TWI529526B - 識別噪音電源之技術 - Google Patents

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TWI529526B
TWI529526B TW101123543A TW101123543A TWI529526B TW I529526 B TWI529526 B TW I529526B TW 101123543 A TW101123543 A TW 101123543A TW 101123543 A TW101123543 A TW 101123543A TW I529526 B TWI529526 B TW I529526B
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威廉Ｍ 貝爾特曼
卡提克 山卡拉納拉雅南
喬斯Ａ 柯多瓦
卡洛斯Ａ 洛佩茲
艾力克 包格
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英特爾公司
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Description

識別噪音電源之技術 發明領域
實施例大致上係有關於電子裝置之設計。更明確言之，實施例係有關於電子裝置內之噪音源之識別。
發明背景
電子裝置可包括藉電路板、連接器及其它實體結構互連的寬廣多種電氣組件及機械組件。可聽聞的噪音可源自於此等組件中之任一者，噪音源的識別相當具有挑戰性。舉例言之，分析聲音測試腔室聲場度量可能相當耗時，特別係當聲音及振動「熱點」並非位在引發噪音與振動之組件的相同位置時尤為如此。確實，由某些電氣組件產生噪音的潛在物理學可能並未全然明瞭，如此可能更進一步使得分析變複雜化。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種電腦體現方法包含識別一電路板之一第一頻率內容，其中該第一頻率內容係與該電路板之一物理特性相聯結；識別與該電路板相聯結的一電氣信號之第二頻率內容，其中該第二頻率內容係包括該電氣之一電源管理開關頻率及相對應於該電源管理開關頻率之一或多個諧波頻率；及決定該第一頻率內容與該第二頻率內容間之一同調，其中該同調係識別於該第二頻率內容中之一或多個頻譜峰其係相對應於該第一頻 率內容中之一或多個頻譜峰。
圖式簡單說明
藉研讀後文說明書及隨附之申請專利範圍且藉參考如下附圖，熟諳技藝人士將更為瞭解本發明之實施例的各項優點，附圖中：第1圖為依據一實施例電路板之一實例之透視圖；第2圖為依據一實施例識別電氣之噪音源之一實例方法之流程圖；第3圖為依據一實施例噪音度量之一實例之作圖；第4圖為依據一實施例噪音同調分析結果之一實例之作圖；及第5圖為依據一實施例系統之一實例之方塊圖。
較佳實施例之詳細說明
實施例可涉及一種電腦體現之方法，於該方法中識別一電路板的第一頻率內容，其中該第一頻率內容係與噪音源及該電路板之一物理特性中之至少一者相聯結。該方法也提供識別與該電路板相聯結的一電氣信號之第二頻率內容；及決定該第一頻率內容與該第二頻率內容間之一同調。
實施例也可包括一種具有一指令集合之電腦可讀取儲存媒體，該等指令當由一處理器執行時使得一電腦識別一電路板的第一頻率內容，其中該第一頻率內容係與該電路板之一物理特性相聯結。該等指令也可使得一電腦識別與該電路板相聯結的一電氣信號之第二頻率內容；及決定該 第一頻率內容與該第二頻率內容間之一同調。
此外，實施例也可包括一種具有一測量裝置及一處理器之系統。該系統也可包括具有一指令集合之電腦可讀取儲存媒體，該等指令當由一處理器執行時使得一電腦至少部分基於得自該測量裝置之資料而識別一電路板的第一頻率內容，其中該第一頻率內容係與該電路板之一物理特性相聯結。該等指令也可使得一電腦識別與該電路板相聯結的一電氣信號之第二頻率內容；及決定該第一頻率內容與該第二頻率內容間之一同調。
其它實施例可涉及一種電腦體現之方法，於該方法中識別一電路板的第一頻率內容，其中該第一頻率內容係與該電路板之一物理特性相聯結。該方法也提供識別與該電路板相聯結的一電氣信號之第二頻率內容其中該第二頻率內容包括該電氣信號之一電源管理開關頻率，及相對應於該電源管理開關頻率之一或多個諧波頻率。此外該第一頻率內容與該第二頻率內容間之一同調，其中該同調係識別於該第二頻率內容中之一或多個頻譜峰其係相對應於該第一頻率內容中之一或多個頻譜峰。
