专利名称：一种存储器电源备援系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源备援系统，特别涉及一种应用在高级配置和电源接口标准(Advanced Configuration&Power Interface，ACPI)电源模式下的存储器电源备援系统。
背景技术：
随着信息处理时代的来临，计算机系统广泛地运用于各行业，一般来说，在一些重视通讯质量的地方，如，电信公司、数据中心、银行政府机关及军事单位等等，都通过高端服务器、刀锋服务器等，将重要信息储存于计算机系统中，因此，计算机系统的运行质量是非常重要的，例如，当银行正在进行交易帐款或传输数据时，若发生电源中断的情形，这些交易中的数据都将瞬间消失，其所造成的损害不可预期，若能在电源中断时，将计算机系统中暂存的数据进行备援，藉以保护正在存取的数据，将可提高计算机系统运作的品质，而这类的数据大部分都是暂存于存储器当中。
所以，为了使数据能在电源中断时，保留当时未结束工作之数据，需提供电源备援，让计算机系统将尚未结束的工作完成并备援数据，常见的方式是采用不间断电源(Uninterrupted Power Supply，UPS)系统来解决这类的问题，但不间断电源系统的成本较高。
另外，请参照台湾专利公告号第525330号，该专利公开一种备援电源系统因应复电而自动唤醒电器的电源供应方法，其包含下列步骤在断电发生时，使一电器自动进入一省电模式；以及侦测该断电的结束，从而在该断电排除时使该电器从该省电模式自动唤醒回复至一正常运作模式，由此避免电源问题造成系统的误关机，同时可免除使用上的困扰，但该专利并未针对计算机系统中存储器电源部分，提出相关的电源备援系统架构。
因此，如何若能采用低成本的方式，来保存存储器中暂存的数据，避免当电源供应异常中断时所造成的损害，且在电源供应恢复正常时，让计算机系统的工作程序恢复到断电前的状态，从而提高计算机系统的可靠性(Reliability)与稳定性(Stability)，成为研究人员待解决问题之一。
发明内容
有鉴于现有技术存在的缺点与无法解决的问题，本发明提出一种存储器的电源备援系统，在电源供应中断时，通过电源备援系统提供存储器保存处理中的数据所需的电源，在电源供应恢复正常时，让计算机系统的工作程序恢复到断电前的状态，从而提高计算机系统的可靠性与稳定性。
所以为达上述目的，本发明所公开的存储器电源备援系统，在电源供应中断时，提供备份电源给存储器，以暂存存储器中的数据，包含有电源侦测单元、电源备援控制单元、电源备援单元及电源供应切换单元。
电源侦测单元，用以侦测电源供应状态，若电源供应状态为异常中断时，产生一电源中断信号。
电源备援控制单元，依据电源供应的状态，产生一电源备援控制信号，以激活备份电源，并准备进行供电。
电源供应切换单元，依据控制信号，用以切换电源供应的路径。
电源备援单元，用以提供备份电源，以暂存存储器中的数据。
其中计算机系统进入高级配置和电源接口标准(ACPI)的第三(S3)模式，在此模式下计算机系统仅保留存储器的数据，故仅需对存储器供电即可，因此，备份电源的供电时间更能得到延长，且在电源供应恢复正常时，对电源备援供应单元进行充电，从而确保电源备援供应单元的供电能力。
所以为达上述目的，本发明所公开的计算机系统的电源备援系统，包括存储器，用以暂存计算机系统中等待处理的数据。
中央处理器单元，为计算机系统中的核心模块，用以处理存储器中暂存的数据。
芯片组，用以控制计算机系统中的信号传输作业，而芯片组包含有南桥芯片与北桥芯片。
供电单元，接收电源供应，以提供计算机系统中工作所需的电源。
电源侦测单元，用以侦测电源供应的状态。
电源备援控制单元，依据电源供应的状态，以产生一备份电源控制信号。
电源供应切换单元，依据控制信号，用以切换电源供应的供电路径。
电源备援供应单元，用以提供备份电源，以使存储器暂存计算机系统中等待处理的数据。
另外，为达上述目的本发明进一步公开了一种存储器的电源备援供应方法，包括有下列步骤首先，侦测电源供应状态，以判断目前电源供应是否中断，若侦测电源供应中断，电源侦测单元产生电源中断信号给电源备援控制单元，并准备进行备份电源供应程序。
接下来，使计算机系统进入高级配置和电源接口(ACPI)模式下的第三(S3)模式，并激活电源备援供应单元准备进行供电；在计算机系统进入第三(S3)模式后，切换电源供应路径由电源备援供应单元供电，以提供存储器暂存数据所需的电源。
侦测电源供应是否恢复正常，若电源供应恢复正常时，则切换电源供应路径由正常电源供电；关闭电源备援供应单元，以对电源备援供应单元进行充电，从而确保电源备援供应单元的供电能力。
通过这种存储器电源备援系统，当电源供应系统发生电源中断时，通过激活及切换电源备援供应系统，以提供存储器暂存数据所需的电源，让存储器保存未完成工作的数据，在电源恢复正常供应时，使计算机系统通过存储器中保存的数据，恢复至断电前的状态，以继续处理未完成的工作，从而提高计算机系统可靠性与稳定性。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
