NL9500390A

NL9500390A - Method and device for reducing the energy consumption of a computer during data entry.

Info

Publication number: NL9500390A
Application number: NL9500390A
Authority: NL
Inventors: David Yu Chen
Original assignee: United Microelectronics Corp
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1996-10-01
Also published as: FR2731091B1; DE19505990C2; DE19505990A1; FR2731091A1

Abstract

Data for activity in a certain time frame is stored and analysed for processed commands to determine if the computer is receiving data. The processor clock rate is varied to the lower possible frequency when data is input, The processor clock rate is varied to a higher frequency when the computer is not receiving data. The system includes a data storage (2) for receiving data from input devices (1), a comparison circuit (3) and a flip-flop (4) which is set to vary the processor clock rate.

Description

Werkwijze en inrichting voor het verminderen van het energieverbruik van een computer gedurende het invoeren van gegevens.Method and device for reducing the energy consumption of a computer during data entry.

ACHTERGROND VAN DE UITVINDINGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebied van de uitvindingField of the invention

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een energiebesparingswerkwijze en -inrichting en meer in het bijzonder op een werkwijze en een inrichting voor het zuinig omgaan met het energieverbruik van een computer gedurende het invoeren van gegevens.The present invention relates to an energy-saving method and device and more particularly to a method and an apparatus for economising the energy consumption of a computer during data input.

Beschrijving van de stand van de techniekDescription of the prior art

Conventionele energiebesparingsinrichtingen zijn slechts welbekende energiebesparingscircuits ontworpen met eenvoudige technieken om de normale situatie van de computer vast te stellen, in plaats van het reageren op de werkelijke werkomstandigheid van de computer. Het resultaat is dat het energiebesparingsrendement van het computersysteem niet een optimale graad kan bereiken voor de meeste situaties gedurende de werking van de computer. Bijvoorbeeld kunnen de meeste bestaande energiebesparingscircuits niet op efficiënte wijze zuinig omgaan met de energiebron van de computer wanneer de computer invoer van gegevens ontvangt.Conventional power-saving devices are only well-known power-saving circuits designed with simple techniques to determine the normal state of the computer, rather than responding to the actual operating condition of the computer. As a result, the energy saving efficiency of the computer system cannot reach an optimal degree for most situations during the operation of the computer. For example, most existing power saving circuits cannot efficiently use the computer's power source when the computer receives data input.

Met verwijzing naar fig. 1, dat een besturingsstroom-schema is van een bestaand conventioneel energiebesparingsont-werp voor een computersysteem, is de conventionele energiebe-sparingsfunctie ontworpen om vast te stellen of de centrale besturingseenheid (central processing unit; CPU) van de computer in leegloop werkt door toepassing van een hardware-uitvoering. In het algemeen gesproken betekent het, wanneer de CPU leegloopt, dat de CPU geen taken uitvoert zoals interrupt-verzoeken, schrijven naar het videogeheugen, toegang tot de harde schijf of de floppy-schijf, printen, etc. Ontdekt de hardware-uitvoering eenmaal dat de CPU langer dan een vastgestelde tijdsduur (over het algemeen 128 ms - 16 sec) zich in een leegloopsituatie bevindt, dan wordt de CPU-systeemklok vertraagd om zuinig om te gaan met het energieverbruik. Echter verschaft een dergelijk conventioneel ontwerp geen hoog energiebesparingsrendement wanneer de computer werkt in een periode van massale invoer van gegevens.Referring to Fig. 1, which is a control flow chart of an existing conventional power saving design for a computer system, the conventional power saving function is designed to determine whether the computer's central processing unit (CPU) is in idle time works by applying a hardware version. Generally speaking, when the CPU is running down, it means that the CPU is not performing tasks such as interrupt requests, writing to video memory, accessing the hard disk or floppy disk, printing, etc. Detects the hardware execution once that if the CPU is idle for longer than a specified amount of time (generally 128 ms - 16 sec), the CPU system clock is delayed to conserve power consumption. However, such a conventional design does not provide a high energy saving efficiency when the computer is operating in a period of massive data entry.

