TWI468913B - 電腦系統及其啟動與設定方法 - Google Patents

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Description

電腦系統及其啟動與設定方法
本發明是有關於一種電腦系統，且特別是有關於一種由基本輸入輸出裝置控制電源之電腦系統。
隨著電腦自行組裝技術的普及，使用者常會自行對電腦系統進行設定，使電腦主機擁有更佳的效能。一般作法是藉由設定電腦主機的基本輸入輸出系統(Basic Input Output System；BIOS)，來控制電腦主機的運算狀態，例如工作頻率。大致上來說，必須在電腦主機處於正常工作狀態下才能對電腦主機進行設定。倘若設定不當，不但會造成電腦主機當機，而且將電腦主機關閉(Shut Down)後甚至還會造成電腦主機無法開機，使用者無法透過一般設定BIOS的方式將BIOS調整回來。
倘若使用者設定不當，造成電腦主機當機，隨著當機時間愈長，電腦主機之內部元件可能會造成更嚴重的損壞。傳統作法必須按著電腦主機的電源開關四秒鐘，藉以關閉電源供應器，再將電源供應器之電源線從插座上拔除；另外一種方法則需打開電腦主機的機殼，然後再將跳線(Jumper)電性連接在主機板之前板(Front Panel)區的特定接腳，藉以清除(或稱重設)電腦主機內之基本設定值。這個動作通常稱為清除CMOS設定值(Clear CMOS)。然而，清除電腦系統內之基本設定值之步驟相當麻煩，稍有不慎就會損壞電腦主機，使得電腦無法再開機。
另一方面，倘若使用者所設定的電腦設定值符合規格，能提升電腦效能而不會妨礙電腦正常開機運作，就應該讓電腦系統能夠完成開機程序，保留這些新的電腦設定值來進行運作，不要將這些使用者所設定值清除，使電腦無法正常開機運作。
因此，本案一方面提供一種電腦系統，能夠在電腦系統可以正常開機時，避開斷電程序，正常地提供所需要的電源給電腦系統，使電腦系統能夠正常運作。
依據本案一實施例，電腦系統藉由一基本輸入輸出系統控制此電腦系統的電源供應以及啟動機制，此電腦系統含有一超級輸入輸出晶片、一南橋晶片以及一電源供應模組。超級輸入輸出晶片具有一計時器，此計時器於開機時，由基本輸入輸出系統設定一計數時間並進行倒數，其中計數時間需要長於正常開機所需時間。南橋晶片電性連接超級輸入輸出晶片，並在一主機端與至少一週邊裝置之間進行資料交換。電源供應模組提供電源至電腦系統，其中，當電腦系統可以正常開機時，基本輸入輸出系統控制計時器使其停止倒數。
本案之另提供一種電腦系統啟動與設定方法，能夠在電腦系統可以正常開機時，避開斷電程序，正常地提供所需要的電源給電腦系統，使電腦系統能夠正常運作。
依據本案之另一實施例，電腦系統啟動與設定方法係藉由一基本輸入輸出系統控制一電腦系統的電源供應以及 啟動機制，此方法於開機時對一超級輸入輸出晶片之一計時器進行設定，其中係使計時器之計數時間長於正常開機所需時間，然後使計時器開始進行倒數。當電腦系統可正常開機，則使計時器停止倒數。
以上實施例的電腦系統以及電腦系統啟動與設定方法，能夠在電腦系統可以正常開機時避開斷電程序，正常地提供所需要的電源給電腦系統，使電腦系統能夠正常運作。
以下實施例的電腦系統以及電腦系統啟動與設定方法，能夠在電腦系統可以正常開機時，避開斷電程序，正常地提供所需要的電源給電腦系統，使電腦系統能夠正常開機運作；另一方面，當電腦系統無法正常開機時，則使電腦系統進入一斷電程序，將電腦系統當中的設定值重新設定為初始設定值後，重新開機，使電腦系統還原為初始狀態，以利使用者進行後續處理。