图1为本发明的系统方块图；图2为本发明的步骤流程图；图3为本发明的电源备援控制单元的电路方块示意图；及图4为本发明的电源供应切换单元的电路示意图。
其中，附图标记1 节点10 电源侦测单元2 节点20 电源备援控制单元21 与门开关22 第一缓冲器23 第二缓冲器
24 非门开关25 D型正反器26 第一晶体管开关3 节点30 电源供应切换单元31 电池监控及充电器32 备援供电稳压器33 二极管开关34 第二晶体管开关35 正常供电稳压器36 电池4 节点40 电源备援供应单元50 存储器60 供电单元80 北桥芯片70 南桥芯片90 中央处理器单元R1～R5 电阻步骤100 电源供应是否中断步骤101 使计算机系统进入省电模式步骤102 切换电源供应路径由电源备援供应单元供电步骤103 电源供应是否恢复正常步骤104 切换电源供应路径由正常电源供电步骤105 对电源备援供应单元进行充电具体实施方式
请参照图1，其为本发明的系统方块图，包括电源侦测单元10、电源备援控制单元20、电源供应切换单元30及电源备援供应单元40。
电源侦测单元10，用以侦测电源供应状态，若电源供应状态为异常中断(例如，停电或非正常关机等)，则产生一电源中断信号(例如，不可屏蔽式中断指令Non-Maskable Interrupt，NMI)，此时，计算机系统必须中断正在处理中的工作指令，并执行不可屏蔽式中断(NMI)指令，此类型的中断会让中央处理器单元90优先处理，并盖过所有工作指令。
电源备援控制单元20，与电源侦测单元10连接，依据电源中断信号，产生一备份电源控制信号，以激活电源备援供应单元40，其中在电源供应正常状态时，并控制充电回路(图中未示)对电源备援供应单元40进行充电。
电源供应切换单元30，与电源备援控制单元20连接，依据电源备援控制单元20产生的控制信号，用以切换电源供应回路为电源备援供应回路，从而提供存储器50暂存数据所需的电源。
电源备援供应单元40，分别与电源备援控制单元20、电源供应切换单元30连接，由电源备援控制单元20的控制信号触发激活，并通过电源供应切换单元30提供存储器50暂存数据所需的电源，其中电源备援供应单元40为电池，例如，2.5伏特直流电压源电池。
另外，于电源供应正常状态下，电源备援控制单元20通过正常电源对电源备援供应单元40进行充电，以确保电源备援供应单元40的供电能力。
存储器50，与电源供应切换单元30连接，用以暂存计算机系统中等待处理的数据，而存储器50可分为暂存(Registered)与非暂存(Non-Registered)的类型，另外，存储器50依照存取方式又可分为只读存储器(Read only Memory，ROM)及随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)。
供电单元60，与电源供应切换单元30连接，于正常供电状态下，负责提供存储器50暂存数据所需的电源(例如，1.8～3.3伏特直流电压源)及计算机系统中其它模块(例，南桥芯片70、北桥芯片80及中央处理器单元90等)所需的工作电源。
南桥(South Bridge)芯片70，与电源侦测单元10、电源备援控制单元20连接，用以负责控制计算机系统中外围接口的信号传输作业，包括工业标准总线(IndustryStandard Architecture，ISA)、集成设备电子部件(Integrated Device Electronics，IDE)、通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)、外围控制器接口(Peripheral ControllerInterface，PCI)、低针数接口(Low Pin Count Interface，LPC)及系统管理总线(SystemManagement Bus，SM Bus)、键盘及鼠标。
其中南桥芯片70更接收电源侦测单元10产生的电源中断信号，以产生电源管理模式的触发信号，从而使计算机系统进入高级配置和电源接口标准(ACPI)的第三(S3)模式。
北桥(North Bridge)芯片80，与南桥芯片70连接，用以负责控制计算机系统中几个主要模块的信号传输作业，包含有中央处理器、存储器、外围控制器接口(PeripheralController Interface，PCI)及图形加速接口(Accelerated Graphic Port，AGP)。
中央处理器单元90，与北桥芯片80连接，为计算机系统中的核心模块，用以负责各模块的信号处理作业。
