专利名称：主总线参数调整方法、计算机系统以及计算机可读取媒体的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种运算系统和芯片组，特别是有关于一种调整总线的 总线频率和连结宽度的方法及系统。
背景技术：
今曰的运算系统可包含一个或多个中央处理器(Central Processing Unit, CPU)或微处理器来存取及处理无数外设装置的数据。这些CPU通过总 线和外设装置电性连接，并且可以以高速存取数据。这类的运算系统典型包 含一或多个建构在主机板上的芯片组(控制电路系统)，其控制CPUs和外设装 置、内/外部存储器和数据快取间的数据流量。常见的芯片组架构是北桥和南 桥，北桥一般指的是与运算系统内一或多个处理器沟通的控制电路系统，其 掌控与存储器、存储器快取和绘图端口之间的连动。南桥一般指的是处理针 对CPUs的输入/输出，或CPUs与外设装置间等功能的控制电路系统，这些芯 片组皆可视为掌管主机板各种功能的中心枢纽。在此类运算系统架构中，主总线(例如前端总线(Front Side Bus, FSB) 或超传输总线(HyperTransport bus, HT bus))电性连接中央处理器至芯片组 (例如北桥芯片组)，其提供了高频宽的搡作及高效能的应用。例如超传输总 线在处理器对芯片组的连结之上可提供lGHz/16-bit的操作。超传输总线常 被视为具有弹性、扩张性的简易总线设计架构，并且普遍应用于很多运算系 统。操作于高速和高频宽时会衍生功率消耗的问题，因此很多运算系统提供 了电源管理的应用。举例来说，对于笔记本型计算机或其它可携式系统而言， 可以借着降低处理器的操作电压和(或)频率来节省电源及增加电池的寿命， 以及(或)在不需要高速处理的时候降低系统温度。反之，当需要处理的工作增加或需要高速处理的时候则提升操作电压和(或)频率。由超微半导体(Advanced Micro Devices Inc , AMD)所开发的 r PowerNow! 」技术是运算系统中电源管理的应用实施例，其监控CPU的操作情况，像是它的频率及电压。其亦可更改这些CPU的参数。由Hsu所提出 的美国专利，专利编号7073082，标题为「 CPU电源管理和总线最佳化的方法J, 提供了由操作系统或驱动程序监控CPU的负载来调整CPU的操作电压和频率 的——实施例。it匕夕卜，高级酉己置与电源才妄口 (Advanced Configuration and Power Interface, ACPI)亦是运算系统中电源管理的另一实施例。传统的方法通常 着重于管理计算机系统中处理器及装置的功率消耗，然而这些方法并没有考 虑到耦接于处理器和装置间的数据总线的电源管理。因此，有必要考虑到数据总线的电源管理，和动态调整数据总线上像是 总线频率及总线连结宽度等操作参数的能力。发明内容根据本发明一实施例，揭露了调整一种主总线的总线频率和总线连结宽 度的方法。总线监控驱动程序安装于北桥芯片组上，以监控主总线的传输情 况，然后根据所监控到的传输情况调整主总线的总线频率和总线连结宽度。根据本发明另 一 实施例，揭露了 一种方法来操作具有北桥芯片组的运算 系统，并调整主总线的总线频率和总线连结宽度，主总线可以电性连接于处 理器和北桥芯片组之间。当发出调整信号时会触发系统管理中断信号。然后 更新主总线关于总线频率和总线连结宽度的值。根据本发明另一实施例， 一种运算系统可具有处理器、北桥芯片组和电 性连接处理器至北桥芯片组的主总线。北桥芯片组监控主总线上的传输情况， 并且根据所监控到的传输情况，调整主总线的总线频率和总线连结宽度等参 数中至少一项。根据本发明另一实施例， 一种计算机可读取媒体包含了指令，若运算系 统执行这些指令，可以执行致能运算系统内的基本输入输出操作系统BIOS; 将主总线的一或多个相关操作参数的值储存于一或多个暂存器内；以及使主 总线搡作于存放在一或多个暂存器内的值。
