专利名称：：中央处理器的电源管理模块的制作方法
技术领域：
：本发明是有关于一种电源管理模块，且特别是有关于一种中央处理器的电源管理模块。
背景技术：
：近年来，随着中央处理器(CentralProcessingUnit,以下简称CPU)的运算能力的提升，其所需要消耗的功率也随之增加。为了使CPU具有最佳的效能，直流-直流转换模块(DC-DCConverterModule)必须提供足量的功率给CPU使用。以下针对现今的直流-直流转换模块作详细地说明。图1是传统的中央处理器的直流-直流转换模块。请参照图l，为了能够满足现今中央处理器10的大功率需求，目前供应电源给CPUio的直流-直流转换模块20配置有4组的直流-直流转换器(DC-DCConverter)(3134)。脉宽调制控制器(PulseWidthModulationController,以下简称P丽Controller)40可产生脉宽调制信号PWM1P丽4分别给直流-直流转换器3134，其中脉宽调制信号PWM1P丽4的相位互不相同。直流-直流转换器3134再分别依据脉宽调制信号P丽1P丽4供给电源给CPU10。承上述，当CPU10为高运算能力的CPU时，则需要消耗较大的功率(约130W)，直流-直流转换器3134分别供应不同相位的电源给CPU10，可使CPUIO具有最佳效能。然而，当CPU10为较低运算能力的CPU时，则仅需要消耗较小功率(60W或80W)，直流-直流转换器3134若仍以4相位同时供应电源给CPU10，显然会浪费许多不必要的电源。
发明内容本发明提供一种中央处理器的电源管理模块，藉以达成省电的功效。本发明提出一种中央处理器的电源管理模块，包括基本输出入系统芯片、电源调节模块与直流-直流转换模块。基本输出入系统芯片耦接中央处理器，具有中央处理器的功率消耗信息。电源调节模块耦接基本输出入系统芯片，依据中央处理器的功率消耗信息，输出电源控制信号。直流-直流转换模块耦接中央处理器与电源调节模块，具有多个直流-直流转换器，并依据电源控制信号决定使能上述直流-直流转换器的数量，藉以提供适当的电源给中央处理器。在本发明的一实施例中，直流-直流转换模块，还包括脉宽调制控制器、解码器与开关模块。脉宽调制控制器耦接各直流-直流转换器，用以提供脉宽调制信号给各直流-直流转换器。解码器耦接电源调节模块，可依据电源控制信号产生多个开关信号。开关模块具有多个开关，分别耦接于各直流-直流转换器的输出端与中央处理器之间，用以决定各直流-直流转换器是否提供电源给中央处理器。在另一实施例中，开关为金氧半场效应晶体管或双载子晶体管。在又一实施例中，电源调节模块包括基板管理控制器或复杂可编程逻辑装置，用以产生电源控制信号。在本发明的一实施例中，直流-直流转换模块还包括脉宽调制控制器。脉宽调制控制器耦接各直流-直流转换器，依据电源控制信号决定是否提供脉宽调制信号给各直流-直流转换器，以决定使能直流-直流转换器的数量。在本发明的一实施例中，电源调节模块透过集成电路总线与直流-直流转换模块沟通。在另一实施例中，基本输出入系统芯片透过芯片组与中央处理器沟通。在又一实施例中，基本输出入系统芯片透过低接脚数界面或固体集线器与芯片组沟通。在更一实施例中，芯片组包括北桥芯片南桥芯片。北桥芯片耦接中央处理器。南桥芯片耦接北桥芯片与基本输出入系统芯片。本发明的电源管理模块因采用电源调节模块，可透过基本输出入系统芯片取得中央处理器的功率消耗信息。直流-直流转换模块再依据中央处理器的功率消耗信息，藉以决定使能直流-直流转换器的数量，进而提供适当的电源给中央处理器，因此可达成省电的功效。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举几个实施例，并配合附图，作详细说明如下。图1是传统的中央处理器的直流-直流转换模块。图2是依照本发明的第一实施例的一种中央处理器的电源管理模块的示意图。