KR101975910B1

KR101975910B1 - 배터리 수명 연장 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101975910B1
Application number: KR1020167036297A
Authority: KR
Inventors: 강 지; 알렉산더 비. 우안-조-리; 조지 피. 로드리게즈; 앤디 키테스; 바수데반 스리니바산; 제임스 지. 허머딩 2세
Original assignee: 인텔 코포레이션
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-09-18
Publication date: 2019-05-09
Also published as: KR20170002688A; JP2015534429A; WO2014052119A1; CN104782020A; JP6005864B2; CN107272870A; KR20150052047A; CN104782020B; CN107272870B; KR101691516B1; US20140095897A1; US9411398B2

Abstract

프로세서, 전압 조정기, 배터리 제어기 및 내장형 제어기를 포함하는 전자 장치가 제공된다. 전압 조정기는 입력 전압을 수신하고 출력 전압을 프로세서에 제공한다. 배터리 제어기는 전자 디바이스 정보를 저장하고 현재의 배터리 전력과 관련된 배터리 정보를 수신한다. 내장형 제어기는 전자 디바이스 정보와 배터리 정보를 배터리 제어기로부터 수신하고, 내장형 제어기는 수신된 정보에 기초하여 전력 정보를 프로세서에 제공한다.

Description

배터리 수명 연장 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO EXTEND BATTERY LIFE}

실시예는 전자 디바이스의 컴포넌트들을 동작시키기 위해 배터리 정보를 이용하는 것과 관련될 수 있다.

모바일 컴퓨팅 디바이스들의 사용자들이 연장된 시간 기간 동안 배터리 전력을 이용하여 동작시키는 것을 가능하게 하는 전력 관리 기법들이 개발되었다. 그러나, 배터리 전력의 상태에 관한 많은 지식 없이 기법들이 적용될 수 있다.

구성들 및 실시예들은 본 기술분야의 통상의 기술자가 이하의 상세한 설명과 첨부하는 특허청구범위를 읽음으로써, 그리고 유사한 참조 번호들이 유사한 요소들을 지시하는 하기의 도면들을 참조함으로써 명백해질 것이다.
도 1은 예시적인 구성에 따른 컴퓨팅 시스템(또는 전자 디바이스)의 블록도이다.
도 2는 예시적인 구성에 따른 배터리 시스템의 블록도이다.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 전자 디바이스를 도시한다.
도 4는 예시적인 실시예에 따른 전자 디바이스의 동작들의 흐름도이다.
도 5는 예시적인 실시예에 따른 전자 디바이스의 동작들의 흐름도이다.
도 6은 예시적인 실시예에 따른 전자 디바이스의 동작들의 흐름도이다.

실시예들은 프로세서, 제어기(또는 내장형 제어기(embedded controller)), 전압 조정기(voltage regulator)(VR) 및 배터리 시스템을 포함할 수 있는 시스템과 관련될 수 있다. 시스템은, 예를 들어, 전자 디바이스일 수 있다.

배터리 시스템은 현재의 배터리 상태 정보를 판정할 뿐만 아니라 시스템 정보(또는 전자 디바이스 정보)를 저장하도록 구성될 수 있다. 시스템 정보는 제조사로부터 제공될 수 있거나, 시스템 정보는 사용자에 의해 입력될 수 있다.

배터리 시스템은 현재의 배터리 상태 정보 및 저장된 시스템 정보를, 예를 들어, 내장형 제어기에 제공할 수 있다. 내장형 제어기는 프로세서(또는 전자 디바이스의 플랫폼의 다른 컴포넌트(들))의 적어도 하나의 전력 파라미터를 판정할 수 있다. 수신된 정보에 기초하여 프로세서(또는 플랫폼의 다른 컴포넌트)의 동작이 변할 수 있다. 예를 들어, 배터리 수명을 보존하기 위해 프로세서의 최대 전류 또는 최대 전력이 변할 수 있다.

도 1은 예시적인 구성에 따른 컴퓨터 시스템(또는 전자 디바이스)의 블록도이다. 다른 구성들이 제공될 수도 있다.

도 1은 컴퓨터 시스템(100)이 중앙 처리 유닛(CPU)(105)(또는 프로세서), 그래픽 및 메모리 제어기 허브(GMCH)(110), 및 입력/출력 제어기 허브(ICH)(125)를 포함할 수 있는 것을 도시한다. GMCH(110)는 버스(107)를 통해 CPU(105)에 결합될 수 있다. ICH(125)는 버스(122)를 통해 GMCH(110)에 결합될 수 있다. GMCH(110)는 또한 메모리 디바이스들(115) 및 디스플레이 디바이스들(120)에 또한 결합될 수 있다. ICH(125)는 I/O 디바이스들(130)에 결합될 수 있다. GMCH(110)는 그래픽 시스템을 포함할 수 있다. CPU(105), GMCH(110) 및 ICH(125)는 별개의 컴포넌트들로서 도시될 수 있지만, 이들 컴포넌트들 중 둘 이상의 기능들이 결합될 수 있다. 컴퓨터 시스템(100)에 전력을 공급하기 위해 파워 서플라이(power supply)가 이용될 수 있다. 전원은 배터리(이하 배터리 시스템(150)이라고도 함) 또는 외부 파워 소스(power source)일 수 있다. 컴퓨터 시스템(100)은 다수의 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있지만; 단순함을 위해, 도 1에는 이들이 도시되어 있지 않다.

도 2는 예시적인 구성에 따른 배터리 시스템(150)의 블록도이다. 다른 구성들이 제공될 수도 있다.

