TW496962B - Apparatus for reading the charge of smart battery - Google Patents

Description

496962 五、發明說明α) 【發明領域】 本發明是有關於一種信號偵測裝置，且特別是有 一種智慧型電池之電量讀取裝置。 ； 【發明背景】 對筆記型電腦而言，由於筆記型電腦具有可攜帶性， 在不外接電源的情況之下，整臺筆記型電腦就靠其所 的專用電池來提供電力，所以維持電池電源持續而稃定= 力供應對整個系統的運作非常重要。 〜 目刚筆記型電腦，所使用的電池裝置為智慧型電池 (smart battery )裝置。其優點是它可以提供電池目前 的剩餘電量資料，透過電腦主機與電池裝置之間的匯流排 (bus)來傳給主機中的系統處理單元（以以㈣Centrai

Processor Unit，System CPU )，告訴電腦主機目前電池 剩餘，，夏。如此，系統處理單元就可以根據所得到的剩 餘電i資料來執行電源管理（p〇wer 的工 作’根據電池的剩餘電量對整個電腦系統的電力運用作最 有效率的調控。例如：如果使用者一直沒有透過鍵盤或是 其他電腦周邊輸出\輸入元件來對電腦主機發出指令，經 f ^間之後’系統控制單元將會依照作業系統預先的 〔又疋，關閉顯示器、硬碟或是其他電路元件的運作，以節 省電力1或是在電池的剩餘電量減少到一定的程度時，系 j控制單π會減低顯示器顯示畫面的亮度，以減少電力的 貝耗，並且提供警告訊息提醒使用者，電池需要充電。甚 至在電池的剩餘電量嚴重不足時將資料儲存到記憶體或是

麵 496962 、發明說明（2) 硬碟裡，並且強制關閉整個系統。 在筆記型電腦中，讀取智慧型電池的電量資料的工 是由一内嵌控制處理單元（Embedded Controller，Ec) 來負責。内嵌控制處理單元會讀取當時智慧型電池的 電量資料。筆記型電腦在運作時，作#系統會定期地、 糸、:=單元呼叫内嵌控制處理單元。在接到系統處 令之n復控制處理單去讀取#時智 :池的剩餘電量資，料，再將之提供給系統處理單元。； 處，單元在接到^控制處理單元所饋人的 = j，即可根據當時智慧型電池的剩餘 、里= 订電源管理的工作。 夕乂 來執 =是，内喪控制處理單元除了讀取 外，退必須負責執行其它的工作 J :枓以 或是其他周邊輸入設備的指♦，或二=自於鍵盤 放······等等，也都是内嵌控制處理⑽Γ '先碟機的直接播 由前文所述，系统處理單- 早兀必須執行的任務。 元去讀取智慧型電池中目；叫内喪控制處理單 =須定期地中斷正在執行的工作電陆内嵌處理單 仃°買取剩餘電量資料的工 冬時間分配去執 理單元執行其他工作的品質盘二，物響内敌控制處 單元讀取智慧型電池的剩 方面’内敌控制 机排送入系統處理單元中貝枓，並將之透過匯 間。故當系統處理單元呼叫内d王需花費一段相當的時 型電池中目前的剩餘電量資料j %: 2單元去讀取智慧 __^ 系'統處理單元也必須定 五、發明說明（3) 钮也中斷其他工作的執行，以 工作的品會影響系統處理單元執行其他 基本輸入輸出d置改善上述缺點的方法是’在系統的 i srrM〇s 單元定期地读％知姑電里貝科。内嵌控制處理 餘電量資料電量資料之後，就將剩 作業系統要求“产:：輸η統中指定的位置儲存。當 處理單元僧吉拉、、处早70去頊取剩餘電量資料時，系統 記憶體所預先ϊ=基本輸入輸出系統中某—特定位置的 篮：預先儲存的剩餘電量資料。如此 = 早兀專待的時間，減低系Ί、、先處 餘電量資料的工作時，對其他工作也執行讀取剩 使用偯幼士、，士 忭的執仃效率的影響。 型電池的剩餘·1:;會f生的問題是··首先，讀取智慧 多功能：::ίΓ控制處理單元所具備的眾 利運轉非常重要故^估^的多少對筆記型電腦能否順 剩餘電量的工作，内嵌控制處理單執 地犧牲其執行其他卫作的品f與效率 2疋必須疋期 取智慧型電池的剩餘電量次/。、 ’、 ¥間以優先讀 理單元發揮最大的‘能。貝’、。°、’不能使内嵌控制處 可以匕=?先儲存在基本輸入輸出系統中，固然 是對基本剩餘電量資料所需的時間。但 輸出糸統而言，它仍然必須花費相同的時間 第6頁 (4) 也自内肷控制處理單元讀取剩餘電量 存。值鉍t 4 # 电里貝科，並將之儲 元輪！ = ί不能減少剩餘電量資料從内嵌控制處理單 間。出剩餘電篁貧料到基本輸入輪出系統儲存所花費的時 實暫最後以產品的成本支出來考量，内嵌控制處理單元 上與中央處理單元相同，皆可藉由設計複雜的指令 L使其具有比一般邏輯電路複雜的輸入\輸出、運算、 =輯判斷，儲存的功能。相對而言，内嵌控制處理單元與 恭央，理單元另一點相同的地方就是，價格皆比一般邏輯 =路昂貴。但是，讀取智慧型電池的剩餘電量的工作其實 费不而要使用到如此複雜的功能，可藉由適當地設計邏輯 :路來達成。故使用價格較昂貴的使用内嵌控制處理單元 來執行一般邏輯電路就能夠執行的工作，並不符合成本效 盈 。 练上所述，使用傳統的電量讀取裝置來得到智慧型電 池的剩餘電量資料’所產生的缺點如下： 一 ·影響内嵌控制處理單元執行其他工作的效能表 現。 二·將剩餘電量貢料存入基本輸入輸出系統所需花費 的時間太長。 二·不符合成本效益。 【發明目的及概述】 有鑑於此，本發明的目的就是在提供一種智慧型電池

