电子装置及其功率管理方法与流程

【技术领域】

本发明与装置及方法有关，特别有关于电子装置及其功率管理方法。

背景技术：

强固型电子装置(如各式军工规笔记本电脑、平板计算机或穿戴式设备)主要是被设计来用于极端环境(如沙漠或极地)中，并具备耐高温、耐低温、防尘、防撞及防震等特性。此外，相较于一般电子装置(工作温度范围约为摄氏0度至45度)，强固型电子装置所配置的电子组件(如处理器、硬盘或内存)由于具有特殊硬件架构(如加热层及高效率散热装置)，具有更广的工作温度范围(如摄氏零下40至摄氏60度)。

虽现有的强固型电子装置已可适用于高温环境下，然而，当实际于高温下运行时，现有的强固型电子装置随温度增加而阶梯式地以相同的处理器限制方式逐步抑制处理器的效能(如温度每增加摄氏5度，即降低最高频率100mhz)，通过降低处理器的效能来降低运行功率(即降低所产生热能)，进而避免热超载。

上述抑制机制在高温下会大幅抑制处理器效能，因而使得现有的强固型电子装置于高温下处理器的效能不佳。

此外，当处于高温下(如摄氏45度)但处理器的工作温度未达会造成热超载的临界温度(如摄氏60度)时，现有的强固型电子装置仍会自动执行上述抑制机制(如处理器温度超过摄氏40度即开始逐步抑制处理器效能)，这使得处理器的效能过早被抑制而无法有效发挥完整效能。

此外，现有的强固型电子装置于常温或高温下皆以相同的抑制方式(即调整相同的设定参数)来控制处理器的效能，无法使处理器有效发挥完整效能。

技术实现要素：

本发明的主要目的，在于提供一种电子装置及其功率管理方法，可依据感测温度使用不同的处理器限制方式来控制处理器，借此提升高温下的处理器效能。

为达上述目的，本发明提供一种电子装置，包括：感测一感测温度的一温度传感器、储存一常温参数组、一高温参数组及一高温临界值的一内存及电性连接该温度传感器及该内存的一处理器。该常温参数组及该高温参数组分别对应不同的处理器限制方式。该处理器于判断该感测温度不大于该高温临界值时，自该内存撷取并以该常温参数组取代当前的参数组来以不同的处理器限制方式运行，并于判断该感测温度大于该高温临界值时，撷取并以该高温参数组取代当前的参数组来以不同的处理器限制方式运行，其中该处理器使用该高温参数组运行时的一高温运行功率大于使用该常温参数组运行时的一常温运行功率。

本发明还提供一种功率管理方法，运用于一电子装置，包括：a)经由一温度传感器感测一感测温度；b)自一内存撷取一常温参数组及一高温参数组，其中该常温参数组及该高温参数组分别对应不同的处理器限制方式，并且该电子装置的一处理器使用该高温参数组运行时的一高温运行功率大于使用该常温参数组运行时的一常温运行功率；c)于判断该感测温度不大于一高温临界值时，以该常温参数组取代当前的参数组来以不同的处理器限制方式运行该处理器；及d)于判断该感测温度大于该高温临界值时，以该高温参数组取代当前的参数组来以不同的处理器限制方式运行该处理器，以提升该处理器的运行功率为该高温运行功率。

本发明可有效发挥处理器的完整效能，并可有效解决高温下处理器效能不足的问题。

【附图说明】

图1为本发明第一具体实施例的电子装置架构图。

图2为本发明第二具体实施例的电子装置架构图。

图3为本发明第一具体实施例的功率控制方法流程图。

图4为本发明第二具体实施例的功率控制方法流程图。

图5为本发明第三具体实施例的功率控制方法流程图。

【具体实施方式】

兹就本发明的一较佳实施例，配合图式，详细说明如后。

续请参阅图1，为本发明第一具体实施例的电子装置架构图。本发明揭露了一种电子装置1(如笔记本电脑、个人计算机、平板计算机或穿戴式装置)，主要包括用以感测温度的温度传感器10、用以储存数据的内存12及电性连接上述组件并用以控制电子装置1的处理器14。

温度传感器10可感测感测温度。较佳地，温度传感器10可同时感测电子装置1外部的环境温度及内部的处理器14的表面温度，并依据所感测到的环境温度及表面温度计算感测温度。举例来说，温度传感器10可计算环境温度及表面温度的平均温度或温度差，并作为感测温度。