배터리 시스템(150)은 스마트 배터리 시스템일 수 있고 배터리 제어기(155), 배터리 메모리(157) 및 배터리 인터페이스(159)를 포함할 수 있다. 배터리 제어기(155)는 배터리 시스템(150)이 배터리 수명을 보호하는 것을 가능하게 하는 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이것은 과충전을 방지하는 동작(들) 및/또는 방전을 제어하는 동작(들)을 포함할 수 있다.

배터리 시스템(150)은 또한 적어도 하나의 배터리를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 배터리 시스템(150)은 배터리 전압(V_batt)을 제공하기 위해 직렬로 결합된 제1 배터리(또는 제1 배터리 셀)와 제2 배터리(또는 제2 배터리 셀)를 포함할 수 있다. 이후로 사용되는 배터리 수명은 배터리 시스템의 배터리들에 제공된 전압 또는 에너지의 총량을 지칭할 수 있다.

배터리 메모리(157)는 배터리 제어기(155)(또는 다른 컴포넌트)에 의해 이용될 수 있는 명령어 및/또는 정보를 저장하도록 구성될 수 있다. 명령어 및/또는 정보는, 예를 들어, 배터리 제조사에 의해 제공될 수 있다. 명령어 및/또는 정보는 후속하여 수정 가능할 수 있다. 예를 들어, 명령어 및/또는 정보는 펌웨어(예를 들어, 판독 전용 메모리 또는 플래시 메모리)에 저장될 수 있고 교체될 수 있다. 배터리 메모리(157)는 시스템(또는 전자 디바이스)의 다른 컴포넌트들과 관련된 정보를 저장할 수 있다.

배터리 시스템(150)은 스마트 배터리 시스템 사양(예컨대, Revision 1.0, Benchmarq Microelectronics Inc. et al, 1996)에 따라 설계될 수 있다. 배터리 시스템(150)은 또한 배터리 충전기와 연관될 수 있다.

현재의 배터리 상태 정보, 저항 배터리 상태 정보 및/또는 배터리 전력 상태 정보를 판정하기 위하여 배터리 파라미터들을 수신하는 배터리 상태 로직이 또한 포함될 수 있다. 배터리 파라미터들은, 예를 들어, 하나 이상의 전압 파라미터, 하나 이상의 전류 파라미터, 하나 이상의 저항 파라미터 및/또는 배터리 전력 파라미터를 포함할 수 있다. 배터리 상태 로직은 소프트웨어, 하드웨어 및/또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구현될 수 있다.

도 3은 예시적인 구성에 따른 전자 디바이스를 도시한다. 다른 실시예들 및 구성들이 또한 제공될 수 있다.

전자 디바이스는, 이것으로 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 모바일 폰, 스마트폰, 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 미디어 플레이어, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 컴퓨터 시스템 및/또는 태블릿과 같은 다수의 배터리로 전력공급되는 디바이스들 중 임의의 하나일 수 있다. 다른 유형의 전자 디바이스들이 또한 제공될 수 있다.

도 3에 도시된 전자 디바이스(300)는 도 1 및 도 2로부터의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.

도 3은 전자 디바이스(300)가 배터리 팩(310) 및 시스템 보드(350)(또는 플랫폼)를 포함하는 것을 도시한다. 시스템 보드(350)는 또한 전자 시스템 및/또는 전자 디바이스로 간주될 수 있다. 배터리 팩(310)은 도 2에 도시된 배터리 시스템(150)의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 배터리 팩(310)은 전자 디바이스(300)(또는 시스템) 내부에 제공될 수 있다.

배터리 팩(310)은 배터리 셀들(312, 314) 및 배터리 제어기(320)를 포함할 수 있다. 배터리 셀들(312, 314)은 배터리 전압(V_batt)을 제공하기 위해 직렬로 제공될 수 있다. 배터리 셀(312)은 제1 배터리에 대응할 수 있고, 배터리 셀(314)은 제1 배터리와 직렬로 결합된 제2 배터리에 대응할 수 있다. 다른 수의 배터리 셀들이 또한 제공될 수 있다.

배터리 전압(V_batt)은 전자 디바이스(300)에 전력을 공급하기 위해 이용될 수 있다. 배터리 전압(V_batt)은 제1 및 제2 배터리들의 사용에 기초하여 그리고/또는 온도에 기초하여 시간 경과에 따라 변할 수 있다.

배터리 제어기(320)는 연료 게이지(fuel gauge) 또는 개스 게이지(gas gauge)라고도 불릴 수 있다. 배터리 제어기(320)는 도 2에 관하여 전술한 배터리 제어기(155)에 대응할 수 있다. 배터리 제어기(320)는 배터리 팩(310) 및/또는 전자 디바이스(또는 시스템)에 관한 정보를 이용하여 프로그램되는 제어기(또는 마이크로제어기)를 포함할 수 있다. 배터리 제어기(320)는 전자 디바이스 정보 및 현재의 배터리 전력과 관련된 배터리 정보(즉, 전력 상태 정보)를 저장할 수 있다. 현재의 배터리 전력은 규칙적으로 업데이트될 수 있다. 전자 디바이스 정보는 사전에 배터리 제어기(320)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 전자 디바이스 정보는 제조사에 의해 제공될 수 있다.

배터리 제어기(320)는 배터리 셀들 내의 전하(또는 에너지)를 모니터링할 수 있다. 배터리 제어기(320)는 따라서 배터리 셀들의 임피던스를 실시간으로 모니터링할 수 있다.

