TWI269202B - Computer having a multifunction power button and method for switching the power status of the computer - Google Patents

Description

1269202 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供一種電腦，尤指一種具有多功能電源按鈕之電 腦。 【先前技術】 大部分的電腦元件自從被開發出來後皆經歷過大體上 的改良，這些改良的需求主要係歸因於元件本身的缺點， 或是因為其他元件的改良而必須相對地改善該元件。這些 年來，電腦的電源開關只是一連接電源供應器和電腦主機 板的手動開關，然而，隨著最近開發出來的先進作業系統 也能利用軟體做關機及切換省電狀態的動作，一般舊式的 手動開關就顯得多餘而不實用。 一種改良過的電源開關係由一按壓按鈕來控制電腦電 源的開啟或關閉。當電腦為關機狀態時，若按下該電源按 鈕則電腦電源就會被開啟；當電腦為開機狀態時，若持續 按下該電源按紐長達4秒鐘則電腦電源就會被關閉。這種 電源開關係獨立於電腦的作業系統，因為它直接和低階電 路相互運作。 1269202 ， 另一種改良過的電源開關係由作業系統本身所控制，其 . 中取常見的並不是一實體的開關，而只是一軟體指令用來 觸動作業系統以開始執行電腦關機的動作。 目前來說，大多數的電腦為了包含上述兩種改良過的電源 開關之功能，而直接提供此兩種電源開關給使用者。然而， 這種短視的方法忽略了使用者在使用上可能面對的不便， 鲁以及不知使用何種開關的困擾。 【發明内容】 因此，本發明之主要目的，即是要提出一種具有多功能 電源按紐的電腦。 ^ 本發明電腦包含一輸出入晶片、一電源按鈕耦合於該輪出 入曰曰片、以及一控制器耦合於該電源按紐。在第一操作模弋 下’透過系統BIOS的設定，使該輸出入晶片會對應於該電源按 紐的觸動而轉換該電腦之電源的開啟或關閉；在第二操作模式 下’經由系統BIOS和作業系統設定，該控制器會對應於該電源按 $觸動而傳遞-指令給-作業祕，且該輸出Λ晶片會對應於 、 / %源按叙的持續觸動而關閉該電腦之電源。 8 1269202 【實施方式】 請參考弟1圖’弟1圖係本發明電腦100的功能方塊 圖。電腦100包含一中央處理器102、一隨機存取記憶體 (random-access memory，RAM) 104，例如一動態隨機存取 記憶體（dynamic random-access memory，DRAM)、一 南橋晶 片 106、一基本輸出入系統(basic input/output system，BIOS) 108、以及一輸出入晶片1 〇9，例如熟知的超級輸出入晶片 (Super I/O)，上述元件皆座落於一般傳統的配置上。本發明 之電腦100另包含有一電源按紐11〇、一電源供應器116、 一控制器112、以及一通用串列匯流排（universai seriai bus，usb) 介面114。電源供應器116經由電源按鈕11〇耦合於其他元件， 而％源按紐110輛合於輸出入晶片1 〇9和控制哭112，甘中 控制器112亦耦合於USB介面114。本發明之電腦1〇〇在 開機後又另外包含有一儲存於隨機存取記憶體104中的作 業系統120和電源按鈕驅動程式122。 第1圖係本發明各元件以及相關連接的圖示和說明，和本發 明無關的其他元件皆被省略’且上述树之間的連接可ς 由不同的方式來達成。 電源按鈕110係一雙相位開關’例如一彈簀式自動回復按 1269202 紐（像是一薄膜按鈕），或是類似的機械或電子機構，其 中’其一狀態為預設狀態，而另一狀態則要觸動按鈕才能 進入’舉例來說，電源按鈕110可以是一電腦鍵盤之按鍵。為 了清楚說明，本發明假定電源按鈕11()係一彈簧式按壓按 钮’當電源按鈕110被按壓時，則表示電源按鈕110被觸 動’而當電源按奴110被放開時，則表示電源按紐110不 再被觸動，且電源按鈕110也可以處在被持續按壓的狀態。 