KR950004206B1 - 배터리로 작동되는 컴퓨터의 파워 관리 시스템 - Google Patents

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앨런 카쯔 닐
프란시스 폴릿 리챠드
리노 슈어리즈 레오플도
아스타라바디 샤운
윌리엄 프랑크 챨스
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Abstract

내용 없음.

Description

배터리로 작동되는 컴퓨터의 파워 관리 시스템
제 1 도는 본 발명의 배터리로 작동되는 컴퓨터의 블럭선도.
제 2 도는 제1도에 보인 아이콘 표시 장치의 평면도.
제 3 도는 제1도의 파워 분산 시스템을 예시하는 블럭선도.
제 4 도는 PMD 소프트 웨어 인터럽트 핸들러 동작의 흐름도.
제 5 도는 A/M 스위치 핸들러 동작의 흐름도.
제 6 도는 "이벤트 대기(wait on event)"동작의 흐름도.
제 7 도는 재개 핸들러(resume handler)동작의 흐름도.
제 8 도는 정지로부터 회복(recovery from sleep)동작의 흐름도.
제 9 도는 일시 정지 동작의 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 컴퓨터 11 : 배터리
12 : 메인 프로세서 16 : 플로피 디스크 드라이브(FDD)
18 : 하드 디스크 드라이브(HDD) 20 : 액정 표시 장치(LCD)
22 : 다이나믹 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 24 : 판독 전용 메모리
26 : CMOS 30 : 파워 관리 프로세서(PMP)
32 : 위치 도그 타이머(WDT) 49 : 비교기
100 : 컨트롤러 116 : 톤 발생기
142 : 변환기
본 발명은 데이타 처리분야, 보다 특별하게는 컴퓨터가 배터리의 재충전 혹은 대체를 필요로 하기전 비교적 긴시간동안 동작될 수 있도록 하는 고성능의 배터리파워 관리 시스템을 구비하는 배터리로 작동되는 컴퓨터에 관한 것이다.
동시 출원된 아래의 특허출원들은 본 발명의 내용과 관계하는 것으로써 참고자료로 여기에 예시했다.
(1) 발명자가 Franc1s James Canova, Jr등으로 된 BATTERY OPERATED COMPUTER POWER MANAGEMENT SYSTEM
(2) 발명자 Neil Alan Ketz등으로 된 BATTERY OPERATED COMPUTER OPERATION SUSPENSlON IN RESPONSE TO ENVIRONMENTAL SENSOR INPUTS
(3) 발명자가 Francis James Canova, Jr등으로 된 AUTOMATIC DEVICE CONFIGURATlON FORDOCKABLE PORTABLE COMPUTERS
고성능 포터블 컴퓨터는 일반적으로 그 AC 전원이 차단되었을때 컴퓨터를 동작시키는 메인 배터리를 포함하고 있다. 배터리의 형태는 크기, 무게 및 파워 요구량에 따라 다르게 선택되며, 충전식으로 되었다. 데스크톱 모델에서부터 랩톱, 핸드헬드 및 포켓모델에 이르는 서로다른 크기로 이용이 가능한 여러가지 배터리로 작농되는 컴퓨터가 있지만은, 본 발명은 현재 시판되고 있는 다앙한 랩톱 모델에서 이용할 수 있는 고성능 시스템에서 주로 사용할 수 있도록 되어있다. 일반적으로, 이와 같은 대부분의 컴퓨터들은 매우 간단한 배더리 충전 상태 모니터를 구비하고 있다. 이들 대부분은 컴퓨터가 셧오프(shut off)되기전 사용자로 하여금 디스크상의 어떤 휘발성 데이타를 세이브(sava)할 수 있도록 하는 배터리 충전 에너지 낮음 상태 경보 신호를 제공한다.
본 발명의 한목적은 컴퓨터가 비교적 긴 시간동안 단일 충전으로 동작될 수 있도록 하는 식으로 두개의프로세서를 이용하여 배터리의 충전 에너지를 모니터함과 아울러 배터리의 파워 소비를 제어하는 첨단 파위관리 시스템을 지닌 배터리로 동작되는 컴퓨터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 하나의 목적은 재충전 가능한 배터리로 동작되는 컴퓨터용의 파워 관리 시스템을 제공하는것으로써, 이 시스템에서 파워 관리 함수들을 두개의 프로세서 사이에 분산된다.
본 발명의 또 다른 목적은 데이타의 손실이 전혀 없이도 방전된 배터리를 제 2의 새로운 충전 배터리로 대체할 수 있으며 그러므로써 제 1배터리가 방전되었을때의 포인트에서 컴퓨터의 동작이 재개될 수 있도록된 배터리로 동작되는 컴퓨터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 컴퓨터가 턴온 될때에도 각종 파워 보존 측정을 행하여 배더리 에너지를 보존할 수 있도록 된 배터리로 동작되는 컴퓨터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고성능화 혹은 배터리 수명장기화 등과 같이 사용자로 하여금 배터러의 사용목적을 선택할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 사용자로 하여금 컴퓨터의 속도를 소정 속도로 세트할 수 있도륵 하거나, 또는에너지 보존을 위해 컴퓨터가 자동으로 메인프로세서로 하여금 감속동작 되도록 할 수 있게 하는 것이다.
간단히 말해서, 컴퓨터는 두개의 프로세서를 구비한다. 메인 프로세서는 오퍼례이팅 시스템의 제어하에서 동작하며 응용 프로그램을 실행하기 위해 컴퓨터에 대한 전반적인 제어를 제공한다. 메인 프로세서는 또한 임의의 인터럽트들을 실행하고 그리고 파워 제어 레지스트를 제어하여 각종 장치들을 턴온 및 턴오프 시킴으로써 파워 관리에 기여한다 파워 관리 프로세서는 주변온도 및 습도, 배터리의 조건들을 모니터하고, 소정 변화의 결과로서 인터럽트를 발생시킨다. 이 프로세서는 또한 배터리의 충전을 제어한다. 논리 수단은소정 조건들에 응답하며, 또한 인터럽트를 발생시킨다.
