用于管理计算系统功率的方法和装置的制造方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]在现今的和将来的便携式计算系统(平台)和便携式通信系统中，对于优化性能以及在诸如可携带性之类的人机工程问题中，电池设计起重要作用。在一些设计中，例如，电池配置可以涉及串联布置的仅仅两个电池单元，这使用于将被电池供电的平台的较低输入电压成为必要。
[0002]当便携式设备由电池供电时，由诸如两个电池单元配置之类的电池向给定计算/通信平台提供的较低的输入电压对便携式设备中的中央处理单元(CPU)设备性能设有限制。例如，如果CPU操作在诸如所谓的“动态涡轮加速(Dynamic Turbo)”模式之类的增强操作模式中，并且电池单元放电，则系统电压可以下降为低于平台功率输送所需要的最小电压。
[0003]在已知的计算平台的操作的一个示例中，一个或多个5 V电压调节器(VR)可以被设计为使得适当操作要求去往VR的最小输入电压为5.2 V和6 V之间。在操作期间，包括例如当操作在动态涡轮加速模式中时诸如CPU之类的处理器的动作的移动计算/通信平台中的一个或多个设备的单独的或者总体的活动可以造成大功率尖峰(spike)。假定从电池单元到5 V调节器的输入的总电阻(包括电池内电阻)等于100 mOhm，以及5.6V的最小输入5V VR电压、3.5V的电池单元电压一一高于电池的传统截止电压。为了计及此类情况，保守系统设计将在电池单元是3.5V的电压电平时要求移动计算系统显著地降低CPU最大电流(Imax)和性能一一这可能严重地限制最终用户对移动计算平台的使用。此类系统设计考虑了最大计划功率消耗，这可以仅仅在稀有情况(如果有的话)下发生在移动计算平台的实时操作中。因此，可能会牺牲由较低电压电池设计所供电的移动计算系统的系统性能以便适应不太可能的操作情形。
[0004]关于这些和其他考虑，已经需要目前的改善。
【附图说明】
[0005]图1描绘便携式系统的一个实施例。
[0006]图2描绘用于欠电压(undervoltage)保护的一个示例性布置。
[0007]图3描绘用于欠电压保护的另一个示例性布置。
[0008]图4详述在一种示例性情形中各种电压信号的行为。
[0009]图5描绘可以由图4的情形引起的示例性控制信号的信号电平。
[0010]图6描绘与图4和5的情形一致的平台组件的当前操作的示例。
[0011]图7详述在另一个示例性情形中各种电压信号的行为。
[0012]图8图示出可以由图7的情形引起的控制信号的定时。
[0013]图9图示出与图7和8的情形一致的平台组件的当前操作的示例。
[0014]图10图示出示例性第一逻辑流程。
[0015]图11图示出示例性第二逻辑流程。
[0016]图12描绘一个系统实施例的组件。
[0017]图13是示例性系统实施例的图。
【具体实施方式】
[0018]各种实施例涉及在包括便携式计算设备、便携式通信设备和其他便携式电子设备的设备中管理平台功率。在各种实施例中，提供更好地管理向平台提供的电压电平的装置和技术。具体地，本实施例解决当电压可能接近或者突破(breach)可能以其他方式预示设备的停机的危险的电压电平时可能在设备的操作期间(诸如在电池供电的操作期间)出现的电压下降的问题。
[0019]根据某些实施例，监视系统输入电压，使得可以当系统输入电压接近或突破电压极限时限制最大操作功率。
[0020]各种实施例可以包括一个或多个元件。元件可以包括被布置为执行某些操作的任何结构。一些元件可以被实施为硬件、固件、软件，或其任何组合，如针对给定设计参数集或者性能约束所期望的。尽管可以作为示例利用某一拓扑中的有限数量的元件来描述实施例，但如针对给定实施方式所期望的，实施例可以在替换拓扑中包括更多或更少元件。值得注意到，对“一个实施例”或者“实施例”的任何引用意指与实施例结合描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。在说明书中的不同地方中的措词“在一个实施例中”的出现不一定都指相同的实施例。
[0021]图1描绘便携式设备或者便携式系统100的一个实施例。便携式系统100可以包括通过系统电压输入节点104向平台组件114(单独地被示出为组件114a至114η，其中a、b、c、d和η表示任何非零整数)供给功率的电池102。系统电压输入节点104可以耦合到从诸如外部AC功率之类的外部源(未示出)供给功率的输入线。在各种模式中，系统100可以在耦合到AC电源时进行操作，或者可以例如在系统不附着到任何外部电源的情况下在完全地由电池102供电时进行操作。
