专利名称：电脑系统消耗功率动态调整方法
(1)技术领域一种电脑系统消耗功率动态调整方法，特别有关于一种利用计算功率消耗来动态调整中央处理器(Central Processing Unit，CPU)时钟脉冲节流率(clockthrottling ratio)的方法，让电脑系统即使工作在电池模式(Battery Mode)下仍能稳态地运作。
(2)背景技术笔记型电脑为近代最方便的发明，具有传统桌上型电脑的优点，例如强大运算能力和可扩充能力，且具有传统桌上型所缺乏的优点，例如体积小，携带方便。无怪乎现在人手一台。但笔记型电脑隐藏着一个致命的缺点，也就是它的使用续行力。在平时，由于用电方便，所以笔记型电脑可以使用市电来充当电源，并对电池充电，在此，笔记型电脑电力为一般模式。但当人在室外无市电可接的情况下，笔记型电脑的运作全靠自己的电池，在此，笔记型电脑为电池模式。然而，在电池模式下，电池能力再强，电力亦会有用完的一天。如果想使笔记型电脑使用时间增加，不外两种方法，一是增加电池的电力，但此方法常伴随着巨大的体积和重量，这并非是种好的方案；另一是降低笔记型电脑中元件的耗电量，使相同的电力得以存活较长的时间。而第二种方法普遍被大家所采用。
在电脑系统中，有许多省电的装置被提出，例如中国台湾第265,431号专利，揭示一种用于磁盘储存装置的省电方法和装置，利用降低磁盘装置中的启动马达的角速度而降低磁盘机的功率消耗。然而，众所皆知，在电脑系统中，中央处理器为一重要元件且相当消耗功率，而此元件功率消耗所带给笔记型电脑的影响更为明显，它不但会大量消耗笔记型电脑的电力，并将所消耗的功率转成热气出来，使自己和周围环境温度增加，使系统变成相当不稳定的状态，更因而导致系统错误的情况。为了要顺利地排除这热气，我们须加装大型的散热片及大型的风扇，以便能将热气顺利排除，降低热气对系统的不良影响，而大型零件在迷你精简的笔记型电脑系统中显然太过奢侈。
(3)发明内容而本发明的目的是提供一使电脑系统稳定的方法，通过动态调整中央处理器时钟脉冲节流率，进而控制其耗电，使系统稳定并延长可携式电脑的工作寿命。
而本发明的另一目的在于解决，降低制造的成本，舍弃笔记型电脑中央处理器而使用一般桌上型中央处理器所带来一些困扰，这些困扰包括功率的大量消耗并转换成热气出来，而热气影响了笔记型电脑的稳定性；消耗了电池所能提供的功率使笔记型电脑的工作寿命降低等问题。
本发明的目的是这样实现的本发明揭示一种电脑系统的动态调整方法，应用于一电脑系统，该电脑系统具有一系统BIOS(基本输入输出系统)以及一中央处理器，其中所述的动态调整方法包括所述的电脑系统中预设一参数对照表；检测所述的电脑系统以取得一第一参数值；比对所述的第一参数值与所述的参数对照表，得到第一结果，该第一结果具有对应的一上限值与一下限值；依据所述的第一结果以及所述的参数对照表，输出一第一调整指令至所述的系统BIOS；所述的系统BIOS依所述的第一调整指令来调整所述的中央处理器的时钟脉冲节流率；以及将所述的第一参数值储存为一第二参数值。
上述方法包含下列步骤首先，在电脑系统预设参数对照表；再对电脑系统进行检测取得第一参数值；其次，将第一参数值和第二参数值做比对，以得知消耗功率上升或下降，根据时钟脉冲节流值对映到参数对照表取得第三参数值，就第一参数值和第三参数值进行比对，借以调整中央处理器时钟脉冲节流率；然后，以第一参数值取代第二参数值及调整时钟脉冲节流值，并对电脑系统重新进行检测。
一种电脑系统消耗功率动态调整方法，应用于具有一系统BIOS、一中央处理器以及一微控制器的一电脑系统，其中所述的动态调整方法包括在所述的微控制器中预设一功率节流率参数对照表；检测所述的电脑系统的消耗功率，由所述的微控制器取得一第一参数值；所述的微控制器比对所述的第一参数值与所述的功率节流率参数对照表，得到一功率消耗状态；所述的微控制器依据所述的功率节流率参数对照表，比对所述的第一参数值与相对应的一第三参数值、一上限值以及一下限值，并输出一第一调整指令至所述的系统BIOS；所述的系统BIOS依据所述的第一调整指令调整上述中央处理器的时钟脉冲节流率；以及所述的微控制器将所述的第一参数值储存为一第二参数值。
