TWI539290B - 電源狀態控制信號 - Google Patents

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Description

電源狀態控制信號
本發明係有關於電源狀態控制信號。
發明背景
通用串列匯流排(USB)係經設計以標準化電腦周邊(包括鍵盤、指標裝置、數位相機、列印器、可攜式媒體播放器、碟片驅動裝置、網路配接器及其它周邊)至計算裝置之連結，用於通訊及供給電力兩者。計算裝置包括諸如筆記型電腦、桌上型電腦、智慧型電話、個人數位助理器(PDA)及視訊遊戲機臺等裝置。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種計算裝置包含：一資料匯流排埠以自一外部電源接收電力；及一控制器以針對一電源狀態控制信號監視該資料匯流排埠之電源終端及應答於在一外部電源上之一電源鈕之致動，決定在該外部電源上之一第二控制器是否產生經由該等電源終端傳輸之該電源狀態控制信號供電給該計算裝置。
100、800‧‧‧計算裝置
105‧‧‧資料匯流排埠
115、815、855‧‧‧控制器、計算裝置控制器
120‧‧‧電源狀態控制信號訊息
130、330‧‧‧實體層
135、335‧‧‧協定層
140、340‧‧‧策略引擎
142、840‧‧‧纜線
145、245、345‧‧‧裝置策略管理 器
150、810‧‧‧電源導體(VBUS)
195‧‧‧電槽
225‧‧‧電源狀態控制
230‧‧‧低電源狀態
235‧‧‧操作狀態
242‧‧‧纜線檢測邏輯
255‧‧‧插頭識別
300、750、801‧‧‧外部電源
350、850‧‧‧對接埠
355‧‧‧外部電源控制器
360、760‧‧‧電源鈕
365‧‧‧電源狀態控制信號
370‧‧‧電源終端
397‧‧‧電源
399‧‧‧資料埠
700a‧‧‧筆記型電腦
700b‧‧‧儲存裝置
740a-b‧‧‧通用串列匯流排(USB)功率輸出纜線
775、875‧‧‧外部電源供應器
860‧‧‧開關
870‧‧‧通用串列匯流排(USB)埠
885‧‧‧電源邏輯
890‧‧‧電池
895‧‧‧負載
若干本發明之實施例將參考下列附圖描述： 圖1為依據一具體實施例一計算裝置之方塊圖；圖2為依據一具體實施例一計算裝置及電源供應器之方塊圖；圖3為依據一具體實施例一外部電源之方塊圖；圖4為依據一具體實施例一外部電源之方塊圖；圖5為依據一具體實施例一系統之方塊圖；圖6為依據一具體實施例一系統之方塊圖；圖7為依據一具體實施例一系統之略圖；及圖8為依據一具體實施例一系統之略圖。
較佳實施例之詳細說明
許多計算裝置使用比較由通用串列匯流排(USB)標準諸如2.0或3.0所能提供的更高功率。舉例言之，許多筆記型電腦以45至90瓦電源供應器操作。筆記型電腦之電源供應器使用與該筆記型電腦上的該USB埠分開的一電氣連接器。通用串列匯流排功率輸出(USB-PD)問市，故筆記型電腦可接收其使用的功率位準，同時也使用在該計算裝置上的一條纜線及一個USB-PD發送與接收資料。如此允許一可攜式計算裝置例如經由單一纜線連結至一外部電源，諸如一對接站而仍然自該對接站接收電力。
於USB功率輸出中，成對直接附接埠協商流經該電源導體(VBUS)之電源之電壓、電流及/或方向。該等協商係藉在該電源導體(VBUS)上而非在該USB連結之該等資料導體上發送與接收信號完成。該USB功率輸出系統具有一 通訊堆疊其包括一裝置策略管理器、策略引擎、協定、及一實體層。該協定層形成該等訊息用以在一對埠間通訊資訊。其自該策略引擎接收輸入，指示發送哪些訊息及指示回送給策略引擎之應答。該實體層負責橫跨VBUS發送與接收訊息，及包括一收發器其疊置一信號在該VBUS線上。