以下的附图为本发明说明书的一部分，配合着解说例、实现、实施例和 文字叙述来解释本发明的原理。图中图1显示根据本发明的计算机系统的实施例电路图；图2显示根据本发明的方法的实施例流程图，上述方法用来调整数据总线上的总线频率和总线连结宽度；以及图3显示一方法的一详细实施例流程图，上述方法用来调整数据总线上 的总线频率和总线连结宽度。[主要元件标号说明]100~运算系统102 ~中央处理单元104~主总线106~北桥芯片组108~数据总线110~南桥芯片组BIOS-基本输入输出操作系统具体实施方式
现在将针对本发明的范例实施例来详细探讨，范例实施例则会以附图来 解说。同一个参考编号将尽可能于所有的图案中表示同一个装置。以下的技 术提供调整总线上的总线频率和总线连结宽度的方法和系统，其亦可降低运 算系统的功率损耗。图1显示依照本发明的运算系统100的实施例电路图。参照图1,此运 算系统100包括主总线104，其电性连接于CPU 102和北桥芯片组106之间。 该北桥芯片组106可以通过数据总线108电性连接至南桥芯片组110。虽然 图未显示，北桥芯片组106仍可以相互电性连接无数的存储装置、数据快取、 辅助处理器及绘图处理器至CPU 102,并且管理这些装置之间的传输。同样 地，南桥芯片组110也可以相互电性连接无数的外设装置和子系统，以及管 理和北桥芯片组106之间的传输，以便给CPU 102做最终的处理。在一实施 例中，CPU 102可以为操作在超传输总线或主总线104上的AMD CPU。其 它类型的CPU亦可以此处揭露的技术来实施。在一实施例中，由AMD所开发的r PowerNow！ 」的电源管理驱动程序安 装来让CPU 102监控对CPU 102的数据传输往来情况。这些信息可以用来推 断及监控主总线104的数据传输参数。举例来说，该PowerNow驱动程序可监 控CPU 102的核心电压和频率，并可视目前CPU 102的情况来调整CPU 102的核心电压和频率以节省电源。当CPU 102对北桥芯片组106宣告VID/FID 周期时，CPU 102的核心电压和频率会更新一次。在VID/FID周期时，并没 有关于CPU 102的频率和电压等信息可以让北桥芯片组106决定主总线104 要设什么样的新的频率和电压。下面的实施例说明如何使用系统管理中断 (System Management Interrupt, SMI)周期5丈能(wake up)基本專t入專lr出才乘作 系统(Basic 1叩ut/0utput System, BIOS)来使运算系统100调整主总线104 的操作频率和连结频宽。虽然图未显示，运算系统100亦可包含用来储存主 总线104的总线频率和总线连结宽度等信息的暂存器，而BIOS可存取这些暂 存器来改变主总线104的操作参数。图2显示根据本发明，用来调整数据总线的总线频率和总线连结宽度的 方法200的实施例流程图。 一开始安装芯片组(例如运算系统100中的北桥芯 片组106)的总线监控驱动程序(步骤202),类似的监控驱动程序可以是上述 的「PowerNow! 」电源管理驱动程序，接下来监控主总线(例如主总线1(H) 的传输情形(步骤204),根据步骤204所监控到的主总线104的传输情形来 调整主总线104的总线频率和总线连结频宽。在某些实施例中，总线监控驱 动程序安装在北桥芯片组106中，故其可监控主总线104，并根据所监控到 的传输情形来决定是否要更新总线频率和总线连结宽度。在某些实施例中， 假设主总线104的传输情形和CPU 102的传输情形有关，在这类实施例中， 可以在CPU 102宣告VID/FID周期时调整主总线104的总线频率和总线连结 宽度。