TWI222553B - Method and system for managing power in a system having an internal USB hub - Google Patents

Method and system for managing power in a system having an internal USB hub Download PDF

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TWI222553B
TWI222553B TW091100463A TW91100463A TWI222553B TW I222553 B TWI222553 B TW I222553B TW 091100463 A TW091100463 A TW 091100463A TW 91100463 A TW91100463 A TW 91100463A TW I222553 B TWI222553 B TW I222553B
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usb
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detection logic
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TW091100463A
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Mark Evan Cohen
James Christopher Loebach
Carl Joseph Muti Jr
Thomas Wayne Studwell
Osamu Yamamoto
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Ibm
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Description

1222553 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明範圍 本發明和電腦系統有關，且更特別的是本發明和用於管 理一具有一内部萬用序列匯流排（USB)集線器之系統内電 力之方法及系統有關。 發明背景 採用萬用序列匯流排（"USB”）連接方式正日漸在電腦系統 内普及，圖1描述一具有USB連接器之傳統電腦系統10，該 傳統電腦系統10可能為各式之電腦系統，包含（例如）一筆 記型電腦或桌上型電腦。該傳統式電腦系統10包含一主機 12、一第一USB連接器14、一USB集線器16、USB連接器18 及20、及一電源供應器22。主機12包含積體電路及（因此） 處理器（未明確顯示）其用以運作電腦系統10内之作業系統 (未明確顯示）。舉例而言，主機12可能包含4組英代爾 (INTEL™)積體電路，因此，該主機12可能包含英代爾 (INTEL™)處理器，其執行微軟（MICROSOFT™)作業系統。 傳統電腦系統10亦包含USB連接器14，該傳統電腦系統10 可能包含另一 USB連接器（未明確顯示）並能依指示運作。 由於USB連接方式十分普及，傳統電腦系統10因此應擁有 大量USB連接器，因此，吾人提供連接主機12及USB連接器 18及20之USB集線器，故USB集線器16允許额外之USB連接 器18及20整合於電腦系統10内。為能正常運作，該USB集 線器可連接至電源供應器22以取得電源供應。一般而言， 傳統電腦系統10包含整合於一機殼内之元件12、14、16、 18、20及 22。 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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1222553 A7 B7 五、發明説明（2 ) 儘管傳統電腦系統10可達吾人作業要求，然熟知本領域 之人士將輕易了解該傳統電腦10往往使用高於吾人預期之 電量。對於某些作業系統及處理器而言（像是微軟 (MICROSOFT™)作業系統及某些英代爾（INTEL™)處理器）， 使用一連接至USB連接器之USB裝置將使處理器無法處於 最低電量消耗狀態（即通稱之C3狀態），易言之，因為某些 USB主機之運作方式，若主機12之作業系統感測一 USB裝置 之存在，則處理器無法進入其最低電量狀態。在該傳統電 腦系統10中，且如USB使用說明所要求的，位於該主機12 内之作業系統認為該USB集線器（其整合於該傳統電腦系統 10之内）為一 USB裝置，因此，儘管並未使用任何外部USB 裝置，系統總會感測一 USB裝置之存在，故位於主機12内 之處理器永遠無法進入最低電量狀態，而該傳統電腦10因 此會消耗高於吾人預期之電量。