专利名称：调整中央处理器工作频率的架构及其方法
技术领域：
本发明涉及一种调整工作频率的架构，特别是一种应用于信息处理系统之中，用来调整中央处理器工作频率的架构及其方法。
背景技术：
随着信息技术的发展，人们使用电子产品的机会越来越频繁，而随着科技的快速发展，人们也越来越依赖信息处理装置的使用，大至国家政府、企业系统，小到家庭及个人，为方便及提高工作的效率，相对的信息处理系统的工作频率亦日趋提升。
提到信息处理系统，则不免的联想到信息处理系统的心脏元件中央处理器(Central Processing Unit；CPU)，中央处理器是一个电子电路的集成电路(circuit integrated；IC)；同时是信息处理系统内进行处理、控制和储存的电路，也是信息处理系统硬件的核心，在信息处理系统中的各种运算、输入输出与连接储存器都是由中央处理器执行与控制。
由于中央处理器负担了各种的运算工作，所以其工作频率也越高，在高频的工作环境下，常常面临的就是温度上升的问题，且高频率的工作亦会消耗大量的功率，关于这个问题已有中央处理器厂商，提出控制中央处理器的工作频率的节电功能(speed step)技术来加以克服。
但是上述的控制中央处理器的工作频率的方式，必须在支持节电功能(speed step)的芯片上才能实施，若是在不支持节电功能(speed step)的芯片组上，则必须要设计额外的电路来达成控制中央处理器工作频率的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种调整中央处理器工作频率的架构及其方法，其目的在于可随时切换信息处理系统的中央处理器的运作速度，却不需设计额外的控制电路，其中包含有韧件(firmware)的架构及其搭配的软件所组成，当信息处理系统的工作温度过高时，可通过本发明来调整中央处理器工作频率，使其达到降温的目的，同时当信息处理系统闲置(idle)时，亦可同样通过本发明将中央处理器的工作频率降低，进而达到节省电源消耗的功效。
为达上述目的，本发明提供一种调整中央处理器工作频率的架构，设置于一信息处理系统中，该架构包含有一可编程逻辑元件，该可编程逻辑元件与一中央处理器连接，该可编程逻辑元件更包含有接收以下信号一服务协议信号(SLP-X)；一周边零件连接接口仲裁信号(PCI-stop)；一时脉停止信号(stop-CLK)；一中央处理器工作频率信号(CPU-speed)，为该中央处理器的工作频率范围(max/min speed)；一调整频率启动信号(SS-start)；该可编程逻辑元件于接收该调整频率启动信号，即检测该服务协议信号、该周边零件连接接口仲裁信号、该时脉停止信号及该中央处理器工作频率信号，并由输出端传送以下信号一发送控制信号(PCI-REQ)；一回传控制信号(PCI-GNT)；一中央处理器时脉停止信号(CPU stop-CLK)，用以传送至该中央处理器；一中央处理器服务协议信号(CPU-SLP)，用以传送至该中央处理器；该可编程逻辑元件并于该调整频率完成时，传送一调整频率结束信号(SS-finish)；一周边零件连接接口总线(PCI-bus)，该周边零件连接接口总线用以接收该发送控制信号及该回传控制信号，并于该调整频率的过程中停止工作；及一电压转换单元，该电压转换单元与该可编程逻辑元件相接，该电压转换单元用以接收该中央处理器服务协议信号，并依据该中央处理器工作状态将一工作电压加以调整。
图1为本发明调整中央处理器工作频率的架构方块图；图2A为本发明调整中央处理器工作频率的实施步骤(1)图；图2B为本发明调整中央处理器工作频率的实施步骤(2)图；图2C为本发明调整中央处理器工作频率的实施步骤(3)图。
