计算机省电设备和计算机省电系统的制作方法

专利名称:计算机省电设备和计算机省电系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及减少可编程的电子设备的能量消耗，以及更具体地，涉及减少计算机 中的能量消耗。
背景技术：
通常，计算机(例如PC)在使用时大约耗电150_200W(瓦特)，以及在关闭但仍然 插在插座上时大约消耗5W。现代计算机系统具有能够使计算机进入减少耗电量的状态的操 作系统(OS)。例如，它们可以使某些外围设备比如显示器或硬盘驱动器停用。这些外围设 备在用户不操作计算机时一般是不要求的。
公知的电源管理标准是ACPI (高级配置与电源接口)标准。近年生产的大多数 IBM兼容PC的母板(motherboard)遵循这个标准。ACPI标准具有数个OS可以使计算机进 入其中的全局状态。它们是
GO-计算机在其中是完全可操作的。设备的电源状态可以被动态改变。
G1-这个状态被分成四个子状态或睡眠状态；S1至S4。计算机对用户表现为关机， 但这是因为外围设备比如显示器的电源被关闭。系统的上下文得到保存(即主动式存储器 被存储)。
G2_(又称为S5，见下)“软关机”，在其中计算机系统绝大多数被停用，除了提供响 应某一输入来唤醒的最少量电源。系统的上下文在这个状态中不被存储。
G3- “机械关机”，在其中计算机完全地关机，并准备好被拔去插头。在G3状态下， 耗电量通常是最低的，因为只有系统实时时钟保持通电。计算机必须被机械地开启来返回 任何其他的状态。
G1睡眠状态一般在正常使用时被使用，以为它们都提供相对短的时间(被称为唤 醒延迟时间)来返回到G0状态。此外，系统的上下文得以维持从而用户可以同样地继续工 作。G1睡眠状态定义如下
S1-设备除非另有指示将被停用，CPU和主存储器保持通电。虽然其唤醒延迟时间 是G1睡眠状态中最短的，但是该状态具有G1睡眠状态的最高的耗电量(大约150W)。
S2-同S1，但是该状态下CPU电源被关闭，并且系统高速缓存被清空。虽然其唤醒 延迟时间较长，但是其耗电量低于S1。
S3-除了所有的系统上下文(除主系统存储器外)均丢失，同S2。虽然其唤醒延 迟时间较长，但是其耗电量低于S2和S1 (S3的耗电量大约是5W)。然而，对于终端用户来 说S1和S3状态在唤醒延迟时间方面的差异是可忽略的，两者显示是“瞬间的”(即唤醒延 迟时间为几秒内)。另外，由于主系统存储器上下文的保持使得程序、窗口等被恢复到它们 原来屏幕上的位置。
S4-所有的设备的电源关闭，但是上下文通过将存储器存储在例如硬盘上得以维 持。这个状态通常被称作“休眠”。由于需要从硬盘读取，虽然唤醒延迟时间显著地更长，但 是耗电量低于S3。[0013]S5-如同G3 ；只是系统的上下文并不存储(与S4相反)。
计算机系统可以被提供允许在某个非活动时期之后进入ACPI状态的OS。这也可 以是用户指定的。但是用户只是被给予更改“睡眠”状态(即S1至S3中之一；S4被称为 “休眠”)的设置的选择。对于计算机所进入的G1睡眠状态的哪一个状态的控制通常是隐 藏在OS内而对用户是不可见的。
在比如Windows XP、2000、2003和ME(均为微软公司的注册商标)的OS中，系统所 进入的默认的G1睡眠状态是在OS安装后确定的。这一般由0S所发现的硬件来确定。在 最新的系统中，可以想象，0S将确定S3是最适合的默认的G1睡眠状态(其比S1和S2具 有较低的耗电量并且还具有相对低的唤醒延迟时间)。
然而，当USB外围设备被增加到系统(例如鼠标)时，计算机BIOS可能向0S报告 这些设备不能从S3状态将系统唤醒，以及同样地0S将默认睡眠状态改变为S1 (其具有比 S3高的耗电量，但是具有较高的系统完整性使得易于恢复到G0状态)。由于Windows注册 表被配置来指示BIOS，对于任何USB设备将其S1唤醒能力返回给0S，一些版本的Windows XP在连接USB键盘/鼠标设备时自动阻止进入S3状态。
