專利名稱：效能切換方法與裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種減少電能消耗的方法與裝置，且特別涉及一種根據(jù)負載的狀態(tài)，以控制可控制效能的電路的效能，進而控制上述電路的周邊裝置，以達到根據(jù)不同的需求，提供不同的效能，達成最佳的省電效果且不會影響系統(tǒng)正常工作。
背景技術：
近年來，隨著電子科技的不斷進步，使得各式各樣的電子產品進入到我們的工作及生活當中，特別是電腦的出現(xiàn)，更是對我們影響甚為巨大。目前常見的個人電腦(PC)的類型包括臺式電腦及便攜式電腦，而便攜式電腦的類型還包括筆記本電腦(Notebook PC)、掌上電腦(Pocket PC)及平板電腦(Tablet PC)等。
在電腦系統(tǒng)中，中央處理器(CPU)的功率消耗占整個電腦系統(tǒng)的功率消耗的大部分。中央處理器的功率消耗部分隨著操作頻率以及核心電壓的增加而增加。對于由電池操作的便攜式電子設備，如移動電話、掌上電腦(個人數(shù)字助理)、數(shù)字照相機、筆記本電腦等等，減少中央處理器的電源需求是重要的課題。
公知筆記本電腦上，有設計一種手動調整中央處理器效能的軟件系統(tǒng)，此軟件系統(tǒng)提供了多種中央處理器的效能設定，當使用者需要高效能時，可以使用手動的方式調整該軟件，該軟件便可控制中央處理器，使其工作在較高的頻率以提供較高的效能。
然而這種手動調整的方式，當筆記本電腦閑置時，若使用者忘記通過該軟件系統(tǒng)，將中央處理器的工作頻率調整到較低的頻率，除了會造成散熱風扇一直維持在高轉速，造成噪音之外，另外電池的維持時間也會下降。另一方面，若使用者正在運行較吃重的程序時，若使用者忘記通過該軟件系統(tǒng)，將中央處理器的工作頻率調整到較高的頻率，則會使筆記本電腦的工作不順暢，影響筆記本電腦的作業(yè)系統(tǒng)的正常工作。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是在提供一種效能切換裝置，用于一種根據(jù)負載的狀態(tài)，以控制可控制效能的電路的效能，達成最佳的省電效果且不會影響系統(tǒng)正常工作。
本發(fā)明的又一目的是提供一種效能切換方法，用于控制可控制效能電路的效能或上述電路的周邊裝置，以達到根據(jù)不同的需求，提供不同的效能，進一步達到省電的功效。
本發(fā)明提出一種效能切換裝置，此裝置包括可調整效能電路、電源供應器以及效能控制裝置。電源供應器連接至可調整效能電路，用以提供工作電源給可調整效能電路。效能控制裝置連接至電源供應器與可調整效能電路。效能控制裝置包括第一閾值及對應的第一閾值準位區(qū)間，及第二閾值及對應的第二閾值準位區(qū)間，其中第一閾值及第二閾值分別對應可調整效能電路的頻率，第一閾值準位區(qū)間以及第二閾值準位區(qū)間分別對應當可調整效能電路工作在第一閾值與第二閾值時的工作電源。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述的效能切換裝置，上述效能控制裝置包括負載監(jiān)測電路以及效能調整裝置。負載監(jiān)測電路連接電源供應器與可調整效能的電路，用以根據(jù)工作電源的大小，產生電源數(shù)據(jù)。效能調整裝置連接負載監(jiān)測電路，其包括M個閾值數(shù)據(jù)，其中第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)對應第i閾值準位區(qū)間，當電源數(shù)據(jù)落在第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)之間時，控制可調整效能的電路操作在第i頻率，M、i為大于0的自然數(shù)且M＞i。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述的效能切換裝置，上述可調整效能的電路包括中央處理器、中央處理器風扇、時鐘產生電路。