若該傳統電腦10為一諸如 筆記型電腦（其具有移動模式（mobile mode))之電腦系統， 則此將會成為一值得注意的問題，在此類電腦系統中，電 源供應22包含一電池，其用以當該傳統電腦系統10處於移 動模式時對其供應電源，當處於移動模式時，吾人希望主 機12能進入最低電源消耗狀態俾保留電池電量（例如當主 機12並未執行作用時），因為主機12内之處理器無法進入最 低電源狀態，電池將迅速耗電，而該電池終將耗盡電量， 令使用者無法在必要時使用該傳統電腦系統10。 因此，吾人需要一種系統及方法，俾使一具有USB集線 器之電腦系統得以管理電力，本發明說明此種需求及作法。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 1222553 A7 B7 五、發明説明（3 ) 發明摘要 本發明提出一種用於管理一電腦系統内電力之方法及系 統，該電腦系統包含一主機。該方法及系統包含提供一萬 用序列匯流排（USB)集線器、至少一 USB連接器、及接觸/ 移除偵測邏輯。該至少一 USB連接器和該USB集線器耦合 。該接觸/移除偵測邏輯和該USB集線器耦合。該接觸/移 除偵測邏輯決定一 USB裝置是否連接該至少一 USB連接器 :若該USB裝置未連接該至少一USB連接器，則將該USB集 線器以邏輯方式予以解除其和該主機之耦合；且若該USB 裝置連接該至少一 USB連接器，則將該USB集線器以邏輯 方式和該主機摘合。 依據所揭示之系統及方法，本發明藉由令主機内之處理 器得以進入較低電量狀態而使得該電腦系統内之電力獲得 管控。 圖不概要描述 圖1為一具有一 USB集線器之傳統電腦系統方塊圖； 圖2為依據本發明之具有一 USB集線器之電腦系統具體 實施例方塊圖； 圖3為一依據本發明之具有一 USB集線器之電腦系統第 二具體實施例方塊圖； 圖4為一依據本發明之具有一 USB集線器之電腦系統第 二具體實施例之較詳細方塊圖。 本發明之詳細描述 本發明和電腦系統之改進有關，所提出之下列描述係為 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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1222553 A7 B7 五、發明説明（4 ) 使熟知本領域之人士得以製作暨使用本發明，並以專利申 請及其要求之脈絡而提出。較佳具體實施例之各式修改對 於熟知本領域之人士將顯而易見，且在此所提及之創新原 理亦可應用於其他具體實施例，因此本發明並非受限於所 示之具體實施例，而是應契合於在此所描述之原理及特徵 之最廣範圍。 一傳統電腦系統可包含一主機、一萬用序列匯流排 (USB)集線器、及整合於單一元件内之複數個USB連接器， 該主機一般而言包含一或多組積體電路、包含至少一處理 器，其用於執行傳統電腦系統之作業系統（n0S”）。由於 USB裝置正日漸普遍，該USB集線器因此和該主機耦合。 和USB集線器耦合者為複數個USB連接器，其使USB裝置 得以和傳統電腦系統耦合，儘管此一傳統電腦系統使大量 USB裝置能夠和該傳統電腦系統搭配使用，熟知本領域之 人士將了解該傳統電腦系統無法適當地管控電力，特別是 如USB使用說明所要求的，傳統電腦系統將USB集線器視 為一連接該傳統電腦系統之USB裝置，故傳統電腦系統主 機内之處理器無法進入某些電量消耗狀態，因此，該傳統 電腦系統將消耗高於吾人預期之電力。 本發明提出一種管控位於一電腦系統内電力之方法及系 統，該電腦系統包含一主機，該方法及系統包含提供一萬 用序列匯流排（USB)集線器、至少一 USB連接器、及接觸/ 移除偵測邏輯。該至少一 USB連接器和該USB集線器耦合 。該接觸/移除偵測邏輯和該USB集線器耦合。該接觸/移 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 1222553 A7 B7 五、發明説明（5 ) 除偵測邏輯決定一 USB裝置是否連接該至少一 USB連接器 :若該USB裝置未連接該至少一USB連接器，則將該USB集 線器以邏輯方式予以解除其和該主機之耦合；且若該USB 裝置連接該至少一 USB連接器，則將該USB集線器以邏輯 方式和該主機耦合。 本發明將藉由某些元件及0S及特定數目之元件進行描述 ，然而熟知本領域之人士將可輕易了解本方法及系統對於 其他元件、0S及其他元件數目將可同樣有效運作，並且， 為了清晰明示之目的，依據本發明之電腦系統之許多部份 皆予以省略。 為特別說明依據本發明之方法及系統，現請參閱圖2， 圖2描述依據本發明之電腦系統100具體實施例之高階方塊 圖，該電腦系統100包含一主機102、一第一 USB連接器104 、一 USB集線器106、連接至USB集線器106之USB連接器108 及110、一和該USB集線器106耦合之電源供應器112、接觸/ 移除偵測邏輯120及連接器122。