图3是依照本发明的第一实施例的一种芯片组、电源调节模块与直流-直流转换模块的详细示意图。图4是依照本发明的第一实施例的一种直流-直流转换器与开关模块的详细示意图。图5是依照本发明的第一实施例的各脉宽调制信号的示意图。图6是依照本发明的第二实施例的一种中央处理器的电源管理模块的示意图。具体实施方式第一实施例图2是依照本发明的第一实施例的一种中央处理器的电源管理模块的示意图。请参照图2，CPU10的电源管理模块50包括基本输出入系统芯片(BasicInput/OutputSystem,以下简称BIOS)60、电源调节模块70与直流-直流转换模块21。CPU10耦接芯片组80，CPU10可透过芯片组80与其他装置进行沟通。BIOS60透过芯片组80耦接CPU10，其中BIOS60与芯片组80的沟通界面例如可以是低接脚数界面(LowPinCount,简称LPC)或固体集线器(FWH)。当CPU10装置于主机板(未绘示)上并于第一次开机时，BIOS60会撷取并储存CPU10的各项信息，例如功率消耗信息。电源调节模块70耦接BIOS60与直流-直流转换模块21，可依据CPU10的功率消耗信息，产生电源控制信号PCS,藉以设置直流-直流转换模块21。电源调节模块70与直流-直流转换模块21的沟通界面例如是集成电路总线(Inter-integratedCircuitBus,简称为I2C总线)。由于动态调整直流-直流转换模块21提供给CPU10的电源相当容易造成电压电平偏移，因此电源调节模块70可发出重开机信号reboot,并在第二次开机时，再设置直流-直流转换模块21。承上述，直流-直流转换模块21耦接CPU10与电源调节模块70。直流-直流转换模块21具有多个直流-直流转换器，在本实施例中以4个直流-直流转换器(3134)为例进行说明，但本发明不以此为限。在第二次开机时，直流-直流转换模块21可依据电源调节模块70所提供的电源控制信号PCS来决定使能(Enable)直流-直流转换器(3134)的数量，藉以提供适当的电源给CPU10。如此一来，直流转换模块21可依据不同类型的CPU而供给适当的电源，藉以达成省电的功能。以下则针对电源调节模块70如何决定使能直流-直流转换器(3134)的数量作更详细的说明。图3是依照本发明的第一实施例的一种芯片组、电源调节模块与直流-直流转换模块的详细示意图。图4是依照本发明的第一实施例的一种直流-直流转换器与开关模块的详细示意图。请合并参照图2、图3与图4，在本实施例中，芯片组80包括了北桥芯片81与南桥芯片82。北桥芯片81耦接CPU10。南桥芯片82耦接北桥芯片81与BIOS60。电源调节模块70包括了基板管理控制器(BaseboardManagementController,以下简称BMC)71。BMC71用以产生电源控制信号PCS。另一方面，直流-直流转换模块21不但包括了直流-直流转换器3134，更包括了脉宽调制控制器40、解码器(Decoder)90与开关模块100。开关模块100包括了开关151、152。开关151、152例如是金氧半场效应晶体管(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor,简称MOSFET)或双载子晶体管(BipolarJunctionTransistor,简禾尔BJT)。脉宽调制控制器40耦接直流-直流转换器3134，用以输出脉宽调制信号PWM1PWM4给直流-直流转换器3134。脉宽调制信号PWM1PWM4的相位互不相同，图5是依照本发明的第一实施例的各脉宽调制信号的示意图。在本实施例中，直流-直流转换器3134是由相同构件所组成，以下仅以直流-直流转换器31为例进行说明。承上述，直流-直流转换器31包括了非重迭(Non-overlap)单元110、上晶体管121、下晶体管122与电感130。