TWI420297B - 串列信號控制方法及其裝置 - Google Patents

Description

串列信號控制方法及其裝置

本發明係關於一種透過擷取與修改一積體電路裝置與一電壓調變器間的訊息傳遞，來達到改變電壓調變器輸出工作電壓之串列信號控制方法及其控制裝置。

於一電子系統中，電源供應器接收一較高電壓準位(例如：110伏特的市電)之交流電，再透過一電壓調變器輸出一較低電壓準位(例如：3.3伏特)的直流電至電子系統，以作為電子系統中各積體電路裝置(例如：中央處理器(Central Processing Unit,CPU)所需的工作電壓。

中央處理器在不同工作負載(loading)下對應著不同電力需求量，當中央處理器的工作負載越大時，所需的工作電壓越大，亦即兩者間呈正比的關係。舉例來說，當中央處理器欲執行一需要大量運算的影像處理程序時，中央處理器根據執行該影響處理程序所造成的高負載，發送一請求訊息至電壓調變器，通知電壓調變器提供更高的工作電壓，使中央處理器的執行效能得以提升。反之，當中央處理器完成該影響處理程序，中央處理器的負載降低為低負載，中央處理器則會再發送一請求訊號至電壓調變器，通知電壓調變器提供較低的工作電壓，以提升用能的效率。

此外，隨著中央處理器功能越來越強大，目前已知的中央處理器還會適時的發送請求訊息至電壓調變器，詢問電壓調變器的負載狀態(例如：電壓調變器的工作溫度)來調整工作電壓的供給。舉例來說，倘若電壓調變器回應中央處理器其工作溫度過高，中央處理器會降低電子系統的工作頻率或工作電壓，以確保整體電子系統的穩定度。

不過上述中央處理器與電壓調變器之間的溝通為一即時運作(Real-time Operation)模式，且所建立的調校機制大多取決於中央處理器的製造廠商(例如：英特爾)，除非更換整顆中央處理器，第三方系統廠商根本無法適性式修改兩者間的調校機制，以符合客製化的需求。

因此，如何能提出一種方法或手段，在不需要修改中央處理器的情況下，可逕行修改中央處理器傳送至電壓調變器的請求訊息，使得電壓調變器可以根據使用者的需求改變供應至中央處理器的工作電壓，達到更彈性的操作模式，此乃一直是長久以來相關專業領域人士努力改善的目標。

本發明係關於一種透過擷取與修改一積體電路裝置與一電壓調變器間傳遞的串列信號之串列信號控制方法及其控制裝置。

根據本發明所揭露之串列信號控制方法，係用於修改積體電路裝置發送至電壓調變器的請求訊息，以改變電壓調變器的工作電壓輸出，請求訊息包括一第一檢查碼及一第一內容資料，控制方法係當積體電路裝置發送具有第一檢查碼之請求訊息至電壓調變器時，取代該第一檢查碼為一第二檢查碼，以使得電壓調變器回應一負確認(Negative Acknowledgement，NACK)訊號至積體電路裝置，令積體電路裝置重新發送請求訊息，此時，控制方法利用積體電路裝置重新發送請求訊息的空檔，取得一欲修改的第二內容資料，當積體電路裝置重新發送請求訊息時，置換第一內容資料為第二內容資料，並置換一個新的對應於第二內容資料的檢查碼。

其中，第一內容資料與第二內容資料可為一電壓識別(Voltage Identification,VID)資訊，電壓調變器根據電壓辨識資訊調整所輸出的工作電壓，積體電路裝置可為一中央處理器。

根據本發明所揭露之另一串列信號控制方法，係當積體電路裝置發送一查詢訊息至一電壓調變器時，修改電壓調變器回應積體電路裝置的應答訊息，以改變該積體電路裝置的運作，應答訊息包括一第三檢查碼及一第一應答資料。控制方法係取代該第三檢查碼為一第四檢查碼，以使得積體電路裝置誤判查詢訊息傳遞錯誤(因為電壓調變器回應錯誤的檢查碼)，進而重新發送查詢訊息，此時，控制方法利用積體電路裝置重新發送查詢訊息的空檔，取得一欲修改之第二應答資料，當積體電路裝置重新發送查詢訊息時，置換第一應答資料為第二應答資料。