于本发明的另一实施例中，电子装置1还包括机壳16，包覆温度传感器10、内存12及处理器14并提供保护。并且，温度传感器10设置于机壳16内且远离处理器14的位置(如两者分别设置于机壳16内部对角线的两端)。借此，可有效避免温度传感器10的感测动作被处理器14所产生热量影响，而可更准确地测得环境温度。

内存12储存有若干参数组。具体而言，各参数组分别包括至少一设定参数，各设定参数用来以不同的处理器限制方式控制处理器14的效能及运行功率(前述效能通常与运行功率成正比)。因此，当设定参数(如最高频率)的值改变(如 自100mhz变为200mhz)时，可使处理器14提供不同等级的效能及运行功率(处理器14提升处理速度但增加运行功率)。

举例来说，当设定参数为第一功率限制参数(cpupowerlimit1，pl1)时(以pl1＝2w为例)，处理器14会以限制长时间功率的方式来将处理器14的长时间(longduration)运行功率控制在2w以下，但不会限制处理器14的其他参数值(如频率、启动核心数、短时间运行功率或热控制温度)。

当设定参数为第二功率限制参数(cpupowerlimit2，pl1)时(以pl2＝2.5w为例)，处理器14会以限制短时间功率的方式来将处理器14的短时间(shortduration)运行功率控制在2.5w以下，但不会限制处理器14的其他参数值。

当设定参数为频率参数(speedstep)时(以speedstep＝800mhz为例)，处理器14会以限制最高频率的方式来将处理器14的最高频率控制在800mhz以下，但不会限制处理器14的其他参数值。

当设定参数为热控制电路参数(thermalcontrolcircuit，tcc)时(以tcc＝10为例)，处理器14会以限制散热启动温度的方式来将处理器14的强制散热机制的启动温度设置为低于临界温度摄氏10度的温度，但不会限制处理器14的其他参数值，其中临界温度不会造成处理器14热超载的最高温度，如摄氏100度。

值得一提的是，虽于上述说明中，仅以第一功率限制参数、第二功率限制参数、频率参数及热控制电路参数为例进行说明，但不应以此为限。本发明所属技术领域中具有通常知识者可知悉的任何处理器的设定参数，均同理包含于本发明的范围内。

于本实施例中，内存12储存的若干参数组至少包括一组常温参数组120及一组高温参数组122，并且内存12还储存有高温临界值124(如摄氏40度)，其中高温临界值124可为出厂前预设或使用者自行设定。

处理器14自温度传感器10取得感测温度，并于判断感测温度不大于高温临界值124时，自内存12撷取常温参数组120，并以常温参数组120取代当前的参数组来以不同的处理器限制方式运行。反之，处理器14判断感测温度大于高温临界值124时，自内存12撷取高温参数组122，并以高温参数组122取代当前的参数组来以不同的处理器限制方式运行。较佳地，处理器14使用高温参数组122运行时的运行功率(下面称为高温运行功率)大于使用常温参数组120运行时的运行功率(下面称为常温运行功率)。

值得一提的是，本发明的高温参数组122所包括的各设定参数的值依据处理器14的散热启动温度来加以规划计算。换句话说，本发明虽于高温下提升处理器14的运行功率，但由于设定参数的值经过规划计算，处理器14于执行对应的处理器限制方式而使运行功率提升时，可同时将处理器14的温度控制在散热启动温度内，而可避免处理器14热超载或烧毁。

本发明经由于高温下提升处理器的运行功率以提升效能，可有效发挥处理器的完整效能，并可有效解决高温下处理器效能不足的问题。

本发明经由以对应不同处理器限制方式的参数组直接取代当前的参数组，可使处理器快速地依据温度变化来有效地调整运行功率，并可有效避免处理器因效能过早被抑制而无法发挥完整效能。

于本发明的另一实施例中，常温参数组120的参数类型与高温参数组122的参数类型不同。

举例来说，常温参数组120可同时包括第一功率限制参数及第二功率限制参数两种设定参数，高温参数组122可同时包括频率参数及热控制电路参数两种设定参数。换句话说，常温参数组120与高温参数组122所包括的设定参数全部不同。借此，当处理器14使用常温参数组120运行时，可经由同时限制长时间/短时间功率上限的方式来控制效能及运行功率；当处理器14使用高温参数组122运行时，可经由与先前所使用的处理器限制方式不同的另一处理器限制方式(即同时限制频率及散热启动温度的方式)来控制效能及运行功率。

