TW594489B - Apparatus and method for monitoring computer system resources - Google Patents

Description

594489 五、發明說明Ο) 發明所屬之技術領域 本發明係有關於電腦系統，特別係指一種能以典型的 系統管理匯流排（System Management Bus，簡稱SMBus)介 面監測電腦系統資源之裝置。 先前技術 系統管理匯流排（S y s t e m M a n a g e m e n t B u s - ---- 間栴 SMBus)係一種以I2C運作原理為基礎的簡單雙線且雙向介 面，而I2C則是Inter Integrated Circuit的縮寫，其係

一種於ic之間控制用的高效率匯流排。SMBus最初的/目的 是定義智慧型電池、充電器以及系統微控制器之間的通气 連結，然而，SMBus亦可以連接種種不同的裝置，包 電源相關裝置、系統感測器、EEPR〇M和通訊裝置i 今已有許多的SMBus相容裝置可從市面上取 '而' ° 數電腦主機板的晶片組均已整合了 s M B u s =夕 (host controller) 。 J 王 & 制裔 SMBus不僅提供了期待的功能，其低耗電和 目的特性，使其非常適，用於以低頻寬為目禪 離·1〜 SMBus能讓系統設計人員及製造者做到最 〜、，利用 佳的硬體效率。雖然SMBus擁有許多的特ς 路及最 無法存取像是中央處理器、系統記情體寺、‘”’好處’但卻 他匯流排之類的電腦系統資源，二 ，邊控制器及其 容裝置是不能扮演主控裝置的角& :致使的相 系統資源的存取處理以監測系統資源，“、、决t動對電腦 缺乏適當的機制來讓SMBus裝置成貝為主主要的障礙在於其 ’、、 者，所以很遺憾

594489 五、發明說明（2) 地，SMBus相容裝置無法盥雷腦 钮六、、古 士， /、电知糸統資源之間直接進杆二欠 料父、"IL。有鑑於此，亟需一插趨 丁貝 礙。 種機制來克服先前技術的障 發明内容 ^發明之目的是提供一種具有SMBus 置，能扮演主控裝置的角多，氺^ ^ 表 ^ . J月色來發動對電腦系統資源存敌 的處理以監測系統資源。 貝雄吞取 本發明之另-目的是提供一種方》，使雙線的序 〜排可以與電腦系…统資源之間進行f料的讀寫。 j ^ 、為^目=，本發明揭露一種裝置以監測電腦系統 貝源，、由二仔列區、一匯流排介面邏輯單元、一解碼器、 抑仲裁單兀以及一橋接邏輯裝置所組成。匯流排介面 早元與序列匯流排相通，且其分析通過該序列匯流排之位 疋机而付指令及位址；序列匯流排以遵循SMBus規格之雙 線介面為較佳。解碼器從匯流排介面邏輯單元接收該指令 並將其解碼，若指令代表存取資源匯流排之既定要求，則 ^遞和該位址關聯的既定要求至佇列區，其中，電腦系統 資源係位於此資源匯流排。每當該既定要求出現時，仲裁 單元許可這個既定要求存取資源匯流排，且使佇列區輸出 和上述位址關聯的既定要求。橋接邏輯裝置與資源匯流排 相通’根據既定要求及位址，橋接邏輯裝置和電腦系統資 源之間進行資料讀寫。 另一方面，本發明提供一種序列匯流排和電腦系統資 源間相通之方法，具有以下的步驟：先自序列匯流排輸入

位元流，然後分析該位元流從 指令解碼，若其代表存取資 =扣令及位址，並將該 和該位址關聯的既定要求至^列P卜之既定要求，則傳遞 二位於該資源匯流排。出；：，：腦系統資源 聯於上述位址。接下ί讓：這個既定要求，其關 系統資源之間進行資料讀寫。、疋要求及位址’與電腦 實施方式 為使本發明之上述目 下文特舉一較佳實施例， 下： 的、特徵和優點能更明顯易懂， 並配合所附圖式，作詳細說明如