图中符号说明10中央处理器20可编程逻辑元件30周边零件连接接口总线40电压转换单元PS周边零件连接接口仲裁信号SL服务协议信号SC时脉停止信号CSP 中央处理器工作频率信号SS调整频率启动信号PR发送控制信号PG回传控制信号SF调整频率结束信号CSL 中央处理器服务协议信号CST 中央处理器时脉停止信号步骤200 关闭快速存储功能步骤210 关闭周边零件连接接口仲裁信号步骤220 关闭电源管理中断功能并储存设定值步骤230 依据输入参数来决定工作频率的调整方向步骤240 送出调整工作频率信号步骤250 遮蔽所有中断功能并储存中断功能设定步骤260 使中央处理器进入省电功能状态步骤270 将储存的中断功能设定加以还原步骤280 中断调整工作频率信号步骤290还原电源管理中断功能的设定值步骤300判断调整工作频率是否完成步骤310原周边零件连接接口仲裁信号步骤320还原快速存储功能具体实施方式
本发明的调整中央处理器工作频率的架构及其方法，以韧件(firmware)的架构搭配软件，并利用系统管理中断呼叫(systemmanagement interrupt；SMI)来执行节电功能(speed step)，请参照图1，为本发明调整中央处理器工作频率的架构方块图。
本发明的架构包含有可编程逻辑元件20、周边零件连接接口总线30及电压转换单元40，其中可编程逻辑元件20可为一可编程逻辑集成电路(Complex Programmable Logic Devices；CPLD)，并包含有接收以下信号周边零件连接接口仲裁信号PS、服务协议信号SL、时脉停止信号SC、中央处理器工作频率信号CSP及调整频率启动信号SS，当可编程逻辑元件20收到调整频率启动信号SS(speed stepstart；ss-start)后，可编程逻辑元件20会检视由通用输出端口(GPO)所传来的周边零件连接接口仲裁信号PS(PCI-stop)及中央处理器工作频率信号CSP(CPU-speed)，同时检测南桥芯片(South bridge)所传来的服务协议信号SL(Service Location Protocol；SLP-X)及由北桥芯片(Northbridge)所传来的时脉停止信号SC(stop-CLK)，当上述4个信号皆进行(active)时，可编程逻辑元件20则输出发送控制信号PR(PCI-REQ)及回传控制信号PG(PCI-GNT)至周边零件连接接口总线30(PeripheralComponent Interconnect BUS；PCI-BUS)，使周边零件连接接口总线30暂时停止工作，可编程逻辑元件20同时亦发出中央处理器时脉停止信号CST(CPU stop-CLK)及中央处理器服务协议信号CSL(CPU-SLP)至中央处理器10，同时中央处理器服务协议信号CSL亦传送至电压转换单元40，由电压转换单元40参考中央处理器的工作频率范围(max/min speed)来调整中央处理器10的工作频率，并于调整完成后由可编程逻辑元件20发出调整频率结束信号SF(speed step finish；SS-finish)，并恢复信息处理系统的工作。
接下来就本发明中央处理器工作频率的调整方法作一详细说明，请参照图2A，为本发明调整中央处理器工作频率的实施步骤(1)图。
首先关闭一快速存储(cache)功能(步骤200)，同时关闭周边零件连接接口仲裁信号(步骤210)，并关闭电源管理中断功能并储存设定值(步骤220)，且依据输入参数来决定工作频率的调整方向(步骤230)，此参数包含有信息处理系统目前工作的状况，并依此送出调整工作频率信号(步骤240)，进行到此步骤信息处理系统已经算是完成调整频率前的准备。
请参照图2B，为本发明调整中央处理器工作频率的实施步骤(2)图，当送出调整工作频率信号后，则遮蔽所有中断功能并储存中断功能设定(步骤250)，然后使中央处理器进入省电功能状态(步骤260)，并开始调整中央处理器的工作频率，其步骤260中还包含读取一缓存器的处理程序，并由信息处理系统中南桥芯片发出服务协议信号(SLP-X)，且由北桥芯片发出时脉停止信号(stop-CLK)，完成以上步骤后，则将储存的中断功能设定加以还原(步骤270)，同时中断调整工作频率信号(步骤280)。