根據高級配置與電源介面(Advanced Configuration and Power Interface；ACPI)規範，電腦電源管理系統可將電腦之工作狀態分為S0到S5，它們所代表之含義分別為：S0狀態：電腦正常工作，所有硬體設備全部處於打開或正常工作之狀態；S1狀態：亦稱為POS(Power on Suspend)，CPU停止工作，其他之硬體設備仍然正常工作；S2狀態，將CPU關閉，但其餘之硬體設備仍然運轉；S3狀態，通常稱為STR(Suspend to RAM，將運行中之資料暫存到記 憶體)，然後所有部件停止工作；S4狀態：亦稱為STD(Suspend to Disk，將運行中之資料暫存暫存到硬碟機)，然後所有部件停止工作。
至於S5狀態，則將所有硬體設備全部關閉，即電腦處於關機狀態。然而於此S5狀態當中，電源供應模組(Power Supply)仍提供待機電源(Standby power)給電腦系統之超級輸入輸出(super I/O,super input/output)晶片、南橋晶片與網路晶片使用，以使電腦能順利開機，本案之實施方式則針對電腦系統的待機模式進行改善，在電腦系統無法正常開機時，使待機電源斷電，以對電腦系統當中的數個設定值進行重新設定，使電腦系統能夠正常開機。
請參照第1圖，其係繪示本案一實施方式電腦系統之方塊圖。電腦系統100藉由基本輸入輸出系統109控制電腦系統100的電源供應以及啟動機制，此電腦系統100主要含有電源供應模組(Power Supply)101、超級輸入輸出(Super Input/Output)晶片103、南橋(South Bridge)晶片107，以及基本輸入輸出系統(Basic Input Output System)109。在此一實施例當中，南橋晶片107電性連接超級輸入輸出晶片103，並在主機端與週邊裝置之間進行資料交換，電源供應模組101則負責提供電源至電腦系統100。
超級輸入輸出晶片103具有計時器(Counter)105，此計時器105於開機時，由基本輸入輸出系統109設定計數時間並進行倒數。當電腦系統100可以正常開機時，也就是系統跑完初始化程序與BIOS程序而進入作業系統 (Operating System)之後，基本輸入輸出系統109會控制計時器105使其停止倒數，避免電腦系統100錯誤地進入斷電程序。
計時器105的計數時間需要設定地比正常開機所需要的時間為長，也就是說，在電腦可以正常開機的狀況之下，計數時間會剩餘而不會用盡，避免電腦系統100在跑完一般正常開機程序之前，計數時間就已經先倒數完畢而發生錯誤。
當計數時間倒數完畢且電腦系統100還沒正常開機時，就會進入斷電程序，電源供應模組101停止提供電源給電腦系統100，在此一實施方式當中，斷電程序會使電源供應模組101停止提供待機電源(Standby Power)。
當進入斷電程序之後，電腦系統之設定值會被清除，而被重新設定為初始設定值，這些設定值含橋接器設定值、時脈產生電路設定值，以及電壓控制設定值，可由基本輸入輸出系統負責清除，也可由各電路本身自行清除，使電腦系統能夠回到初始狀態，也就是可以正常開機運作的狀態。在斷電程序完成之後，則發出重新開機信號，此重新開機信號可由超級輸入輸出晶片103發出，藉以使電腦系統100重新開機。
請同時參照第2A圖至第2D圖，其係繪示本案另一實施方式電腦系統之方塊圖以及電腦系統之斷電程序啟動步驟信號時序圖。電腦系統200主要含有電源供應模組101、超級輸入輸出晶片103、南橋晶片107，以及基本輸入輸出系統109，這些電路、模組的功能與運作則第1圖當中的 實施方式相同，除了上述電路以外，此一實施例的電腦系統200更含有時脈產生電路203、開關元件201，以及電壓控制器205。
時脈產生電路203依據數個時脈設定值產生時脈信號，此時脈信號具有一預設頻率，並傳遞至電腦系統200的各個電路當中，以供這些電路參考使用，當中的時脈設定值則用來控制此時脈信號之預設頻率。電壓控制器205依據數個電壓設定值產生一電壓信號，這些電壓設定值係用以調整電壓信號之電壓大小，例如由高電壓轉換為低電壓，或由低電壓轉換為高電壓。
開關元件201受控於超級輸入輸出晶片103，此開關元件201於斷電程序當中，使電源供應模組101停止供電，詳細來說，開關元件201會切斷電源供應模組101至時脈產生電路203以及電壓控制器205的供電路徑，促使時脈產生電路203的時脈設定值以及電壓控制器205的電壓設定值重新設定為初始設定值。
超級輸入輸出晶片103主要輸出電源良好信號(PWROK signal)207、第二斷電控制信號(O_DEEPS5 signal)211、重置信號(RSMRST signal)213，以及重新開機信號(PS_OUT signal)215給南橋晶片107；另外，超級輸入輸出晶片103還會產生晶片內部斷電控制信號(SIO internal SLP_S3# signal)217以及重新開機信號(PSIN# signal)219來操作斷電時序並使電腦系統200重新開機；南橋晶片107反饋第一斷電控制信號(SLP_S3# signal)209給超級輸入輸出晶片103，這些信號的時序關係分別繪示於第2B圖至第 2D圖當中。
在第2B圖所繪示的斷電程序啟動步驟信號時序圖當中，電源良好信號(PWROK signal)207代表電源的狀態，此電源良好信號207係由超級輸入輸出晶片103發出與控制，當電源良好信號207為高準位時，代表電壓穩定，例如固定為3V或5V，當電源良好信號207下降為低電壓準位時，代表電腦系統200即將/已經關機，電源供應模組101不再供電給電腦系統。
當需要使電腦系統200進入斷電程序時，首先由超級輸入輸出晶片103使電源良好信號207由高電壓準位下降為低電壓準位，通知電腦系統200中的各個裝置，電源即將被切斷，請各個裝置做好準備；之後會等待一段延遲時間，延遲時間的長度可視實際狀況來進行調整，例如可將延遲時間設定為2秒鐘左右。當南橋晶片107偵測到電源良好信號207的電壓準位發生變化，會促使第一斷電控制信號(SLP_S3# signal)209由高電壓準位下降為低電壓準位，通知主電源(Main power)即將被切斷，此第一斷電控制信號209由南橋晶片107反饋給超級輸入輸出晶片103。
在偵測到第一斷電控制信號209的電壓準位發生變化後，超級輸入輸出晶片103會使第二斷電控制信號211(O_DEEPS5)由低電壓準位上升為高電壓準位；第二斷電控制信號211的轉態將誘發開關控制信號(3VSB)221(由電源供應模組101發出)下降至低電壓準位(0V)，代表待機電源(Standby Power)即將被切斷，此低電壓準位的開關控制信號221接續觸發重置信號(RSMRST# signal)213由高電 壓準位下降至低電壓準位，低電壓準位的重置信號213會促使南橋晶片107進行斷電。
當偵測到重置信號(RSMRST# signal)213下降至低電壓準位時，電腦系統200開始清除電腦系統200當中的各種設定值，使其回到初始設定狀態，然後在斷電程序完成之後，再發出重新開機信號219，讓重新開機信號219產生一低電壓準位的脈波，使電腦系統200重新開機。
在第2C圖所繪式的另一實施方式當中，斷電程序啟動步驟首先使晶片內部斷電控制信號(SIO internal SLP_S3#)217由高電壓準位下降為低電壓準位，這個內部斷電控制信號217的電壓準位變化的意義在告知超級輸入輸出晶片103，現在即將進入斷電程序了，請超級輸入輸出晶片103做好必要的準備，例如可先對資料進行儲存，在一段延遲時間之後，下降為低電壓準位的晶片內部斷電控制信號217會引發電源良好信號207由高電壓準位下降至低電壓準位。接著再使第二斷電控制信號(O_DEEPS5)211由低電壓準位上升為高電壓準位，後續的斷電程序中的信號時序則與第2B圖所繪示的相同。在斷電程序完成之後再發出重新開機信號219，使電腦系統200重新開機。