Tegenwoordig is de snelheid van de computer veel hoger dan voorheen dankzij de hoge verwerkingssnelheid van de CPU. De verwerkingssnelheid van de 486 CPU bedreven op een systeemklok van 33 MHz kan tweemaal zo snel zijn als die van de 386 CPU die wordt bedreven op dezelfde CPU-klokfrequentie voor het tonen van een grafisch beeld. Echter is gebleken dat computers met verschillende CPU's bedreven op verschillende systeemklokken dezelfde tijd kunnen nemen voor het uitvoeren van een interactief programma, zoals een tekstbewerkingspro-gramma of een spreadsheet-programma, omdat de snelheid van de invoer van gegevens beperkt wordt door de gebruiker bij het bedienen van het toetsenbord van de computer hetgeen inhoudt dat een 33 MHz 486 CPU dezelfde prestaties levert als een 16 MHz 486 CPU gedurende een periode van invoer van gegevens. Een belangrijke hoeveelheid energie kan daarom slechts worden bespaard door het verlagen van de CPU-klokfrequentie gedurende de periode van het invoeren van gegevens. Ongelukkigerwijs kunnen bestaande energiebeheertechnieken uitsluitend vaststellen of de CPU leegloopt en hebben dus niet het vermogen om vast te stellen hoe een gebruiker de computer gebruikt. Het is dientengevolge van belang een besturingsinrichting te ontwikkelen om automatisch vast te stellen of de CPU van de computer in een situatie van invoeren van gegevens werkt of niet, en daardoor de snelheid van de CPU te verlagen om voedingsenergie te besparen.Today, the speed of the computer is much faster than before thanks to the high processing speed of the CPU. The processing speed of the 486 CPU operated on a 33 MHz system clock may be twice as fast as that of the 386 CPU operated on the same CPU clock frequency for displaying a graphic image. However, it has been found that computers with different CPUs operating on different system clocks can take the same time to run an interactive program, such as a text editing program or a spreadsheet program, because the speed of data entry is limited by the user when operating the computer keyboard, which means that a 33 MHz 486 CPU provides the same performance as a 16 MHz 486 CPU during a period of data entry. Therefore, a significant amount of energy can be saved only by lowering the CPU clock frequency during the data entry period. Unfortunately, existing power management techniques can only determine if the CPU is running down and thus do not have the ability to determine how a user is using the computer. Accordingly, it is important to develop a controller to automatically determine whether the computer's CPU is operating in a data entry situation or not, thereby decreasing the speed of the CPU to save power energy.

Verwezen wordt nu naar fig. 2, dat een besturings-stroomschema is dat de responsie toont van een computer wanneer de gebruiker een willekeurige toets van het toetsenbord aanslaat en naar fig. 3, waarin de tijd van iedere responsie wordt getoond. De nu volgende beschrijving is bewerkt met een computer met een 486 CPU die werkt op 20 MHz. Wanneer de gebruiker een willekeurige toets van het toetsenbord aanslaat genereert de keyboard controller een interruptverzoeksignaal naar de CPU. De tijd voor het genereren van het interruptverzoeksignaal is typisch ongeveer 10 με. Zodra de CPU het interruptverzoeksignaal van de keyboard controller ontvangt zal het een interruptserviceroutine activeren hetgeen meestal een subroutine is die ongeveer 200 instructies bevat die typisch ongeveer 30 με (150 ns * 200) benodigen voor uitvoering. De door de gebruiker ingevoerde gegevens kunnen worden weergegeven op een monitor via de besturing van de DOS-software-interrupt-routine die typisch ongeveer 300 instructies bevat. De weerga-veprocedure van de computer neemt ongeveer 90 με (300 ns * 300) om de gegevens die door de gebruiker vanaf het toetsenbord zijn ingegeven weer te geven. Zou de computer werken in een WINDOWS-besturingssysteemomgeving, dan moet WINDOWS ongeveer 1000 instructies uitvoeren om de weergegeven positie te berekenen van de ingevoerde gegevens en neemt 300 με (300 ns * 1000) om de weergavepositie te berekenen en dan de gegevens in het weergavegeheugen te schrijven. Opgemerkt wordt dat het ongeveer 130 με kan duren vanaf het moment dat de gebruiker een willekeurige toets van het toetsenbord aanslaat totdat de gegevens echt worden weergegeven op de weergave-eenheid van de computer wanneer gewerkt wordt met het DOS-systeem, terwijl het ongeveer 340 μβ duurt wanneer gewerkt wordt met het WINDOWS-besturingssysteem.Reference is now made to Fig. 2, which is a control flow chart showing the response of a computer when the user presses any key on the keyboard and Fig. 3, which shows the time of each response. The following description has been edited with a computer with a 486 CPU operating at 20 MHz. When the user presses any key on the keyboard, the keyboard controller generates an interrupt request signal to the CPU. The time to generate the interrupt request signal is typically about 10 με. Once the CPU receives the interrupt request signal from the keyboard controller, it will activate an interrupt service routine which is usually a subroutine containing approximately 200 instructions that typically require approximately 30 με (150 ns * 200) for execution. The data entered by the user can be displayed on a monitor via the control of the DOS software interrupt routine which typically contains about 300 instructions. The computer display procedure takes approximately 90 με (300 ns * 300) to display the data entered by the user from the keyboard. Should the computer be operating in a WINDOWS operating system environment, WINDOWS should execute approximately 1000 instructions to calculate the displayed position of the input data and take 300 με (300 ns * 1000) to calculate the display position and then save the data to the display memory. to write. It should be noted that it may take approximately 130 με from the moment the user presses any key on the keyboard until the data is actually displayed on the display unit of the computer when working with the DOS system, while it is approximately 340 μβ takes when working with the WINDOWS operating system.

