CN100447711C - 可携式计算机及其耗电控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有无线装置的可携式计算机的电源管理方法,在可携式计算机运作时,通过电源检测电路检测可携式计算机的电源,另外,下列任一项可不断地改变:无线装置与可携式计算机之间的连接接口支持速度以及存取点(access point)与无线装置之间的数据速率(data rate)。更甚者,本发明提供多个输入方法,用于触发可携式计算机的省电模式,藉以达到减少电源消耗的目的。

Description

可携式计算机及其耗电控制方法
技术领域
本发明是有关于一种可携式计算机的耗电控制方法,特别是有关于一种可携式计算机的耗电控制方法,其与具有适用于无线通讯系统的连接接口的无线装置连接。可携式计算机具有电池,并可为个人数字助理移动电话(PDAmobile phone)、智能型手机(smart phone)、笔记本型计算机(notebook PC)等等。
背景技术
为了使现今的可携式计算机的工作效率更佳,适用于可携式计算机的移动中央处理器(Mobile CPU)的运作速度及能力被增强,因此,可携式计算机的移动中央处理器的耗电也相对地增加,并产生更多的热,所以,英特尔公司(Intel)及微软公司(Microsoft)皆对可携式计算机的移动中央处理器提供更好的电源控制,例如先进配置与电力接口(Advanced Configuration andPower Interface,ACPI)及英特尔速度步进(Intel Speed step)技术。ACPI技术定义了C0至C4等五个处理器状态,较高的状态具有较佳的电源管理效率,然而,可携式计算机的移动中央处理器仍有许多缺点,举例来说,市面上新发表的可携式计算机的移动中央处理器的速度总是比桌上型计算机的中央处理器速度要慢上至少3至6个月的市场规格,而价钱却远高于桌上型计算机。
对于需以电池作为电源的可携式计算机来说,省电是非常地重要的,如果系统的耗电可以被减少,则电池的寿命(工作时间)则可被增加。
美国专利公开号第2004/0078606号是揭示一种可携式计算机的电源管理方法,动态地调整可携式计算机的电压及频率,以维持可携式计算机的一般的运作。调整的元件可为中央处理器的外部时钟及电压、存储器的频率或视频图形阵列(Video Graphics Array,VGA)的频率及效能或其存储器的频率。
然而,已知技术的装置无法改善连接至无线通讯系统中的无线装置的可携式计算机的省电,此电源消耗的原因是由于在通讯系统中,无线装置的发送器与接收器之间的数据传输量是相当的大,此情况会发生在例如个人数字助理移动电话、智能型手机、具无线装置的笔记本型计算机等等上。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种适用于无线通讯系统的电源管理方法,该无线通讯系统包括存取点(AP)及可携式计算机,可携式计算机是连接至无线装置。
本发明提供一种装置及方法,用于单键(one-button)省电无线局域网络(WLAN)系统,其具有以单键开关触发的通用串行总线(USB)。
本发明提供一种装置及方法,藉以使用于无线通讯系统中的可携式计算机的减少电源消耗,该无线通讯系统包括存取点及无线装置,无线装置通过调整USB的支持速率以及存取点与无线装置之间的数据速率而连接至具有USB接口的主控端主机(host computer)。
本发明是有关于一种具有无线装置的可携式计算机的电源管理方法,在可携式计算机运作时,通过电源检测电路检测可携式计算机的电源,并动态地改变下列任一项:无线装置与可携式计算机之间的连接接口支持速度以及存取点(access point)与无线装置之间的数据速率(data rate)。更进一步,本发明提供多个输入方法,用于触发可携式计算机的省电模式,藉以达到减少电源消耗的目的。
为了实现本发明的上述目的,提供了一种可携式计算机的电源管理方法,该可携式计算机包括电池且可通过无线装置而与存取点通讯,该无线装置通过接口以第一支持速率而与该可携式计算机连接,该存取点以第一数据速率与该无线装置通讯,该可携式计算机在第一时钟及第一参考电压下工作且包括第一电路,当处于省电模式时,该第一电路不提供功能,而该无线装置包括第二电路,当处于省电模式时,该第二电路不提供功能,该方法包括下列步骤:判断输入装置是否输入省电信号;判断是否使用电池作为电源;判断该可携式计算机的电源电位是否为低电位;当得知输入装置输入省电信号或者使用电池作为电源或者该可携式计算机的电源电位为低电位时,将该无线装置与该可携式计算机分离并重新连接,藉以改变该接口的模式,由该第一支持速率改变为第二支持速率,其中该第二支持速率是小于该第一支持速率;以及将该存取点及该无线装置之间的该第一数据速率降低为第二数据速率,其中该第二数据速率是小于该第一数据速率。
