專利名稱：電源管理裝置與其管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種符合先進(jìn)架構(gòu)電源介面的電源管理裝置，且特別是有關(guān) 于一種可完全切斷周邊裝置電源的電源管理裝置與其方法。
背景技術(shù)：
電源管理是一般桌上型電腦與依賴電池供應(yīng)電力的可攜式周邊設(shè)備(例如筆 記本電腦)的一項(xiàng)重要功能，如何能夠針對(duì)電腦元件及周邊設(shè)備的運(yùn)作狀況，有效 調(diào)降非使用中設(shè)備的用電量，進(jìn)而提高電池使用效率、延長(zhǎng)電池使用壽命，對(duì)于電 源管理來說尤其關(guān)鍵。
傳統(tǒng)的電腦采用了高階電源管理(Advanced Power Management, APM)規(guī)格， 此規(guī)格是由美國微軟(Microsoft)公司與英特爾(Intel)公司為監(jiān)視器(Monitor) 所開發(fā)的應(yīng)用程序設(shè)計(jì)介面，其可保存?zhèn)€人電腦與具有特殊電池的監(jiān)視器間的電力 供應(yīng)。但APM的主要問題在于其是由基本輸入輸出系統(tǒng)(Basic Input/Output System, BIOS)的固件(firmware)所主導(dǎo)控制，無法隨著操作程序的變遷而有效 地運(yùn)用調(diào)整電力，只能經(jīng)由中斷要求(Interr叩t Request, IRQ)和輸入輸出端口 (Input/Output Port, I/O Port)來臆測(cè)使用者的活動(dòng)，因此無法滿足節(jié)約電源， 以及延長(zhǎng)可攜式設(shè)備的電池壽命的需求。
為了讓操作系統(tǒng)和硬件之間保有一個(gè)共同的電源管理介面，目前則發(fā)展出一 禾中先進(jìn)架構(gòu)電源介面(Advanced Configuration and Power Interface, ACPI)標(biāo) 準(zhǔn)，其是根據(jù)使用者與操作系統(tǒng)之間的互動(dòng)，而以操作系統(tǒng)取代基本輸入輸出系統(tǒng) (Basic Input/Output System, BIOS)來下指令管理電源，因此可以增加電源管理 的效率。意即當(dāng)操作系統(tǒng)察覺到現(xiàn)在電腦的某部分功能沒有使用，便會(huì)自動(dòng)降低其 功能以減少用電，以儲(chǔ)備更多電力。先進(jìn)架構(gòu)電源介面能夠?qū)㈦娫从行У胤峙鋫魉?至系統(tǒng)元件，搭配硬件檢測(cè)主板溫度、風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和電源供應(yīng)器(Power Su卯ly)的 電壓等信息，進(jìn)而提供適當(dāng)?shù)碾娫磁c主機(jī)工作頻率，來達(dá)到省電與效率并存的目標(biāo)。在ACPI電源管理下，為了降低電源的消耗，大部份的裝置都支持在不工作的 狀況下進(jìn)入較低耗電量的Suspend mode(Dl D3 state)以節(jié)約電力的消耗。但為 了支持Wakeup的功能，這些裝置并沒有完全切掉所有的電力消耗，只是降低電力 的消耗而已。這些所有裝置的總電力消耗對(duì)于Battery Life的影響也不小，也是 個(gè)負(fù)擔(dān)。如果可以將這些電力消耗也節(jié)省下來，應(yīng)該對(duì)整體Battery Life的改善 是有所幫助的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電源管理裝置，配合BIOS與嵌入式控制器(Embedded Controller),讓使用者經(jīng)由應(yīng)用程序的介面或者手動(dòng)關(guān)掉周邊裝置的電力。
本發(fā)明提中一種電源管理方法，利用原本的先進(jìn)組態(tài)及電源介面的架構(gòu)，讓 系統(tǒng)可以完全切斷周邊裝置的電源，以降低不必要的功率消耗。