現在轉向第1圖，顯示電路板10，其中於電路板10操作期間，從電路板10的「熱點」位置14發出/輻射出可聽聞噪音12。電路板10可架設於行動平台，諸如膝上型電腦、個人數位助理器(PDA)、無線智慧型電話、媒體播放器、成像裝置、行動網際網路裝置(MID)、任何智慧型裝置諸如智慧型手機、智慧型平板、智慧型電視等，或其任一項組合。 電路板10也可被架設在固定平台，諸如個人電腦(PC)、伺服器、工作站等。一個或數個板上安裝加速度計17可用來測量電路板10的一或多個振動。此外，板上安裝麥克風16及/或板外麥克風18可用來測量噪音12，其中該噪音12及/或電路板振動之來源乃可被識別的物理特性，即便該來源可被安裝在電路板10上的相同或不同位置亦復如此，且即便噪音12及/或振動之其它潛在來源可被安裝在電路板10上亦復如此。舉例言之，噪音12可為來自機械裝置20諸如風扇或硬碟驅動裝置(HDD)之振動結構結果、橫過電氣組件諸如電容器22、24之電氣信號電壓切換結果、通過電感器26之電氣信號電流切換結果及其類。
更明確言之，電路板10可包括一或多個電壓軌，該電壓軌可進行電源管理開關來節電。如此，供給主動組件28之一給定電壓軌可在5V之正常電壓位準與1.2V的休眠態電壓位準間定期切換(例如以1.5 kHz速率)來減少耗電，其中其中若該電容器24係耦接至該電壓軌，則開關可引起電容器24的振動。由於例示說明之電容器24過小而無法用作為有效揚聲器，電容器的振動可造成電路板10的基體振動，及在熱點位置14輸出聲波，特別當電容器24係緊密地安裝至電路板10時尤為如此。噪音位準可取決於電壓信號，同理，噪音可來自於電氣信號通過電感器26之電流切換。
容後文以進一步細節討論，可使用系統來識別噪音12及/或板振動的頻率內容，識別與電路板10相聯結的電氣信號之頻率內容，及決定噪音12及/或板振動的頻率內容與電 氣信號之頻率內容間之同調。據此，架設於電路板10的電氣組件中之一或多者可正面地識別為噪音12來源，即便電氣組件可能安裝於局部熱點14以外的不同位置。
第2圖顯示識別從電路板發出的電氣噪音來源之方法30。方法30可於儲存於一系統中體現為儲存於可機器或電腦讀取的儲存媒體之一可執行邏輯指令集合，該等媒體諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可程式規劃唯讀記憶體(PROM)、快閃記憶體、韌體、微代碼等，於使用電路技術之固定功能邏輯硬體，該等技術諸如特定應用積體電路(ASIC)、互補金氧半導體(CMOS)、或電晶體-電晶體邏輯(TTL)技術，或其任一項組合。舉例言之，進行方法30所示操作之電腦程式代碼可以一或多個程式語言中之任一項組合寫成，諸如物件取向之程式語言，諸如C++等及習知程序程式規劃語言諸如「C」程式規劃語言或相似的程式規劃語言。此外，方法30之多個面向可使用前述電路技術中之任一者而體現為一或多個處理器之嵌入式及/或可程式規劃邏輯。
概略言之，移動感測器輸入32、麥克風輸入34及電氣輸入36可用來從電路板發出的機械振動之頻率內容及/或噪音之頻率內容分離電氣信號之頻率內容。更明確言之，麥克風輸入34可得自裝置諸如麥克風16、18(第1圖)，移動感測器輸入32可得自裝置諸如加速度計17(第1圖)、陀螺儀等，其中該例示說明之處理方塊38係基於麥克風輸入34及/或移動感測器輸入32而識別噪音之頻率內容。如此，方塊 38可涉及產生由麥克風所捕捉的音訊信號之一頻譜作圖。第3圖顯示可產生來反映噪音之頻率內容的一作圖44。
現在回頭參考第2圖，方塊40可識別攜載於電路板上的一或多個電氣信號之頻率內容。據此電氣輸入36可包括出現在電路板上的多個電壓軌之識別符，電壓軌之電源管理開關頻率，及或許耦接至電壓軌之電氣組件之識別符。舉例言之，一或多個信號表示資訊諸如下表I中之資訊可用作為電氣輸入36。
如此，電氣信號之頻率內容可包括各個電壓軌之電源管理開關頻率以及各個電源管理開關頻率之相聯結的諧波頻率。因此方塊40可輸出電氣頻譜具有數個分開峰於基頻(例如1.5 kHz)及其較高諧波(例如3.0 kHz、4.5 kHz等)。移動感測器輸入32及麥克風輸入34可捕捉源自於安裝至該電路板的機械裝置諸如風扇及HDD的振動/噪音，以及源自於安裝至該電路板的電氣組件的振動/噪音。