$ 7頁 496962 五、發明說明（5) 之電量讀取裝置，用以取代 的功能，以達到以下的目：内後控制處理…電量讀取 一高内嵌控制處理單元的效能表現。 費的;間 本輸入輸出系統讀取剩餘電量資料所需花 三·提高成本效益。 根據本發明的目的，接ψ— 裝置。該電量讀取穿置句括.Ί曰慧型電池之電量讀取 池麵接，讀心時與智慧型電 脈信號至智慧型電I:::;::;、:，電力參考時 電路也依據時脈輸入信號輸二時=，言買取控制 脈信號。而且讀取控制電路會二也m以及第二時 :電^，並序列地輸出剩餘電量資剩 料緩衝電路接m時 並列地輸出剩餘電量；料：資餘電量資料，且 :耦接’當資料儲存電路接收到：：·與資料緩衝電 存電路會並列地接收剩餘電量資號時，資料儲 κ為讓本發明之上述目的、；列地將之輸出。 [下文特舉一較佳實施例，並 更明顯易 明如下。 口所附圖式，作詳細說 較佳實施例】 本發明的精神在於設計一個可讀 j，取智慧型電池 第8頁 496962 五、發明說明（6) (smart battery)之剩餘電量資料的電路裝置來取代内 嵌控制處理單元（Embedded Controller，EC)的功能。 請參照第1圖，其所繪示乃智慧型電池之電量讀取裝 置1 0 0之示意圖。本發明設計一個電量讀取裝置丨〇 〇，用以 讀取智慧型電池1 0 2之剩餘電量資料，來取代内嵌控制處 理單元電量讀取的功能。電量讀取裝置丨〇〇分別與智慧型 電池1 0 2以及系統主機中的基本輸入輸出系統（B a s i c