배터리 팩(310)은 셀 상호접속, 감지 저항기, 트랜지스터, 퓨즈, 배터리 팩의 커넥터 등과 같은, 배터리 팩(310) 내의 기생 저항과 배터리 셀 저항을 나타내는 저항(R_batt)을 포함할 수 있다.

시스템 보드(350)는 배터리 팩(310)의 배터리 셀들(312, 314)로부터 전력을 수신할 수 있다. 시스템 보드(350)의 컴포넌트들은 수신된 전력에 의해 전력을 공급받을 수 있다. 시스템 보드(350)는 또한 (배터리 팩(310)으로부터의) 전압 조정기(360)의 입력 경로 상의 기생 저항인 저항(R_input)을 포함할 수 있다.

시스템 보드(350)는 전압 조정기(VR)(360), 내장형 제어기(370)(또는 제어기) 및 프로세서(380)(예를 들어 중앙 처리 유닛(CPU))를 포함할 수 있다. 전압 조정기(360)는 배터리 팩(310)의 입력 전압(V_input) 및 입력 전류(I_input)로부터 전력을 수신할 수 있다. 전압 조정기(360)는 입력 전압(V_input)이 최소 입력 전압(V_min)보다 크다면 프로세서(380) 또는 다른 컴포넌트들(390)에 출력 전압을 제공할 수 있다. 직렬로 결합된 2개의 배터리 셀을 가진 전자 디바이스의 일례로서, 전압 조정기(360)는 5.2 볼트의 입력 전압을 수신할 수 있고 5.0 볼트의 출력 전압을 프로세서(380) 또는 다른 컴포넌트들(390)에 제공할 수 있다.

일 예시적인 구성에서, 전압 조정기(360)는 입력 전압(V_input)이 최소 입력 전압(V_min) 아래로 떨어지는 경우 셧 다운(shut down)될 수 있고, 플랫폼(또는 시스템) 전체가 셧 다운될 수 있다. 다른 예에서, 전압 조정기(360)는 입력 전압(V_input)이 최소 입력 전압(V_min) 아래로 떨어질 때 파워 온 상태를 유지할 수 있고, 전압 조정기(360)의 출력 전압은 지정된 범위 밖에 있을 수 있고, 이는 시스템(또는 플랫폼) 셧 다운, 데이터의 소실 및/또는 부분적인 시스템 셧 다운을 야기할 수 있다.

전압 조정기(360)의 출력 전압은 프로세서(380)에 전력을 공급하기 위해 이용될 수 있다. 전압 조정기(360)의 출력 전압은 또한(또는 대안으로) 전자 디바이스(300)의 플랫폼(또는 시스템)의 다른 컴포넌트들(390)에 전력을 공급하기 위해 이용될 수 있다.

전압 조정기(360)는 전기적 파라미터, 즉 최소 입력 전압(V_min)에 의해 제한된다. 최소 입력 전압(V_min)은 지정된 최소 전압 조정기 입력 전압이라고도 불릴 수 있다.

전압 조정기(360)의 입력 전압(V_input)이 최소 입력 전압(V_min)까지 감소하면, 전압 조정기(360)는 (슬립(sleep) 모드 또는 아이들(idle) 모드 또는 파워-오프와 같이) 자동으로 셧 다운될 수 있다. 전압 조정기(360)가 셧 다운되면, 전압 조정기(360)는 전자 디바이스(300)의 플랫폼의 컴포넌트들에 출력 전압을 제공하지 않을 수 있다. 이는 프로세서(380)를 오프시키고/시키거나 프로세서(380)를 슬립 모드 또는 아이들 모드로 제공할 수 있다.

입력 전압(V_input)이 최소 입력 전압(V_min)보다 크다면, 전압 조정기(360)는 활성 모드(및 어쩌면 터보 모드)에서 전자 디바이스(300)의 플랫폼의 다른 컴포넌트들(390)에 전력을 공급할 수 있다. 그러나, 입력 전압(V_input)이 최소 입력 전압(V_min)보다 작다면, 전압 조정기(360)는 전자 디바이스(300)의 플랫폼의 다른 컴포넌트들(390)에 전력을 공급하지 않을 수 있다.

특정의 동작들 및/또는 전력 관리 기법으로 인해, 전자 디바이스(300)는 프로세서(380)(및/또는 다른 컴포넌트들(390))가 슬립 모드로부터 재개하여(awaken) 특정의 기능들을 수행하게 할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(360)가 재개하여 터보 모드로 제공되어 원하는 동작을 수행할 수 있다. 터보 모드에서, 전압 조정기(360)가 턴 온(turn on)되어 프로세서(380)에 전압을 제공할 수 있다. 터보 모드는 고전류를 이용할 수 있다. (동작의 말미에서와 같이)터보 모드의 말미에, 전압 조정기(360)는 셧 다운될 수 있고/있거나 프로세서(380)는 그 후 슬립 모드 또는 아이들 모드로 복귀될 수 있다.

프로세서(380)를 슬립 모드에서 터보 모드로 반복해서 재개시키고, 그 후 프로세서(380)를 터보 모드에서 슬립 모드로 복귀시키는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 이는 전반적인 배터리 수명을 감소시킬 수 있다. 실시예들은 배터리 시스템의 배터리 수명을 연장하기 위해 부하(예를 들어 프로세서)의 전력 파라미터들을 동적으로 조정할 수 있다.