一對接站可為一可攜式電腦連接其上之一裝置，故其可如同一桌上型電腦般使用，具有一外接式電源供應器、監視器、資料轉移能力、及其它能力。一對接站可連結至周邊裝置，例如作為輸入裝置，諸如鍵盤或滑鼠、顯示器及電源供應器，但一對接站可連結至更多或更少的周邊裝置。藉連結一可攜式計算裝置至該對接站，該計算裝置可接取連結至該對接站之該等周邊裝置。以一筆記型電腦為例，當該筆記型電腦連結至一對接站時，該筆記型電腦可不打開操作，原因在於該筆記型電腦之顯示器及鍵盤可藉連結至該對接站之周邊複製。筆記型電腦的電源鈕常係位在鍵盤附近，及若該筆記型電腦不打開以接取該鍵盤或顯示器，則該電源鈕將無法被接取。但操作該電腦之一電源鈕可含括於該對接站，若該計算裝置係透過一USB功率輸出連結而連結至一對接站，則該系統可有一專用方式以將該系統自一低電源狀態叫醒。於本發明之一個具現中，在該對接站上的該電源鈕可使得該USB功率輸出系統之協定層產生一訊息，該訊息由在該計算裝置具現USB功率輸出之該控制器接收。該訊息可為一賣方界定的訊息。在該計算裝置上的該控制器然後使得該計算裝置自一低電 源狀態過渡至另一電源狀態。該等電源狀態例如可為高階組態及功率介面(ACPI)電源狀態中之一或多者。
於另一具體實施例中，一裝置包括一資料匯流排埠以自一外部電源接收電力。一控制器可針對一電源狀態控制信號監視該資料匯流排埠之電源終端。該控制器可應答於在一外部電源上之一電源鈕之致動，決定在該外部電源上之一第二控制器是否產生經由該等電源終端傳輸之該電源狀態控制信號供電給該計算裝置。
於另一具現中，一外部電源包括一對接埠以連結至一計算裝置及一電源鈕。該對接埠包括電源終端及信號終端。一控制器可在該對接埠之該等電源終端產生信號。該控制器係用以應答於一電源鈕之致動而產生一電源狀態控制信號以傳輸通過該等電源終端供電給該計算裝置。
於另一具現中，一系統可包括具有一外部電源控制器之一對接站。一計算裝置可具有一計算裝置控制器。一纜線可連接該對接站及該計算裝置。附接至該外部電源之一電源鈕可產生一電源狀態控制信號，其係藉該外部電源控制器透過該對接埠之該等電源終端傳輸給該計算裝置控制器。
參考附圖，圖1為依據一具體實施例一計算裝置之方塊圖。一計算裝置100可包括一資料匯流排埠105以自一外部電源接收電力。該資料匯流排埠例如可為一USB功率輸出埠。一資料匯流排埠可包括電源終端及資料信號終端。舉例言之，通用串列匯流排埠可具有正電壓及接地電 源終端，及+資料及-資料之資料信號終端。來自該等電源終端之電源可用以供給電源給該裝置之組件，諸如顯示器、儲存裝置、處理器供電池充電或其它電源用途。資料信號終端將用以發送及接收資料。資料匯流排埠105可連結至一控制器115。
該控制器115監視該資料匯流排埠之該等電源終端150之一電源狀態控制信號。該資料匯流排埠之該等電源終端150例如可稱作VBUS。該電源狀態控制信號可嵌置(或疊置)於VBUS上。
該控制器115可決定在供電給該計算裝置之一外部電源上的一電源鈕是否已經經由自由纜線142連結的一外部電源提供電力的該等電源終端150而傳輸的該電源狀態控制信號所致動。舉例言之，若該外部電源為一對接站其包括一電源鈕，則該電源鈕可使得該對接站在該電源鈕被致動時產生一電源狀態控制信號。該電源狀態控制信號可由該實體層130接收，及該訊息由該協定層135解譯。該策略引擎140然後可施用一策略至該電源狀態控制信號訊息120。然後該控制器115可使得該裝置策略管理器145造成該系統自一第一電源狀態改變成一第二電源狀態。該第一電源狀態可為一低電源狀態，諸如關機、待機、休眠或其它低電源狀態；及該第二電源狀態可為一操作電源狀態。於該等低電源狀態中，該等系統組件中之至少一者諸如處理器被關閉以節電。於一操作狀態中，該系統處理器被供電。
圖2為依據一具體實施例一計算裝置及電源供應器之方塊圖。該計算裝置100可包括一電源狀態控制225，其可包括一低電源狀態230及一操作狀態235。當該計算裝置係於一低電源狀態時，該控制器115可不自計算裝置中之一電池或其它來源接收電力。當該USB功率輸出纜線142係連結至該USB埠，及透過該USB功率輸出纜線自該外部電源接收電力時，則該控制器可在該裝置自一低電源狀態甦醒之前自該外部電源接收電力以供電給該控制器。
