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1、(10)申请公布号 CN 103677203 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103677203 A (21)申请号 201210504368.2 (22)申请日 2012.11.30 101135022 2012.09.25 TW G06F 1/32(2006.01) (71)申请人 恩斯迈电子 （深圳） 有限公司 地址 518108 中国广东省深圳市石岩镇塘头 村龙马资讯科技工业园 (72)发明人 余奇贤 郭俊煌 (74)专利代理机构 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人 史新宏 (54) 发明名称 多阶段降低 CPU 能耗的节能装置 (57) 摘要 本发明是一种多。
2、阶段降低 CPU 能耗的节能 装置， 应用于一计算机主机板， 包括 ： 节能驱动模 块其电气性连接于计算机主机板的中央处理器 (CPU)， 以及用于产生多阶变化的节能信号， 其中 节能信号是输出至中央处理器， 使得中央处理器 在接收节能信号后， 中央处理器依据节能信号的 电压电平高低， 而自行切换对应的操作频率。 本发 明改变了已知两阶的变化， 变成例如为 256 阶的 变化， 提供给计算机主机板达成多种不同能耗的 节能。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 12 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 。
3、说明书4页 附图12页 (10)申请公布号 CN 103677203 A CN 103677203 A 1/1 页 2 1. 一种多阶段降低 CPU 能耗的节能装置， 用于一计算机主机板， 包括 ： 一节能驱动模块， 电气性连接于该计算机主机板的一中央处理器 CPU， 以及用于产生多 阶变化的一节能信号， 其中该节能信号是输出至该中央处理器， 使得该中央处理器在接收 该节能信号后， 该中央处理器依据该节能信号的电压电平高低， 而自行切换对应的操作频 率。 2.根据权利要求1所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置， 其中该节能驱动模块包含 ： 一控制器、 以及一电平调整器。 3.根据权利要求1所述。
4、的多阶段降低CPU能耗的节能装置， 其中该节能驱动模块包含 ： 一过热警报电路模块、 以及一电平调整器。 4. 根据权利要求 1 所述的多阶段降低 CPU 能耗的节能装置， 进一步包括 ： 一瓦时计， 电 气性连接于该节能驱动模块。 5. 根据权利要求 2 或 3 所述的多阶段降低 CPU 能耗的节能装置， 其中该电平调整器进 一步连接一致能信号。 6.根据权利要求1所述的多阶段降低CPU能耗的节能装置， 其中该节能信号， 是一低电 压电平信号、 或一高电压电平信号、 或一个可改变任务的连续方波信号所组成的信号， 其中 n 是介于 0 至 255 的整数， 以及该方波信号的高电位比例由 n 决。
5、定。 7. 根据权利要求 1 所述的多阶段降低 CPU 能耗的节能装置， 其中该节能信号是输出该 中央处理器的 PROCHOT# 脚位。 8. 根据权利要求 2 所述的多阶段降低 CPU 能耗的节能装置， 其中该控制器是一已内建 于该计算机主机板的内嵌式控制器。 9. 根据权利要求 3 所述的多阶段降低 CPU 能耗的节能装置， 其中该过热警报电路模块 包含 ： 一过热警报电路， 以及一信号产生器， 其用于产生该节能信号。 权 利 要 求 书 CN 103677203 A 2 1/4 页 3 多阶段降低 CPU 能耗的节能装置 技术领域 0001 本发明是关于一种用于计算机主机板的电路装置， 。
6、特别是关于一种用于计算机主 机板的节能装置。 背景技术 0002 已知计算机主机板上的中央处理器(CPU)的PROCHOT#脚位， 若是定义成输入信号 时， 则可以由外部线路来驱动 PROCHOT# 信号， 以通知 CPU 降频， 达到进一步降低耗能。但因 已知 PROCHOT# 信号只有高电平 (High Level) 与低电平 (Low Level) 的两种变化而已， 一 般使用情形是当 CPU 温度上升达到设定值时， 超级输入输出 (SIO) 芯片会将 PROCHOT# 信号 拉为低电平， 以使得CPU内部进入除频操作， 以降低CPU功耗， 藉此达到温度下降的功能， 然 而能耗的节能手段。