Over het algemeen zijn de meeste ervaren typistes in staat om een gemiddelde van 5 toetsaanslagen op het toetsenbord per seconde uit te voeren. De samenhang tussen de systeemklok van de CPU en de tijd bij gebruik van het bestaande energiebeheertechniek wordt geïllustreerd in fig. 3 en zal hierna worden besproken. Wanneer de gebruiker de eerste toets van het toetsenbord aanslaat, zal de CPU van de computer in de busy mode werken gedurende een eerste tijdsduur van 340 με (0-T1) om de gegevens op het scherm van de computer weer te geven. Daarna, gedurende de volgende tijdsduur van 128 ms (Tl-T2), zal de CPU in leegloop werken. De tijdsduur T1-T2 wordt gebruikt door de bestaande energiebesparingsbesturingsinrich-ting om te bepalen of de CPU in leegloop werkt of niet. In de tijdsduur T2-T3 die ongeveer 72 ms bedraagt wordt de systeemklok van de CPU gewijzigd naar een lage frequentietoestand (2 MHz) en de lage frequentietoestand wordt gehandhaafd totdat de gebruiker de tweede toets op het toetsenbord aanslaat, d.w.z. op het tijdstip T3. Het tijdstip T3 ligt ongeveer 200 ms vanaf toen de eerste toets werd aangeslagen. Op het tijdstip T3 zal de systeemklok van de CPU weer omhoog gaan naar het oorspronkelijke hoge frequentieniveau van 20 MHz. Met verwijzing naar fig. 3 wordt begrepen dat de prestatiesnelheid van de CPU altijd hoger is dan die van het werk van de gebrui ker gedurende de periode van het invoeren van gegevens. Bovendien is het gebruikelijke energiebesparingsbesturingscircuit slechts in staat de systeemklok te wijzigen vanaf een hoge frequentietoestand naar een lagere vastgestelde frequentietoe-stand wanneer het vaststelt dat de CPU van de computer zich bevindt in een leegloopmode.In general, most experienced typists are able to perform an average of 5 keystrokes on the keyboard per second. The relationship between the system clock of the CPU and the time using the existing power management technique is illustrated in Figure 3 and will be discussed below. When the user presses the first key on the keyboard, the CPU of the computer will run in busy mode for an initial time of 340 με (0-T1) to display the data on the computer screen. Then, for the next 128ms (Tl-T2) time, the CPU will run idle. Time T1-T2 is used by the existing power saver control device to determine whether the CPU is idle or not. In the time period T2-T3 which is approximately 72 ms, the system clock of the CPU is changed to a low frequency state (2 MHz) and the low frequency state is maintained until the user presses the second key on the keyboard, i.e. at time T3. Time T3 is approximately 200 ms from when the first key was pressed. At time T3, the system clock of the CPU will go back up to the original high frequency level of 20 MHz. With reference to Fig. 3, it is understood that the CPU performance rate is always higher than that of the user's work during the data entry period. In addition, the conventional power-saving control circuit is only able to change the system clock from a high frequency state to a lower determined frequency state when it detects that the computer's CPU is in idle mode.

DOELEN EN SAMENVATTING VAN DE UITVINDING Een doel van de onderhavige uitvinding is een energiebespar ingswerkwijze en -inrichting te verschaffen voor het verder besparen van voedingsenergie van de computer speciaal gedurende de periode van het invoeren van de gegevens.OBJECTS AND SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an energy saving method and apparatus for further conserving power energy of the computer especially during the period of data entry.

