功率管理系统和方法
【技术领域】
[0001] 本文中所描述的一个或多个实施例涉及功率管理。
【背景技术】
[0002] 智能电话、笔记本计算机、板型（pad-type)设备和荚型（pod-type)设备、平板电 脑以及其他种类的信息和媒体终端已获得广泛流行并且继续在性能、尺寸和功能性方面演 进。无论是移动的还是固定的，这些设备遭受包括粗劣或不适当的功率管理的各种缺点。作 为这些和其他局限性的结果，损害了有用性并且严重地妨碍了用户的便利性。
【附图说明】
[0003] 图1示出了功率管理系统的一个实施例。
[0004] 图2示出了功率管理系统的示例应用。
[0005] 图3示出了用来控制功率管理的状态图的示例。
[0006] 图4示出了用于平板电脑的功率管理系统的一个实施例。
[0007] 图5示出了用于平板电脑的功率管理系统的另一实施例。
[0008] 图6示出了用于底座的功率管理系统的一个实施例。
[0009] 图7示出了功率管理方法的一个实施例中的操作。
[0010] 图8示出了功率管理方法的另一实施例中的操作。
【具体实施方式】
[0011] 图1不出了管理被适配成彼此親合的两个电子设备10和电子设备20中的至少一 个中的功率的系统的一个实施例。在这个系统中，功率基于包括（一个或多个）设备的操 作的模式、设备到彼此的连接状态、交流（AC)电源到一个或两个设备的连接状态、和/或设 备中的一个或多个的电池中的剩余电荷的条件在一个或两个设备中被控制。
[0012] 在一个实施方式中，系统基于（一个或多个）设备的（一个或多个）连接状态和 /或一个或多个设备电池的剩余电荷水平来控制一个或两个设备是否能够同时进入特定模 式或多个操作模式。
[0013] 待控制的操作的第一模式是混合功率操作。这个操作牵涉同时从多个电源汲取功 率以便控制待由设备中的一个执行的功能。因此，混合功率操作的性能首先取决于多个电 源是否可用以及然后条件是否适于（例如，基于（一个或多个）连接状态和电荷水平）从 如例如由系统的控制固件所确定的那些源汲取功率。
[0014] 设备10或设备20中的至少一个可以具有用来同时从两个电源接收功率的电路。 来自这些源的组合功率（其可以被称为混合功率）然后可以被用于电池充电、用来为设备 的特定功能提供功率或两者。多个电源可以包括设备中的电池功率、来自耦合至该设备的 AC适配器的功率、或当设备10和设备20被连接时来自另一个设备的功率中的两个或更多 个。
[0015] 混合功率将允许设备电池中的充足电荷被维持在最小或其他阈值水平之上，例 如，用以确保当设备分离时包含电池的设备有充足的时间和能量来操作各种模式和/或执 行如本文中所详述的其他功能。根据一个示例，功率管理系统可以基于由英特尔公司所提 供的混合功率提升（HybridPowerBoost)技术来控制混合功率到设备中的一个或多个的 供应。在其他实施例中，可以使用不同类型的混合功率控制。
[0016] 待控制的操作的第二模式是提升（boost)操作。提升操作可能牵涉增加来自一个 或多个电源的功率的汲取以便增强特定处理器的性能和/或设备的功能。在一个或多个电 源是设备电池情况下，可以执行所增加的功率汲取持续预定时间段，直到特定工作负荷、功 能或操作完成为止，和/或直到达到了特定电池电荷水平为止。
[0017] 依照一个示例，可以基于由英特尔公司所提供的睿频提升（TurboBoost)技术来 执行提升操作。当一个或两个设备配备有处理器（或多个处理器）（诸如英特尔Corei5 和Corei7处理器）时可以实现这个技术，该技术允许处理器性能将按需动态地增加。在 一些配置下，核心处理器频率响应于由一个或多个用户启动的功能或基于设备中的控制软 件（例如，安全扫描或其他操作的执行）所启动的对更高性能的请求而增加。