본 발명의 또 다른 목적 및 장점들은 첨부 도면을 참조로한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 분명해질것이다.
첨부도면중 제l도에서, 컴퓨터(10)는 배터리(11) 또는 AC 전원으로부터 나오는 파워에 의해 동작한다. 컴퓨터(10)는 80386 SX 마이크로프로세서와 같은 고성능 프로세서인 메인 프로세서를 구비한다. 프로세서(12)는 컴퓨터(10)에서 IBM DOS 혹은 OS/2와 같은 오퍼레이팅 시스템의 제어하에서 응용 프로그램들(appllcatlon programs)을 실행하는 메인 프로세서 역할을 한다. 프로세서(12)는 시스템 버스(14)에 연결되고, 이 시스템 버스(14)는 다시 LCD(액정 표시장치) (20), FDD(플로피 디스크 드라이브) (16) 및 HDD(하드 디스크 드라이브) (18)에 연결된다. 버스(14)는 또한 다이나믹 랜덤 엑세스 메모리(DRAM) (22), 판독 전용 메모리(ROM) (24) 및 용량성 금속 산화물 반도체 기억 장치(26) (이후부터는 CN4OS라 칭한다)에 연결된다. 상기 소자들은 통상적인 것으로써, 랩톱 컴퓨터 등과 같은 포터블 컴퓨터에서 상용되고 있다. 본발명은 배더리 파워를 측정 혹은 제어하는 것과 관계하지만은, 통상적인 소자들의 구조 및 동작들이 본 발명을 이해하는데 필요로 되는바, 이에 대해서 설명하기로 한다.
FDD(16)는 자체의 컨트롤러를 구비하고 있으며, 엑세스 되지 않을때 파워 소비를 턴오프 한다. HDD(18)로의 파워인가는 PMP(파워 관리 프로세서) (33)의 파워 관리 함수에 의해 제어되며, 사용자로 하여금HDD가 억세스 되지 않을때 HDD로의 파워를 턴오프하기 위한 시간 지연 길이를 설정할 수 있도록 한다. HDD에 어떠한 후속 엑세스가 가해지면 HDD로의 파워 공급이 재개된다. LDC(20)는 시각성의 향상을 위해 2개의 파워 입력을 이용, LCD 스크린의 브랭킴(blanking)과 백라이틴(backlighting)을 선택적으로 제어하고 있다. DRAM(22)은 컴퓨터의 메인 메모리로써, 메인 프로세서(12)에 의해 실행되는 응용 및 운영시스템 프로그램을 기억한다 RONl(24)은 각종 인터럽트 핸들러(interupt handler)를 기억하는바, 이에 대해서는 하기에 상세히 설명하기로 한다. CA4OS(26)는 사용자의 선택 및 제어 플랙에 정보를 기억시키는바, 이에 대해서도 하기에 상세히 설명하기로 한다.
버스(14)는 또한 파워 제어 레지스터(PCR)(108) 및 파워 관리 프로세서(PMP)(30)에 연결된다. PMP(30)은 히다찌사의 컨트롤러 칩 330/H8인데, 이 칩은 RAM, ROM,16비트 CPU, 8개의 아날로그 입력핀, 위치도그 타이머(WDT)와 그리고 PMP에 의해 제어 및 모니터되는 장치로부터 각종 신호를 수신함과아울러 상기 장치로 이들 신호들을 송신하는 16개의 디지탈 I/O핀을 자체에 구비하고 있다. PMP(30)은 키이보드(28)에 연결되어 키이보드의 동작을 모니터함과 아울러 파워 관리 기능을 수행한다. 키이를 누르면, PMP(30)는 접촉 바운스(contact bounce)를 모니터하고, 종래의 퍼스널 컴퓨터에서 키이보드 기능을 모니터하는 마이크로프로세서에 의해 행해지는 바와 같은 식으로 상기 접촉이 폐쇄 및 개방될때 키이 주사 코드를 발생시킨다. PMP(30)는 후술하는 바와 같이 이용되는 위치 모그 타이머(WDT)(32)를 포함한다. PMP(30)는 4개의 내부 레지스더(도시 안됨)를 구비하는데, 이들은 PMP의 그리고 이들 사이에서 통신을 행하는 MP(12)와의 사이에 분배된다.
PMP(30)는 주변 온도(AT) 및 배터러 특성, 즉 배더리 전압(V) 및 전류(I)와 배터리 온도(BT)를 모니터 및 측정 함과 아울러 이 정보를 이용해서 배터리 충전 및 파워 소비를 제어하고 그리고 배터리의 충전상대를 결정한다. 이와 같은 측정치들은 더어미스터(46), 배터리(11)에 연결된 레지스터(40), 레지스터(40)양단, 그리고 배터리(11) 케이스에 장착된 더어미스터(42)에 각각 연결되어 있는 4개의 연산 증폭기(38-1내지 38-4)를 이용하여 구해진다. 동작시, 4개의 연산 증폭기(38-1 내지 38-4)는 주변 온도 및 3개의 배터리 특성을 각각 나타내는 4개의 전기 신호를 출력한다. 상기 증폭기들(38) 각각은 PMP(30)의 각각의 아날로그 입력(34)에 연결된다. 라인(44)은 PMP(30)와 중폭기(38-3)사이에 연결되어, 소정 값의 신호가 상기 증폭기로 전송되도록하여 이로부터 측정치들을 조정한다. PMP(30)는 또한 습도 센서(48)에 연결됨과 아울러 컴퓨터(10)내의 주변 습도가 93% 정도의 프리세트 값 이상 혹은 이하에 있을때를 표시하는 디지탈입력을 발생시키는 비교기(49)에도 연결된다. 습도가 상기 프리세트 값 이상일때, 컴퓨터(10)는 턴 오프되는 경우 파워 공급을 위한 대기 상태에 들어가고 또한 일시정지되는 경우 동작을 재개하기 위한 대기 상태에 들어간다. 이와 같은 환경 조건들을 모니터 하는 것에 대한 보다 세부적인 사항들이 서두에 언급한 관련출원(2)에서 상세히 설명됨과 아울러 특허청구의 범위에 청구되어 있다.