In overeenstemming met de uitvinding is de computer ontworpen om in staat te zijn de situatie van de periode van het invoeren van gegevens vast te stellen, zoals het schrijven van een menu of een dokument, en het is mogelijk de systeemklok te wijzigen naar een lagere frequentietoestand ook gedurende de tijdsduur 0-T2, zonder intussen de prestaties te beïnvloeden gedurende gegevensinvoerwerk. Het gebruikelijke energiebesparingsbesturingscircuit is slechts in staat de systeemklok te wijzigen van een hoge frequentietoestand naar een lagere vastgestelde frequentietoestand wanneer het vaststelt dat de CPU van de computer in een leegloopmode werkt. Het vermogen bespaard door gebruik van het energiebesparingsontwerp van de onderhavige uitvinding kan als volgt worden berekend: (1) de snelheid van het invoeren van gegevens is vijf aanslagen per seconde, het rendement van de energiebesparing E zal zijn:In accordance with the invention, the computer is designed to be able to determine the situation of the period of data entry, such as writing a menu or a document, and it is possible to change the system clock to a lower frequency state also during the time period 0-T2, without meanwhile affecting the performance during data input work. The conventional power saving control circuit is only able to change the system clock from a high frequency state to a lower established frequency state when it detects that the computer's CPU is running in idle mode. The power saved by using the energy saving design of the present invention can be calculated as follows: (1) the speed of data entry is five strokes per second, the energy saving efficiency E will be:

(2) de snelheid van het invoeren van gegevens is één aanslag per seconde, het rendement van de energiebesparing Eps zal zijn:(2) the speed of data entry is one touch per second, the energy saving efficiency Eps will be:

Opgemerkt wordt dat het volgens de bovenstaande berekeningen het rendement van de energiebesparing door gebruikmaking van de nieuwe techniek in plaats van de bestaande techniek voor een ervaren typist zelfs 74% kan bedragen en voor een niet-ervaren typist 54%. Zelfs een hoger rendement van energiebesparing kan worden bereikt als de systeemklok van de CPU kan worden gewijzigd naar een lagere toegestane werkfre-quentietoestand in overeenstemming met de snelheid van het invoeren van gegevens door de gebruiker. De systeemklok van de CPU moet evenwel een minimale grensniveau hebben om de ingevoerde gegevens weer te geven omdat mensen het knipperen van de visuele weergave beneden 0,1 seconde onderscheiden. De CPU moet daarom worden gelimiteerd tot een minimum snelheid van weergave van 0,1 seconde om de ingevoerde gegevens weer te geven.It should be noted that, according to the above calculations, the efficiency of the energy savings by using the new technique instead of the existing technique can be as much as 74% for an experienced typist and 54% for an inexperienced typist. Even a higher efficiency of energy savings can be achieved if the system clock of the CPU can be changed to a lower allowable operating frequency state according to the speed of data entry by the user. However, the CPU system clock must have a minimum limit level to display the entered data because people distinguish the flashing of the visual display below 0.1 second. The CPU must therefore be limited to a minimum display speed of 0.1 seconds to display the data entered.

In een voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding wordt een hardware-configuratie in combinatie met een software-module gebruikt om de energiebesparingsinrichtingen te besturen met een hoger energiebesparingsrendement in vergelijking met de energiebesparingsbesturingsinrichting uit de bekende stand van de techniek. De hardware-configuratie van de huidige uitvinding is in staat de uitvoeringssituatie over een variabele tijdsduur in het verleden te registreren en te analyseren en dan het geanalyseerde resultaat te vergelijken met een verzameling van vastgestelde getallen die op voorhand kunnen worden vastgesteld door de software-module teneinde te bepalen of de CPU aan het werk is met gegevensinvoer of niet. Bovendien is de onderhavige uitvinding in staat de systeemklok van de CPU te wijzigen tot een toegestaan minimum frequentie-niveau overeenkomstig de werkelijke snelheid van het invoeren van gegevens door de gebruiker teneinde het hoogste energiebe-sparingsrendement te bereiken.In a preferred embodiment of the present invention, a hardware configuration in combination with a software module is used to control the energy saving devices with a higher energy saving efficiency compared to the prior art energy saving controller. The hardware configuration of the present invention is able to record and analyze the execution situation over a variable period of time in the past and then compare the analyzed result with a set of determined numbers that can be determined in advance by the software module in order to determine if the CPU is working with data entry or not. In addition, the present invention is capable of altering the system clock of the CPU to an allowable minimum frequency level according to the actual rate of data entry by the user in order to achieve the highest energy saving efficiency.