其中，積體電路裝置可為一中央處理器，第一應答資料與第二應答資料對應於積體電路裝置所發送之查詢訊息，其可為電壓調變器之電壓、電流、功率或溫度等資訊。

根據本發明所揭露之一串列信號控制裝置，係用以擷取與調節傳遞於一積體電路裝置與一電壓調變器之間的串列信號傳遞，該積體電路裝置係發送一第一訊息，該第一訊息包括一第五檢查碼及一第一內容資料，該電壓調變器係根據該第一訊息回應一第二訊息或一第三訊息至該積體電路裝置，第三訊息包括一第六檢查碼及一第一應答資料，其特徵在於該控制裝置係擷取該第一訊息與第三訊息，透過置換該第五檢查碼或該第六檢查碼，以執行一設定程序或一查詢程序。

其中，當執行該設定程序時，該控制裝置以一第七檢查碼取代該積體電路裝置之該第五檢查碼，俾使該積體電路裝置重新發送該第一訊息後，置換該重新發送之第一訊息的該第一內容資料為一第二內容資料，並置換一個新的對應於第二內容資料的檢查碼。

其中，當執行該查詢程序時，該控制裝置以一第七檢查碼取代該電壓調變器之該第六檢查碼，俾使該積體電路裝置重新發送該第一訊息後，置換第三訊息之第一應答資料為一第二應答資料，並置換一個新的對應第二應答資料的檢查碼。

其中，積體電路裝置可為一中央處理器。

因此，藉由上述之控制裝置及其控制方法，本發明透過修改檢查碼的方式，在一個即時運作模式的系統下，強制讓積體電路裝置重新發送訊息，而利用積體電路裝置重新發送訊息的空檔，根據需求修改積體電路裝置與電壓調變器間訊息傳遞的內容，以達到更彈性與更客製化的操作模式。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請參考『第1圖』及『第3圖』所示，『第1圖』係本發明串列信號控制裝置的示意圖，『第3圖』係本發明串列信號控制方法之第一實施例的流程圖。控制裝置10應用本發明之串列信號控制方法，透過修改積體電路裝置20發送至電壓調變器21的請求訊息，以改變電壓調變器21的工作電壓輸出，請求訊息包括一第一檢查碼及一第一內容資料。控制裝置10、積體電路裝置20及電壓調變器21間的訊息傳輸係利用晶片網路(network-on-chip,NoC)架構，又稱之為系統晶片匯流排封包傳送的架構，各個訊息於傳遞係以封包為單位，透過位址(address)來定義訊息的發送端與接收端，再利用確認訊號(Acknowledgement，俗稱ACK)和負確認訊號(Negative Acknowledgement，俗稱NACK或錯誤)提供流程控制(Flow Control)所要的資訊，而此部分亦屬本案領域之具有通常技藝人士所知悉，於此則不加以累述訊息的封包細部架構。

串列信號控制方法係包括：步驟S20：當積體電路裝置20發送具有第一檢查碼之請求訊息至電壓調變器21時，取代該第一檢查碼為一第二檢查碼，以使得電壓調變器21回應一負確認訊號至積體電路裝置20，令積體電路裝置20重新發送請求訊息；步驟S21：利用積體電路裝置20重新發送請求訊息的空檔，取得一欲修改的第二內容資料；以及步驟S22：當積體電路裝置20重新發送請求訊息時，置換第一內容資料為第二內容資料，以及置換第二檢查碼為一個新的對應於第二內容資料的檢查碼，讓電壓調變器21改回應一確認訊號回積體電路裝置20。

其中，第一內容資料與第二內容資料可為一電壓識別(Voltage Identification,VID)資訊，電壓調變器21根據電壓辨識資訊調整所輸出的工作電壓，積體電路裝置20可為一中央處理器，第一檢查碼與第二檢查碼可為同位元(Parity Bit)或循環多餘檢查碼(Cycle Redundancy Check,CRC)。同位元和循環多餘檢查碼常用於確保兩裝置間訊號傳遞的正確性，當接收與傳送的檢查碼不相同時，則會被接收裝置判斷為錯誤的訊息傳遞，由於此乃本案領域之具有通常技藝人士所知悉，其中原理與應用方式於此不加以累述。