为了实现本发明的上述目的,还提供了一种可携式计算机,通过动态地调整USB的支持速率及数据速率以省电,该可携式计算机通过无线装置而与存取点通讯,该无线装置是通过接口以第一支持速率而与该可携式计算机连接,该存取点以第一数据速率与该无线装置通讯,该可携式计算机在第一时钟及第一参考电压下工作,该可携式计算机包括:开关,连接至该可携式计算机的通用输入输出接口,藉以触发省电事件;电源电路,包括电池及用于转换外部交流电源的电源供应器;电源检测装置,用于辨识该可携式计算机是由该电池或该电源供应器所供电;通用串行总线接口;以及管理控制器,包括通用串行总线接口模式控制器及数据速率控制器,其中,当该通用串行总线接口模式控制器对应于该省电事件而减少该第一支持速率时,该数据速率控制器对应于该省电事件而降低该存取点及该无线装置之间的该第一数据速率。
为使本发明的上述及其它目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举具体的较佳实施例,并配合所附图式做详细说明。
附图说明
图1是显示本发明的第一实施例可携式计算机的功能方块图;
图2是显示图1的可携式计算机第一实施例的电源管理方法步骤流程图;
图3是显示本发明的第二实施例具有无线装置的可携式计算机的功能方块图;
图4是显示图2中步骤A的详细流程图;以及
图5是显示本发明中使用802.11a/b/g规格及USB接口的数据表。
标号说明
110无线装置
112射频电路
114基频电路
116媒体存取控制电路
118处理器
120可携式计算机
122处理器
124通用输入输出接口(General Purpose Input Output,GPIO)
125电源电路(power circuit)
126电源检测器(power source detector)
128电池
130存取点(AP)
140管理控制器(managing controller)
142USB接口模式控制器
144数据速率控制器(data rate controller)
150单键开关(one-button switch)
160电源供应器
170USB接口
S300;S305;S310;S320;S330;S340;S360;A步骤
310无线装置
312射频电路
314基频电路
316媒体存取控制电路
320可携式计算机
322处理器
124通用输入输出接口(General Purpose Input Output,GPIO)
326电源检测器(power source detector)
328电池
330存取点(AP)
340管理控制器(managing controller)
342连接接口模式控制器
344数据速率控制器(data rate controller)
346参考电压产生器(reference voltage generator)
348时钟产生器(clock generator)348
349时钟关闭装置(clock turn-off device)
350省电信号输入装置
352输入装置
360电源供应器
370连接接口
S310;S400;S410;S420;S430;S440;S450;S460;A步骤
具体实施方式
以下以具体的实施例,对本发明揭示的形态内容加以详细说明。
在公元2001年,USB 2.0以对通用串行总线存取总线协议作完整的检验,达成大体上增益超越USB 1.1的标准。另一方面,USB鼠标及键盘只需要1.5Mbits/s即可运作。
USB 1.1允许的最大传输速率为12Mbits/second,USB 2.0的规格整合了三种速率:高速(Hi-Speed)、全速(Full-Speed)及低速(Low-Speed)。低速的USB模式是1.5Mbits/second;全速的USB模式是12Mbits/second;高速的USB模式可高达480Mbits/second。
第一实施例(单键省电功能):
图1是本发明第一实施例的可携式计算机的功能方块图,可携式计算机120(例如为笔记本型计算机)是通过无线装置110而与存取点(AP)130通讯。
无线装置110经由USB接口170而与可携式计算机120连接,无线装置110(例如802.11a,802.11b或802.11g无线装置)包括射频(RF)电路112、媒体存取控制(Medium Access Control,MAC)电路116以及基频(baseband)电路114,利用数据速率(data rate)而与存取点130通讯。可携式计算机120包括管理控制器(managing controller)140,其包含有USB接口模式控制器142藉以改变USB接口模式,而上述改变是依据USB接口170的分离(detaching)并重新连接(re-attaching)的操作、调整无线装置110及存取点130之间数据传输速率的数据速率控制器(data rate contro11er)144、电源检测器(power source detector)126、电源电路(power circuit)125及连接至通用输入输出接口(General Purpose Input Output,GPIO)124的单键开关(one-button switch)150、以及连接至处理器(processor)122的GPIO120而决定。