실시예들은 전압 조정기(360)가 자주 셧 다운되지 않도록 부하의 전력을 조정할 수 있다. 실시예들은 전압 조정기(360)의 입력 전압(V_input)을 전압 조정기(360)의 최소 입력 전압(V_min)보다 높게 유지하기 위해 프로세서(380)(또는 다른 컴포넌트들)의 최대 전력을 조정할 수 있다. 적어도 일 실시예에서, 프로세서(380)는 입력 전압(V_input)을 최소 입력 전압(V_min)보다 높게 유지하기 위해 전력 정보를 수신하고 프로세서(380)의 전류(I_cc)를 조정할 수 있다. 전류(I_cc)는 최대 허용 프로세서 입력 전류라고도 불릴 수 있다.

실시예들은 전류(I_cc)(즉, 최대 허용 프로세서 입력 전류)를 동적으로 조정할 수 있다. 프로세서(380)는 배터리 제어기(320) 및/또는 내장형 제어기(330)로부터 수신된 정보(또는 전력 상태 정보)에 기초하여 터보 모드에서의 그의 최대 주파수(F_max)를 제한할 수 있다. 배터리 팩(310)이 최대 터보 전력 레벨을 지원할 수 있다면, 내장형 제어기(370)는 프로세서(380)가 최대 전류(I_cc) 레벨(또는 I_max)에서 동작(또는 실행)하게 할 수 있다. 배터리 제어기(320)가 더 낮은 전력 레벨을 보고한다면, 내장형 제어기(370)는 프로세서(380)의 동작 전류(I_cc) 레벨을 낮출 수 있다.

실시예들은 내장형 제어기(370)(또는 시스템 보드(350) 상의 다른 컴포넌트)를 이용하여 배터리 제어기(320)와 통신하고, 그리고/또는 프로세서(380)와 통신할 수 있다.

내장형 제어기(370)는 또한 배터리 제어 에이전트 또는 시스템 에이전트라고 불릴 수 있다. 내장형 제어기(370)는 버스(330)를 통해 배터리 제어기(320)에 결합될 수 있다. 버스(330)는 내장형 제어기(370)(또는 시스템 보드(350))와 (배터리 팩(310) 상의) 배터리 제어기(320) 사이의 양방향 통신을 제공할 수 있다.

내장형 제어기(370)는 또한 버스(375)를 통해 프로세서(380)에 결합될 수 있다. 버스(375)는 내장형 제어기(370)와 프로세서(380) 사이의 양방향 통신을 제공할 수 있다. 내장형 제어기(370)는 프로세서(380) 및/또는 전자 디바이스(300)의 플랫폼의 다른 컴포넌트들(390)에 (적어도 하나의 전력 파라미터와 같은)전력 정보를 제공할 수 있다.

내장형 제어기(370)로부터 제공된 전력 정보(또는 파라미터들)는 프로세서(380)의 계산된 최대 전류, 프로세서(380)의 계산된 최대 주파수 및/또는 프로세서(380)의 계산된 최대 전력 중 임의의 하나를 포함할 수 있다. 전력 정보(또는 파라미터들)는, 예를 들어, 내장형 제어기(370)에 의해 결정될 수 있다. 다른 예에서, 전력 정보는 전자 디바이스(300)의 다른 컴포넌트에 의해 결정될 수 있다.

전력 정보는 프로세서(380)에 제공될 수 있고 따라서 프로세서(380)는 수신된 전력 정보에 기초하여 적어도 하나의 동작 파라미터를 조정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(380)는 프로세서(380)의 계산된 최대 전류에 기초하여 그의 최대 전류를 조정할 수 있다. 프로세서(380)는 프로세서(380)의 계산된 최대 주파수에 기초하여 그의 최대 동작 주파수를 조정할 수 있다. 프로세서(380)는 프로세서(380)의 계산된 최대 전력에 기초하여 그의 전력 부하를 조정할 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 보드(350)는 전자 디바이스 정보 및 현재의 배터리 전력과 관련된 배터리 정보에 기초하여 프로세서(380)에 전력 정보를 제공하는 로직을 포함할 수 있다. 로직은 수신된 정보에 기초하여 프로세서를 동작시키는 명령어를 포함할 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 머신 판독가능 매체는, 전자 디바이스 정보를 수신하고, 현재의 배터리 전력과 관련된 배터리 정보를 수신하고, 수신된 전자 디바이스 정보 및 수신된 배터리 정보에 기초하여 전력 정보를 하나 이상의 프로세서에 제공하기 위해 로직에 의해 실행 가능한 명령어를 저장할 수 있다.

도 4는 예시적인 실시예에 따른 전자 디바이스의 흐름도이다. 다른 실시예들 및 동작들이 제공될 수도 있다.

동작(402)에서는, 배터리 팩(310)으로부터 최대 배터리 전력(PMAX_batt)이 결정될 수 있다. 최대 배터리 전력(PMAX_batt)은 배터리 팩이 디바이스(또는 시스템)에 제공할 수 있는 최대 전력일 수 있다. 동작(404)에서는, AC 어댑터 정격 전력(PMAX_adaptor), 최대 배터리 전력(PMAX_batt) 및 최악의 경우 플랫폼 전력(PMAX_ROP)의 나머지로부터 프로세서의 최대 전력(P_max)이 결정될 수 있다.

동작(406)에서는, 결정된 최대 프로세서 전력(P_MAX)이 특정 값(iPL2)보다 작은지에 대한 판정이 이루어질 수 있다. 결정된 최대 프로세서 전력(P_MAX)이 특정 값(iPL2)보다 작지 않다고 판정되면, 최대 프로세서 전력(P_MAX)을 전압(V)(즉, 프로세서의 입력 전압)으로 나누는 것에 의해 프로세서의 최대 전류(I_MAX)가 결정될 수 있다. 계산된 최대 전류(I_MAX)는 그 후 동작(410)에서 프로세서(380) 내에 프로그램될 수 있다.