在實施例中，效能調整裝置為南橋芯片，南橋芯片以通用輸入輸出介面接收負載監(jiān)測電路所輸出的電源數(shù)據(jù)。另外，工作電源在實施例中例如工作電流，負載監(jiān)測電路包括比較電路與邏輯電路。比較電路連接電源供應器與可調整效能的電路，接收并判斷工作電流的大小。邏輯電路連接比較電路，根據(jù)工作電流的大小輸出電源數(shù)據(jù)。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述的效能切換裝置，上述效能控制裝置包括負載監(jiān)測電路以及效能調整裝置。負載監(jiān)測電路連接電源供應器與可調整效能的電路，其包括M個閾值數(shù)據(jù)，其中第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)對應第i閾值準位區(qū)間，當工作電源的大小落在第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)之間時，輸出第i效能數(shù)據(jù)。效能調整裝置連接負載監(jiān)測電路，其根據(jù)所接收的第i效能數(shù)據(jù)，控制可調整效能的電路操作在第i頻率，M、i為大于0的自然數(shù)且M＞i。依照本發(fā)明的較佳實施例所述的效能切換裝置，上述效能調整裝置以南橋芯片實施。南橋芯片以通用輸入輸出介面接收負載監(jiān)測電路所輸出的電源數(shù)據(jù)。另外，工作電源在實施例中例如是工作電流，負載監(jiān)測電路包括比較電路與邏輯電路。其中比較電路連接電源供應器與可調整效能的電路，接收工作電流，當工作電流落在第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)之間時，輸出第i調整數(shù)據(jù)。邏輯電路連接比較電路，根據(jù)第i調整數(shù)據(jù)，輸出第i效能數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提出一種效能切換方法，此方法包括提供可調整效能電路工作在特定閾值的頻率；判斷可調整效能電路的工作電源；當工作電源高于或低于特定閾值對應的一個特定閾值準位區(qū)間時，調整可調整效能電路工作在另一特定閾值頻率。依照本發(fā)明的較佳實施例所述的效能切換方法，上述判斷可調整效能電路的該工作電源的步驟包括根據(jù)工作電源的大小，提供電源數(shù)據(jù)。另外當工作電源高于或低于特定閾值對應的一個特定閾值準位區(qū)間時，調整可調整效能電路工作在另一特定閾值頻率的步驟包括提供多個閾值數(shù)據(jù)，其中第i個閾值數(shù)據(jù)～第i+1個閾值數(shù)據(jù)代表第i個特定閾值準位區(qū)間；對應閾值數(shù)據(jù)提供多個閾值頻率；當電源數(shù)據(jù)落在第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)之間時，控制可調整效能的電路工作在第i閾值頻率，其中i為自然數(shù)。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述的效能切換方法，上述可調整效能的電路包括中央處理器、中央處理器風扇、時鐘產生電路，第一特定頻率為中央處理器的工作頻率、中央處理器風扇的運轉頻率、時鐘產生電路的時鐘頻率。另外，在實施例中工作電源以工作電流或工作電壓為例。
依照本發(fā)明的較佳實施例所述的效能切換方法，上述步驟還包括監(jiān)測該中央處理器的類型；根據(jù)該中央處理器的類型決定上述這些閾值數(shù)據(jù)。
本發(fā)明因采用根據(jù)負載的狀態(tài)，以控制可控制效能的電路的效能，進而控制上述電路的周邊裝置，因此可以達到根據(jù)不同的需求，提供不同的效能，最終達成最佳的省電效果且不會影響系統(tǒng)正常工作。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1為本發(fā)明實施例效能切換裝置電路方框圖。