本发明的优点在于，用桌上型中央处理器来代替笔记型中央处理器可以降低笔记型电脑的制造成本。此外，本发明解决了使用桌上型中央处理器所带来一些困扰，使笔记型电脑在电池模式下能延长系统的使用寿命，让桌上型中央处理器能顺利使用于笔记型电脑中。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
(4)
图1为本发明的方法的实施例流程图。
(5)具体实施方式
如图1所示，本发明揭示一种电脑系统消耗功率动态调整方法，包含下列步骤步骤10在电脑系统中预设功率节流的参数对照表。在具有中央处理器与系统基本输出输入装置(System BIOS)的电脑系统中预设一个参数对照表，例如在电脑系统的微控制器中预设一个参数对照表，其中电脑系统中的微控制器包括嵌入式控制器(Embedded Controller，EC)、键盘控制器(KeyboardController，KBC)等，而参数对照表则包括功率节流率的参数对照表。请参阅表一，其所列示的为功率节流率的参数对照表。
表一功率节流率的参数对照表
在表一中包括有中央处理器时钟脉冲节流阶段参数、时钟脉冲节流阶段预设上限参数、功率上升状态的节流率参数、时钟脉冲节流阶段预设下限参数与功率下降状态的节流率参数，其中时钟脉冲节流阶段预设上限参数、功率上升状态的节流率参数、时钟脉冲节流阶段预设下限参数与功率下降状态的节流率参数是分别与中央处理器时钟脉冲节流阶段参数相对应。此外，参数对照表中还包括有一个系统功率消耗预设参数，例如为49W。表一中所列示的各个参数值是用以举列说明本发明的较佳实施例，并非用以限制本发明，因此表一的各参数值可依据系统加以更动。
步骤12对电脑系统进行检测以取得第一参数值。检测电脑系统的消耗功率，由微控制器取得第一参数值，即系统功率消耗值。第一参数值的取得可在特定时间内，通过监测电脑系统的功率消耗状况而获得。
第一参数值取得的步骤如下监测系统的电流及/或电压类比讯号，并将此电流及/或电压类比讯号输出至微控制器，再由微控制器对此类比讯号进行类比数位转换(A/D convert)，以取得对应的数位参数。其中类比讯号可为电脑系统的电压、电流或中央处理器的电流，而对应类比数位转换的数位参数可为电脑系统的电压参数值、电流参数值或中央处理器的电流参数值。由于中央处理器的电压参数值为固定值，因此将电脑系统的电压参数值乘以电流参数值，或者将中央处理器的电压参数值乘以电流参数值，可以得到功率值，再将多次取样、计算的结果加以平均，即可得到第一参数值，而取平均的结果可以避免电流或电压因为突波所产生的影响。上述功率值的计算可经由微控制器完成，而第一参数值则可储存于微控制器。
而检测电脑系统消耗功率的方法，在此列出四种方法，然而检测电脑系统消耗功率的方法并不以此四种方法为限。方法说明如下方法一以外加的电压监测线路监测电脑系统的电压值(例如是电池的电压、外部电源的电压等)，并以外加的电流监测线路监测电脑系统的电流值，利用监测取得的电压值与电流值即可获知系统的消耗功率，例如将系统电压监测点及系统电流监测点连接至微控制器以进行讯号处理。
方法二由于中央处理器的工作电压是固定的，因此可用外加的监测线路侦监测中央处理器的电流值，利用中央处理器的工作电压与监测电流值即可得知系统的功率消耗。
方法三由于电脑系统在电池供电模式下，需要对系统的消耗功率加以限制。因此，利用电脑系统内的微控制器经由系统管理总体(System ManagementBus，SMB)取得电池的电压值与电流值，由此可获知系统的功率消耗值。而且，以微控制器取得电池的电压值与平均电流值，除了可以得到系统的功率消耗值，并可降低监测的取样频率。
方法四由于电脑系统在电池供电模式下，电池的电压在短时间内的变化不大。因此，以电脑系统内的微控制器经由系统管理总体(System ManagementBus，SMB)读取电池的电流值，以此亦可获得系统的功率消耗值。
