專利名稱：利用n分演算法切換cpu工作電壓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多段式切換CPU工作電壓的方法，特別涉及一種切換電壓時(shí)系統(tǒng)具穩(wěn)定性的利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法。
就切換CPU工作電壓而言，目前切換CPU電壓的技術(shù)是如下所述一電源供應(yīng)器是負(fù)責(zé)提供穩(wěn)定電壓至電壓調(diào)節(jié)器(Voltage Regulor或稱Voltage Control Machine)，如

圖1所示，電壓調(diào)節(jié)器10是通過Vcpu#的信號(hào)線提供CPU12所需穩(wěn)定的工作電壓。在一般IBM電腦的規(guī)格系統(tǒng)上，尤其是筆記本電腦系統(tǒng)，為了達(dá)到省電效果，CPU電源管理會(huì)在CPU12閑置時(shí)切換至較低CPU工作電壓，在CPU12滿載時(shí)則切換至較高CPU工作電壓，而為了要達(dá)到此目的，CPU12會(huì)通過CPU_VID#的信號(hào)線通知電壓調(diào)節(jié)器10，該電壓調(diào)節(jié)器10再通過Vcpu#信號(hào)線重新提供CPU12所需的工作電壓。
然而，此舉將牽涉到該電壓調(diào)節(jié)器10的工作模式，一般電腦系統(tǒng)在電路設(shè)計(jì)時(shí)為求電路穩(wěn)定，在電壓調(diào)節(jié)器10的功能上便設(shè)計(jì)有一功能，那就是在電壓不穩(wěn)定時(shí)，亦即工作電壓值差異過大時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器10會(huì)要求系統(tǒng)做一次重新開機(jī)(teset)。詳言之，電壓調(diào)節(jié)器10會(huì)把連接至系統(tǒng)南橋芯片14的POWER_GOOD#信號(hào)拉下(drop down)，此時(shí)系統(tǒng)南橋芯片14收到POWER_GOOD#信號(hào)已被拉下，隨即將連接至CPU12的CPU_RESET#信號(hào)也拉下，此時(shí)CPU12就會(huì)重新開機(jī)。
而為了在CPU電源管理功能中達(dá)到切換CPU工作電壓，且又不至于使電壓調(diào)節(jié)器會(huì)要求系統(tǒng)做一次重新開機(jī)，已知皆以硬件的方式來解決此問題。在電路設(shè)計(jì)上除了使用增強(qiáng)版的電壓調(diào)節(jié)器，即有支持移動(dòng)式電壓定位技術(shù)IMVP(Intel Mobile Voltage Positioning)規(guī)格的電壓調(diào)節(jié)器16，以解決一般電壓調(diào)節(jié)器重新開機(jī)的問題外，另外在CPU12與INWP電壓調(diào)節(jié)器16之間增設(shè)一個(gè)GCL控制器18，以確保信號(hào)穩(wěn)定。如圖2所示，當(dāng)CPU12的CPU_VID#信號(hào)改變而切換至較高電壓時(shí)，CPU12會(huì)通過CPU_VID#的信號(hào)線通知IMVP電壓調(diào)節(jié)器16，此時(shí)IMVP電壓調(diào)節(jié)器16通過Vgatc#的信號(hào)線提供GCL控制器18穩(wěn)定電壓，使其由POWERGOOD_CPU#信號(hào)線通知CPU12該電壓大幅的改變乃是屬于正常切換范圍；而當(dāng)CPU12的CPU_VID#信號(hào)無改變，但I(xiàn)MVP電壓調(diào)節(jié)器16的電壓卻大幅改變時(shí)，表示電源有問題，即通過系統(tǒng)南橋芯片14使CPU12重新開機(jī)。
但是，此種已知技術(shù)是以硬件方式解決，不但使用上會(huì)受到限制，亦會(huì)衍生出硬件成本問題。就目前PC市場(chǎng)而言，成本控制絕對(duì)是非常重要的，能減少IC的使用數(shù)目，就能減少IC的花費(fèi)；能減少電路的布局，就能降低PC主機(jī)板制造成本。為此，本發(fā)明即在提出一種利用N分算法切換CPU工作電壓的軟件解決方案，以解決已知技術(shù)的缺點(diǎn)。
解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這樣的一種利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是，主要包括有比較CPU目前工作電壓及欲切換的新工作電壓，以得到一切換高低工作電壓的差異值；根據(jù)一CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值與該高低工作電壓差異值兩者間的關(guān)系，將該切換高低工作電壓的差異值分割成N次；以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值為單位，逐次切換該CPU目前工作電壓，以利用切換N次工作