圖2為本發(fā)明實施例效能切換方法流程圖。
圖3為圖1效能切換裝置的進一步實施電路圖。
圖4依照本發(fā)明實施例圖2所實施的效能切換方法的較佳流程圖。
圖5依照本發(fā)明實施例圖4所實施的效能切換方法的更進一步較佳流程圖。
圖6為圖1效能切換裝置的進一步實施電路圖。主要元件標記說明主要元件標記說明101可調整效能電路102電源供應器103效能控制裝置201～203、401～408、501、502本發(fā)明實施例的步驟301、601負載監(jiān)測電路302、602南橋芯片303、603基本輸入輸出系統(tǒng)3011、6011比較電路3012、6012邏輯電路304、604中央處理器305、605時鐘產生器306、606風扇I101負載電流指示信號J101負載電流指示信號P101工作電源具體實施方式
圖1為本發(fā)明實施例效能切換裝置電路方框圖。請參照圖1，此電路包括可調整效能電路101、電源供應器102以及效能控制裝置103。電源供應器102提供工作電源P101給可調整效能電路101。效能控制裝置103包括第一閾值與第二閾值分別對應第一閾值準位區(qū)間與第二閾值準位區(qū)間，其中第一閾值及第二閾值分別對應可調整效能電路的頻率，第一閾值準位區(qū)間對應當可調整效能電路101工作在第一閾值時的工作電源P101。第二閾值準位區(qū)間對應當可調整效能電路101工作在第二閾值時的工作電源P101。
圖2為本發(fā)明實施例效能切換方法流程圖。為了說明本發(fā)明的精神，在此，以圖1的電路來說明本發(fā)明圖2實施例效能切換方法的流程步驟。請同時參照圖1與圖2，首先，提供可調整效能電路101，并使此可調整效能電路101工作在一個特定閾值的頻率，例如工作在第一閾值頻率(步驟201)。接下來，利用連接在可調整效能電路101與電源供應器102之間的效能控制裝置103判斷可調整效能電路101的工作電源P101大小(步驟202)。最后，當工作電源P101高于或低于特定閾值對應的特定閾值準位區(qū)間時，調整可調整效能電路工作在另一特定閾值頻率，例如當工作電源P101高于第一閾值準位區(qū)間時，調整可調整效能電路工作在第二特定閾值頻率(步驟203)。
值得一提的是，雖然上述實施例中已經對效能切換裝置以及方法描繪出了一個可能的方式，但所屬技術領域的技術人員應知，各廠商對于效能控制裝置103的設計方式都不一樣，因此本發(fā)明的應用當不限制于此種可能的方式。換言之，只要是效能控制裝置103包括至少第一閾值與第二閾值分別對應第一閾值準位區(qū)間與第二閾值準位區(qū)間，且根據(jù)可調整效能電路101的工作電源P101作閾值頻率的切換動作，就已經是符合了本發(fā)明的精神所在。
接下來將舉出數(shù)種實施例以便所屬技術領域的技術人員能輕易施行本發(fā)明。
請參照圖3，其為依照本發(fā)明實施例圖1所實施的效能切換裝置的較佳實施電路圖。如圖所示，在本實施例中，圖3的效能控制裝置103包括了一個負載監(jiān)測電路301、一個南橋芯片302以及一個基本輸入輸出系統(tǒng)303，其中負載監(jiān)測電路301包括了比較電路3011以及邏輯電路3012?？烧{整效能裝置101便以中央處理器304、時鐘產生器305以及風扇306作為例子。另外在圖1的工作電源P101在此實施例也以負載電流所相關的一個負載電流指示信號I101作為例子，并且假設此負載電流指示信號I101隨著負載電流的增加而變大。所屬技術領域的技術人員應當知道，本發(fā)明所提的可調整效能電路101仍可以是例如微處理器、數(shù)字影像處理器(DIP)、數(shù)字信號處理電路(DSP)等等，因此本發(fā)明并不限定可調整效能電路101為上述中央處理器304、時鐘產生器305以及風扇306。