承上述，本發(fā)明提出一種電源管理裝置，設(shè)置于主機(jī)系統(tǒng)中，并用于控制周 邊裝置的電源，上述電源管理裝置包括電源切換單元與嵌入式控制器。電源切換單 元用以啟閉周邊裝置的電源并受控于嵌入式控制器，當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)對(duì)周邊裝置執(zhí)行省 電模式時(shí)，嵌入式控制器經(jīng)由電源控制單元，切斷周邊裝置的電源。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述電源控制單元包括開關(guān)與控制器，上述開關(guān)設(shè)置 于主機(jī)系統(tǒng)與周邊裝置的的電源線路上，控制器耦接于嵌入式控制器與開關(guān)之間。 其中，當(dāng)嵌入式控制器根據(jù)省電模式輸出斷電信號(hào)時(shí)，控制器根據(jù)斷電信號(hào)關(guān)閉上 述開關(guān)以切斷周邊裝置的電源。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述省電模式包括先進(jìn)組態(tài)及電源介面中的D1狀態(tài)、 D2狀態(tài)或D3狀態(tài)。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述嵌入式控制器還用以控制該主機(jī)系統(tǒng)與該周邊裝 置的傳輸介面。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述省電模式可由操作系統(tǒng)所使能或由應(yīng)用程序所提
供的使用者介面來設(shè)定或觸發(fā)。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述嵌入式控制器支持先進(jìn)組態(tài)及電源介面。 在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述主機(jī)系統(tǒng)還包括先進(jìn)組態(tài)及電源介面基本輸入輸
出系統(tǒng)(ACPI BIOS)。從另一個(gè)觀點(diǎn)來看，本發(fā)明提出一種電腦周邊的電源管理方法，包括下列步 驟執(zhí)行一省電模式；根據(jù)上述省電模式，執(zhí)行先進(jìn)組態(tài)及電源介面所支持的休眠 模式并輸出斷電信號(hào)；以及根據(jù)休眠模式，切斷周邊裝置的電源。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述在執(zhí)行該省電模式的步驟中，還包括經(jīng)由應(yīng)用程 序執(zhí)行或操作系統(tǒng)執(zhí)行上述省電模式。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述省電模式包括先進(jìn)組態(tài)及電源介面中的D1狀態(tài)、 D2狀態(tài)或D3狀態(tài)。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，上述在切斷周邊裝置的電源的步驟中，還包括以開關(guān) 切斷周邊裝置與主機(jī)系統(tǒng)之間的電源連接。
本發(fā)明因直接利用ACPI的架構(gòu)，透過自行設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)程序(ACPI BIOS Linkage Driver)可與ACPI BIOS中的控制方法(Control Method)溝通，如此一來即可讓嵌 入式控制器執(zhí)行使用者所需的的電源管理指令，例如切斷周邊電源的作業(yè)。
為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合 附圖作詳細(xì)說明如下。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有電源管理裝置的系統(tǒng)方塊圖。 圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電腦周邊的電源管理方法流程圖。 圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的主機(jī)系統(tǒng)100的功能方塊圖。
具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例