最后请参照图2C，为本发明调整中央处理器工作频率的实施步骤(3)图，完成调整步骤后，则还原电源管理中断功能的设定值(步骤290)，并判断调整工作频率是否完成(步骤300)，若是还未完成则继续等待，直到调整完成，如已经完成，则还原周边零件连接接口仲裁信号(步骤310)，且还原快速存储功能(步骤320)，使信息处理系统恢复正常工作。
虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的实施范围，任何熟悉相像技术者，在不脱离本发明的精神和权利要求书范围内所作的均等变化与修饰，皆为本发明权利要求书所涵盖，因此本发明的保护范围须视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种调整中央处理器工作频率的架构，设置于一信息处理系统中，其特征在于，该架构包含有一可编程逻辑元件，该可编程逻辑元件与一中央处理器连接，该可编程逻辑元件更包含有接收以下信号一服务协议信号；一周边零件连接接口仲裁信号；一时脉停止信号；一中央处理器工作频率信号，为该中央处理器的工作频率范围；一调整频率启动信号；该可编程逻辑元件于接收该调整频率启动信号，即检测该服务协议信号、该周边零件连接接口仲裁信号、该时脉停止信号及该中央处理器工作频率信号，并由输出端传送以下信号一发送控制信号；一回传控制信号；一中央处理器时脉停止信号，用以传送至该中央处理器；一中央处理器服务协议信号，用以传送至该中央处理器；该可编程逻辑元件并于该调整频率完成时，传送一调整频率结束信号；一周边零件连接接口总线，该周边零件连接接口总线用以接收该发送控制信号及该回传控制信号，并于该调整频率的过程中停止工作；及一电压转换单元，该电压转换单元与该可编程逻辑元件相接，该电压转换单元用以接收该中央处理器服务协议信号，并依据该中央处理器工作状态将一工作电压加以调整。
2.如权利要求1所述的调整中央处理器工作频率的架构，其特征在于，该可编程逻辑元件更为一可编程逻辑集成电路。
3.如权利要求1所述的调整中央处理器工作频率的架构，其特征在于，该周边零件连接接口仲裁信号更由一通用输出端口所传出。
4.如权利要求1所述的调整中央处理器工作频率的架构，其特征在于，该中央处理器工作频率信号更由一通用输出端口所传出。
5.如权利要求1所述的调整中央处理器工作频率的架构，其特征在于，该服务协议信号更由一南桥芯片所传出。
6.如权利要求1所述的调整中央处理器工作频率的架构，其特征在于，该时脉停止信号更由一北桥芯片所传出。
7.一种调整中央处理器工作频率的方法，设置于一信息处理系统中，其特征在于，该方法包含有关闭一快速存储功能；关闭一周边零件连接接口仲裁信号；关闭一电源管理中断功能并储存该中断功能设定值；依据至少一个输入参数来决定该中央处理器工作频率的调整方向；送出一调整工作频率信号，并遮蔽所有中断功能并储存该中断功能的设定；使该中央处理器进入省电功能状态，并调整该中央处理器的工作频率；还原该中断功能的设定，并停止调整该中央处理器的工作频率；还原该电源管理中断功能的设定值，并检视调整该中央处理器的工作；还原该周边零件连接接口仲裁信号；及还原该快速存储功能。
8.如权利要求7所述的调整中央处理器工作频率的方法，其特征在于，关闭该周边零件连接接口仲裁信号更包含有送出该周边零件连接接口一停止信号。
9.如权利要求7所述的调整中央处理器工作频率的方法，其特征在于，使该中央处理器进入省电功能状态更包含下列步骤读取一缓存器的处理程序；由该信息处理系统中一南桥芯片发出一服务协议信号；及由该信息处理系统中一北桥芯片发出一时脉停止信号。
全文摘要
本发明涉及一种调整中央处理器工作频率的架构及其方法，可随时切换信息处理系统的中央处理器的运作速度，其中包含有韧件(fimware)的架构及其搭配的软件所组成，当信息处理系统的工作温度过高时，可通过本发明来调整中央处理器工作频率，使其达到降温的目的。
文档编号G06F1/32GK1519679SQ0310174
公开日2004年8月11日 申请日期2003年1月21日 优先权日2003年1月21日
发明者黄坤红 申请人:英业达股份有限公司