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TWI484328B - 進階組態與電源介面的操作方法及應用該方法之電腦系統 - Google Patents

進階組態與電源介面的操作方法及應用該方法之電腦系統 Download PDF

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TWI484328B
TWI484328B TW097120125A TW97120125A TWI484328B TW I484328 B TWI484328 B TW I484328B TW 097120125 A TW097120125 A TW 097120125A TW 97120125 A TW97120125 A TW 97120125A TW I484328 B TWI484328 B TW I484328B
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Qin Grace
Cheng Wei Huang
Ying Chung Chen
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Via Tech Inc
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Description

進階組態與電源介面的操作方法及應用該方法之電腦系統
本發明係關於處理器之電源管理技術，更是關於使用進階組態與電源介面(Advanced Configuration and Power Interface，ACPI)於處理器之電源管理技術。
電源管理(power management)，舉例而言，即如何降低非使用中電腦與周邊設備的用電量、延長電池使用效率等，其對於電腦系統，特別是對使用電池供應電力的可攜式周邊設備(例如Notebook)至為重要。ACPI (Advanced Configuration and Power Interface)規範，是一套有關電源管理標準的共同開放規範，乃由Intel，Microsoft，Toshiba等公司所共同所制定，適用於各等級電腦系統上，包括桌上型電腦(desktop)、工作站(workstation)、伺服器(server machine)等，目的在使電源能有效率地分配至電腦系統中之各元件。ACPI搭配硬體偵測主機板溫度、風扇轉速和電源供應器(Power Supply)的電壓等資訊，進而提供適當的電源與主機工作頻率，來達到省電與效率並存的目標。值得注意的是，ACPI為在作業系統(軟體)和硬體之間的一個共用電源管理介面，其電源管理由作業系統(Operation System)來直接主導，非由BIOS此一韌體(firmware)所主導，可藉此改進先前各別廠商所制定的規格無法統一之情況。
目前ACPI規範最新版本為3.0b，在其OSPM(Operating System-directed configuration and Power Management)架構下，作業系統可以直接的對所有系統和設備做電源狀態(Power States)轉換，一般來說，作業系統都是參考應用程式的設定或是使用者的設定來當作進入省電模式的依據，作業系統使用ACPI去控制硬體的電源狀態包括工作狀態(G0)、休眠狀態(G1)、軟體斷離狀態(G2)、硬體斷開狀態(G3)，如第1圖(請參考ACPI規範3.0b版之第4-2圖)所示。在一般環境下，系統介於工作狀態(G0)與休眠狀態(G1)間之切換較多，其中系統又具有裝置支援的電源省電層級及處理器支援的省電層級，本文僅就處理器支援的省電層級做介紹。處理器的電源狀態(C0、C1、C2、…、Cn state)皆是在工作狀態(G0)內所定義的，其中除了在C0時處理器仍正常處理指令外，其他各電源狀態(C1、C2至Cn狀態)分別具有由短至長之潛伏期(latency)，故其亦具有由低至高的省電狀態。參照第2圖，此為處理器之狀態示意圖。當ACPI在t0時對處理器發出進入C4狀態之指令時，則處理器依序於t1時進入C2狀態、於t2時進入C3狀態及於t3時進入C4狀態，各電源狀態具有不等之潛伏期。
此外，ACPI又具有一通用事件模型(general event model)用於對各種事件如「隨插即用」(Plug and Play)事件、「熱」(Thermal)事件和「電源管理」事件等做出反應。然而，從第2圖中，發現在實際運作下，舉例而言，當發生匯流排主控事件(Bus Mastering Event)時，電腦系統之一 匯流排主控裝置(Bus Master)發出一請求BM_REQ時，不論發生時機是在C2狀態、C3狀態或C4狀態下(圖中舉例該BM_REQ發生於C3狀態)，該處理器皆需循序由C2狀態經C3狀態至C4狀態後始回應該請求BM_REQ，而該處理器此後才逐漸自C4狀態於t4時返回至C3狀態、於t5時返回至C2狀態並於t6時結束C2狀態，此將導致潛伏時間過長，亦即處理器為回應BM_REQ而回復正常運作之時間過久。再者，ACPI規範中對C3狀態的描述不清，以致在該狀態下部分裝置運作會發生異常，諸如：音源裝置發出噪音、指紋掃描裝置掃描不完全等。因此，如何解決上述問題，便成為使電腦系統兼顧省電及效能之重要課題。
本發明提供一種用於電腦系統之進階組態與電源介面(Advanced Configuration and Power Interface，ACPI)上之操作方法，其中該電腦系統又包括一處理器及一匯流排主控裝置，而該ACPI定義該電腦系統中之處理器之電源狀態具有至少一第一狀態(C0 state)、一第二狀態(C1 state)、一第三狀態(C2 state)、一第四狀態(C3 state)和一第五狀態(C4 state)。本發明之方法包括：當該匯流排主控裝置(Bus Master)對該處理器發出一請求(request)之時間在該處理器進入該C3狀態之前，則使該處理器運作於該C2狀態；以及當該匯流排主控裝置對該處理器發出一請求之時間在該處理器已進入該C3狀態但尚未進入該C4狀態時，則使該處理器略過該C4狀態並完成該C3狀態。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下。
第3圖為一具有ACPI(Advanced Configuration and Power Interface)304之電腦系統300，該電腦系統300包括軟體如作業系統302及各種應用程式(未標示於圖中)；硬體如處理器308、匯流排主控裝置(Bus Master)310及各種電腦周邊裝置(未標示於圖中)等，而該電腦系統300依照ACPI規範(舉例而言，ACPI規範3.0b版)進行電源管理。ACPI規範定義該電腦系統300中之處理器308之電源狀態312具有至少一第一狀態(C0 state)、一第二狀態(C1 state)、一第三狀態(C2 state)、一第四狀態(C3 state)和一第五狀態(C4 state)。第4圖為第1圖中依照本發明之方法流程圖。本實施例之方法說明如下：步驟S402中，該匯流排主控裝置對該處理器308發出一請求BM_REQ，於步驟S404中，該ACPI 304判斷該請求BM_REQ之時間，若該時間在該處理器進入該C3狀態之前，則進行步驟S406，使該處理器308運作於該C2狀態；對應地，於步驟S404中經該ACPI 304判斷後，若該時間在該處理器308已進入該C3狀態但尚未進入該C4狀態時，則進行步驟S408，使該處理器308略過該C4狀態並完成該C3狀態以直接進入C2狀態。
在一實施例中，上述請求BM_REQ係由一南橋晶片中 的電源管理單元(圖未示)發送出來至上述匯流排主控裝置310。
在一實施例中，一南橋晶片中的電源管理單元可進行監控上述請求BM_REQ發出的時間點當時處理器的電源狀態。當處理器於C1或是C2狀態時，上述請求BM_REQ會直接發送至處理器進行後續處理。當處理器於C3狀態時，上述南橋晶片中的電源管理單元會先暫停(pending)上述請求BM_REQ並告知處理器有匯流排主控事件發生，此時處理器會退出C3狀態而回到C2狀態。而後，上述請求BM_REQ才會傳送至處理器進行後續處理。
第5圖為第4圖中依照本發明執行步驟S404至S406下處理器308之狀態示意圖；而第6圖為第4圖中依照本發明執行步驟S404至S408下處理器308之狀態示意圖。將從第5圖、第6圖分別與前述第2圖做比較，則可發現依照本發明處理器可避免進入不必要之電源狀態，使得潛伏期得以縮短。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做各種的更動與潤飾。此外本說明書依照規定所提之分段標題並不用於限定其內容所述之範圍，尤其是背景技術中所提未必是已揭露之習知發明，發明說明亦非用以限定本發明之技術特徵。是以本發明之新穎性、進步性以及保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
300‧‧‧電腦系統
302‧‧‧作業系統
308‧‧‧處理器
310‧‧‧匯流排主控裝置
312‧‧‧電源狀態
S402~S408‧‧‧步驟
第1圖為電腦系統中ACPI規範下各種電源狀態及其間轉換示意圖；第2圖為處理器接受C4指令時之狀態示意圖；第3圖為一具有ACPI之電腦系統；第4圖為第1圖中依照本發明之方法流程圖；第5圖為第4圖中依照本發明執行步驟S404至S406下處理器308之狀態示意圖；第6圖為第4圖中依照本發明執行步驟S404至S408下處理器308之狀態示意圖。
S402~S408‧‧‧步驟

