TWI460595B

TWI460595B - 用於通用外接電子裝置的電源管理方法

Info

Publication number: TWI460595B
Application number: TW100128934A
Authority: TW
Inventors: Chegn Fang Liu; Hao Hsiang Chang
Original assignee: Sk Hynix Inc
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2014-11-11
Also published as: TW201308092A

Description

用於通用外接電子裝置的電源管理方法

本發明係有關於一種外接電子裝置，且尤其是一種用於外接電子裝置的電源管理方法。

隨著科技的進步，各種採用不同介面的外接電子裝置都被提出與販賣，其中最常見的外接電子裝置為USB電子裝置。一般而言，USB電子裝置需要外接於USB主機端(host)，且需要配合USB主機端來進行各種指令程序，其中USB主機端例如是個人電腦或筆記型電腦等，而指令程序例如是資料存取或主機命令輸出等。大多數的USB電子裝置的供應電源皆來自於USB主機端，因此USB電子裝置的電源管理對USB主機端的電力效能有很大的影響。

用於USB電子裝置的傳統電源管理方法說明如下。首先，USB主機端利用輪詢的方式發出命令，以偵測USB電子裝置長期地處於閒置的狀態。若USB電子裝置長期地處於閒置的狀態，則USB主機端會發出待機信號給USB電子裝置，使得USB電子裝置的USB控制晶片或USB韌體進入待機模式。然而，前述傳統電源管理方法僅是單純地使USB電子裝置中的USB控制晶片或USB韌體進入待機模式，而並未將內部裝置的電源關閉，因此USB電子裝置將依然會持續消耗USB主機端之電能。

值得一提的是，上述待機信號可以為USB 2.0規範中的待命(suspend)信號、USB 3.0規範中的LGO_U3、LGO_U2、或LGO_U1狀態信號。

於USB 2.0規範中，USB主機端一般會有自己的電源管理方法，且USB主機端的電源管理方法獨立於USB電子裝置之電源管理方法，因此USB主機端可以利用此規範中的待命或恢復信號來與USB電子裝置進行溝通，以控制USB電子裝置進入省電狀態。

於USB 3.0規範中，USB介面採用為雙匯流排(dual-bus)架構，且此雙匯流排架構包含USB 2.0與超高速(SuperSpeed)匯流排。前述LGO_U1與LGO_U2狀態信號用以指示USB電子裝置進入省電狀態，其中對應於LGO_U2狀態信號之省電狀態的用電量少於對應於LGO_U1狀態信號之省電狀態的用電量。LGO_U3狀態信號用以指示USB電子裝置進入深層睡眠(deep sleep)狀態，且深層睡眠狀態的用電量又少於省電狀態的用電量。

總而言之，若USB主機端所連接的USB電子裝置越多，則USB主機端的電能消耗將愈高。在目前訴求節能省碳之環保意識高呼的現狀下，許多國家都要求販賣的USB電子裝置具有節能標章，且其電能消耗須符合特定的標準。據此，許多廠商與學者都努力地尋求一個能夠妥善管理USB電子裝置之電源的電源管理方法。

本發明實施例提供一種用於USB電子裝置的電源管理方法。此USB電子裝置外接於一USB主機端)，且包括USB控制晶片、USB韌體與內部裝置。當USB控制晶片接收來自於USB主機端的待機信號時，USB控制晶片透過電源關閉中斷信號通知USB韌體傳送進入待機模式信號給內部裝置，指示內部裝置進入待機模式。當內部裝置進入待機模式時，內部裝置傳送進入待機完成信號給USB韌體，以使USB韌體透過第一電壓準位的預定信號通知USB控制晶片將內部裝置的電源關閉。

本發明另一實施例提供另一種用於USB電子裝置的電源管理方法。此USB電子裝置外接於USB主機端，且包括USB控制晶片、USB韌體與內部裝置。當USB控制晶片接收來自於USB主機端的待機信號與被USB韌體指示致能自動電源關閉功能時，USB控制晶片透過讀取並確認與內部裝置間介面狀態為閒置後，發送進入待機模式信號給內部裝置。當內部裝置收到進入待機模式信號後，且內部裝置據此進入待機模式時，內部裝置回覆進入待機完成信號給USB控制晶片，以使USB控制晶片將內部裝置的電源關閉。