[0018] 根据一个实施方式，当处理器正在其热和电极限以下操作并且用户和/或设备工 作负荷要求附加性能时，处理器时钟频率将动态地增加。如果（一个或多个）处理器正在 额定功率、温度和/或当前规格极限以下操作，则该增加可以允许（一个或多个）处理器核 心运行得比基础操作频率快。（在多核心实施方式中，核心处理器可以具有相同或不同的基 础操作频率和/或时钟频率的增加基于规格极限或其他约束可以是相同的或不同的）。
[0019] 在执行提升操作时，可以递增地（例如，以预定间隔）执行时钟频率的增加，直到 处理器时钟频率的上限被满足为止或者直到达到了活动核心的数目的最大可能上侧为止 或者直到突破了热和/或电极限（例如，中央处理单元（CPU)、电压调节器（VR)和/或其他 系统组件）为止。当达到或者超过了规格极限中的任一个时，处理器时钟频率可以自动地 递增地（以相同或不同的间隔）降低，直到处理器再次在其极限内操作为止。
[0020] 可以至少部分地基于（一个或多个）核心处理器的功率状态或一个或多个其他电 路的功率状态或主机设备的功能来执行频率的增加。功率状态可以对应于高级配置和电源 接口（ACPI)状态或另一类型的功率状态标准。
[0021] 在任何给定时间的活动核心的数量可以为提升操作确定上限频率。当ACPI状态 被实现在设备中时，如果核心处理器处于C0或C1状态则处理器核心可以被认为是处于活 动状态。处于其他状态（例如，C3或C6)的核心在这个场景中可以被认为是不活动的。根据 一个示例，一个处理器可以在一个核心活动时允许多达两个频率步长（例如，266. 66MHz)， 并且可以在两个或更多个核心活动时允许一个频率步长（例如，133. 33MHz)。因此，在多 核心实施例，一些核心上的较高深度C状态住所（residency)(例如，C3或C6)可能在（一 个或多个）活动核心上导致增加的核心频率。
[0022] 另一操作模式设想同时执行混合功率操作和提升操作。可以基于主机设备的电池 中的电荷组合这些操作。例如，可以通过最初单独从主机设备的电池汲取额外功率来执行 提升操作所需要的增加的处理器频率。
[0023] 然而，当功率汲取变得过度（例如，超过电池的规格极限）和/或电池中的电荷下 降到特定阈值（例如，被设置成确保电池至少具有最小量的电荷以支持例如设备的操作达 预定时间或者以满足在分离状态下预定负荷的预定值）以下时，可以执行混合功率操作以 从另一源供应附加功率。从另一个源提供的附加功率可以与电池功率汲取耦合以降低来自 电池的电荷减少的速率，以便满足提升操作的频率要求。
[0024] 图1的功率管理系统因此可以以确保至少最小量电荷在任何给定时间被保持在 至少一个设备的电池中的方式控制功率，以便使得如果设备10和设备20分离，则合理的 (例如，预定量的）电池电荷被保持以支持操作。
[0025] 返回参考图1，设备10与设备20之间的耦合可以是可移动耦合，所述可移动耦合 至少包括设备之间的电连接，并且在一些情况下，还包括一个设备到另一个设备的物理安 装。设备中的至少一个具有在各种情况下被充电或者放电的电池，该各种情况包括有时当 设备被电连接和不被电连接时。
[0026] 第一设备10包括从壁式插座或其他电源（例如，另一电池、太阳能板等）接收功 率的交流（AC)适配器接口 1。可以根据预定调度或控制优先级转移来自AC适配器的功率 以对第二设备的电池充电，待在下面更详细地讨论。