-1ίί7 ^^ ^ 與南橋（South Bridge)130，稱 2drH2ge)120 梆之為I橋」的由來係其將 夕不同匯流排連接在一起。北橋1 20係作為CPU 1 10、 DRAM ^系統1 12、繪圖控制器丨14以及南橋13〇的連接點， 其將則端匯流排（front side bus，FSB)或CPU匯流排122 轉接到DR AM匯流排124、AGP繪圖匯流排丨26，以及與南橋 130之間的專屬互連通道128。南橋13〇簡單地說整合了許 多輸出入（簡稱I /〇)控制器，提供不同週邊裝置和匯流排 的介面，並且透過專屬互連通道128與北橋12〇之間進行資 料的移轉。舉例來說，南橋13〇提供了 idE介面142和USB介 面146，IDE的裝置一般包括磁碟機及光碟機；主機板上的 超級I/O晶片140經由LPC匯流排134連到南橋130，而超級

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1 /0晶片1 40可提供軟碟機與鍵盤介面、滑鼠埠、並列和序 列埠，以及紅外線埠；網路控制器丨44 一般是透過pci ^流 排1 3 2連到南橋1 3 0 ;除此之外，儲存基本輪出入系統 (basic input-output system，BIOS)程式和資料的記情 體1 48則可以直接地，或經由LPC匯流排1 34，連到南橋〜 130。以上所述的CPU 110、DRAM次系統112、北橋12〇\南 橋1 30以及種種連接到晶片組的裝置和匯流排，^下文中 將通稱為系統資源，然而本發明並不限定於任何特別形式 的電腦系統。 ” 參考第2圖，根據本發明的裝置2〇〇具有雙線 (two-wire)的序列（serial)介面，能扮演主控裝置的角色 來監測糸統資源’視實際的應用而定，本發明的裝置〇 可被整合進北橋或南橋。如圖示，裝置2〇〇包括匯流排介 面邏輯單元210、解碼器220、仲裁單元230、佇列區24 〇以 及橋接邏輯裝置260。匯流排介面邏輯單元21〇連繫於雙線 序列匯流排，且分析通過雙線序列匯流排之位元流而從中 得到指令及位址，如果必要的話，匯流排介面邏輯單元 2 1 0還會從位元流分析出資料。根據本發明，該雙線序列 匯流排最好是遵循系統管理匯流排（S y s t e m M a n a g e m e n t B u s，亦稱S Μ B u s )的規格，因此，匯流排介面邏輯單元2 i 〇 提供兩條雙向的訊號線SMBCLK和SMBDAT來連接SMBus 212。解碼器220從匯流排介面邏輯單元210接收指令並將 其解碼，以查看收到的指令是否屬於以下所述的特殊指 令，若這個收到的指令係有關一種特殊的指令，其所代表

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者乃存取資源匯流排之既定要求，則解碼器22 〇將 上述位址關聯的既定要求傳遞至佇列區240。待處理二 類既定要求是暫存在佇列區24〇，並且資源匯流 = cm匯流排、記憶體匯流排、pci匯流排，以及南、2係 的專屬互連通道等等’而電腦系統資源就位於此類^二 匯流排。除此之外，另有一佇列區25〇用來暫存由盆貝源 控裝置所發動的平常要求。 /、、主 繼續參考第2圖，仲裁單元2 30用來評估、安排在佇 區240和250中等待存取資源匯流排的要求，亦即：仲裁單 疋230執行匯流排要求的仲裁，對佇列區25〇中的平常要求 以及佇列區2 40中的既定要求的進行仲裁。根據本發明/ 仔列區240中的既定要求係授與最高優先權利來存取資源 匯流排’俾使仲裁單元2 3 0永遠是優先地將資源匯流排的 控制權應允給這類的既定要求，每當既定的要求出現時， 仲裁單元2 3 0就許可這個既定要求存取資源匯流排，且使 仔列區2 3 0輸出和上述位址關聯的既定要求。橋接邏輯裝 置2 6 0用來連繫資源匯流排2 7 〇，根據仲裁的贏家及其關聯 的位址，橋接邏輯裝置2 6 0和電腦系統資源之間進行資料 的讀寫。 第3 A〜3D圖所示係本發明的四個特殊SMBus協定，這些 特殊的協定仍然遵循SMBus的規格，放在SMBus上的每個位 元組的長度都必須是8位元，每個位元組後面均跟著一個 確收位元（acknowledge bit)。第3A和3B圖分別說明I/O讀 取轉移及I/O寫入轉移之相關特殊協定。在第3A圖中，特