方塊46可提供決定噪音與電氣信號間之同調，及/或電路板振動與電氣信號間之同調。更明確言之，同調決定可涉及識別於各個電氣信號之頻率內容中的一或多個頻譜峰，其係相對應於噪音及/或振動頻譜之頻率內容中的一或 多個頻譜峰。第4圖顯示電氣信號與音訊信號間之同調之作圖48，於該處可決定基本頻率峰50及更高的諧波頻率峰52、54。
回頭參考第2圖，例示說明之方塊56提供基於同調分析識別一或多個電氣組件為噪音源。更明確言之，若決定特定電氣信號與噪音或機械板振動具有高度相關性，與該電氣信號相對應於的電壓軌及耦接至該電壓軌之一或多個電氣組件可識別為噪音源。如前記，電氣組件可包括電容器及/或電感器，因電氣信號中的週期性電壓及/或電流擺動而經驗振動。
第5圖顯示可用來評估電路板諸如前文討論之電路板10(第1圖)之計算系統58。計算系統58可為行動平台之一部分，該行動平台諸如膝上型電腦、個人數位助理器(PDA)、無線智慧型電話、媒體播放器、成像裝置、行動網際網路裝置(MID)、任何智慧型裝置諸如智慧型手機、智慧型平板、智慧型電視等，或其任一項組合。計算系統58也可為固定平台之一部分，諸如個人電腦(PC)、伺服器、工作站等。於該具體實施例中，一或多個麥克風66感測從電路板發出的可聽聞噪音為電路板的物理特性，處理器60包括可跑邏輯64之一或多個核心62，邏輯64係經組配來識別噪音之第一頻率內容。邏輯64也可經組配來識別與電路板相聯結的電氣信號，決定第一頻率內容與第二頻率內容間之同調。
此外，邏輯64可經組配來使用一或多個加速度計77來識別該電路板之一或多個振動之第一頻率內容，其中該等 電路板振動也可視為電路板之物理特性。於一個實例中，同調識別第二頻率內容中之一或多個頻譜峰其係相對應於第一頻率內容中之一或多個頻譜峰。雖然邏輯64係例示說明為在信號處理器核心62，邏輯64也可橫過多個核心及/或多個處理器分布。舉例言之，同調處理器可用來決定電氣噪音頻譜。
例示說明之處理器60也包括整合型記憶體控制器(IMC)68係經組配來與系統記憶體70通訊。系統記憶體70可包括例如動態隨機存取記憶體(DRAM)組配為記憶體模組例如，雙排式記憶體模組(DIMM)、小外形DIMM(SODIMM)等。計算系統58也可包括平台控制器中樞器(PCH)72，偶爾稱作為晶片組之南橋，用作為主機裝置，可與麥克風66、大容量儲存裝置(例如HDD、光碟、快閃記憶體、可程式規劃唯讀記憶體/PROM)、及多種使用者介面(UI)裝置76(例如觸控螢幕、液晶顯示器/LCD、發光二極體/LED、鍵盤、滑鼠等)通訊。UI裝置76可使得使用者與來自計算系統58之資訊互動及接收資訊。
如此，此處揭示之技術可使得可聽聞噪音之原因來精確地指出電氣系統具有無數電氣組件及機械組件。此外，前述辦法可顯著減少排除故障之不確定性，原因在於可避免嘗試錯誤「猜測」技術。據此，轉而可減低系統設計成本及製造/發展週期。
本發明之實施例可應用於全部型別的半導體積體電路(「IC」)晶片。此等IC晶片之實例包括但非限於處理器、控 制器、晶片組組件、可規劃邏輯陣列(PLA)、記憶體晶片、網路晶片、單晶片系統(SoC)、SSD/NAND控制器特定應用積體電路(ASIC)及其類。此外，於若干圖式中，信號導體線係以線表示。若干可能不同來指示更多組成信號路徑，具有數目標示來指示多個組成信號路徑的號碼，及/或於一或多端具有箭頭，來指示一次資訊流方向。但不應以有限方式解譯。反而此等額外細節可連結一或多個具體實施例用來協助更容易瞭解電路。任何表示的信號線，無論是否有額外資訊，實際上可包含一或多個信號，信號可於多個方向行進，可以任何適當型別的信號方案體現，例如以差異對體現數位線或類比線、光纖線、及/或單端線。
大小/模型/數值/範圍之實例可已經給定，雖然本發明之實施例並非限於此。因製造技術(例如微影術)隨著時間的經過成熟，預期可製造更小型裝置。此外，眾所周知之電源/接地連結至IC晶片，其它組件可顯示或可不顯示於圖式內，為求例示說明及討論上的簡單，因而不會隱蔽本發明之實施例之某些面向。又復，配置可以方塊圖形式顯示來避免隱蔽本發明之實施例，也有鑑於該事實載明就此等方塊圖配置體現高度取決於欲體現實施例的平台，亦即此等載明係在熟諳技藝人士的觀點內。陳述特定細節(例如電路)來描述本發明之實施例，熟諳技藝人士顯然易知可實施本發明之實施例而無此等特定細節或其變化。如此描述可視為例示說明性而非限制性。
「耦合」一詞於此處可用來直接或間接地指示關注組 件間之任一型關係，可應用於電氣、機械、流體、光學、電磁學、電機、或其它連結。此外，如此處使用的「第一」、「第二」等詞只用來協助討論，除非另行指示不具任何特定時間或時序意義。