在第2D圖所繪式的再一實施方式當中，斷電程序啟動步驟先使重置信號(RSMRST#)213由高電壓準位下降為低電壓準位，電腦系統200就進入了斷電程序。當重置信號213在低電壓準位維持一段時間，例如260ms左右，之後，超級輸入輸出晶片103會使重新開機信號215產生一 低電壓準位的脈波，這個低電壓準位的脈波會維持大約100ms，用來通知電腦系統200重新開機。
請參照第3圖，其係繪示本案一實施方式電腦系統啟動與設定方法之流程圖。電腦系統藉由一基本輸入輸出系統控制電源供應以及啟動機制，此方法首先於開機時對一超級輸入輸出晶片之一計時器進行設定(步驟301)，使計時器之計數時間長於正常開機所需時間，以免電腦系統在跑完一般開機程序之前，計數時間即倒數完畢而錯誤地進入斷電程序。在計數時間設定完成之後，使計時器開始進行倒數(步驟303)，然後偵測電腦系統是否可以正常開機(步驟305)。當電腦系統可正常開機，則使計時器停止倒數(步驟307)；倘若電腦系統尚未正常開機，則等待計時器倒數，並檢驗計數時間是否倒數完畢(步驟309)。
當計數時間倒數完畢，使電腦系統進入斷電程序(步驟311)，電腦系統的電源供應模組會停止提供電源，重設電腦系統當中的各種設定值，使其回到初始設定值，這些電腦系統設定值包含南橋晶片設定值、時脈產生電路設定值，以及電壓控制設定值。當斷電程序完成之後，發出一重新開機信號(步驟313)，藉以使電腦系統重新開機。
以上實施例的電腦系統以及電腦系統啟動與設定方法，在電腦系統可以正常開機時避開斷電程序，正常地提供所需要的電源給電腦系統，使電腦系統能夠正常運作；另一方面，當電腦系統無法正常開機時，則使電腦系統進入斷電程序，將電腦系統當中的設定值重新設定為初始設定值之後重新開機，使電腦系統還原為初始狀態而得以順 利啟動電腦進入作業系統，以利使用者進行後續應用。
雖然本案已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本案，任何在本案所屬技術領域當中具有通常知識者，在不脫離本案之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧電腦系統
101‧‧‧電源供應模組
103‧‧‧超級輸入輸出晶片
105‧‧‧計時器
107‧‧‧南橋晶片
109‧‧‧基本輸入輸出系統
201‧‧‧開關元件
203‧‧‧時脈產生電路
205‧‧‧電壓控制器
207‧‧‧電源良好信號
209‧‧‧第一斷電控制信號
211‧‧‧第二斷電控制信號
213‧‧‧重置信號
215‧‧‧重新開機信號
217‧‧‧內部斷電控制信號
219‧‧‧重新開機信號
301~313‧‧‧步驟
為讓本案之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示本案一實施方式電腦系統之方塊圖。
第2A圖係繪示本案另一實施方式電腦系統之方塊圖。
第2B圖係繪示本案一實施方式電腦系統斷電程序啟動步驟之信號時序圖。
第2C圖係繪示本案另一實施方式電腦系統斷電程序啟動步驟之信號時序圖。
第2D圖係繪示本案再一實施方式電腦系統斷電程序啟動步驟之信號時序圖。
第3圖係繪示本案一實施方式電腦系統啟動與設定方法之流程圖。
100‧‧‧電腦系統
101‧‧‧電源供應模組
103‧‧‧超級輸入輸出晶片
105‧‧‧計時器
107‧‧‧南橋晶片
109‧‧‧基本輸入輸出系統

Claims (13)

