DE10340393A1

DE10340393A1 - Taktimpuls-Einstellvorrichtung

Info

Publication number: DE10340393A1
Application number: DE10340393A
Authority: DE
Inventors: Hsing-Wang Jung-He Liang; Tsung-Hung Jung-He Tsai
Original assignee: Micro Star International Co Ltd
Current assignee: Micro Star International Co Ltd
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-04-07
Also published as: US20050049818A1

Abstract

Es wird eine Taktimpuls-Einstellvorrichtung zum Erfassen und Steuern der Arbeitsbedingungen einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) mit Folgendem angegeben: DOLLAR A - einen Erfassungsmechanismus (11), der mit der CPU verbunden ist, um die Arbeitstemperatur derselben zu erfassen und ein erfasstes Temperatursignal in ein digitales Signal zur Ausgabe zu wandeln; DOLLAR A - einer Logikschaltung (12), die mit dem Erfassungsmechanismus verbunden ist, um aus dessen Ausgangssignal zu erkennen, ob die Arbeitstemperatur der CPU einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und um ein entsprechendes Signal auszugeben; und DOLLAR A - einem Taktimpulsgenerator (13), der mit der Logikschaltung verbunden ist, um die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse entsprechend dem Ausgangssignal derselben einzustellen. DOLLAR A Mit dieser Taktimpuls-Einstellvorrichtung wird ein guter Kopromiss zwischen Arbeitseffizienz und Energieverbrauch erzielt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Taktimpuls-Einstellvorrichtung.

Durch die Entwicklungen auf dem Gebiet der Informationstechnologie wird der Gebrauch von Informationsverarbeitungsvorrichtungen für tägliche Aufgaben erleichtert. Die Anwendungen reichen von solchen nationaler Einrichtungen über solche von Firmen bis zu solchen von Familien und Einzelpersonen. Um die Arbeitseffizienz zu erhöhen und den Computergebrauch zweckdienlicher zu machen, wird die Arbeitsfrequenz der Informationsverarbeitungssysteme dauernd erhöht.

Das Kernelement von Informationsverarbeitungssystemen ist die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), bei der es sich um einen integrierten Schaltkreis mit vielen elektronischen Elementen handelt. Die Schaltung verarbeitet, steuert und speichert während des Betriebs genutzte Daten. Alle Operationen, alle Eingabe-/Ausgabevorgänge (I/O) und alle Verbindungen zu Speichervorrichtungen werden durch die CPU über wacht und gesteuert.

Da die CPU alle möglichen Arten von Operationen und Aufgaben ausführen muss, ist ihre Arbeitsfrequenz extrem hoch. In einer Umgebung mit hoher Arbeitsfrequenz bestehen häufig Bedenken betreffend einen Temperaturanstieg, da mit hoher Frequenz ausgeführte Jobs viel Energie verbrauchen. Wird also die Arbeitsfrequenz gesenkt, senkt dies die Arbeitseffizienz der CPU, wird dagegen die Frequenz erhöht, steigt der Energieverbrauch an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Taktimpuls-Einstellvorrichtung zu schaffen, mit der ein guter Kompromiss zwischen Arbeitseffizienz und Energieverbrauch erzielt wird.

Diese Aufgabe ist durch die Taktimpuls-Einstellvorrichtungen gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen 1 und 6 gelöst. Diese Taktimpuls-Einstellvorrichtungen arbeiten auf dynamische Weise, d. h., sie überwachen die Arbeitsbedingungen, nämlich entweder die Temperatur oder die Arbeitsbelastung der CPU, um dann die Taktimpulsfrequenz entsprechend so einzustellen, dass die Arbeitseffizienz möglichst hoch ist, aber dennoch die CPU vor zu hoher Beanspruchung geschützt wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Taktimpuls-Einstellvorrichtung gemäß dem Anspruch 1 verfügt über einen Erfassungsmechanismus zum Überwachen der Arbeitstemperatur der CPU. Das Ergebnis wird an eine Logikschaltung geliefert, die ermittelt, ob die Arbeitstemperatur einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn die Arbeitstemperatur den Schwellenwert überschreitet, gibt die Vorrichtung ein Frequenzabsenksignal aus; wenn sich unter dem Schwellenwert liegt, gibt sie ein Frequenzerhöhungssignal aus. Nachdem ein Taktimpulsgenerator das Frequenzabsenksignal oder das Frequenzerhöhungssignal empfangen hat, führt er eine entsprechende Absenkung oder Erhöhung der Ausgangs-Taktimpulsfrequenz aus.

