TWI799154B

TWI799154B - 電子裝置及其效能優化方法

Info

Publication number: TWI799154B
Application number: TW111106707A
Authority: TW
Inventors: 程柏翰; 張晉彰; 張柏新; 陳仕豪; 鍾凱鵬; 吳奇軒; 曹駿; 王登志; 陳聖益; 賴冠亨
Original assignee: 華碩電腦股份有限公司
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2023-04-11
Also published as: US20230266813A1; TW202334784A; US12093111B2

Abstract

本案揭示一種電子裝置及其效能優化方法。電子裝置包括電池模組、處理器以及控制器。電池模組用以對電子裝置進行供電。處理器具有功耗限制。控制器用以監測電池模組的充放電電流。在接電模式下，控制器分析電池模組的狀態，並且根據充放電電流，對處理器的功耗限制進行調整。

Description

電子裝置及其效能優化方法

本發明是有關於一種對功耗限制進行動態調整的電子裝置及其效能優化方法。

現今的手持式電子產品（例如筆記型電腦、手機及平板電腦等）在出廠時會隨產品附贈電源配接器（adapter）以及內嵌式或外接式電池。一般來說，由於成本的考量，可能會附贈瓦特數較低的電源配接器。當產品使用了效能較高的處理器（processor）時，可能會耗能過大而導致過載、過熱及不符安規的問題。雖然可以同時使用電池與電源配接器來提高供電，但是由於在此狀態下電池無法充電且持續放電，無法長期使用。此外，當產品外接其他裝置時也會產生額外的耗能。

本案提供一種電子裝置，其包括電池模組、處理器以及控制器。電池模組用以對電子裝置進行供電。處理器具有功耗限制。控制器耦接電池模組以及處理器，用以監測電池模組的充放電電流。在接電模式下，控制器分析電池模組的狀態，並且根據充放電電流，對處理器的功耗限制進行調整。

本案另提供一種效能優化方法適用於包括處理器以及電池模組的電子裝置。上述方法包括下列步驟：監測電池模組的充放電電流；以及在接電模式下，分析電池模組的狀態，並且根據充放電電流，對處理器的功耗限制進行調整。

基於上述，本案的電子裝置及其效能優化方法能夠根據不同的使用情境下的充放電電流對處理器的功耗限制進行調整，藉此在耗能與效能間取得平衡點，從而讓使用者有更好的使用體驗。

為讓本案的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。

請參照圖1，本實施例的電子裝置100例如是筆記型電腦、手機及平板電腦等手持式電子產品。電子裝置100包括電池模組110、處理器120以及控制器130。

電池模組110可用以對電子裝置100進行供電，可為內嵌式或外接式。電池模組110例如包括電池芯組與控制電路。電池芯組例如由單一個或多個電池胞（電池芯單體）所組成。控制電路例如包括電池計量晶片（Battery gauge IC），其可對電池模組110的儲存電量以及充放電電流進行計算。在本實施例中，當電池模組110在被電源配接器200充電而處於充電狀態時，電池計量晶片會回報充放電電流為正值，當電池模組110對電子裝置100進行供電而處於放電狀態時，電池計量晶片會回報充放電電流為負值。

處理器120例如是中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器（Microprocessor）、數位信號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）或其他類似元件或上述元件的組合。處理器120具有功耗限制。本實施例的功耗限制例如是英特爾（Intel）的封裝功率管理規範中所制定的長時間功耗限制PL1，單位為瓦特。

控制器130耦接電池模組110以及處理器120。控制器130例如是可透過通訊協定與電池模組110進行溝通的嵌入式控制器（embedded controller；EC）或微控制器（Microcontroller）等可程式化晶片。控制器130可用以監測電池模組110的充放電電流。通訊協定例如是系統管理匯流排（System Management Bus，SMBus）或積體匯流排電路（Inter-Integrated Circuit，I ²C），但本實施例不以此為限。

電源配接器200例如是交流配接器（AC adapter）。在本實施例中，當電源配接器200插入至電子裝置100時，可開始對電池模組110進行充電。同時，電子裝置100也會進入表示連接有電源配接器200的接電模式。此外，當電源配接器200從電子裝置100被拔出時，電子裝置100會解除接電模式。