本發明一實施例提供一種用於外接電子裝置的電源管理方法。此電子裝置包括控制晶片、韌體與內部裝置，此電子裝置連接於主機端，並由主機端提供電源。控制晶片接收待機信號。控制晶片傳送電源關閉中斷信號給韌體。韌體傳送進入待機模式信號給內部裝置。內部裝置傳送進入待機完成信號給韌體。韌體透過第一電壓準位信號通知控制晶片將內部裝置的電源關閉。

綜上所述，本發明實施例提供一種用於外接電子裝置的電源管理方法，此電源管理方法能夠將外接電子裝置之內部裝置的電源關閉，以藉此避免額外的電能消耗，並符合目前節能省碳的趨勢。除此之外，所述電源管理方法還可以避免因關閉內部裝置的電源而對內部裝置所造成的損害。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

[外接電子裝置的電源管理方法之實施例]

請參閱圖1，圖1是本發明實施例之外接電子裝置連接於主機端的方塊圖。外接電子裝置12連接於主機端10，主機端10可以提供外接電子裝置12的電源。，且包括通訊介面121、控制晶片120、韌體122以及內部裝置124。於此實施例中，外接電子裝置12的通訊介面121可以為USB、E-SATA或IEEE 1394介面。當通訊介面121為USB介面時，控制晶片120例如可以是USB控制器或USB橋接器，而且內部裝置124例如是USB快閃記憶體或USB硬碟等。總之，控制晶片120、通訊介面121與內部裝置124的類型並非用以限定本發明。

通訊介面121係作為控制晶片120、韌體122與主機端10溝通之介面。控制晶片120係透過通訊介面121接收主機端10的命令。韌體電性連接控制晶片120與內部裝置124，且透過通訊介面121與主機端10溝通。內部裝置124電性連接韌體122與控制晶片120。

接著，請同時參閱圖1與圖2，圖2係為本發明實施例之電源管理方法的流程圖。雖然，圖2的電源管理方法僅描述了關閉內部裝置124之電源的步驟，然而，本發明卻不限定於此，所述電源管理方法更可能包括了其他的步驟，例如開啟內部裝置124之電源的步驟與其後續的步驟等。

首先，在步驟S201中，主機端10命令控制晶片120進入待機模式，即控制晶片120透過通訊介面121接收來自於主機端10的待機信號。當外接電子裝置12為USB電子裝置時，待機信號為USB 2.0規格中的待命狀態(suspend)信號、USB 3.0規格中的LGO_U3、LGO_U2或LGO_U1狀態信號。在此需要說明的是，雖然在此實施例中，待機信號事由主機端10所產生，但在其他實施例中，待機信號亦可以來自於外接電子裝置12的外部開關。

之後，在步驟S203中，控制晶片120發出電源關閉中斷信號給韌體122。在步驟S205中，韌體122收到電源關閉中斷信號後，韌體122發送進入待機模式信號給內部裝置124，以藉此指示內部裝置124進入待機模式。

步驟S207中，判斷內部裝置124收到進入待機模式信號後，是否成功地進入待機模式。若內部裝置124收到進入待機模式信號後，便成功進入待機模式，則步驟S209會緊接著被執行。相反地，若內部裝置124未成功地進入待機模式，則步驟S215會被執行。

在步驟S209中，內部裝置124回覆進入待機完成信號給韌體122。於步驟S211中，在韌體122收到進入待機完成信號後，韌體122會傳送具有第一電壓準位之預定信號給控制晶片120，以通知控制晶片120將內部裝置124之電源關閉。然後，在步驟S213中，於控制晶片120收到具有第一電壓準位之預定信號後，控制晶片120會將內部裝置124的電源關閉。