然而’不同型式的電源開關或按鈕也有不同的觸動方法， 例如:轉動、拉拔、觸碰等等。 一般而言，本發明之電腦100和作業系統12〇都符合進 P白配置電源介面（advanced configuration and power interface，ACPI) 規格’ ACPI規格除了提供其他規範，也提供了表i中的各種 電腦電源狀態。當開啟電腦1〇〇時，電腦10〇的系統在開機順 序中從一無ACPI功能之BIOS轉換為擁有ACPI功能的作業系統 120 〇 1269202 H: ACPI雷蟬栌能 UK At /.n Pp W^WA一一一-- 狀悲一 4又名稱 描* S5 軟關機 S4 休眠 將隨機存取記憶體中的資料内容儲存於硬 碟，且關閉各元件的電源 S3 暫停 只有隨機存取記憶體和北橋有電源 S2 部分暫停 切斷部分元件電源 切断中央處理器電源，其他元件仍有電源 開啟所有元件的電源

S1 待命 so 工作狀態 帝另外’中央處理器102—般上能支援各種從最大到最小 ㈣的省電狀態⑶仆中央處理器1G2的省電狀態c〇是 指:央處理H 1G2中各個部分和功能都㈣源供應的工作 狀態，而狀態C1到C3則是逐漸地關閉中央處理器1〇2中 • 各個邛刀和功能的電源供應。一直到狀態C3，中央處理器 〇2之核心貫質上不再擁有電源供應，僅餘部份外電路所 提么、之日守脈或邏輯線路上仍有供電。並不是所有的中央處理 能支援上述的省電狀態，或是其支援的省電狀態少於上述 4種，然而，本發明適用於至少支援一種較低耗電狀態的 中央處理器。 π 1269202 大體來說，輸出入晶片1G9隨時支援電源按鈕m，而 控制器112會在隨機存取記憶體1〇4載入電源按钮驅動程 式122之後，藉由USB介面114支援電源按叙削。不過在 電腦働的開機過程中，輸出入晶片1〇9會改變其功能，此 時電源按鈕m仍可執行切斷_㈣作，但此動作不再 由輸出入晶片⑽控制，而是由基本輸出輪人系統⑽來 管理。輸出入晶片此時能處理的動作，只有在持續按壓電 源按钮削長達-特定的時間（基本上係4秒，但並非一定） 後’才會切斷電腦_的電源。這種輪出入晶片應的功能 改變係熟知且常見的。 請同時參考第1圖與第2圖，第2圖係-詳細描述電腦⑽ 運作的狀態圖200。首先，電腦1〇〇起始於狀態2〇2的軟關機 狀態（亦即S5)，對於使用者來說，此時電腦1〇(M系關機的， 但疋電腦1GG仍可能有少量的耗電。當使用者按下並放開電 源按鈕11〇(如第2圖中標示的“按壓，，）以開啟電腦時，電腦 開始進行狀態204的開機程序。在開機過程中，使用者仍 然可以再度按壓電源按紐110以關閉電腦，使電腦1⑽ 回復到狀態202的軟關機狀態。當狀態204的開機程序執 行完畢，電腦100開始進入狀態206載入作業系統12〇， 此時，電腦100還是可以經由按壓電源按鈕110而關機。 12 1269202 在載入作H系統的這段期間或之後’電馳祕動程式m 也隨之被載入，妙你+ 然後電腦100便開始進入狀態208之工作 狀態0此時，雷、、盾 κ ’’、知:紐驅動程式122會偵測任何電源按紐 110的按壓^伯 1 一谓測到電源按鈕11〇被按壓，電源按鈕驅 動知式122會指示作業系、统120在預先決定的省電狀態 210例如上述中央處理器的省電狀態（C1-C3)，和狀態208 的作狀&之間做轉換。由於輸出入晶片1〇9仍然會對應於電 源按紐110 -特定時間的持續按壓，像是4秒鐘(如第2圖中標 不的按壓4秒鐘”），而做出相對應的動作，因此電源按鈕 驅動程式122只會針對短於該特定時間的電源按鈕110按 壓（亦即一簡單的按壓和放開）做出在狀態2〇8和21〇之間 的狀態轉換指示。自然而然地，一特定時間的持續按壓也會 使電腦100回復到狀態2〇2的軟關機狀態。本發明之持續按 壓時間是以4秒為例，但不僅限於4秒。 上述輸出入晶片109之功能改變的確切時間並不是报 重要，舉例來說，這個功能的改變可以發生於從早期的 BIOS開機自我測試(p0wer-on self_test，POST)到後期的作 業糸統載入之間的任何一段時間。