7、也只有高电平与低电平的两阶段变化。 0003 本发明人有鉴于上述已知计算机主机板的缺失， 乃亟思发明而改良一种多阶段降 低 CPU 能耗的节能装置， 提供给计算机主机板达成多种不同能耗的节能。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种多阶段降低 CPU 能耗的节能装置， 改变了已知两阶的变 化， 变成例如为 256 阶的变化， 提供给计算机主机板达成多种不同能耗的节能。 0005 为达成本发明上述目的， 本发明提供一种多阶段降低 CPU 能耗的节能装置， 应用 于一计算机主机板， 包括 ： 一节能驱动模块， 电气性连接于该计算机主机板的一中央处理器 (CPU)， 以及用于产生多阶变化的一节能。
8、信号， 其中该节能信号是输出至该中央处理器， 使 得该中央处理器在接收该节能信号后， 该中央处理器依据该节能信号的电压电平高低， 而 自行切换对应的操作频率。 0006 为使贵审查员对本发明的构造、 特征及其使用功效有更深一层的认识与了解， 兹 举较佳的可行实施例并配合图式详细说明如下。 附图说明 0007 图 1 显示本发明多阶段降低 CPU 能耗的节能装置的架构示意图。 0008 图 2A 2C 图分别显示本发明多阶段降低 CPU 能耗的节能装置的节能信号的各种 具体波形范例。 0009 图3显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的节能驱动模块的具体实施例的 方块图。 0010 图4显示。
9、本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的节能驱动模块的另一具体实施 例的方块图。 0011 图 5 显示依据本发明图 3 的节能驱动模块的电子线路具体实施例的示意图。 0012 图 6 显示依据本发明图 4 的节能驱动模块的电子线路具体实施例的示意图。 0013 图7显示本发明多阶段降低CPU能耗的节能装置的过热警报电路模块的具体实施 说 明 书 CN 103677203 A 3 2/4 页 4 例的方块图。 0014 图 8 显示本发明多阶段降低 CPU 能耗的节能装置的应用流程图。 0015 图 9 显示本发明多阶段降低 CPU 能耗的节能装置与瓦时计的方块图。 0016 图 10 显示本发。
10、明图 9 的瓦时计的电子线路具体实施例的示意图。 0017 图 11 显示本发明多阶段降低 CPU 能耗的节能装置的另一应用流程图。 0018 图 12 显示本发明多阶段降低 CPU 能耗的节能装置的又另一应用流程图。 0019 主要元件标号说明 0020 1 计算机主机板 2 中央处理器 0021 3 瓦时计 10 节能装置 0022 10a、 10 a 节能信号 100 节能驱动模块 0023 101 控制器 103 电平调整器 0024 105 过热警报电路模块 1051 过热警报电路 0025 1053 信号产生器 具体实施方式 0026 请参见图 1， 本发明的多阶段降低 CPU 能。
11、耗的节能装置 10 乃可应用于计算机主机 板 1， 例如是具有计算机主机板 1 的桌机、 笔电、 平板计算机、 或是其它计算机装置。为了揭 露本发明的方便性与易于了解的目的， 计算机主机板 1 只绘出与本发明直接相关的硬件组 件， 然而属于计算机主机板 1 的其它该些组件但与本发明并无直接关联， 则省略绘出其它 该些组件。利用中央处理器 (CPU)2 本身有内部除频来降低功耗的功能， 配合上本发明的节 能装置10， 来对节能信号10a(其具体范例为PROCHOT#信号)加以变化， 达到将已知两阶的 变化， 变成例如为 256 阶的变化。 0027 请配合参见图 1 至图 6， 本发明的节能装置。
12、 10 乃包括 ： 节能驱动模块 100， 其电气 性连接于计算机主机板 1 的中央处理器 (CPU)2， 节能驱动模块 100 的主要功能是用来产生 多阶变化的节能信号10a， 而节能信号10a乃输出至CPU2的PROCHOUT#脚位。 当CPU 2在接 收节能信号 10a 后， 中央处理器 2 能够依据节能信号 10a 的电压电平高低， 中央处理器 2 自 行切换对应的操作频率， 也就是说， 当节能信号 10a 的电压电平是处于高电压电平时， CPU 2 是在较高操作频率下运作， 相反地， 当节能信号 10a 的电压电平是处于低电压电平时， CPU 2 是在较低操作频率下运作。 0028 。