在ACPI規(guī)格中，規(guī)定電腦系統(tǒng)在工作與關(guān)機(jī)之間共有4種待命狀態(tài)，電 腦根據(jù)工作量的多寡而決定進(jìn)入何種狀態(tài)，以節(jié)省能源；其中依據(jù)節(jié)省能源由 少至多大致上分成四種狀態(tài)SI.停止中央處理單元時(shí)鐘(stop CPU clock); S2.暫停至內(nèi)存(suspend to RAM); S3.暫停至磁盤(suspend to disk); S4.軟 關(guān)機(jī)(soft off)。而在周邊裝置方面，其省電模式亦可分為三種狀態(tài)Dl、 D2 以及D3，其中Dl、 D2狀態(tài)由元件或周邊裝置自行定義其省電的模式與開啟的 功能，而D3狀態(tài)則表示移除所有的工作電源。雖然在ACPI規(guī)格中，D3狀態(tài)表示移除所有的工作電源，但由于周邊裝置 為了支持蘇醒(wake up)或是重新初始化(reinitialize)的功能，這些周邊裝 置只是降低電力的消耗而已，并非完全不消耗電力。對(duì)于可攜式電子裝置(例 如手提電腦)而言，所有周邊裝置所消耗的總電力依然會(huì)影響到電池的續(xù)電力。
圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的具有電源管理裝置的系統(tǒng)方塊圖。主機(jī)系 統(tǒng)110與周邊裝置130透過傳輸接口 (如通用串行總線(Universal Serial Bus, USB))接口)連接。主機(jī)系統(tǒng)IIO包括系統(tǒng)單元112、基本輸入/輸出系統(tǒng)(簡(jiǎn) 稱BIOS) 114、電源116以及電源管理裝置120，其中電源管理裝置120尚包括 嵌入式控制器122與電源切換單元125，電源切換單元125中則尚包括控制器 124以及開關(guān)126。周邊裝置130則包括內(nèi)部電路132。開關(guān)126設(shè)置于主機(jī)系 統(tǒng)110與周邊裝置130的電源線路上，也就是電源116與周邊裝置130的內(nèi)部 電路132之間。開關(guān)126受控于控制器124，而控制器124則耦接于嵌入器控 制器122。 BI0S114與嵌入式控制器122通常設(shè)置于主板(main board或稱為 mother board)上，并與系統(tǒng)單元112相互整合。
主機(jī)系統(tǒng)IIO例如為筆記本電腦，周邊裝置130則例如為USB隨身碟、藍(lán) 牙接收器、USB集線器、無線耳機(jī)接收器、鼠標(biāo)或外接鍵盤等電腦周邊裝置。 此外，在本實(shí)施例中，主機(jī)系統(tǒng)110支持ACPI的高階電源管理，因此主機(jī)系 統(tǒng)可經(jīng)由BI0S114與ACPI控制器(未繪示)使主機(jī)系統(tǒng)110進(jìn)入省電模式，如 Sl、 S2、 S3、 S4等狀態(tài)，或使周邊裝置130進(jìn)入省電模式，如D1、 D2、 D3等 狀態(tài)。
系統(tǒng)單元112中則包括提供使用者介面的軟件程序(software application )、操作系統(tǒng)(operation system)、核心程序(kernel)、虛擬設(shè) 備驅(qū)動(dòng)器(Virtual Device Driver)等相關(guān)系統(tǒng)程序。此外，系統(tǒng)單元112也 包括ACPI驅(qū)動(dòng)器(ACPI driver)、操作系統(tǒng)電源管理(Operation System Power Management, 0SPM)等與ACPI相關(guān)的應(yīng)用程序。在主機(jī)系統(tǒng)110中，系統(tǒng)單元 112可透過BI0S114與嵌入式控制器122進(jìn)行周邊裝置130的電源管理。
使用者可經(jīng)由應(yīng)用程序(如微軟Windows下的裝置管理員)等使用者介面下 達(dá)執(zhí)行省電模式的指令。當(dāng)使用者或主機(jī)系統(tǒng)IIO將周邊裝置130轉(zhuǎn)換至省電 模式時(shí)，例如使周邊裝置130進(jìn)入D1、 D2或D3狀態(tài)。此時(shí)，嵌入式控制器122會(huì)根據(jù)省電模式輸出一斷電信號(hào)SS，控制器124會(huì)根據(jù)斷電信號(hào)SS關(guān)閉連接 于電源116與周邊裝置130之間的開關(guān)126以完全切斷周邊裝置130的電源。