在本實施例中，負載監(jiān)測電路301接收中央處理器的負載電流指示信號I101，比較電路3011與邏輯電路3012將負載電流指示信號I101的數(shù)字信號傳送給南橋芯片302。南橋芯片302通過通用輸入輸出介面(GPIO)接收上述數(shù)字信號，并將其與閾值1～閾值4作比較，假設比較出的結果是數(shù)字信號落在閾值3～閾值4之間，表示負載電流指示信號I101落在閾值3～閾值4之間，便將代表「負載電流指示信號I101落在閾值3～閾值4之間」的數(shù)據(jù)通過例如低腳數(shù)匯流排(LPC BUS)傳送給基本輸入輸出系統(tǒng)303。
接下來，基本輸入輸出系統(tǒng)303接收到上述數(shù)據(jù)，根據(jù)此數(shù)據(jù)，控制中央處理器304、時鐘產生電路305與風扇306工作在閾值3～閾值4之間所對應的頻率，在此假設上述處理后的數(shù)據(jù)若代表負載電流指示信號I101落在閾值3～閾值4之間，基本輸入輸出系統(tǒng)303便控制中央處理器304工作在第3閾值頻率，例如500MHz的頻率，當上述處理后的數(shù)據(jù)若代表負載電流指示信號I101落在閾值2～閾值3之間，基本輸入輸出系統(tǒng)303便控制中央處理器304工作在第二閾值頻率，例如1GHz的頻率，當上述處理后的數(shù)據(jù)若代表負載電流指示信號I101落在閾值1～閾值2之間，基本輸入輸出系統(tǒng)303便控制中央處理器304工作在第1閾值頻率，例如1.5GHz的頻率。
當中央處理器304的負載電流增加時，負載電流指示信號I101上升，假設比較電路3011將負載電流指示信號I101與上述閾值1～閾值4的比較結果是負載電流指示信號I101落在閾值2～閾值3之間，此種狀況便代表了中央處理器304正在處理較吃重的程序，若維持在此頻率工作，使用者可能會覺得電腦工作不順暢，此時便會通過如上述的機制，將中央處理器304的工作頻率上升到第2閾值頻率1GHz，并相對應的控制風扇與時鐘產生電路，使其工作頻率上升，使用者也因此不會感覺到電腦工作不順暢的情況。
上述舉例是以閾值1～閾值2、閾值2～閾值3、閾值3～閾值4，三個閾值準位區(qū)間作為舉例，所屬技術領域的技術人員應當知道，依照本發(fā)明的精神，本發(fā)明仍具有4～多個閾值準位區(qū)間的實施方式，故本發(fā)明不以此為限。
請參照圖4，其為依照本發(fā)明實施例圖2所實施的效能切換方法的較佳流程圖。請參照圖4，首先提供工作電源給中央處理器(步驟401)。下一步，提供多個閾值準位區(qū)間(步驟402)。根據(jù)工作電源的大小，產生電源數(shù)據(jù)(步驟403)，例如上述實施例中，負載監(jiān)測電路301的邏輯電路所產生的數(shù)字信號。接下來的步驟404、406、408是判斷電源數(shù)據(jù)是落在上述三個閾值準位區(qū)間中的哪一個閾值準位區(qū)間。當電源數(shù)據(jù)落在第一閾值與第二閾值之間，則設定中央處理器工作在第1閾值頻率(步驟405)。當電源數(shù)據(jù)落在第二閾值與第三閾值之間，則設定中央處理器工作在第2閾值頻率(步驟407)。當電源數(shù)據(jù)落在第三閾值與第四閾值之間，則設定中央處理器工作在第3閾值頻率(步驟409)。
同樣道理，請參照圖5，其為依照本發(fā)明實施例圖4所實施的效能切換方法的更進一步較佳流程圖。請參照圖4，此流程與上述的流程差別在于多了“監(jiān)測中央處理器的類型(步驟501)”步驟，另外原本步驟402在此流程中也改為根據(jù)中央處理器的類型決定多個閾值數(shù)據(jù)(步驟502)。此方法更進一步的可以根據(jù)不同的處理器類型，設定不同的閾值準位區(qū)間，以達到最佳性能省電的比例。
上述的圖3實施例，在本發(fā)明的精神下，仍可以圖6的方式實施，請參照圖6，其為依照本發(fā)明實施例圖1所實施的效能切換裝置的較佳實施電路圖。如圖所示，在本實施例中，圖6的效能控制裝置103同樣包括了一個負載監(jiān)測電路601、一個南橋芯片602以及一個基本輸入輸出系統(tǒng)603，其中負載監(jiān)測電路601包括了比較電路6011以及邏輯電路6012。可調整效能裝置101同樣以中央處理器604、時鐘產生器605以及風扇606作為例子。另外在圖1的工作電源P101在此實施例亦以負載電流所相關的一個負載電流指示信號J101作為例子，并且假設此負載電流指示信號J101隨著負載電流的增加而變大。