電壓而將該CPU目前工作電壓調(diào)整為該CPU新工作電壓；該N值為正整數(shù)，且該N值是由該CPU高低工作電壓差異值除以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值計(jì)算取得；計(jì)算該N值若有余數(shù)R產(chǎn)生時(shí)，在N次切換該CPU目前工作電壓為新工作電壓之際，再配合R段微調(diào)直至工作電壓切換至CPU新工作電壓為止；該CPU欲切換的新工作電壓是大于該目前工作電壓，則以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值為單位，分N次切換該CPU目前工作電壓，使其由低工作電壓開始遞增的切換工作電壓，直至切換至該CPU新工作電壓為止；該CPU欲切換的新工作電壓是小于該目前工作電壓，則以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值為單位，分N次切換該CPU目前工作電壓，使其由高工作電壓開始遞減的切換工作電壓，直至切換至該CPU新工作電壓為止；該CPU欲切換的新工作電壓是等于該目前工作電壓，則無須切換工作電壓，即結(jié)束整個(gè)流程；該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值即為電壓調(diào)節(jié)器可容忍的工作電壓變動(dòng)的差異值；該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值是于設(shè)計(jì)CPU及主機(jī)板時(shí)所量測(cè)得知。
本發(fā)明是先比較CPU目前工作電壓及欲切換的新工作電壓，以得到一切換高低工作電壓的差異值，利用其與一CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值之間的關(guān)系，將該切換高低工作電壓的差異值分割成N次；并以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值為單位，逐次切換該CPU目前工作電壓，以利用切換N次工作電壓而將該CPU目前工作電壓調(diào)整為新工作電壓，從而解決了多段式切換工作電壓的CPU在切換電壓時(shí)造成系統(tǒng)不穩(wěn)的技術(shù)問題。
本發(fā)明方法簡(jiǎn)便，其優(yōu)點(diǎn)效果如下1、本發(fā)明主要是提供一種切換CPU工作電壓的方法，其是利用N分算法解決多段式切換工作電壓的CPU在切換電壓時(shí)造成系統(tǒng)不穩(wěn)的問題。
2、本發(fā)明是以軟件解決系統(tǒng)信號(hào)不穩(wěn)的問題，故不需要任何硬件成本。
3、本發(fā)明是以軟件程序控制，所以在改變?cè)O(shè)定數(shù)值或參考數(shù)據(jù)時(shí)非常容易，且于使用上具有彈性。
圖2為已知CPU電源管理中增設(shè)一電壓調(diào)節(jié)器的硬件架構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明利用N分算法切換CPU工作電壓的流程圖。
當(dāng)電腦系統(tǒng)的CPU依實(shí)際需求需要切換CPU工作電壓時(shí)，本發(fā)明是先比較CPU目前工作電壓及欲切換的新工作電壓，以得到一切換高低工作電壓的差異值；并根據(jù)該高低工作電壓差異值與一CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值兩者間的關(guān)系，將該切換高低工作電壓的差異值分割成N次。換言之，以CPU_Diff_Voltage來稱呼CPU電源管理功能中切換高低工作電壓的差異，而以VCM_Diff_Voltage來稱呼CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值，亦即為電壓調(diào)節(jié)器(VCM)可容忍的工作電壓變動(dòng)的差異值，則該N值是由該CPU高低工作電壓差異值除以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值計(jì)算取得，也就是N＝CPU_Diff_Voltage/VCM_Diff_Voltage，且N值必為正整數(shù)，所得到的余數(shù)R，再進(jìn)行電壓微調(diào)即可。
在取得N值之后，以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值為單位，逐次切換(調(diào)升/調(diào)降)CPU目前工作電壓，以利用切換N次工作電壓而將該CPU目前工作電壓調(diào)整為CPU欲切換的新工作電壓。其中，若有余數(shù)R存在時(shí)，在進(jìn)行N次工作電壓切換時(shí)，再配合R段微調(diào)直至工作電壓切換至CPU新工作電壓為止。