동작(406)에서의 판정이 결정된 최대 프로세서 전력(P_MAX)이 특정 값(iPL2)보다 작다는 것이면, 동작(412)에서, 결정된 최대 프로세서 전력(P_MAX)이 다른 특정 값(iPL1)보다 작은지에 대한 판정이 이루어질 수 있다.

판정이, 결정된 최대 프로세서 전력(P_MAX)이 특정 값(iPL1)보다 작지 않다는 것이면, 특정 값(iPL2)이 동작(416)에서 프로그램될 수 있다. 동작들은 동작들(408 및 410)을 이용하여 계속될 수 있다.

한편, 판정이, 결정된 최대 프로세서 전력(P_MAX)이 특정 값(iPL1)보다 작다는 것이면, 동작(414)에서 터보 모드가 디스에이블(disable)될 수 있다.

동작(414) 또는 동작(410) 후에, 동작들은 동작(402)로 되돌아가서 최대 배터리 전력(PMAX_batt)을 결정할 수 있다. 이러한 루프는, 예를 들어, "x" 초마다 발생할 수 있다.

도 5는 예시적인 실시예에 따른 전자 디바이스의 동작들의 흐름도이다. 다른 실시예들 및 동작들이 제공될 수도 있다.

보다 구체적으로, 도 5는 동적인 배터리 전력 기술 부팅/재개 시간(ICC_processor) 초기화와 관련된다. 동작(502)에서는, 부팅/재개가 시작될 수 있다. 동작에서는, 내장형 제어기(EC)(370)가 배터리 제어기(320)로부터 최대 배터리 전력(PMAX_batt)을 판독 또는 수신할 수 있다.

동작(506)에서는, 내장형 제어기(370)가 최대 배터리 전력(PMAX_batt), AC 어댑터 정격 전력(PMAX_adaptor), 및 최악의 경우 플랫폼 전력(PMAX_ROP)의 나머지에 기초하여 최대 프로세서 전력(PMAX_processor)을 결정할 수 있다.

동작(508)에서는, 내장형 제어기(370)가 최대 프로세서 전력(PMAX_processor), 프로세서 입력 전압(V_processor) 및 전압 조정기 효율 인자(K_eff)에 기초하여 프로세서에 대한 최대 허용 ICC(IMAX_processor)를 결정할 수 있다. 전압 조정기 효율 인자(K_eff)는 다양한 PMAX_processor 값들에 대한 값들의 표로부터 얻어진 것일 수 있다.

동작(510)에서는, IMAX_processor가 (사양에 기초한) 프로세서 ICC_spec _{_min}에 대한 최소 설정 가능 ICC 값보다 작은지에 대한 판정이 이루어질 수 있다.

동작(510)에서 판정이 아니오라면, 내장형 제어기(370)는 ICC_processor를 IMAX_processor와 같은 것으로 연관시킬 수 있다. 부팅/재개는 동작(514)에서 종료될 수 있다.

동작(510)에서 판정이 예라면, 내장형 제어기(370)는 ICC_processor를 ICC_spec _{_min}과 같은 것으로 연관시킬 수 있다. 대안으로, 동작(516)은 시스템 부팅/재개를 방지할 수 있고, 시스템/부팅은 동작(514)에서 종료될 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 내장형 제어기(370)는 동작(518)에서 계속할지 셧 다운할지를 묻는 사용자 프롬프트를 표시하도록 BIOS에 통지할 수 있다.

도 6은 예시적인 실시예에 따른 전자 디바이스의 동작들의 흐름도이다. 다른 실시예들 및 동작들이 또한 제공될 수 있다.

동작(602)에서는, 부팅/재개가 시작될 수 있다. 동작(604)에서는, 내장형 제어기(EC)(370)가 배터리 제어기(320)로부터 최대 배터리 전력(PMAX_batt)을 판독 또는 수신할 수 있다.

동작(606)에서는, 내장형 제어기(370)가 최대 배터리 전력(PMAX_batt), AC 어댑터 정격 전력(PMAX_adaptor), 및 PMAX_ROP에 기초하여 최대 프로세서 전력(PMAX_processor)을 결정할 수 있다.

동작(608)에서는, 내장형 제어기(370)가 최대 프로세서 전력(PMAX_processor), 프로세서 입력 전압(V_processor) 및 전압 조정기 효율 인자(K_eff)에 기초하여 IMAX_processor를 결정할 수 있다.

동작(610)에서는, IMAX_processor가 ICC_spec _{_min}보다 작은지에 대한 판정이 이루어질 수 있다.

동작(610)에서 판정이 아니오라면, 동적인 배터리 전력 기술은 ICC_processor를 IMAX_processor와 같은 것으로 연관시킬 수 있다. 동작들이 그 후 동작(614)에서 x 초마다 루프(loop)할 수 있다.

동작(610)에서 판정이 예라면, 동적인 배터리 전력 기술이 ICC_processor를 ICC_{spec_min}과 같은 것으로 연관시킬 수 있다. 동작(616)은 또한 정상적인 셧 다운(graceful shutdown)을 수행할 수 있다. 동작(618)에서는, 동적인 배터리 전력 기술이 동작(618)에서 정상적인 셧 다운을 야기하도록 BIOS/OS에 통지할 수 있다. 동작(614)에서는, 동작들이 x 초마다 동작(604)으로 루프 백(loop back)할 수 있다.

추가로, 동작(652)에서는, 런타임 전력 이벤트 인터럽트(runtime power event interrupt)가 내장형 제어기에 대해 발생할 수 있다. 동작(654)에서는, 내장형 제어기가 PROCHOT#를 어서트(assert)할 수 있다. 동작(656)에서는, 내장형 제어기가 동적인 배터리 전력 기술에 런타임 이벤트에 대해 통지할 수 있다.