接下来，本发明的电源备援供应是在一种高级配置和电源接口(AdvancedConfiguration&Power Interface，ACPI)的电源运作模式下，对存储器进行供电程序，一下以下就高级配置和电源接口(ACPI)的电源运作模式中的休眠(Sleeping)状态作一说明首先，休眠状态又可分6个层级，依序为第零(S0)模式到第五(S5)模式，第零(S0)模式为正常工作模式，即未进入休眠状态，系统中的所有装置为正常工作状态。
在第一(S1)模式下，中央处理器单元90停止工作，若执行唤醒(Wake up)动作，计算机系统将可恢复工作，而系统中的数据不会遗失，并恢复至休眠前的状态。
在第二(S2)模式下，类似于第一(S1)模式，但中央处理器单元90是关闭状态，故快取(catch)存储器(图中未示)中的数据会遗失，若执行唤醒动作，则需要操作系统(Operation System)重新维护中央处理器单元90与高速缓存内的数据。
而在第三(S3)模式下，计算机系统仅保留存储器50中的数据，其它像中央处理器单元90、高速缓存、芯片组(例，南桥芯片70与北桥芯片80等)及外围的数据都会遗失，在此模式下执行唤醒动作，可直接从存储器中取出暂存数据，以继续工作，而无须等待操作系统或重新执行应用程序，从而提升计算机系统回复速度，但需对存储器50进行供电。
第四(S4)模式为磁盘休眠状态，此模式下的耗电量最低，但计算机系绕恢复工作的时间较长，此时计算机系统中所有设备均为关闭状态，因此，不使用任何电源，而第五(S5)模式类似于第四(S4)模式，但操作系统不维护及储存任何数据内容。
所以当计算机系统进入第三(S3)模式时，仅需对存储器50提供电源，且于电源供应正常后，此模式的系统恢复又快，更能提高计算机执行的效率。
如此存储器50中的数据即可被暂时保留，等待电源供应恢复正常时，在由计算机系统将暂存数据读取出，其中计算机系统会检查暂存数据是否有校验错误(ECCError)的讯息，若暂存数据有错误讯息，则予以删除，以避免错误的存储器数据导致外围装置的错误动作。
请参照图2，其为本发明的步骤流程图，首先，侦测电源供应状态(步骤100)，以判断目前电源供应是否中断，若侦测电源供应中断，电源侦测单元10产生电源中断信号给电源备援控制单元20，并准备进行备份电源供应程序。
接下来，使计算机系统进入高级配置和电源接口(ACPI)模式下的第三(S3)模式(步骤101)，并激活电源备援供应单元40准备进行供电；在计算机系统进入第三(S3)模式后，切换电源供应路径由电源备援供应单元40供电(步骤102)，以提供存储器50暂存数据所需的电源。
侦测电源供应是否恢复正常(步骤103)，若电源供应恢复正常时，则切换电源供应路径由正常电源供电(步骤104)，即由供电单元60供电给存储器50，并关闭电源备援供应单元40，以对电源备援供应单元40进行充电(步骤105)，从而确保电源备援供应单元40的供电能力。
请参照图3，其为本发明的电源备援控制单元的电路示意图，包含有与门开关21、第一缓冲器22、第二缓冲器23、非门开关24、D型正反器25、第一晶体管开关26及第一电阻R1～第五电阻R5。
首先，与门开关21分别撷取电源激活(POWER_ON)信号与第三模式激活(SLP3_DLY#)信号，而与门开关21的输出端分别连接至第一缓冲器22的控制端与第二缓冲器23的控制端。
接下来，第一缓冲器22的输入端撷取电池缓存器数据信号(BAT_REG_DATA)的信号，而第一缓冲器22的输出端连接至节点1，将第一电阻R1的一端连接至节点1，第一电阻R1的另一端接2.5伏特电压源。
第二缓冲器23的输入端撷取电池缓存器时钟信号(BAT_REG_CLK)的信号，而第二缓冲器23的输出端连接至节点2，将第二电阻R2的一端连接至节点2，第二电阻R2的另一端接地。
将非门开关24的输入端连接至节点2，而非门开关24的输出端连接至D型正反器25的时钟输入端，接者，将D型正反器25的数据输入端连接至节点1。
第三电阻R3的一端连接至节点3，而第三电阻R3的另一端接2.5伏特电压源，D型正反器25的预置(Preset)、清除(Clear)信号输入端分别连接至节点3。
接下来，D型正反器25的第二输出端透过第四电阻R4与第一晶体管开关26的基极连接，第一晶体管开关26的射极接地，第一晶体管开关26的集极连接至节点4，而第五电阻R5一端连接节点4，第五电阻R5的另一端接2.5伏特电压源，其中节点4输出一备份电源激活信号(BAT_ON)。
另外，与门开关21依据运算结果更输出切换信号，以驱动电源供应切换单元30动作。
请参照图4，其为本发明的电源供应切换单元的电路方块示意图，包含有电池监控及充电器31备援供电稳压器32、二极管开关33、第二晶体管开关34及正常供电稳压器35备援供电稳压器36。
电池监控及充电器31，用以监控电池36的状态(例如，电量及温度等)及对电池36进行充电程序，其中，电池监控及充电器31由电源备援控制单元20的控制信号触发，以激活对电池36的充电程序。