而且’由於電腦10 0大部 分是處於狀態208和210的工作及省電狀態之間，電源按 13 1269202 紐驅動程式122的碎切載入時間也非如此重要。最關鍵的是 在電源按鈕驅動程式122被載入後，控制器112會對應於一短 於特定時間的按壓而觸動USB介面114經由電源按鈕驅動程 式122傳遞一指令給作業系統120。作業系統120會接受這個指令 的指示來控制中央處理器102的省電狀態於較高耗電狀態（例如 c〇)和較低耗電狀態（例如C1_C3)之間做轉換。在另一實施例 中，作業系統120也可接受這個指令的指示來控制電腦1〇〇的電 源狀態(亦即介於SO，SI，S2，S3或S4之間）。 為了更明確說明第2圖中的狀態安排，第3圖提供操作電 源按鈕110之方法3〇〇的流程圖。在步驟3〇2中電腦^ 係在第2圖中狀癌2〇2的軟關機狀態，當電源按—I!。被 按壓後’電腦100會如步驟3〇4所示的進入開機程序。在開 機的過程中，電源餘11G仍是由輸出人晶片應所控制， 也因此在步驟3〇6和规中會一錢測電源按紐⑽是否 再度被按壓，如果在開機過程中電源按叙㈣被按壓，電腦 會被關閉而回到第2圖巾狀態搬的軟關機狀態。在開機^ 程結束後，下-步即如步驟31G載人電源按鈕驅動程式 叫以及作業系統12〇本身）。一但載入後，在步驟312中， 電源按娜動程式122會經由控制器112和聰介面114 來監視電11G ’並·電源按紐Ug是否被按壓。如 14 1269202 果電源按钮11 〇被按懕ι 長1於一特定時間（例如:4秒鐘），則電 腦100會被關閉；如果 戈果％源按鈕110被按壓短於該特定時 間，則電腦1〇〇合名少^ 曰在’兔狀態之間作轉換（例如C0-C3， SO S4) |本上’上述結果的達成，其方法的步驟並不一定 要遵守以上順序’且各個步驟並不—錢相鄰的，其他的步驟 也可介於上述步驟之間。 電源按紐110之按壓時間的量測可以由硬體層面的控制器112 來執行’或疋由軟體層面的電源按紅驅動程式122或作業系統· 中的程式碼來執行，甚至可以共同由硬體和軟體—起來執 仃，另外，特定時間的持續按壓不一定是4秒鐘，其他適當的 時間長短也可以。電源按鈕驅動程式122能夠經由編寫而使電 源按鈕驅動程式122提供一預設狀態給作業系統12〇,亦即，當 電源按鈕驅動程式122被載入後，它會傳遞一指令以指示作業 系統120將電腦100轉換到一特定的狀態（例如c〇_C3， S0-S4)，相對的，預設狀態也可以由作業系統12〇來決定，在 上述兩種情況，電源按鈕驅動程式122皆能簡單地傳遞一 指令以使電腦轉換到一特定狀態或回復到目前狀態。 值得注意的是，如果電源按鈕驅動程式122載入失敗， 輸出入晶片109仍會支援電源按鈕11〇原有的功能。電腦 15 1269202 _也可以具有其他由作業系統12G提供的關機功能，這 些軟體電源控制可完全和本發明相容。 請參考第4圖’第4圖係電源按紐11〇和控制器⑴的示意圖。 控㈣m &含- USB微控制器4〇2，電源齡ιι〇是一 簡單開關’其有一線連接於控制器112的接地點，而另一 線連接於控制器112的高電位點(例如3 3伏特），這兩條 接線406可以是-般的電線或是印刷電路線。上述高電位 的線也連接到輸出入晶片109,其中輸出入晶片1〇9 一般 來說擁有自身的接地線。接地點和高電位點皆連接到腦 微控制器402，而USB微控制器搬、經由4條線(例 如V+ D+ ’ D- ’ G)連接到USB介面114，也因如此，電 腦100會將控制益112和電源按|丑11〇視為一 裝置，然而， 由於電源按叙110的操作相對地簡單，所以較少的聰線也 是可接受的。 當電源按紐110的開關閉合時，USB微控制器402偵測到 局電位線的電位變成接地電位，然後，USB微控制器術即 能將此訊息如一指令般傳遞給USB介面114。 16 1269202 為了將本發明於一具有新式BIOS晶片的電腦中實現， 更改BIOS的程式碼通常是必須的。請參考第5圖，第5 圖係本發明之開機程序500的流程圖。