預定信號的電壓準位可以用來指示控制晶片120開啟或關閉內部裝置124的電源。當外接電子裝置1為USB電子裝置時，預定信號例如為通用型輸入輸出(General Purpose I/O，GPIO)信號，且第一電壓準位例如為高電壓準位。然而，本發明卻不限定於此。舉例來說，預定信號亦有可能是其他種類型的信號或一般信號，且第一電壓準位亦可以是低電壓準位。換言之，在其他實施例中，韌體122亦可以傳送第一電壓準位信號給控制晶片120，以通知控制晶片120將內部裝置124之電源關閉。

另外，若內部裝置124收到進入待機模式信號後，未能成功進入待機模式則執行步驟S215，即內部裝置124將不會回覆進入待機完成信號，或者內部裝置124會回覆未確認(Non-acknowledge,NACK)信號至韌體122。接著，在步驟S219中，將進入待機失敗次數加1，其中進入待機失敗次數的初始值為0。然後，在步驟S219中，判斷待機失敗次數是否小於預定值。若待機失敗次數小於預定值，則繼續執行步驟S203。若待機失敗次數未小於預定值，則執行步驟S221。在步驟S221中，控制晶片120會將內部裝置124無法順利進入待機模式的情況告知主機端10。

當使用前述圖2或其他實施例所述之電源管理方法關閉內部裝置124之電源後，若需要使用內部裝置124，則電源管理方法需要進一步地將內部裝置124的電源開啟。

值得一提的是，於圖2之電源管理方法中，關閉內部裝置124之步驟S213是在步驟S209之後。簡單地說，內部裝置124的電源是在內部裝置124已經進入待機模式後才被關閉，因此可以避免內部裝置124因為電源關閉而造成的元件損害，也同時可以確保內部裝置124所處理之資料或指令的正確性，從而避免錯誤的發生。請參照圖1與圖3，圖3係為本發明實施例之電源管理方法的流程圖。雖然，圖3的電源管理方法僅描述了開啟內部裝置124之電源的步驟，然而，本發明卻不限定於此，所述電源管理方法更可能包括了其他的步驟，例如關閉內部裝置124之電源的步驟與其後續的步驟等。

首先，在步驟S301中，主機端10喚醒控制晶片120，即控制晶片120透過通訊介面121接收到來自於主機端10所發送之喚醒信號。然後，在步驟S303中，控制晶片120依據喚醒信號將韌體122喚醒，更精確地說，控制晶片120是在收到喚醒信號後，傳送電源開啟中斷信號給韌體122，以喚醒韌體122。接下來，在步驟S305中，韌體122會傳送具有第二電壓準位之預定信號給控制晶片120，以通知控制晶片120將內部裝置124之電源開啟。然後，在步驟S307中，於控制晶片120收到具有第二電壓準位之預定信號後，控制晶片120會將內部裝置124的電源開啟。

如同前面所述，預定信號的電壓準位可以用來指示控制晶片120開啟或關閉內部裝置124的電源。當第一電壓為高電壓準位時，第二電壓準位為低電壓準位。當第一電壓為低電壓準位時，第二電壓準位為高電壓準位。總之，預定信號的類型與電壓準位的準位皆非用以限定本發明。

接下來，請參閱圖1與圖4，圖4係為本發明實施例之電源管理方法的流程圖。雖然，圖4的電源管理方法僅描述了開啟內部裝置124之電源的後續步驟，然而，本發明卻不限定於此，所述電源管理方法更可能包括了其他的步驟，例如開啟與關閉內部裝置124之電源的步驟等。

首先，於步驟S401，在將內部裝置124之電源開啟後，韌體122或控制晶片120發出指令辨識信號至內部裝置124，以確認內部裝置124是否準備就緒。接下來，於步驟S403中，內部裝置124在收到指令辨識信號後，內部裝置124會依據其狀態判斷內部裝置124是否已經就緒。