Input\Output System，BIOS)110 耦接。此外，電量讀取 裝置1 0 0包含三個電路，分別是讀取控制電路丨〇 4、資料緩 衝電路106以及資料儲存電路1〇8，此三個電路元件的耦接 關係如第1圖所示。 系統處理單元（System Central Processor Unit， System CPU )會輸出位址信號add呼叫電量讀取裝置ι〇〇， 當電量讀取農置i ο ο +之讀取控制電路i 〇 4接收到一個位址 Wadd時’ t量讀取裝置1〇〇即開始執行電量讀取的工 睛參照第2圖，：所降一 π哲+ 冷取:^ Φ丨雷队/斤第圖中各信號之時序圖。 δ貝取控制電路1 〇 4除了自付μ於 add之外，另休自吐 輸接收位址輸入信號 另外自吟脈輸入端CK接收時脈輸 控制電路104接收時脈於A产咕，m 徇八彳口唬t。嗔取 t，分別自序列時：ϋ: 用以依據時脈輸入信號 、、輪出端CS輸出電力參考時脈作# smbclk(smart batterv 1 、 拄 1 泥 時脈輸出端C1輸出至智慧型電池102、自第-以及自第二時龀於ψ蚪脈#號ou t1至資料緩衝電路1 〇 6 一、^出端C2輸出第二時脈信號_2至資料儲

第9頁 496962 、發明說明（7) 五 存電路1〇8。其中’時脈輸入信號 smbclk、第一時脈信號〇uU以及第二考時脈信號 時序皆如第2圖所示。換古之，读時脈仏號〇ut2的信號 智慧型電池丨02、資料緩衝電路二以γ ^ 運作的時脈信號，藉以同步控制智慧id 108 衝電，106以及資料儲存電路1〇8的運作。/ 、貝料緩 言買取控制電路1 〇4在接收到位址輪 輸：信號t之後，就自序列時脈輸出端cs ‘ ίΓ電力以來及考時： 脈信號smbclk給智慧型電池1〇2。電力參考時脈芦ς 、 s:=由ί量讀取裝置100與智慧型電池102之間V第一匯 t排饋入智慧型電池102。智慧型電池1〇2在得到電力夫考 m—cu之後，即自電量輸出糊輸出剩餘電量資 = 旦tajsmart battery data)，利用第—匯流排將之 ^曰包里碩取裝置100之讀取控制電路1〇4中。其中，剩餘 電量資料smbdata即是智慧型電池1〇2目前剩餘的電量。而 且剩餘電量資料smbdata係依據電力參考時脈信號smbclk 以序列（serial )的方式將資料依序傳送至讀取控制電路 104。此外，剩餘電量資料51„1)(^1；3的資料格式係由第一匯 流排的匯流排協定所決定。請再參照第2圖，如果第一匯 ⑽排為一系統管理匯流排（System Management bus，SM bus )，則以序列方式輸出的剩餘電量資料smbdata格式依 序包括位址資料格式address、指令格式CMD以及電量資料 格式data。 璜取控制電路1 〇 4得到剩餘電量資料s m b d a t a之後，自 496962 五、發明說明（8) 第一時脈輪出端C1輸出第一時脈信號〇 :。資料緩衝電糊可依據自第一時脈輸 1 * Λ信號0Utl ’由資料輪入端DI自讀取控制電路 104'入，餘電量資料smbdata。同樣的剩餘電量資料 s m b d a t a係以序列方式仿床蔣咨柯你 、 t。資料緩衝電= \料緩衝電路1。6 电纷iU〇 j依序接收饋入之剩餘電量資料 smbdata，並且將剩餘電量資料smbdata中 、 =別存入資料緩衝電路106中。如此，即可使二-列的貧 ^傳輸的剩餘電量資料smbdata轉換成以平行方式 p ar a 1 1 e I )傳輸。以平行方式傳輪的好 週期内即可同步將所 在，％脈 元件中’與序列方式相比，平行方以多的= 所花費的時間。因此，資料緩衝電^6\了即=夕傳輪 (buffering)的功能，使下一級的資&路 =週期内即可讀取資料緩衝電犧所儲在電： 讀取控制電路1 〇 4白筮-Π± Μ认， 一至資料儲存電自上=出==時脈 第二時脈信號〇ut2之後，：###/弟%脈輸入^Ετ接收 電量資料Pdata Λ中二自/:料緩衝電路…讀取剩餘 式，在一個時脈週^ 電量資_ata係以平行方 端DO傳送到資料儲存電二^=資料輸出 剩餘電量資料的功能，、4存電路108具有儲存 了將剩餘電量資料閂鎖（latch ) 第Π頁 五 (9) 發明說明 在資料儲存電路1〇8中。 ⑴。而電量入系統110即可呼叫電量讀取裝置 的剩餘電量ΛΛ 〇就會將儲存在資料儲存電路1〇8 偽兩曰* 平行的方式經由基本輪入鈐 與電量讀取裝置丨00之門的蜜_降4扯个叛入輸出糸統110 系統11 〇中指定 b1的第一匚",L排达入基本輸出輸入 的剩餘電量資料就二體儲存：如此’智慧型電池m目前 疋成ί慧型電池的剩餘電量資料的讀取工; 存， 電腦之外，1他步右：：喂取裝置⑨了可以用於筆記型 # f β 裝有智慧型電池的可攜式裝置，例如·— 動電广個人數位助理器（Pers 广置:如.订 PDA)……等等，皆可適用本裝置。 Assistance， 【發明效果】 本發明上述實施例所揭露之智 置，可達到以下的效果·· 电池之电里項取裝 - ·提高内後控制處理單元的*能表現： -電量讀取裝置’用以讀取智慧型電池 月广出 此電量讀取裝置可取代内嵌控制處理單元之電;二 能’使得内鼓控制處理單元不需要為了能夠優先；； 剩餘電量的工作而必須定期，也中㈣行其他工 = 嵌控制處理單元發揮最大的效能。 讓内 二.減少基本輸入輸出系' 統讀取剩餘電量f料 4 費的時間：本發明所提出之電量讀取裝置具有—資料而緩化衝 第12頁 496962