主機102、第一 USB連接器 104、一 USB集線器106、USB連接器108及110、及電源供應 器112最好是實體上和圖1所示傳統電腦系統10之主機12、 第一 USB連接器14、USB集線器16、USB連接器18及20、及 電源供應器22相同。 現在請參閱圖2，接觸/移除偵測邏輯120透過連接器122 和USB連接器108及110以及電源供應器112及USB集線器耦 合，該接觸/移除偵測邏輯120感測一 USB裝置（未顯示）是 否嵌入USB連接器108及110其中之一。若一 USB裝置並未連 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 1222553 A7 ___B7 五、發明説明（6 ) 接任一 USB連接器108及11〇，則該接觸/移除偵測邏輯將 USB集線器106以邏輯方式和主機1〇2解除搞合。若一 USB裝 置耦合至任一 USB連接器1〇8及11〇，該接觸/移除偵測邏輯 120將該USB集線器以邏輯方式耦合至主機1〇2。該接觸/移 除偵測邏輯120藉_控制連接器122達此目的。特別的是， 該接觸/移除邏輯120控制連接器122，當一 USB裝置耦合至 任一 USB連接器108及11〇時，連接器122將USB集線器106耦 合至笔源供應器112’且當一USB裝置未搞合至任一 USB連 接器108及11〇時，連接器122將不使USB集線器106和電源供 應器112_合。因此，僅當一或多之USB連接器108及110透 過USB集線器1〇6進行使用時，方行供應電力至usb集線器 106 ° 藉由使用該接唧/移除偵測邏輯120，電腦系統1〇〇可進行 較佳電力管控。若電力供應至USB集線器106，則主機1〇2 4作業系統僅能識別USB集線器1〇6。因為該接觸/移除偵 測邏輯120及連接器122僅當一或多之USB連接器108及110正
使用時確保電源供應器U2連接至USB集線器，故當一 USB 裝置連接至一或多之USB連接器108及110時，作業系統方
能識別USB集線器106。易言之，當一 USB裝置未和該USB 連接器108及11〇其中之一耦合時，USB集線器106以邏輯方 式和主機102解除耦合。同樣地，當一 USB裝置和一或多之 USB連接器1〇8及no連接時，該USB集線器106以邏輯方式 耦合至該主機。儘管該USB集線器106實體上仍全時連接至 主機102，上述仍成立。因此，當一或多之USB連接器1〇8及 -10- 本紙張尺度適财® ®家標準(CNS) M規格(21QX 297公董） 1222553 A7 B7 五、發明説明（7 ) 110正使用時，主機102之作業系統方認為USB集線器106為 一耦合至主機102之USB裝置。當連接器未使用時，主機 102之處理器可進入一最低電源狀態，因此，電力將不會 因為USB集線器106之存在而無必要地加以耗用，故電腦系 統100之電力可獲得較佳管控。 圖3為依據本發明之具有一 USB集線器之電腦系統100’第 二具體實施例方塊圖，該電腦系統100'包含和電腦系統1〇〇 内相類似之元件，因此，該諸元件以類似標號標示。然而 為了清晰起見，某些元件並未進行描述。電腦系統100’包 含一主機102^ —連接至主機102’之USB連接器104’、一 USB 集線器106’、及和該USB集線器106’耦合之USB連接器108’及 110’。電腦系統1 0 (V亦包含接觸/移除偵測邏輯120’及連接 器122’，然而，在電腦系統100’中，連接器122’係耦合於主 機102’及USB集線器106’間。若一USB裝置未連接任一 USB連 接器108’及110f，則接觸/移除偵測邏輯12(V仍以邏輯方式將 USB集線器106’和主機102’解除耦合。若一USB裝置連接任 一 USB連接器10^及110’，則接觸/移除偵測邏輯120’仍以邏 輯方式將USB集線器106’和主機102’進行耦合。接觸/移除偵 測邏輯120’藉由控制連接器122’執行上述功能，特別的是， 該接觸/移除邏輯12(V控制連接器122’，當一 USB裝置耦合至 任一 USB連接器108’及1101時，連接器122’將USB集線器106’ 耦合至主機102’，並且，接觸/移除偵測邏輯120’控制連接 器122’，當一 USB裝置未耦合至任一 USB連接器108’及110·時 ，連接器122’將不使USB集線器106’和主機102'進行耦合。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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1222553 A7 B7 五、發明説明（8 ) 藉由使用該接觸/移除偵測邏輯12(V，電腦系統100’可進 行較佳電力管控。