TWI494744B - 電源控制系統及其方法 - Google Patents

Description

電源控制系統及其方法

本發明係關於一種電源控制系統及電源控制方法，特別是一種可以使電腦裝置中之電腦系統以及電源系統分別處於不同之工作模式之電源控制系統及電源控制方法。

在目前普及的電腦裝置架構中，中央處理器(central processing unit，CPU)係作為電腦裝置的大腦，負責處理最核心的工作，尤其中央處理器所能運作的時脈頻率(clock frequency)，更是一個重要的指標規格，因為愈高的時脈頻率，代表電腦裝置能以更快的速度執行指令。由於中央處理器的供應商在量產中央處理器時，會以保證能夠正常工作的時脈頻率作為產品的統一規格，因此事實上消費者所購得之中央處理器，往往具有能以更高時脈操作而能維持正常工作的潛力。也因此，一些電腦裝置的高階使用者，會嘗試以超頻(overclocking)的方式來使用中央處理器，以求電腦裝置能達到更好的表現。而中央處理器的供應商，例如英特爾(Intel)，甚至呼應市場而以不同售價推出了鎖倍頻版本以及未鎖倍頻版本的產品，以期能符合高階使用者以及中低階使用者的不同需求。

第1圖為習知之電腦裝置100之方塊線路圖。電腦裝置100包括電腦系統110以及電源系統130。電腦系統110包括了負責電腦裝置100中，作業系統(operating system，OS)之功能運作所必備之相關硬體部件， 例如中央處理器、南橋晶片組、北橋晶片組等等。電源系統130則包括了複數個穩壓器元件，用以提供電腦裝置之各個組成部件之供應電壓源，例如硬碟機、光碟機、顯示卡、冷卻系統等等。在習知的電腦裝置100中，電源的控制係由南橋晶片組所負責。而以目前普及的「進階配置與電源介面」(advanced configuration and power interface,ACPI)標準之規定，一組電腦裝置的運作以電源管理的角度定義，可分為下列幾種模式：

S0模式，即正常運行狀態。此時電腦之所有部件均正常供電以及運作。

S1模式，即第一待機狀態。此時電腦之中央處理器(central processing unit,CPU)停止工作，但所有部件正常供電。

S2模式，即第二待機狀態。此時電腦之中央處理器關閉，但其他部件正常供電。

S3模式，即休眠狀態。此時除記憶體正常運行之外，其他的部件皆停止工作。

S4模式，即睡眠狀態。此時將記憶體資訊寫入硬碟或其他非揮發性記憶體後，所有的部件皆停止工作。

S5模式，即關機狀態。執行關機程序之後，所有的部件皆停止工作。

因此當電腦系統110接收到關機訊號，而欲從S0模式進入S5模式時，電腦系統110會開始執行關機程序，完成後南橋晶片組將進一步關閉電源系統130中大部分的穩壓器，例如提供硬碟機、光碟機、顯示卡、冷卻系統等組成部件之供應電壓源之穩壓器，只留下少數必須的部分。 例如在一個符合ATX標準的電源供應器中，當電腦裝置100進入S5模式時，將只剩下一組5VSB電壓源以供例如嵌入式控制器(embedded controller，EC)使用。

然而當使用者針對中央處理器進行超頻的使用時，電腦裝置100在超頻的過程中常常會有自行進入關機狀態後，再次進行開機的現象，也就是在S0模式以及S5模式之間來回地切換。此一現象將造成電腦裝置100的組成部件，例如硬碟機、光碟機、顯示卡、冷卻系統等等，常常在斷電之後，又重新復電的行為。此一頻繁開關的行為，對於電腦裝置100的組成部件而言，將造成零件壽命的減少；另外，某些組成部件的開關行為，例如馬達的啟動、風扇的啟動等等，也將造成額外的噪音。

更重要的是，當中央處理器進行超頻的使用時，往往產生大量的熱能，此時冷卻系統的散熱效率，對於維持系統表現以及延長組成部件的使用壽命，具有很重要的決定因素；因此，當電腦裝置100在超頻的過程中關機而導致冷卻系統斷電，將使得冷卻系統無法運作而造成電腦裝置100內部的溫度上升。故此時若仍能維持電腦裝置100中冷卻系統的運作，將能進一步提升電腦裝置100在效能以及使用壽命上的表現。