13、请配合参见图 2A 至 2C， 由节能驱动模块 100 所产生的节能信号 10a， 乃是一种多 样性变化的数字信号。在图 2A 中的节能信号 10a 乃是一个低电压电平的信号， 若 CPU 2 接 收到图 2A 的节能信号 10a 时， 在节能信号 10a 的时间期间中， CPU 2 是一直在较低操作频 率下运作， 如此计算机主机板 1 可达到节省最大能耗的效果。在图 2B 中的节能信号 10a 乃 是一个高电压电平的信号， 若 CPU 2 接收到图 2B 的节能信号 10a 时， 在节能信号 10a 的时 间期间中， CPU 2 是一直在较高操作频率下运作， 如此计算机主机板 1 乃是要求强。
14、大执行运 算性能， 并不在意于能耗。 0029 在图 2C 中的节能信号 10a 乃是由连续方波信号 100 所组成的信号， 其中 n 是介于 0 至 255 的整数， 也就是说， 节能信号 10a 的范例可能是 1 个方波信号， 方波信号 100 的高 电位比例由 n 决定， 或是 1 个高电压电平信号 (n=255)， 或是 1 个低电压电平信号 (n=0)， 或 说 明 书 CN 103677203 A 4 3/4 页 5 是 1 个低电压电平信号 (n=0)。若 CPU 2 接收到图 2C 的节能信号 10a 时， 在节能信号 10a 的时间期间中， CPU 2 是一直在较低操作频率与。
15、较高操作频率之间切换运作， 如此计算机主 机板 1 可达到控制能耗的效果。在图 2C 中， 利用节能信号 10a 以脉宽调制 (Pulse Width Modulation,PWM) 的方式改变 n 的大小来驱使 PROCHOT# 信号， 通知 CPU 2 降频， CPU 2 耗能 会随 PWM 的任务 (duty) 高低而变化， 此一高低变化的信号， 会使 CPU 2 内部除频机制得到 一个平均的频率， 同时也能得到一个平均耗能 (Waverage)。 0030 请配合参见图3、 4， 节能驱动模块100的具体实施例乃包括有 ： 控制器101、 以及电 平调整器103。 控制器101可实行已。
16、内建于计算机主机板1的内嵌式控制器， 例如是超级输 入输出 (SIO) 芯片， 或是实行新增控制器的方式。控制器 101 的主要功能是用来产生多阶 变化的节能信号 10a。所述 n 值可设定于控制器 101 的内部暂存器 ( 图未显示 )， 而控制器 101 再依据所述内部暂存器的 n 值， 来产生节能信号 10a。 0031 由于考虑到 CPU 2 的 PROCHOUT# 脚位其输入电压电平上规格要求， 因此在控制器 101 与 CPU 2 之间设置有电平调整器 103， 而电平调整器 103 的主要功能是用来将节能信号 10 a 的电压电平， 调整成符合 PROCHOUT# 脚位的输入电压。
17、电平的规格要求。电平调整器 103 可直接实行已知相关电路手段。 0032 请配合参见图 4。再者， 电平调整器 103 能够接收致能信号， 如此， 电平调整器 103 能够依据所述致能信号， 而决定是否输出节能信号10a。 又再者， 所述致能信号Enable线路 可实行以PWM的方式， 来控制电平调整器103的开关时间， 同时能以改变PWM的任务(Duty) 来达到多阶的降低能耗， 例如实行最大可以有 256 阶的变化。 0033 图 5 乃是图 3 的节能驱动模块 100 的具体电路手段范例， 而图 6 乃是图 4 的节能 驱动模块 100 的具体电路手段范例。 0034 请配合参见图 7。
18、， 节能驱动模块 100 的另一具体实施例乃包括有 ： 过热警报电路模 块 105。过热警报电路模块 105 的主要功能是用来产生多阶变化的节能信号 10 a， 且过热 警报电路模块 105 连接于电平调整器 103。过热警报电路模块 105 主要是由过热警报电路 1051 与信号产生器 1053 所组成。过热警报电路 1051 的功能是用来检测 CPU 2 的温度， 当 CPU 2 的温度超出预定警戒时， 过热警报电路 1051 即会令信号产生器 1053 运作， 使得信号 产生器 1053 产生节能信号 10 a。过热警报电路模块 105 与信号产生器 1053 可直接实行 已知相关电路手。
19、段。 0035 请配合参见图8至图10， 本发明的节能装置10能够搭配瓦时计3(PowerMeter)来 使用， 瓦时计 3 的具体实施线路如图 10 所显示。瓦时计 3 的功能是计算系统的能耗， 所述 系统在此定义为至少包含有 ： 计算机主机板 1、 以及执行于计算机主机板 1 的操作系统与应 用程序。节能装置 10 在搭配瓦时计 3 使用后， 所述系统能够被控制在小于所允许的最大能 耗以内运作。 0036 再者， 在图 9 的节能装置 10 能够接收 VR_HOT 信号 ( 过热警报信号 )， 当节能装置 10 接收到 VR_HOT 信号后， 即会产生节能信号 10a。 0037 请配合参。
20、见图 11， 本发明的节能装置 10 的另一种应用方式， 乃可以依使用功能及 环境的不同而定义各种能耗， 然后由使用者自行选定其中一种的使用环境， 例如文书模式、 多煤体模式、 游戏模式等使用还境， 系统依据所选定的使用环境， 然后设定节能装置 10， 例 如设定控制器101内部暂存器其对应的n值， 如此达到降低能耗的目的， 又能符合使用者使 说 明 书 CN 103677203 A 5 4/4 页 6 用情境。 0038 请配合参见图 12， 本发明的节能装置 10 能够应用于移动电子装置， 当配备有本发 明的节能装置 10 的移动电子装置， 若是使用市电电源时， 则会不对 CPU 2 的 。
21、PROCHOT# 脚位 进行控制。当检测到移除市电电源， 移动电子装置乃使用电池 (Battery) 电源时， 移动电子 装置监测电池的剩余电量， 然后， 移动电子装置依据剩余电量的多少， 而令节能装置 10 启 动。移动电子装置依据剩余电量来设定节能装置 10， 例如设定控制器 101 内部暂存器其对 应的 n 值， 如此达到降低能耗的目的， 又能达到延长电池电源使用时间的目的。 0039 本发明多阶段降低 CPU 能耗的节能装置 10， 改变了已知两阶的变化， 变成例如为 256 阶的变化， 能够使得计算机主机板 1 达成多种不同能耗的节能， 乃为本发明的优点与最 大特色。 0040 惟以。
22、上所述者， 仅为本发明的较佳实施例， 当不能用以限定本发明可实施的范围， 本领域技术人员所明显可作变化与修饰， 皆应视为不悖离本发明的实质内容。 说 明 书 CN 103677203 A 6 1/12 页 7 图 1 图 2A 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 7 2/12 页 8 图 2B 图 2C 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 8 3/12 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 9 4/12 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 10 5/12 页 11 图 5 说 明 书 附 图 CN 1036。
23、77203 A 11 6/12 页 12 图 6 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 12 7/12 页 13 图 7 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 13 8/12 页 14 图 8 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 14 9/12 页 15 图 9 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 15 10/12 页 16 图 10 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 16 11/12 页 17 图 11 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 17 12/12 页 18 图 12 说 明 书 附 图 CN 103677203 A 18 。