若主機102’和USB集線器106’耦合，則主 機102’之作業系統僅能識別USB集線器106’。因為該接觸/移 除偵測邏輯12(V及連接器122’僅當一或多之USB連接器108·及 11(V正使用時將USB集線器106’耦合至主機102,，故當一 USB 裝置連接至一或多之USB連接器108’及110’時，作業系統方 能識別USB集線器106’。換言之，當一 USB裝置未和該USB 連接器108’及110’其中之一耦合時，USB集線器106’以邏輯方 式和主機解除耦合。同樣地，當一 USB裝置和一或多之 USB連接器108’及110’連接時，該USB集線器106’以邏輯方式 耦合至該主機。因此，當一或多之USB連接器108’及110’正 使用時，主機102’之作業系統方認為USB集線器106’為一耦 合至主機102’之USB裝置。當這些連接器未使用時，主機 102’之處理器可進入一最低電源狀態，因此，電力將不會 因為USB集線器106’之存在而無必要地加以耗用，故電腦系 統i〇(y之電力可獲得較佳管控。 圖4為依據本發明之具有一 USB集線器106’之電腦系統 100”第二具體實施例之較詳細方塊圖，該電腦系統10〇”包 含類似於電腦系統100之元件，因此，這些元件以類似標 號標示，然而為了清晰起見，某些元件並未描述。該電腦 系統100"包含處理器102"(其置於電腦系統100"之主機上）、 一 USB集線器106"、USB連接器108"及110"。該電腦系統100" 亦包含接觸/移除偵測邏輯120"及連接器122"。進一步而言 ，電腦系統100"包含一變電雜波防擾器（transient suppressor) 124，該變電雜波防擾器係用於防止當一 USB裝 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1222553 A7 B7 五、發明説明（9 ) 置（未顯示）熱連接至連接器106"及108"時之靜電釋出所造 成之損害。該接觸/移除偵測邏輯包含積體電路126及128及 邏輯閘130、132及134。連接器122"為一 FET，因此，連接 器122”並非如傳統字面意義般（其中連接器122"並未實體上 將USB集線器106"和處理器102"解除耦合）之連接器，而是 ，該連接器122"所扮演之連接器為其允許USB集線器106"採 邏輯方式和處理器102"解除耦合。當一 USB裝置連接至一 USB連接器108"或110"時，該接觸/移除偵測邏輯120"啟動一 訊號（H8USBON)，當此訊號啟動時，FET122"隨之啟動，因 此當一 USB裝置連接至一連接器108"或110"時，介於處理器 102"及USB集線器106"間之線路121會驅動至高位，因此， 僅當USB連接器108"或110"正使用時，USB集線器106"會連 接處理器102"，故當USB連接器108"或110"正使用時，處理 器102"方能將USB集線器106"視為一 USB裝置，而在其他時 間，處理器102"運作將視USB集線器106"為不存在於電腦系 統100"，因此，當USB連接器108"或110"未使用時，處理器 102"可進入一最低電力狀態，故電腦系統1〇〇"内之電力可 獲致較佳管控。 本發明已揭示一種用於管理具有一内部USB集線器之系 統内電力之方法及系統，儘管本發明已依據所示具體實施 例進行描述，熟知本領域之人士將可輕易了解對於諸具體 實施例可進行各式變化，且這些變化將仍屬於本發明之精 神及範圍内，因此，熟知此領域之人士可進行許多修改而 不會偏離所附申請專利之精神及範圍。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂

Claims (1)

  1. 93. 1^2553 第091100463號專利申請案 立申請專利藏$替換本(93年3 申請專利範圍 1 · 一種用於管理電腦系統内電力之手 、 于、、死，琢電腦系統包含 一主機，該系統包含·· 一萬用序列匯流排（USB)集線器； 和該USB集線器耦合之至少一USB連接器；以及 和該USB集線器耦合之接觸/移除偵測邏輯，該接觸/ 移除偵測邏輯用以決定一 USB裝置是否和至少一 υ§Β連 接器連接，若該USB裝置未和至少一 USB連接器連接， 則以邏輯方式將USB集線器和該主機解除耦合，且若該 USB裝置和至少一 USB連接器連接，則以邏輯方式將該 USB集線器和該主機耦合。 2 ·如申請專利範圍第1項之系統，其中該接觸/移除偵測 邏輯和該主機耦合，且其中若該USB裝置未和至少一 USB連接器連接，該接觸/移除偵測邏輯將中止usb集線 器和主機之連接。 3 ·如申請專利範圍第2項之系統，其中該接觸/移除偵測 邏輯當USB裝置未和至少一 USB連接器連接時，提供第 一訊號，且當該USB裝置和至少一 USB連接器連接時， 提供第二訊號，該系統進一步包含： 一和該主機、接觸/移除偵測邏輯及USB集線器耦合之 連接器，該連接器用以將該USB集線器連接至主機以回 應第一訊號，以及將該USB集線器和該主機中止連接以 回應第二訊號。 4·如申請專利範圍第1項之系統，其中該電腦系統進一步 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