备援供电稳压器32，用以提供计算机系统中所需的工作电源(例如，2.5伏特直流电压源)，而计算机系统中使用此电源包括电源备援控制单元20及存储器单元50。
二极管开关33，用以保护备援供电稳压器32，而晶体管开关34由切换信号驱动导通(ON)或截止(OFF)，以切换电源供应路径。
正常供电稳压器35，用以提供计算机系统中所需的工作电源(例如，2.5伏特直流电压源)，而计算机系统中使用此电源包括电源备援控制单元20、存储器50、南桥芯片70及北桥芯片80等其它逻辑电路。
通过这种存储器的电源备援系统，当电源供应发生异常中断时，使计算机系统进入高级配置和电源接口标准(ACPI)的省电模式，并通过激活及切换电源备援供应系统，以提供给存储器暂存数据所需的电源，当电源恢复正常供应时，使计算机系统通过存储器中暂存的数据，即可继续处理未完成的工作，从而提高计算机系统的可靠性与稳定性。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种存储器的电源备援系统，在电源供应中断时，提供一备份电源给一存储器，以暂存该存储器中的数据，其特征在于，包括一电源侦测单元，用以侦测该电源供应的状态；一电源备援控制单元，依据该电源供应的状态，产生该备份电源的控制信号；一电源供应切换单元，依据该控制信号，用以切换该电源供应之供电路径；及一电源备援供应单元，用以提供该备份电源，以使该存储器暂存该数据。
2.根据权利要求1所述的电源备援系统，其特征在于，所述该电源供应中断时，所述电源侦测单元产生一电源中断信号。
3.根据权利要求2所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源中断信号为一不可屏蔽式中断(NMI)指令。
4.根据权利要求1所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源供应中断时，所述电源供应切换单元切换所述电源备援供应单元进行供电。
5.根据权利要求1所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源供应恢复正常时，所述电源供应切换单元切换所述电源供应进行供电。
6.根据权利要求5所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源备援供应单元还进行一充电作业。
7.根据权利要求1所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源备援供应单元还包含有一电池。
8.根据权利要求1所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源备援供应单元由所述控制信号开启所述备份电源。
9.根据权利要求1所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源备援供应单元由所述控制信号关闭所述备份电源。
10.一种计算机系统的电源备援系统，其特征在于，包含有一存储器，用以暂存该计算机系统中等待处理的数据；一中央处理器单元，用以处理所述数据；一芯片组，用以控制所述计算机系统的信号传输作业；一供电单元，接收一电源供应，以提供所述计算机系统工作所需的电源；一电源侦测单元，用以侦测所述电源供应的状态；一电源备援控制单元，依据所述电源供应的状态，产生一备份电源的控制信号；一电源供应切换单元，依据所述控制信号，用以切换所述电源供应的供电路径；及一电源备援供应单元，用以提供所述备份电源，以使所述存储器暂存所述数据。
11.根据权利要求10所述的电源备援系统，其特征在于，所述芯片组包含有一南桥芯片及一北桥芯片。
12.根据权利要求10所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源供应中断时，所述电源侦测单元产生一电源中断信号。
13.根据权利要求1所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源中断信号为一不可屏蔽式中断(NMI)指令。
14.根据权利要求1所述的电源备援系统，其特征在于，所述电源供应中断时，所述电源供应切换单元切换所述电源备援供应单元进行供电。
全文摘要
本发明提供一种存储器电源备援系统，当电源供应异常中断时，通过激活及切换电源备援供应系统，提供存储器暂存数据所需的电源，避免存储器中的数据遗失，当电源恢复正常供应后，让计算机系统根据存储器中暂存的数据恢复至断电前的状态，以继续处理未完成的工作，由此提高计算机系统的可靠性与稳定性。
文档编号G06F1/26GK1825248SQ20051000871
公开日2006年8月30日 申请日期2005年2月24日 优先权日2005年2月24日
发明者乔重华, 穆罕默德法鲁克雷德汉 申请人:英业达股份有限公司, 睿进系统公司