배터리(11)는 컴퓨터가 AC 전원에 의해 파워를 공급받을때 충전된다. 이러한 충전은 배터리 에너지가 완전 충전 레벨이하일때 발생하여 배터리가 완전히 충전 될때까지 계속된다. 배터리 에너지 레벨이 PMP(30)에 의해 결정되는 바와 같이 완전 충전 레벨 이하일때, PMP(30)는 라인(51)상에 충전기(50) 턴온 신호를전송한다. 충전기(50)는 배터리가 총전되는 비율을 제어한다. 배터리가 PMP(30)에 의해 결정되는 바와 같이 완전히 충전되면, PMP(30)는 라인(51)상에 충전기(50) 턴오프 신호를 전송한다.
다음 3개의 조건 하에서 PMP(30)를 리세트 하기 위해 게이트(54)가 이용된다. 3개의 조건은 (1)충전 배터리가 설치 되었을때와 같이 시스템 전압이 "양호(good)"한 상태에 있을때, (2)새개 신호(resume slgnal)에 응답할때, 그리고(3) AC 어댑터가 부착되었을 때이다. 상기 조건들은 V GOOD 신호, RESUME 신호, 및 AC ADAPTOR ATTACHED 신호로써 라인(58), (60) 및 (62)을 통해 입력된다. 리드(lid)가 페쇄되면, 시스템은 일시정지 상태에 놓이고 대부분 파워가 오프된다. PMP(30)는 충전기를 제어하는데 이용되기 때문에 리드가 페쇄 되었을때 배터리가 재충전 될수 있도록 하기 위한 자체의 파워를 필요로 한다. 따라서, PMP(30)는 AC 어댑터가 전원 및 컴퓨터에 연결될때 리세트 된다. 라인(62)은 어댑터가 부착된때를 표시한다.
PMP(30)는 제2도에 보인 3개의 아이콘(130), (136) 및 (134)를 발생하는 아이콘 표시장치(52)를 제어한다. 이 아이콘들은 사용자의 눈에 띠는 장소의 컴퓨터 하우징 상에 장착된 패널(l29)에서 형성된다. 충전아이콘(130)은 배터리(11)가 충전될때 점등(highlighted)된다. 이 아이콘은 배터리로 향하는 화살표 헝으로 되어있다. 배터리 형상의 에너지 아이콘(136)은 3개의 패널(137)을 포함한다. 배터리(11)가 완전 충전(Vfe)상태일때,3개의 패널 모두가 점등된다. 파워가 소비되면, 패널(137)은 연속적으로 턴오프되어,2/3충전(증간 충전 Vmc), 1/3충전(저 충전 V1c) 상태를 표시한다. 배터리의 잔여 에너지가 너무 낮으면(즉, 저충전 상태보다 낮으면), 나머지 점등 패널은 짧은 시간(1분) 동안 반짝 거린후 턴오프되는바, 이렇게하여 점등 패널 모두가 턴오프됨으로써 배터리 에너지 완전 소진(empty battery) 상태를 묘시한다. 대안적으로, PMP(130)는 배터리의 잔여 에너지가 너무 낮을때 3개의 패널 모두 및 아이콘(136) 모두가 반짝거리면서 배터리 에너지 완전 소진 상태를 표시하도록 프로그램 될수 있다. 일시 정지 아이콘(134)은 컴퓨터(10)가 일시정지 모드에 있을때 점등된다. 이 아이콘은 재개 동작시 반짝 거렸다가, 재개 동작이 완료된 후 시스템이 동작될때 셧-오프된다. 양호한 표시 스케임(scheme)이 제14도의 테이블에 예시되어 있다.
PMP(30)는 ROM(24)에 기억된 명령 및 데이타에 따라 아이콘(130), (134) 및 (136)의 점등을 제어한다. 패널(136)을 제어하는 동안, PMP(30)는 증폭기(38-2, 38-3, 38-4)의 출력에 나타나는 전기 신호를 적절히 샘플링 한다. 이 신호들은 배터리(11)의 전압(V) 및 전류(I)와 배터리 온도(BT) 특성과 관련된 정보를 포함하고 있다. 배더리 온도(BT)에 따라서, PMP(30)는 예컨대 ROM(24)에 기억된 다수의 방전 테이블믈중 특정 방전 테이블을 선택한다. 방전 테이블(예컨대, 제10도의 테이블 2)을 선택하는 양호한 스케임이 제14도에 예시되어 있다. 일단 정확한 테이를이 선택되면, PMP(30)는 전류 신흐 l 를 이용하여 적절한부하 곡선을 결정하고 그리고 전압 신호 V를 이용하여 상기 부하 곡선과의 교차점을 결정한다. 이 교차점에서, 배터러의 충전대(charge zone)가 결정된다(제11도 참조) 제11도, 12A 내지 12C도 및 13도의 곡선들은 실험을 통해 얻어진 것이다.