[0022]平台组件114可以包括被设计为在特定输入电压容限或者范围内操作的一个或多个电压调节器。因此，如果系统输入电压106低于输入电压范围，系统100可能不适当地运作或者可能停机。如上所述，现代处理器设计考虑高功率(“涡轮加速”)。在涡轮加速模式期间的功率漂移可能导致系统电压下降，包括其中功率消耗可能造成伴随的输入电压下降为低于安全操作电平的短时段，即使时间平均输入电压高于用于平台组件114的系统的安全操作的下限。甚至在没有这样的涡轮加速模式中的操作的情况下，处理器功率也可能由于增加的工作负荷而增加，并且这样的电压下降可能出现。在一个示例中，处理器116以及其它平台组件可以操作以在短时间段内将它的模式调整为高功率模式，以便提供增强性能。这些时段可能从若干毫秒持续到数十毫秒，并且可能诸如以数百毫秒或者秒的间隔而间或地发生。以这样的方式，一个或多个平台设备可以在大部分时间以规律的功率水平或者规律的操作模式进行操作，而在短持续时间内以高功率模式进行操作。取决于在高功率模式中功率增加的量值，系统输入电压106可能下降到低于可接受的电平。此外，当系统100仅仅由电池102供电时，由电池102供应的电压电平可以逐渐地减小，因此使平均系统输入电压106随时间降低并且增加由高功率操作引起的电压下降导致不可接受的低系统输入电压106的可能性。
[0023]为了解决该问题，系统100包括操作以监视系统输入电压106并且进行响应以便将电压漂移限制到安全操作电平之下的平台保护系统108。在各种实施例中，平台保护系统108包括其中的每个可以以硬件或硬件和软件的组合被体现的欠电压保护组件110和平台设备功率管理组件112，在以下对其示例进行阐述。
[0024]图2图示出提供欠电压保护的一个示例性布置200。在所示出的示例中，电池202输出电压Vbat，其通过总电阻204(其包括槽电阻(cell resistance)、电池电阻和平台电阻)被降低，导致平台电流以系统输入电压106 (其被标记为VPUT_)驱动平台组件220。在图2的布置中，欠电压保护组件110以若干电路208、210、212来体现，所述电路可互操作以生成可以被导向平台组件220的一个或多个组件的控制信号214。在特定实施例中，欠电压保护组件110可以被布置为检测欠电压状况并且作为响应而生成可以使平台组件220中的一个或多个调整它们的操作以便消耗较少功率的PROCHOT#信号。在图2的示例中，响应于控制信号214、其功率消耗可以被向下调整的平台组件220除其他可能的组件外尤其可以包括前述的处理器116、图形处理器222和/或存储器设备224。平台组件220还可以包括作为显示组件(未示出)和充电器组件(也未示出)的这样的元件。实施例不受限于该上下文中。通过降低由一个或多个平台组件220消耗的功率的量，可以缓解欠电压状况，因此防止诸如整个系统停机之类的更严重的后果。
[0025]在其中控制信号214是PROCHOT#信号的实施例中，可以在PROCHOT#引脚上断言(assert)控制信号214。PROCHOT#引脚是典型地在已知系统中被采用以携带关于诸如一个或多个平台组件220之类的组件的热状况的信息的一种类型的封装引脚。在常规的使用中，如果任何处理器核达到高于预定阈值的温度，则PROCHOT#将断言。这触发热控制电路变为活动并且保持活动直到热突破(thermal breach)结束为止，在这之后PROCHOT#解断言(deassert)。因此，在本实施例中，可以采用PROCHOT#引脚来传达避免系统欠电压的控制信号以及对平台组件的过热进行响应的控制信号两者。
[0026]如图2所图示的，系统输入电压106与电路208和电路210并联。系统输入电压106可以作为未滤波的电压信号到达每个电路208、210。电路208被布置为当系统输入电压106下降到低于预定值时生成触发控制信号214的发送的信号。如图2中所示，电路208包括比较器Al和耦合到比较器Al的输出的晶体管SI。系统输入电压106耦合到比较器Al的一个输入，并且参考电压Vkefi親合到另一个输入。当V KEF1超过系统输入电压106时，从比较器Al输出信号