控制器130可根據當前電子裝置100的使用情境來動態地調整處理器120的功耗限制，藉此進行效能優化。以下即舉實施例說明本發明的效能優化方法的詳細步驟。

請同時參照圖1及圖2，本實施例的方法可適用於圖1的電子裝置100，其步驟分述如下：

首先，在步驟S202中，控制器130監測電池模組110的充放電電流。舉例來說，電池模組110中的電池計量晶片可每間隔0.25秒鐘將當前的充放電電流的電流值回報給控制器130。當控制器130間隔0.25秒鐘收集4個電流值後，可以將4個電流值取平均來作為當前這一秒鐘的充放電電流的電流值，並以相同的方式持續監測下一秒鐘的充放電電流。

接著，在步驟S204中，在接電模式下，控制器130分析電池模組110的狀態，並且根據電池模組110的充放電電流，對處理器120的功耗限制進行調整。控制器130會先判斷電子裝置100是否為接電模式。當電子裝置100為接電模式時，開始後續的分析與調整。詳細調分析與調整的步驟說明可參照圖3的各個步驟。

請同時參照圖1及圖3，首先，在步驟S302中，在接電模式下，控制器130會判斷電池模組110是否能夠充電。具體來說，控制器130會根據充電旗標位元的邏輯準位，判斷電池模組110是否能夠充電。關於充電旗標位元，控制器130可根據使用者透過有關電源管理（power management）的應用程式而設定的充電標準來控制充電旗標位元。舉例來說，使用者可透過電源管理的應用程式將充電標準設定成60%、80%或者100%。以充電標準被設定成60%為範例，當電池模組110的儲存電量未達到60%時充電旗標位元會保持在邏輯0（低邏輯準位）。當控制器130監測到電池模組110的儲存電量達到或超過60%時，控制器130會將充電旗標位元設為邏輯1（高邏輯準位）。因此，當充電旗標位元為邏輯0時控制器130會判斷電池模組110能夠充電，當充電旗標位元為邏輯1時控制器130會判斷電池模組110不能夠充電。

當電池模組110不能夠充電時（充電旗標位元為邏輯1，表示有足夠的儲存電量），在步驟S304中控制器130將功耗限制調整成預設值，並結束本實施例的效能優化方法。預設值例如為34瓦特，其等於長時間功耗限制PL1所能被調整成的最大值，可讓處理器120發揮較高的效能。在一實施例中，長時間功耗限制PL1的最大值也等於英特爾的封裝功率管理規範中所制定的短時間功耗限制PL2。

當電池模組110還能夠充電時（充電旗標位元為邏輯0），在步驟S306中，控制器130判斷充放電電流是否在規定時間內持續小於0。規定時間例如為10秒鐘，以確定充放電電流的穩態。當充放電電流在規定時間內持續小於0時表示電池模組110正處於放電狀態，在步驟S308中控制器會判斷功耗限制是否大於功耗限制的最小值（例如在電子裝置100的系統中長時間功耗限制PL1所能被調整成的最小值）。若是，則在步驟S310中控制器130遞減功耗限制，也就是將當前的功耗限制減去1瓦特，並結束本實施例的效能優化方法。若否，則不對功耗限制進行調整直接結束。

另一方面，若在步驟S306中控制器130判斷充放電電流未在規定時間內持續小於0，表示電池模組110正處於充電狀態，在步驟S312中控制器130判斷充放電電流是否在規定時間內持續大於設計容量門檻值。設計容量門檻值例如為電池模組110中電池芯組的設計容量（design capacity）乘以0.1後的值。

當充放電電流在規定時間內持續大於設計容量門檻值時，在步驟S314中控制器會判斷功耗限制是否小於功耗限制的最大值（例如在電子裝置100的系統中長時間功耗限制PL1所能被調整成的最大值）。若是，則在步驟S316中控制器130遞增功耗限制，也就是將當前的功耗限制增加1瓦特，並結束本實施例的效能優化方法。若否，則不對功耗限制進行調整直接結束。

若在步驟S312中控制器130判斷充放電電流未在規定時間內持續大於設計容量門檻值，則也結束本實施例的效能優化方法。

在一實施例中，只要當電源配接器200插入至電子裝置100時（接電模式），控制器130會不斷重複分析電池模組110的狀態的步驟及對處理器120的功耗限制進行調整的步驟（也就是如圖3所示的各個步驟），直到電源配接器200被拔出而使電子裝置100解除接電模式為止。

此外，當電源配接器200被拔出而使電子裝置100解除接電模式時，控制器130可將功耗限制調整成預設值，以待下一次進入接電模式時續行處理。

綜上所述，本發明的電子裝置及其效能優化方法能夠根據不同的使用情境下的充放電電流來考慮放寬或加強對處理器的效能的限制，並且據以對處理器的功耗限制進行調整，藉此在耗能與效能間取得平衡點，從而讓使用者有更好的使用體驗。