由前文說明熟諳技藝人士將瞭解本發明之實施例之寬廣技術可以多種形式體現。因此雖然已經就特定實例描述本發明之實施例，但本發明之實施例之真諦並非受此所限，原因在於當研究附圖、說明書、及如下申請專利範圍時其它修改為熟諳技藝人士所顯然易知。
10‧‧‧電路板
12‧‧‧噪音
14‧‧‧熱點位置
16‧‧‧板上安裝麥克風
17、77‧‧‧加速度計
18‧‧‧板外麥克風
20‧‧‧機械裝置
22、24‧‧‧電容器
26‧‧‧電感器
28‧‧‧主動組件
30‧‧‧方法
32‧‧‧移動感測器輸入
34‧‧‧麥克風輸入
36‧‧‧電氣輸入
38、40、46、56‧‧‧方塊
44、48‧‧‧作圖
50‧‧‧基本頻率峰
52、54‧‧‧諧波頻率峰
58‧‧‧計算系統
60‧‧‧處理器
62‧‧‧核心
64‧‧‧邏輯
66‧‧‧麥克風
68‧‧‧整合型記憶體控制器(IMC)
70‧‧‧系統記憶體
72‧‧‧平台控制器中樞器(PCH)
74‧‧‧大容量儲存裝置
76‧‧‧使用者介面(UI)裝置
第1圖為依據一實施例電路板之一實例之透視圖；第2圖為依據一實施例識別電氣之噪音源之一實例方法之流程圖；第3圖為依據一實施例噪音度量之一實例之作圖；第4圖為依據一實施例噪音同調分析結果之一實例之作圖；及第5圖為依據一實施例系統之一實例之方塊圖。
30‧‧‧方法
32‧‧‧移動感測器輸入
34‧‧‧麥克風輸入
36‧‧‧電氣輸入
38、40、46、56‧‧‧方塊

Claims (30)

  1. 一種電腦體現之方法，該方法係包含：識別一電路板之一第一頻率內容，其中該第一頻率內容係與該電路板之一物理特性相聯結；識別與該電路板相聯結的一電氣信號之第二頻率內容，其中該第二頻率內容係包括該電氣信號之一電源管理開關頻率及相對應於該電源管理開關頻率之一或多個諧波頻率；及決定該第一頻率內容與該第二頻率內容間之一同調，其中該同調係識別於該第二頻率內容中之一或多個頻譜峰其係相對應於該第一頻率內容中之一或多個頻譜峰。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其係進一步包括：識別與該電氣信號相聯結的一電壓軌；及識別與該電壓軌相聯結的一電氣組件作為該第一頻率內容之一來源。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其係進一步包括使用一麥克風來感測來自該電路板之噪音，其中該第一頻率內容係至少部分基於該噪音而被識別。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中一板上安裝麥克風及一板外部麥克風中之至少一者係用來感測該噪音。
  5. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該噪音係從該電路板上之與該第一頻率內容之一電源之一安裝位置的一不同位置產生。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其係進一步包括使用一移動感測裝置來感測該電路板之一或多個振動，其中該第一頻率內容係至少部分基於該一或多個振動而被識別。
  7. 一種包含一指令集合之電腦可讀取儲存媒體，該等指令當由一處理器執行時使得一電腦進行下列動作：識別一電路板之第一頻率內容，其中該第一頻率內容係要與該電路板之一物理特性相聯結；識別與該電路板相聯結的一電氣信號之第二頻率內容；及決定該第一頻率內容與該第二頻率內容間之一同調。
  8. 如申請專利範圍第7項之媒體，其中該等指令若被執行則使得一電腦進行下列動作：決定該電氣信號之一電源管理開關頻率；及決定相對應於該電源管理開關頻率之一或多個諧波頻率，其中該第二頻率內容係要包括該電源管理開關頻率及該一或多個諧波頻率。
  9. 如申請專利範圍第7項之媒體，其中該同調係要識別於該第二頻率內容中之一或多個頻譜峰其係相對應於該第一頻率內容中之一或多個頻譜峰。
  10. 如申請專利範圍第7項之媒體，其中該等指令若被執行則使得一電腦進行下列動作：識別與該電氣信號相聯結的一電壓軌；及識別與該電壓軌相聯結的一電氣組件作為該第一 頻率內容之一來源。
  11. 如申請專利範圍第7項之媒體，其中該等指令若被執行則使得一電腦使用一麥克風來感測來自該電路板之噪音，其中該第一頻率內容係至少部分基於該噪音而被識別。
  12. 如申請專利範圍第11項之媒體，其中一板上安裝麥克風及一板外部麥克風中之至少一者係用來感測該噪音。