三·提高成本效益··本發明 除了邏輯電路的成本遠比内嵌控制處理單；：=工：;

的設計也可簡化内嵌控制處理單元的功能，相對而令 會減少内嵌控制處理單元之成本支出。 口 ^ 综上所述’雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上， 然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離 本發明之精神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此 本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為 準。

496962 圖式簡單說明 【圖式之簡單說明】 第1圖繪示智慧型電池之電量讀取裝置之示意圖。 第2圖繪示乃第1圖中各信號之時序圖。 【圖式標號說明】

第14頁 100 電 量 讀 取 裝 置 102 智 慧 型 電 池 104 讀 取 控 制 電 路 106 資 料 緩 衝 電 路 108 資 料 儲 存 電 路 110 基 本 輸 出 輸 入系統

Claims (1)

1. 496962 六、申請專利範圍 1 · 一種智慧型電池f 1 置，用以將該智慧型電池SII^rt battery )之電量讀 處理系統，該電量讀取裝置勺=餘電量資料傳送至—資^ —讀取控制電路，‘ & ^ : 、’ =出—電力參考時脈：號：ΪΪΪ係依據—時脈輪入 池’該讀取控制 ;康；J型電池以控制該智 第一4脈信號以及—第二時脈=該時脈輸入信號輪出一 以序列地接收並輸出該智慧型電；之取控制電路用 —資料緩衝電路，杏 3池之該剩餘電量資料； =信號時，該資料緩衝；ς二序到該第一時 -資料儲存；路且餘電量資料；以及 脈信號時，該資料 二f貝枓儲存電路接收到該第二時 收該剩餘電量資料：：：係並列地自該資料緩衝電路接 料處理系統。貝抖且亚列地輸出該剩餘電量資料至該資 中，該剩餘電;專二^圍第J項所述之電量讀取裝置，其 ^ ^ ^ ^ ^ ( B a s · c / V! # # # € ^ ^ ^ ^ ^ ^ 3 如由主由 InpUt/〇utput System， Bios )。 中，嗜電力利範圍第1項所述之電量讀取裝置，其 :排=參幹考入時二 該智慧型電池:‘第。乂電池，且該 '餘電量資料係自 、·工《X第 匯々丨L排輸入自亥電量讀取裝置。 中，辞笛如申請專利範圍第3項所述之電量讀取裝置，其 “ 匯流排係一系統管理匯流排（System