于另一例子中，常温参数组120同时包括第一功率限制参数及热控制电路参数两种设定参数，高温参数组122同时包括频率参数及热控制电路参数两种设定参数。换句话说，常温参数组120与高温参数组122所包括的设定参数部分不同。借此，当处理器14使用常温参数组120运行时，可经由同时限制长时间功率及散热启动温度的方式来控制效能及运行功率；当处理器14使用高温参数组122运行时，可经由与先前所使用的处理器限制方式不同的另一不同的处理器限制方式(即同时限制频率及散热启动温度的方式)来控制效能及运行功率。

于另一例子中，常温参数组120仅包括第一功率限制参数一种设定参数，高温参数组122仅包括频率参数一种设定参数。换句话说，常温参数组120与高温参数组122所包括的设定参数全部不同。借此，当处理器14使用常温参数组120运行时，可经由限制长时间功率的方式来控制效能及运行功率；当处理器14使用高温参数组122运行时，可经由与先前所使用的处理器限制方式不同的另一不同的处理器限制方式(即限制频率的方式)来控制效能及运行功率。

值得一提的是，于电子装置1处于常温环境时，用户习惯将电子装置1手持或放置于大腿上。于上述情境中，由于电子装置1直接接触用户皮肤，电子装置1的温度变化(主要为处理器14的温度变化)会影响用户体验(即当电子装置1的温度过高或遽升时，可能烫伤使用者)。

因此，本发明的上述例子于常温时经由直接限制功率的方式来控制处理器14的运行功率，可有效且准确地控制处理器14(及电子装置1)的温度，而可避免因处理器14(及电子装置1)温度过高或遽升而形成不佳的使用者体验。

并且，于电子装置1处于高温环境时，用户习惯将电子装置1放置于桌上。于上述情境中，由于电子装置1不会接触用户皮肤，故电子装置1的温度变化 不会直接影响用户体验。反之，此时处理器14的效能将明显影响使用者体验(如当处理器14经由抑制效能来控制温度时，用户将明显感觉到电子装置1的处理速度变慢)。

因此，本发明的上述例子于高温时经由直接限制频率的方式来控制处理器14效能，可有效且准确地控制处理器14的效能，而可避免因提早或过度抑制处理器14效能而形成不佳的使用者体验。

续请参阅图2，为本发明第二具体实施例的电子装置架构图。本实施例的电子装置2、温度传感器20、内存22、处理器24、机壳26、常温参数组220、高温参数组222及高温临界值224分别与第一实施例的电子装置1、温度传感器10、内存12、处理器14、机壳16、常温参数组120、高温参数组122及高温临界值124相同或相似，于此不再赘述，下面仅对两实施例相异的处进行说明。

于本实施例中，内存22进一步储存一组低温启动设定参数值226及低温临界值228(如摄氏0度)，其中常温参数组220、高温参数组222及低温启动参数组226分别对应不同的处理器限制方式，低温临界值228小于高温临界值224。

并且，处理器24于判断感测温度小于低温临界值228时，自内存22撷取低温启动参数组226，并以低温启动参数组226取代当前的参数组来以不同的处理器限制方式运行。

较佳地，处理器24使用低温启动参数组226运行时的启动功率(下面称为低温启动功率)小于使用常温参数组220运行时的常温运行功率。

值得一提的是，于低温环境下，电子装置2的电池(图未标示)可能因放电效率低落而无法提供足够的电压来启动处理器24。本发明经由使用低温启动参数组226来限制处理器24的效能，以使处理器24仅需较小的低温启动功率即可启动，可有效于低温环境下启动处理器24。

于本发明的另一实施例中，内存22进一步储存一组低温运行参数组230，其中常温参数组220、高温参数组220、低温启动参数组226及低温运行参数组230分别对应不同的处理器限制方式。

并且，处理器24于低温下使用低温启动参数组226运行且判断暖机完毕(如于低温下的运行时间大于预存的暖机时间232，或者，处理器24或电池的温度大于暖机温度)时，自内存22撷取低温运行参数组230，并以低温运行参数组230取代当前的参数组(即低温启动参数组226)，来以不同的处理器限制方式运行，其中处理器24使用低温运行参数组230运行时的运行功率(下面称为低温运行功率)大于使用低温启动参数组226运行时的低温启动功率。