PMP(30)는 배터리(11)가 방전 되었을때 라인(72)상에 LOW BATTERY 신호를 출력시켜 라인(118)상에 경보 신호를 전송한다. 라인(72)은 입력 라인(74)을 통해 LID CLOSED 신호를 수신하는 게이트(75)에 연결된다. 게이트(78)는 라인(80)을 통해 NOT DOCKED 신호를 마라 게이트(76)의 출력을 수신한다. 컴퓨터(10)는 또한 AD 카드들이 시스템에 부착될 수 있도록 하는 확장 유닛(expanslon unlt)인 도킹 스테이션(docklng statlon) (도시않됨)에 연결될 수 있으며, 컴퓨러(10)가 도킹 스테이션에 연결되지 않을때 배터리 에너지 낮음 상태 표시 신호에 응답하여 게이트(78)에 의해 NOT DOCKED 신호가 발생된다. 게이트(78)의 출력은 라인(82)에 의해 MUX(96)로 인가됨과 아울러 시스템이 일시 정지될때를 제어하는SUSPEND 신호이다. 개략적으로 말해서, 시스템은 이 시스템이 도킹되지 않았을때 그리고 리드가 페쇄되거나 혹은 배터리가 방전 될때 일시정지된다. 도킹 스테이션에 관한 보다 세부적인 사항은 서두에 제시된관련출원(3)에 기술되어 있다.
MUX(96)는 다수의 입력을 구비하는데, 이 입력들은 임의의 동작 입력을 찾기 위해 MUX(96)에 의해 모니터 된다. 임의 라인 상에서의 동작 입력의 검출에 응답하여, MUX는 동작 신호를 갖는 특정 입력 라인을 나타내는 라인(19)상의 코드신호들을 따라 출력 라인(98)상에 인터럽트 요청 신호 PMP INT를 발생시킨다. 라인(98) 및 (99)는 컨트롤러(100)에 연결된다. 컨트롤러(100)는 웨스턴 디지탈 사의 76 C10으로써, LCD(20)의 백라이팅(backlighying)을 제어하는 타이머(106)들을 포함하고 있다. 타이머(106)는 표시 장치(20)에서 키이보드 혹은 마우스 동작이 발생할때 리세트 된다. 상기 타이머는 프리세트 값으로 카운트 업 하여 이 값에 도달하면, 표시 장치를 셧-오프하고 백라이트를 온 상태로 한다. 컨트롤러(100)는 라인(102)에 의해 프로세서(12)에 연결되어 그 구조에 따라 프로세서를 인터럽트하는 관련 인터럽트의 특정 형태에 따라 파워 관리 인터럽트 핸들러를 실행한다. 컨트롤러는 또한 재개 동작후 파워가 공급될때 파워 제어 레지스터를 리세팅 하는 신호를 라인(104)상에 출력시킨다.
라인(64)은 PMP(30)와 MUX(96)사이에 연결되어, PMP(30)에서의 소프트 웨어 실행이 인터럽트를 개시할때 동작 PMP SOFTWARE INT 신호를 수신한다. 이것은 제4도를 참조로하여 설명한 바와 같이 위치도 그 타임아웃, 온도 초과 및 배터리 에너지 낮음 상태 조건하에서 발생한다. 비교기(70)는 MUX(96)의 입력 라인(66)에 연결되며, 시스템 전압을 표시하는 신호를 수신하는 입력 라인(68)을 구비한다. 이 입력은 비교기(70)에서 프리세트된 내부 값과 비교되며, 입력이 5V의 정규레벨에 유지될때, V. GOOD 신호가 발생되어 파워 관리 인터럽트가 개시된다. 시스템 전압은 조정 변환기(l42)(제3도)의 출력이 된다. V.GOOD 신호는 배터리(11)가 충전된 배터리로 대치되고 그리고 AC 파워가 턴온될때 동작 상태로 된다.
또 다른 MUX 입력 라인(84)가 래치(96)에 연결되는데, 이 래치(86)는 TOD ALARM(시각 경보)신호TOD ALARM, LID OPENED 신호 및 MODEM RING 신호를 각각 수신하는 3개의 입력(90),(92) 및 (4)을 갖는 게이트(87)가 출력시키는 신호를 그 입력 신호로서 수신한다. 래치(86)의 출력은 컴퓨터를 일시 정지 모드에서 동작모드로 스위칭하는 RESUME 신호이다. 이는 리드가 개방될때, 모뎀(도시않됨)이 링잉(rlnging)할때 및 임의 시각이 도래했을때 발생한다. 이들중 마지막 두개의 신호는 비록 리드가 폐쇄되어 사용자가 FAX 동작과 연결된 것과 같은 모뎀 신호를 수신하여 임의 시각에 임무를 달성하여 경보 클릭과같은 경보 신호를 발할 기회를부여 받는다.하더라도컴퓨터가 동작되도록 한다. 또 다른 MUX 입력은 스위치가 변화할때 발생되도록 자동 /수동스위치 A/M(83)에 연결된다.