동작(658)에서는, 동적인 배터리 전력 기술이 런타임 ICC_processor 구성을 수행할 수 있다. 동작(660)에서는, 동적인 배터리 전력 기술이 PROCHOT#를 디어서트(deassert)하도록 내장형 제어기에 통지할 수 있다.

동작(662)에서는, 내장형 제어기가 PROCHOT#를 디어서트할 수 있다. 런타임 전력 이벤트는 동작(664)에서 종료할 수 있다.

실시예들은 내장형 제어기(370)로부터 수신된 전력 정보에 기초하여 프로세서(380)의 적어도 하나의 동작 파라미터를 조정할 수 있다. 이것은 배터리 수명을 보존하도록 프로세서(380)의 전력 사용을 조정할 수 있다. 프로세서(380)의 전력 사용의 조정은 전력 조정기(360)의 입력 전압(V_input)이 전압 조정기(360)의 최소 입력 전압(V_min) 아래로 감소하는 것을 지연시키는 데 도움을 줄 수 있다. 이것은 전자 디바이스(300)가 슬립 모드(또는 아이들 모드 또는 파워-오프)에 들어가는 것을 지연시켜 배터리 수명을 보존하는 데 도움을 줄 수 있다.

실시예들은 배터리 팩(310)의 파라미터들 및/또는 전자 디바이스(300)의 다른 파라미터들에 기초하여 프로세서(380)(또는 다른 컴포넌트(390))의 전력 사용을 조정할 수 있다. 예를 들어, 전압 조정기(360)의 입력 전압(V_input)은 다음과 같은 식에 의해 결정될 수 있다:

V_input = V_batt - I_input·(R_batt + R_input).

이 식에서, V_input은 전압 조정기(360)에 대한 입력 전압을 나타내고, V_batt는 제1 및 제2 배터리 셀들(312, 314)의 총 전압을 나타내고, I_input은 전압 조정기(360)에 대한 입력 전류를 나타내고, R_input은 전압 조정기(360)에 대한 입력 경로 상의 기생 저항을 나타내고, R_batt는 배터리 팩(310)의 저항 및 기생 저항을 나타낸다. 이들 파라미터 중에서, 저항 R_batt는 배터리 셀들(312, 314)의 사용으로 인해 시간 경과에 따라 변할 수 있다. 일례로서, 배터리 셀들(312, 314) 내부의 전압이 감소함에 따라, 배터리 셀들(312, 314)의 임피던스가 증가하고, 저항(R_batt)이 변한다.

배터리 셀들(312, 314)이 에너지를 방전하고 있을 때, 배터리 전압(V_batt)은 서서히 감소하고, 저항(R_batt)은 배터리 셀들(312, 314)의 에너지가 감소하고 있으므로 증가할 수 있다. 저항(R_batt)의 변화는 프로세서(380)(또는 다른 컴포넌트(390))에 전력을 제공하기 위해 이용되는 전압 조정기(360)의 입력 전압(V_input)을 변화시킬 수 있다. 실시예들은 전자 시스템(및/또는 보드(350))이 보다 효율적으로 동작할 수 있고 배터리 수명이 유지될 수 있도록 프로세서(380) 및/또는 다른 컴포넌트들(390)의 전류(I_cc)를 충전하는 것을 통해 I_input을 조절함으로써 배터리 셀들(312, 314)의 전압을 모니터링하고 전압 조정기(360)의 입력 전압(V_input)을 제어할 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 배터리 제어기(320)는 적어도 하나의 배터리 파라미터를 모니터링하고, 다른 전자 디바이스 정보를 저장하고, 모니터링되고 저장된 정보를 버스(330)를 통해 내장형 제어기(370)에 전달할 수 있다. 배터리 제어기(320)는 저항(R_batt)을 정기적으로 결정할 수 있다. R_input, V_min 및/또는 I_max-pack과 같은 다른 파라미터들은 사전에 저장될 수 있다. I_max _-pack은 배터리들의 사양에 기초한 배터리들의 최대 출력 전류를 나타낼 수 있다. 배터리 제어기(320)는 얼마나 큰 전력을 배터리 셀들(312, 314)이 제공할 수 있는지를 계산할 수 있다.

내장형 제어기(370)는 수신된 정보에 기초하여 계산들 또는 결정들을 수행하고, 버스(375)를 통해 프로세서(380)에 전력 정보를 전달할 수 있다. 전력 정보는 프로세서(380)에 대한 적절한 I_cc 전류에 관한 정보, 프로세서(380)의 최대 전력에 관한 정보 및/또는 프로세서(380)의 최대 주파수에 관한 정보일 수 있다. 전력 정보는 전압 조정기(360)의 입력 전압(V_input)을 전압 조정기(360)의 최소 입력 전압(V_min)보다 높게 유지하기 위해 프로세서(380)(또는 다른 부하)의 파라미터를 조정하도록 계산될 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 배터리 제어기(320)는 배터리 셀들(312, 314)이 제공할 수 있는 최대 배터리 전력(PMAX_batt)을 결정할 수 있다. 최대 배터리 전력(PMAX_batt)은, 예를 들어, 1/3 내지 1 초마다 업데이트될 수 있다. 최대 배터리 전력(PMAX_batt)에 관한 정보는 내장형 제어기(370)에 제공될 수 있다.

