专利名称：电脑处理器的动态控制方法及控制系统的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种电脑处理器的控制方法及控制系统，特别是针对一般处理器操作时可能消耗大量多余的电力和产生高温的现象，所提出的一种电脑处理器的动态控制方法及控制系统。
目前电脑所采用的中央处理器(central processing unit，以下称CPU)，为了提高计算和处理能力，运算速度也就变得愈来愈快。以一般PC(个人电脑)所采用的CPU来说，操作频率由33MHz、66MHz、一直到200MHz以上，而所包含的集成电路量也愈来愈多。然而，随着CPU发展，相对的也会造成若干的操作上的问题。
目前CPU所遇到的最常见问题，一个是耗电量，另一个是散热问题。如上所述，CPU所包含的集成电路数量相当多，同时操作频率也相当高，所以必须提供较以往更多的电力才能够维持CPU的正常动作。另一方面，CPU也会发出更多的热量，使得其周围环境温度更高，因此，如何解决CPU高耗电和高温的问题，便成为重要的课题。
习知处理方式大都是针对高温部分来加以解决，例如加装散热片或风扇来降低CPU操作时的温度。另一种处理方式是利用电力管理(power management)的功能使CPU减少操作时所浪费的电能，藉此也可以降低CPU所散发出的热量，达到降温的目的。不过，习知作法并不能够完整地解决目前CPU的上述问题，例如使用者在电力管理功能中选择降速选项的情况下，虽然可以达到降低耗电和降温的效果，但是使用者也很容易发现系统执行应用程序的效率明显降低。
本发明的主要目的在于提供一种可降低耗电量的电脑处理器的动态控制方法。
本发明的另一目的在于提供一种可降低耗电量的电脑处理器的动态控制系统。
为达到上述目的本发明采取如下措施本发明的一种电脑处理器的动态控制方法，其特征在于包括下列步骤a.计算处理器的目前使用率；b.根据计算出的目前使用率，控制处理器操作于具有对应操作频率的时脉下，目前使用率和对应操作频率为正相关。
所述的控制方法，其特征在于所述步骤a包括a.拦截处理器的执行程序所发出的待处理信号；b.在一既定时间内，计数由处理器所发出的待处理信号次数；c.根据计数出的待处理信号次数，估算处理器的目前使用率。
所述的控制方法，其特征在于，所述步骤b中的“对应操作频率”为所述处理器的可设定操作频率中之一，每一可设定操作频率对应于处理器使用率的对应范围内。
本发明的一种电脑处理器的动态控制系统，其特征在于，包括一用以拦截处理器执行程序所发出的讯息的拦截模组；一计算模组，耦接于拦截模组，其根据拦截模组所拦截的讯息，计算出处理器的目前使用率；一控制模组，耦接于计算模组，其根据计算出的目前使用率，控制处理器操作于具有对应操作频率的时脉下，该目前使用率和所述对应操作频率为正相关。
所述的控制系统，其特征在于，所述程序为一操作系统程序。
所述的控制系统，其特征在于，在所述处理器中执行的所述程序是在处理器空闲时发出一待处理信号，所述计算模组则在一既定时间内计算出所述待处理信号的次数，用以计算出对应的所述处理器目前使用率。
结合一较佳实施例及附图对本发明的方法及系统详细说明如下附图简单说明
图1本发明电脑处理器的动态控制系统实施例的方框图。
图2本发明电脑处理器的动态控制方法实施例的流程图。
首先说明本发明所采用的动态调整CPU方法的原理，根据一般电脑的使用经验可知，CPU实际上并不是一直保持忙碌状态的。以电脑在执行Microsoft Windows95操作系统的情况为例，在大多数操作环境下，CPU实际上平均只有10％左右的使用率。只有在执行某些需要非常庞大计算量的应用，例如利用软件程序模拟MPEG解码器进行影像的播放，或是工程上需要大量计算的模拟方式，CPU才会有比较高的使用率。换言之，习知电脑系统中的CPU在大部分时间中都处于闲置状态，但是仍会维持满档的工作频率。而本发明所采用的方式，就是根据CPU的实际使用率，动态地调整CPU操作所需要的工作时脉。也就是当目前CPU使用率相当低时，可以动态地、适度地调低CPU操作的工作时脉频率，一方面不会因而造成CPU执行速度的降低，另一方面也可以达到省电和降温的目的。