배터리 파워로 작동될때, 컴퓨터(10)는 2개의 서로 다른 모드, 즉 동작 모드 및 일지 정지 모드에서 동작한다. 동작 모드일때, 프로세서(12)는 스위치 (83)의 세팅에 따른 소정 속도 및 사용자에 의해 선택된 속도로 동작한다. 한 응용에서는 Vcc 입력을 턴오프하므로서 프로세서(12)로의 파워를 차단할 수 있는바, 이에 대해서는 하기에 설명하기로한다. 프로세서(12)가 컨트롤(100)의 일부분인 클록 속도 컨트롤러(110)에 연결되어, 3개의 소정 클럭비 5MHz, 10MHz 및 20MHz를 발생시킨다. 컴퓨터(l0)가 배터리 파워 또는 AC 파워로 동작할때, 프로세서는 20MHz 비율 또는 소정의 비율로 동작한다. 배터리 파워로 동작할때 프로세서(12)는 수동 또는 자동 위치로 세팅이 가능한 스위치(83)의 세팅에 따라 5MHz,10MHz 또는 20MHz에서 동작한다. 수동 위치로 세팅될때, 프로세서(12)는 사용자가 미리 정한 비율로 동작한다. 스위치가 자동 위치로 세팅될때, 프로세시(12)는 2개의 에너지 관리 옵션 즉, "고성능화"옵션 및 "배터리 수명 장기화"옵션에 따라 동작하는데, 이들 옵션중 하나는 사용자에 의해 미리 선택된다. 동작 모드에 있을때, 키이보드를 비롯한 각종 장치들은 그 동작여부가 모니터되며, 만일 프리세트된 타임아웃 주기후 동작 상태에 있지 않은 경우 프로세서는 "정지(steep)"상태로 스위칭 되는데, 이 상태에서 프로세서는 Vcc 입력을 통해 턴오프된다. 이러한 상태는 사용자에게 분명히 나타나며, 표시 장치는 아무런 영향을 받지 않는다.
게이트(114)가 톤 발생기(116) 또는 라인(118)으로부터 나오는 톤을 내는 스피커(112)를 동작시킨다. 톤은 시스템이 완전한 상태에서 2/3로 그리고 2/3에서 1/3로 진행될때와 그리고 시스템이 일시 정지하기 3분전에 변한다. 시스템이 일시 정지하고 동작을 재개할때, 그리고 키이보드의 키이가 클릭킹(clicking)할때 각기 다른 톤이 발생된다.
각 장치로의 파워의 실질적인 턴온 및 턴오프는 PCR(108)의 세팅에 의해 제어되며, 상기 PCR(108) 또한 인터럽트 핸들링 루틴을 실행하는 프로세서(12)에 의해 제어된다. 프로세서(12)는 레지스터(108)의 세팅을 제어하여, LCD 브랭킹으로의 파워, 마우스 키이보드 파워, 옵션 파워, HDD 파워, 백라이트 파워, 메인 프로세서 파워, 플레이너 파워 및 RS232 드라이버 파워 들을 제어하기 위한 출력 신호들을 제공한다. 레지스터(108)는 또한 리세트 라인(85)으로 래치(86)를 리세팅하기 위한 신호를 제공한다.
배터러(11)로는 단위 무게당 늪은 와트 시간비 및 단위 크기당 와트 시간 비를 갖는 충전 가능한 니켈-카트뮴(NiCad) 배터리를 이용하고 있다. 이와 같은 기술은 과거 수년동안 성공적인 것으로 입증되었으며 사용자에게 비교적 저렴하면서도 쉽게 이용할 수 있는 대체성을 제공하고 있다. 본 기술분야에 지식을 가진자이면 잘 알수 있는 바와 같이, 여기서 활용되는 파워 관리 기술들중 일부는 충전식 배터리 및 비충전식배터리 모드에 공통적이며, 나머지 기술들은 충전식 배터리에 관계한다. 에너지의 측정을 행하고 배터리 온도(BT), 전압(V) 및 전류(I)의 함수로서 배터리의 에너지 레벨을 결정하는 특정 알고리즘과 같은 다른 기술들은 NiCad 배터리에만 국한된다. NiCad 배터리에 있어서의 문제점은 잔존 에너지와 전압과의 관계가 비선형적이라는 점이다. 또한, 다른 형태의 배더리들의 경우에 대해서 충전 제어가 달라질 수도 있다.
현재의 배터리로 동작되는 컴퓨터들은 배터리 에너지 충전 낮음 표시기를 구비하고 있는데, 이 표시기는 동작시에 잔류 시간을 명확히 나타내지 못하는 신호를 사용자에게 제공하기도 한다. 컴퓨터(10)에서, 배터리는 완전 방전 될때까지(이때 배터리의 동작이 일시 정지된다)사용된다. 사용자는 방전된 배터리를 제거한후 새로 완전 충전된 배터리로 대체하거나 혹은 충전을 위해 이를 AC 어댑터에 끼워 넣는다. 이와 같은 동작은 배터리를 완전 방전시켜 그러므로써 배터리의 메모리 효과(memory effects)를 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
베터리(11)는 또한 파워 분산 시스템(PDS)(122)에 연결되는바, 이에 대한 세부 사항이 제3도에 도시되어 있다. 배터리(11)는 라인(146)을 통해 조정 DC/DC 변환기(142)에 연결되는데, 이 변환기(142)는 12 내지 9V의 범위에서 변화하는 배러리 전압을 5V의 시스템 전압으로 변환시킨다. 시스템 전압은 2% 내의 오차로 조정된다. 라인(150)은 변환기(142)의 출력에 연결되는 한편 각종 장치들에 파워를 공급하는 다수의 전계 효과 트랜지스터(FET)에 연결된다. 파워 제어 레지스터(l08)의 출력 라인들은 각각 상기 다수의 FET의 제어 입력들에 연결되어, 이들이 제어 레지스터의 세팅에 따라 턴온 및 턴 오프된다. 제2도에 예시한 바와 같이, 라인(150)은 FET(158) 및 (160)에 연결되며, 이 FET들의 출력 라인 (66) 및 (168)은 HDD(18) 및 LCD(20)에 파워를 공급한다. 제1도에 보인 바와 같이, 파워 라인(123)은 FET(120)에 연결되고 라인(l24)은 FET(120)와 MP 파워 신호용 출력 라인 사이에 연결된다. FET(20)의 출력은 프로세서(12)의 Vcc 입력에 입력되며, BIOS 대기루프(BlOS walt loop)를 호출할때 프로세서를 턴 오프시키는데 이용된다.