在本實施例中，負載監(jiān)測電路601接收中央處理器的負載電流指示信號J101，比較電路6011將此負載電流指示信號J101與其內部閾值1～閾值4作比較，在此假設上述這些閾值的大小順序為閾值1＞閾值2＞閾值3＞閾值4，并假設剛開始啟動時，負載電流指示信號J101落在閾值3～閾值4之間。接下來，邏輯電路6012將上述“負載電流指示信號J101落在閾值3～閾值4之間”的數(shù)字信號傳送給南橋芯片602。南橋芯片602通過通用輸入輸出介面(GPIO)接收上述數(shù)字信號，經由處理后，將處理后的數(shù)據(jù)通過例如低腳數(shù)匯流排(LPC BUS)傳送給基本輸入輸出系統(tǒng)603。
接下來，基本輸入輸出系統(tǒng)603接收到上述處理后的數(shù)據(jù)，根據(jù)此處理后的數(shù)據(jù)，控制中央處理器604、時鐘產生電路605與風扇606工作在閾值3～閾值4之間所對應的頻率，在此假設上述處理后的數(shù)據(jù)若代表負載電流指示信號J101落在閾值3～閾值4之間，基本輸入輸出系統(tǒng)603便控制中央處理器604工作在第3閾值頻率，例如500MHz的頻率，當上述處理后的數(shù)據(jù)若代表負載電流指示信號J101落在閾值2～閾值3之間，基本輸入輸出系統(tǒng)603便控制中央處理器304工作在第二閾值頻率，例如1GHz的頻率，當上述處理后的數(shù)據(jù)若代表負載電流指示信號J101落在閾值1～閾值2之間，基本輸入輸出系統(tǒng)603便控制中央處理器604工作在第1閾值頻率，例如1.5GHz的頻率。
當中央處理器604的負載電流增加時，負載電流指示信號J101上升，假設比較電路6011將負載電流指示信號J101與上述閾值1～閾值4的比較結果是負載電流指示信號J101落在閾值2～閾值3之間，此種狀況便代表了中央處理器604正在處理較吃重的程序，若維持在此頻率工作，使用者可能會覺得電腦工作不順暢，此時便會通過如上述的機制，將中央處理器604的工作頻率上升到第2閾值頻率1GHz，并相對應的控制風扇與時鐘產生電路，使其工作頻率上升，使用者也因此不會感覺到電腦工作不順暢的情況。
同樣的，上述舉例是以閾值1～閾值2、閾值2～閾值3、閾值3～閾值4，三個閾值準位區(qū)間作為舉例，所屬技術領域的技術人員應當知道，依照本發(fā)明的精神，本發(fā)明仍具有4～多個閾值準位區(qū)間的實施形態(tài)，故本發(fā)明不以此為限。
綜上所述，本發(fā)明因采用根據(jù)負載的狀態(tài)，以控制可控制效能的電路的效能，進而控制上述電路的周邊裝置，因此可以達到根據(jù)不同的需求，提供不同的效能，最終達成最佳的省電效果且不會影響系統(tǒng)正常工作。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作稍許的改動與改進，因此本發(fā)明的保護范圍當視的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種效能切換裝置，其特征是包括可調整效能電路；電源供應器，連接至該可調整效能電路，用以提供工作電源給該可調整效能電路；以及效能控制裝置，連接至該電源供應器與該可調整效能電路，該效能控制裝置包括第一閾值及對應的第一閾值準位區(qū)間，及第二閾值及對應的第二閾值準位區(qū)間，其中該第一閾值及該第二閾值分別對應該可調整效能電路的頻率，該第一閾值準位區(qū)間以及該第二閾值準位區(qū)間分別對應當該可調整效能電路工作在該第一閾值與第二閾值時的該工作電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的效能切換裝置，其特征是該效能控制裝置包括負載監(jiān)測電路，連接該電源供應器與該可調整效能的電路，用以根據(jù)該工作電源的大小，產生電源數(shù)據(jù)；以及效能調整裝置，連接該負載監(jiān)測電路，包括M個閾值數(shù)據(jù)，其中第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)對應第i閾值準位區(qū)間，當該電源數(shù)據(jù)落在第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)之間時，控制該可調整效能的電路操作在第i頻率，M、i為大于0的自然數(shù)且M＞i。