在其它的实施例中，可以基于CPU 102的电压和操作频率更新主总线 104的总线频率和总线连结宽度。正常情况下，由于VID/FID周期没有关于 CPU 102的电压和频率等信息，所以北桥芯片组106将无法在VID/FID周期 期间决定对于主总线104的总线频率和总线连结宽度的调整。在这些实施例 中，使用系统管理中断信号来让北桥芯片组106更新运算系统100中BIOS内 主总线104的频率和总线连结宽度的值。例如，北桥芯片组106可以在VID/FID 周期发生时触发系统管理中断信号，此时CPU 102进入系统管理模式(System Management Mode, S腿)并且致能运算系统100的BIOS。当BIOS被致能后， 它可以更新对应暂存器内，所储存的主总线104的总线频率和总线连结宽度 等信息。这些暂存器被更新之后，CPU 102离开系统管理模式同时CPU 102 的时钟停止，中断与主总线104电性连接而后重新电性连接，并且运行及操 作于新的总线频率和总线连结宽度之上。图3显示一方法300的详细实施例流程图，该方法300乃用于调整数据 总线或主总线104的总线频率和总线连结宽度。 一开始CPU 102发出VID/FID 周期给北桥芯片组106以调整CPU 102的操作电压及频率(步骤301),北桥 芯片组106接着对CPU 102触发系统管理中断信号(步骤302),然后CPU 102 对北桥芯片组106宣告SMIACK信号来告知已收到系统管理中断信号(步骤 303),并且进入系统管理模式(步骤304)。根据系统管理中断信号，更新基 本输入输出操作系统BIOS内储存主总线104的频率和总线连结宽度的暂存器 (步骤305)。对应的暂存器更新完毕后，发送RSM信号且CPU 102离开系统 管理模式(步骤306和307)。然后CPU 102解除中断认可信号的宣告并且北 桥芯片组106宣告STPCLK信号给CPU 102来停止CPU 102的时钟(步骤308 和309)。北桥芯片组106先是宣告LDTSTOP信号以中断与主总线104的电性 连接，而在收到CPU 102送来的STPGNT信号后随即解除LDTSTOP信号的宣告， 并恢复与主总线104的电性连接(步骤310和311)。最后，北桥芯片组106 解除STPCLK信号的宣告，而CPU 102和主总线104即以新的条件进行操作(步 骤312)。如上所述，北桥芯片组106可以调整主总线104的操作条件。上述技术 的实施例可以独立地根据总线的状态，或是根据某些实施例中提到的CPU电 源管理计划，来动态调整像是主总线频率和总线连结宽度等操作参数。本发 明可以应用于很多系统，像使用AMD K8⑩CPU的运算系统就是一个实施例。本说明书可能以特定的步骤顺序来描述本发明代表性实施例的发明方 法。然而，本方法并不倚赖于前述所说明的特定步骤顺序上，本方法不应限 定于所描述的特定步骤顺序。本领域技术人员皆知，也是可能有其它的步骤另外，本发明方法的权利要求范围不应限定于所述的实施步骤。任何本领域 技术人员能完全了解，在不脱离本发明的精神和范畴下仍可变动实施的步骤。
权利要求
1.一种主总线参数调整方法，用来调整主总线的总线频率和总线连结宽度，包括安装总线监控驱动程序于北桥芯片组内；监控上述主总线的传输情况；以及根据监控到的上述传输情况，调整上述主总线的上述总线频率和上述总线连结宽度。
2. 根据权利要求1所述的主总线参数调整方法，其中上述总线频率和上 述总线连结宽度是根据调整信号的宣告来调整。
3. 根据权利要求2所述的主总线参数调整方法，其中上述调整信号为 VID/FID周期信号。
4. 根据权利要求1所述的主总线参数调整方法，还包括 触发系统管理中断信号；以及更新上述主总线的上述总线频率和上述总线连结宽度的值。
