嵌入式控制器及省電控制方法
【專利摘要】一種嵌入式控制器及省電控制方法。該嵌入式控制器適用于一計算器系統(tǒng)，用以執(zhí)行多個任務，嵌入式控制器包括：一計時模塊以及一控制單元；計時模塊包括多個計時器，各計時器分別對應至該些任務的其中之一；控制單元耦接計時模塊，控制單元根據(jù)各任務來分別設定相對應的各計時器的一喚醒周期，其中，當各計時器的各喚醒周期期滿時，各計時器分別產生一喚醒信號至控制單元，其中，控制單元分別依據(jù)所接收到的各喚醒信號，來控制嵌入式控制器從一低功耗模式轉換成一工作模式，控制單元分別執(zhí)行產生喚醒信號的各計時器所相對應的各任務之后，再控制嵌入式控制器從工作模式轉換回低功耗模式。本發(fā)明可達到省電的目的，還可避免置換芯片的制造成本。
【專利說明】嵌入式控制器及省電控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種嵌入式控制器及省電控制方法，且特別涉及一種嵌入式控制器及 用于嵌入式控制器的省電控制方法。

【背景技術】
[0002] 電源管理是一般桌上型計算機與依賴電池供應電力的便攜式周邊設備(例如筆記 本型計算機）的一項重要功能，如何針對計算機組件及周邊設備的運作狀況，有效調降非使 用中設備的用電量，進而提高電池使用效率、延長電池使用壽命，對于電源管理來說尤其關 鍵。
[0003] 為了讓操作系統(tǒng)和硬件之間保有一個共同的電源管理接口，目前則發(fā)展出一種先 進架構電源接口（Advanced Configuration and Power Interface，ACPI)標準，其根據(jù)使 用者與操作系統(tǒng)之間的互動，當操作系統(tǒng)察覺到現(xiàn)在計算機的某部分功能沒有使用，便會 自動降低其功能以減少用電，以儲備更多電力。其中，在ACPI標準里，嵌入式控制器被配置 來控制計算機系統(tǒng)的電池電力，以及控制計算機系統(tǒng)中一些周邊組件的工作狀態(tài)來達到省 電的效果。
[0004] 然而，就嵌入式控制器本身的耗電量而言，相比計算機系統(tǒng)里的其他組件，嵌入式 控制器所消耗的電力相對的較低，并不會是影響電池使用壽命的因素。但隨著科技的進步， 越來越多的省電技術與方法日益精進，計算機系統(tǒng)中各項組件的耗電量已漸漸降低。且隨 著較省電的超輕薄型筆記本型計算機（Ultrabook)與平板計算機等便攜式電子產品的發(fā) 展，嵌入式控制器的耗電量已不容忽略且成為一個需要探討的議題。
[0005] 在現(xiàn)有的嵌入式控制器中，每個任務各有不同的執(zhí)行周期據(jù)以從低功耗模式轉換 成高功耗的工作模式，但計時器僅利用時間最短的時間周期使嵌入式控制器從低功耗模式 轉換成高功耗的工作模式。舉例來說，圖1繪示為嵌入式控制器的工作時序示意圖。假設嵌 入式控制器有5個任務，其中第一個任務每隔10毫秒（ms)需要執(zhí)行一次，第二個任務每隔 20ms需要執(zhí)行一次，第三個任務每隔30ms需要執(zhí)行一次，第四個任務每隔50ms需要執(zhí)行一 次，第五個任務每隔100ms需要執(zhí)行一次，而嵌入式控制器處理每件任務需要的時間為t。
[0006] 如圖1所示，計時器固定以最短的周期10ms使嵌入式控制器據(jù)以從低功耗模式轉 換成工作模式來執(zhí)行第一個任務。之后，嵌入式控制器再分別檢查其余各個任務是否需要 執(zhí)行。也就是說，每經過l〇ms，嵌入式控制器需要花費5t的時間維持在工作模式。由此可 見，嵌入式控制器需要在處于工作模式的狀態(tài)下，花費時間來檢查并不需要處理的任務，造 成不必要的電力耗損。
[0007] 因此，需要提供一種嵌入式控制器及省電控制方法來解決上述問題。


【發(fā)明內容】