由于主機(jī)系統(tǒng)將周邊裝置轉(zhuǎn)換至省電模式是ACPI所支持的功能，因此本 實(shí)施例可直接應(yīng)用于支持ACPI的主機(jī)系統(tǒng)110的系統(tǒng)架構(gòu)中，僅需在電源116 與周邊裝置130之間設(shè)置電源切換單元125即可。由于在一般的ACP工架構(gòu)中， 其Dl、 D2、 D3等狀態(tài)并不會(huì)完全切斷周邊裝置的電源供給，因此通過電源切 換單元125即可完全切斷周邊裝置130的電源，達(dá)到降低功率消耗的效果。當(dāng) 主機(jī)系統(tǒng)110需要重新喚醒周邊裝置130時(shí)，電源切換單元125會(huì)再根據(jù)嵌入 式控制器122的輸出導(dǎo)通開關(guān)126，使周邊裝置130重新取得工作所需的電源。 此外，值得一提的是，本實(shí)施例中的嵌入式控制器122可直接應(yīng)用控制USB接 口的嵌入式控制芯片來達(dá)成，不需再額外設(shè)置嵌入式控制器。 第二實(shí)施例
由另一個(gè)角度來看，上述第一實(shí)施例可歸納為一電腦周邊的電源管理方 法，配合ACPI協(xié)定與上述第一實(shí)施例的裝置，可進(jìn)一步降低周邊裝置的電源 消耗。圖2為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電腦周邊的電源管理方法流程圖。首先， 步驟S210執(zhí)行一省電模式，在此步驟S210中，使用者可經(jīng)由應(yīng)用程序或操作 系統(tǒng)所提供的使用者介面將周邊裝置轉(zhuǎn)換至省電模式。然后，在步驟S220中， 根據(jù)所設(shè)定的省電模式，執(zhí)行先進(jìn)組態(tài)及電源介面所支持的休眠模式并輸出一 斷電信號(hào)。接著，在步驟S230中，根據(jù)斷電信號(hào)切斷周邊裝置的電源，在此 步驟S220中，主機(jī)系統(tǒng)可利用開關(guān)直接切斷周邊裝置的電源供給，以達(dá)到完 全省電的效果。
接下來，配合主機(jī)系統(tǒng)的功能方塊圖進(jìn)一步說明本實(shí)施例的電源管理方 法，以下說明請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1、圖2以及圖3，圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例 的主機(jī)系統(tǒng)100的功能方塊圖。由于筆記本電腦等主機(jī)系統(tǒng)都是由應(yīng)用程序、 操作系統(tǒng)、固件以及硬件等不同的功能區(qū)塊所結(jié)合而成。因此在本實(shí)施例中， 主機(jī)系統(tǒng)100可劃分為應(yīng)用程序310、動(dòng)態(tài)鏈結(jié)程序庫320、操作系統(tǒng)與核心 程序330、固件單元340以及硬件單單元350等功能區(qū)塊。若對(duì)應(yīng)圖1實(shí)施例 的說明，系統(tǒng)單元112則包括應(yīng)用程序310、動(dòng)態(tài)鏈接程序庫(Dynamic Link Library或稱為Dynamic—link library,縮寫為DLL) 320與操作系統(tǒng)與核心程序330等，而BI0S114與嵌入式控制器122則由固件單元340所控制，經(jīng)由 BI0S114與嵌入式控制器122所控制的硬件單元350則為電源切換單元125。
當(dāng)使用者經(jīng)由應(yīng)用程序310執(zhí)行省電模式時(shí)(步驟S210)，應(yīng)用程序310會(huì) 經(jīng)由動(dòng)態(tài)鏈結(jié)程序庫320連結(jié)所需的DLL文件，然后通過操作系統(tǒng)與核心程序 330所提供功能來進(jìn)行ACPI所提供的電源管理功能，也就是步驟S220。其中， 操作系統(tǒng)與核心程序330中包括核心程序(kernel)、虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)器(Virtual Device Driver)等相關(guān)系統(tǒng)程序、ACPI驅(qū)動(dòng)器(ACPI driver)、操作系統(tǒng)電源 管理(Operation System Power Management, OSPM)等ACPI相關(guān)的系統(tǒng)軟件。
然后，經(jīng)由固件單元340來控制硬件單元350以切斷周邊裝置的電源(步 驟S230)。換句話說，也就是經(jīng)由BI0S114與嵌入式控制器122控制電源切換 單元125，使其開關(guān)126關(guān)閉以切斷周邊裝置130的電源供給。
