TW561333B - Power supply for central processing unit - Google Patents

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TW561333B TW091114671A TW91114671A TW561333B TW 561333 B TW561333 B TW 561333B TW 091114671 A TW091114671 A TW 091114671A TW 91114671 A TW91114671 A TW 91114671A TW 561333 B TW561333 B TW 561333B
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561333 A7 _____ B7 五、發明説明（） 發明領域： 本發明乃與中央處理器（CPU)有關，且特別和供應 c?u電源之電路相關。 發明背景： 一進階配置及電源介面（An Advanced Configuration and Power Inerface，ACPI)乃一包含硬體、作業系統 (operating system, OS)、軟體和個人電腦（personal computer，PC )週邊設備之介面的開放系統解決方案。ACPI 由英代爾公司（Intel Corporation)、微軟公司（Microsoft Corporation)和東芝公司（Toshiba Corporation)開發，以支 持0S、主機板硬體和PC週邊設備（如：唯讀光碟機 (CD-ROM)、硬碟等），使其能在電源的使用上相互溝 通0 一相關之電源管理系統技藝，由於其係以一基本輸入 /輸出系統（basic input/output system，BIOS )為基礎，是 以在設備失去功能一段時間後，會干擾供應至該設備之電 源。然而，ACPI的主要目的乃在支持一作業系統直接電 源管理（Operating System Directed Power Management， OSPM )，因此僅在必要時〇S可管理一切電源活動以供應 設備。 ACPI在一九九六年發行，並定義CPU之電源狀態為 CO、Cl、C2和C3 ^該C0為常態，C1為終止態，C2為 停止授權狀態，且C3為停止計時器狀態。 第4頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· -訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561333 A7 __ B7 五、發明説明（） 在C2狀悲，CPU執行小或極小之活動，如維持快取 相關之窥探操作。在C3狀態，亦即睡眠狀態，由於沒有 提供至CPU的外部計時器，因此造成CPU —切的活動， 除保存CPU快取記憶體中數據的功能外皆停止。因此，在 C3狀態所消耗之能量較在C2狀態減低更多。有鑑於此， ACPI在採用有限壽命電池的可攜式系統上非常實用。 一英代爾行動電壓定位（Intel Mobile Voltage Positioning，IMVP ) Π是一英代爾公司近來研發之進階電 壓修正技術。該IMPV II在ACPI所定義的C0〜C3外增加 了 一個功率狀態C4，或一深層睡眠狀態，當CPU在非運 轉時降低供應至CPU的電壓，並進一步減少電源消耗。 第1圖為一方塊圖，顯示在一電腦系統提供電源至 C P U的圖解。如第1圖所示，一包含一電源來源1 t之電 源供應器10 (如一交流電（AC)轉接器或電池），和一直流 /直流（DC/DC)轉換器12以將來自電源來源1 1的直流電壓 轉換為對CPU 20而言程度恰當的直流（dC)電壓Vcore， 並輸出此被轉換的直流電恩Vcore至CPU20。 該直流/直流轉換器12接收到厂睡眠」（DEEPSLEEP) 和「深度睡眠」（DEEPERSLEEP )之訊息信號（此信號 乃來自南橋控制器（未示於圖中），並為關於該CPU 20 的現時電源狀態之信號），並提供一程度上可回應該訊息 信號之直流電壓至C P U 2 0。舉例來說，當c P U之電源狀 態為C 0、C 1、C 2或C 3，該直流/直流轉換器1 2變換該電 源來源1 1供應之直流電壓V c c (如·· 3 · 3伏特）成為一標 第5頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) Γ·裝丨 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561333 A7 B7 五、發明説明（） 準直流電壓。（如：一交流電轉接器/電池型態：1 · 1 5伏 特/1.05伏特），並提供該轉換之標準直流電壓Vcore至 CPU20 〇 當CPU20在C0〜C3的電源狀態時，該電源狀態訊息 信號「睡眠」和「深度睡眠」皆在低階層（如邏輯「〇」） 或兩信號分別在高階層（如邏輯「丨」）和低階層。相反 的，若功率狀態訊息信號「深度睡眠」在高階層（如：CPU 的功率狀態為C 4 )，亦即，若一預定之時間間隔在C 3狀 態中消失，該直流/直流轉換器1 2轉換該電源來源1 1提供 的直流電壓Vcc為一低直流電壓Vcore(0.85伏特）並提供 該轉換之低電塵Vcore至CPU20。 弟2圖為一電路圖，其顯示第1圖中一直流/直流轉 換器1 2之實施例。如第2圖所示，該直流/直流轉換器1 2 包含一電源供應控制器1 4，舉例來說，該控制器可能為昇 特公司（SEMTECH Corporation)的 SC1471 「可攜式 Pentium® IV SpeedstepTM程序之電源供應控制器」（Power Supply Controller for Portable Pentium® IV SpeedstepTM Processors)。該電源供應控制器14用以產生回應電源狀 態訊息信號「睡眠」和「深層睡眠」的控制信號。該直流 /直流轉換器12更包含一 N型金氧半導體電晶體（NM0S transistor ) MN1，其擁有一形成於電源來源1 1的供應電 壓Vcc和節點N1間的電流路徑，並控制一閘極以回應電 源供應控制器1 4的信號。一 N型金氧半導體電晶體MN2 擁有一形成於節點N1和接地電壓Vss間的電流路徑，並 第6頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公复) 裝： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561333 A7 B7 五、發明説明（） 严裝： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 控制一閘極以回應電源供應控制器1 4的另一控制信號。 一誘導器L1和一電阻R1在節點N1和輸出已轉換的直流 電壓Vc0re的輸出端間串聯，且一電容器ci連接於輸出 端與接地電壓Vss間。 如上所述，該直流/直流轉換器丨2如支持睡眠模式 般，亦支持一深層睡眠模式。