594489 五、發明說明（6) 殊I/O讀取轉移的協定其第一個位元組3 1〇a代表指令 (command)，後面接著一個A(表示確收）位元3〇2，下兩個 位元組320a代表16位元之I/O位址（address) ··位址<〇>及 位址<1>，並且後面各接著A位元302。根據本發明，針對 資源匯流排所要求進行的I / 〇讀取轉移，代表指令的第一 個位元組310a其值以十六進位表示為〇xF 6。如第3B圖所 示’特殊I/O寫入轉移的協定其第一個位元組3丨〇b同樣代 表‘令’後面接著一個A位元3 〇 2，下兩個位元組3 2 0 b代表 1 6位元之I / 〇位址·位址< q >及位址< 1 >，並且後面各接著a 位元3 0 2 ’其後的一或多個位元組3 3 〇 b則是將被寫入的資 料（data)，每個資料位元組33〇b亦跟著a位元3〇2。根據本 發明’針對資源匯流排所要求進行的丨/〇寫入轉移，代表 指令的第一個位元組3 l〇b其值以十六進位表示為0xF7。 第3C和3D圖分別說明記憶體讀取轉移及記憶體寫入轉 移之相關特殊協定。參考第3C圖，特殊記憶體讀取轉移的 協定其第一個位元組3 l〇c代表指令，後面接著一個a位元 302，再來的四個位元組32〇c代表32位元之記憶體位址： 位址<0>〜位址<3>，並且後面各接著a位元3〇2。根據本發 明，針對資源匯流排所要求進行的記憶體讀取轉移，代表 指令的第一個位元組31〇c其值以十六進位表示為〇xF4。如 第3D圖所示，特殊記憶體寫入轉移的協定其第一個位元組 31 0d同樣代表指令，後面接著一個A位元3〇2，再來的四個 位元組320d代表32位元之記憶體位址：位址<〇>〜位址 <3>，並且後面各接著A位元3〇2，其後的一或多個位元組

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3 3 0 d則是將被寫人的咨扭 .

呙入的貝枓，每個資料位元組330d亦跟菩A 位元30 2。根據本發明，料m次、広广> ^ ^ ^ ^ ^豕+知月針對貧源匯流排所要求進行的- 憶體寫入轉移，代表指八沾锋 ^ 八衣知令的弟一個位元組3丨〇d其值以 丄 進位表示為0 xF 5。 /、 運用本發明的裝置來監控、探測電腦系統資源 統設計研發人貝來說是非常有㈣，例如：制安裝在 1 腦中之附加卡’且該電腦内含本發明的裝置，目此當匯流 排出錯而停止、處理器無法運作或是中止在某個處理周期 時，糸，設計人員可透過SMBus來詢問、修改電腦系統資 源的狀悲，當然該附加卡必須相容於SMBus，並且能夠發 出本f明所定義的特殊指令以利用本發明的裝置來和電腦 系統資源溝通。再次參考第2圖，當附加卡定址到本發明 的裝置200枯，匯流排介面邏輯單元2ίο會分析通過SMBus 之位元流而從中得到指令及位址，倘若這個指令其值為 0xF6，則解碼器22 0將之解譯成對資源匯流排執行特殊1/〇 讀取轉移的既定要求，使得本發明的裝置2 〇 〇變成資源匯 流排的主控裝置。上述的既定要求會暫放在仵列區2 4 〇等 待處理’由於這類的既定要求係授與最高優先權利來存取 資源匯流排，仲裁單元2 30會把資源匯流排的控制權優先 地應允給這個既定要求來進行I / 〇讀取轉移。根據既定要 求及其關聯的位址，橋接邏輯裝置2 60執行I/O讀取轉移而 將所關心的電腦資源狀態傳回給匯流排介面邏輯單元 210，以此方式，本發明的裝置2〇〇可以透過SMBus將電腦 糸統負源的狀報告給上述附加卡。

594489 五、發明說明（8)