鑒於以上的問題，本發明係提供一種電源控制系統及電源控制方法，特別是一種可以使電腦裝置中之電腦系統以及電源系統分別處於不同之工作模式之電源控制系統及電源控制方法。

本發明提出一種電源控制系統，係應用於電腦裝置。電腦裝置包括電腦系統以及電源系統，其中電源系統提供電腦裝置之各個組成部 件之供應電壓源。電源控制系統耦接於電腦系統以及電源系統，電源控制系統並包括超頻電源模式，當電腦系統接收一關機訊號並進入非開機狀態，且電源控制系統處於超頻電源模式時，電源控制系統發出一系統關閉訊號至該電腦系統，控制電腦系統進入非開機狀態同時控制電源系統持續輸出供應電壓源。

本發明又提出一種電源控制方法，係應用於電腦裝置。電腦裝置包括電腦系統、電源控制系統以及電源系統。電源控制方法包括以下步驟。

首先，設定電源控制系統處於一超頻電源模式。接著，命令電腦裝置由一開機狀態進入一非開機狀態，發出一關機訊號至電源控制系統。然後，以電源控制系統發出一系統關閉訊號至電腦系統，控制電腦系統進入非開機狀態，並且控制電源系統持續輸出供應電壓源。

本發明更提出一種電源控制方法，係應用於電腦裝置。電腦裝置包括電腦系統、電源控制系統以及電源系統。電源控制系統具有超頻電源模式。且當電腦裝置處於一超頻電源狀態時，電源控制系統控制電腦系統處於一非開機狀態並且控制電源系統處於一開機狀態。電源控制方法包括以下步驟。

首先，命令電腦裝置處於非開機狀態，當電腦系統收到開機訊號時，若超頻電源模式為開啟，命令電腦裝置進入超頻電源狀態；若超頻電源模式為關閉，命令電腦裝置進入開機狀態。接著，命令電腦裝置處於超頻電源狀態，當電腦系統收到開機訊號時，命令電腦裝置進入開機狀態。最後，命令電腦裝置處於開機狀態當電腦系統收到關機訊號時，若 超頻電源模式為開啟，命令電腦裝置進入超頻電源狀態；若超頻電源模式為關閉，命令電腦裝置進入非開機狀態。

本發明的功效在於，本發明所揭露之電源控制系統可以選擇截斷電腦系統傳送至電源系統的訊號且另外加以處理，使得電腦系統以及電源系統可以處於不同的操作模式下，因此使得電腦裝置的應用上有更大的彈性，例如避免電腦系統進行超頻使用時，電源系統伴隨電腦系統發生頻繁開關的現象，以延長電腦裝置的使用壽命、維持其效能、更避免了可能的硬體誤動作。

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。

100、200、300、400、500、600‧‧‧電腦裝置

110、210‧‧‧電腦系統

220‧‧‧電源控制系統

130、230‧‧‧電源系統

240‧‧‧冷卻系統

250‧‧‧實體按鍵

260‧‧‧儲存單元

700‧‧‧遠端裝置

第1圖為習知之電腦裝置之方塊線路圖。

第2圖為本發明所揭露第一實施例之電源控制系統及其應用之電腦裝置之方塊線路圖。

第3圖為本發明所揭露第二實施例之電源控制系統及其應用之電腦裝置之方塊線路圖。

第4圖為本發明所揭露第三實施例之電源控制系統及其應用之電腦裝置之方塊線路圖。

第5圖為本發明所揭露第四實施例之電源控制系統及其應用之電腦裝置之方塊線路圖。

第6圖為本發明所揭露第五實施例之電源控制系統及其應用之電腦裝置之方塊線路圖。

第7圖為本發明所揭露第一實施例之電源控制方法之步驟流程圖。

第8圖為本發明所揭露第二實施例之電源控制方法之步驟流程圖。

在說明書及後續的申請專利範圍當中，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接於第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。

第2圖為本發明所揭露第一實施例之電源控制系統及其應用之電腦裝置，即電源控制系統220以及電腦裝置200之方塊線路圖。電腦裝置200包括電腦系統210以及電源系統230。電腦系統210包括了負責電腦裝置200中，作業系統之功能運作所必備之相關硬體部件，故電腦系統210至少包括了中央處理器，也可能進一步包括南橋晶片組、北橋晶片組等等。然而由於目前半導體技術日益精進，積體電路(integrated circuit，IC)正朝向高度整合的方向發展，因此以積體電路為單位來區分功能區塊的界線將日漸模糊，例如目前許多電腦裝置中的北橋晶片組，都已直接整合到中央處理器中而形成單一晶片。電源系統230包括複數個穩壓器元件及相關控制及保護電路，用以提供電腦裝置200之各個組成部件之供應電壓源，例如硬碟機、光碟機、顯示卡、冷卻系統等等之供應電壓源。電源控制系統220耦接於電腦系統210以及電源系統230，電源控制系統220並包括一超頻電源模式，亦即當電腦系統210接收一關機訊號並進入非開機狀態， 且電源控制系統220處於超頻電源模式時，電源控制系統220發出一系統關閉訊號至電腦系統210，控制電腦系統210進入非開機狀態，同時控制電源系統230持續輸出該供應電壓源。