在電源開啟後，中 央處理器102於步驟502中初始化，而BIOS 108會於步驟 504中被載入，接下來，在步驟506中，BIOS 108擷取一 電腦100的組成硬體清單，而在眾多元件中，例如影像卡 和連接埠等等，電源按鈕110會被偵測到。然後在步驟508 # 中，BIOS 108會測試被偵測到的硬體，上述步驟506和508 組成了所謂BIOS POST的運作。在POST之後的步驟510 和512之中，BIOS 108會在複製其檔案到記憶體(例如RAM 104)之前發現並啟動作業系統12〇，這些被bios 108寫入 記憶體的檔案含有被發現、測試的硬體之資料，以當作作 業系統120的芩考，也因如此，本發明之BI〇s 1〇8不應寫 入有關於電源按鈕110的資料於記憶體中，這是要預防作 鲁業系統120過早载入預設的電源按钮功能，以免在步驟514 中的作業系統12〇執行硬體測試和基本驅動程式載入之 時，預設的電源按紐功能和電源按叙驅動程式122產生衝 犬。最後，在進入工作狀態之前，作業系統120於步驟516 中載入電源按叙驅動程式122。 17 1269202 基本上，上述結果的達成，其開機程序5〇〇的步驟並不一定 要遵寸以上順序’且各個步驟並不—定係相鄰的，其他的步驟 也可介於上述步驟之間。大部分的步驟可以被改變以適應 其他不同的情況，然而，最重要的是BI〇s 1〇8不包含有一 用來回報電源按鈕110給作業系統12〇的指令，亦即必須 防止BIOS 108回報電源按鈕11〇給作業系統12〇。 本實施例也可以搭配麟的元件，例如…;肖除訊號跳動 (de-bmmce)的處理器以使電源按鈕11〇的觸動訊號能更加 平順，而此de-bounce處理器也可以是電源按鈕丨丨〇或控制 器112的一部份。一般而言，電腦1〇〇也會包含其他常用 的元件，例如一硬碟，一光碟機，一滑鼠，一鍵盤，以及 一顯示裝置。 相較於先前技術，本發明提供一簡化的電源轉換方式，僅 利用單一電源按鈕來控制電腦的開關機以及切換省電狀錤 的動作。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範 圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範園。 18 1269202 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明電腦的功能方塊圖。 第2圖為對應於第1圖之電源按鈕輸入的電腦狀態圖。 第3圖為操作第1圖電源按鈕之方法的流程圖。 第4圖為第1圖之電源按鈕和控制器的示意圖。 第5圖為第1圖電腦之開機程序的流程圖。 【主要元件符號說明】 100電腦 102 中央處理器 104隨機存取記憶體 106 南橋晶片 108基本輸出入系統 109 輸出入晶片 110電源按钮 112 控制器 114通用串列匯流排介面 116 電源供應器 120作業系統 122 電源按4丑驅動程式 200狀態圖 202-210 狀態 300方法 302_316 步驟 402 USB微控制器 404 USB線 406接線 500 開機程序 502-516 步驟 19

Claims (1)

1269202 十、申請專利範圍： 一種具有多功能電源按紐之電腦，其包括有： 一輪出入晶片； 一電源按鈕，耦合於該輸出入晶片；以及 一控制器，耦合於該電源按鈕； ，中’在-第-操作模式下，該輸出入晶片會根據該電源按 ___換該電腦之電源的開啟或關閉；在—第二操作 取下’該控制器會根據該電源按_觸動而傳遞—指令至 -作業系統，且該輸出人晶片會根據該電源按_持續觸動 而關閉該電腦之電源。 2·如申請專利範圍第！項所述之電腦，其巾，該第一操作模式 係在该作業祕載人—t源按紅_程式之前執行，而該第 -#作权式係在該作業祕載人該電源餘_程式之後執 行0 3.如申請專利範圍第2項所述之電腦，其另包含有—中央處理 器麵合於該輸出人晶片，其中該作㈣統會對應於收到該指 令而轉換該中央處理器的一省電狀態。 