步骤14比对第一参数值与第二参数值以得知目前功率消耗状态。第一参数值表示目前系统的功率消耗，是经由步骤12取得。而第二参数值表示前次所测得的系统功率消耗，当电脑系统第一次启动时第二参数值为一设定值，是以步骤10预设的参数对照表中的系统功率消耗预设参数为第二参数值。如果第一参数值大于第二参数值表示目前的功率消耗为上升状态(图1中14“是”)，则执行步骤16；反之，如果第一参数值小于第二参数值则目前的功率消耗为下降状态(图1中的14“否”)，则执行步骤18。
步骤16由微控制器比对第一参数值和第三参数值，判断目前功率消耗是否超过设定的上限，其中第三参数值是依据时钟脉冲节流阶段值对映到参数对照表的功率上升状态预设功率上限值。若第一参数值大于第三参数值在参数对照表对应的上限(图1中的16“是”)，则执行步骤20。如果第一参数值为不大于第三参数值在参数对照表对应的上限(图1中的16“否”)，则执行步骤22。
例如，当第一参数值为65W，第二参数值为55W，则目前功率消耗为上升状态，此时对应于第一参数值(65W)的第三参数值为2，对应的上升状态中央处理器时钟脉冲节流率为37.5％；而对应于第二参数值(55W)的中央处理器时钟脉冲节流阶段参数为1，对应的上升状态中央处理器时钟脉冲节流率为50％。因为第一参数值(65W)大于第三参数值在参数对照表对应的上限(60W)，故执行步骤20。
又例如当第一参数值为58W，其不大于第三参数值在参数对照表对应的上限，系统处于功率消耗稳定状态，则执行步骤22。
步骤18由微控制器比对第一参数值和第三参数值，判断目前功率消耗是否低于设定的下限，其中第三参数值是依据时钟脉冲节流阶段值对映到参数对照表的功率下降状态预设功率下限值。若第一参数值小于第三参数值在参数对照表对应的下限(图1中的18“是”)，则执行步骤24。如果第一参数值为不小于第三参数值在参数对照表对应的上限(图1中的18“否”)，则执行步骤22。
例如当第一参数值为55W，第二参数值为65W，则目前功率消耗为下降状态，此时对应于第一参数值(55W)的第三参数值为2，对应的下降状态中央处理器时钟脉冲节流率为37.5％；而对应于第二参数值(65W)的中央处理器时钟脉冲节流阶段参数为3，对应的下降状态中央处理器时钟脉冲节流率为25％。因为第一参数值小于第三参数值对照功率节流表所对应的下限(59W)，故执行步骤24。
又例如当第一参数值为62W，其不小于第三参数值对照功率节流表所对应的下限，系统处于功率消耗稳定状态，则执行步骤22。
步骤20输出降低时钟脉冲节流指令至系统BIOS。系统处于功率消耗上升状态，由微控制器输出降低时钟脉冲节流率指令至系统BIOS，并储存对应的中央处理器时钟脉冲节流阶段参数，执行步骤26。例如当第一参数值为65W，第二参数值为55W，功率消耗为上升状态，对应于第一参数值(65W)的上升状态中央处理器时钟脉冲节流率为37.5％，而对应于第二参数值(55W)的上升状态中央处理器时钟脉冲节流率为50％。因此微控制器依据参数对照表，输出降低时钟脉冲节流率指令至系统BIOS，将中央处理器时钟脉冲节流率由50％更改为37.5％。
步骤22不输出调整时钟脉冲节流指令至系统BIOS。系统处于功率消耗相对稳定状态，使中央处理器维持其时钟脉冲节流率，并执行步骤30。由于系统处于功率消耗相对稳定状态，因此微控制器并不会输出调整时钟脉冲节流指令至系统BIOS，使系统BIOS不会调整中央处理器的时钟脉冲节流率，故中央处理器的时钟脉冲节流率维持不变。
步骤24系统处于功率消耗下降状态，由微控制器输出提高时钟脉冲节流率指令至系统BIOS，并储存对应的中央处理器时钟脉冲节流阶段参数，执行步骤28。例如当第一参数值为55W，第二参数值为65W，功率消耗为下降状态，对应于第一参数值(55W)的下降状态中央处理器时钟脉冲节流率为37.5％，而对应于第二参数值(65W)的下降状态中央处理器时钟脉冲节流率为25％。因此微控制器依据参数对照表，输出提高时钟脉冲节流率指令至系统BIOS，将中央处理器时钟脉冲节流率由25％更改为37.5％。