电源电路125包括电池128及电源供应器(power supply)160用于接收并转换外部交流电源,电池128及电源供应器160系可选择性地对可携式计算机120供电。
在此实施例中,当开关150被启动或按压时,省电事件将被触发。电源检测器126用于辨识可携式计算机120是由电池128或电源供应器160所供电,并检测电源电路125的电位(power level)。
图2是显示图1中本发明第一实施例的可携式计算机120应用电源管理方法的流程图。
在步骤S330中,在省电事件被触发(即当开关150被按压)时或省电信号由输入装置(例如可携式计算机120的键盘)输入时会被检测,当省电事件或省电信号被检测到时,执行步骤S310,否则步骤S305将一直重复。
在步骤S310中,通过电源检测器126得知可携式计算机120的电源是由电池128所供应时,则执行步骤S340,否则便执行步骤S320。
在步骤S320中,当电源供应器160的电位为低电位时,则执行步骤S340,否则便执行步骤S330。
在步骤S330中,当省电信号通知通过数据速率控制器144的控制以减少AP130及无线装置110之间的数据速率时,执行步骤S360,藉以减少AP130及无线装置110之间的数据速率,否则步骤A至此即完成。在本实施例中,步骤A并无功能,需注意的是,在步骤S360中,由于数据速率的降低,可携式计算机的耗电被减少。
在步骤S340中,通过控制USB接口模式控制器142及将USB接口模式调整至全速,完成分离并重新连接的操作而改变了USB接口模式。在本实施例中,当预设的USB接口模式为USB 2.0时,可被改变为USB 1.1接口模式,以对应于省电事件。另一种实施方式或选择如下所述。当预设的USB接口模式为USB 2.0且支持速率(supporting rate)达到480Mbps(H mode)时,支持速率可调降为第二种支持速率,例如12Mbps(F mode)或1.5Mbps(L mode),以对应于省电事件。在步骤S340完成后,接着便执行步骤S330。
换句话说,本发明提供一种电源管理方法,用于控制具有电池并通过无线装置与AP通讯的可携式计算机的电源消耗,上述可携式计算机通过USB接口而与无线装置通讯。上述USB接口至少具有第一模式及第二模式分别具有第一支持速率及第二支持速率,其中,第二支持速率是小于第一支持速率。上述AP以第一数据速率与无线装置通讯。上述可携式计算机在第一时钟及第一参考电压下工作,其中,可携式计算机包括第一电路,在省电事件中其功能处于待命(standby)或暂停(suspend)状态,而无线装置包括第二电路,在省电事件中其功能处于待命或暂停状态,上述方法包括下列步骤:
(a)经由输入装置(例如可携式计算机的键盘)输入省电信号;
(b)将无线装置与可携式计算机分离并重新连接,藉以将USB接口模式由第一支持速率改变为第二支持速率,其中,第二支持速率是小于第一支持速率;
(c)将存取点与无线装置之间的数据速率由第一数据速率减少为第二数据速率,其中第二数据速率是小于第一数据速率。
当下列事情发生时,省电功能将被触发:
A.使用者决定执行省电功能时,其是通过按压按键而触发,其中,省电信号是经由开关连接至GPIO而触发省电功能时所产生。
B.系统自行决定执行省电功能时,如下所述。
a.电源的供应由AC转为电池供应时,即可携式计算机的AC插头被拔除时。
b.系统电源的低电位的指示被检测到时,此可由可携式计算机接收到系统事件时被执行,之后通知USB装置、USB接口模式控制器及数据速率控制器,藉以执行省电功能。
C.USB接口仅需要12Mbps(USB全速)的频宽(bandwidth)来传输时。
举例来说,802.11a/g的无线装置最大的数据速率为54Mbps,则可携式计算机可将USB支持速率由480Mbps减少为12Mbps,藉以减少USB接口的耗电。
又举例来说,当WLAN的数据速率是小于临限值(threshold)时(注:瓶颈为数据速率),则可携式计算机可将无线装置的数据速率降低,藉以减少无线装置的耗电。
美国专利第6765416B2号,标题为「辨识电源的装置及方法(Device forrecognizing power source and associated method)」,揭示一种通过分压电路以辨识电源的装置,其可应用于图1中电源检测器126的电路中。电源检测器126用于检测电源是由外部交流电源供应器160或电池128所供应,当电源是由电池所供应或检测到欲为低电位时,可携式计算机将减少USB的支持速率或降低无线装置与AP之间的数据速率,藉以减少耗电。
第二实施例
图3是本发明第二实施例的具有无线装置的可携式计算机的功能方块图。可携式计算机320(例如为笔记本型计算机)是通过无线装置310而与存取点(AP)130通讯,而无线装置310可设置于可携式计算机320的内部,或仅当作外部装置。