보조 배터러(140)는 라인(152)을 통해 제2DC/DC 변환기(l44)에 연결된다. 배터리(140)는 변환기(144)에 의해 시스템 전압 레벨로 상승되는 저 전압(3, 3V)를 공급하며, 메인 베터리가 대체를 위해 제거될때 DRAM(22)에 파워를 공급하는데 이용된다. 충전기(146)는 배터리(11)가 충절될때까지 배터리(11)로부터 배터러(l40)를 충전시키기 위한 라인(148)에 연결된다.
ROM(24)은 각종 파워 관리 인터럽트 핸들러 및 PMP 인터럽트를 처리함과 아울러 임의의 과파워 관리 기능들을 달성하는 루틴을 프함하는 베이지 입/출력 연산 체계(BIOS)를 기억하는데, 이제 이에 대하여 설명하기로 한다. 제4도에서, PMP 인터럽트 핸들러(170)는 인터럽트 형태에 관한 일련의 결정을 내리며, 상기 결정에 따라 연산을 실행한다. 단계 172-180은 각각 인더럽트가 위치도 그 인터럽트, 주변 온도가 범위를 초과하므로써 야기되는 인터럽트, 배터리 에너지 낮음 상태 인터럽트, 리드폐쇄 인터럽트 혹은 A/M 스위치 인터럽트 인지를 결정한다. 만일 단계 172-178에서의 결정이 부정적이고, 단계 180이 공정적인 결정을 내리면, 단계 182는 제5도에 보인 바와 같이 A/M 스위치 핸들러(202)로 진행된다. 만일 단계 180이 부정적이면, 단계 184는 인터럽트를 미지의 소오스, 예컨대 스퓨리어스 라인 노이즈로부터 나오는 것으로 처리하고 리턴한다.
만일 단계 172가 인터럽트가 위치도 그 타이머로부터 나온다고 결론짓는 경우, 단계 186은 일시정지가 존재하면, 다시말해서 일시정지 동작이 이미 시작되었으나 지연되어 종료되지 않았는지의 여부를 결정한다. 만일 그러한 경우에는, 단계 188은 일시정지 루틴은 다시 시작한다. 만일 그렇지 않은 경우에는, 단계 190는 일시정지의 종료를 디크리먼트한다. 다음, 단계 192는 I/O 장치가 동작 중인지의 여부를 결정한다. 만일 그러한 경우, 단계 194는 일시정지 종료를 리세트한다. 만일 그렇지 않은 경우에는, 단계 196는 리턴한다. 만일 그러하면, 단계 200은 일시정지 루틴을 다시 시작한다. 단계 174-178로부터의 긍정적인 결정은 또한 일시 정지 루틴을 재개하도록 단계 200으로 진행된다.
제5도에 보인 A/M 스위치 핸들러(202)의 동작시에, 단계 104는 스위치(83)의 위치에 따라 단계 206 또는 단계 216으로 진행된다. 만일 스위치가 자동 위치로 세트되면, 단계 206은 사용자가 고성능학 또는 배터리 수명 장치화를 제공하도록 실행될 시스템을 선택했는지의 여부를 결정한다. 고성능화의 경우, 단계 208은 클럭 속도 제어기(110)를 통해 CPU 클럭을 셋업하여, 20MHz에서 고속 연산 및 저속 연산이 유지되도록 한다. 배터리 수명 장기화의 경우, 단계 214는 고속의 경우에는 20MHz에서 동작하도록 클럭을 세트하고, 저속의 경우에는 5MHz에서 동작하도록 클럭을 세트한다. 이때, 단계 2l0은 CMOS에서 "수동"플랙 세팅을 클리어하며, 단게 212는 리턴한다. 만일 스위치가 수동 위치로 세트되면, 단계 216은 수동 속도시에 클럭이 5, 10 또는 20MHz로 세트되도록 사용자가 미리 선택했던 수동 속도를 CMOS로부터 복사(copy)한다. 이어서, 단계 218은 CMOS에서 "수동"플랙을 세트하며, 단계 212가 리턴한다.
제6도에서, 루틴(220)은 프로그램에 의해서 ''이벤트 대기(whit on event)"호출이 BIOS에 가해질때 발생된다. 이 루틴은 프로세서(12)를 셧-오프하여 정지 상태에 놓이도록 하므로써 사용자로 하여금 배터리의 에너지 배수(drainage)를 보존할 기회를 갖도록 한다. 단계 222는 "수동"플랙이 세트되었는지의 여부를 결정한다. 만일 그러하면, 단계 224는 리턴한다. 그렇지 못한 경우에는, 단계 226은 현 동작이 제1시간 통과루틴(202)인지의 여부를 결정하여 그러한 경우에 PMP 인터럽트를 인에이블 하기 위해 단계 228로 진행한다. 단계 230는 컴퓨터가 V86 동작 모드를 가지고 있는지를 결정한다. 만일 그러하면, 단게 232는 5MHz에서 동작하도록 CPU 클럭을 세트하고, 단계 234는 리턴한다. 만일 그렇지 못한 경우, 단계 236은 실질모드 CPU 레지스터 모두를 프로세서(12)에 기억시킨다. 그리고나서, 단계 238은 정지 상태를 표시하도록 셧다운 코드를 세트한다. 그후, 단계 240은 CPU를 홀딩하고 Vcc로의 파워를 턴오프하여(단계 242에서)프로세서(12)가 정지 상태에 있도록 하는 0MHz 속도를 제공한다.