該電源狀態控制可在該計算裝置內。舉例言之，該計算裝置可根據目前電源狀態而決定過渡至哪個電源狀態控制信號。舉例言之，若該計算裝置係於一操作狀態，則該控制器可使得該裝置進入一低電源狀態；或若該計算裝置係於一低電源狀態，則使得該裝置進入一操作電源狀態。
該控制器可與在該外部電源上之一第二控制器通訊。舉例言之，該控制器115與一第二控制器可協商流經該電源導體諸如該VBUS之電源之電壓、電流及/或方向。該VBUS 150可連接至一電槽195，該電槽可為該計算裝置100中之任何負載。
該控制器115可藉連結至該資料匯流排埠105之該插頭識別255的該纜線檢測邏輯242而檢測連結至該資料匯流排埠105之纜線型別。該資料匯流排埠與各型纜線為可相容，但並非全部型別的纜線皆能夠根據全部USB功率輸出協定供電。
當該控制器檢測得連結至該資料匯流排埠之纜線型別時，該控制器可與在該外部電源上之一第二控制器協商以決定供給該計算裝置之電源量。由該外部電源供給的此種電源可為標準USB電源，其不升高至高於5伏特或1.5安培之臨界值。當該纜線型別為能夠升高至高於一臨界值量時，該等協商可使得電力根據一電源協定輸送，諸如10W、18W、36W、60W、及100W。
圖3為依據一具體實施例一外部電源之方塊圖。該外部電源300可包括一對接埠350以連接至一計算裝置。該對接埠350可為一資料匯流排埠。該對接埠350可包括電源終端370及資料終端。該控制器355可產生於該對接埠之該等電源終端370上的信號。電力可自一電源397供給該電源終端。
該外部電源300可包括一電源鈕360以使得該控制器355產生一電源狀態控制信號365發經由該對接埠350之電源終端370發送給該計算裝置。該控制器可包括連結至該裝置策略管理器345之一策略引擎340、連結至該策略引擎340之一協定層335、及連結至該協定層335之一實體層330。該協定層335可產生該電源狀態控制信號訊息。然後該電源狀態控制信號訊息可行進至該實體層330、對接埠350、及然後該等電源終端370以在該USB功率輸出纜線上行進至一計算裝置。
於一個具體實施例中，該外部電源上之該控制器認知該外部電源之電源狀態，及產生此種狀態之一訊息給 該計算裝置。該計算裝置認知該外部電源之電源狀態及使得該計算裝置之電源狀態匹配該外部電源。舉例言之，若該外部電源為於一顯示裝置內之一對接站，及該顯示器為ON，則該計算裝置變成作用態。若該顯示器為OFF，則該計算裝置過渡至一低電源狀態。
圖4為依據一具體實施例一外部電源之方塊圖。該外部電源300之該對接埠350可連結至一資料纜線142。
該外部電源300可包括另一資料埠399以電氣連結至一周邊裝置至該外部電源用以透過該對接埠而與該計算裝置通訊。該資料埠399可為例如另一USB功率輸出埠、另一型USB埠、一視訊輸出埠諸如一高畫質多媒體介面(HDMI)埠或另一埠。該資料埠399可連結至一周邊，諸如鍵盤、滑鼠、顯示器或另一周邊。
當該控制器355檢測得連結至該對接埠350之纜線型別時，該控制器可與計算裝置上的控制器協商以決定供給該計算裝置之電源量。由外部電源所供給的此種電源可為標準USB電源，其不會升高至高於5伏特或1.5安培之臨界值。當該纜線型別能夠升高至高於臨界值量時，該等協商可使得電力根據一電源協定輸送，諸如10W、18W、36W、60W、及100W給該計算裝置。
圖5為依據一具體實施例之一系統之方塊圖。該系統可包括具有一外部電源控制器355之一外部電源300及具有一計算裝置控制器115之一計算裝置100。
一纜線142可連結該外部電源355及該計算裝置 115。一電源鈕360可附接至該外部電源以產生一電源狀態信號，該信號係藉該外部電源控制器335透過該纜線142之電源線傳輸給該計算裝置控制器115。
圖6為依據一具體實施例一系統之方塊圖。電源狀態信號於纜線142上傳輸之該系統可使得該計算裝置進入一低電源狀態230或一操作狀態235。