綜合上述，由于上述實(shí)施例利用電源切換單元來完全切斷周邊裝置的電源 供給，因此當(dāng)周邊裝置進(jìn)入省電模式(如Dl、 D2、 D3狀態(tài))時(shí)完全不會(huì)消耗主 機(jī)系統(tǒng)(如筆記型電腦)的電力，藉此，可降低主機(jī)系統(tǒng)的功率消耗，以達(dá)到延 長(zhǎng)電池使用時(shí)限的目的。
雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所 屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許 更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電源管理裝置，設(shè)置于一主機(jī)系統(tǒng)中，并用于控制一周邊裝置的電源，該電源管理裝置包括一嵌入式控制器；以及一電源切換單元，設(shè)置于該主機(jī)系統(tǒng)與該周邊電源之間的電源線路上并受控于該嵌入式控制器；其中，當(dāng)該主機(jī)系統(tǒng)將該周邊裝置轉(zhuǎn)換至一省電模式時(shí)，該嵌入式控制器經(jīng)由該電源控制單元切斷該周邊裝置的電源供給。
2. 如權(quán)利要求l所述的電源管理裝置，其特征在于，該電源控制單元包括 一開關(guān)，設(shè)置于該主機(jī)系統(tǒng)與該周邊裝置的電源線路上；以及 一控制器，耦接于該嵌入式控制器與該開關(guān)之間；其中，當(dāng)該嵌入式控制器根據(jù)該省電模式輸出一斷電信號(hào)時(shí)，該控制器根據(jù) 該斷電信號(hào)關(guān)閉該開關(guān)以切斷該周邊裝置的電源供給。
3. 如權(quán)利要求l所述的電源管理裝置，其特征在于，該省電模式包括先進(jìn)組 態(tài)及電源介面中的D1狀態(tài)、D2狀態(tài)或D3狀態(tài)。
4. 如權(quán)利要求l所述的電源管理裝置，其特征在于，該嵌入式控制器還用以 控制該主機(jī)系統(tǒng)與該周邊裝置的傳輸接口 。
5. 如權(quán)利要求l所述的電源管理裝置，其特征在于，該嵌入式控制器支持先 進(jìn)組態(tài)及電源介面。
6. 如權(quán)利要求l所述的電源管理裝置，其特征在于，該主機(jī)系統(tǒng)還包括先進(jìn) 組態(tài)及電源介面基本輸入輸出系統(tǒng)。
7. —種電腦周邊的電源管理方法，包括 執(zhí)行一省電模式；根據(jù)該省電模式，執(zhí)行先進(jìn)組態(tài)及電源介面所支持的休眠模式并輸出一斷電 信號(hào)；以及根據(jù)該斷電信號(hào)，切斷一周邊裝置的電源供給。
8. 如權(quán)利要求7所述的電源管理方法，其特征在于，在執(zhí)行該省電模式的步 驟中，還包括經(jīng)由一應(yīng)用程序執(zhí)行該省電模式。
9. 如權(quán)利要求7所述的電源管理方法，其特征在于，在執(zhí)行該省電模式的步 驟中，還包括經(jīng)由一操作系統(tǒng)執(zhí)行該省電模式。
10. 如權(quán)利要求7所述的電源管理方法，其特征在于，該省電模式包括先進(jìn) 組態(tài)及電源介面中的Dl狀態(tài)、D2狀態(tài)或D3狀態(tài)。
11. 如權(quán)利要求7所述的電源管理方法，其特征在于，在切斷該周邊裝置的 電源的步驟中，還包括以一開關(guān)切斷該周邊裝置的電源供給。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電源管理裝置與其管理方法，上述電源管理裝置包括嵌入式控制器與電源切換單元，其中電源切換單元設(shè)置于主機(jī)系統(tǒng)與周邊裝置的電源線路上并受控于嵌入式控制器。當(dāng)主機(jī)系統(tǒng)對(duì)周邊裝置執(zhí)行一省電模式時(shí)，嵌入式控制器會(huì)經(jīng)由電源控制單元切斷周邊裝置的電源。
文檔編號(hào)G06F1/32GK101408792SQ20071016203
公開日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日
發(fā)明者李逸隆, 黃允良 申請(qǐng)人:英業(yè)達(dá)股份有限公司