  13. 如申請專利範圍第11項之媒體，其中該噪音係從該電路板上之與該第一頻率內容之一電源之一安裝位置的一不同位置產生。
  14. 如申請專利範圍第11項之媒體，其中該等指令若被執行則使得一電腦使用一移動感測裝置來感測該電路板之一或多個振動，其中該第一頻率內容係至少部分基於該一或多個振動而被識別。
  15. 一種系統，其係包含：一測量裝置；一處理器；及包括一指令集合之一電腦可讀取儲存媒體，該等指令當由該處理器執行時使得該系統進行下列動作，至少部分基於來自該測量裝置之資料而識別一電路板之第一頻率內容，其中該第一頻率內容係要與該電路板之一物理特性相聯結；識別與該電路板相聯結的一電氣信號之第二頻率內容；及決定該第一頻率內容與該第二頻率內容間之 一同調。
  16. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該等指令若被執行則使得該系統進行下列動作：決定該電氣信號之一電源管理開關頻率；及決定相對應於該電源管理開關頻率之一或多個諧波頻率，其中該第二頻率內容係要包括該電源管理開關頻率及該一或多個諧波頻率。
  17. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該同調係要識別於該第二頻率內容中之一或多個頻譜峰其係相對應於該第一頻率內容中之一或多個頻譜峰。
  18. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該等指令若被執行則使得該系統進行下列動作：識別與該電氣信號相聯結的一電壓軌；及識別與該電壓軌相聯結的一電氣組件作為該第一頻率內容之一來源。
  19. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該測量裝置係包括一麥克風，及該等指令若被執行則使得該系統使用該麥克風來感測來自該電路板之噪音，其中該第一頻率內容係至少部分基於該噪音而被識別。
  20. 如申請專利範圍第19項之系統，其中該麥克風係包括一板上安裝麥克風及一板外部麥克風中之至少一者。
  21. 如申請專利範圍第19項之系統，其中該噪音係從該電路板上之與該第一頻率內容之一電源之一安裝位置的一不同位置產生。
  22. 如申請專利範圍第15項之系統，其中該測量裝置係包括一移動感測裝置，及該等指令若被執行則使得該系統使用該移動感測裝置來感測該電路板之一或多個振動，其中該第一頻率內容係至少部分基於該一或多個振動而被識別。
  23. 一種電腦體現之方法，該方法係包含：識別一電路板之一第一頻率內容，其中該第一頻率內容係與該電路板之一物理特性相聯結；識別與該電路板相聯結的一電氣信號之第二頻率內容；及決定該第一頻率內容與該第二頻率內容間之一同調。
  24. 如申請專利範圍第23項之方法，其係進一步包括：決定該電氣信號之一電源管理開關頻率；及決定相對應於該電源管理開關頻率之一或多個諧波頻率，其中該第二頻率內容係包括該電源管理開關頻率及該一或多個諧波頻率。
  25. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該同調係識別於該第二頻率內容中之一或多個頻譜峰其係相對應於該第一頻率內容中之一或多個頻譜峰。
  26. 如申請專利範圍第23項之方法，其係進一步包括：識別與該電氣信號相聯結的一電壓軌；及識別與該電壓軌相聯結的一電氣組件作為該第一頻率內容之一來源。
  27. 如申請專利範圍第23項之方法，其係進一步包括使用一 麥克風來感測來自該電路板之噪音，其中該第一頻率內容係至少部分基於該噪音而被識別。
  28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中一板上安裝麥克風及一板外部麥克風中之至少一者係用來感測該噪音。
  29. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該噪音係從該電路板上之與該第一頻率內容之一電源之一安裝位置的一不同位置產生。
  30. 如申請專利範圍第23項之方法，其係進一步包括使用一移動感測裝置來感測該電路板之一或多個振動，其中該第一頻率內容係至少部分基於該一或多個振動而被識別。
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