該系統可包括一外部電源控制器335及一計算裝置控制器115協商欲由該纜線142之電源線供給該計算裝置100之電源量。
圖7為依據一具體實施例一系統之略圖。圖7包括一裝置，諸如一筆記型電腦700a或一儲存裝置700b，諸如一外接硬碟機。該等裝置700a或700b可連結至一外部電源，諸如一外部電源750。該外部電源可為一孤立外部電源，或可為一對接站，及可組合其它周邊裝置，例如該外部電源750可為一顯示裝置之部件諸如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)或其它技術。該電源筆記型電腦700a可經由一USB功率輸出纜線740a連結至該外部電源750。該儲存裝置700b可經由一USB功率輸出纜線740b連結至該外部電源750。
該外部電源包括一電源鈕760以控制該等裝置700a或700b中之至少一部分之電源狀態。該外部電源可包括多個電源鈕，其可各自控制連結至該外部電源750之該等周邊裝置之電源狀態。該電源鈕可於該外部電源經規劃以提供一電源狀態信號給裝置之任一種組合，例如裝置700a 或700b中之任一者或裝置700a或700b兩者。
該外部電源可自一外部電源供應器775供電。該外部電源供應器775可為一AC/DC轉換器。該外部電源供應器775可經由一USB功率輸出埠或另一埠連結至外部電源750。該外部電源750可與該等裝置協商以當該外部電源750藉纜線700a或700b連結至裝置700a或700b時決定該功率輸出之電壓、電流及方向。當該外部電源供應器775供電給該外部電源時，該外部電源可協商以例如供電給裝置700a。但若該外部電源供應器775不供電給該外部電源，則該700a可供電給外部電源750。
為了使用外部電源750，一使用者可藉一USB功率輸出纜線740a連結一裝置諸如筆記型電腦700a上的一USB功率輸出埠至一外部電源750上的一USB功率輸出埠。然後該使用者可使得筆記型電腦700a藉致動在該外部電源750上的該電源鈕760而進入一操作態。該USB功率輸出埠可供電給裝置700a。該電力可用以操作裝置700a之該等組件，充電一電池或其它功能。該USB功率輸出纜線可包括在該裝置700a與該外部電源750間通訊資料之資料線。該資料可為顯示在連結至該外部電源之一顯示器上的視訊資料，自連結至該外部電源之周邊裝置接收資料或其它資料。
圖8為依據一具體實施例一系統之略圖。該系統包括一外部電源801，諸如一對接站。該系統也可包括一計算裝置800，諸如一筆記型電腦。該外部電源801可透過纜 線840連結至該計算裝置800。該纜線840可為一USB功率輸出纜線。該外部電源可連結至一電源供應器875，其可將交流電轉換成直流電供給該外部電源801。
該外部電源801可包括一開關860，其提供一輸入給控制器815。該控制器815可產生欲疊置在該VBUS 810上之一訊息。該VBUS可連結至該對接埠850。該對接埠850可包括VBUS終端及也包括資料匯流排終端。該資料匯流排終端例如可連結至其它資料埠，諸如一集合之USB埠870。
該計算裝置800可包括一資料匯流排埠805以耦接至纜線840。該資料匯流排埠805可自該纜線接收該VBUS。來自該VBUS之電源用以供電給在該計算系統800中之負載895及充電該電池890。由該資料匯流排埠805接收的該VBUS係由控制器855監控。若該控制器855接收在該VBUS上之一訊息指示電源狀態改變，則該控制器855可與該電源邏輯885通訊以改變該計算裝置800之電源狀態。該狀態改變可為自低電源狀態至一操作電源狀態。
前文描述之技術可於用以組配一計算系統之一電腦可讀取媒體實施。該電腦可讀取媒體可包括例如但非限制性，下列非過渡媒體中之任一者：磁性儲存媒體包括碟片及磁帶儲存媒體；光學儲存媒體諸如光碟媒體(例如CD-ROM、CD-R等)及數位影音碟儲存媒體；全像術記憶體；非依電性記憶體儲存媒體包括以半導體為基礎之記憶體單元諸如快閃記憶體、EEPROM、EPROM、ROM；鐵磁數位記憶體；依電性儲存媒體包括暫存器、緩衝器或快取 記憶體、主記憶體、RAM等；及網際網路，僅舉此等數例為例。其它新穎各種型別之電腦可讀取媒體可用以儲存此處討論之軟體模組。計算系統可以許多形式出現包括但非僅限於大型電腦、迷你電腦、伺服器、工作站、個人電腦、筆記型電腦、個人數位助理器、各種無線裝置及嵌入式系統，僅舉此等數例為例。