非重迭单元110可将脉宽调制信号PWM1转换成一组非重迭信号藉以控制上晶体管121与下晶体管122，藉以避免上晶体管121与下晶体管122同时导通而造成大量漏电流。更进一步地说，电感130与电容140可依据上晶体管121与下晶体管122的作动来储存电力，藉以达成直流电压转换。以此类推，直流-直流转换器3234。值得注意的是，在本实施例中，解码器90耦接BMC71，可依据电源控制信号PCS产生开关信号SC1、SC2，藉以控制开关151、152导通与否。开关151、152分别耦接于直流-直流转换器33、34的输出端与CPU10之间，用以决定直流-直流转换器33、34是否提供电源给CPU10。也就是说，当CPU10的耗电量不大(60W或80W)时，可利用开关信号SC1、SC2使开关151、152截止，进而禁能(Disable)直流-直流转换器33、34，避免电力的浪费。当CPU10的耗电量大(130W)时，可利用开关信号SC1、SC2使开关151、152导通，进而使能直流-直流转换器33、34，藉以使CPUIO具有最佳效能。如此一来，不但可保持CPUIO的效能更能进一步地达成省电的功效。为了凸显本实施例所能达成的省电功效，以下则将传统的CPU的电源使用效率以及本实施例的CPU的电源使用效率作一比较。表一是传统与本实施例的CPU电源使用效率比较表。请合并参照图l、图2与表一，由表一可明显看出不论CPU10的功率消耗信息为多少瓦，传统技术的直流-直流转换器20皆采用4相位同时输出电源，藉以供给CPUIO，藉以使CPU10具有最佳效能。然而当CPU10仅需消耗较小功率时(60W或80W)，显然会浪费许多不必要的电源。承接上述，当CPU10的功率消耗信息为80W时，本实施例可暂时禁能直流-直流转换器34，使直流-直流转换器的使能数量变成3个，因此与传统相较之下本实施例可提升24%的电源使用效率。当CPU10的功率消耗信息为60W时，本实施例可暂时禁能直流-直流转换器33、34，使直流-直流转换器的使能数量变成2个，因此与传统相较之下本实施例可提升610%的电源使用效率。表一传统与本实施例的CPU电源使用效率比较表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>值得一提的是，虽然上述实施例中已经对CPU的电源管理模块描绘出了一个可能的型态，但所属
技术领域：
中具有通常知识者应当知道，各厂商对于CPU的电源管理模块的设计都不一样，因此本发明的应用当不限制于此种可能的型态。换言之，只要是依据CPU的功率消耗信息来决定使能直流-直流转换器的数量，就已经是符合了本发明的精神所在。以下再举几个实施方式以便本领域具有通常知识者能明的精神，并实施本发明。第二实施例第一实施例虽以开关模块100来决定使能直流-直流转换器的数量，但熟习本领域技术者可依其需求改变其实施方式。例如，图6是依照本发明的第二实施例的一种中央处理器的电源管理模块的示意图。请合并参照图3与图6，本实施例中标号与第一实施例相同的元件，可参照上述的实施方式。值得注意的是，本实施例直流-直流转换模块22的脉宽调制控制器41可依据BMC71所提供的电源控制信号PCS来决定是否输出脉宽调制信号PWM1PWM4，进而决定使能直流-直流转换器的数量。更详细地说，当CPU10的功率消耗信息为80W时，脉宽调制控制器41可停止输出脉宽调制信号PWM4，使直流-直流转换器的使能数量变成3个。当CPU10的功率消耗信息为60W时，脉宽调制控制器41可停止输出脉宽调制信号PWM3、PWM4，使直流-直流转换器的使能数量变成2个。此作法的好处不但可达成与上述实施例相类似的功效，更可省下图3中开关模块100与解码器90的硬体成本。请再参照图3与图6，在第一实施例与第二实施例中电源调节模块70虽利用BMC71来产生电源控制信号PCS，但熟习本领域技术者亦可采用复杂可编程逻辑装置(ComplexProgrammableLogicDevice,CPLD)来产生电源控制信号PCS。综上所述，本发明的电源管理模可依据中央处理器的功率消耗信息，藉以决定使能直流-直流转换器的数量，进而提供适当的电源给中央处理器，因此不但可维持中央处理器的运算效能，更可达成省电的功效。虽然本发明已以几个实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属
