 'H' 데이터를 원상복구하게 되는바 모든 레이어를 활성화하여 스크린에 디스플레이하여 준다(S19).
역시, 상기 S19 단계의 원상복구 실행과 동시에 혹은 직후에, 상기 PIC(50)의 LPCPD# 단자의 출력값을 'L'로 하여, LPC 디바이스를 활성화상태로 만들며, 결국 주변장치들을 파워 온시키게 되면서(S20), CPU_PM 레지스터를 '0'으로 설정하여(P_LVL=0), 프로세서 동작 상태를 C0 상태 (풀 동작 상태) 로 바꾸게 된다(S21). 이후, 상기 S3 단계로 리턴하여 처음부터 다시 시작한다.
한편, 상기 S18 단계에서의 판단 결과, 웨이크업이 발생하지 않았으면, 상기 ME 테스트 포트(79)의 SLP3_L 신호가 'H' 인지 여부를 판단하게 되는바(S22), 이는 시스템의 전원 모드가 'S3' 모드인지 여부를 체크하기 위함이다.
상기 S2 단계에서의 판단 결과, 그렇지 않으면 계속해서 체크하고, SLP3_L = 'H' 인 경우에는, S3 전원 모드에 따른 STR(Suspended To RAM) 을 실행하게 된다(S23).
이후, 다시 웨이크업 상태가 발생하였는가 여부를 판단하여(S24), 웨이크업이 발생하였으면, 상기 S3 단계로 리턴하여 처음부터 다시 시작하고, 웨이크업이 발생하지 않으면 다음 단계로 이행하여, 상기 ME 테스트 포트(79)의 SLP4_L 신호가 'H' 인지 여부를 판단하게 되는바(S25), 이는 시스템의 전원 모드가 'S4/S5' 전원 모드 (최대절전모드/오프 모드) 인지 여부를 체크하기 위함이다.
그리하여, 상기 S25 단계에서의 판단 결과, 그렇지 않으면 상기 S24 단계로 리턴하여 계속해서 체크하고, 'S4/S5' 전원 모드인 경우에는 'PSON#' 신호를 'H'로 바꾸어, 전원공급장치(20)로부터의 모든 파워가 파워오프 상태가 되도록 하면서, '5VSB_ON' 신호도 'H'로 하여 5V 대기전원도 오프시키게 된다(S26).
한편, 상기 S5 단계에서의 대기시간인 제1 기준시간(T1) 및 상기 S12 단계에서의 대기시간인 제2 기준시간(T2)은 시스템에 따라서 얼마든지 다르게 설정가능하며, 바람직하게는 T1=60초, T2=100초 정도가 적당하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 시스템의 안정성과 절전 전략을 고려하여 결정하면 된다.
또한 상기 S7 단계에서의 X1 % 및 상기 S14 단계에서의 X2 % 역시, 5~15 %가 바람직하며, 10% 정도면 가장 적당하나, 시스템에 따라서 얼마든지 다르게 설정가능하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 더욱이 양자가 반드시 상호 동일하여야 하는 것도 아니다.
이와 같은 본 발명의 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법에 의하면, i) CPU의 사용량에 따라서 레이어의 일부 또는 전부를 비활성화하여 이미지로 처리하게 되므로 CPU 동작 상태에서도 VGA 영상 처리에 따르는 에너지를 절약할 수 있고, ii) 더욱이 이를 메인보드 내에서 외부로 연결된 기존의 ME 테스트 포트 신호를 활용하게 되므로 별도의 테스트 신호선 작업이 필요없게 되면서, 기존의 포트를 사용하게 됨으로 인하여 PIC(50)의 위치 설정에 융통성이 크며, iii) 나아가 롱텀 아이들 모드에서는 주변장치까지 간단한 방식으로 오프시킬 수 있어, 시스템 전체로서 에너지를 효과적으로 절약할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
(종래기술)
10 : 메인보드
11 : CPU 12 : SIO (System IO)
13 : 파워 버튼 14 : 칩셋
15 : 리셋 버튼 16 : 제1 배터리
17 : 리쥼리셋 18 : LAN
19 : 수퍼IO (Super IO) 19a : PS_ON 회로
20 : 파워서플라이 (SMPS) 30 : 마이컴
40 : 제1 스위칭부 41 : 제2 스위칭부
50 : 케이스 파워 스위치 60 : 파워 커넥터
70 : VDD 감지부
(본 발명)
10 : 메인보드 10a: 시스템 메모리
10a': 메모리 전원 공급 제어부 10b: DDI
10c: OS
11 : 프로세서 14 : 칩셋
15 : PCI 버스 17 : SPI 플래시 19 : SIO
20 : 파워서플라이 (SMPS) 21 : 5VSB 전원단
22 : 메인 컨버터
50 : PIC 51 : 스위칭 소자
52 : PMOS FET
110 : 키보드 입력부 120 : 마우스 입력부
140 : VGA 드라이버 141 : VGA 메모리 매니저