无线装置310经由连接接口370(例如USB接口)而与可携式计算机320连接,无线装置310(例如802.11a,802.11b或802.11g无线装置)包括射频(RF)电路312、媒体存取控制(Medium Access Control,MAC)电路316以及基频(baseband)电路314,利用数据速率(data rate)而与存取点330通讯。可携式计算机320包括管理控制器(managing controller)340,其包含有连接接口模式控制器(例如USB控制器)342藉以改变连接接口模式,而上述改变是依据连接接口370的分离(detaching)并重新连接(re-attaching)的操作、调整无线装置310及存取点330之间数据传输速率的数据速率控制器(data rate controller)344、电源电路(power circuit)325及省电信号输入装置350而决定,其中省电信号输入装置350包括电源检测器326及输入装置352,且省电信号输入装置350是连接至处理器322。
电源电路325包括电池328及电源供应器(power supply)360用于接收并转换外部交流电源,电池328及电源供应器360可选择性地对可携式计算机320供电。
电源检测器326用于辨识可携式计算机320是由电池328或电源供应器360所供电,并检测电源电路325的电位(power level)。
在此实施例中,通过省电信号输入装置350,省电事件将被触发,而连接接口模式控制器(USB控制器)342将被通知以对应于省电事件。管理控制器340还包括时钟产生器(clock generator)348、参考电压产生器(referencevoltage generator)346以及时钟关闭装置(clock turn-off device)349。连接接口370可以为USB接口、RS232接口、或其它接口。
本发明第二实施例的可携式计算机320的电源管理方法,其主要步骤与图2及上述所述相类似,故不再赘述,在此仅说明不同之处:步骤A。
图4是显示图2中步骤A的详细步骤流程图,步骤A包括下列步骤:
在步骤S400中,开始处理程序。
在步骤S410中,当省电信号或省电事件通知可携式计算机320需要降低(操作)时钟时,执行步骤S440以降低时钟,否则便执行步骤S420。步骤S440通过降低时钟以减少可携式计算机320的系统耗电。
在步骤S420中,当省电信号或省电事件通知可携式计算机320需要降低参考电压时,执行步骤S450以降低参考电压至较低的参考电压,否则便执行步骤S430。步骤S450通过降低参考电压以减少系统耗电。
在步骤S430中,当省电信号或省电事件通知可携式计算机320需要关闭未使用的电路或区块时,执行步骤S460以关闭未使用的电路,否则便执行图2的步骤310。步骤S460通过关闭未使用的电路以减少系统耗电。
换句话说,本发明提供一种电源管理方法,用于控制具有电池并通过无线装置与AP通讯的可携式计算机的电源消耗,上述可携式计算机通过USB接口而与无线装置通讯。上述USB接口至少具有第一模式及第二模式分别具有第一支持速率及第二支持速率,其中,第二支持速率是小于第一支持速率。上述AP是以第一数据速率与无线装置通讯。上述可携式计算机是在第一时钟及第一参考电压下工作,其中,可携式计算机包括第一电路,在省电事件中其功能处于待命(standby)或暂停(suspend)状态,而无线装置包括第二电路,在省电事件中其功能处于待命或暂停状态,上述方法包括下列步骤:
(a)经由输入装置(例如可携式计算机的键盘或按键)输入省电信号;
(b)将无线装置与可携式计算机分离并重新连接,藉以由第一支持速率改变为第二支持速率,其中,以USB接口为例,在第一USB模式为USB 2.0规格时,USB第一支持速率是等于480Mbps(高速);在第一USB模式为USB 1.1规格时,USB第一支持速率是等于12Mbps(全速)。
(c)将存取点与无线装置之间的数据速率由第一数据速率减少为第二数据速率,其中第二数据速率是小于第一数据速率,当第二支持速率是选自于480Mbps、12Mbps、1.5Mbps其中一者时,第二数据速率是选自于802.11a规格的54、48、36、24、18、12、9、6Mbps、802.11b规格的11、5.5、2、1Mbps及802.11g规格的54、48、36、24、18、12、11、9、6、5.5、2、1Mbps的其中一者。
(d)将可携式计算机的第一时钟降低为第二时钟,其中第二时钟是小于第一时钟。
(e)将第一参考电压降低为第二参考电压,其中第二参考电压是小于第一参考电压。
(f)关闭可携式计算机的第一电路。
为了能更方便地了解本发明的数据速率的调整,请参见图5,显示802.11a/b/g及USB接口的对应数据。
另外,图3中的时钟产生器348、参考电压产生器346及电源检测器326等功能区块皆为已知技术,故在此不再赘述。
美国专利公开号第2005/0138444A1号,标题为「微处理器电源管理的频率电压装置(Frequency voltage mechanism for microprocessor powermanagement)」,揭示一种调整微处理器的时钟及电压的电源管理技术。