同样地，连接了 USB外围设备的睡眠状态期间的耗电量显著地更高(可能大约有 3000%高)。使用S1状态而不是S3状态仅仅是阻止系统崩溃的故障安全控制，以及实际上 许多USB设备使用S3状态将可胜任地工作。不必要的将S1状态代替S3状态的使用浪费 了电源，并使用户和/或计算机的所有者在电费帐单上产生费用。特别是大多数用户不知 道0S选择了哪种状态的时候，这一点确实如此。
此外，许多计算机系统不具有按需启动G1睡眠状态的直接方法。睡眠状态的启 动经常受计时器控制，其可能太长，导致计算机在空闲时停留在最消耗功率的G0状态，或 可能太短，在其中可能例如当用户正在从显示器读取或研究显示器图像的时候进入睡眠状 态。一些键盘包括参与G1睡眠状态的睡眠按钮，但是如果要求这个功能，必须以很大的代 价来更换整个键盘。
不必说，进入由0S确定的默认睡眠状态的上述方法，其一般并不是所描述的最有 效率的状态。

实用新型内容

本发明的目的是缓解一个或多个上述问题。
其中，所解决的一个技术问题是，为一系列计算机和默认的计算机待机(standby) 状态，提供将默认计算机待机状态设置为更加有效的状态的方法，而不需要更换现有硬件 或手动修改注册表设置。
根据本发明的第一方面，提供了用于计算机的计算机省电设备，所述计算机用于 进入至少两个由软件控制的待机状态中的一个，所述设备包括连接部，用于将设备连接至 所述计算机；专用的用户输入设备，用于在开始操作后将输入命令提供给所述计算机，所述 输入命令用于向所述计算机发出命令使其进入待机状态；以及用于提供所述输入命令的键 盘仿真器。
计算机省电设备最好是专用的计算机省电设备。对于“专用的”，我们指的是该设 备主要的或唯一的目的是所述的功能。[0024]有利地是，提供了专用的用户输入设备，其可以被连接至计算机，用于唯一的能量 节省的目的。同样地，可以使该设备变得简单可容易操作的(消除手动改变复杂系统设置 的需要)，并且此外不要求更换任何其他的硬件(举例来说，用具有睡眠功能的键盘代替普 通的键盘)来进行操作。
此外，默认待机状态的修改确保计算机将进入期望的状态(通常为具有较低耗电 量的状态)，而不管所连接的外围设备。
根据本发明的第二方面，提供了包括计算机以及如上所述的专用的计算机省电设 备的计算机省电系统。
根据本发明的第三方面，提供了计算机省电的成套装置，其包括如上所述的专用 的计算机省电设备，以及用于将程序安装到计算机上的计算机可读介质。


通过参照所附的图，计算机省电系统将被详细描述，其中
图1是已知的计算机系统的图示；
图2是已知的待机过程的图示；
图3是根据本发明第一实施例的计算机省电系统的图示；
图4是根据本发明第一实施例的待机过程的图示；以及
图5是根据本发明第二实施例的待机过程的图示。
具体实施方式
一种已知的计算机系统100在图1中示出。该系统包括计算机基本单元102，其包 括系统存储器/处理器/硬盘驱动器和其他已知的组件。该基本单元从插在插座106的电 源线104接收电源。操作系统(OS)比如Windows XP被安装在计算机上。
计算机系统100还包括显示器108，比如IXD/CRT等。显示器经由显示器连接线 110从基本单元102接收数据。
计算机系统100还包括外围设备112，特别地是鼠标114和键盘116。鼠标114和 键盘116分别经由连接线118和120被连接至基本单元102。在这个例子中，外围设备112 经由USB (通用串行总线)连接器122连接。尽管此处是该情形，应该注意的是，连接器118、 120可以不是有线的，并且同样地可以是红外/蓝牙 或任何已知的可以与USB连接器一起 工作的连接器。
图2示出已知的操作序列200，来使计算机系统100进入G1睡眠状态。首先，OS 在S202确定系统将采用的默认的G1睡眠状态。这是对于系统的硬件能力的响应，并且发生 在OS安装后、USB设备连接或用户输入改变OS的设置使得USB设备可以“唤醒”系统100。