142 : 스냅샷 이미지 캡쳐부 143 : 상태 저장/디스플레이부

Claims (9)

  1. 프로세서(11), 칩셋(14), PCI(15, 15'), SPI 플래시(17), SIO(19), 시스템 메모리(10a)와 메모리 파워 공급 컨트롤러(10a'), 및 OS(10c)와 DDI(10b) 등을 포함하는 메인 보드(10); 보조 커넥터(21) 및 메인 커넥터(22)를 통해 상기 메인 보드와 접속되는 SMPS(20); 그리고 각종 주변 장치들; 을 포함하며, 상기 프로세서(11)와 OS(10c) 사이에는 VGA 드라이버(140)가 개재되며, 상기 OS는 상기 VGA 드라이버(140)와 함께 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여 현재 프로세서 및 메모리의 사용량을 체크하고, 이를 토대로 VGA 메모리 매니저(141)를 활성화하여 하위 일부 레이어 혹은 전체 레이어의 스냅 샷 이미지(142)를 캡쳐하여 캡쳐된 이미지와 활성화된 레이어를 디스플레이하게 되며, 숏텀 아이들 모드에서는 상위 레이어만을 실제 실행화면으로 보여주고, 나머지 하위 레이어들은 중첩된 상태를 캡쳐 하여 배경 화면으로 만들어 보여 주게 되며, 롱텀 아이들 모드에서는 전체 레이어들을 중첩된 상태로 캡쳐 하여 배경 화면으로 만들어 보여 주게 되며, 상기 메인 보드(10)와 파워서플라이(SMPS)(20) 사이에는, 대기전원 스위칭 소자(51)와 전원단 레귤레이터(52)를 포함하는 대기전원 공급부가 개재되어, 메인보드로의 대기전원 공급을 제어하되, 대기전원 공급부의 제어부는, ME 테스트 포트(79)의 신호선을 이용하여 현재 컴퓨터 시스템의 전원모드(S3~S5 모드)를 파악하여, 상기 대기전원 스위칭 소자(51)를 제어함으로써, 대기전원 공급의 온/오프를 제어하게 되는, 이상의 컴퓨터 시스템의 에너지 절감 장치를 이용한 에너지 절감 방법으로서,
    (a) 파워 버튼이 턴온되어 전원 '온' 상태가 되면(S1), 상기 대기전원 공급부의 제어부는, 상기 대기전원 스위칭 소자(51)로의 '5VSB_ON' 신호가 'H'로 되도록 하여, 전원공급장치(20)로부터의 모든 대기전원이 공급되도록 하는 단계(S2);
    (b) 상기 (a) 단계 후, 상기 VGA 드라이버(140)는, 다시 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여, 프로세서 및 메모리의 사용량을 확인을 개시하는 단계(S6);
    (c) 상기 (b) 단계 후, 상기 VGA 드라이버(140)는, 반복 회수 체크용 파라미터(N)를 초기화하는 단계(S4);
    (d) 제1 기준시간(T1) 대기 후(S5), 상기 VGA 드라이버(140)는, 다시 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여, 프로세서 및 메모리의 평균 사용량을 확인하고(S6), CPU 사용량 평균이 제1 일정치인 'X1 %' 미만인지 여부를 판단하게 되는 단계(S7);
    (e) 상기 (d) 단계에서의 판단 결과, X1 % 미만인 것으로 판단되면, 상기 반복 회수 체크용 파라미터(N)를 인크리먼트하는 단계(S8);
    (f) 상기 (e) 단계 후, 상기 반복 회수 체크용 파라미터(N)가 기준치(No) 초과인지를 판단하게 되는 단계(S9);
    (g) 상기 (f) 단계에서의 판단 결과, 상기 기준치(No) 초과이면 숏텀 아이들 모드로 진행하여, 현재 스크린 데이터(H)를 할당된 특정 VGA 메모리에 저장하고, 상위 레이어 이미지를 제외한 하위 레이어 이미지(K 레이어)를 스냅 샷하여 캡쳐하며, 상기 하위 레이어 이미지(K 이미지)와 상위 레이어를 디스플레이어 화면으로 출력하게 되는 단계(S10);
    (p) 상기 (g) 단계 후, 웨이크업 상태가 발생하였는가 여부를 판단하는 단계(S18); 및
    (q) 상기 (p) 단계에서의 판단 결과, 웨이크업이 발생하였으면, 상기 (g) 단계에서 임시 저장하여 두었던 현재 스크린 데이터(H)를 원상복구하고 모든 레이어를 활성화하여 스크린에 디스플레이하여 주는 단계(S19);
    를 포함하며,
    상기 (g) 단계와 상기 (p) 단계 사이에,
    (j) 상기 제1 기준시간(T1) 보다 더 긴 제2 기준시간(T2) 대기 후(S12), 상기 VGA 드라이버(140)는, 다시 윈도우 태스크 매니저(130)를 콜하여, 프로세서 및 메모리의 평균 사용량을 확인하고(S13), CPU 사용량 평균이 제2 일정치인 'X2 %' 미만인지 여부를 판단하게 되는 단계(S14); 및
    (k) 상기 (j) 단계에서의 판단 결과, X2 % 미만인 것으로 판단되면, 현재 스크린 데이터(H)를 할당된 특정 VGA 메모리에 저장하고, 이번에는 모든 레이어들이 중첩된 상태의 전체 스크린 이미지(L)를 스냅 샷하여 캡쳐하며, 전체 레이어가 비활성화된 상태에서 'L' 이미지를 디스플레이어 화면으로 출력하게 되는 단계(S15);
    를 더 포함하며,
    상기 반복 회수 체크용 파라미터(N)의 기준치인 'No'는 2 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서(11)의 PM 레벨을 알려주는 CPU_PM 레지스터의 값을 통해 현재 CPU의 동작 상태(C0~C7 레벨)를 파악하여, 주변장치 제어용 버스인 LPC 인터페이스 버스의 LPC 파워 다운 신호를 발하여 각종 주변장치 버스를 제어하게 되는 것을 특징으로 하는 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    (h) 상기 (g) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, CPU_PM 레지스터를 1로 설정하여(P_LVL=1), 프로세서 동작 상태를 C1 혹은 C1E 상태 (CPU 아이들 상태) 로 바꾸는 단계(S11); 및
    (s) 상기 (q) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, CPU_PM 레지스터를 '0'으로 설정하여(P_LVL=0), 프로세서 동작 상태를 C0 상태 (풀 동작 상태) 로 바꾸는 단계(S21);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    (n) 상기 (k) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, CPU_PM 레지스터를 3으로 설정하여(P_LVL=3), 프로세서 동작 상태를 C6 상태 (딥슬립 상태) 로 바꾸는 단계(S17); 및
    (s) 상기 (q) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, CPU_PM 레지스터를 '0'으로 설정하여(P_LVL=0), 프로세서 동작 상태를 C0 상태 (풀 동작 상태) 로 바꾸는 단계(S21);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    (m) 상기 (k) 단계의 실행과 동시에 혹은 직후에, 상기 대기전원 공급부의 제어부인 PIC(50)의 LPCPD# 단자의 출력값을 'H'로 하여, LPC 디바이스를 슬립상태로 만들며, 결국 주변장치들을 파워 다운시키는 단계(S16); 및
    (r) 상기 (q) 단계의 원상복구 실행과 동시에 혹은 직후에, 상기 PIC(50)의 LPC 디바이스와 연결된 LPCPD# 단자의 출력값을 'L'로 하여, LPC 디바이스를 활성화상태로 만들며, 주변장치들을 파워 온시키는 단계(S20);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    (t) 상기 (p) 단계에서의 웨이크업 발생 여부의 확인 결과, 일정 시간 내에 웨이크업이 발생하지 않았으면, 상기 ME 테스트 포트(79)의 신호로서 시스템의 전원 모드가 'S3' 모드인지 여부를 체크하게 되는 단계(S22);
    (u) 상기 (t) 단계에서의 판단 결과, 그렇지 않으면 계속해서 체크하고, S3 전원 모드인 것으로 판단되면, S3 전원 모드에 따른 STR(Suspended To RAM) 을 실행하게 되는 단계(S23);
    (w) 상기 (u) 단계 이후, 다시 웨이크업 상태가 발생하였는가 여부를 판단하는 단계(S24);
    (y) 상기 (w) 단계에서의 판단 결과, 웨이크업이 발생하였으면, 상기 (b) 단계로 리턴하여 처음부터 다시 시작하고, 웨이크업이 발생하지 않으면 상기 ME 테스트 포트(79)의 신호로서 시스템의 전원 모드가 'S4/S5' 모드인지 여부를 체크하게 되는 단계(S25); 및
    (z) 상기 (y) 단계에서의 판단 결과, 그렇지 않으면 상기 (w) 단계로 리턴하여 계속해서 체크하고, 'S4/S5' 전원 모드인 경우에는 'PSON#' 신호를 'H'로 바꾸어, 전원공급장치(20)로부터의 모든 파워가 파워오프 상태가 되도록 하면서, '5VSB_ON' 신호도 'H'로 하여 5V 대기전원도 오프시키게 되는 단계(S26);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ME 테스트 포트 신호를 활용한 에너지 절감 방법.
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