步骤26系统BIOS输出减少指令以降低中央处理器时钟脉冲节流率。系统BIOS依据降低时钟脉冲节流指令而输出减少指令至节流器，节流器依减少指令来降低中央处理器时钟脉冲节流率至设定的时钟脉冲节流率，并执行步骤30。其中节流器可位于电脑系统的中央处理器或晶片组。例如当第一参数值为65W，第二参数值为55W，中央处理器的时钟脉冲节流率将由原先的50％降低为37.5％(中央处理器时钟脉冲节流阶段参数为1)。
步骤28系统BIOS输出增加指令以提高中央处理器时钟脉冲节流率。系统BIOS依据提高时钟脉冲节流指令而输出增加指令至节流器，节流器依增加指令来提高中央处理器时钟脉冲节流率至设定的时钟脉冲节流率，并执行步骤30。例如当第一参数值为55W，第二参数值为65W，中央处理器的时钟脉冲节流率将由原先的25％提高为37.5％(中央处理器时钟脉冲节流阶段参数为3)。
步骤30以第一参数值取代第二参数值及调整时钟脉冲节流值再加以储存。由微控制器以第一参数值取代第二参数值，且将第二参数值储存于微控制器，并重复步骤12。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种电脑系统消耗功率动态调整方法，应用于一电脑系统，该电脑系统具有一系统BIOS以及一中央处理器，其特征在于所述的动态调整方法包括所述的电脑系统中预设一参数对照表；检测所述的电脑系统以取得一第一参数值；比对所述的第一参数值与所述的参数对照表，得到第一结果，该第一结果具有对应的一上限值与一下限值；依据所述的第一结果以及所述的参数对照表，输出一第一调整指令至所述的系统BIOS；所述的系统BIOS依所述的第一调整指令来调整所述的中央处理器的时钟脉冲节流率；以及将所述的第一参数值储存为一第二参数值。
2.如权利要求第1项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于在调整所述的中央处理器时钟脉冲节流率以及储存所述的第二参数值之后，还包括检测所述的电脑系统重新取得所述的第一参数值；比对所述的第一参数值与所述的第二参数值，得到一第二结果；依据所述的第二结果以及所述的参数对照表，输出一第二调整指令至所述的系统BIOS；所述的系统BIOS依所述的第二调整指令来调整所述的中央处理器的时钟脉冲节流率；以及将所述的第一参数值储存为一第二参数值。
3.如权利要求第2项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于在调整所述的中央处理器时钟脉冲节流率以及储存所述的第二参数值之后，还包括比对所述的第一参数值与所述的第一结果，当所述的第一参数值大于所述的第一结果的所述的上限时，所述的第二结果为一上升状态，参照所述的第二结果与所述的参数对照表以降低所述的中央处理器的时钟脉冲节流率。
4.如权利要求第2项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于在调整所述的中央处理器时钟脉冲节流率以及储存所述的第二参数值之后，还包括比对所述的第一参数值与所述的第一结果，当所述的第一参数值小于所述的第一结果的所述的上限时，所述的第二结果为一下降状态，参照所述的第二结果与所述的参数对照表以提高所述的中央处理器的时钟脉冲节流率。
5.如权利要求第2项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于在调整所述的中央处理器时钟脉冲节流率以及储存所述的第二参数值之后，还包括比对所述的第一参数值与所述的第一结果，当所述的第一参数值介于所述的第一结果的所述的上限与所述的下限时，维持所述的中央处理器的时钟脉冲节流率。
6.如权利要求第1项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的参数对照表是预设于所述的电脑系统中的一微控制器。