  1. 一種電腦系統，藉由一基本輸入輸出系統控制該電腦系統的電源供應以及啟動機制，該電腦系統包含：一超級輸入輸出晶片，具有一計時器，該計時器於開機時，由該基本輸入輸出系統設定一計數時間並進行倒數，其中該計數時間長於正常開機所需時間；一南橋晶片，電性連接該超級輸入輸出晶片，並在一主機端與至少一週邊裝置之間進行資料交換；以及一電源供應模組，以提供電源予該電腦系統，其中，當該計數時間倒數完畢若該電腦系統無法正常開機時，則進入一斷電程式，並且該超級輸入輸出晶片發出一低電壓準位的電源良好訊號至該南橋晶片，該南橋晶片反饋一第一斷電控制訊號至超級輸入輸出晶片，並觸發該超級輸入輸出晶片發送一重置信號使南橋晶片斷電，以使該電源供應模組停止提供電源。
  2. 如請求項1所述之電腦系統，其中當進入該斷電程序，複數個電腦系統設定值會被重新設定為初始設定值。
  3. 如請求項1所述之電腦系統，其中該南橋晶片係於該斷電程序當中，將自身之複數個橋接器設定值重新設定為初始設定值。
  4. 如請求項1所述之電腦系統，其中該超級輸入 輸出晶片係於該斷電程序完成之後，發出一重新開機信號，藉以使該電腦系統重新開機。
  5. 如請求項2所述之電腦系統，更包含：一時脈產生電路，以依據複數個時脈設定值產生至少一時脈信號，其中該些時脈設定值係用以控制該時脈信號之頻率；以及一開關元件，受控於該超級輸入輸出晶片，該開關元件係於該斷電程序當中，使該電源供應模組停止供電予該時脈產生電路，並重新設定該些時脈設定值為初始設定值。
  6. 如請求項5所述之電腦系統，更包含：一電壓控制器，以依據複數個電壓設定值產生一電壓信號，該些電壓設定值係用以調整該電壓信號之電壓大小，其中，該開關元件係於該斷電程序當中，使該電源供應模組停止供電予該電壓控制器，並重新設定該電壓控制器之該些電壓設定值為初始設定值。
  7. 一種電腦系統啟動與設定方法，藉由一基本輸入輸出系統控制一電腦系統的電源供應以及啟動機制，並且該電腦系統具有一超級輸入輸出晶片電性連接一南橋晶片，該方法包含：於開機時對該超級輸入輸出晶片之一計時器的計數時間進行設定，其中係使該計時器之該計數時間長於正常開機所需時間； 使該計時器開始進行倒數；以及當該計數時間倒數完畢若該電腦系統無法正常開機時，則進入一斷電程式，並且該超級輸入輸出晶片發出一低電壓準位的電源良好訊號至該南橋晶片，該南橋晶片反饋一第一斷電控制訊號至該超級輸入輸出晶片，並觸發該超級輸入輸出晶片發送一重置信號使該南橋晶片斷電。
  8. 如請求項7所述之電腦系統啟動與設定方法，更包含：當該斷電程序完成之後，發出一重新開機信號，藉以使該電腦系統重新開機。
  9. 如請求項7所述之電腦系統啟動與設定方法，其中該斷電程序係使該電腦系統之一電源供應模組停止提供電源。
  10. 如請求項7所述之電腦系統啟動與設定方法，其中該斷電程序之啟動步驟包含：使該電源良好信號由高電壓準位下降為低電壓準位；等待一段延遲時間；使一第二斷電控制信號由低電壓準位上升為高電壓準位；以及等待一開關控制信號(3VSB)以及該重置信號由高電壓準位下降至低電壓準位， 當該開關控制信號以及該重置信號下降至低電壓準位，該電腦系統開始執行該斷電程序。
  11. 如請求項7所述之電腦系統啟動與設定方法，其中該斷電程序之啟動步驟包含：使一晶片內部斷電控制信號(SIO internal SLP_S3#)由高電壓準位下降為低電壓準位；等待一段延遲時間；使一第二斷電控制信號由低電壓準位上升為高電壓準位；以及等待一開關控制信號(3VSB)以及該重置信號由高電壓準位下降至低電壓準位，當該開關控制信號以及該重置信號下降至低電壓準位，該電腦系統開始執行該斷電程序。
  12. 如請求項7所述之電腦系統啟動與設定方法，其中該斷電程序之啟動步驟包含：使一重置信號由高電壓準位下降為低電壓準位。
  13. 如請求項7所述之電腦系統啟動與設定方法，其中係於該斷電程序當中，重設複數個電腦系統設定值為初始設定值。
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