若內部裝置124已經就緒，即執行步驟S405。相反地，若內部裝置124未就緒，即執行步驟S407。在步驟S405中，內部裝置124回覆韌體122或控制晶片120就緒完成信號，以使韌體122或控制晶片120得知內部裝置124已經就緒完成。在步驟S407中，內部裝置124回覆韌體122或控制晶片120尚未就緒完成或即將就緒信號，以使韌體122或控制晶片120得知內部裝置124尚未就緒。最後，於步驟S409中，韌體122或控制晶片12將內部裝置124是否已經就緒的情況告知主機端10。

於圖4的電源管理方法中，當內部裝置124的電源被開啟後，主機端10需要得知內部裝置124是否已經就緒，才可以決定是否能夠指示內部裝置124處理資料或指令。若內部裝置124已經就緒，主機端10便能夠指示內部裝置124處理資料或指令。如此一來，將可以確保內部裝置124所處理之資料或指令的正確性。

[外接電子裝置的電源管理方法之另一實施例]

請同時參閱圖1與圖5，圖5係為本發明另一實施例之電源管理方法流程圖。雖然，圖5的電源管理方法僅描述了關閉內部裝置124之電源的步驟，然而，本發明卻不限定於此，所述電源管理方法更可能包括了其他的步驟，例如開啟內部裝置124之電源的步驟與其後續的步驟等。

在圖5的實施例之步驟S501中，韌體122會指示控制晶片120致能自動電源關閉功能。接著，在步驟S502中，主機端10命令控制晶片120進入待機模式，亦即控制晶片120接收來自於主機端10的待機信號。當外接電子裝置12為USB電子裝置時，待機信號為USB 2.0規範中的待命狀態信號、USB 3.0規範中的LGO_U3、LGO_U2或LGO_U1狀態信號。要說明的是，步驟S501與S502的順序並非用以限制本發明。在此需要說明的是，雖然在此實施例中，待機信號事由主機端10所產生，但在其他實施例中，待機信號亦可以來自於外接電子裝置12的外部開關。

接下來，在步驟S503中，控制晶片120讀取與內部裝置124間介面，進而判斷內部裝置124是否處於閒置狀態。若內部裝置124不處於閒置狀態，則執行步驟S515。若內部裝置124處於閒置狀態，則執行步驟S505。

在步驟S515中將判讀閒置失敗次數加1，其中判讀閒置失敗次數初始值為0。然後，在步驟S515中，判斷判讀閒置失敗次數是否小於預定值。若閒置失敗次數小於預定值，則繼續執行步驟S502，以再次嘗試讓主機端10命令控制晶片120進入待機模式。若閒置失敗次數未小於預定值，則執行步驟S517。在步驟S517中，控制晶片120會將內部裝置124無法進入閒置狀態的情況告知主機端10。

在步驟S505中，控制晶片120發送進入待機模式信號至內部裝置124。接著，在步驟S507中，判斷內部裝置124收到進入待機模式信號後，是否成功地進入待機模式。若內部裝置124收到進入待機模式信號後，便成功進入待機模式，則步驟S509會緊接著被執行。相反地，若內部裝置124未成功地進入待機模式，則步驟S513會被執行。

在步驟S509中，內部裝置124回覆進入待機完成信號給控制晶片120。於步驟S511中，在控制晶片120收到進入待機完成信號後，控制晶片120將內部裝置124之電源關閉。

另外，若內部裝置124收到進入待機模式信號後，未能成功進入待機模式，則執行步驟S513，即內部裝置124將不會回覆進入待機完成信號，或者內部裝置124會回覆未確認信號至控制晶片。接著，在步驟S516中，將進入待機失敗次數加1，其中進入待機失敗次數的初始值為0。然後，在步驟S516中，判斷待機失敗次數是否小於預定值。若待機失敗次數小於預定值，則繼續執行步驟S501。若待機失敗次數未小於預定值，則執行步驟S517，以將內部裝置124無法順利進入待機模式的情況告知主機端10。

圖5與圖2之實施例的主要差異在於，圖2之實施例使用韌體122來指示內部裝置124進入待機模式，但圖5之實施例則是使用韌體122會致能控制晶片120的自動電源關閉功能，並且接著使用控制晶片120來指示內部裝置124進入待機模式。