本发明的图3中的输入装置352,例如可以为耦合于无线装置的摇控控制器,或类似的装置。
美国专利第6072334号,标题为「芯片组及其可动态调整参考电压的信号转换器(signal converter with a dynamically adjustable referencevoltage and chipest including the same)」,揭示一种通过调整参考电压以减少芯片组的耗电的方法。
美国专利第6034508号,标题为「用于延长电池寿命的长时间操作系统的电源切换装置(Battery lift extending power-switching device forall-time opertional system)」,揭示一种长时间操作电路的切换方法及电池或外部电源的切换电源装置,通过电源检测电路去检测电源。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用于限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,仍可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (14)

1.一种可携式计算机的电源管理方法,该可携式计算机包括电池且可通过无线装置而与存取点通讯,该无线装置通过接口以第一支持速率而与该可携式计算机连接,该存取点以第一数据速率与该无线装置通讯,该可携式计算机在第一时钟及第一参考电压下工作且包括第一电路,当处于省电模式时,该第一电路不提供功能,而该无线装置包括第二电路,当处于省电模式时,该第二电路不提供功能,该方法包括下列步骤:
判断输入装置是否输入省电信号;
判断是否使用电池作为电源;
判断该可携式计算机的电源电位是否为低电位;
当得知输入装置输入省电信号或者使用电池作为电源或者该可携式计算机的电源电位为低电位时,将该无线装置与该可携式计算机分离并重新连接,藉以改变该接口的模式,由该第一支持速率改变为第二支持速率,其中该第二支持速率是小于该第一支持速率;以及
将该存取点及该无线装置之间的该第一数据速率降低为第二数据速率,其中该第二数据速率是小于该第一数据速率。
2.根据权利要求1所述的方法,其中该接口为USB 2.0标准接口,该第一支持速率为480Mbps。
3.根据权利要求1所述的方法,其中该接口为USB 1.1标准接口,该第一支持速率为12Mbps。
4.根据权利要求2所述的方法,其中该第二支持速率是选自于12Mbps、1.5Mbps其中之一。
5.根据权利要求3所述的方法,其中该第二支持速率为1.5Mbps。
6.根据权利要求1所述的方法,其中该无线装置为802.11a标准规格装置,该第二数据速率是选自于54、48、36、24、18、12、9、6Mbps其中之一。
7.根据权利要求1所述的方法,其中该无线装置为802.11b标准规格装置,该第二数据速率是选自于11、5.5、2、1Mbps其中之一。
8.根据权利要求1所述的方法,其中该无线装置为802.11g标准规格装置,该第二数据速率是选自于54、48、36、24、18、12、11、9、6、5.5、2、1Mbps其中之一。
9.根据权利要求1所述的方法,其还包括步骤,在该存取点及该无线装置之间的该第一数据速率的变更步骤之后,将可携式计算机的该第一时钟降低为第二时钟,该第二时钟是小于该第一时钟。
10.根据权利要求1所述的方法,其还包括步骤,在该存取点及该无线装置之间的该第一数据速率的变更步骤之后,将该第一参考电压降低为第二参考电压,该第二参考电压是小于该第一参考电压。
11.根据权利要求1所述的方法,其还包括关闭该可携式计算机的该第一电路的步骤。
12.根据权利要求1所述的方法,其还包括关闭该无线装置的该第二电路的步骤。
13.一种可携式计算机,通过动态地调整USB的支持速率及数据速率以省电,该可携式计算机通过无线装置而与存取点通讯,该无线装置是通过接口以第一支持速率而与该可携式计算机连接,该存取点以第一数据速率与该无线装置通讯,该可携式计算机在第一时钟及第一参考电压下工作,该可携式计算机包括:
一开关,连接至该可携式计算机的通用输入输出接口,藉以触发省电事件;
一电源电路,包括电池及用于转换外部交流电源的电源供应器;
一电源检测装置,用于辨识该可携式计算机是由该电池或该电源供应器所供电;
一通用串行总线接口;以及
一管理控制器,包括通用串行总线接口模式控制器及数据速率控制器,其中,当该通用串行总线接口模式控制器对应于该省电事件而减少该第一支持速率时,该数据速率控制器对应于该省电事件而降低该存取点及该无线装置之间的该第一数据速率。
14.根据权利要求13所述的可携式计算机,其还包括时钟产生器及参考电压产生器,该时钟产生器产生该第一时钟,并对应于该省电事件而降低该第一时钟,该参考电压产生器产生该第一参考电压,并对应于该省电事件而降低该第一参考电压。
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