由于在設(shè)計(jì)CPU與主機(jī)板時(shí)，即可量測(cè)得知該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值(VCM_Diff_Voltage)，而此值在N分算法中是固定不變的；一旦依實(shí)際需求而確定出VCM_Diff_Voltage的值時(shí)，將該值輸入至N分算法中即可求得N值。再配合有限回圈演算法，若CPU欲切換的新工作電壓是等于該目前工作電壓，則無須切換工作電壓，即可結(jié)束整個(gè)流程。如果由低工作電壓切換至高工作電壓(CPU欲切換的新工作電壓是大于該目前工作電壓)，則由低工作電壓開始遞增的切換工作電壓，直到低工作電壓遞增至+N*VCM_Diff_Voltage后，再配合R段微調(diào)直至等于高工作電壓(CPU新工作電壓)為止。如果由高工作電壓切換至低工作電壓(CPU欲切換的新工作電壓是小于該目前工作電壓)，則由高工作電壓開始遞減的切換工作電壓，直到高工作電壓遞減至-N*VCM_Diff_Voltage后，再配合R段微調(diào)直至等于低工作電壓(CPU新工作電壓)為止，如此即可達(dá)到成功切換工作電壓的目的。
至此，本發(fā)明的精神已說明完畢，以下特以一具體切換流程來說明上述的原理，并使熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)者將可參酌此實(shí)施例的流程描述而獲得足夠的知識(shí)而據(jù)以實(shí)施。
圖3為本發(fā)明利用N分算法切換CPU工作電壓的流程圖，如圖所示，首先如步驟S10所示開始整個(gè)切換工作電壓流程后，如步驟S12比較CPU目前工作電壓(簡(jiǎn)稱為SV)與欲切換的新工作電壓(簡(jiǎn)稱為TV)的值，若TV值等于SV值，則進(jìn)入步驟S14；若TV值大于SV值，則進(jìn)入步驟S16；若TV值小于SV值，則進(jìn)入步驟S18。
當(dāng)比較結(jié)果如步驟S14所示TV值等于SV值時(shí)，無須改變?nèi)魏喂ぷ麟妷?，故可如步驟S20所使其完成整個(gè)切換過程。
當(dāng)比較結(jié)果如步驟S16所示TV值大于SV值時(shí)，接續(xù)進(jìn)行步驟S22所示的計(jì)算過程，計(jì)算一切換高低工作電壓差異值(CPU_Diff_Voltage)，即CPU_Diff_Voltage＝TV-SV，再配合電壓調(diào)節(jié)器(CPU)可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值(VCM_Diff_Voltage)計(jì)算出N值，即N＝CPU_Diff_Voltage/VCM_Diff_Voltage；而后如步驟S24所示，以SV+V*VCM_Diff_Voltage的值設(shè)定為欲切換的CPU工作電壓，其中該V值是為回圈記錄變數(shù)，初始值是設(shè)定為1。得到欲切換的CPU工作電壓后即進(jìn)行步驟S26，執(zhí)行切換CPU的工作電壓，且每次切換的工作電壓幅度為VCM_Diff_Voltage，若切換失敗，回到步驟S24并重復(fù)之；若切換成功，則繼續(xù)進(jìn)行步驟S28，將V值加1后，先如步驟S30所示判斷V值是否等于N值，若不相等，則回到步驟S24，重新設(shè)定欲切換的CPU工作電壓，且新設(shè)定的工作電壓必定大于前次切換的工作電壓，不斷重復(fù)上述步驟，直至V值等于N值為止，此時(shí)，即如步驟S32所示完成整個(gè)工作電壓切換流程。
當(dāng)比較結(jié)果如步驟S18所示TV值小于SV值時(shí)，接續(xù)進(jìn)行步驟S34所示的計(jì)算過程，計(jì)算一CPU_Diff_Voltage的值，即CPU_Diff_Voltage＝SV-TV，再配合VCM_Diff_Voltage的值計(jì)算出N值，即N＝CPU_Diff_Voltage/VCM_Diff_VoItage；而后如步驟S36所示，以SV-V*VCM_Diff_Voltage的值設(shè)定為欲切換的CPU工作電壓，其中該V值的初始值亦設(shè)定為1。得到欲切換的CPU工作電壓后即如步驟S38所示，執(zhí)行切換CPU的工作電壓，且每次切換的工作電壓幅度為VCM_Diff_Voltage，若切換失敗，回到步驟S36并重復(fù)之；若切換成功，則繼續(xù)進(jìn)行步驟S40，將V值加1后，如步驟S42所示判斷V值是否等于N值，若不相等，則回到步驟S36，重新設(shè)定欲切換的CPU工作電壓，且新設(shè)定的工作電壓必定小于前次切換的工作電壓，不斷重復(fù)上述步驟，直至V值等于N值為止，此時(shí)，即如步驟S44所示完成整個(gè)工作電壓切換流程。
本發(fā)明是在提供一種確實(shí)可行的軟件解決方案，即N分演算切換工作電壓的技術(shù)，且以N分算法切換工作電壓的技術(shù)在軟件程序中解決而不需要額外硬件成本。另外，本發(fā)明雖需要N次切換工作電壓才可達(dá)到目的的工作電壓，但所需時(shí)間是相當(dāng)短的，不會(huì)耗費(fèi)太多時(shí)間。且因本法是以多段式切換工作電壓CPU，對(duì)CPU而言是以一段段切換工作電壓，故以本發(fā)明切換的每一段CPU的工作電壓都相當(dāng)準(zhǔn)確，完全不用擔(dān)心硬件不穩(wěn)定而需要重來的情形。雖然CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異的值需在真正設(shè)計(jì)CPU與主機(jī)板時(shí)才能量測(cè)得知，但以軟件程序控制，更改數(shù)值設(shè)定非常容易且具有彈性。