5. 根据权利要求4所述的主总线参数调整方法，还包括 停止处理器的时钟；中断与上述主总线的耦接，然后恢复与上述主总线的耦接；以及 使上述主总线操作于更新后的上述总线频率及更新后的上述总线连结宽度。
6. 根据权利要求1所述的主总线参数调整方法，其中上述主总线为超传输总线。
7. —种主总线参数调整方法，用于运算系统内，上述运算系统具有北桥 芯片组，上述北桥芯片组用来调整主总线的总线频率和总线连结宽度，其中 上述主总线耦接于处理器和上述北桥芯片组之间，包括当发出调整信号时触发系统管理中断信号；以及 更新上述主总线的上述总线频率和上述总线连结宽度等相关值。
8. 根据权利要求7所述的主总线参数调整方法，其中上述总线频率和上 述总线连结宽度的值储存于暂存器中。
9. 根据权利要求7所述的主总线参数调整方法，其中上述调整信号为 VID/FID周期信号。
10. 根据权利要求7所述的主总线参数调整方法，其中当触发上述系统 管理中断信号时，上述处理器进入系统管理模式。
11. 根据权利要求10所述的主总线参数调整方法，其中发出RSM信号时， 上述处理器离开上述系统管理模式。
12. 根据权利要求7所述的主总线参数调整方法，还包括 停止上述处理器的时钟；中断与上述主总线的耦接，然后恢复与上述主总线的耦接；以及 使上述主总线操作于更新后的上述总线频率及更新后的上述总线连结宽度。
13. 根据权利要求7所述的主总线参数调整方法，其中上述主总线为超 传输总线。
14. 一种计算机系统，包括 处理器；北桥芯片组；以及主总线，耦接上述处理器至上述北桥芯片组，其中上述北桥芯片组监控 上述主总线的传输情况，以及根据所监控到上述主总线的上述传输情况，上 述北桥芯片组调整上述主总线的总线频率和总线连结宽度中至少一项。
15. 根据权利要求14所述的计算机系统，其中总线监控程序安装于上述 北桥芯片组以监控上述主总线的上述传输情况。 .
16. 根据权利要求14所述的计算机系统，其中当发出调整信号时，上述 北桥芯片组调整上述主总线的上述总线频率和上述总线连结宽度。
17. 根据权利要求16所述的计算机系统，其中上述调整信号为VID/FID 周期信号。
18. 根据权利要求14所述的计算机系统，其中上述北桥芯片组触发系统 管理中断信号来更新上述主总线的上述总线频率和上述总线连结宽度的值。
19. 根据权利要求18所述的计算机系统，其中触发上述系统管理中断信 号时，上述处理器进入系统管理模式，在上述主总线的上述总线频率和上述 总线连结宽度的值更新以后，上述处理器离开上述系统管理中断模式。
20. 根据权利要求18所述的计算机系统，其中上述主总线的上述总线频 率和上述总线连结宽度的值储存于暂存器中。
21. 根据权利要求18所述的计算机系统，其中上迷北桥芯片组停止上述处理器的时钟，然后上述北桥芯片组中断与上述主总线的耦接，在上述主总 线的上述总线频率和上述总线连结宽度的值更新之后，上述北桥芯片组恢复 与上述主总线的耦接。
22. 根据权利要求14所述的计算机系统，其中上述主总线为超传输总线。
23. —种计算机可读取媒体，包含了指令，若以运算系统执行上述指令， 则使计算机运作而执行以下的操作，包括致能上述运算系统内的基本输入输出操作系统；将主总线的一或多个相关操作参数的值储存于一或多个暂存器内；以及 使上述主总线操作于上述暂存器内所储存的值。
全文摘要
一种计算机系统，包含主总线，主总线电性连接于处理器和北桥芯片组之间。北桥芯片组监控主总线，并且根据所监控到的主总线的传输情况来调整主总线的频率和总线连结宽度。
文档编号G06F13/42GK101251834SQ20081009110
公开日2008年8月27日 申请日期2008年4月2日 优先权日2007年4月20日
发明者苏耀群, 谢易霖 申请人:威盛电子股份有限公司