Claims (4)

  1. 一種用於電腦系統之進階組態與電源介面(Advanced Configuration and Power Interface，ACPI)上之操作方法，其中該電腦系統又包括一處理器及一匯流排主控裝置，而該ACPI定義該電腦系統中之處理器之電源狀態具有至少一第一狀態(C0 state)、一第二狀態(C1 state)、一第三狀態(C2 state)、一第四狀態(C3 state)和一第五狀態(C4 state)；上述方法包括：當該處理器收到進入該C4狀態之一指令，並且該匯流排主控裝置(Bus Master)對該處理器發出一請求(request)之時間在該處理器進入該C3狀態之前時，則使該處理器運作於該C2狀態，而當該處理器收到進入該C4狀態之該指令，並且該匯流排主控裝置對該處理器發出一請求之時間在該處理器已進入該C3狀態但尚未進入該C4狀態時，則使該處理器略過該C4狀態並完成該C3狀態以直接進入該C2狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之進階組態與電源介面上之操作方法，其中該請求係由一南橋晶片中的一電源管理單元發送至該匯流排主控裝置。
  3. 一種電腦系統，包括：一處理器；一匯流排主控裝置；以及一進階組態與電源介面(Advanced Configuration and Power Interface，ACPI)，而該ACPI定義該處理器之電源狀態具有至少一第一狀態(C0 state)、一第二狀態(C1 state)、一第三狀態(C2 state)、一第四狀態(C3 state)和一第五狀態(C4 state)，其中當該處理器收到進入該C4狀態之一指令，並且該匯流排主控裝置(Bus Master)對該處理器發出一請求(request)之時間在該處理器進入該C3狀態之前時，則該ACPI使該處理器運作於該C2狀態，而當該處理器收到進入該C4狀態之該指令，該匯流排主控裝置對該處理器發出一請求之時間在該處理器已進入該C3狀態但尚未進入該C4狀態時，則該ACPI使該處理器略過該C4狀態並完成該C3狀態以直接進入該C2狀態。
  4. 如申請專利範圍第4項所述之電腦系統，其中該請求係由一南橋晶片中的一電源管理單元發送至該匯流排主控裝置。
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