綜合以上所述，具有SM Bus序列介面之裝置2〇〇，擁有 擔任主控裝置的能力，因此可發動對電腦系統資源存取的 處理以監測系統資源。本發明的裝置2 〇 〇内建匯流排介面 邏輯單元210，所以能透過SMBus與其他SMBus的相容裝置 直接溝通，由於雙線序列的SMBus將電路間的互連訊號數 目減到最少，内建裝置2 0 0的1C晶片會具有較少的訊號腳 並且使印刷電路板的走線減少，結果讓印刷電路板變的更 小、更便宜，此外，整合的SMBus協定使得系統無需額外 的位址解碼器及接合邏輯（glue l〇gic)元件。本發明所採 用的SMBus，讓不同版本的系統製造更為容易、也易於升 級，而不斷地保有最新的產品設計。 再 法，適 下：先 從中而 其代表 和該位 資源係 先許可 出這個 定要求 行資料 者，本 用於遵 自雙線 得指令 存取資 址關聯 位於該 此既定 既定要 及位址 讀寫。

發明還提供一種讀/寫電腦系統資源之方 循S Μ B u s規格的雙線序列匯流排，其步驟如 序列匯流排輸入位元流，然後分析該位元$ 及位址’並由解碼器2 20將該指令解碼，若 源匯流排270之既定要求，則解碼器2 20傳至 的既定要求至佇列區240 ’其中，電腦系統 資源匯流排270。每當既定要求出現時，優 要求存取資源匯流排2 70，並讓佇列區24〇幸 求，其關聯於上述位址。接下來，根據這爸 ，橋接邏輯裝置26 0與電腦系統資源之間進 雖然本發明已以一具體實施例揭露如上，然1 易於說明本發明之技術内容，而並非二=" 儿非肘本發明狹義地限

594489 五、發明說明（9) 於該實施例，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，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。 0608-8247TWF(nl);VIT02-0107100TW;MFLIN.ptd 第14頁 (1 594489 圖式簡單說明 第1圖是電腦系統之示意圖； 第2圖是本發明較佳實施例之功能方塊圖；以及 第3A〜3D圖是本發明的特殊SMBus協定示意圖。 符號說明

I 0 0〜示範用的電腦系統 110〜CPU II 2〜DRAM次系統 11 4〜繪圖控制器 1 2 0〜北橋 122〜CPU匯流排 124〜DRAM匯流排 126〜AGP繪圖匯流排 128〜專屬互連通道 1 3 0〜南橋 13 2〜PCI匯流排 134〜LPC匯流排 1 4 0〜超級I / 0晶片 142〜IDE介面 1 4 4〜網路控制器 146〜USB介面 1 4 8〜B10 S記憶體 2 0 0〜本發明的裝置 2 1 0〜匯流排介面邏輯單元 212〜SMBus

0608-8247TWF(nl);VIT02-0107100TW;MFLIN.ptd 第15頁 594489 圖式簡單說明 2 2 0〜解碼器 2 3 0〜仲裁單元 2 4 0〜佇列區 2 5 0〜佇列區 2 6 0〜橋接邏輯裝置 2 7 0〜資源匯流排 302〜A(嫁收）位元 31Oa-d〜指令 320a-d〜位址 33 0b、3 30d〜寫入的資料

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Claims (1)