值得一提的是，于暖机完毕后，电子装置2的电池的放电效率已获得提升，而可提供足够的电压来正常运作处理器24。本发明经由以对应功率较高的低温运行参数组230取代对应功率较低的低温启动参数组226，来使处理器24以不同的处理器限制方式运行，可于低温环境下有效提升处理器24的效能。

于本发明的另一实施例中，电子装置1还包括电性连接处理器24的绘图处理器28。并且，处理器24于侦测处理资源不足时，可分配当前处理工作给绘图处理器28。

具体而言，当处理器24以前述任一种处理器限制方式(如使用常温参数组220、高温参数组222、低温启动参数组226或低温运行参数组230)运行，且处理器24的效能已满载(如处理器24的使用率为80％-100％)时，处理器24可分配当前处理中/待处理工作给绘图处理器28。借此，本发明可有效降低处理器24的使用率，进而降低处理器24的功率及温度。并且，本发明经由使用绘图处理器28协同处理器24处理，可于不增加处理器24的功率及温度的前提下，提升电子装置2的整体效能。

于本发明的另一实施例中，处理器24还包括热控制电路(tcc)模块240。热控制模块240于判断处理器24达到散热启动温度时强制执行散热机制(如强制降低最高频率)。

较佳地，前述各参数组分别包括不同的热控制电路参数(以常温热控制电路参数、高温热控制电路参数、低温启动热控制电路参数及低温运行热控制电路参数为例)。并且，当处理器24使用不同的参数组运行时，可依据对应的热控制电路参数来设定散热启动温度。借此，本发明可使散热机制的散热启动温度更符合当前环境温度，而可有效避免因散热机制过早启动并抑制处理器24效能而导致使用者体验不佳，或因散热机制过晚启动而导致处理器24烧毁。

续请参阅图3，为本发明第一具体实施例的功率控制方法流程图。本发明各实施的功率控制方法主要由图1所示的电子装置1或图2所示的电子装置2来加以实现。为方便说明，于后续说明中，将以图2所示的电子装置2来进行说明。更进一步地，电子装置2的内存22还储存有计算机程序234，计算机程序234内储存有处理器24可执行的程序代码。当计算机程序234被处理器24执行后，可实现本发明各实施的功率控制方法。具体地，本实施例的功率控制方法包括下列步骤。

步骤s10：电子装置2经由温度传感器20感测感测温度。较佳地，电子装置2感测电子装置2内部远离处理器24的位置的温度，并作为感测温度。

步骤s12：电子装置2自内存22撷取常温参数组220及高温参数组222，其中电子装置2的处理器24使用高温参数组222运行时的高温运行功率大于使用常温参数组220运行时的常温运行功率。并且，常温参数组220及高温参数组222分别对应不同的处理器限制方式。较佳地，常温参数组220的参数类型与高温参数组222的参数类型不同。具体地，常温参数组220所包括的设定参数的参数类型与高温参数组222所包括的设定参数的参数类型全部/部分不同。

举例来说，常温参数组220包括第一功率限制参数，高温参数组222包括不同参数类型的频率参数。

步骤s14：电子装置2判断感测温度是否大于默认的高温临界值224。若判断感测温度不大于高温临界值224，则执行步骤s16。若判断感测温度大于高温临界值224，执行步骤s18。

步骤s16：电子装置2以常温参数组220取代当前的参数组来以不同的处理器限制方式(如由直接限制效能的方式变更为直接限制功率方式)运行处理器24。

步骤s18：电子装置2以高温参数组222取代当前的参数组来以不同的处理器限制方式(如由直接限制功率方式变更为直接限制效能的方式)运行处理器24，以提升处理器24的运行功率为高温运行功率，进而提升处理器24于高温中的效能。

步骤s20：电子装置2侦测是否被关闭(如用户关闭电子装置2)。若被关闭，则结束功率控制方法。否则，再次执行步骤s10。

续请参阅图4，为本发明第二具体实施例的功率控制方法流程图。本实施例的功率控制方法包括下列步骤。

步骤s300：电子装置2感测环境温度及处理器24的表面温度。较佳地，电子装置2可经由两组温度传感器20来分别感测环境温度及表面温度，或经由单一温度传感器20来同时感测环境温度及表面温度。

举例来说，电子装置2可于启动前或初启动时，经由温度传感器20对所在环境进行感测以取得环境温度。并且，于启动一段时间后，经由相同的温度传感器20对处理器24的表面进行感测以取得表面温度。