舉例說明，當電腦裝置200處於開機狀態，例如處於「進階配置與電源介面」標準之S0模式時，若電腦系統210接收到一關機訊號，係指示電腦裝置200進入前述之S3、S4或是S5模式，此時電源控制系統220亦會經由電腦系統210接收到關機訊號的通知，接下來當電腦系統210進一步變更模式，例如進行關機以進入S5模式時，若電源控制系統220之超頻電源模式為開啟，則電源控制系統220並不會進一步發出訊號通知電源系統230進行變更模式，亦即電源控制系統220會截斷電腦系統210傳送至電源系統230的訊號，使電源系統230將維持原先處於S0模式的供電行為；而且電源控制系統220會進一步回傳一系統關閉訊號使電腦系統210認為電源系統230已收到關機訊號的通知。之後當電腦裝置200完成進入非開機狀態，例如已處於S5模式，此時由於電源系統230仍然維持在原來的狀態，所有供應電壓源並未斷電，電腦裝置200的組成部件仍可依照特定需求維持正常的運作。因此，電腦裝置200的組成部件不但可以因避免斷電與復電次數的頻繁，而造成使用壽命的下降，也可避免馬達或風扇元件再次啟動時伴隨而來的噪音。於本發明中，非開機狀態係指電腦系統處於符合進階配置與電源介面標準之S3模式、S4模式或是S5模式，而開機狀態係指該電源系統處於符合進階配置與電源介面標準之S0模式。

第3圖為本發明所揭露第二實施例之電源控制系統及其應 用之電腦裝置之，即電腦裝置300之方塊線路圖。電腦裝置300與第2圖所揭露之電腦裝置200之不同處，在於電腦裝置300更包含了冷卻系統240。本實施例的冷卻系統240可用以保持電腦裝置300中，各個組成部件的工作環境之溫度以及濕度在一定範圍，以避免高溫所帶來的組成部件的壽命減短以及效能下降，以及溫度劇烈變化造成水氣凝結，而導致電路上的短路現象。電腦裝置300中的電腦系統210、電源控制系統220以及電源系統230之特性以及行為，則可以參考第2圖中電腦裝置200之相關說明。因此，冷卻系統240在電腦系統210的關機狀態下仍可保持運作。例如冷卻系統240包括複數個風扇部件，風扇的轉動可增加空氣對流，以避免當電腦裝置300再次開機時溫度過高，也可避免當中央處理器進行超頻的使用時，冷卻系統所產生的低溫環境，會因為風扇停止運轉造成水氣凝結，而導致硬體的不正常短路以及系統的異常。

第4圖為本發明所揭露第三實施例之電源控制系統及其應用之電腦裝置，即電腦裝置400之方塊線路圖。電腦裝置400與第2圖所揭露之電腦裝置200之不同處，在於電腦裝置400更包含了實體按鍵250。本實施例的實體按鍵250可用以設定電源控制系統220執行超頻電源模式。例如當電腦裝置300初始化後，第一次按壓實體按鍵250，電源控制系統220執行超頻電源模式，亦即電源系統230在電腦系統210處於非開機狀態時，仍可持續正常供電。再一次按壓實體按鍵250，電源控制系統220離開超頻電源模式，亦即電腦系統210以及電源系統230同步處於開機狀態或是非開機狀態，其行為與習知之電腦裝置100一致。電腦裝置400中的電腦系統210、電源控制系統220以及電源系統230之特性以及行為，則可以參考第 2圖中電腦裝置200之相關說明。

第5圖為本發明所揭露第四實施例之電源控制系統及其應用之電腦裝置，即電腦裝置500之方塊線路圖。電腦裝置500與第4圖所揭露之電腦裝置400之不同處，在於電腦裝置500係利用其中之一儲存單元260，進行設定電源控制系統220執行超頻電源模式，亦即儲存單元260具有儲存設定值之功能，而電源控制系統220可以經由讀取儲存單元260中的某一設定值，來決定是否執行超頻電源模式。電腦裝置500可利用其中之基本輸入輸出系統(basic input/output system，BIOS)中之狀態設定或是作業系統中之軟體設定以改變儲存單元260之狀態。電腦裝置500中的電腦系統210、電源控制系統220以及電源系統230之特性以及行為，則可以參考第2圖中電腦裝置200之相關說明。