재개 핸들러(244)(제7도)는 맨처음 일시정지 아이콘을 점등시켜 재개 동작이 진행중임을 표시하도록 한다. 다음 단계 248은 컴퓨터(10)에 존재하는 임의의 FAX 및 모뎀(도시않됨)에 대한 파라메터 세팅을 복구한다. 이어서, 단계 250은 HDD(18) 및 FDD(16)에 대한 파라메터 세팅을 복귀한다. 단계 252는 임의의 계류 인터럽트를 클리어한다. 단계 254와 단계 256은 각각 재개동작이 종료되었음을 표시하기 위해 일시정지 아이콘을 턴오프하고 그리고 재개 동작의 종료를 표시하는 소리를 내기 위해 톤 발생기를 셋업한다. 이어서, 단계 258은 DRAM(22)에 기억된 시간 및 데이타를 복구한다. 단계 260은 모든 CPU 레지스터를 복구하고, 단계 262는 리턴한다.
프로세서(12)가 정지 상태에 있을때, 프로세서(12)로의 파워는 턴오프 된다. 정지 루틴(264)으로부터의 복구(제8도)는 MP POWER 신호를 작동시키기 위해 PCR(108)을 세트하고 그리고 프로세서로의 파워를 복구하는 키이보드 인터럽트에 의해 이루어진다. 루핀(246)은 단계 266에서 CPU를 리세트한다. 단계 268은 셧다운 코드를 분석한다. 만일 코드가 정지 모드를 표시하도록 세트되지 않으면, 단계 274는 재개 핸들러로 진행된다. 만일 셧다운 코드가 정지 모드를 표시하면, 단계 270은 CPU 레지스터를 복구하고 단계272는 리턴한다.
제9도에서, 일시정지 핸들러(280)는 SUSPEND 신호에 응답하여 실행되며, CMOS(26)를 제외한 경우에서 시스템으로의 모든 파워를 셧다운하는 임부를 실행하며, 상기 CMOS(26)는 DRAM(22)를 제외한 경우에서 컴퓨터가 셧오프 되었을때 자체에 기억된 정보를 지탱하기 위한 지체의 백업 배터리를 구비한다. 핸들러(280)가 실행될때, 다음의 동작이 발생한다. 먼저, 단계 282는 임의의 외부 장치들이 동작중에 있는지를 결정한다. 만일 아무것도 동작하지 않으면, 단계 292는 LCD(20)와, LCD의 백라이트와 그리고 HDD(18)로의 파워를 디스에이블한다. 따라서, 메인 프로세서(12)에 있는 CPU 레지스터들의 내용은 단계 294에서 이들을 DRAM(22)에 기억시킴으로써 세이브 된다. 이어서, CMOS(26)에 있는 셧다운 플랙이 단계 296에서 컴퓨터가 잇따라 리세트될때 재개 동작을 하도록 세트된다.
다음, 단계 298은 플레이너와 그리고 모뎀, 옵션 장치들과 같은 외부 장치에 있는 레지스터들의 내용을 세이브한다. 단계 300은 잇따른 재개동작의 개시 하에서 CPU를 리세트 하기 위한 하드웨어를 세트한다. 이어서, 단계 302는 PCR(108)에 기억된 제어 비트를 세팅하므로써 나머지 플레이너 장치, 모뎀, VGA, 통신포트 및 키이보드/마우스로의 파워를 디스에이블한다. 단계 304는 CPU로의 파워를 셧다운 하여 이를 정지 상태로 세트한다. 만일 단계 282에서 하나 혹은 그 이상의 외부 장치들이 여전히 동작중에 있다는 결정이 만들어지면 단계 284는 PMP(30)로부터 위치도 그 타이머 지연을 요청하며, 단계 286에서 리턴이 해해진다. 이 동작은 임의의 동작중인 장치가 정지 상태에 이르도록 시간 지연을 야기하는 효과(라인 (288)에 의해 개략적으로 표시됨)를 갖는다. 이후, 단계 282의 반복 결과로 동작중인 장치들에서 부정적 결정이 행해지며, 단계 292로 시작되는 부정적 경로 설정 동작이 전술한 바와 같이 실행된다.
본 기술 분야에 전문지식을 가진자이면 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 첨부된 청부의 범위에 정의된 바와 같이 단계 및 부분들에 대한 세부적 사항에 대해 여러가지 변화를 피할 수 있음을 알수 있을 것이다. 예컨대, 프로세서(1)와 같은 메인 프로세서만을 가지고 본 발명 장점을 실현할 수 있다. 프로세서(12)에는 A/D 변환기 및 추가의 소자들을 제공하여 프로세서(30)와 같은 기능을 하도록 할수 있다.