[0027] 第一设备还可以包括充电逻辑2、控制器3以及接口电路4。充电逻辑在控制器的 控制下控制来自AC适配器的功率通过接口电路到第二设备的转移。如果第一设备还包括 电池5,则充电逻辑还使用AC适配器功率来控制这个电池的充电，并且在一些实施例中，还 可以转移来自电池的功率以对第二设备的电池充电，或者可以在特定条件下从第二设备接 收来自第二设备的功率以对电池5充电。
[0028] 充电逻辑2可以用软件（例如，固件、操作系统软件，或另一类型的代码或指令）、 硬件或两者的组合加以实现，并且同样适用于控制器3。由充电逻辑和/或控制器所实现的 控制算法的示例在本描述的后面部分中被给出。用于控制控制器3以便执行如本文中所描 述的功率管理操作的控制算法和/或指令（例如，固件或其他代码）可以被存储在存储区 域9中。
[0029] 如所示，充电逻辑2可以输出用于例如基于来自AC适配器接口 1、电池5或两者的 功率来给第一设备的操作供电的功率信号。充电逻辑2可以至少部分地基于来自控制器3 的信号执行这些操作。在另一实施例中，充电逻辑可以例如基于硬件电路的操作独立于这 个控制器操作，以便控制本文中所描述的功率管理操作的执行。
[0030] 第一设备还可以包括电池电荷检测器6以确定电池5的剩余电荷。电池电荷检测 器可以生成用于输入到充电逻辑2中的指示电池的电荷水平的信号，或者这个信号可以例 如取决于固件或其他指令而被输入到控制器3中。在另一实施例中，充电逻辑可以执行检 测电池5的电荷水平的操作。电荷水平还可以由在电池内部的控制器来确定并且通过数字 线路（例如，系统管理总线（SMBus))被报告给控制器。
[0031] 第二设备20包括充电逻辑11、控制器12、电池13以及接口电路14。充电逻辑在 控制器12的控制下控制电池13基于通过接口电路从第一设备接收到的功率的充电。充电 逻辑可以用硬件或软件（例如，固件、操作系统软件，或另一类型的代码或指令）或两者加 以实现，并且可以控制控制器做这个。控制器可以对应于第二设备的中央处理单元或另一 类型的处理器，并且存储区域19被包括用于存储用于控制控制器执行本文中所描述的功 率管理操作（例如，充电、放电、提升操作、混合功率操作等）中的任一个的指令（例如，固 件或其他代码）。
[0032] 接口电路4和接口电路14可以与包括通用串行总线（USB)标准或另一类型的接 口标准的许多标准中的任何一个兼容，并且可以包括连接器、电缆或其他接口介质28的对 应集合。接口电路可以包括除用于在设备之间单向地或双向地转移功率的功率引脚之外的 数据引脚和/或控制引脚。依照另一实施例，可以使用集成电路间（I2C)或系统管理总线 (SMBus)，因为例如这些接口可以有具有较低功耗的更少引脚并且可以更易于实现。
[0033] 依照一个实施例，第二设备还可以包括或者被连接至AC适配器电路15以接收功 率来控制第二设备的操作和/或对第二设备的电池充电。可以基于控制软件确定充电逻辑 11在其下使用来自AC适配器接口或来自第一设备的电池的功率的条件。
[0034] 第一设备和第二设备的AC适配器可以将检测或标识信号输出给设备的控制器中 的一个或多个。这些检测信号可以被（一个或多个）控制器解释为触发涉及功率管理的待 执行的特定功能的事件。检测信号可以具有用来指示AC功率已被连接至适配器接口的第 一逻辑值以及用来指示AC功率已经与接口断开的第二逻辑信号。该信号还可以指示适配 器输出直流OC)额定功率及其暂态输出额定功率。
[0035] 基于这些检测信号，控制器可以生成控制信号，例如，以使一个或两个设备的电池 使用AC功率（例如，当AC功率被连接时）来充电和/或以使电池功率控制设备中的相应 设备中的操作（例如，当AC功率被断开时）和/或以使来自一个设备的电池的功率对另一 个设备的电池充电。
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