因此，本發(fā)明是利用N分算法切換CPU工作電壓的方法，確實(shí)可解決多段式切換工作電壓的CPU在切換電壓時(shí)造成系統(tǒng)不穩(wěn)的問題。
以上所述的實(shí)施例僅是為說明本發(fā)明的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在使熟習(xí)此項(xiàng)技藝的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明的專利范圍，即大凡依本發(fā)明所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。
綜上所述，本發(fā)明確具先進(jìn)性、實(shí)用性，已符合發(fā)明專利申請(qǐng)要件，故依法提出發(fā)明專利申請(qǐng)。
權(quán)利要求
1.一種利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是，主要包括有比較CPU目前工作電壓及欲切換的新工作電壓，以得到一切換高低工作電壓的差異值；根據(jù)一CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值與該高低工作電壓差異值兩者間的關(guān)系，將該切換高低工作電壓的差異值分割成N次；以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值為單位，逐次切換該CPU目前工作電壓，以利用切換N次工作電壓而將該CPU目前工作電壓調(diào)整為該CPU新工作電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是該N值為正整數(shù)，且該N值是由該CPU高低工作電壓差異值除以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值計(jì)算取得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是計(jì)算該N值若有余數(shù)R產(chǎn)生時(shí)，在N次切換該CPU目前工作電壓為新工作電壓之際，再配合R段微調(diào)直至工作電壓切換至CPU新工作電壓為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是該CPU欲切換的新工作電壓是大于該目前工作電壓，則以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值為單位，分N次切換該CPU目前工作電壓，使其由低工作電壓開始遞增的切換工作電壓，直至切換至該CPU新工作電壓為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是該CPU欲切換的新工作電壓是小于該目前工作電壓，則以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值為單位，分N次切換該CPU目前工作電壓，使其由高工作電壓開始遞減的切換工作電壓，直至切換至該CPU新工作電壓為止。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是該CPU欲切換的新工作電壓是等于該目前工作電壓，則無須切換工作電壓，即結(jié)束整個(gè)流程。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值即為電壓調(diào)節(jié)器可容忍的工作電壓變動(dòng)的差異值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值是于設(shè)計(jì)CPU及主機(jī)板時(shí)所量測(cè)得知。
全文摘要
一種利用N分演算法切換CPU工作電壓的方法，其特征是，主要包括有比較CPU目前工作電壓及欲切換的新工作電壓，以得到一切換高低工作電壓的差異值；根據(jù)一CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值與該高低工作電壓差異值兩者間的關(guān)系，將該切換高低工作電壓的差異值分割成N次；以該CPU可容忍的工作電壓變動(dòng)差異值為單位，逐次切換該CPU目前工作電壓，以利用切換N次工作電壓而將該CPU目前工作電壓調(diào)整為該CPU新工作電壓；是以利用軟件解決系統(tǒng)信號(hào)不穩(wěn)的問題，故不需要增加任何硬件成本，而具實(shí)用性。
文檔編號(hào)G06F9/44GK1409211SQ0213205
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月10日
發(fā)明者施東和 申請(qǐng)人:威盛電子股份有限公司