該直流/直流轉換器1 2在深 層睡眠模式下，其輸出之電壓（如：0.85伏特）低於標準電 壓（如：1.15〜1.05伏特）。 第3圖為一曲線圖，顯示第1圖中直流/直流轉換器 1 2之負載基準效率特性。第4圖為一曲線圖，顯示可攜式 電腦之一般CPU活動率狀態之時脈。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第3圖所示，當一部分之負載低於預定值時，該直 流/直流轉換器12之電源效率非常低。亦即，當CPU20於 如睡眠模式或深層睡眠模式之低活動率狀態時，該直流/ 直流轉換器12之效率貧乏。當CPU20於低活動率狀態時， 因為許多因素使該直流/直流轉換器1 2的電源效率低落。 第一，電源供應控制器14的電源消耗。第二，切換至電 晶體MN1和MN2之驅動電源。第三，電晶體MN1和MN2 開啟時，汲極源極間電阻Rdscon造成的損失。第四，由 於為穩定電源的迴授感應電阻R1所造成的損失。 此外，如第4圖所示，該CPU20 —般於低活動率狀 態較於高活動率狀態為頻繁。此可自一事實瞭解：讓當使 用者以電腦系統處理特定工作時，使用者鍵入、移動滑鼠 或讀取顯示器的訊息所需的時間較CPU運作時間長。 第7頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 561333 A7 B7
五、發明説明（） 如上所述，需要相關技藝提供# Cpu2〇纟低活動率 狀態下效率不致減低之新電源供應方案。額外或其他細 節、特徵與/或技術背景恰當之其他技術，十合當時可將上述 參照以參考文獻方式併入本案中。 發明目的 本發明之-目標乃在解決至少上述問題和/或缺點並 提供至少以下說明之優點。 本發明之另-目標乃在提供CPU —電源供應器該 電源供應器可改善CPU於低活動率狀態、低負載狀態或上 述兩狀態下之電源效率。 本發明之另一目標乃在提供CPU 一電源供應器，該 電源供應器可減少或防止效率的減低。 本發明之另一目標乃在提供CPU 一電源供應器，該 電源供應裔減少C P U之電源消耗並延長電池壽命。 本發明之另一目標乃在提供CPU 一電源供應器，該 電源供應器接收一電源供應電壓和一減低之電源供應電 壓。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明之另一目標乃在提供CPU 一電源供應器，使 用之電源供應器具有一供應一第一階CPU供應電壓之第 一電源電路，和一供應第二較低階CPU供應電壓之第二電 源電路。 根據本發明’能藉提供中央處理器電源供應器以完成 至少全部或部分上述和其他之目標。該電源供應器包含一 第8頁 ti5iiJ(CNS)A4 規格(膽297 ---- 561333 A7 B7 五、發明説明（ 當中央處理器在第一 -階電壓之第—& Μ式時，供射央處理器-第 式時，提供中夬處 和一當中央處理器在第二活動率模 於第一階。 咨-階電壓之第二電路’該第二階低 為進-步達到本發明全部或部分之上述目稃 提供一可攜式電腦，並― 發月 含-輸出第—和第：:者:：路，其中該電源供應電路包 源供應器之第一雷厭仲广姑 逆接於私 電壓供應裝置，在CPU於第一活動率狀辦 接收第一參考雷厭廿认t A 勒+狀怨 壓並輸出廷源供應電壓至CPU。而一第-電壓供應裝置，在At* 示一 在弟一活動率狀態接收第二參考電壓並輸 訂 出電源供應電壓至CPU。其中該第一活動率狀態與第二活 動率狀態不同。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 曰為進-步達到本發明全部或部分之上述目標，本發明 提供一在可擴式裝置中供應電源至中央處理器（CPU)之 方法。該方法包含決定CPU在第—模式或第二模式下運 作’其中第二模式所消耗之電源較第一模式低，在前述第 一模式和H式下提供第一&第二I考電s;分別在第 一模式提供一第一供應電壓至CPU以回應第一參考電 壓；和在第二模式供應第二供應電壓至CPU以回應第二參 考電壓，其中第一供應電壓高於第二供應電壓。 將在下面的部分說明中提出本發明之其他優點、目標 和性質，而習知技藝者在檢視或實施以下部分試驗後，部 分本發明將變得顯而易見。本發明之目標和優點可在所附 第9頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210x297公釐） 561333 A 7 ------— B7___ 五、發明説明（） (專利申請範圍中實現並被特別點出。 發明詳細說昍： 第5圖為一方塊圖，顯示一根據本發明之具CPU電 源供應益之電腦系統的電路結構之較佳具體實施例。如第 5圖所7^ ’一電腦系統1 〇 〇包含連接於主機匯流排1 3 1以 控制所有系統運作之一中央處理器u 〇 ; 一傳輸影像之影 像控制器1 1 1 ’其可包含一影像晶片組和一記憶體1 1 3以 儲存各種程式與數據；一連接至影像控制器1 1 1和記憶體 1 1 3之北橋控制器丨丨2，其並在主機匯流排1 3 1和週邊元 件父連（pci)匯流排132與南橋控制器116間提供一介 面。孩南橋控制器更佳地驅動周邊設備（如硬碟機丨丨4和 一唯漬光碟機11 5 )，並提供p c I匯流排1 3 2和工業標準 構造（ISA)匯排流133間之介面。該電腦系統1〇〇更佳地包 含一超級輸入/輸出（I/O)控制器119以控制輸入裝置（如 鍵盤120和滑鼠121 ), —基本輸入/輸出系統（BI〇S)唯讀 €憶體（ROM)l 18，以儲存數據和建立電腦系統1〇〇輸入/ 輸出環境之程式，和一電源供應組件1 4〇，以供應電腦系 1 00統必要之電源。在第五圖所示之該較佳具體實施例 中，該南橋控制器1 1 6更適宜輸出關於現時電源狀態之訊 息信號（舉例來說，「睡眠」、「深層睡眠」等）。無論 如何，本發明不欲受限。 該電源狀態訊息信號「深層睡眠」寧為一 1 · 5伏特互 補型金氧半導體（CMOS)階層信號，其指出當cpu在低階 第10頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) ····丨丨丨丨— ·丨· ·裝I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561333 A7 ---- B7 五、發明説明（） 層時’已進入深層睡眠模式。在深層睡眠模式，必須採用 一降低或極小階層之電壓作為Cpu之核心電壓。 該電源供應組件140包含一主電源供應器16〇以將來 自父流電轉接器162或電池161之直流電壓轉換為各種電 腦系統1 0 〇所必須之直流電壓（5伏特、3 · 3伏特、1 .3 5 伏特、1 · 2伏特等），並供應轉換之電壓至電腦系統1 〇〇。 一 cpu電源供應器15〇轉換主要電源供應器16〇為適合 CPU1 10之電源並供應該轉換之電源至cpui 10。如第5圖 所示’該主要電源供應器160輸出一 Vcc電壓（如：3 3 伏特）和減低之電壓或低壓差（LDO)電壓（如：1.2伏特）。 CPU電源供應器1 50的結構和運作將根據第6圖詳細說明 如下。 第6圖為一方塊圖，顯示一根據本發明之電源供應組 件之較佳具體實施例。