적어도 일 실시예에서, 내장형 제어기(370)는 수신된 최대 배터리 전력(PMAX_batt)에 기초하여 최대 전류(I_max)를 프로세서(380)에 제공할 수 있다. 따라서, 최대 전류(I_max)는 플랫폼 및 배터리 정보에 기초하여 조절될 수 있다.

실시예들은 내장형 제어기(370)로부터의 피드백에 기초하여 전압 조정기(360)에 대한 입력 전류(I_input)를 감소시킬 수 있다. 이는 전압 조정기(360)에 대한 입력 전압(V_input)의 감소율을 늦추고, 이에 의해 전압 조정기(360)의 입력 전압(V_input)이 전압 조정기(360)의 최소 입력 전압(V_min)에 도달하는 데 걸리는 지속 시간을 연장할 수 있다. 이는 배터리 시스템의 배터리 수명을 증가시킬 수 있다. 따라서, 프로세서(380)는 배터리 수명에 대한 영향을 최소로 하고 배터리 전력에 의해 터보 모드에서 동작할 수 있다.

다양한 실시예들이 하드웨어 요소들, 소프트웨어 요소들, 및/또는 양자의 조합을 이용하여 구현될 수 있다. 하드웨어 요소들의 예들은 프로세서, 마이크로프로세서, 회로, 회로 요소(예컨대, 트랜지스터, 저항기, 커패시터, 인덕터 등), 집적 회로, ASIC(application specific integrated circuits), PLD(programmable logic devices), DSP(digital signal processors), FPGA(field programmable gate array), 로직 게이트, 레지스터, 반도체 디바이스, 칩, 마이크로칩, 칩셋 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어의 예들은 소프트웨어 컴포넌트, 프로그램, 애플리케이션, 컴퓨터 프로그램, 애플리케이션 프로그램, 시스템 프로그램, 머신 프로그램, 운영 체제 소프트웨어, 미들웨어, 펌웨어, 소프트웨어 모듈, 루틴, 서브루틴, 함수, 메서드, 프로시저, 소프트웨어 인터페이스, API(application program interfaces), 명령어 세트, 컴퓨팅 코드, 컴퓨터 코드, 코드 세그먼트, 컴퓨터 코드 세그먼트, 워드, 값, 심벌, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

적어도 일 실시예의 하나 이상의 양태는, 프로세서 내의 다양한 로직을 나타내는 머신 판독 가능 매체에 저장된 대표적인 명령어들에 의해 구현될 수 있는데, 이 명령어들은 머신에 의해 판독되는 경우, 머신으로 하여금 본 명세서에 기술된 기법들을 수행하는 로직을 제조하게 한다. "IP 코어들"이라고 알려진 이러한 표현들은 유형의 머신 판독 가능 매체에 저장되어, 로직 또는 프로세서를 실제로 만드는 제조 머신들 내로 로딩되도록 다양한 고객들 또는 제조 설비들에 공급될 수 있다.

"결합된"이라는 용어는 본 명세서에서 논의되고 있는 컴포넌트들 사이의, 직접적이든 간접적이든, 임의의 유형의 관계를 지칭하기 위해 사용될 수 있고, 전기, 기계, 유체, 광, 전자기, 전기기계 또는 다른 접속들에 적용될 수 있다. 추가로, "제1", "제2" 등의 용어들은 본 명세서에서 논의를 용이하게 하기 위해서만 사용될 수 있고, 달리 나타내지 않는 한 어떤 특정한 시간적(temporal) 또는 연대순(chronological) 의미도 갖지 않는다.

이 명세서에서 "일 실시예", "실시예", "예시적인 실시예" 등에 대한 임의의 언급은 그 실시예와 관련하여 기술된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 일 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 상세한 설명의 다양한 위치들에서 그러한 구절들의 출현은 반드시 모두가 동일 실시예를 언급하고 있는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 임의의 실시예와 관련하여 기술되는 경우, 그러한 특징, 구조, 또는 특성을 다른 실시예들과 관련하여 달성하는 것은 통상의 기술자의 이해 범위 안에 있다고 생각된다.

다수의 예시적인 실시예에 관하여 실시예들이 설명되었지만, 이 개시 내용의 원리들의 취지 및 범위 안에 있는 많은 다른 변형들 및 실시예들이 통상의 기술자들에 의해 고안될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 특히, 이 개시 내용, 도면들 및 첨부된 청구항들의 범위 내의 주제 조합 구성의 컴포넌트 부분들 및/또는 구성들에 다양한 변형들 및 수정들이 가능하다. 컴포넌트 부분들 및/또는 구성들의 변형들 및 수정들에 더하여, 대안적인 사용들도 통상의 기술자들에게는 명백할 것이다.