技术领域：
中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。权利要求1.一种中央处理器的电源管理模块，包括一基本输出入系统芯片，耦接该中央处理器，具有该中央处理器的功率消耗信息；一电源调节模块，耦接该基本输出入系统芯片，依据该中央处理器的功率消耗信息，输出一电源控制信号；以及一直流-直流转换模块，耦接该中央处理器与该电源调节模块，具有多个直流-直流转换器，并依据该电源控制信号决定使能该些直流-直流转换器的数量，藉以提供适当的电源给该中央处理器。2.如权利要求1所述的电源管理模块，其特征在于，该直流-直流转换模块，还包括一脉宽调制控制器，耦接该些直流-直流转换器，用以提供多个脉宽调制信号给该些直流-直流转换器；一解码器，耦接该电源调节模块，依据该电源控制信号产生多个开关信号；以及一开关模块，具有多个开关，分别耦接于该些直流-直流转换器的输出端与该中央处理器之间，用以决定各该直流-直流转换器是否提供电源给该中央处理器。3.如权利要求2所述的电源管理模块，其特征在于，该些开关为金氧半场效应晶体管或双载子晶体管。4.如权利要求2所述的电源管理模块，其特征在于，该电源调节模块，包括一基板管理控制器，耦接该脉宽调制控制器，用以产生该电源控制信号。5.如权利要求2所述的电源管理模块，其特征在于，该电源调节模块，包括:一复杂可编程逻辑装置，耦接该脉宽调制控制器，用以产生该电源控制信号。6.如权利要求1所述的电源管理模块，其特征在于，该直流-直流转换模块，还包括一脉宽调制控制器，耦接该些直流-直流转换器，依据该电源控制信号决定是否提供脉宽调制信号给各该直流-直流转换器，以决定该些使能直流-直流转换器的7.如权利要求6所述的电源管理模块，其特征在于，该电源调节模块，包括:一基板管理控制器，耦接该脉宽调制控制器，用以产生该电源控制信号。8.如权利要求6所述的电源管理模块，其特征在于，该电源调节模块，包括:一复杂可编程逻辑装置，耦接该脉宽调制控制器，用以产生该电源控制信号。9.如权利要求1所述的电源管理模块，其特征在于，该电源调节模块透过一集成电路总线与该直流-直流转换模块沟通。10.如权利要求1所述的电源管理模块，其特征在于，该基本输出入系统芯片透过一芯片组与该中央处理器沟通。11.如权利要求10所述的电源管理模块，其特征在于，该基本输出入系统芯片透过一低接脚数界面与该芯片组沟通。12.如权利要求10所述的电源管理模块，其特征在于，该基本输出入系统芯片透过一固体集线器与该芯片组沟通。13.如权利要求10所述的电源管理模块，其特征在于，该芯片组，包括一北桥芯片，耦接该中央处理器；以及一南桥芯片，耦接该北桥芯片与该基本输出入系统芯片。全文摘要本发明公开了一种中央处理器的电源管理模块，包括基本输出入系统芯片、电源调节模块与直流-直流转换模块。基本输出入系统芯片耦接中央处理器与电源调节模块。基本输出入系统芯片具有中央处理器的功率消耗信息。电源调节模块依据中央处理器的功率消耗信息，输出电源控制信号。直流-直流转换模块耦接中央处理器与电源调节模块，具有多个直流-直流转换器，并依据电源控制信号决定使能上述直流-直流转换器的数量，藉以提供适当的电源给中央处理器。因此可达成省电功能。文档编号G06F1/32GK101470512SQ200710305810公开日2009年7月1日申请日期2007年12月24日优先权日2007年12月24日发明者朱威峄,柯廷铮申请人:英业达股份有限公司