如圖所示，第6圖中該電源供應組 件之較佳具體實施例可用於該電源供應組件1 4〇。無論如 何，本發明不欲受限。如第6圖所示，該CPU電源供應器 150包含一直流/直流轉換器151和一低壓差（LD〇)調節電 路152。該直流/直流轉換器151之結構與第2圖之直流/ 直流轉換器1 2相似，但與該直流/直流轉換器1 2之運作不 同。據此，一詳細結構之陳述在此被省略，然，現將陳述 其運作。該自南橋控制器1 1 6輸出之CPU電源狀態訊息信 號「深層睡眠」被反流器INV1更佳地倒轉，接著被輸入 至一直流/直流轉換器151之致能端（EN)。若該來自反流器 INV1之輸出信號在高階層（在此因為，該訊息信號「深 第11頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) _······裝 I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561333 A7 --—_______B7 _ 一 -----^^^ 五、發明説明（） 層睡眠」在低階層），該直流/直流轉換器丨5 1自主電源供 應器1 6 0轉換直流電壓v c c (舉例來說，3 · 3伏特）為〜 標準直流電愿（舉例來說’ 1 · 1 5〜1 · 0 5伏特）並輸出該轉 換之標準電壓為一操作電壓Vcore至CPU110。無論如何， 當該來自反流器INV1之輸出信號為低階層（如··該訊息 信號「深層睡眠」為高階層），該直流/直流轉換器1 5 j 更佳地不執行直流/直流轉換之運作。 該LDO調節電路152具有一輸入端in以接收輸出電 壓VLD0(舉例來說，來自主電源供應器ι60之1 2伏特）， 一斷電輸入端/SHDN和一輸出端OUT。該斷電輸入端 /SHDN更佳地自南橋控制器1 1 6或與之類似者接收訊息信 號「深層睡眠」。該LDO調節電路152可使用於，舉例 來說 ’ LINEAR TECHNOLOGY Corporation 的 LT1764 系列 「三安培快速瞬間反應低雜訊LDO調節器」。無論如何， 本發明不欲受限。 當斷電輸入端/SHDN輸入斷電輸入端/SHDN輸入之 電源狀態訊息信號「深層睡眠」由為高階層時，該LDO 調節電路152將直流電壓vLD0 (如：1.2伏特）自主電源 供應器1 6 0轉換為減低或低電壓（如：〇. 8 5伏特）並輸出 該轉換之低電壓為操作電壓Vcore至CPU1 10。相反的， 若訊息信號「深層睡眠」為低階層，該LDO調節電路1 52 更佳地停止其輸出，且亦不執行直流電壓之調節。 換句話說，該直流/直流轉換器1 5 1接收一第一輸入 電壓Vcc (如：3·3伏特）並供應^5到1.05伏特之標準 第12頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公楚) 丨— ·- **^-·丨*丨丨丨^· I f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561333
、發明説明( — — — — — — — — — — — I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 兒壓以為至CPU110之操作電壓Vcore，且該LD〇調節電 路152接收一第二輸入電壓vLD〇(如：12伏特）並提供〇85 伏特之減低電壓以為操作電壓Vc〇re。更佳地，根據自南 橋控制器1 1 6乙CPU電源狀態訊息信號「深層睡眠」，該 直流/直泥轉換器1 5 1或該LD 〇調節電路丨5 2供應該操作 電壓Vcore至CPU110。該直流/直流轉換器151或該LD〇 凋節電路1 5 2中之另一者停止作用更佳。 另一方面，CPU —般分為標準電壓模式版本和低電壓 模式版本。該標準電壓模式版本之cpu具有一操作電壓範 圍自1·4伏特（交流電轉接器模式）至115伏特（電池模 式），且低電壓模式版本之CPU具有一操作電壓範圍自 1.1 5伏特（交流電轉接器模式）至1 〇5伏特（電池模式）。 訂· 將說明一供應搡作電壓至標準電壓模式和低電壓模 式之C P U版本之方法之更佳具體實施例。現在將參考第五 圖與第7T圖說明該方法之更佳具體實施例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 更佳地提供0.8 5伏特予在C4狀態（如：「深層睡眠」 狀怨）之兩種CPU之版本。當電源上升，在電池模式，來 自CPU之電壓識別（VID)數據[4:〇]由第6圖中之多工器 (Mux) 170輸入至一直流/直流轉換器151中之vm比較測 定機（未顯示於圖中）。 該直流/直流轉換器擁有關於VID到VDAC電壓之數 據。該VID比較測足機更佳地比較該輸入VID數據[4:〇] 和儲存於直流/直流轉換器之（VIS)數據，並輸出比較的結 果vDAC。當電源上升，在電池模式下，該VID數據[4:〇] 第13頁
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五、發明説明（） 為 οι 110 〇 當該CPU在ACPI C0〜C3中任一狀態下，該VID數 據[4:〇]亦為01110，因此造成1.05伏特之VDAC被作為來 自直流/直流轉換器1 5 1之CPU操作電壓供應。 另一方面，在交流轉接器模式當電源上升，一系统 BIOS首先建立一通用輸入輸出（gpio )紀錄，或 VID[4:0]，在南橋至〇1 1〇〇，接著打開該Mux17〇以輸出讀 南橋CP10紀錄，是以該VID比較測定機便如在電池模式 般’在直流/直流轉換器151輸出1·15伏特之Vdac。在交 流轉接器模式，當該CPU在C0〜C3之任一狀態下，亦由 直流/直流轉換器供應其1 · 1 5伏特電壓。 在X流轉換器或電池模式，該南橋或電源管理單元能 決定系統活動並依該決定輸出一深層睡眠信號。如第6圖 所示，該深層睡眠信號被反流器INV 1轉向，接著用於直 流/直流轉換器1 5 1之致能接腳e N。如此，當輸入「高 至一 LD0調節電路152之内部斷電接腳時，該直流/直流 轉換器1 5 1便停止輸出。 若「低」輸入該斷電接腳，該LD0調節電路丨52關 閉其輸出，且若「高」輸入該斷電接腳/SHDN，其提供輸 出。當cpu在低負載狀態，該直流/直流轉換器i 5丨因電 源消耗的增加而突然降低效率。無論如何，該LD〇調節 電路152在CPU於低負載狀態和在高負載狀態下，皆顯Z 出色之效率特性。如此，若該深層睡眠信號被輸入以指出 CPU在C4狀態，·或低負載狀態，則該LD〇調節電路輸出 第14頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格---------- c請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装- -訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561333 五、發明説明（ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 52 ( 0.85伏特）被更佳地使用。