Bei einer Ausführungsform der Taktimpuls-Einstellvorrichtung des Anspruchs 6 wird ein Erfassungsmechanismus dazu verwendet, die Arbeitsbelastung der CPU zu überwachen. Die Logikschaltung verwendet das Überwachungsergebnis, um zu ermitteln, ob die Arbeitsbelastung einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn die Arbeitsbelastung über dem Schwellenwert liegt, wird ein Frequenzerhöhungssignal an den Taktimpulsgenerator ausgegeben, um die Arbeitsfrequenz und damit die Arbeitseffizienz der CPU zu erhöhen. Wenn die Arbeitsbelastung unter dem Schwellenwert liegt, wird ein Frequenzabsenksignal an den Taktimpulsgenerator ausgegeben, um die Ausgangs-Taktimpulsfrequenz abzusenken, um einen unnötig hohen Energieverbrauch zu vermeiden.

Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung, die nur zur Veranschaulichung angegeben ist und demgemäß für die Erfindung nicht beschränkend ist, vollständiger zu verstehen sein. Dabei wird auf die 1 Bezug genommen, die ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Taktimpuls-Einstellvorrichtung zeigt.
Die schematisch in der 1 dargestellte Taktimpuls-Einstellvorrichtung verfügt über einen Erfassungsmechanismus 11, eine Logikschaltung 12 und einen Taktimpulsgenerator 13. Der Erfassungsmechanismus überwacht die Arbeitsbedingungen einer CPU (nicht dargestellt), um ein Signal an die Logikschaltung 12 auszugeben. Dann steuert die Logikschaltung 12 die Ausgangs-Taktimpulse 14 des Taktimpulsgenerators 13 entsprechend den Arbeitsbedingungen der CPU.
Der Erfassungsmechanismus 11 ist mit der CPU verbunden, und er erfasst die Arbeitstemperatur derselben mittels eines Temperaturwandlers, der die erfasste Temperatur in ein digitales Signal zur Ausgabe wandelt.
Die Logikschaltung 12 ist mit dem Erfassungsmechanismus 11 verbunden. Nachdem sie das digitale Ausgangssignal desselben empfangen hat, ermittelt sie, ob die Arbeitstemperatur der CPU einen vorbestimmten Schwellenwert über einem Vorgabe-Temperaturbereich überschreitet. Wenn die Arbeitstemperatur nicht über dem Schwellenwert liegt, wird an den Taktimpulsgenerator 13 ein Frequenzerhöhungssignal ausgegeben; andernfalls wird ein Frequenzabsenksignal an ihn ausgegeben.
Der Taktimpulsgenerator 13 ist mit der Logikschaltung verbunden, um deren Signale zu empfangen und dann die Frequenz des Ausgangs-Taktimpulses 14 entsprechend einzustellen. Wenn die Logikschaltung 12 ein Frequenzerhöhungssignal ausgibt, erhöht der Taktimpulsgenerator 13 die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse 14, um die Arbeitseffizienz der CPU zu erhöhen. Wenn die Logikschaltung 12 ein Frequenzabsenksignal ausgibt, senkt der Taktimpulsgenerator 13 die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse 14 ab, um die Arbeitsfrequenz der CPU abzusenken.
Daher gibt die Logikschaltung, wenn sie erkennt, dass die erfasste Arbeitstemperatur der CPU über dem Vorgabe-Temperaturbereich liegt, ein Frequenzabsenksignal an den Taktimpulsgenerator 13 aus, der dann die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse 14 absenkt. So werden die Arbeitsfrequenz und damit die Arbeitstemperatur der CPU in den normalen Bereich abgesenkt, in dem die CPU vor Überhitzung geschützt ist.
Wenn dagegen die Logikschaltung 12 erkennt, dass die erfass te Arbeitstemperatur der CPU unter dem Vorgabe-Temperaturbereich liegt, gibt sie ein Frequenzerhöhungssignal an den Taktimpulsgenerator 13 aus, der dann die Frequenz der Ausgangs-Taktimpulse 14 erhöht, wodurch die Arbeitsfrequenz der CPU für bessere Arbeitseffizienz erhöht wird.
Die oben genannte Logikschaltung 12 kann in Form eines einfachen Widerstands oder Kondensators vorliegen, der den elektrischen Strom zum Taktimpulsgenerator 13 kontrolliert. Dabei kann der Taktimpulsgenerator 13 die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse 14 entsprechend der Stärke des elektrischen Stroms einstellen, um die Arbeitseffizienz der CPU zu erhöhen oder sie vor einer hohen Arbeitstemperatur zu schützen.
Darüber hinaus kann der offenbarte Erfassungsmechanismus 11 so konzipiert sein, dass er die Arbeitsbelastung der CPU überwacht und ein entsprechendes Signal an die Logikschaltung 12 ausgibt.
Die Logikschaltung 12 nutzt das vom Erfassungsmechanismus 11 ausgegebene Signal dazu, zu ermitteln, ob die Arbeitsbelastung der CPU einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet. Wenn dies der Fall ist, gibt sie ein Frequenzerhöhungssignal an den Taktimpulsgenerator 13 aus, der die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse 14 entsprechend erhöht. Daher steigt die Arbeitsfrequenz der CPU für eine bessere Arbeitseffizienz an. Dadurch kann der Nachteil vermieden werden, dass die CPU langsam reagiert, wenn die Belastung zu hoch ist.
Wenn die Logikschaltung 12 ermittelt, dass die Arbeitsbelastung der CPU unter dem Schwellenwert liegt, gibt sie ein Frequenzabsenksignal an den Taktimpulsgenerator 13 aus, der dann die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse 14 absenkt.
So wird die Arbeitsfrequenz der CPU abgesenkt, um unnötigen Energieverbrauch zu vermeiden, wie er dann vorliegen würde, wenn die Arbeitsfrequenz höher wäre, als es angesichts der aktuellen Arbeitsbelastung erforderlich ist.

Claims

Taktimpuls-Einstellvorrichtung zum Erfassen und Steuern der Arbeitsbedingungen einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), mit: – einem Erfassungsmechanismus (11), der mit der CPU verbunden ist, um die Arbeitstemperatur derselben zu erfassen und ein erfasstes Temperatursignal in ein digitales Signal zur Ausgabe zu wandeln; – einer Logikschaltung (12), die mit dem Erfassungsmechanismus verbunden ist, um aus dessen Ausgangssignal zu erkennen, ob die Arbeitstemperatur der CPU einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und um ein entsprechendes Signal auszugeben; und – einem Taktimpulsgenerator (13), der mit der Logikschaltung verbunden ist, um die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse entsprechend dem Ausgangssignal derselben einzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (12) dann, wenn sie erkennt, dass die Arbeitstemperatur der CPU den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, ein Frequenzabsenksignal an den Taktimpulsgenerator (13) ausgibt, der dann die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse absenkt, so dass die Arbeitsfrequenz und damit die Arbeitstemperatur der CPU abnehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (12) dann, wenn sie erkennt, dass die Arbeitstemperatur der CPU unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, ein Frequenzerhöhungssignal an den Taktimpulsgenerator ausgibt, der dann die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse erhöht, so dass die Arbeitseffizienz der CPU zunimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (12) aus einem Widerstand besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (12) aus einem Kondensator besteht.
Taktimpuls-Einstellvorrichtung zum Erfassen und Steuern der Arbeitsbedingungen einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU), mit: – einem Erfassungsmechanismus (11), der mit der CPU verbunden ist, um die Arbeitsbelastung der CPU zu erfassen und ein Signal auszugeben; – einer Logikschaltung (12), die mit dem Erfassungsmechanismus verbunden ist, um aus dessen Ausgangssignal zu erkennen, ob die Arbeitsbelastung der CPU einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, und um ein entsprechendes Signal auszugeben; und – einem Taktimpulsgenerator (13), der mit der Logikschaltung verbunden ist, um die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse entsprechend dem Ausgangssignal derselben einzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (12) dann, wenn sie erkennt, dass die Arbeitsbelastung der CPU den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet, ein Frequenzerhöhungssignal an den Taktimpulsgenerator (13) ausgibt, der dann die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse erhöht, so dass die Arbeitseffizienz der CPU zunimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (12) dann, wenn sie erkennt, dass die Arbeitsbelastung der CPU unter einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, ein Frequenzabsenksignal an den Taktimpulsgenerator ausgibt, der dann die Frequenz seiner Ausgangs-Taktimpulse absenkt, so dass die Arbeitseffizienz der CPU abnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (12) aus einem Widerstand besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikschaltung (12) aus einem Kondensator besteht.