在以下实施例中，主要是针对一般CPU执行Microsoft Windows95操作系统的情况来说明。然而，对于熟知此技术的人员来说，本发明的机理可以适度修改后，应用在不同电脑系统或是不同执行程序中。
如图1所示，其表示本发明电脑处理器的动态控制系统实施例的方框图。此控制系统中包括三个部分，分别为拦截模组2、统计模组4以及控制模组6。首先说明图1中其他的部分，操作系统(OS)10在本实施例中为Microsoft Windows 95，在CPU1中执行；在MicrosoftWindows95的情况，当CPU1目前为闲置状态时，发出一个待处理信号Idle到其他应用程序12中，通知目前CPU为闲置状态。因此，本实施例中根据操作系统10所发出的待处理信号Idle，来进行CPU1工作时脉频率的调整。
控制系统各部分的功能拦截模组2是以挂接(hook)的方式，拦截到操作系统10每次发出的待处理信号Idle，拦截模组2实际上可以利用V×D(virtual Machine device)来实现，以达到上述拦截操作系统10发出讯息的目的。拦截模组2在拾取到待处理信号Idle后，则将此讯息传送到统计模组4。
统计模组4的作用是在一段时间之内(例如1 sec)内计数出操作系统10(或CPUl)所发出的待处理信号Idle的次数。根据此讯息，统计模组4可以估算出CPU1在目前情况下的使用率。简言之，当待处理信号Idle次数较多，则表示CPU1目前的使用率偏低。当待处理信号Idle次数较少，则表示CPU1目前的使用率较高。另外，上述的时间间隔可以根据不同CPU类型和操作情况加以设定。
控制模组6耦接于统计模组4，并且接收其所估算出的目前使用率。根据此目前使用率，控制模组6便可以藉此动态地调整CPU1的实际工作时脉频率。简单地说，如果CPU1目前使用率偏低时，控制模组6可以调低目前的工作时脉频率，正因为此时使用率并不高，所以即使工作时脉频率下降也不致于影响到其整体工作的效能。另一方面，如果CPU1目前使用率较高时，则控制模组6可以调整到较高的工作时脉频率，以便维持整体的系统效能。另外，控制模组6必须处理的问题，则是如何调整不同的CPU工作时脉频率。在一般电脑中，CPU的工作时脉频率是由核心逻辑晶片组(core logic chipsets)所提供，因此，通过控制核心逻辑晶片组的工作时脉信号，便可以达到调整CPU工作时脉频率的目的。在一般电脑中，实际产生工作时脉信号的电路是在主机板(mainframe)中，并且是根据基频参数和倍频参数来决定工作时脉信号的频率。为方便实施起见，本实施例利用上述的基频参数和倍频参数来调整工作时脉信号频率，不过对于熟知此技术的人员来说，工作时脉信号频率的调整也可以通过其他方式进行。
如图2所示，其为本发明电脑处理器的动态控制方法实施例的流程图；首先，将有关模组(包括拦截模组2、统计模组4和控制模组6)载入到系统中(步骤S1)，即完成初始的处理程序，接着则是反覆执行步骤S2、步骤S3和步骤S4的处理。在步骤S2中，首先由拦截模组2拦截由操作系统10所传来的待处理信号Idle；接着在步骤S3中，统计模组4在单位时间内，计数出待处理信号出现的次数，并且据以推定CPU的目前使用率；接着在步骤S4中，根据CPU的使用率，控制模组6设定出CPU的操作时脉频率；利用步骤S2、S3、和S4之间的反复执行动作，CPU的操作时脉频率将随着实际使用率而动态地调整，借此可以在CPU闲置期间内节省下大部分电力，同时也可以降低其产生的热量，达到降低温度的目的。
以下就本实施例中CPU使用率和CPU操作时脉之间的对应关系进行说明。如表1所示，其表示本发明中目前CPU使用率和CPU操作时脉间的关系；如前所述，在一般电脑中CPU操作时脉的频率是由基频参数(表示基本频率)和倍频参数(表示基频参数的倍数)所决定，因此所能够控制的实际操作时脉频率并不是连续的。因此在本实施例中，是将每个可设定的操作频率对应到一个CPU使用率的范围内。