Claims (7)

  1. 동작 시스템의 제어하에서 응용 프로그램들을 실행하는 메인 프로세서와, 다수의 I/O 장치와, 상기응용 프로그램들을 기억하는 다이나믹 랜덤 엑세스 메모리(DRAM)를 구비하며, 상기 동작 시스템이 상기메인 프로세서에 의해 실행되도록된 배터리로 작동되는 컴퓨터에 있어서, 상기 컴퓨터에서 파워 분산을 제어하는 파워 제어 레지스터를 포함하는 파워 분산 시스템을 구비하고, 상기 파워 분산 시스템은 상기 프로세서, 상기 l/O 장치 및 상기 DRAM을 동작시키도록 상기 컴퓨터에 파워를 공급하는 대체 가능한 메인 배터리에 연결되도록 되어있고, 또한 상기 메인 배터리가 제거될때 상기 DRAM에 파워를 공급하기 위한 보조 배터리에 연결되도록 되어 있으며, 상기 파워 분산 시스템에 연결되어 상기 메인 배터리의 파워 레벨을 비롯하여 소정 조건을 모니터 함과 아울러 소정의 제1조건들의 발생시 인터럽트 요청을 발생시키는 제1모니터 수단을 구비하고, 상기 모니터 수단은 상기 메인 배터리가 사실상 완전 방전 상태에 놓이게 될때 일시정지 인터럽트 요청을 발생시키는 동작을 하며, 상기 제1모니터 수단에 연결되며, 상기 제1모니터 수단으로부터의 상기 일시정지 인터럽트 요청에 응답하여 상기 메인 프로세서에 인터럽트 요청 신호를 전송하는인터럽트 컨트롤러를 포함하고 있는 인터럽트 수단을 구비하고, 상기 컴퓨터에 기억된 일시정지 인터럽트핸들러를 포함하는 인터럽트 핸들링 수단을 구비하고, 상기 메인 프로세서는 상기 인터럽트 수단으로부터의 상기 인터럽트 요청에 응답하여, 상기 인터럽트 핸들러를 선택적으로 실행하고 그리고 이에따라 상기 파워제어 레지스터를 세트하고 그러므로써 상기 컴퓨터에서 파워 분산을 제어하는 동작을 하는 한편, 상기 메인배터리가 사실상 완전 충전되었을때 상기 일시정지 핸들러를 실행하는 동작을 하여 상기 프로세서로부터 나오는 CPU 정보가 상기 DRAM에 기억되도록 하고 그리고 상기 컴퓨터로의 파워를 차단 시킴으로써 상기 메인 배터리가 대체를 위해 제거될때 상기 보존 배터리가 상기 DRAM에 기억된 정보들을 그대로 지탱시키며, 상기 파워 분산 시스템이 파워원에 연결됨에 응답하여, 상기 메인 배터리가 제거된후 상기 컴퓨터에 파워를 공급하고, 상기 DRAM으로부터의 상기 CPU 정보가 상기 프로세서 내로 복구되도록 하며 상기 컴퓨터의 정상적인 동작이 재개되도록 하는 복구 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복구 수단이 상기 파워 분산 시스템에서 시스템 전압을 모니터하는 제2모니터 수단을 구비하고, 상기 제2모니터 수단은 충전된 백업 배터리가 상기 파워 분산 시스템에 연결됨의 결과로해서 상기 시스템 전압이 소정 레벨에 도달함에 응답하여 동작하게 되는 특징으로 하는 컴퓨터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 PMP는 상기 메인 배터리가 사실상 완전 방전 상태가 되었을때 배터리 에너지 낮음 상태 신호(low battery signal)를 발생시키고, 상기 제1모니터 수단은 상기 PMP 및 상기 인터럽트수단에 연결되어 상기 배터리 에너지 낮음 상태 신호를 상기 일시 정지 인터럽트 요청으로 번안(translating)하는 논리 수단을 구비하며, 상기 논리 수단온 또한 컴퓨터 리드(lid)의 폐쇄를 표시하는 신호를 제2일시정지 인터럽트 요청으로 번안하는 동작을 하고, 상기 프로세서는 상기 논리 수단이 상기 제2일시정지 인터럽트 요청을 발생시킴에 응답하여 상기 일시 정지 핸들러를 실행하는 동작을 하게되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 메인 배터리에 연결될 수 있는 선택적으로 동작되는 내부 메인 배터리 충전기와, 상기 컴퓨터를 AC 전원에 연결시키는 수단을 구비하며, 상기 PMP는 상기 컴퓨터가 상기 AC 전원에 연결될때, 상기 메인 배터리를 모니터함과 아울러 상기 메인 배터리가 완전 충전 레벨 이하일때 상기 충전기를 턴온시키는 동작을 하게 되는 것을 특징을 하는 컴퓨터.
  5. 제1항에 있어서, 다수의 소정 비율중 한 비율에서 상기 메인 프로세서를 선택적으로 세팅 동작시키는 클럭 속도 컨트롤러와, 상기 클럭 속도 컨트롤러를 선택적으로 세트하도록 연결된 속도 제어 수단과, 고성능화(high performmce) 혹은 배터리 수명 장기화(long battery life)를 발생시키기 위해 사용자가 선택하는 실행 목적올 기억하는 비휘발성 기억 장치를 구비하며, 상기 속도 제어 수단이 상기 실행 목적에 응답하여 상기 목적에 따라 상기 속도를 세트시키고 그리고 상기 고성능화 목적이 선택될때 상기 프로세서를 늪은비율로 동작시킴과 아울러 시스템의 동작에 따라 높비율과 낮은 비율 사이에서 스위칭을 행하므로써 상기 프로세서를 동작시키게 되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
  6. 항에 있어서, 상기 논리 수단이 소정 조건들을 나타내는 신호들에 응답하여, 재개 인터립트 요청을 발생시키고 상기 소정 조건들에는 리드 개방(lid oped), 시각 경보(a time of day alarm) 및 모뎀 링(modem ring)이 포함되어 있으며, 상기 인터럽트 수단은 상기 컴퓨터에 기억된 재개 인터럽트 핸들러를 포함하며, 상기 메인 프로세서는 재개 인터립트 요청에 응답하여 상기 재개 핸들러를 실행하는 동작을 하므로써 CPU 정보가 상기 DRAM에서 상기 메인 프로세서로 복구되고 상기 컴퓨터에 파워가 공급되게 되는것을 특징으로 하는 컴퓨터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 인터럽트 수단에 연결되며, 컴퓨터 리드 폐쇄/개방(computer lid closed/open), 시스템 전압레벨, 시각경보 및 모뎀 링으로 이루어지는 군으로부터 선택된 조건들을 나타내는 신호들의 수신에 응답하여 인터럽트 요청을 발생시키는 제2논리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터.
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