因此，電源消耗降低。 :咖調節電路之輸入在約U伏特較佳，以提供該 調郎電路0.85伏特之輸出。更進—步，該直流,直流 轉換益和LDO調節電路可設計為_或二晶片解決方案或 電路。 第7圖為一曲線圖，顯示第6圖之LD〇調節電路152 之負載基準效率特性，而第8圖為曲線圖，顯示第6圖之 CPU電源供應器15〇之負載基準效率特性。如第7圖所 示田Cpu 11 0在南活動率狀態或低活動率狀態，該lD〇 調卽電路1 52總更佳地具有相同近似之高效率。無論如 何，如第3圖所示，當CPU11〇在低活動率狀態下，該直 流/直流轉換器1 5 1之效率相當低，但CPU 1 1 〇於高活動率 狀怨時相對佳。 據此’當C P U 1 1 0在低活動率狀態時（舉例來說，A c PI 之C3狀態（睡眠狀態）、深層睡眠狀態或類似者），該 LD〇調節電路152運作，而當CPU110在高活動率狀態（舉 例來說，ACPI之CO、C1或C2狀態），直流/直流轉換器 1 5 1運轉。該高活動率狀態使CPU電源供應器1 5 0能顯出 出色之效率特性，舉例來說，如第8圖所示者。因此，該 在CPU於低活動率狀態或低負載狀態時，具有低效率之直 流/直流轉換器所消耗的電源量被減少或降低以延長整個 系統之電池壽命。 儘管該LDO調節電路152, 一般被揭露僅在該CPU1 10 之深層睡眠狀態下運作，熟習本技藝者將知道其亦能被調 第15頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 着 II 馨 — 1 雇 — I — I II (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、π· 561333 A7 B7 五、發明説明（ 整為在CPUUO之額外模式如睡眠狀態下操作，如cpu之 睡眠狀態，或C 3狀態。 如上所述，個人電腦之電源供應裝置和方法之更佳具 體實施例有許多優點。根據本發明之該更佳具體實施例提 供CPU之電源供應器，其中在CPU之低活動率模式下， - LDO _整電路運作以防止電源效率降低、減少電源消 耗並延長電池壽命。 該前述具體實施例和優點僅例示性而不應被理解為 本發明之限制。本說明可被輕易地應用於其他類型之設 備。本發明之陳述意在闡名，而非限制專利聲請之範圍。 許多其他選擇、調整和變動對熟習本技藝者是顯而易見 的。在本專利申請中，「裝置-功能（means-plus-functlon)」 浯法思在涵蓋此述之結構以表達所敘述之功能而非僅止 於結構性相等之等效結構。 圖式簡翠說明： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參考下列各圖將該發明詳細陳述，該各圖相似之參考數字 代表相似之元件，其中： 第1圖為一方塊圖，顯示在電腦系統中供應電源至CPU 之一相關技藝系統。 第2圖為一電路圖，顯示一第一圖中直流/直流轉換器之實 施例。 第3圖為一曲線圖，顯示一第一圖中直流/直流轉換器之負 載基準效率特性。 第16頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公楚) « Φ 561333 A7 B7 五、發明説明（） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第4圖為一曲線圖，顯示一般CPU之活動率狀態之時脈。 第5圖為一方塊圖，顯示一根據本發明，具有CPU電源供 應器之電腦系統之較佳具體實施例。 第6圖為一方塊圖，顯示一第五圖中CPU電源供應器之較 佳實施例。 第7圖為為一曲線圖，顯示一第六圖中LDO調節電路之 負載基準效率特性；且 第8圖為一曲線圖，顯示一第六圖中CPU電源供應器之負 載基準效率特現。 圖號對照說明： 10 電源供應器 11 電源來源 12 直流/直流轉換器 20 CPU (中央處理器） 12 直流/直流轉換器 14 電源供應控制器 100 電腦系統 110 CPU (中央處理器） 111 影像控制器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 112 北橋控制器 113 記憶體 114 HDD(硬碟機） 115 CD-ROM (唯讀光碟機） 1 16 南橋控制器 第17頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 561333 A7 B7 五、發明説明（） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 117 USB (萬用串列匯流排） BIOS ROM(基本輸入/輸出系統唯讀 118 記憶體） 119 超級輸入/輸出控制器 120 鍵盤 121 滑氣 131 主機匯流排 132 PCI (週邊元件交連）匯流排 133 ISA (工業標準構造）匯排流 140 電源供應組件 150 CPU (中央處理器）電源供應 160 主電源供應 161 電池 162 交流轉接器 110 CPU (中央處理器） 140 電源供應組件 CPU (中央處理器） 150 電源供應 151 直流/直流轉換器 1 52 LDO (低壓差）調節電路 160 主電源供應 170 Mux(多工器） 第18頁 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐)

Claims (1)

  1. Α8
    ' 弟一種裝置，其係可於當上述中央處理器在第一 率模式時’供應一第一階電壓至上述之中央處理 器；和 ，第一種装置，其係可於當上述中央處理器在第二 動率模式時’供應一第二階電壓至上述之中央處理 ， 卜 '4?、 々々 、又弟一階電塵係低於上述之第一階電壓。 2·如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中上述 之第一 /舌動率模式為一高活動率模式且上述之第二 活動率模式為一低活動率模式。 3 ·如申請專利範圍第2項所述之電源供應器’其中上述 之南活動率模式為進階配置及電源介面（ACPI )定義 之C0〜C2狀態，其中上述之低活動率模式為ACPI定 義之C 3狀態或一降低之電壓供應狀態。 4. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中上述 之第二活動率模式包含一進階配置及電源介面 (ACPI)標準所定義之C3狀態。 5. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中上述 之低活動率模式包含一睡眠狀態。 第19頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X 297公釐) 丨裝： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561333 ABCD 々、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 6. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中上述 之低活動率模式包含一深沈睡眠狀態。 7. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器’其中上述 之第一活動率模式包含進階配置及電源介面（ACPI) 標準所定義之CO、Cl、C2和C3狀態。 8. 如_請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中上述 之第一種和第二種裝置係裝配在一晶片上。 9. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，更至少包 含一決定上述中央處理器在第一或第二活動率模1式 之裝置，並依該決定之結果輸出一控制信息至第一和 第二裝置。 10. 如申請專利範圍第9項所述之電源供應器’其中上述 之第一和第二裝置之運作係可回應上述控制信號。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11. 如申請專利範圍第1項所述之電源供應器，其中若上 述之第一裝置係於當上述之中央處理器係處於上述 第二活動率狀態下時運作，則在上述第二活動率狀態 下，上述之第二裝置具有較上述第一裝置高之效率。 第20頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) 561333 ABCD 六、申請專利範圍 12. 一種可攜式電腦，該可攜式電腦至少包含： 一中央處理器（CPU);和 一供應CPU電源之電源供應電路，其中該電源供 應電路至少包含： 一輸出第一和第二參考電壓之電源供 應器， 一連接至電源供應器之第一電壓供應 裝置，該電壓供應裝置接收第一參考電壓’並在 CPU於第一活動率狀態下輸出電源供應電壓至 該CPU，和 一第二電壓供應裝置，該電壓供應裝置 接收第二參考電壓，並在CPU於第二活動率狀 態下輸出電源供應電壓至CPU，其中該第一活動 率狀態與第二活動率狀態不同。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之可攜式電腦’其中上 述供應至CPU之電源供應電壓在第一活動率狀態為 第一階電壓，且在第二活動率狀態為較低之第二階電 壓。 14.如申請專利範圍第1 3項所述之可攜式電腦’其中上 述之第一階電壓為1·〇5或1·15伏特，且第二階電壓 為0 · 8 5伏特。 第21頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· -、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 561333 A8 B8 C8
    六、申請專利範圍 15·如申請專利範圍第12項所述之可攜式電腦，其中上 述之電源供應器係連接至，交流轉接器或一電池其 中之一。 16·如申請專利範圍第12項所述之可攜式電腦，其中上 述之高活動率模式為進階配置及電源介面（ACPI)定 義之C0〜C2狀態，且其中上述之低活動率模式為 ACPI定義之C3模式或減少電壓供應狀態。 1 7.如申請專利範圍第1 2項所述之可攜式電腦，其中上 述之低活動率模式至少包含一深層睡眠狀態。 1 8.如申請專利範圍第1 2項所述之可攜式電腦，其中上 述之第一和第二電壓供應裝置係裝配於一晶片。 19. 41" — — — 窗 — — 麵 — — I— I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 玎 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如申請專利範圍第12項所述之可攜式電腦，更包含 一控制器，該控制器係可決定該CPU是否在上述第 一或第二活動率狀態，並依據所決定之結果輸出一控 制信號至該第一和第二電壓供應裝置，且其中僅一種 上述之第一和第二電壓供應裝置之運作係可回應上 述控制信號’並使另一上述第一和第二電壓供應裝置 不活動。 2 0. —種在可攜式裝置中供應電源至中央處理器（cpu)之 第22頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公着) 561333 ABCD 六、申請專利範圍 方法，該方法至少包含： 決定CPU在第一模式或第二模式下運作，其中第 二模式消耗較第一模式為少之電源； 分別在上述第一和第二模式下提供第一和第二參 考電壓； 在第一模式供應一第一供應電壓至CPU以回應第 一參考電壓：並 在第二模式供應一第二供應電壓以回應第二參考 電壓，其中該第一供應電壓較第二供應電壓高。 21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中上述該第 一供應電源之供應由第一電源產生電路執行，且其中 該第二供應電壓之供應由第二電源產生電路執行。 22. 如申請專利範圍第21項所述之方法，其中在第一模 式中使該第二電源產生電路不活動，且其中在第二模 式中使第一電源產生電路不活動。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第23頁 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210X297公釐)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI503657B (zh) * 2012-12-27 2015-10-11 Giga Byte Tech Co Ltd 主機板及其電源控制方法

Families Citing this family (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040080212A1 (en) * 2002-10-28 2004-04-29 Siemens Vdo Automotive Corporation Dual voltage power supply for a controlling current consumption of a controller during sleep mode
US7131011B2 (en) * 2002-10-30 2006-10-31 Microsoft Corporation System and method for preserving state data of a personal computer in a standby state in the event of an AC power failure
JP3776870B2 (ja) * 2002-11-12 2006-05-17 株式会社東芝 情報処理装置および省電力制御方法
US7334141B2 (en) * 2003-04-23 2008-02-19 Dell Products L.P. Method of saving energy in an information handling system by controlling a main converter based on the amount of power drawn by the system
TW591372B (en) * 2003-05-15 2004-06-11 High Tech Comp Corp Power control method of portable electronic device, portable electronic device and electronic system
CN1311316C (zh) * 2003-06-16 2007-04-18 纬创资通股份有限公司 控制电脑系统的操作模式的方法和装置
CN1295582C (zh) * 2003-10-06 2007-01-17 华邦电子股份有限公司 中央处理器的供应电压的控制电路
GB0324292D0 (en) * 2003-10-17 2003-11-19 Huggins Mark Embedded power supplies particularly for large scale integrated circuits
US7176585B2 (en) * 2003-12-29 2007-02-13 Temic Automotive Of North America, Inc. Power distribution web node and power management process
US20060010167A1 (en) * 2004-01-21 2006-01-12 Grace James R Apparatus for navigation of multimedia content in a vehicle multimedia system
US7650513B2 (en) * 2004-01-21 2010-01-19 Gm Global Technology Operations, Inc. System and method for vehicle-to-vehicle migration of multimedia content
US7885926B2 (en) * 2004-01-21 2011-02-08 GM Global Technology Operations LLC System and apparatus for wireless synchronization of multimedia content
KR101035077B1 (ko) * 2004-02-20 2011-05-19 삼성전자주식회사 다이나믹 전압 스케일링에 따라 전력 소비 감소가 가능한반도체 시스템
US7405497B2 (en) * 2004-04-13 2008-07-29 Electrovaya Inc. Integrated power supply system
US20050268124A1 (en) * 2004-05-25 2005-12-01 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Apparatus and method for voltage switching
JP2005354801A (ja) * 2004-07-02 2005-12-22 Giga-Byte Technology Co Ltd 電気回路仕事周波数自動調整用交換式給電システム及び電気回路仕事周波数自動調整方法
US7363523B2 (en) * 2004-08-31 2008-04-22 Intel Corporation Method and apparatus for controlling power management state transitions
US7664970B2 (en) * 2005-12-30 2010-02-16 Intel Corporation Method and apparatus for a zero voltage processor sleep state
TWI256545B (en) * 2004-09-27 2006-06-11 Mitac Technology Corp Circuitry and method of CPU for saving power
KR100630924B1 (ko) * 2004-10-06 2006-10-02 삼성전자주식회사 컴퓨터
KR101145542B1 (ko) * 2004-10-27 2012-05-15 엘지전자 주식회사 전원관리 장치 및 방법
KR100609895B1 (ko) * 2004-11-08 2006-08-09 삼성전자주식회사 컴퓨터 및 그 제어방법
KR100672989B1 (ko) 2004-12-22 2007-01-24 삼성전자주식회사 파워다운 모드에서 레귤레이터에 의한 전력 소모를방지하는 전자장치 및 전력 소모 방지 방법
CN100381976C (zh) * 2005-05-24 2008-04-16 乐金电子（昆山）电脑有限公司 视频芯片可变电压的输入方法
KR100736748B1 (ko) * 2005-09-14 2007-07-09 삼성전자주식회사 컴퓨터 및 그 제어방법
CN100561404C (zh) * 2005-12-29 2009-11-18 联想(北京)有限公司 节省处理器功耗的方法
JP4876624B2 (ja) * 2006-02-22 2012-02-15 富士通セミコンダクター株式会社 電源装置の制御回路、電源装置及びその制御方法
TW200823669A (en) * 2006-11-17 2008-06-01 Alcor Micro Corp Integrated hub control chip
CN101387905B (zh) * 2007-09-14 2011-07-27 华硕电脑股份有限公司 可动态调整电压及有效节能的电压控制装置、方法及电脑装置
US7904740B2 (en) * 2007-09-28 2011-03-08 Nokia Corporation Power supply efficiency optimization
JP4967087B2 (ja) * 2007-11-01 2012-07-04 エヌイーシーコンピュータテクノ株式会社 ノードコントローラ、分散共有メモリ型情報処理装置、キャッシュコヒーレンシ制御方法
US7970566B2 (en) * 2007-11-27 2011-06-28 Microsoft Corporation Correlating power consumption with CPU activity
US8258766B1 (en) 2008-01-22 2012-09-04 Marvell International Ltd. Power management system with digital low drop out regulator and DC/DC converter
WO2009133512A1 (en) * 2008-04-30 2009-11-05 Nxp B.V. Power management
US8417980B1 (en) * 2008-08-19 2013-04-09 Nvidia Corporation Dual-mode power supply
US8193799B2 (en) * 2008-09-23 2012-06-05 Globalfoundries Inc. Interposer including voltage regulator and method therefor
BRPI0822804A2 (pt) * 2008-10-07 2015-06-30 Hewlett Packard Development Co Aparelho de gerenciamento de energia em sistemas com processador, método de gerenciamento de energia de um processador e conversor de voltagem para prover voltagem a um processador
CN101727170B (zh) * 2008-10-31 2012-05-23 英业达股份有限公司 中央处理器的电源管理装置
DE102008057613A1 (de) * 2008-11-10 2010-06-24 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung mit einer Transceiverschaltung für ein Bussystem und Knoten für ein Bussystem
US8245069B2 (en) * 2009-09-14 2012-08-14 International Business Machines Corporation Multiple power supplies providing enhanced power efficiency
US8489909B2 (en) 2010-09-24 2013-07-16 International Business Machines Corporation Displaying the operating efficiency of a processor
CN102467225A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 英业达股份有限公司 计算机系统的存储器供电装置及其存储器供电方法
KR101842617B1 (ko) * 2011-10-19 2018-03-27 에스프린팅솔루션 주식회사 전원제어장치 및 이를 포함하는 화상형성장치
CN102541248A (zh) * 2012-02-22 2012-07-04 浪潮电子信息产业股份有限公司 一种云计算行业集中动态调整供电效率的方法
KR20140013507A (ko) * 2012-07-24 2014-02-05 삼성전자주식회사 전자 장치 및 구동 제어 방법
US9471072B1 (en) 2013-11-14 2016-10-18 Western Digital Technologies, Inc Self-adaptive voltage scaling
US9582068B2 (en) * 2015-02-24 2017-02-28 Qualcomm Incorporated Circuits and methods providing state information preservation during power saving operations
US10042405B2 (en) * 2015-10-22 2018-08-07 Qualcomm Incorporated Adjusting source voltage based on stored information
US10481661B2 (en) * 2016-03-30 2019-11-19 Intel Corporation Power supply interface light load signal
US10996731B2 (en) * 2017-07-25 2021-05-04 Dell Products, L.P. Buck-boost conversion in an information handling system
KR102545301B1 (ko) * 2018-09-10 2023-06-16 삼성전자주식회사 반도체 회로
CN112963372B (zh) * 2021-03-11 2022-11-18 英业达科技有限公司 风扇控制系统及其方法
TWI808531B (zh) 2021-11-10 2023-07-11 群聯電子股份有限公司 切換式供電模組與記憶體儲存裝置
CN113985996B (zh) * 2021-11-11 2023-08-29 群联电子股份有限公司 切换式供电模块与存储器存储装置

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69517712T2 (de) * 1994-01-10 2001-03-08 Sun Microsystems, Inc. Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung der Leistungsaufnahme in einem Rechnersystem
US5560023A (en) * 1994-09-07 1996-09-24 International Business Machines Corporation Automatic backup system for advanced power management
US5734585A (en) * 1994-11-07 1998-03-31 Norand Corporation Method and apparatus for sequencing power delivery in mixed supply computer systems
US5812860A (en) * 1996-02-12 1998-09-22 Intel Corporation Method and apparatus providing multiple voltages and frequencies selectable based on real time criteria to control power consumption
US5765001A (en) * 1996-04-29 1998-06-09 International Business Machines Corporation Computer system which is operative to change from a normal operating state to a suspend state when a power supply thereof detects that an external source is no longer providing power to said power supply at a predetermined level
US6785826B1 (en) * 1996-07-17 2004-08-31 International Business Machines Corporation Self power audit and control circuitry for microprocessor functional units
TW382670B (en) * 1996-11-21 2000-02-21 Hitachi Ltd Low power processor
US5903182A (en) * 1997-02-13 1999-05-11 International Business Machines Corporation Method and system for providing a regulated core voltage to a processor within a computer system
US6085330A (en) * 1998-04-07 2000-07-04 Advanced Micro Devices, Inc. Control circuit for switching a processor between multiple low power states to allow cache snoops
KR20000037906A (ko) * 1998-12-03 2000-07-05 김영환 절전 모드시 전원 공급 제어 회로
US6425086B1 (en) * 1999-04-30 2002-07-23 Intel Corporation Method and apparatus for dynamic power control of a low power processor
US6031362A (en) * 1999-05-13 2000-02-29 Bradley; Larry D. Method and apparatus for feedback control of switch mode power supply output to linear regulators
US6523128B1 (en) * 1999-08-31 2003-02-18 Intel Corporation Controlling power for a sleeping state of a computer to prevent overloading of the stand-by power rails by selectively asserting a control signal
US6181895B1 (en) * 1999-11-05 2001-01-30 Hewlett-Packard Company Image forming devices, image forming methods, and methods of supplying power to an image forming device
US6675304B1 (en) * 1999-11-29 2004-01-06 Intel Corporation System for transitioning a processor from a higher to a lower activity state by switching in and out of an impedance on the voltage regulator
JP2001154844A (ja) * 1999-11-30 2001-06-08 Nec Corp シングルチップマイクロコンピュータ
JP2001197731A (ja) * 2000-01-05 2001-07-19 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 電源装置及びコンピュータ
US6772356B1 (en) * 2000-04-05 2004-08-03 Advanced Micro Devices, Inc. System for specifying core voltage for a microprocessor by selectively outputting one of a first, fixed and a second, variable voltage control settings from the microprocessor
EP1346880B1 (en) * 2000-10-06 2018-12-26 Xanavi Informatics Corporation Vehicle-mounted information device
US6744301B1 (en) * 2000-11-07 2004-06-01 Intel Corporation System using body-biased sleep transistors to reduce leakage power while minimizing performance penalties and noise
US6738068B2 (en) * 2000-12-29 2004-05-18 Intel Corporation Entering and exiting power managed states without disrupting accelerated graphics port transactions
US6762570B1 (en) * 2001-04-10 2004-07-13 Microchip Technology Incorporated Minimizing standby power in a digital addressable lighting interface
US6848057B2 (en) * 2002-05-28 2005-01-25 Nvidia Corporation Method and apparatus for providing a decoupled power management state

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI503657B (zh) * 2012-12-27 2015-10-11 Giga Byte Tech Co Ltd 主機板及其電源控制方法

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