7.如权利要求第6项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的检测电脑系统取得所述的第一参数值的方法包括以所述的电脑系统中的一监测线路监测一类比讯号；以及由所述的监测线路将所述的类比讯号输出至所述的微控制器进行讯号转换及计算，以得出所述的第一参数值。
8.如权利要求第1、6项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的第一结果是由所述的微控制器比对所述的第一参数值与所述的参数对照表得到的。
9.如权利要求第1、6项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的第一参数值与所述的第二参数值是储存于所述的微控制器。
10.一种电脑系统消耗功率动态调整方法，应用于具有一系统BIOS、一中央处理器以及一微控制器的一电脑系统，其特征在于所述的动态调整方法包括在所述的微控制器中预设一功率节流率参数对照表；检测所述的电脑系统的消耗功率，由所述的微控制器取得一第一参数值；所述的微控制器比对所述的第一参数值与所述的功率节流率参数对照表，得到一功率消耗状态；所述的微控制器依据所述的功率节流率参数对照表，比对所述的第一参数值与相对应的一第三参数值、一上限值以及一下限值，并输出一第一调整指令至所述的系统BIOS；所述的系统BIOS依据所述的第一调整指令调整所述的中央处理器的时钟脉冲节流率；以及所述的微控制器将所述的第一参数值储存为一第二参数值。
11.如权利要求第10项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于在调整所述的中央处理器的时钟脉冲节流率以及储存为所述的第二参数值时还包括检测所述的电脑系统重新取得所述的第一参数值；比对所述的第一参数值与所述的参数对照表，得到第一结果，该第一结果具有对应的一上限值与一下限值；所述的微控制器比对所述的第一参数值与所述的第二参数值，得到一第二结果；所述的微控制器依据所述的第二结果与所述的功率节流对照表，输出一第二调整指令至所述的系统BIOS；所述的系统BIOS依照所述的第二调整指令整所述的中央处理器的时钟脉冲节流率；以及所述的微控制器将所述的第一参数值取代所述的第二参数值。
12.如权利要求第11项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的微控制器依据所述的功率节流率参数对照表，比对所述的第一参数值与所述的第一结果时，所述的第一参数值大于所述的第一结果的所述的上限时，所述的第二结果为一上升状态；所述的微控制器依据所述的功率节流率参数对照表，输出一降低时钟脉冲节流率指令至所述的系统BIOS；以及所述的系统BIOS依据所述的降低时钟脉冲节流率指令使所述的中央处理器的时钟脉冲节流率降低。
13.如权利要求第11项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的微控制器依据所述的功率节流率参数对照表，比对所述的第一参数值与所述的第一结果，当所述的第一参数值小于所述的第一结果的所述的下限时，所述的第二结果为一下降状态；所述的微控制器依据所述的功率节流率参数对照表，输出一提高时钟脉冲节流率指令至所述的系统BIOS；以及所述的系统BIOS依据所述的提高时钟脉冲节流率指令使所述的中央处理器的时钟脉冲节流率升高。
14.如权利要求第11项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的微控制器依据所述的功率节流率参数对照表，比对所述的第一参数值与所述的第一结果，当所述的第一参数值介于所述的第一结果的所述的上限与所述的下限时，由所述的系统BIOS使所述的中央处理器的时钟脉冲节流率维持不变。
15.如权利要求第11项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的检测电脑系统的消耗功率的方法包括以所述的电脑系统中的一外加电压监测线路监测所述的电脑系统的一电压讯号，并以所述的电脑系统中的一外加电流监测线路监测所述的电脑系统的一电流讯号；以及所述的外加电压监测线路与所述的外加电流监测线路将所述的电压讯号与所述的电流讯号输出至所述的微控制器进行讯号转换及计算，以得出所述的第一参数值。
16.如权利要求第11项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的检测电脑系统的消耗功率的方法包括以所述的电脑系统中的一外加电流监测线路监测一中央处理器电流讯号；以及所述的微控制器取得所述的中央处理器电流讯号及一中央处理器工作电压值进行讯号转换及计算，以得出所述的第一参数值。
17.如权利要求第11项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的检测电脑系统的消耗功率的方法包括所述的微控制器以所述的电脑系统中的一系统管理总体取得所述的电脑系统的一电池电压讯号与一电池电流讯号；以及所述的微控制器对所述的电池电压讯号与所述的电池电流讯号进行讯号转换及计算，以得出所述的第一参数值。
18.如权利要求第11项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的检测电脑系统的消耗功率的方法包括所述的微控制器以所述的电脑系统中的一系统管理总体取得所述的电脑系统的一电池电流讯号；以及所述的微控制器对所述的所述的电池电流讯号与一电池电压讯号进行讯号转换及计算，以得出所述的第一参数值。
19.如权利要求第10项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的系统BIOS依据所述的第一调整指令控制所述的电脑系统中的一节流器，以调整所述的中央处理器的时钟脉冲节流率。
20.如权利要求第19项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的节流器是配置于所述的中央处理器中。
21.如权利要求第19项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的节流器是配置于所述的电脑系统的一晶片组中。
22.如权利要求第11项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的系统BIOS依照所述的第二调整指令控制所述的电脑系统中的一节流器，以调整所述的中央处理器的时钟脉冲节流率。
23.如权利要求第22项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的节流器是配置于所述的中央处理器中。
24.如权利要求第23项所述的电脑系统消耗功率动态调整方法，其特征在于所述的节流器是配置于所述的电脑系统的一晶片组中。
全文摘要
一种电脑系统消耗功率动态调整方法，应用于一电脑系统，该电脑系统具有一系统BIOS以及一中央处理器，本方法包括电脑系统中预设一参数对照表；检测该电脑系统以取得一第一参数值；比对该第一参数值与参数对照表，得到第一结果，该第一结果具有对应的一上限值与一下限值；依据第一结果以及参数对照表，输出一第一调整指令至系统BIOS；系统BIOS依第一调整指令来调整中央处理器的时钟脉冲节流率；以及将第一参数值储存为一第二参数值。本方法可动态调整中央处理器时钟脉冲节流率，进而控制其耗电，使电脑系统在电池模式下工作时，提高系统稳定性。
文档编号G06F1/32GK1462925SQ02122070
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月31日 优先权日2002年5月31日
发明者李铭杰, 刘柏廷, 陈钰辉 申请人:广达电脑股份有限公司