3.根據(jù)權利要求1所述的效能切換裝置，其特征是該可調整效能的電路包括中央處理器。
4.根據(jù)權利要求1所述的效能切換裝置，其特征是該可調整效能的電路包括時鐘產生電路。
5.根據(jù)權利要求2所述的效能切換裝置，其特征是該效能調整裝置為南橋芯片，該南橋芯片以通用輸入輸出介面接收該負載監(jiān)測電路所輸出的該電源數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權利要求2所述的效能切換裝置，其特征是該工作電源包括工作電流，該負載監(jiān)測電路包括比較電路，連接該電源供應器與該可調整效能的電路，接收并判斷該工作電流的大??；以及邏輯電路，連接該比較電路，根據(jù)該工作電流的大小輸出該電源數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權利要求1所述的效能切換裝置，其特征是該效能控制裝置包括負載監(jiān)測電路，連接該電源供應器與該可調整效能的電路，包括M個閾值數(shù)據(jù)，其中第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)對應第i閾值準位區(qū)間，當該工作電源的大小落在第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)之間時，輸出第i效能數(shù)據(jù)；以及效能調整裝置，連接該負載監(jiān)測電路，根據(jù)所接收的第i效能數(shù)據(jù)，控制該可調整效能的電路的操作在第i頻率，M、i為大于0的自然數(shù)且M＞i。
8.一種效能切換方法，其特征是包括提供可調整效能電路，工作在特定閾值的頻率；判斷該可調整效能電路的工作電源；以及當該工作電源高于或低于該特定閾值對應的一個特定閾值準位區(qū)間時，調整該可調整效能電路工作在另一特定閾值頻率。
9.根據(jù)權利要求8所述的效能切換方法，其特征是判斷該可調整效能電路的該工作電源的步驟包括根據(jù)該工作電源的大小，提供電源數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權利要求9所述的效能切換方法，其特征是當該工作電源高于或低于該特定閾值對應的一個特定閾值準位區(qū)間時，調整該可調整效能電路工作在另一特定閾值頻率的步驟包括提供多個閾值數(shù)據(jù)，其中第i個閾值數(shù)據(jù)～第i+1個閾值數(shù)據(jù)代表第i個特定閾值準位區(qū)間；對應上述這些閾值數(shù)據(jù)提供多個閾值頻率；以及當該電源數(shù)據(jù)落在第i個閾值數(shù)據(jù)與第i+1個閾值數(shù)據(jù)之間時，控制該可調整效能的電路工作在第i閾值頻率，其中i為自然數(shù)。
11.根據(jù)權利要求10所述的效能切換方法，其特征是還包括監(jiān)測該中央處理器的類型；以及根據(jù)該中央處理器的類型決定上述這些閾值數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種效能切換方法與裝置，此方法包括提供可調整效能電路，工作在特定閾值的頻率；判斷可調整效能電路的工作電源；當工作電源高于或低于特定閾值對應的特定閾值準位區(qū)間時，調整可調整效能電路工作在另一特定閾值頻率。
文檔編號G06F1/32GK101075154SQ20061007839
公開日2007年11月21日 申請日期2006年5月17日 優(yōu)先權日2006年5月17日
發(fā)明者蔡丞凱, 吳俊良, 張權德 申請人:華碩電腦股份有限公司