In het algemeen gesproken kunnen de taken van de CPU als volgt worden onderverdeeld: (1) toetsenbordinterruptver- zoek, (2) directe toegang tot het geheugen (Direct Memory Access; DMA), (3) andere interruptverzoeken, (4) schrijven naar het videogeheugen, (5) toegang tot de harde schijf, (6) toegang tot de floppy disk, (7) printen, (8) seriële poort. De CPU heeft een mogelijkheid om verschillende van de hierboven aangegeven taken tegelijkertijd uit te voeren terwijl een software-applicatie wordt gedraaid. De CPU besteedt het grootste deel van zijn tijd aan het uitvoeren van taken van het toetsenbordinterruptverzoek of schrijven naar het videogeheu-gen gedurende de periode dat gegevens worden ingevoerd. Overeenkomstig deze karakteristiek is de uitvinding voorzien van een aantal dataregisters voor het vaststellen en registreren van de situaties van de overeenkomstige verschillende taken van de CPU. Bovendien wordt een sequentiële registratie-inrichting gebruikt om de werksituaties van ieder gegevensre-gister te verzamelen zodat de taken uitgevoerd door de CPU en de sequentiële samenhang tussen iedere taak kan worden geregistreerd in de sequentiële registratie-inrichting voor verdere analyse. Een andere mogelijkheid is dat de CPU de snelheid van het invoeren van gegevens bepaalt van de gebruiker door de frequentie vast te stellen van de toetsenbordinter-ruptverzoeksignalen die worden gegenereerd door het toetsenbord. Daarna is het mogelijk vast te stellen of de computer in de gegevensinvoermode of niet werkt door middel van een verge-lijkingscircuit dat wordt gebruikt om de registratie in de sequentiële registratie-inrichting te vergelijken met een verzameling van vastgestelde getallen die veranderbaar is en kan worden ingesteld met behulp van software. Is eenmaal de situatie van de invoer van gegevens en de snelheid van de invoer van gegevens vastgesteld gedurende de periode van gegevensinvoer, dan kan een systeemklokbesturingscircuit automatisch de systeemklok van de CPU wijzigen naar een toegestaan minimum frequentieniveau.Generally speaking, the tasks of the CPU can be divided as follows: (1) keyboard interrupt request, (2) direct memory access (DMA), (3) other interrupt requests, (4) write to the video memory, (5) hard disk access, (6) floppy disk access, (7) printing, (8) serial port. The CPU has the ability to perform several of the tasks listed above simultaneously while running a software application. The CPU spends most of its time performing keyboard interrupt request tasks or writing to the video memories during the period of data entry. In accordance with this characteristic, the invention is provided with a number of data registers for determining and recording the situations of the corresponding different tasks of the CPU. In addition, a sequential recorder is used to collect the working situations of each data register so that the tasks performed by the CPU and the sequential consistency between each task can be registered in the sequential recorder for further analysis. Another possibility is that the CPU determines the speed of data entry of the user by determining the frequency of the keyboard inter-rupt request signals generated by the keyboard. After that, it is possible to determine whether or not the computer is operating in the data input mode by means of a comparison circuit used to compare the recording in the sequential recording device with a set of determined numbers which is changeable and can be set using software. Once the situation of data entry and speed of data entry has been established during the data entry period, a system clock control circuit can automatically change the system clock of the CPU to a permitted minimum frequency level.

Overeenkomstig een ander aspect van de onderhavige uitvinding wordt een energiebesparingsinrichting verschaft die een hardware-configuratie gebruikt die in staat is om de door de CPU uitgevoerde taken te registreren en te analyseren gedurende een vastgestelde tijdsperiode teneinde te bepalen of de computer in de gegevensinvoermode draait of niet. Bovendien kan de systeemklok van de CPU worden gewijzigd naar een toege-stane laagste frequentie in overeenstemming met de werkelijke snelheid van de gegevensinvoer door de gebruiker.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided an energy-saving device that uses a hardware configuration capable of recording and analyzing the tasks performed by the CPU for a predetermined period of time to determine whether or not the computer is running in data input mode. . In addition, the system clock of the CPU can be changed to a permitted lowest frequency in accordance with the actual rate of data entry by the user.

Overeenkomstig nog een ander aspect van de onderhavige uitvinding wordt een vaststellingsinrichting verschaft die een aantal gegevensregisters gebruikt om de verschillende situaties gedurende het uitvoeren van iedere taak door de CPU te registreren. Bovendien wordt een sequentiële registratie-in-richting (d.w.z. een wachtrij-inrichting) verschaft voor het verzamelen van de situaties van ieder gegevensregister teneinde het uitgevoerde aantal en de sequentie van iedere taak te registreren. Een vergelijkingscircuit wordt gebruikt om de resultaten te vergelijken met een vastgesteld getal om vast te stellen of de computer in de gegevensinvoermode werkt of niet.In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a determination device that uses a plurality of data registers to record the different situations during the execution of each task by the CPU. In addition, a sequential recording device (i.e., a queue device) is provided for collecting the situations of each data register in order to record the executed number and sequence of each task. A comparison circuit is used to compare the results with a fixed number to determine whether or not the computer is operating in data entry mode.