值得一提的是，圖5的實施例亦可以與圖2的實施例整合，以產生另一種電源管理方法。當控制晶片120收到來自於主機端10的待機信號，但韌體122未致能控制晶片120的自動電源關閉功能時，則執行圖2之實施例的電源管理方法。當控制晶片120收到來自於主機端10的待機信號，且韌體122致能控制晶片120的自動電源關閉功能時，則執行圖5之步驟S502之後的所有步驟(包括步驟S502)。

請參閱圖1與圖6，圖6係為本發明另一實施例之電源管理方法之流程圖。雖然，圖6的電源管理方法僅描述了開啟內部裝置124之電源的步驟，然而，本發明卻不限於此，所述電源管理方法更可能包括了其他步驟，例如關閉內部裝置124之電源的步驟與其後續的步驟等。

首先，在步驟S701中，主機端10喚醒控制晶片120，即控制晶片120透過通訊介面121接收到來自於主機端10所發送之喚醒信號。然後，在步驟S703中，控制晶片120依據喚醒信號將韌體122喚醒，並將內部裝置124的電源開啟。

另外，當內部裝置124的電源被開啟後，主機端10可能會開始傳送資料或指令給內部裝置124進行處理。然而，為了確保內部裝置124處理之資料或指令的正確性，必須先確保內部裝置124已經就緒。據此，在內部裝置124的電源被開啟後，此實施例的電源管理方法更可以緊接著執行如同圖4之各步驟。

[實施例的可能功效]

於本發明的其中一個實施例中，內部裝置124之自動電源開關功能的控制權，能夠由主機端10或韌體122本身決定交於韌體122或控制晶片120。若將內部裝置124之自動電源開關功能的控制權交給控制晶片120，將會提升處理電源開關的速度效能，達到最佳化電源管理的效果。然而，韌體122相對於控制晶片120較容易被更換與升級，因此若USB韌體122保留其控制權，如同本發明圖2的實施例之電源管理方法，亦可達到最佳化省電的效果。

本發明所提供之實施例中亦提及其相對之內部裝置124電源開啟機制，目的在於防範電源開啟後，主機端10直接去讀寫內部裝置124，而內部裝置124卻處於忙碌的狀態，將可能對內部裝置124造成破壞，例如：內部裝置124之記憶體發生錯位(misalignment)。因此，本發明實施例提供相對之內部裝置124電源開啟方法，在主機端10要讀取內部裝置124前，會先確認內部裝置124的狀態(即判斷內部裝置124是否已經就緒)。

綜上所述，本發明實施例提供一種外接電子裝置的電源管理方法，此電源管理方法能讓內部裝置124的電源關閉，以達到最佳化省電的功效。除此之外，此電源管理方法還可以避免因關閉內部裝置124的電源所可能造成的元件損害，以及確保內部裝置124之電源開啟後所處理之資料或指令的正確性。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

10．．．主機端

12．．．電子裝置

120．．．控制晶片

121．．．通訊介面

122．．．韌體

124．．．內部裝置

S201~S219．．．步驟

S301~S307．．．步驟

S401~S409．．．步驟

S501~S517．．．步驟

S701~S703．．．步驟

圖1是本發明實施例之外接電子裝置連接於主機的方塊圖。

圖2係為本發明實施例之電源管理方法的流程圖。

圖3係為本發明實施例之電源管理方法的流程圖。

圖4係為本發明實施例之電源管理方法的流程圖。

圖5係為本發明另一實施例之電源管理方法的流程圖。

圖6係為本發明另一實施例之電源管理方法的流程圖

S201~S219．．．步驟

Claims

一種用於一通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)電子裝置的電源管理方法，該USB電子裝置外接於一USB主機端(host)，且包括一USB控制晶片、一USB韌體與一內部裝置，其中該電源管理方法包括：當該USB控制晶片接收來自於該USB主機端的一待機信號時，該USB控制晶片透過一電源關閉中斷信號通知該USB韌體傳送一進入待機模式信號給該內部裝置，指示該內部裝置進入一待機模式；以及當該內部裝置進入該待機模式時，該內部裝置傳送一進入待機完成信號給該USB韌體，以使該USB韌體透過一第一電壓準位的一預定信號通知該USB控制晶片將該內部裝置的一電源關閉。
如申請專利範圍第1項之用於該USB電子裝置的電源管理方法包括：當該USB控制晶片接收來自於該USB主機端的一喚醒信號時，該USB控制晶片將該USB韌體喚醒；於該USB韌體被喚醒後，該USB韌體透過一第二電壓準位的一預定信號通知該USB控制晶片將該USB裝置之該電源開啟；於該內部裝置之該電源被開啟後，該USB控制晶片或該USB韌體傳送一指令辨識信號給該內部裝置；以及該內部裝置於收到該指令辨識信號後，該內部裝置根據其狀態回覆一就緒信號或一未就緒信號給該USB控制晶片或該USB韌體以回應該USB主機端該內部裝置是否就緒。
如申請專利範圍第1或2項之用於該USB電子裝置的電源管理方法，其中該預定信號為一通用型輸入輸出(General Purpose I/O，GPIO)信號。
一種用於一通用序列匯流排電子裝置的電源管理方法，該USB電子裝置外接於一USB主機端，且包括一USB控制晶片、一USB韌體與一內部裝置，其中該電源管理方法包括：當該USB控制晶片接收來自於該USB主機端的一待機信號與被該USB韌體指示致能一自動電源關閉功能時，該USB控制晶片透過讀取並確認與該內部裝置間介面狀態為閒置後，發送一進入待機模式信號給內部裝置；以及當該內部裝置收到該進入待機模式信號後，且該內部裝置據此進入該待機模式時，該內部裝置回覆一進入待機完成信號給該USB控制晶片，以使該USB控制晶片將該內部裝置的一電源關閉。
如申請專利範圍第4項之用於該USB電子裝置的電源管理方法，更包括：當該USB控制晶片接收來自於該USB主機端的一喚醒信號時，該USB控制晶片將該USB韌體喚醒；於該USB韌體被喚醒後，該USB韌體通知該USB控制晶片將該內部裝置之該電源開啟；於該內部裝置之該電源被開啟後，該USB控制晶片或該USB韌體傳送一指令辨識信號給該內部裝置；以及該內部裝置於收到該指令辨識信號後，該內部裝置根據其狀態回覆一就緒信號或一未就緒信號給該USB控制晶片或該USB韌體，以回應該USB主機端該內部裝置是否就緒。
一種用於外接電子裝置的電源管理方法，該電子裝置包括一控制晶片、一韌體與一內部裝置，該電子裝置連接於一主機端(host)，並由該主機端提供電源，其中該電源管理方法包括：該控制晶片接收一待機信號；該控制晶片傳送一電源關閉中斷信號給該韌體；該韌體傳送一進入待機模式信號給該內部裝置；該內部裝置傳送一進入待機完成信號給該韌體；以及該韌體透過一第一電壓準位信號通知該控制晶片將該內部裝置的電源關閉。
如申請專利範圍第6項之用於外接電子裝置的電源管理方法，更包括：當該控制晶片接收一喚醒信號；該控制晶片傳送一電源開啟中斷信號給該韌體；該韌體透過一第二電壓準位信號通知該控制晶片將該內部裝置的電源開啟；該控制晶片或該韌體傳送一指令辨識信號給該內部裝置；及該內部裝置根據其狀態回覆一就緒信號或一未就緒信號給該控制晶片或該韌體以回應該主機端該內部裝置是否就緒。
如申請專利範圍第6或7項之用於外接電子裝置的電源管理方法，其中該待機信號來自於該主機端或該電子裝置的一外部開關。
如申請專利範圍第6項之用於外接電子裝置的電源管理方法其中該外接電子裝置連接的通訊介面可為USB、E-SATA或IEEE 1394介面。