步骤s302：电子装置2依据环境温度及表面温度计算感测温度。较佳地，电子装置2对环境温度及表面温度进行加权平均计算，以获得感测温度。

步骤s304：电子装置2自内存22撷取常温参数组220及高温参数组222。

步骤s306：电子装置2判断感测温度是否大于高温临界值224。若是，则执行步骤s310。否则，执行步骤s308。

步骤s308：电子装置2使用常温参数组220来运行处理器24。

步骤s310：电子装置2使用高温参数组222来运行处理器24。

步骤s312：电子装置2侦测处理资源是否不足。具体而言，电子装置2侦测目前处理器24的使用率是否过高，或处理器24的温度是否过高或增加过快。若是，则判断资源不足，并执行步骤s314。否则，执行步骤s316。

步骤s314：电子装置2分配处理器24的当前处理工作给绘图处理器28。更进一步地，电子装置2还可分配处理器24的当前处理工作给外部的处理器(如云端处理器，图未标示)或暂缓处理部分工作。

值得一提的是，虽于本实施例中，于使用高温参数组222来运行处理器24时才执行工作分配功能(步骤s312-s314)，但不以此为限。于其他实施例中，也可仅于使用常温参数组220来运行处理器24时(步骤s308)才执行工作分配功能，或者，于处理器24运行时常态执行工作分配功能。

步骤s316：电子装置2设定散热启动温度。具体而言，常温参数组220包括常温热控制电路(tcc)参数，高温参数组222包括高温热控制电路(tcc)参数。若电子装置2当前使用常温参数组220运行处理器24，则依据常温热控制电路参数设定散热启动温度；若电子装置2当前使用高温参数组222运行处理器24，则依据高温热控制电路参数设定散热启动温度。

或者，电子装置2也可将散热启动温度直接设定为用户预定的默认值(如摄氏80度)。

步骤s318：电子装置2判断处理器24的温度是否达到散热启动温度。若是，则执行步骤s320。否则，执行步骤s322。

步骤s320：电子装置2强制执行散热机制。较佳地，前述散热机制平缓地降低处理器24的电压，借此降低其频率，进而达到散热的目的。

步骤s322：电子装置2侦测是否被关闭(如用户关闭电子装置2)。若被关闭，则结束功率控制方法。否则，再次执行步骤s300。

续请参阅图5，为本发明第三具体实施例的功率控制方法流程图。本实施例的功率控制方法包括下列步骤。

步骤s50：电子装置2感测感测温度。

步骤s52：电子装置2自内存22撷取多个参数组(如常温参数组220、高温参数组222、低温启动参数组224及低温运行参数组230)。

步骤s54：电子装置2判断感测温度是否大于高温临界值224。若是，执行步骤s56。否则，执行步骤s58。

步骤s56：电子装置2于判断感测温度大于高温临界值224时，进入高温模式并使用高温参数组222取代当前的参数组以使用适用于高温的处理器限制方式来运行处理器24。

步骤s58：电子装置2进一步判断感测温度是否小于低温临界值228。若是，执行步骤s62。否则，执行步骤s60。

步骤s60：电子装置2于判断感测温度不大于高温临界值224且不小于低温临界值228时，进入常温模式并使用常温参数组220取代当前的参数组以使用适用于常温的处理器限制方式来运行处理器24。

步骤s62：电子装置2于判断小于低温临界值228时，进入低温模式并使用低温启动参数组226取代当前的参数组以使用适用于低温的处理器限制方式来运行处理器24，以使用低功率方式启动并运行处理器24。

步骤s64：电子装置2判断是否暖机完毕。具体而言，电子装置2依据处理器24是否启动达暖机时间232，或电子装置2的电池或处理器24的温度是否大于默认的暖机温度，来判断是否暖机完毕。若是，则执行步骤s66。否则，执行步骤s62。

步骤s66：电子装置2于判断暖机完毕后，使用低温运行参数组230取代当前使用的低温启动参数组226来以不同的处理器限制方式来运行处理器24，以经由提高功率限制来提高处理器24的效能。

步骤s68：电子装置2侦测是否被关闭(如用户关闭电子装置2)。若被关闭，则结束功率控制方法。否则，再次执行步骤s50。

以上所述仅为本发明的较佳具体实例，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的范围内，合予陈明。