在正常的使用/操作期间，系统处于G0状态(204)(如上所述)。如果用户在步骤 S206使用键盘上的睡眠按钮或通过与0S交互来发出睡眠请求，取决于在S202选择的睡眠 状态，系统在步骤S208进入默认的G1睡眠状态。这该实例中，可用的G1睡眠状态是S1和 S3。然而，由于以上列出提供的问题，默认的睡眠状态通常设为S1。在步骤S210，唤醒命令 在唤醒延迟时间之后将系统恢复至G0状态。
可替换地，计算机在步骤212将监视的用户活动(例如鼠标运动、键盘输入)。如果没有探测到用户输入，在时间td(由用户在OS设置中指定)以后，系统将进入上述默认 的G1睡眠状态。
图3中示出根据本发明的计算机省电系统300。共同部件的编号比系统100的编 号大200。
系统300还包括专用的用户输入设备350，其包括基础部件352和安装在其上并可 通过按压来启动的用户输入按钮354。在该实例中，用户输入按钮354具有安装在其上的闪 光灯356。当非活动时期开始后，闪光灯作为对用户操作用户输入设备350的持续的提醒。
用户输入设备350经由连接线358和USB连接器322中的一个被连接至基本单元 302。用户输入设备经由USB连接线358从计算机接通电源。
用户输入设备350是键盘仿真器并由Windows 98以后的Windows OS识别为标准 的即插即用型人机接口设备，从而并不要求它自身的特定的驱动程序软件。它能够以一系 列按键的形式发出由系统300的OS解释的命令，其将在以下得到描述。
图4示出与系统300有关的待机过程400的图示。为使用系统300，用户在步骤 S402将软件安装到计算机上。软件可以是可下载的，存储在光盘、DVD或其它适合的介质 上。软件的安装可以包括仅仅将可执行文件转移到系统硬盘上(例如Windows操作系统中 的system32文件夹)。
一旦被安装上，该软件提供可以由系统0S中的“运行”命令408启动的可执行文 件，来将系统的默认的G1状态改变为S3。例如在Windows XP中通过如下修改注册表项目， 这是可能的
HKEY_LOCAL_MACHINE/SYSTEM/CurrentControlSet/Services/usb
“USBBIOSx” = DWORD 00000000
从而，OS将不再一直对所有的USB设备假定S1为默认状态，而且一旦睡眠，就将 进入S3状态。所提及的命令408也将在系统中启动G1睡眠状态。
如图4中所示出，当0S在步骤S404 (在USB设备的安装或者增加期间)确定默认 的G1睡眠状态之后，系统处于G0模式406。然后用户在步骤S410启动用户输入设备350， 其中步骤S410模拟命令408的键盘输入，例如如果所安装的可执行文件名为“睡眠”，该输 入可以只是命令“运行睡眠”。因此，注册表在步骤S412被修改为S3默认的G1睡眠状态， 并且在步骤S414进入睡眠模式。系统然后可以在步骤S416被适合的输入(例如按键)唤 醒。
通过这种方式，用户可以容易地进入S3状态，而无需手动修改注册表(其对于系 统是潜在有危险的)。还可以进入G1睡眠状态，而不必在键盘上提供睡眠按钮或与0S交 互。此外，用户可以确信进入了最期待的和/或最有效的状态(在该情形下为S3)并且电 源不会由于不必要地使用S1状态而被浪费。
图5的待机过程500实质上类似于图4的待机过程400。共同的特征的编号增加 了 100。
除了过程400之外，过程500还包括在步骤S520记录计算机的时钟时间1和在步 骤S522记录时钟时间2，以及在步骤S524比较时钟时间的另外的步骤。这些步骤由软件来 实现，并且通过从时钟时间2减去时钟时间1，软件可以确定花费在S3状态的时间的数量。 另外，这个信息可以显示给用户。[0053]软件最好使用在S1状态和S3状态的计算机系统耗电量的估计量来估计通过使用 该设备所节省的能量。然后这个信息可以被显示给用户，被存储以备将来参考，或被传送给 中心区域或IT部门来确定一段时间的和/或多个计算机系统的总的能量节省。
一旦安装，软件可以通过向用户询问系统的各种组件的规格或仅仅从系统自身确 定规格，来确定硬件的耗电量。