俾幫助審查委員更能了解第一實施例之功效，以中央處理器發送請求訊息至電壓調變器21之一實施方式來進行說明。假設當積體電路裝置20(中央處理器)之工作負載為重負載(例如：最大負載能力的90%)時，積體電路裝置20會發送一個具有VID資訊的請求訊息給電壓調變器21，要求電壓調變器21提供一個較高的工作電壓(例如：1.33伏特)。

根據步驟S20所述，控制方法會取代該第一檢查碼為一第二檢查碼，而使得電壓調變器21回應負確認訊號至積體電路裝置20來拒絕接收此請求訊息，積體電路裝置20則會再次發送請求訊息。

根據步驟S21所述，此時本發明利用積體電路裝置20重新發送請求訊息的空檔，取得一欲修改的第二內容資料(例如：1.5伏特)，其中，第二內容資料可透過查表的方式來取得，將一調校參考表儲存於控制裝置10中，調校參考表中儲存有一預定規則，當接收由積體電路裝置20所傳送之第一內容資料時，根據調校參考表修改第一內容資料為第二內容資料。或者，使用者可透過一系統匯流排操作控制裝置10，使第二內容資料符合該使用者的需求，系統匯流排可為但不限於一系統管理匯流排(System Management Bus,SMBus)。

根據步驟S22所述，當積體電路裝置20重新發送請求訊息時，置換第一內容資料為第二內容資料，換言之，原本積體電路裝置20係要求1.3伏特的工作電壓，但透過步驟S22的置換，電壓調變器21便會根據第二內容資料提供1.5伏特的工作電壓給積體電路裝置20，以達到客製化和更彈性的操作模式的功效。

請參考『第1圖』及『第4圖』所示，『第4圖』係本發明控制方法之第二實施例的流程圖。第二實施例與上述第一實施例最大的差異在於第二實施例係當積體電路裝置20發送一查詢訊息時，用於修改電壓調變器21回應積體電路裝置20的第一應答訊息，以改變該積體電路裝置20的運作，應答訊息包括一第三檢查碼及一第一應答資料。

控制方法係包括：步驟S23：取代該第三檢查碼為一第四檢查碼，以使得積體電路裝置20誤判查詢訊息傳遞錯誤，讓積體電路裝置20重新發送查詢訊息；步驟S24：利用積體電路裝置20重新發送查詢訊息的空檔，取得一欲修改之第二應答資料；以及步驟S25：當積體電路裝置20重新發送查詢訊息時，置換第一應答資料為第二應答資料，並置換第三檢查碼為一個新的對應於第二應答資料的檢查碼。

其中，積體電路裝置20可為一中央處理器，第一應答資料與第二應答資料對應於積體電路裝置20所發送之查詢訊息，其可為電壓調變器21之電壓、電流、功率或溫度等資訊。

俾幫助審查委員更能了解第二實施例之功效，以中央處理器發送查詢訊息至電壓調變器21之一實施方式來進行說明。一般來說，積體電路裝置20(中央處理器)為了系統穩定，會發送一查詢訊息至電壓調變器21，欲取得電壓調變器21的工作溫度以了解電壓調變器的負載狀況，預設積體電路裝置20於電壓調變器21之工作溫度達到攝氏90度時，積體電路裝置20則會被關閉以降低電壓調變器21的負載。

然而，當電壓調變器21根據積體電路裝置20所發送之應答訊息，應答訊息包括第三檢查碼及第一應答資料，第一應答資料即為電壓調變器21的工作溫度(例如：攝氏80度)，根據步驟S23所述，控制方法先是置換掉應答訊息之第三檢查碼為第四檢查碼，積體電路裝置20會以為應答訊息為錯誤的應答訊息(因為檢查碼錯誤)，積體電路裝置20則重新發送查詢訊息。