1. 594489 六、申請專利範圍 K 一種監測電腦系統 一佇列區； 貝，原之裝置，至少包含： 一匯流排介面邏輯單 、、 分析通過該序列匯流排之一用以連繫一序列匯流排，且 -解碼器，用以解碼：‘：流：得-指令及-位址； 源匯流排之一既定要求，:，5亥指令代表存取一資 求至該件列區，其令一 j遞和°亥位址關聯的該既定要 排； ^以統資源係位於該資源匯流 一仲裁單元，每當誃 a 定要求存取該資源匯流;;，：：：； =用以許可該既 聯的該既定要求；以及 使該仔列區輸出和該位址關 一橋接邏輯裝置，用 既定要求及該位址，和該^繫該資源匯流排，且根據該 寫。 μ電月自糸統資源之間進行資料讀 置，a中1 ΐ第1項所述監測電腦系統資源之裝 Management Bus，R、遷循糸統管理匯流排（System 丌％SMBus)規格之雙線介面。 署盆由明利範圍第2項所述監測電腦系統資源之裝 ί取^ 定要求係於上述資源匯流排，要求-1/0 ^如申明專利範圍第3項所述監測電腦系統資源之裝 、中倘右來自於上述SMBus且經由分析而得之上述指 7其值以十/、進位表示為〇 x F 6，則上述解碼器將上述指令 解譯成對上述資源匯流排執行上述丨/0讀取轉移之上述既 0608-8247TWF(nl);VIT02-0107100TW;MFLIN.ptd 第17頁 /、、申請專利範圍 定要求。 5 ·如申請專利範圍筮 置，其中上述既定要求二2項所述監測電腦系、统資源 寫入轉移。 ，、於述負源匯流排，要求一^^ 6.如申請專利範圚笛 置’其中倘若來自於上=所述監測電腦系統資源之裝 對上述資源匯流排執行上彻寫入; t如申請專利範圍第2項所述監測電 Li:上述既定要求係於上述資源匯流排Λ源之裳 體％取轉移。 讲要未一記憶 晋，8甘ΐ申請專利範圍第7項所述監測電腦系統資调… 人甘，、中倘若來自於上述SMBus篡經由分析而得之裝 7，、值以十六進位表示為0xF4，則上述解碼器 v指 解譯成對上述資源匯流排執行上述記憶轉=令 既定要求。 得移之上述 9·如申請專利範圍第2項所述監測電腦系統資源之穿 置’其中上述既定要求係於上述資源匯流排，要求一記:隱 體寫入轉移。 1 0 ·如中請專利範圍第9項所述監測電腦系統資源之裝 置’其中倘若來自於上述SMBuS真經由分析而得之上述指 令其值以十六進位表示為〇xF5，則上述解碼器將上述指令 解譯成對上述資源匯流排執行上述記憶體寫入轉移之上述

   六、申請專利範圍 既定要求。 11 ·如申請專利範圍第1項所述監測電腦系統資源之裝 置’其中上述仲裁單元執行一匯流排要求仲裁，對來自於 八他名置之一平常要求以及上述既定要求進行仲裁。 12 ·如申請專利範圍第11項所述監測電腦系統資源之 Ϊ置、’ ί中上述既定要求係授與最高優先權利來存取上述 二貝源匯"iL排，俾使上述仲裁單元優先將上述資源匯流排的 控制權應允給上述既定要求。 1 3 ·如申請專利範圍第丨項所述監測電腦系統資源之裝 ’其中上述資源匯流排係一記憶體匯流排。 1 4 ·如申請專利範圍第丨項所述監測電腦系統資源之壯 ，其中上述資源匯流排係一處理器匯流排。 衣 15.如申請專利範圍第j項所述監測電腦系統資 ，八中上述資源匯流排係一週邊匯流排。 、’、 16· —種序列匯流排和電腦系統資 至少包含下列步驟： 和逋之方法， 仗一序列匯流排輸入一位元流； 分析該位元流而得一指令及一位址； 解碼該指令，若該指令代表存取一 定要求，則傳遞和該位址關聯的該既定要/长二j排之一既 其中一電腦系統資源係位於該資源匯流排\至—佇列區， 當該既定要求出現時，許可該既定要 2排，且使該仔列區輸出和該位址關聯的該:【源匯 0608-8247TWF(nl)；VlT02-0107100TW;MFLIN.ptd 第19頁 594489 六、申請專利範圍 之間進 根據該既定要求及該位址，與該電腦系統資源 行資料讀寫。 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項所述序列匯流排和電腦 統資源間相通之方法’其中上述序列匯流排係遵循系統管 理匯流排（System Management BUS，亦稱SMBus)規格之 ^ 線介面。 1 8.如申請專利範圍第1 6項所述序列匯流排和電腦系 統資源間相通之方法中上述資源匯流排係一記憶體匯 流排。 统資1二如:Λ專Λ範圍Λ16項所述序㈣ ::源間相通之方法…上述資源匯流排係一處理器匯 20·如申請專利範圍第丨6項所述 ^ 統資源間相通之方法，其中上述資 7々丨L排和電腦糸 排。 八T江貝，原匯流排係一週邊匯流

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