设备可能无法在所有情况下能够使计算机进入S3状态(由于计算机硬件的限 制)，从而会在该情形下将最有效率的可用的状态设置成默认的。
许多变型和修改落入了本发明的范围之内。例如，软件可以被存储在用户输入设 备内的闪速存储器上，而且可以在设备被连接至计算机时通过“自动运行”程序而进行自动 安装，以此避免单独的安装光盘或下载的需要。
该设备可以发出分配给快捷方式的按键组合来进入省电状态，而无需使用运行命 令。设备可以通过另外的途径指示计算机输入省电设备的密钥，例如通过直接与Microsoft Windows的电源控制API交互，并且可以被安装为其有权获得此目标的设备。
替换闪光灯的用户输入设备，或者除闪光灯之外的用户输入设备，可以被成形、装 饰或着色来向用户提供信息，或者仅仅是来使用它的提醒。
一旦进入待机状态和/或从待机状态退出，可执行文件可以另外向用户提供消 息。例如，可以示出简单的消息来感谢用户使用该设备。此外，可以出现广告，最好包括指 向目标网站的超链接。该消息可以被设定为在数秒之后小时来防止对计算机使用的打断。
设备不必须经由USB被连接至系统，而是可以通过任何适合于键盘仿真器的方 式；例如无线的(例如蓝牙 或红外)连接。计算机可以是膝上型电脑或台式电脑。设备可 以电池供电的、太阳能供电的或主群组电流供电的，而不是从计算机的USB端口获取电源。 在设备被无线连接至计算机的情形下，这可能特别地适用。
设备可以是对接触敏感的，而不是依赖于机械按钮的按压。
通过重复按钮按压，设备可以提供必要的输入来唤醒系统。如果该设备被设定来 交替地发出运行命令以及仅仅提供通常将计算机从待机状态唤醒的键盘输入(例如空格 键)，其是可能的。可替换地，两个按钮或其它适合的输入可以被提供；一个具有待机功能， 以及另一个具有唤醒功能，每个提供对计算机的不同的输入。
在另一个实施例中，该设备不是专用的，并被提供在键盘/鼠标等上。
程序也可以直接从设备本身运行。
程序可以记录每个使用和/或将每个使用报告给中央服务器，使得IT部门可以监 视设备的使用。
7
权利要求
一种用于计算机的专用的计算机省电设备，所述计算机用于进入至少两个由软件控制的待机状态中的一个，其特征在于所述设备包括连接部，用于将所述设备连接至所述计算机，专用的用户输入设备，用于在开始操作后将输入命令提供给所述计算机，所述输入命令用于向所述计算机发出命令使其进入待机状态，以及用于提供所述输入命令的键盘仿真器。
2.根据权利要求
1所述的专用的计算机省电设备，其中所述连接部包括可连接至计算 机的USB连接。
3.根据权利要求
1所述的专用的计算机省电设备，包括存储器。
4.根据权利要求
1所述的专用的计算机省电设备，其中所述专用的用户输入设备包括 具有待机功能的第一用户输入和具有唤醒功能的第二用户输入。
5.一种计算机省电系统，其特征在于包括 计算机，以及根据前面任一权利要求
所述的专用的计算机省电设备。
6.一种计算机省电成套装置，其特征在于包括根据权利要求
1至4中的任一权利要求
所述的专用的计算机省电设备，以及 用于将程序安装到所述计算机上的计算机可读介质。
专利摘要
一种用于计算机的专用的计算机省电设备，所述计算机用于进入至少两个由软件控制的待机状态中的一个，所述设备包括连接部，用于将所述设备连接至所述计算机，以及专用的用户输入设备，用于在开始操作后将输入命令提供给所述计算机，所述输入命令用于指示可由所述计算机访问的程序的运行，该程序至少在默认的待机状态不同于期望的待机状态时，将所述计算机的所述默认的待机状态设置成所述期望的待机状态，以及向所述计算机发出命令使其进入所述默认的待机状态。
文档编号G06F3/038GKCN201607688SQ200890000005
公开日2010年10月13日 申请日期2008年8月1日
发明者J·M·T·冈恩 申请人:发明技术解决方案有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan