TWI464681B

TWI464681B - 加速開機方法及系統

Info

Publication number: TWI464681B
Application number: TW099127444A
Authority: TW
Inventors: Chao Hsiang Chung; Wei Chih Lin
Original assignee: Wistron Corp
Priority date: 2010-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2014-12-11
Also published as: US20120047358A1; TW201209715A

Description

加速開機方法及系統

本發明是有關於一種開機方法及系統，且特別是有關於一種加快開機速度的方法及系統。

為了提升電子裝置的效能，一般會在電子裝置的處理器之外，額外增加一個獨立的內嵌控制器(Embedded Controlled，EC)來監測電子裝置周邊裝置的運作狀況以及系統環境的參數，並協助處理器管理周邊裝置的功能。舉例來說，內嵌控制器可用以監測顯示器的亮度、處理器的溫度、處理器風扇的轉速、電池的充電，以及內建鍵盤、滑鼠或觸控板的控制等。

內嵌控制器一般在電子裝置接上電源之後即自行啟動，且無需等待電子裝置開機，即可開始執行電子裝置的監測工作。然而，在節約硬體成本及所佔空間的前提下，目前許多處理器(例如超微(AMD)或英特爾(Intel)的處理器)採用共享記憶體(share ROM)的架構，意即處理器與內嵌控制器共享一個串列周邊介面唯讀記憶體(serial peripheral interface read-only memory，SPI ROM)，此記憶體中儲存基本輸入輸出系統(Basic Input/Output System，BIOS)與內嵌控制器的程式碼。處理器與內嵌控制器皆可存取此唯讀記憶體，並將其所需的程式碼下載至快取記憶體中以執行對應的功能。

不同於內嵌控制器在上電後即自行啟動的運作方式，處理器需在電子裝置開機(例如使用者按下電源按鈕)之後才會存取唯讀記憶體，並從唯讀記憶體下載BIOS程式碼以執行開機程序。詳言之，在電子裝置剛開機時，處理器與內嵌控制器都需要去存取唯讀記憶體中程式碼，但唯讀記憶體同一時間內僅容許單方存取，因此這段時間內處理器與內嵌控制器需以交握(Handshaking)的方式進行存取。也就是說，當處理器存取BIOS程式碼時，內嵌控制器必需等待；當內嵌控制器存取程式碼時，處理器必需等待。上述交握的等待時間就是造成系統開機速度變慢的主要原因。

圖1是習知電子裝置的開機流程圖。請參照圖1，習知技術係將電子裝置連接至電源，以初始化內嵌控制器(步驟S102)，而在初始化完成之後，內嵌控制器即開始執行電子裝置的監測功能(步驟S104)。其中，內嵌控制器係從系統記憶體將其運作所需的程式碼載入其快取記憶體，以便藉由執行此程式碼，而執行監測功能。在內嵌控制器執行監測功能期間，電子裝置即會等待使用者按下電源按鈕(步驟S106)。其中，若使用者按下電源按鈕，即會產生開機觸發訊號並送入處理器。而當處理器接收到開機觸發訊號(步驟S108)時，即會從系統記憶體將BIOS程式碼載入快取記憶體(步驟S110)中，以便執行開機自我測試(Power-On Self Test，POST)程序(步驟S112)。然而，由於在處理器存取系統記憶體時，內嵌控制器也會存取系統記憶體，因此造成處理器與內嵌控制器互搶資源的情況，進而影響到系統開機的速度。

基於上述，有必要適時停止內嵌控制器對於記憶體的存取動作，以避免發生上述互搶資源的情況。公告號為I235955的台灣專利揭露一種電子裝置中嵌入式控制器之基本輸入輸出系統之更新方法，此專利揭露在更新基本輸入輸出系統程式碼時暫時禁止內嵌控制器對於記憶體的存取，而無需重新開機與應用額外地記憶體空間，即可完成嵌入式控制器的基本輸入輸出系統更新之目的。此專利的更新方法係應用在使用者欲更新基本輸入輸出系統程式碼的情況下，然而此時系統已開機完成，因此該專利僅能達到避免記憶體存取錯誤，但仍無法解決系統開機速度變慢的問題。

本發明提供一種加速開機方法，在開機時禁止內嵌控制器存取系統記憶體，可加快開機速度。

本發明提供一種加速開機系統，在基本輸入輸出系統的程式碼載入之後，回復內嵌控制器以繼續執行監測功能。

本發明提出一種加速開機方法，適用於包括處理器、內嵌控制器與系統記憶體的電子裝置，其中電子裝置的基本輸入輸出系統與內嵌控制器的程式碼係共同儲存於系統記憶體。此方法係在接收到電子裝置的開機觸發訊號時，即由處理器控制內嵌控制器停止存取系統記憶體，並從系統記憶體將基本輸入輸出系統的程式碼載入處理器的第一快取記憶體，以執行開機程序。而在程式碼載入之後，處理器再控制內嵌控制器回復至正常模式，以存取系統記憶體並執行監測功能。

在本發明之一實施例中，在上述處理器接收電子裝置之開機觸發訊號的步驟之前，更包括將電子裝置連接至電源，以初始化內嵌控制器，並由內嵌控制器執行電子裝置的監測功能。所述之電源包括交流電源或由電池提供之直流電源。

在本發明之一實施例中，上述內嵌控制器執行電子裝置的監測功能的步驟包括從系統記憶體將內嵌控制器的程式碼載入內嵌控制器的第二快取記憶體，並執行此內嵌控制器的程式碼，以執行監測功能。

在本發明之一實施例中，上述處理器接收電子裝置之開機觸發訊號的步驟包括接收電子裝置之電源按鈕的觸發訊號、重置(reset)按鈕的重置訊號或作業系統的重開機訊號。

在本發明之一實施例中，在上述基本輸入輸出系統執行開機程序的過程中，內嵌控制器係持續存取系統記憶體並執行監測功能。

在本發明之一實施例中，上述處理器控制內嵌控制器停止存取系統記憶體的步驟包括控制內嵌控制器進入閒置模式、睡眠模式或冬眠模式，以停止內嵌控制器存取系統記憶體。

在本發明之一實施例中，上述之監測功能包括亮度控制、溫度監測、風扇控制、電池充電控制、鍵盤控制、觸控板控制及狀態燈號控制其中之一或其組合者。

本發明提出一種開機加速系統，其包括處理器、內嵌控制器與系統記憶體。其中，處理器具有第一快取記憶體，而內嵌控制器具有第二快取記憶體。系統記憶體係儲存基本輸入輸出系統與內嵌控制器之程式碼。當處理器接收到開機觸發訊號時，隨即控制內嵌控制器停止存取系統記憶體，並從系統記憶體將基本輸入輸出系統之程式碼載入第一快取記憶體，以執行開機程序，而在程式碼載入之後，處理器再控制內嵌控制器回復至正常模式，以存取系統記憶體並執行監測功能。

在本發明之一實施例中，上述之內嵌控制器係在加速開機系統連接至電源時，即執行初始化動作，從系統記憶體載入內嵌控制器之程式碼至第二快取記憶體，並執行此程式碼，以執行監測功能。

基於上述，本發明之加速開機方法與系統係在電子裝置接收到開機觸發訊號時停止內嵌控制器存取系統記憶體，並從系統記憶體載入基本輸入輸出系統之程式碼至緩衝記憶體，而在程式碼載入之後，再由內嵌控制器存取系統記憶體，藉此可加快開機速度。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

內嵌控制器與基本輸入輸出系統(Basic Input/Output System，BIOS)都是獨立存在的系統，其間除了一般的交握(Handshaking)外，就只有在載入程式碼時會互等，而這等待時間就是造成系統變慢的主因，因此有必要適時停止內嵌控制器的存取以加快開機速度。對此，由於內嵌控制器的監測功能是在電子裝置接電之後即開始並持續進行，而在開機之初短暫關閉此監測功能並不會影響整個系統的運作。據此，本發明利用在電子裝置開機時即控制內嵌控制器停止存取系統記憶體，而能夠讓處理器快速下載基本輸入輸出系統的程式碼以進行開機程序，進而加快開機速度。以下即舉實施例詳細說明。

圖2是依照本發明一實施例所繪示之開機加速系統的方塊圖。請參照圖2，本實施例的開機加速系統例如是桌上型電腦、筆記型電腦或個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)等電子裝置200，其中包括處理器210、內嵌控制器220及系統記憶體230，其功能分述如下：

處理器210例如是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可程式化之微處理器(Microprocessor)或數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)；系統記憶體230例如是隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)、快閃記憶體(Flash memory)或其他儲存媒體。系統記憶體230係用以作為處理器210與內嵌控制器220的共享記憶體，其中則儲存基本輸入輸出系統與內嵌控制器220的程式碼，而可供處理器210或內嵌控制器220存取。

此外，處理器210還包括快取(cache)記憶體212，內嵌控制器220還包括快取記憶體222。快取記憶體212、222係分別用以暫存處理器210與內嵌控制器220所要執行的程式碼，以加快處理器210與內嵌控制器220的處理速度。以下即舉實施例說明本發明之開機加速方法的詳細步驟。

圖3是依照本發明一實施例所繪示之開機加速方法的流程圖。請參照圖3，本實施例的方法適用於圖1的電子裝置200，以下即搭配電子裝置200中的各項元件說明開機加速方法的詳細步驟：

首先，由處理器210接收開機觸發訊號(步驟S302)。其中，處理器210例如是接收電源按鈕的觸發訊號、重置(reset)按鈕的重置訊號，或是由作業系統發出的重開機訊號，以便將電子裝置200開機或重開機，而執行開機自我測試(Power-On Self Test，POST)程序。

處理器210在執行開機自我測試時，必需先存取系統記憶體230，以將BIOS程式碼載入其中的快閃記憶體212。而為了避免內嵌控制器220在此時也要存取系統記憶體230，本實施例之處理器210在接收到開機觸發訊號之後，隨即控制內嵌控制器220停止存取系統記憶體230(步驟S304)，並從系統記憶體230將BIOS程式碼載入快取記憶體212，以執行開機程序(步驟S306)。其中，處理器210在接收到開機觸發訊號之後，例如會控制內嵌控制器220進入閒置(idle)模式、睡眠(sleep)模式或冬眠(hibernate)模式，以停止內嵌控制器220存取系統記憶體230。

在BIOS程式碼載入之後，處理器210再控制內嵌控制器220回復至正常模式，以存取系統記憶體230並執行監測功能(步驟S308)。其中，內嵌控制器220僅在處理器210存取BIOS程式碼的期間停止存取系統記憶體230，此期間僅約800毫秒至1秒，經測試後並不會影響內嵌控制器220的監測功能。所謂的監測功能例如是亮度控制、溫度監測、風扇控制、電池充電控制、鍵盤控制、觸控板控制及狀態燈號控制其中之一或其組合者。

詳言之，對於亮度控制功能而言，由於電子裝置剛開機時尚未顯示畫面，因此無需控制顯示器的亮度；對於溫度監測功能而言，電子裝置剛開機時不會有機體過熱的問量，且過熱的偵測通常需要一定秒數的時間做偵測，因此也不會受到影響；對於風扇控制功能而言，其係對應溫度感測的結果，僅有在溫度過熱時才會動作，因此不會受到影響；對於電池充電控制功能而言，當內嵌控制器上電時即會開始運作，因此在未開機時就已對電池進行充電，而在開機初期暫時停止充電，也不會影響電池的充電；對於鍵盤控制功能而言，通常只有在關機前或是顯示器顯示畫面後才需要動作，因此不會受到影響；對於觸控板控制功能而言，觸控板的控制通常都是在進入作業系統後才會使用到，因此不會受到影響；對於狀態燈號控制而言，內嵌控制器在系統進入SO狀態時就已經開好指示燈，因此在顯示器未顯示畫面的短暫時間內不動作也不會影響整個系統的運作。

需說明的是，內嵌控制器是在電子裝置一接上電源時即開始工作，而在其工作期間內會持續到系統記憶體下載程式碼，以執行監測功能。在本發明的一實施例中，內嵌控制器僅有在使用者按下電源按鈕之後，顯示器尚未顯示畫面的短暫時間內停止存取系統記憶體，以避免影響處理器存取BIOS程式碼的時效，進而加快開機速度，以下即針對電子裝置接上電源之後到基本輸入輸出系統完成開機程序的過程再舉一實施例詳細說明。

圖4是依照本發明一實施例所繪示之開機加速方法的流程圖。請參照圖4，本實施例的方法適用於圖1的電子裝置200，以下即搭配電子裝置200中的各項元件說明開機加速方法的詳細步驟：

首先，將電子裝置200連接至電源，以初始化內嵌控制器220(步驟S402)，所述的電源例如是交流電源或由電池提供之直流電源。意即，將電子裝置200的電源插頭插上插座，或是將電池置入電子裝置200的電池座。當電子裝置200連接至電源後，內嵌控制器220即受電並開始進行初化化動作，而在初始化完成之後，內嵌控制器220即可開始執行電子裝置200的監測功能。

詳言之，內嵌控制器220例如是從系統記憶體230將其運作所需的程式碼載入其中的快取記憶體222(步驟S404)，以便執行此程式碼，而執行監測功能(步驟S406)。

而在內嵌控制器220執行監測功能期間，電子裝置200即等待使用者按下電源按鈕(步驟S408)以進行開機程序。而當使用者按下電源按鈕之後，即產生開機觸發訊號，並送入處理器210，而當處理器210接收到開機觸發訊號(步驟S410)時，隨即控制內嵌控制器220停止存取系統記憶體230(步驟S412)，並從系統記憶體230將BIOS程式碼載入快取記憶體212，以執行開機程序(步驟S414)。而在BIOS程式碼載入之後，處理器210再將內嵌控制器220回復至正常模式，以存取系統記憶體320並執行監測功能(步驟S416)。以上步驟S410~S416的詳細實施方式係與前述實施例中的步驟S302~S308相同或相似，故在此不再贅述。

綜上所述，本發明之加速開機方法及系統係在使用者開機或重開機之後處理器需要載入BIOS程式碼以進行開機的期間，控制內嵌控制器進入閒置模式，以便處理器可快速載入程式碼，而加快開機速度。由於處理器載入BIOS程式碼的動作只需執行一次，之後也不會發生資源互搶的情形，因此本發明可在不花費額外成本的情況下達到節省開機時間的效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。

200‧‧‧電子裝置

210‧‧‧處理器

220‧‧‧內嵌控制器

222‧‧‧快取記憶體

230‧‧‧系統記憶體

232‧‧‧快取記憶體

S102~S112‧‧‧習知電子裝置的開機步驟

S302~S308‧‧‧本發明一實施例之開機加速方法的步驟

S402~S416‧‧‧本發明一實施例之開機加速方法的步驟

圖1是習知電子裝置的開機流程圖。

圖2是依照本發明一實施例所繪示之開機加速系統的方塊圖。

圖3是依照本發明一實施例所繪示之開機加速方法的流程圖。

圖4是依照本發明一實施例所繪示之開機加速方法的流程圖。

S302~S308．．．本發明一實施例之開機加速方法的步驟

Claims

一種加速開機方法，適用於包括一處理器、一內嵌控制器與一系統記憶體的一電子裝置，其中該電子裝置的一基本輸入輸出系統與該內嵌控制器之程式碼係共同儲存於該系統記憶體，該方法包括下列步驟：該處理器接收一開機觸發訊號；該處理器控制該內嵌控制器停止存取該系統記憶體；該處理器從該系統記憶體載入該基本輸入輸出系統之程式碼至該處理器的一第一快取記憶體，以執行一開機程序；以及在該基本輸入輸出系統之該程式碼載入之後，該處理器控制該內嵌控制器回復至一正常模式，以存取該系統記憶體並執行一監測功能。
如申請專利範圍第1項所述之加速開機方法，其中在該處理器接收該開機觸發訊號的步驟之前，更包括：將該電子裝置連接至一電源，以初始化該內嵌控制器；以及該內嵌控制器執行該電子裝置的該監測功能。
如申請專利範圍第2項所述之加速開機方法，其中該內嵌控制器執行該電子裝置的該監測功能的步驟包括：從該系統記憶體載入該內嵌控制器之程式碼至該內嵌控制器的一第二快取記憶體；以及執行該內嵌控制器之程式碼，以執行該監測功能。
如申請專利範圍第2項所述之加速開機方法，其中該電源包括一交流電源或由一電池提供之一直流電源。
如申請專利範圍第1項所述之加速開機方法，其中該處理器接收該開機觸發訊號的步驟包括：接收一電源按鈕的一觸發訊號、一重置(reset)按鈕的一重置訊號或一作業系統的一重開機訊號。
如申請專利範圍第1項所述之加速開機方法，其中在該基本輸入輸出系統之程式碼載入之後，該內嵌控制器包括繼續存取該系統記憶體並執行該監測功能。
如申請專利範圍第1項所述之加速開機方法，其中該處理器控制該內嵌控制器停止存取該系統記憶體的步驟包括：控制該內嵌控制器進入閒置模式、睡眠模式或冬眠模式，以停止該內嵌控制器存取該系統記憶體。
如申請專利範圍第1項所述之加速開機方法，其中該監測功能包括亮度控制、溫度監測、風扇控制、電池充電控制、鍵盤控制、觸控板控制及狀態燈號控制其中之一或其組合者。
一種加速開機系統，包括：一處理器，具有一第一快取記憶體；一內嵌控制器，具有一第二快取記憶體；以及一系統記憶體，儲存一基本輸入輸出系統與該內嵌控制器之程式碼，其中當該處理器接收到一開機觸發訊號時，控制該內嵌控制器停止存取該系統記憶體，並從該系統記憶體載入該基本輸入輸出系統之程式碼至該第一快取記憶體，以執行一開機程序，而在該基本輸入輸出系統之該程式碼載入之後，即回復該內嵌控制器至一正常模式，以存取該系統記憶體並執行一監測功能。
如申請專利範圍第9項所述之加速開機系統，其中該內嵌控制器包括在該加速開機系統連接至一電源時，執行一初始化動作，從該系統記憶體載入該內嵌控制器之程式碼至該第二快取記憶體，並執行該內嵌控制器之程式碼，以執行該監測功能。