    D8L
    六、申請專利範園 包含一和該USB集線器耦合之電源供應器，且其中若該 USB裝置未和該至少一 USB連接器連接，該接觸/移除偵 測邏輯將中止該USB集線器連接至電源供應器。 5 .如申請專利範圍第4項之系統，其中該接觸/移除偵測 邏輯當USB裝置未和至少一 USB連接器連接時，提供第 一訊號，且當該USB裝置和至少一 USB連接器連接時， 提供第二訊號，該系統進一步包含： 一和該電源供應器、接觸/移除偵測邏輯及USB集線器 耦合之連接器，該連接器用以將該USB集線器連接至電 源供應器以回應第一訊號，以及將該USB集線器和該電 源供應器中止連接以回應第二訊號。 6 .如申請專利範圍第1項之系統，其中當該裝置未和至少 一 USB連接器連接時，該電腦系統可進入一最低電力狀 態。 7 . —種用於控制電腦系統内電力之方法，包含一主機、一 和該主機耦合之萬用序列匯流排（USB)集線器、以及和 該USB集線器耦合之至少一 USB連接器，該方法包含下 列步驟： (a) 決定是否一 USB裝置和至少一 USB連接器連接； (b) 若該USB裝置未和至少一 USB連接器連接，則以邏 輯方式解除該USB集線器對該主機之耦合；以及 (c) 若該USB裝置和至少一 USB連接器連接，則以邏輯 方式將該USB集線器和該主機耦合。 -2-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）
    、申請專利範圍
    8 .如申請專利範圍第7項之方法，其中決定步驟（a)、邏輯 方式解除耦合步驟（b)及邏輯方式進行耦合步驟⑷係使 用接觸/移除偵測邏輯執行。 9 ·如申請專利範圍第8項之方法，其中以邏輯方式解除皋馬 合之步驟（b)進一步包含下列步驟： (bl)若該USB裝置未和至少一USB連接器連接，則中止 USB集線器對該主機之連接。
    •㈣ ，又j 容I
    10 ·如申$青專利範圍第9項之方法’其中該中止連接步驟 (bl)進一步包含下列步驟： (bli)當該USB裝置未和至少一 USB連接器連接時，使 用該接觸/移除偵測邏輯提供第一訊號，且當該USB裝 置和至少一 USB連接器連接時提供第二訊號，該接觸/ 移除偵測邏輯和該主機及至少一連接器耦合；以及 (blii)使用一和該主機、接觸/移除偵測邏輯及usb集 線器隸合之連接器以將該USB集線器連接至電源供應器 以回應第一訊號，以及中止該USB集線器對該電源供應 森之連接以回應弟二訊號。 11 ·如申請專利範圍第8項之方法，其中該電腦系統進一步 包含一和該USB集線器耦合之電源供應器，且其中以邏 輯方式解除搞合之步驟（b)進一步包含下列步驟： (bl)若該USB裝置未和至少一 USB連接器連接，則中止 USB集線器對該電源供應器之連接。 12·如申請專利範圍第11項之方法，其中該中止連接步驟 -3 -本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公|)
    六、申請專利範圍 (bl)進一步包含下列步驟： (bli)當該USB裝置未和至少一 USB連接器連接時，使 用該接觸/移除偵測邏輯提供第一訊號，且當該USB裝 置和至少一 USB連接器連接時提供第二訊號，該接觸/ 移除偵測邏輯和該電源供應器及至少一連接器耦合；以 及 頃請^、明-.·Γν¥ f 月S日所提之 嗲A本有無變更實質内容？是否准予哆正？ (blii)使用一和該電源供應器、接觸/移除偵測邏輯及 USB集線器耦合之連接器以將該USB集線器連接至電源 供應器以回應第一訊號，以及中止該USB集線器對該電 源供應器之連接以回應第二訊號。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210X 297公釐） 1022553 第091100463號專利申請案 中文圖式替換頁(93年3月） 14
    r 12 r 主機 電源供應器 22 煩請务_明·.-;-V年叾 …二：ί 無嘗tty§:, 18
    早期技術圖1 參 月Y日所.¾之_是否准予以正？ 100 20
    2 1122553 矣V.: 第091100463號專利申請案 中文圖式替換頁(93年3月） .月 104'
    10*1 主機 哎22' :煩
    ：；Τ ν uj 120· :接觸/移除 偵測邏輯
    6* 08' σ
    ά所 正提 二.，'
    -2 -
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