Het voorgaande en andere doeleinden, karakteristieken, aspecten en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijker worden uit de nu volgende gedetailleerde beschrijving van de onderhavige uitvinding wanneer beschouwd in samenhang met de tekeningen.The foregoing and other objects, characteristics, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when considered in conjunction with the drawings.

KORTE BESCHRIJVING VAN DE TEKENINGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 is een besturingsstroomschema van een conventionele energiebesparingsinrichting voor een computer; fig. 2 is een besturingsstroomschema dat toont hoe de computer de ingevoerde gegevens toont op een monitor; fig. 3 illustreert een relatie tussen de CPU-systeem-klok met de tijd van de energiebesparingsinrichting in de computer ; fig. 4 is een besturingsstroomschema in overeenstemming met de onderhavige uitvinding; fig. 5 is een besturingscircuitschema van een voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding; en fig. 6a en fig. 6b illustreren het verschil tussen de energiebesparingsinrichtingen van de bekende stand van de techniek en de huidige uitvinding gedurende de periode van het invoeren van gegevens.Fig. 1 is a control flow chart of a conventional computer power saver; Fig. 2 is a control flow chart showing how the computer displays the input data on a monitor; FIG. 3 illustrates a relationship between the CPU system clock with the time of the power saver in the computer; Fig. 4 is a control flow chart in accordance with the present invention; Fig. 5 is a control circuit diagram of a preferred embodiment of the present invention; and FIG. 6a and FIG. 6b illustrate the difference between prior art energy saving devices and the present invention during the data entry period.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGENDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Er wordt nu verwezen naar de fig. 4 en fig. 5 die respectievelijk een stroomschema en een besturingscircuit tonen van een voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding. Het besturingscircuit is voorzien van een aantal gegevensre-gisters 1 voor het registreren van de situaties van de verschillende taken uitgevoerd door de CPU van een computer zoals een toetsenbordinterruptverzoek, directe toegang tot het geheugen, etc. Een sequentiële registratie-inrichting 2 is voorzien voor het registreren van de taken en de sequentie van iedere taak uitgevoerd door de CPU. Een kloksignaal van 32 KHz wordt aan de sequentiële registratie-inrichting 2 toegevoerd en doet dienst als een referentiefrequentie, zodat de snelheid van de invoer van gegevens van de gegevens die worden ingevoerd door de gebruiker kan worden vastgesteld door vergelijking van de referentiefrequentie met de frequentie waarmee het toetsenbordinterruptiesignaal wordt gegenereerd dat door het toetsenbord wordt verzonden. De sequentiële registratie-inrichting 2 kan bestaan uit een aantal registers, een aantal flip-flops, en een aantal logische poorten daarin.Reference is now made to Figs. 4 and 5 which show a flow chart and a control circuit, respectively, of a preferred embodiment of the present invention. The control circuit is provided with a number of data registers 1 for recording the situations of the various tasks performed by the CPU of a computer such as a keyboard interrupt request, direct access to the memory, etc. A sequential recording device 2 is provided for record the tasks and sequence of each task performed by the CPU. A clock signal of 32 KHz is applied to the sequential recorder 2 and serves as a reference frequency, so that the speed of data input of the data input by the user can be determined by comparing the reference frequency with the frequency at which the keyboard interrupt signal generated by the keyboard is generated. The sequential recording device 2 may consist of a number of registers, a number of flip-flops, and a number of logic gates therein.