100:電子裝置

110:電池模組

120:處理器

130:控制器

200:電源配接器

S202~S204、S302~S316:步驟

圖1是依照本發明一實施例所繪示之電子裝置的方塊示意圖。圖2是依照本發明一實施例所繪示之效能優化方法的流程圖。圖3是依照本發明一實施例所繪示之效能優化方法的流程圖。

S202~S204:步驟

Claims

一種電子裝置，包括：一電池模組，用以對該電子裝置進行供電；一處理器，具有一功耗限制；以及一控制器，耦接該電池模組以及該處理器，用以監測該電池模組的一充放電電流，其中在一接電模式下，該控制器分析該電池模組的狀態，並且根據該充放電電流，以及根據該處理器的該功耗限制的一預設最大值和一預設最小值，對該處理器的該功耗限制進行調整。
如請求項1所述的電子裝置，其中該控制器判斷該充放電電流是否在一規定時間內持續小於0，當該充放電電流在該規定時間內持續小於0時，表示該電池模組正處於一放電狀態，該控制器判斷該功耗限制是否大於該功耗限制的該預設最小值，若是則該控制器遞減該功耗限制。
如請求項2所述的電子裝置，其中當該充放電電流在該規定時間內未持續小於0時，表示該電池模組正處於一充電狀態，該控制器判斷該充放電電流是否在該規定時間內持續大於一設計容量門檻值，當該充放電電流在該規定時間內持續大於該設計容量門檻值時該控制器判斷該功耗限制是否小於該功耗限制的該預設最大值，若是則該控制器遞增該功耗限制。
如請求項1所述的電子裝置，其中在該接電模式下，該控制器根據一充電旗標位元的邏輯準位判斷該電池模組是否能夠充電，當該電池模組不能夠充電時，該控制器將該功耗限制調整成預設值。
如請求項1所述的電子裝置，其中該控制器重複分析該電池模組的狀態的步驟及對該處理器的該功耗限制進行調整的步驟，直到該電子裝置解除該接電模式為止。
如請求項1所述的電子裝置，其中當該電子裝置解除該接電模式時，該控制器將該功耗限制調整成預設值。
如請求項1所述的電子裝置，其中當一電源配接器插入至該電子裝置時，該電子裝置進入該接電模式，當該電源配接器從該電子裝置被拔出時，該電子裝置解除該接電模式。
一種效能優化方法，適用於包括一處理器以及一電池模組的一電子裝置，該方法包括下列步驟：監測該電池模組的一充放電電流；以及在一接電模式下，分析該電池模組的狀態，並且根據該充放電電流，以及根據該處理器的該功耗限制的一預設最大值和一預設最小值，對該處理器的一功耗限制進行調整。
如請求項8所述的效能優化方法，其中根據該充放電電流，對該處理器的該功耗限制進行調整的步驟包括：判斷該充放電電流是否在一規定時間內持續小於0；以及當該充放電電流在該規定時間內持續小於0時，表示該電池模組正處於一放電狀態，判斷該功耗限制是否大於該功耗限制的該預設最小值，若是則遞減該功耗限制。
如請求項9所述的效能優化方法，其中根據該充放電電流，對該處理器的該功耗限制進行調整的步驟更包括：當該充放電電流在該規定時間內未持續小於0時，表示該電池模組正處於一充電狀態，判斷該充放電電流是否在該規定時間內持續大於一設計容量門檻值；以及當該充放電電流在該規定時間內持續大於該設計容量門檻值時，判斷該功耗限制是否小於該功耗限制的該預設最大值，若是則遞增該功耗限制。
如請求項8所述的效能優化方法，其中分析該電池模組的狀態的步驟包括：在該接電模式下，根據一充電旗標位元的邏輯準位判斷該電池模組是否能夠充電；以及當該電池模組不能夠充電時，將該功耗限制調整成預設值。
如請求項8所述的效能優化方法，更包括：重複分析該電池模組的狀態的步驟及對該處理器的該功耗限制進行調整的步驟，直到該電子裝置解除該接電模式為止。
如請求項8所述的效能優化方法，更包括：當該電子裝置解除該接電模式時，將該功耗限制調整成預設值。
如請求項8所述的效能優化方法，其中當一電源配接器插入至該電子裝置時，該電子裝置進入該接電模式，當該電源配接器從該電子裝置被拔出時，該電子裝置解除該接電模式。