[0008] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種嵌入式控制器與省電控制方法，讓嵌入式控制器可以 藉由多個計時器的控制，達到節(jié)省耗電量的效果。
[0009] 本發(fā)明提出一種嵌入式控制器，該嵌入式控制器適用于一計算器系統(tǒng)，用以執(zhí)行 多個任務，該嵌入式控制器包括：一計時模塊以及一控制單元；該計時模塊包括多個計時 器，各該計時器分別對應至該些任務的其中之一；該控制單元耦接該計時模塊，該控制單元 根據(jù)各該任務來分別設定相對應的各該計時器的一喚醒周期，其中，當各該計時器的各該 喚醒周期期滿時，各該計時器分別產生一喚醒信號至該控制單元，其中，該控制單元分別依 據(jù)所接收到的各該喚醒信號，來控制該嵌入式控制器從一低功耗模式轉換成一工作模式， 該控制單元分別執(zhí)行產生該喚醒信號的各該計時器所相對應的各該任務之后，再控制該嵌 入式控制器從該工作模式轉換回該低功耗模式。
[0010] 在本發(fā)明的一實施例中，上述嵌入式控制器還包括一時鐘產生單元，此時鐘產生 單元耦接時鐘源與計時模塊。時鐘產生單元接收時鐘源所產生的參考時鐘信號，據(jù)以產生 工作時鐘信號，且各計時器根據(jù)工作時鐘信號來判斷各喚醒周期是否期滿。
[0011] 在本發(fā)明的一實施例中，上述嵌入式控制器中，當嵌入式控制器的控制單元同時 接收到該些計時器所發(fā)出的多個喚醒信號時，控制單元據(jù)以控制嵌入式控制器從低功耗模 式轉換成工作模式?？刂茊卧佬驁?zhí)行各計時器所對應的各任務，并在發(fā)出喚醒信號的計 時器所對應的任務皆完成后，再控制嵌入式控制器從工作模式轉換回低功耗模式。
[0012] 在本發(fā)明的一實施例中，上述嵌入式控制器中，控制單元根據(jù)各任務的重要性順 序來分別設定相對應的各計時器的各喚醒周期。
[0013] 在本發(fā)明的一實施例中，上述嵌入式控制器中，嵌入式控制器還耦接至多個周邊 裝置，控制單元所執(zhí)行的任務包括控制這些外圍裝置或與這些周邊裝置進行數(shù)據(jù)存取。
[0014] 在本發(fā)明的一實施例中，上述嵌入式控制器中，各計時器分別對應至各周邊裝置， 控制單元依據(jù)各周邊裝置所需的處理順序來設定各計時器的各喚醒周期。
[0015] 在本發(fā)明的一實施例中，上述嵌入式控制器中，當計算器系統(tǒng)處于英特爾公司所 訂定的S0i3省電狀態(tài)時，控制單元依據(jù)各計時器的各喚醒信號而控制嵌入式控制器在低 功耗模式與工作模式之間進行轉換。
[0016] 本發(fā)明提出一種省電控制方法，該省電控制方法適用于一嵌入式控制器，該省電 控制方法包括：由該嵌入式控制器配置多個計時器以分別對應于該嵌入式控制器所執(zhí)行的 多個任務，并且分別設定各該計時器的一喚醒周期；當各該計時器的各該喚醒周期期滿時， 各該計時器分別產生一喚醒信號；當接收到該些計時器所發(fā)出的各該喚醒信號時，據(jù)以從 一低功耗模式轉換成一工作模式；分別執(zhí)行產生各該喚醒信號的各該計時器所相對應的各 該任務；以及當所有產生各該喚醒信號的各該計時器所相對應的各該任務皆執(zhí)行完畢時， 從該工作模式轉換回該低功耗模式。
[0017] 本發(fā)明提出一種省電控制方法，該省電控制方法適用于一便攜式電子裝置，該省 電控制方法包括：對應于多個待執(zhí)行任務而分別配置多個計時器，并分別設定各該計時器 的一喚醒周期；當各該計時器的各該喚醒周期分別期滿時，各自產生一喚醒信號，以控制該 便攜式電子裝置的一嵌入式控制器從一低功耗模式轉換成一工作模式；以及由該嵌入式控 制器執(zhí)行產生該喚醒信號的該計時器所對應的該待執(zhí)行任務后，控制該嵌入式控制器從該 工作模式轉換回該低功耗模式。