Een vergelijkingscircuit 3 bestaande uit een aantal comparators daarin wordt gebruikt om de resulterende gegevens van de sequentiële registratie-inrichting 2 te vergelijken met een vastgesteld getal dat op voorhand kan zijn vastgesteld via software, en het getal is veranderbaar. De tijdsperiode voor vergelijking hangt af van de ingestelde frequentie, bijvoorbeeld 1 KHz, van de flip-flop 4 die het comparatiecircuit 3 volgt. In de ingestelde tijdsperiode van de flip-flop 4, als het uitgevoerde getal van de sequentiële registratie-inrichting 2 groter is dan het ingestelde getal door middel van vergelijking van het comparatorcircuit 3, zal de flip-flop 4 een besturingssignaal uitzenden naar de multiplexer 5, hetgeen betekent dat de computer gegevensinvoer ontvangt. De multiplexer 5 zal dan een toegestane laagste systeemklok doen uitgaan naar de CPU om te werken in gegevensinvoermode. Tegenovergesteld hiermee, als de computer geen gegevensinvoer ontvangt zal de multiplexer 5 een hoge systeemklok uitvoeren naar de CPU.A comparison circuit 3 consisting of a number of comparators therein is used to compare the resulting data from the sequential recording device 2 with an established number which can be determined in advance by software, and the number is changeable. The time period for comparison depends on the set frequency, for example 1 KHz, of the flip-flop 4 that follows the comparator circuit 3. In the set time period of the flip-flop 4, if the output number of the sequential recording device 2 is greater than the set number by comparison of the comparator circuit 3, the flip-flop 4 will send a control signal to the multiplexer 5 , which means that the computer is receiving data input. The multiplexer 5 will then output a permitted lowest system clock to the CPU to operate in data input mode. Conversely, if the computer does not receive data input, the multiplexer 5 will output a high system clock to the CPU.

De teller 7 getoond in fig. 5 wordt gebruikt om de snelheid van toetsaanslagen van de gebruiker te berekenen (d.w.z. het aantal toetsaanslagen per seconde). Daarna wordt het gegeven van de toetsaanslagsnelheid naar de frequentiede-ler 6 gestuurd en de frequentiedeler 6 past de klokfrequentie aan die wordt toegevoerd aan de CPU in reactie op het gegeven. In het algemeen gesproken zal een hogere toetsaanslagsnelheid een hogere klokfrequentie veroorzaken toegevoerd aan de CPU.The counter 7 shown in Fig. 5 is used to calculate the speed of the user's keystrokes (i.e., the number of keystrokes per second). Thereafter, the keystroke rate data is sent to the frequency divider 6, and the frequency divider 6 adjusts the clock frequency applied to the CPU in response to the data. Generally speaking, a higher keystroke speed will cause a higher clock frequency applied to the CPU.

Fig. 6a en 6b zijn tijddiagrammen die het verschil tonen tussen de systeemklokfrequentie en de tijd, met betrekking tot de energiebesparingscircuits uit de bekende stand van de techniek en de huidige uitvinding. Aangenomen dat de snelheid van de gegevensinvoer door de gebruiker 4 toetsaanslagen per seconde is (d.w.z. één toetsaanslag per 0,25 seconde) kan uit fig. 6a worden opgemerkt dat het conventionele energiebe-sparingscircuit de leegloopsituatie van de computer kan vaststellen en dan de systeemklok kan wijzigen vanaf een hoge frequentie naar een lagere frequentie totdat een tweede toets wordt aangeslagen. In de voorkeursuitvoering volgens deze uitvinding volgens fig. 6b evenwel gebruikt de hardware van het energiebesparingscircuit een tijdsduur van 0,7 seconde om de situatie van de computer te verzamelen en te analyseren. Na de tijdsduur van 0,7 seconde zal de systeemklok worden gewijzigd naar een lagere frequentie om energieverbruik te besparen terwijl de situatie van de gegevensinvoer wordt vastgesteld. Het energiebesparingscircuit zal continu detecteren of de computer gegevensinvoer ontvangt per 0,7 seconde tijdsperiode en de systeemklok wijzigen in overeenstemming met de snelheid van gegevensinvoer door de gebruiker.Fig. 6a and 6b are time diagrams showing the difference between the system clock frequency and the time, with respect to the energy saving circuits of the prior art and the present invention. Assuming that the speed of data entry by the user is 4 keystrokes per second (ie one keystroke per 0.25 second) it can be noted from Fig. 6a that the conventional power saving circuit can determine the idle state of the computer and then the system clock change from a high frequency to a lower frequency until a second key is pressed. However, in the preferred embodiment of this invention of Fig. 6b, the energy saving circuit hardware uses a time of 0.7 seconds to collect and analyze the situation of the computer. After the 0.7 second duration, the system clock will change to a lower frequency to save power consumption while determining the data input situation. The power saver circuit will continuously detect whether the computer is receiving data entry per 0.7 second period of time and change the system clock according to the rate of data entry by the user.