如表1所示。CPU使用率共分为5级，分别对应于不同的CPU操作时脉，当CPU使用率偏高时(如80％-100％)，CPU操作时脉具有满档(100％)的频率。相对地，如果CPU使用率较低时(如10％以下)，则可以大幅降低CPU操作时脉的频率(37.5％)。根据上述CPU使用率和CPU操作时脉频率之间的关联性来进行实验，也证明系统整体处理效能并不会因此而下降。因此，利用本实施例所揭露的方式，确实可以达到节省电力和降低温度的目的。
与现有技术相比，本发明具有如下效果由于本发明的控制系统中设有一拦截模组、计算模组及控制模组，可及时利用本发明的控制方法，计算电脑处理器目前的使用率，由控制模组根据目前使用率，控制处理器操作于具有对应频率的时脉下，因此，在处理器使用率较低的情况下，可适当地降低操作频率，即可达到降低耗电量，并可减少电脑处理器所发出热量的目的。
本发明虽以一较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，当可做些许更动时，例如在其他电脑系统或操作系统中，也可以利用其他方式来估算出CPU目前状态下的使用率，因此这种更动也应属于本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种电脑处理器的动态控制方法，其特征在于包括下列步骤a.计算处理器的目前使用率；b.根据计算出的目前使用率，控制处理器操作于具有对应操作频率的时脉下，目前使用率和对应操作频率为正相关。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于所述步骤a包括a.拦截处理器的执行程序所发出的待处理信号；b.在一既定时间内，计数由处理器所发出的待处理信号次数；c.根据计数出的待处理信号次数，估算处理器的目前使用率。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述步骤b中的“对应操作频率”为所述处理器的可设定操作频率中之一，每一可设定操作频率对应于处理器使用率的对应范围内。
4.一种电脑处理器的动态控制系统，其特征在于，包括一用以拦截处理器执行程序所发出的讯息的拦截模组；一计算模组，耦接于拦截模组，其根据拦截模组所拦截的讯息，计算出处理器的目前使用率；一控制模组，耦接于计算模组，其根据计算出的目前使用率，控制处理器操作于具有对应操作频率的时脉下，该目前使用率和所述对应操作频率为正相关。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述程序为一操作系统程序。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，在所述处理器中执行的所述程序是在处理器空闲时发出一待处理信号，所述计算模组则在一既定时间内计算出所述待处理信号的次数，用以计算出对应的所述处理器目前使用率。
7.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述对应操作频率为所述处理器的可设定操作频率之中一，每一可设定操作频率对应于处理器使用率的对应范围内。
全文摘要
一种电脑处理器的动态控制方法及控制系统;控制方法包括以下步骤:a.计算处理器的目前使用率;b.根据使用率,控制处理器操作于具有对应操作频率的时脉下;步骤a包括:a.拦截处理器的待处理信号;b.在一既定时间内,计算待处理信号次数;c.根据该次数,估算处理器的目前使用率。控制系统,包括:一拦截模组;一计算模组,耦接于拦截模组;一控制模组,耦接于计算模组,其控制处理器操作于具有对应操作频率的时脉下。
文档编号G06F1/32GK1262466SQ99100339
公开日2000年8月9日 申请日期1999年2月1日 优先权日1999年2月1日
发明者董忠智 申请人:神基科技股份有限公司