[0018] 基于上述，本發(fā)明所提供的嵌入式控制器及省電控制方法藉由分別配置計時器于 多個待執(zhí)行任務，且并在各計時器的各喚醒周期分別期滿時，各自產生喚醒信號，以控制嵌 入式控制器從低功耗模式轉換成工作模式。據(jù)此，可縮短嵌入式控制器處于工作模式的時 間，進而降低嵌入式控制器的耗電量，達到省電的目的。
[0019] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖 作詳細說明如下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1繪示為公知的嵌入式控制器的工作時序示意圖。
[0021] 圖2是依照本發(fā)明一實施例所繪示的計算器系統(tǒng)的方框圖。
[0022] 圖3是依照本發(fā)明另一實施例所繪示的省電控制方法的流程圖。
[0023] 圖4是依照本發(fā)明另一實施例所繪示的嵌入式控制器的工作時序示意圖。
[0024] 圖5A是依照本發(fā)明一實施例所繪示的便攜式電子裝置的方框圖。
[0025] 圖5B是依照本發(fā)明另一實施例所繪示的省電控制方法的流程圖。
[0026] 主要組件符號說明：
[0027] 10 計算器系統(tǒng)
[0028] 110 嵌入式控制器
[0029] 111 控制單元
[0030] 112 計時模塊
[0031] 112-1 ?112-N 計時器
[0032] 113 時鐘產生單元
[0033] 120 中央處理器
[0034] 130 芯片組
[0035] 140 LPC 總線
[0036] 150-1 ?150-N 周邊裝置
[0037] 60 便攜式電子裝置
[0038] 610 嵌入式控制器
[0039] 611 控制單元
[0040] 612 計時模塊
[0041] 612-1 ?612-N 計時器
[0042] S310?S390 -實施例的省電控制方法的各步驟
[0043] S510?S570 另一實施例的省電控制方法的各步驟

【具體實施方式】
[0044] 依據(jù)ACPI標準，電源狀態(tài)包括S0?S5狀態(tài)，其中，S0狀態(tài)即是一般所謂的工作 狀態(tài)，而S1?S5狀態(tài)為計算器系統(tǒng)提供不同程度的省電狀態(tài)。舉例來說，為了避免存儲器 中儲存的操作系統(tǒng)狀態(tài)隨著電源關閉而消失并且為了達到省電的效果，在S3狀態(tài)之下，電 力僅供應給存儲器而可讓存儲器正常運作。此外，英特爾（Intel)公司又訂定了一種新的 省電狀態(tài)，稱之為S0i3省電狀態(tài)。在S0i3狀態(tài)下，整個計算器系統(tǒng)的功耗大約在110毫瓦 左右，且僅需約300毫秒的時間就可以快速地從S0i3省電狀態(tài)轉換成S0工作狀態(tài)。本發(fā) 明的實施例即是以因應計算器系統(tǒng)在S0i3狀態(tài)中各組件已經大幅降低功耗的情形下，來 考慮嵌入式控制器的耗電量，藉由配置多個計時器來轉換嵌入式控制器的工作狀態(tài)，以達 到節(jié)省電力的功效，但本發(fā)明不以此工作狀態(tài)為限。為了使本發(fā)明的內容更為明了，以下列 舉實施例作為本發(fā)明確實能夠據(jù)以實施的范例。
[0045] 圖2是依照本發(fā)明一實施例所繪示的計算器系統(tǒng)的方框圖。請參照圖2,本實施例 的計算器系統(tǒng)10例如是桌上型計算機、筆記本型計算機、平板計算機或智能型手機等，在 此并不限制其范圍。計算器系統(tǒng)10包括中央處理器（Central Processing Unit, CPU)120、 芯片組130、LPC總線（Low pin count bus) 140、周邊裝置150-1?150-N以及嵌入式控制 器110。其中，嵌入式控制器110用以控制計算器系統(tǒng)10的周邊裝置150-1?150-N，舉例 來說，周邊裝置150-1?150-N可以是風扇，也可以是觸控板或鍵盤(未繪示）等輸入裝置， 本發(fā)明對此不限制。另一方面，嵌入式控制器110也可對計算器系統(tǒng)10的電源進行管理。