Bijvoorbeeld zal in het tijdsinterval van 0,7 tot 1,4 seconde, terwijl de snelheid van gegevensinvoer door de gebruiker verandert naar een lagere snelheid, de situatie worden vastgesteld en de systeemklok zal verder worden verlaagd tot een lager frequentieniveau zoals in fig. 6b met een vaste lijn wordt getoond na de tijd van 1,4 seconde. Daartegenover zal, wanneer het energiebesparingscircuit vaststelt dat de computer gegevensinvoer ontvangt met een hogere snelheid de systeemklok worden gewijzigd naar een hogere frequentie zoals in fig. 6b met een streeplijn wordt getoond na de tijd van 1,4 seconde teneinde tegemoet te komen aan de behoeften van de hogere snelheid van gegevensinvoer.For example, in the time interval of 0.7 to 1.4 seconds, as the speed of data entry by the user changes to a slower speed, the situation will be determined and the system clock will be further lowered to a lower frequency level as in Fig. 6b with a landline is shown after the 1.4 second time. In contrast, when the power saving circuit determines that the computer is receiving data input at a higher rate, the system clock will be changed to a higher frequency as shown in dashed line in Fig. 6b after the time of 1.4 seconds to meet the needs of the higher speed of data entry.

Het energiebesparingscircuit van de onderhavige uitvinding is in staat om energie te besparen zelfs onder APM (Advanced Power Management) gepubliceerd door Microsoft Corporation. De reden is dat de APM-energiebesparing-software vaststelt dat de CPU in leegloopmode is, terwijl de huidige uitvinding in staat is om te bepalen of de CPU van de computer gegevensinvoer ontvangt door het verzamelen en analyseren van de voorgaande taken die door de CPU zijn uitgevoerd op een vastgestelde tijdsperiode teneinde een energiebe-sparingseffect te verschaffen.The energy saving circuit of the present invention is capable of saving energy even under APM (Advanced Power Management) published by Microsoft Corporation. The reason is that the APM power saving software determines that the CPU is idle, while the present invention is able to determine whether the computer's CPU is receiving data input by collecting and analyzing the previous tasks performed by the CPU performed at a specified period of time to provide an energy saving effect.

Claims

An energy saving method for saving energy consumption of a computer during a data entry period comprising the following steps: recording the data of performed tasks for a specified period of time; analyzing the recorded data of performed tasks to determine if the computer is receiving input data; changing the system clock of the computer's central processing unit (CPU) to an allowable lowest speed in accordance with the rate of data input while the computer is receiving data input, and changing the system clock of the CPU to an allowable highest speed while the computer is not receiving data input.

The power saving method according to claim 1, wherein the recorded data of the performed tasks comprises the number and sequence of each task performed by the CPU of the computer.

The energy saving method according to claim 1 or 2, characterized in that the slowest speed during data entry is selected in accordance with the speed of data entry (Fig. 6b).

An energy saving device for preserving the energy consumption of a computer during a period of data entry, comprising: recording means (1, 2) for recording data of the tasks performed comprising the number and sequence of each task performed by the computer's CPU for a specified period of time; analysis means (3, 4) for analyzing the recorded data of the performed tasks to determine whether the computer receives data input; and modifying means (5, 6) for modifying the system clock of the CPU of the computer according to the speed of the data input.

The energy saving device according to claim 4, characterized in that the recording means comprises a number of data registers (1) for determining and recording the situations of the tasks performed by the CPU of the computer and a sequential recording device (2). for recording the situations comprising the number and sequence of the tasks performed by the CPU, the sequential recording device (2) being clocked for comparison with the data collected by the sequential recording device to determine the speed of determine the data entry of the data entered by the user; the analysis means comprising a comparison circuit (3) for comparing the output of the sequential recording device (2) with a fixed number; and a flip-flop (4) to determine whether the computer is receiving data input at a predetermined rate, which flip-flop (4) is outputting a control signal indicating that the computer is receiving data at the end of each time duration according to the result of the comparison circuit (3); and in that the modifying means comprises a multiplexer (5) to output the system clock at an appropriate speed to the computer's CPU according to the output of the flip-flop (4); and a frequency divider (6) for changing the system clock to a permitted minimum speed and sending it to the multiplexer (5) in accordance with the speed of data entry recorded in the sequential recording device (2).

The energy saving device according to claim 5, wherein the determined speed is 1 KHz.

An energy saving device according to claim 5, wherein the frequency of the clock signal is 32 KHz.

An energy saving device according to claim 5, wherein the sequential recording device (2) comprises a number of registers, a number of flip-flops and a number of logic gates.

An energy saving device according to claim 5, wherein the comparator circuit comprises a plurality of comparators.

The energy saving device of claim 5, wherein the determined number includes a reference frequency and the duration of the interrupt signal from the keyboard.