20 1269202 4·如申請專利範圍第1項之所述之電腦，其中該作業系統係一 進 Ρ白配置電源介面（advanced configuration and power interface，ACPI)作業系統。 5·如申請專利範圍第1項之所述之電腦，其中該控制器包含一 通用串列匯流排（universal serialbus, USB)微控制器。 6·如申請專利範圍第1項之所述之電腦，其中該電源按鈕包括·· 一弟一接點，連接於該控制器的一高電位點； 一第二接點，連接於該控制器的一接地點;以及 一開關; 其中’當該電源按紐被按壓時’該開關連接該第一接點和該第 I 二接點以使該控制器之該高電位點的電位變成接地電位。 7.如申請專利範圍第1項之所述之賴，其更包括—基本輪出入 系統（basic input/output SyStem，BI〇s)，其中該基本輪出入系 統並不包含有用來回報該電源按叙给該作業系統程式瑪,、 8. —種具有多功能電源按鈕之電腦，其包含有： 21 1269202 一輸出入晶片； 電源按鈕，摩禺合於該輸出入晶片； —通用串列匯流排（universalserialbus,USB)微控制器，搞合 於该電源按紐； 一中央處理器’轉合於該輸出人晶片，其中—作業系統會根據 收到一指令而轉換該中央處理器的一省電狀態;以及 己u裝置耦口於5亥中央 程式； ，中’在該作業系統載人該電源按練動程式之前，該輸出入 日日片會根據該電源按紐的觸動而轉換該電腦之電源的開啟或關 閉；在該作業系統載入該電源按紐驅動程式之後，該通用串列 匯流排微控制器會根據該電源按紐的觸動而傳遞該指令給該作 業系統，且該輸出入晶片會根據該電源按紅的持續觸動而關閉 該電腦之電源。 9·如申凊專利範圍第8項所述之電腦，更包括·· —南橋晶片，雛該中央處理器和該輸出入晶片； 一電源供應器，耦合於該電源按鈕;以及 一通用串舰流排卿)介面督於該通财顺流排(USB) 微控制器。 22 1269202 ιο·如申請專利範圍第8項之所述之電腦，更包括：一基本輪出入 系統（basic input/output system，BIOS)，其中該基本輸出入系 統並不包含有用來回報該電源按鈕給該作業系統的程式碼。 11·如申請專利範圍第8項之所述之電腦，其中該作業系統會根 據該指令而轉換該中央處理器的一省電狀態。 12·如申請專利範圍第8項之所述之電腦，其中該作業系統係一 進階配置電源介面（advanced c〇nflgurati〇n and interface，ACPI)作業系統。 I3·如申請專利範圍第8項之所述之電腦，其中該電源按紐包括： 弟接點，連接於該控制器的一高電位點； 弟一接點，連接於該控制器的一接地點;以及 一開關； 其中，當該電源按知被按壓時，該開關連接該第一接點和該第 -接點以使該控制ϋ之該高電位關電位魏接地電位。 14.一種控制電腦之電源轉換的方法，包括·· . 開啟—電腦於一第一操作模式； 23 1269202 在一基本輸出入系統（basic input/output system，BIOS)開機 或一作業系統開機時，將該電腦轉換到一第二操作模式； 偵測一電源按紐的觸動； 在該第一操作模式時，根據該電源按鈕的觸動而轉換該電腦之 電源的開啟或關閉;以及 在該第二操作模式時，根據該電源按鈕的觸動而傳遞一指令至 该作業系統，且根據該電源按鈕的持續觸動而關閉該電腦之電 源。 15·如申請專利範圍第Η項之所述之方法，更包括： 載入一電源按鈕驅動程式以傳遞該指令至該作業系統； 八中"亥第一操作模式係在該電源按钮驅動程式被載入之前 執仃’而该第二操作模式係在該電源按紐驅動程式被載入之 後執行。 16·如申請專利範圍第14項之所述之方法，更包括： 防止雜本輸“系統回報該電源餘給該作業系統。 17·如申Μ專利細第14項之所述之方法，更包括： 根據而日7，轉換該電腦之—中央處理器的—省電狀態。 24 1269202 18.如申請專利範圍第17項之所述之方法，其另包含有： 防止該基本輸出入系統回報該電源按鈕給該作業系統。 十一、圖式：

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