須瞭解此處使用的片語及術語係用於描述用途而不應視為限制性。「包含」、「包括」、或「具有」之使用為同義詞及其變化於本文中意圖為包含性或開放端，及不排除未經引述之額外元件或方法步驟。也須瞭解多個以硬體及軟體為基礎之裝置以及多個不同結構組件可用以具現所揭示之方法及系統。
於前文說明中，陳述無數細節以供徹底瞭解本發明。但熟諳技藝人士將瞭解本發明可無此等細節而予實施。雖然已經就有限數目之實施例揭示本發明，但熟諳技藝人士將瞭解自其中之無數修改及變化。意圖隨附之申請專利範圍涵蓋落入本發明之精髓及範圍內之此等修改及變化。
800‧‧‧計算裝置
801‧‧‧外部電源
810‧‧‧電源導體(VBUS)
840‧‧‧纜線
850‧‧‧對接埠
815、855‧‧‧控制器、計算
875‧‧‧外部電源供應器
860‧‧‧開關
870‧‧‧通用串列匯流排(USB)埠
885‧‧‧電源邏輯
890‧‧‧電池
895‧‧‧負載

Claims (15)

  1. 一種計算裝置，其包含：一資料匯流排埠，以自一外部電源接收電力；及一控制器，以針對一電力狀態控制信號監視該資料匯流排埠之電源端子，及判定在該外部電源上之一第二控制器是否響應於在該外部電源上之一電源鈕之致動，產生經由供電給該計算裝置的該等電源端子來傳輸之該電力狀態控制信號。
  2. 如請求項1之計算裝置，其中在該裝置自一低電力狀態甦醒之前該控制器自該外部電源接收電力以供電給該控制器。
  3. 如請求項1之計算裝置，其中該控制器使得該裝置進入一低電力狀態或進入一操作電力狀態。
  4. 如請求項1之計算裝置，其中該外部電源為一對接站。
  5. 如請求項1之計算裝置，其中該控制器與在該外部電源上之該第二控制器協商一電源供應。
  6. 如請求項1之計算裝置，其中該控制器檢測連結至該資料匯流排埠之纜線之一型別。
  7. 如請求項1之計算裝置，其中該控制器檢測連結至該資料匯流排埠之纜線之一型別及與在該外部電源上之該第二控制器協商以決定供給該計算裝置之一電力量是否高於一臨界量。
  8. 如請求項1之計算裝置，其中該臨界量為5伏特及1.5安培 中之一者。
  9. 一種外部電源，其包含：一對接埠，以連結至一計算裝置，其中該對接埠包括電源端子及信號端子；一電源鈕；及一控制器，以在該對接埠之該等電源端子上產生信號，其中該控制器係用以響應於該電源鈕之致動而產生一電力狀態控制信號以經由該等電源端子傳輸，其中該等電源端子係用以供電給該計算裝置。
  10. 如請求項9之外部電源，其進一步包含一資料埠以電氣連結一周邊裝置至該外部電源用以透過該對接埠與該計算裝置通訊。
  11. 如請求項9之外部電源，其進一步包含一資料纜線以連結至該對接埠。
  12. 如請求項11之外部電源，其中該控制器決定當連結至該對接埠時資料纜線之一型別。
  13. 一種系統，其包含：一外部電源，具有一外部電源控制器及一對接埠，其中該對接埠包括電源端子及資料信號端子；一計算裝置，具有一計算裝置控制器及一資料匯流排埠，其中該資料匯流排埠包括電源端子及資料信號端子以連結至該對接埠；及附接至該外部電源之一電源鈕以產生一電力狀態控制信號，其係藉該外部電源控制器透過該對接埠之該 等電源端子傳輸給該計算裝置控制器。
  14. 如請求項13之系統，其中該電力狀態控制信號使得該計算裝置進入一低電力狀態。
  15. 如請求項13之系統，其中該外部電源控制器與該計算裝置控制器協商欲由該纜線之電源線供給該計算裝置之一電力量。
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