根據步驟S24所述，控制方法利用積體電路裝置20重新發送查詢訊息的空檔，取得一欲修改之第二應答資料，然而，取得第二應答資料的方法跟第一實施例中之步驟S21相同，皆可透過預設查表或是依使用者的需求來取得第二應答資料，例如，第二應答資料為攝氏100度，故於此不加以累述。

根據步驟S25所述，原本應答訊息中的第一應答資料(攝氏80度)會被置換為第二應答資料(攝氏100度)，此時，積體電路裝置20會被欺騙，誤以為電壓調變器21的工作溫度過高，進而將積體電路裝置20關閉，此舉可避免電壓調變器21過熱的問題，使得系統更穩定。

請參考『第1圖』所示，控制裝置10係用以擷取與調節傳遞於一積體電路裝置20與一電壓調變器21之間的串列信號傳遞，積體電路裝置20係發送一第一訊息，第一訊息包括一第五檢查碼及一第一內容資料，電壓調變器21係根據第一訊息回應一第二訊息或一第三訊息至積體電路裝置20，第三訊息包括一第六檢查碼及一第一應答資料，其特徵在於串列信號控制裝置10係擷取第一訊息與第三訊息，透過置換第五檢查碼或第六檢查碼，以執行一設定程序或一查詢程序。

其中，當執行設定程序時，電壓調變器21根據第一訊息回應第二訊息，控制裝置10以一第七檢查碼取代積體電路裝置20之第五檢查碼，俾使積體電路裝置20重新發送第一訊息後，置換重新發送之第一訊息的第一內容資料為一第二內容資料，並置換第五檢查碼為一個新的對應於第二內容資料的檢查碼。

其中，當執行查詢程序時，電壓調變器21根據第一訊息回應第三訊息，控制裝置10以一第七檢查碼取代電壓調變器21之第六檢查碼，俾使積體電路裝置20重新發送第一訊息後，置換第三訊息之第一應答資料為一第二應答資料，並置換第六檢查碼為一個新的對應於第二應答資料的檢查碼。

其中，積體電路裝置20可為一中央處理器。於設定程序時，第一訊息與第二訊息分別為上述控制方法中第一實施例所揭露之請求訊息和負確認訊號；於查詢程序時，第一訊息與第三訊息分別為上述控制方法中第二實施例所揭露之查詢信息與應答訊息。第一檢查碼與第二檢查碼可為同位元或循環多餘檢查碼。

控制裝置10更包括一調校參考表，調校參考表中儲存有一預定規則，以設定第二內容資料或第二應答資料。

請參考『第2圖』所示，『第2圖』係控制器除了可以根據調校參考表修改內容資料外，控制裝置10亦可包括一使用者介面13，使用者介面13透過一系統匯流排以供一使用者設定第二內容資料或第二應答資料，使內容符合使用者的需求。

綜上所述，本發明透過修改檢查碼的方式，在一個即時運作模式的系統下，強制讓積體電路裝置20重新發送訊息，而利用重新發送訊息的空檔，根據需求修改積體電路裝置20請求訊息的內容資料，或者修改電壓調變器21所發送之應答資料，以達到更彈性與更客製化的操作模式。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及精神當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．控制裝置

13．．．使用者介面

20．．．積體電路裝置

21．．．電壓調變器

第1圖係本發明串列信號控制裝置的示意圖。

第2圖係本發明串列信號控制裝置之一實施例的示意圖。

第3圖係本發明串列信號控制方法之第一實施例的流程圖。

第4圖係本發明串列信號控制方法之第二實施例的流程圖。

10．．．控制裝置

20．．．積體電路裝置

21．．．電壓調變器

Claims (17)