Claims

배터리 수명을 연장하기 위한 시스템으로서,
메모리;
상기 메모리에 결합된 프로세서; 및
제어기
를 포함하고, 상기 제어기는:
제1 시간에서의 배터리 정보 및 상기 제1 시간에서의 상기 시스템에 결합된 파워 어댑터의 파워 어댑터 정보에 적어도 부분적으로 기초한 상기 제1 시간에서의 시스템 파라미터의 제1 최대 값, 및
제2 시간에서의 배터리 정보 및 상기 제2 시간에서의 상기 시스템에 결합된 파워 어댑터의 파워 어댑터 정보에 적어도 부분적으로 기초한 상기 제2 시간에서의 상기 시스템 파라미터의 제2 최대 값 -상기 제2 최대 값은 상기 제1 최대 값과는 상이함-
을 결정하고,
상기 프로세서는, 상기 프로세서의 시스템 파라미터가 상기 제1 시간에서 제1 최대 값에 의해 제한되도록, 상기 제1 시간에서 제1 최대 값에 기초하여 동작하고,
상기 프로세서는, 상기 프로세서의 시스템 파라미터가 상기 제2 시간에서 제2 최대 값에 의해 제한되도록, 상기 제2 시간에서 제2 최대 값에 기초하여 동작하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템 파라미터는 상기 프로세서의 소비 전류(current consumption)인, 배터리 수명을 연장하기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템 파라미터는 상기 프로세서의 동작 주파수인, 배터리 수명을 연장하기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템 파라미터는 상기 시스템의 하나 이상의 컴포넌트에 의한 소비 전력(power consumption)인, 배터리 수명을 연장하기 위한 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 시간에서의 상기 시스템에 결합된 상기 파워 어댑터의 파워 어댑터 정보는,
상기 제1 시간에서의 상기 시스템에 결합된 상기 파워 어댑터의 정격(rating); 또는
상기 제1 시간에서의 상기 시스템에 결합된 상기 파워 어댑터의 유형(type)
중의 하나 또는 둘 다를 포함하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 로직이 장치의 배터리의 충전 레벨에 기초하여 상기 제1 최대 값을 결정하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 시간은 상기 시스템의 부팅 또는 스타트-업 동안인, 배터리 수명을 연장하기 위한 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시스템 파라미터는 상기 시스템의 하나 이상의 컴포넌터에 의한 소비 전류인, 배터리 수명을 연장하기 위한 시스템.
배터리 수명을 연장하기 위한 장치로서,
제어기; 및
상기 제어기가 프로세서와 인터페이스하는 것을 용이하게 해주는 인터페이스 회로
를 포함하며, 상기 제어기는:
제1 시간에서의 배터리의 정보에 기초한 제1 최대 전류, 및
제2 시간에서의 배터리 정보에 기초한 제2 최대 전류 -상기 제2 최대 전류는 상기 제1 최대 전류와 상이함-
를 결정하고,
상기 프로세서는 상기 제1 시간에서 상기 제1 최대 전류에 기초하여 동작하고, 상기 제2 시간에서 상기 제2 최대 전류에 기초하여 동작하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 장치.
제9항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 프로세서에 의해 소비되는 전류가 상기 제1 시간에서 상기 제1 최대 전류를 초과하지 않도록, 상기 제1 시간에서 상기 제1 최대 전류에 기초하여 동작하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 프로세서에 의해 소비되는 전류가 상기 제2 시간에서 상기 제2 최대 전류를 초과하지 않도록, 상기 제2 시간에서 상기 제2 최대 전류에 기초하여 동작하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제어기는 상기 장치에 결합되는 파워 어댑터의 정격 또는 상기 장치에 결합되는 상기 파워 어댑터의 유형 중의 하나 또는 둘 다에 또한 기초하여 상기 제1 최대 전류를 결정하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 하나 이상의 배터리를 더 포함하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 제1 시간은 상기 장치의 부팅 또는 스타트-업 동안인, 배터리 수명을 연장하기 위한 장치.
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삭제
배터리 수명을 연장하기 위한 방법으로서,
제1 시간에서의 시스템 파라미터의 제1 최대 값 및 제2 시간에서의 상기 시스템 파라미터의 제2 최대 값을 결정하는 단계 -상기 제2 최대 값은 상기 제1 최대 값과는 상이함-;
상기 제1 최대 값의 표시 및 상기 제2 최대 값의 표시를 저장하는 단계; 및
상기 제1 시간에서의 상기 제1 최대 값 및 상기 제2 시간에서의 상기 제2 최대 값에 따라 하나 이상의 컴포넌트를 동작시키는 단계
를 포함하는 배터리 수명을 연장하기 위한 방법.
제19항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴포넌트를 동작시키는 단계는,
상기 제1 시간에서 상기 시스템 파라미터가 상기 제1 최대 값을 초과하지 않도록, 상기 제1 시간에서 상기 제1 최대 값에 따라 상기 하나 이상의 컴포넌트를 동작시키는 단계를 포함하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 시스템 파라미터는 프로세서의 소비 전류, 상기 프로세서의 동작 주파수, 또는 상기 프로세서의 소비 전력 중 하나인, 배터리 수명을 연장하기 위한 방법.
제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 제1 최대 값 및 상기 제2 최대 값을 결정하는 단계는,
배터리 정보 및 파워 어댑터의 파워 어댑터 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제1 최대 값 및 상기 제2 최대 값을 결정하는 단계를 포함하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 방법.
명령어들을 저장하도록 구성된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금,
제1 시간에서의 시스템 파라미터의 제1 최대 값 및 제2 시간에서의 상기 시스템 파라미터의 제2 최대 값을 결정하고 -상기 제2 최대 값은 상기 제1 최대 값과는 상이함-;
상기 제1 최대 값의 표시 및 상기 제2 최대 값의 표시를 저장하고;
상기 제1 시간에서의 상기 제1 최대 값 및 상기 제2 시간에서의 상기 제2 최대 값에 따라 하나 이상의 컴포넌트를 동작하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제23항에 있어서, 상기 제1 시간에서의 상기 시스템 파라미터는 상기 제1 최대 값을 초과하지 않는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제23항 또는 제24항에 있어서, 상기 시스템 파라미터는 컴포넌트의 소비 전류, 상기 컴포넌트의 동작 주파수, 또는 상기 컴포넌트의 소비 전력 중 하나인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
배터리 수명을 연장하기 위한 장치로서,
제19항 또는 제20항에 기재된 방법을 수행하기 위한 수단을 포함하는, 배터리 수명을 연장하기 위한 장치.