[0046] 在本發(fā)明的一實施例中，嵌入式控制器110還包括控制單元111、計時模塊112以 及時鐘產生單元113。時鐘產生單元113耦接時鐘源與計時模塊112,時鐘產生單元113接 收時鐘源所產生的參考時鐘信號，據(jù)以產生工作時鐘信號，好讓嵌入式控制器110的各個 單元可以正常運作。值得一提的是，時鐘源可以是由一石英振蕩器(未繪示)所建構，也可以 是連接嵌入式控制器110的主裝置，像是中央處理器120或芯片組130。時鐘產生單元113 可以同時接收石英振蕩器所產生的參考時鐘信號與經由LPC總線140傳送來的參考時鐘信 號，據(jù)以產生工作時鐘信號。
[0047] 嵌入式控制器110的計時模塊112包括多個計時器112-1?112-N。計時器 112-1?112-N利用時鐘產生單元113產生的工作時鐘信號，來達到計時的效果。一般來說， 計時器112-1?112-N可以通過計數(shù)具有一定頻率的工作時鐘信號，而以在預設的時間點 輸出計時信號，或是周期性的輸出計時信號，進而達到計時的效果。計時器112-1?112-N 可以硬件形式來實踐，亦可以固件/軟件形式來實踐，本發(fā)明不限于此。另外，周邊裝置以 及計時器的個數(shù)在此不作限制，因此N為一正整數(shù)。
[0048] 控制單元111耦接計時模塊112,用以執(zhí)行多個任務。計時器112-1?112-N分 別對應至上述多個任務的其中之一，而控制單元111根據(jù)各任務來分別設定相對應的各計 時器112-1?112-N的喚醒周期。詳細來說，對于不同的任務而言，依照其任務內容會有 不同的喚醒周期，而控制單元111便依據(jù)上述不同的各任務來分別設定相對應的各計時器 112-1?112-N的喚醒周期。簡單來說，一個任務會有一個喚醒周期以及相對應的一個計時 器。
[0049] 計時器112-1?112-N根據(jù)時鐘產生單元113所產生的工作時鐘信號來判斷各自 的喚醒周期是否期滿。當計時器112-1?112-N各自的喚醒周期期滿（expired)時，計時 器112-1?112-N分別產生喚醒信號至控制單元111?？刂茊卧?11分別依據(jù)所接收到的 各個喚醒信號，來控制嵌入式控制器110從低功耗模式轉換成工作模式。在嵌入式控制器 110進入工作狀態(tài)后，控制單元111分別執(zhí)行產生喚醒信號的計時器112-1?112-N所相對 應的各任務。控制單元111完成所有任務之后，再控制嵌入式控制器110從工作模式轉換 回低功耗模式。
[0050] 另外需要說明的是，由于各個任務的喚醒周期并不相同，控制單元111接收到喚 醒信號的時間也相異，因此有可能同時接收到計時器112-1?112-N所發(fā)出的多個喚醒信 號。舉例來說，控制單元111可能在某個時間點只接收到計時器112-1所發(fā)出的喚醒信號， 也可能在另一個時間點接收到計時器112-1與計時器112-2所發(fā)出的喚醒信號。不論控制 單元111接收幾個喚醒信號，一旦只要控制單元111接收到喚醒信號，便會控制嵌入式控制 器110從低功耗模式轉換成工作模式。
[0051] 嵌入式控制器110轉換成工作模式之后，控制單元111便依序執(zhí)行各計時器 112-1?112-N所對應的任務，并在任務皆完成后，再控制嵌入式控制器110從工作模式轉 換回低功耗模式。舉例來說，控制單元111可能在某個時間點只接收到計時器112-1所發(fā) 出的喚醒信號，并在控制嵌入式控制器110轉換成工作模式后，控制單元111執(zhí)行計時器 112-1所對應的任務?？刂茊卧?11完成計時器112-1所對應的任務后，便控制嵌入式控制 器110從工作模式轉換回低功耗模式。