1. 一種串列信號控制方法，係包括：當一積體電路裝置發送具有一第一檢查碼與一第一內容資料之一請求訊息至一電壓調變器時，以一第二檢查碼取代該第一檢查碼，讓該電壓調變器回應一負確認訊號，俾使該積體電路裝置重新發送該請求訊息；取得一第二內容資料；以及當該積體電路裝置重新發送該請求訊息時，以該第二內容資料置換該第一內容資料。
2. 如請求項第1項所述之串列信號控制方法，其中，該第一內容資料與第二內容資料為一電壓識別資訊。
3. 如請求項第1項所述之串列信號控制方法，其中，該第一檢查碼及該第二檢查碼為同位元格式或循環多餘檢查碼格式。
4. 如請求項第1項所述之串列信號控制方法，其中，該積體電路裝置為中央處理器。
5. 如請求項第1項所述之串列信號控制方法，其中，取得該第二內容資料的步驟係透過查詢一調校參考表的方式，該調校參考表中儲存有一預定規則，根據該預定規則與該第一內容資料設定該第二內容資料。
6. 如請求項第1項所述之串列信號控制方法，其中，取得該第二內容資料的步驟，一使用者可透過一系統匯流排設定該第二內容資料。
7. 一種串列信號控制方法，係包括：當一積體電路裝置發送一查詢訊息至一電壓調變器，該電壓調變器發送具有一第三檢查碼及一第一應答資料之一應答訊息時，以一第四檢查碼取代該第三檢查碼，俾使該積體電路裝置誤判該查詢訊息傳遞錯誤而重新發送該查詢訊息；取得一第二應答資料；以及當該積體電路裝置重新發送該查詢訊息時，置換該第一應答資料為該第二應答資料。
8. 如請求項第7項所述之串列信號控制方法，其中，該第一應答資料與該第二應答資料對應於該積體電路裝置所發送之該查詢訊息，該第一應答資料與該第二應答資料為該電壓調變器之電壓、電流、功率或溫度。
9. 如請求項第7項所述之串列信號控制方法，其中，該第三檢查碼及該第四檢查碼為同位元格式或循環多餘檢查碼格式。
10. 如請求項第7項所述之串列信號控制方法，其中，該積體電路裝置為中央處理器。
11. 如請求項第7項所述之串列信號控制方法，其中，取得該第二應答資料的步驟係透過查詢一調校參考表的方式，調校參考表中儲存有一預定規則，根據該預定規則與該第一應答資料設定該第二應答資料。
12. 如請求項第7項所述之串列信號控制方法，其中，取得該第二應答資料的步驟，一使用者可透過一系統匯流排設定該第二應答資料。
13. 一種串列信號控制裝置，係用以擷取與調節傳遞於一積體電路裝置與一電壓調變器之間的串列信號傳遞，該積體電路裝置係發送一第一訊息，該第一訊息包括一第五檢查碼及一第一內容資料，該電壓調變器係根據該第一訊息回應一第二訊息或一第三訊息至該積體電路裝置，該第三訊息包括一第六檢查碼及一第一應答資料，其特徵在於該串列信號控制裝置係擷取該第一訊息與該第三訊息，透過置換該第五檢查碼或該第六檢查碼，以執行一設定程序或一查詢程序；其中，當執行該設定程序時，該電壓調變器根據該第一訊息回應該第二訊息，該串列信號控制裝置以一第七檢查碼取代該積體電路裝置之該第五檢查碼，俾使該積體電路裝置重新發送該第一訊息後，置換該重新發送之第一訊息的該第一內容資料為一第二內容資料；以及當執行該查詢程序時，該電壓調變器根據該第一訊息回應該第三訊息，該串列信號控制裝置以一第七檢查碼取代該電壓調變器之該第六檢查碼，俾使該積體電路裝置重新發送該第一訊息後，置換該第三訊息之該第一應答資料為一第二應答資料。
14. 如請求項第13項所述之串列信號控制裝置，其中，該第五檢查碼、該第六檢查碼及該第七檢查碼為同位元格式或循環多餘檢查碼格式。
15. 如請求項第13項所述之串列信號控制裝置，其中，該積體電路裝置為中央處理器。
16. 如請求項第13項所述之串列信號控制裝置，更包括一調校參考表。
17. 如請求項第13項所述之串列信號控制裝置，更包括一使用者介面，該使用者介面透過一系統匯流排以供一使用者設定該第二內容資料或該第二應答資料。