第6圖為本發明所揭露第五實施例之電源控制系統及其應用之電腦裝置，即電腦裝置600之方塊線路圖。電腦裝置600與第4圖以及第5圖所分別揭露之電腦裝置400以及電腦裝置500之不同處，在於電腦裝置600係利用一電腦裝置600之外的遠端裝置700，進行設定電源控制系統220執行超頻電源模式。本實施例的遠端裝置700可能為一伺服器裝置、個人電腦裝置、或是可攜式之電子產品。遠端裝置700可以利用實體之乙太網路(Ethernet)進行連線，或是利用無線網路(Wi-Fi)進行連線，但並不以此為限。電腦裝置600中的電腦系統210、電源控制系統220以及電源系統230之特性以及行為，則可以參考第2圖中電腦裝置200之相關說明。

第7圖為本發明所揭露第一實施例之電源控制方法之步驟流程圖。第7圖所揭露之電源控制方法係應用於電腦裝置。電腦裝置包括 了電腦系統、電源控制系統以及電源系統。本發明所揭露之電源控制方法包括步驟710至步驟730。

如步驟710所示，設定電源控制系統處於超頻電源模式。

如步驟720所示，命令電腦裝置由開機狀態進入非開機狀態，發出關機訊號至電源控制系統。

如步驟730所示，以電源控制系統發出系統關閉訊號至電腦系統，控制電腦系統進入非開機狀態，並且控制電源系統持續輸出供應電壓源。

第8圖為本發明所揭露第二實施例之電源控制方法之步驟流程圖。第8圖所揭露之電源控制方法係應用於電腦裝置。電腦裝置包括了電腦系統、電源控制系統以及電源系統。其中電源控制系統具有一超頻電源模式，且當電腦裝置處於超頻電源狀態時，電源控制系統控制電腦系統處於非開機狀態並且控制電源系統處於開機狀態。該電源控制方法包括步驟310至步驟390之流程。

如步驟310所示，電腦裝置一開始係處於非開機狀態，例如處於S3、S4或是S5模式之中。

如步驟320所示，電腦系統偵測是否收到開機訊號。開機訊號係指示電腦裝置由步驟310中之非開機狀態改變為開機狀態，例如S0模式。若電腦系統收到開機訊號，則進入步驟330；若否，則持續偵測。

如步驟330所示，判斷電源控制系統之超頻電源模式是否開啟。若開啟，則進入步驟340；若否，則進入步驟360。

如步驟340所示，電腦裝置進入超頻電源狀態，亦即電腦系 統處於非開機狀態，例如S3、S4或是S5模式中，同時電源系統處於開機狀態，例如S0模式中。並進入步驟350。

如步驟350所示，電腦系統偵測是否收到開機訊號。若電腦系統收到開機訊號，則進入步驟360；若否，則持續偵測。

如步驟360所示，電腦裝置進入開機狀態，例如電腦系統以及電源系統同時處於S0模式中。並進入步驟370。

如步驟370所示，電腦系統偵測是否收到關機訊號。關機訊號係指示電腦裝置由步驟360中之開機狀態改變為非開機狀態，例如S5模式。若電腦系統收到關機訊號，則進入步驟380；若否，則持續偵測。

如步驟380所示，判斷電源控制系統之超頻電源模式是否開啟。若開啟，則進入步驟340；若否，則進入步驟390。

如步驟390所示，電腦裝置進入非開機狀態，例如電腦系統以及電源系統同時處於S5模式中。

綜觀前述之步驟，可以將本發明所揭露之電源控制方法歸納為如下之操作方式。

首先，命令電腦裝置處於非開機狀態。當電腦系統收到開機訊號時，若超頻電源模式為開啟，命令電腦裝置進入超頻電源狀態；若超頻電源模式為關閉，命令電腦裝置進入開機狀態。

接著，命令電腦裝置處於超頻電源狀態，當電腦系統收到開機訊號時，命令電腦裝置進入該開機狀態。

最後，命令電腦裝置處於開機狀態。當電腦系統收到關機訊號時，若超頻電源模式為開啟，命令電腦裝置進入超頻電源狀態；若超頻 電源模式為關閉，命令電腦裝置進入非開機狀態。

另外，在前述之本發明所揭露第一實施例以及第二實施例之電源控制方法中，電腦裝置係可以用實體按鍵、開關、基本輸入輸出系統中之狀態設定、作業系統中的軟體設定、或是遠端控制的方式，以決定電源控制系統是否處於超頻電源模式。