   IHil 第15頁 496962

   六、申請專利範圍 Management bus, SM bus ) ° 5 ·如申請專利範圍第i項所述之電量讀取裝置，其 中，該剩餘電量資料係自該電量讀取裝置經一第二匯流排 輸入該基本輸入輸出系統。 6 ·如申請專利範圍第5項所述之電量讀取裝置，其 中，该第一匯流排係該系統管理匯流排。 7 ·如申清專利範圍第1項所述之電量讀取裝置，其 中，該電量讀取装置係使用於一筆記型電腦。 ’、 8 ·如申凊專利範圍第1項所述之電量讀取裝置，盆 中，該電量讀取裝置係使用於一行動電話。 /、 9；如申請專利範圍第1項所述之電量讀取裝置，1 中’ δ亥迅i璜取裝置係使用於一個人數位助理哭 (Personal Digit ^“…咖，pM)。 时 1 〇· 一種電量讀取裝置，係利用一電力儲存裝置做為 電源之一’該電力儲存裝置係能輸出一剩餘電量資料，兮 電量讀取裝置包括： 、针々 一讀取控制電路，係根據一時脈輸入信號產生一電力 $考時脈k號、一第一時脈信號以及一第二時脈信號，該 電f ΐ存裳置係回應於該電力參考時脈信號而輸出該剩餘 電里貝料’該讀取控制電路係序列地從該電力儲存裝置接 收該ϋ Ϊ電量資料，且序列地輸出該剩餘電量資料； ^ 貝料緩衝電路，回應於該第一時脈信號而序列地從 該讀取控制電路接收該剩餘電量資料，且旅列地輸出該剩 餘電量資料；以及 '

   496^62 六、申請專利範圍 一資料儲存電路，回應於該第二時脈信號而並列地從 該貧料緩衝電路接收該剩餘電量資料，且並列地輸出該剩 餘電量資料。 ' ' 11·如申研專利範圍第1 〇項所述之電篁漬取裝置:、 中，該電量讀取裝置更包括依基本輸入輸出系統，其係並 列地從該貧料緩衝電路接收該剩餘電量資料。 12·如申請專利範圍第丨〇項所述之電量讀取裝置，" 中，該電力儲存裝置係為一智慧梨電池。 1 3·如申請專利範圍第丨〇項所述之電量讀取裝 中，該電力參考時脈信號係自該電量讀取裝置經：f:: 流排輸入該電力儲存裝置，且該剩餘電量資料係自〇 儲存裝置經該第一匯流排輸入該電量讀取裝^。 立 14·如申請專利範圍第1 3項所述之電里靖取、 中 ，該第-匯流排係一系統管理匯流排當取裝置，其 15. 如申請專利範圍第10項所述^ ^量讀取裝置 中，該剩餘電量資料係經一第二匯流排 ^ 其 其 其 其 輸出： f之電量讀取裝置^ 16. 如申請專利範圍第15項所述 中’該第二匯流排係該系統管理匯流排電量續取裝置 17. 如申請專利範圍第1〇項=:電… 中，該電量讀取裝置係使用於一筆$ =電量讀取裝置 1 8.如申請專利範圍第1 〇項所述 中，該電量讀取裝置係使用於一行勸之電量讀取裝置 19·如申請專利範圍第1 0項所述 496962

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