[0052] 此外，控制單元111也可能在另一個時間點同時接收到計時器112-1與計時器 112-2所發(fā)出的喚醒信號。于是，嵌入式控制器110在轉換成工作模式后，控制單元111開始 分別執(zhí)行計時器112-1與計時器112-2所對應的任務。在控制單元111完成計時器112-1 與計時器112-2所對應的任務后，便控制嵌入式控制器110從工作模式轉換回低功耗模式。 需要注意的是，本發(fā)明并不限定各個任務執(zhí)行的先后順序。
[0053] 在本發(fā)明的另一實施例中，嵌入式控制器110耦接至多個周邊裝置150-1? 150-N，控制單元111所執(zhí)行的任務包括控制周邊裝置150-1?150-N或與周邊裝置 150-1?150-N進行數(shù)據(jù)存取。這里的周邊裝置例如是風扇、鍵盤裝置、觸控面板或顯示屏 幕等，但本發(fā)明不以此為限。而計時器112-1?112-N分別對應至周邊裝置150-1?150-N， 嵌入式控制器110的控制單元111依據(jù)周邊裝置150-1?150-N所需的處理順序來設定計 時器112-1?112-N的喚醒周期。
[0054] 需要再次說明的是，在本發(fā)明的另一實施例中，當計算器系統(tǒng)10處于英特爾公司 所訂定的S0i3省電狀態(tài)時，嵌入式控制器110便可以依據(jù)計時器112-1?112-N的喚醒信 號而在低功耗模式與工作模式之間進行轉換。
[0055] 圖3是依照本發(fā)明另一實施例所繪示的省電控制方法的流程圖。本實施例的方法 亦適用于圖2的計算器系統(tǒng)10。以下請配合參照圖2與圖3。
[0056] 首先，在步驟S310中，控制單元111配置計時模塊112的計時器112-1?112-N 以分別對應于嵌入式控制器110所執(zhí)行的多個任務，并且由控制單元111來分別設定各計 時器112-1?112-N的喚醒周期。舉例來說，嵌入式控制器110有5個需要執(zhí)行的任務 Taskl?Task5,任務Taskl?Task5依照其任務內容分別有不同的喚醒周期T1?T5,也有 相對應的計時器112-1?112-5,其對應關系如表1所示，但并非用以限定本發(fā)明。
[0057] 表 1
[0058]

【權利要求】
1. 一種嵌入式控制器，該嵌入式控制器適用于一計算器系統(tǒng)，用以執(zhí)行多個任務，該嵌 入式控制器包括： 一計時模塊，該計時模塊包括多個計時器，各該計時器分別對應至該些任務的其中之 一控制單元，該控制單元耦接該計時模塊，該控制單元根據(jù)各該任務來分別設定相對 應的各該計時器的一喚醒周期， 其中，當各該計時器的各該喚醒周期期滿時，各該計時器分別產生一喚醒信號至該控 制單元， 其中，該控制單元分別依據(jù)所接收到的各該喚醒信號，來控制該嵌入式控制器從一低 功耗模式轉換成一工作模式，該控制單元分別執(zhí)行產生該喚醒信號的各該計時器所相對應 的各該任務之后，再控制該嵌入式控制器從該工作模式轉換回該低功耗模式。
2. 如權利要求1所述的嵌入式控制器，還包括一時鐘產生單元，該時鐘產生單元耦接 一時鐘源與該計時模塊，接收該時鐘源所產生的一參考時鐘信號，據(jù)以產生一工作時鐘信 號，且該些計時器根據(jù)該工作時鐘信號來判斷各該喚醒周期是否期滿。
3. 如權利要求1所述的嵌入式控制器，其中： 當該控制單元同時接收到該些計時器所發(fā)出的多個喚醒信號時，據(jù)以控制該嵌入式控 制器從該低功耗模式轉換成該工作模式，該控制單元依序執(zhí)行各該計時器所對應的各該任 務，并在發(fā)出該些喚醒信號的該些計時器所對應的該些任務皆完成后，再控制該嵌入式控 制器從該工作模式轉換回該低功耗模式。
4. 如權利要求1所述的嵌入式控制器，其中該控制單元根據(jù)各該任務的重要性順序來 分別設定相對應的各該計時器的各該喚醒周期。
5. 如權利要求1所述的嵌入式控制器，其中： 該嵌入式控制器還耦接至多個周邊裝置，該控制單元所執(zhí)行的該些任務包括控制該些 外圍裝置或與該些周邊裝置進行數(shù)據(jù)存取。
6. 如權利要求5所述的嵌入式控制器，其中各該計時器分別對應至各該周邊裝置，該 控制單元依據(jù)各該周邊裝置所需的處理順序來設定各該計時器的各該喚醒周期。
7. 如權利要求1所述的嵌入式控制器，其中當該計算器系統(tǒng)處于英特爾公司所訂定的 S0i3省電狀態(tài)時，該控制單元依據(jù)各該計時器的各該喚醒信號而控制該嵌入式控制器在該 低功耗模式與該工作模式之間進行轉換。
8. -種省電控制方法，該省電控制方法適用于一嵌入式控制器，該省電控制方法包 括： 由該嵌入式控制器配置多個計時器以分別對應于該嵌入式控制器所執(zhí)行的多個任務， 并且分別設定各該計時器的一喚醒周期； 當各該計時器的各該喚醒周期期滿時，各該計時器分別產生一喚醒信號； 當接收到該些計時器所發(fā)出的各該喚醒信號時，據(jù)以從一低功耗模式轉換成一工作模 式； 分別執(zhí)行產生各該喚醒信號的各該計時器所相對應的各該任務；以及 當所有產生各該喚醒信號的各該計時器所相對應的各該任務皆執(zhí)行完畢時，從該工作 模式轉換回該低功耗模式。
9. 如權利要求8所述的省電控制方法，其中當同時接收到該些計時器所發(fā)出的多個喚 醒信號時，分別執(zhí)行產生該喚醒信號的各該計時器所相對應的各該任務的步驟包括： 依序執(zhí)行產生各該喚醒信號的各該計時器所相對應的各該任務。
10. 如權利要求8所述的省電控制方法，其中分別設定各該計時器的各該喚醒周期的 步驟包括： 根據(jù)各該任務的重要性順序來分別設定相對應的各該計時器的各該喚醒周期。
11. 如權利要求8所述的省電控制方法，其中該嵌入式控制器所執(zhí)行的該些任務包括 控制多個外圍裝置或與該些周邊裝置進行數(shù)據(jù)存取。
12. 如權利要求11所述的省電控制方法，其中各該計時器分別對應至各該周邊裝置， 該嵌入式控制器依據(jù)各該周邊裝置所需的處理順序來設定各該計時器的各該喚醒周期。
13. 如權利要求8所述的省電控制方法，其中當該計算器系統(tǒng)處于英特爾公司所訂定 的S0i3省電狀態(tài)時，該嵌入式控制器據(jù)以實施該省電控制方法。
14. 一種省電控制方法，該省電控制方法適用于一便攜式電子裝置，該省電控制方法包 括： 對應于多個待執(zhí)行任務而分別配置多個計時器，并分別設定各該計時器的一喚醒周 期； 當各該計時器的各該喚醒周期分別期滿時，各自產生一喚醒信號，以控制該便攜式電 子裝置的一嵌入式控制器從一低功耗模式轉換成一工作模式；以及 由該嵌入式控制器執(zhí)行產生該喚醒信號的該計時器所對應的該待執(zhí)行任務后，控制該 嵌入式控制器從該工作模式轉換回該低功耗模式。
15. 如權利要求14所述的省電控制方法，其中該省電控制方法適用于當該便攜式電子 裝置處于英特爾公司所訂定的S0i3省電狀態(tài)。
16. 如權利要求14所述的省電控制方法，其中設定各該計時器的各該喚醒周期的步驟 包括： 根據(jù)各該待執(zhí)行任務的重要性順序來分別設定相對應的各該計時器的各該喚醒周期。
17. 如權利要求14所述的省電控制方法，還包括同步該些計時器。
【文檔編號】G06F1/32GK104216500SQ201310239591
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權日:2013年5月29日
【發(fā)明者】曹文俊 申請人:緯創(chuàng)資通股份有限公司