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、特徵及數量當可做些許之變更，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。

Claims (10)

1. 一種電源控制系統，係應用於一電腦裝置，該電腦裝置包括一電腦系統、一電源控制系統、以及一電源系統，其中該電源系統提供該電腦裝置之各個組成部件之供應電壓源；該電源控制系統耦接於該電腦系統以及該電源系統，該電源控制系統並包括一超頻電源模式，當該電腦系統接收一關機訊號並進入一非開機狀態，且該電源控制系統處於該超頻電源模式時，該電源控制系統發出一系統關閉訊號至該電腦系統，控制該電腦系統進入該非開機狀態同時控制該電源系統持續輸出該供應電壓源，維持於進階配置與電源介面標準之S0模式的供電行為；其中，該非開機狀態係指該電腦系統處於符合進階配置與電源介面標準之S3模式、S4模式或是S5模式，而該開機狀態係指該電腦系統處於符合進階配置與電源介面標準之S0模式。
2. 如請求項第1項所述之電源控制系統，其中該電腦裝置更包含一冷卻系統，係耦接於該電源系統，該冷卻系統由該電源系統提供該供應電壓源，當該電源控制系統處於該超頻電源模式時，該冷卻系統之供應電壓源維持正常供電。
3. 如請求項第2項所述之電源控制系統，其中該冷卻系統包含複數個風扇部件。
4. 如請求項第1項所述之電源控制系統，其中該電腦裝置更包含一實體按鍵，以設定該電源控制系統執行該超頻電源模式。
5. 如請求項第1項所述之電源控制系統，其中該電腦裝置更包含一儲存單元，係利用基本輸入輸出系統中之狀態設定或是作業系統中之軟體設定以改變該儲存單元之狀態，且該儲存單元之狀態係用以設定該電源控制系統執行該超頻電源模式。
6. 如請求項第1項所述之電源控制系統，更包含一遠端裝置，藉由該遠端裝置對該電源控制系統進行遠端控制，以設定該電源控制系統執行該超頻電源模式。
7. 一種電源控制方法，係應用於一電腦裝置，該電腦裝置包括一電腦系統、一電源控制系統以及一電源系統，該電源控制方法包括以下步驟：設定該電源控制系統處於一超頻電源模式；命令該電腦裝置由一開機狀態進入一非開機狀態，發出一關機訊號至該電源控制系統；以及以該電源控制系統發出一系統關閉訊號至該電腦系統，控制該電腦系統進入該非開機狀態，並且控制該電源系統持續輸出一供應電壓源，維持於進階配置與電源介面標準之S0模式的供電行為；其中，該非開機狀態係指該電腦系統處於符合進階配置與電源介面標準之S3模式、S4模式或是S5模式，而該開機狀態係指該電腦系統處於符合進階配置與電源介面標準之S0模式。
8. 如請求項第7項所述之電源控制方法，其中該電腦裝置係以一實體按鍵、基本輸入輸出系統中之狀態設定、作業系 統中之軟體設定、或是遠端控制的方式，以設定該電源控制系統執行該超頻電源模式。
9. 一種電源控制方法，係應用於一電腦裝置，該電腦裝置包括一電腦系統、一電源控制系統以及一電源系統，該電源控制系統具有一超頻電源模式，且當該電腦裝置處於一超頻電源狀態時，該電源控制系統控制該電腦系統處於一非開機狀態並且控制該電源系統處於一開機狀態；該電源控制方法包括以下步驟：命令該電腦裝置處於該非開機狀態，當該電腦系統收到開機訊號時，若該超頻電源模式為開啟，命令該電腦裝置進入該超頻電源狀態；若該超頻電源模式為關閉，命令該電腦裝置進入該開機狀態；命令該電腦裝置處於該超頻電源狀態，當該電腦系統收到開機訊號時，命令該電腦裝置進入該開機狀態；以及命令該電腦裝置處於該開機狀態，當該電腦系統收到關機訊號時，若該超頻電源模式為開啟，命令該電腦裝置進入該超頻電源狀態；若該超頻電源模式為關閉，命令該電腦裝置進入該非開機狀態；其中，該非開機狀態係指該電腦系統處於符合進階配置與電源介面標準之S3模式、S4模式或是S5模式，而該開機狀態係指該電腦系統處於符合進階配置與電源介面標準之S0模式。
10. 如請求項第9項所述之電源控制方法，其中該電腦裝置係以一實體按鍵、基本輸入輸出系統中之狀態設定、作業系 統中之軟體設定、或是遠端控制的方式，以設定該電源控制系統執行該超頻電源模式。