专利名称：频率产生装置及其方法及使用其的电脑系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种频率产生装置及其方法，以及使用此装置的电脑系统， 且特别是关于一种能依据中央处理器的电压识别码，调整其输出频率信号的 频率的装置。
背景技术：
现今的信息科技(information technology, IT)产业为了提高产品的效 能及使用时间，在功率规格上的要求也逐渐地增加。举凡如高阶精简指令集 机器(advance RISC machine, ARM)、英特尔(Intel)及超微(AMD)的处理器都 具有动态电压和步页率调整(dynamic voltage frequency scaling, DVFS)设计， 藉以于电脑系统闲置或者无须大量运算时，动态地降低电脑系统的工作频率 及工作电压。
图1为电脑系统的方块图。请参照图1，中央处理器120及芯片组130 接收频率产生器IIO所产生的频率信号HCLK,以作为基础频率而运作。中央 处理器120所产生的频率识别码(frequency identification definition, FID)/电压识另'J码(voltage identification definition, VID)会随其工作模 态而改变，以动态地调整其工作频率及工作电压来节省功率消耗。当电脑系 统100无需大量运算上的功率消耗时，中央处理器120内的锁相回路(phase lock loop, PLL)便会在内部调整所接收的频率信号HCLK的频率或调整自身 的除频倍率，以降低中央处理器120的工作频率，且中央处理器UO也会据 其工作模态而产生电压识别码至电压调节才莫块(voltage regulator module, VRM) 140，使电压调节模块140能依据电压识别码来降低中央处理器120的工 作电压Vcore。
但是，上述动态电压和频率调整的机制为应用于调整中央处理器120的 工作频率及工作电压，因此通过前端总线(front side bus, FSB)与中央处理 器120连接的芯片组130以及动态随机存取内存(dynamic random access memory, DRAM) 150仍然维持其原有的工作频率，这也造成了电脑系统100于闲置或者无需大量运算时，仍有不必要的功率消耗。因此，为了节省电脑系统的功率消耗，必须发展一套完善的低功率设计。
发明内容
本发明提供一种频率产生装置及其方法，其能依据中央处理器的电压识别码，调整其所产生的输出频率信号的频率。藉此，便可依据中央处理器的工作模态，提供适当的输出频率信号作为电脑系统的基础频率，使电脑系统能更有效率地运作及节省功率消耗。
本发明另提供一种电脑系统，其釆用上述的频率产生装置，亦具有上述的伊C点。
本发明提出一种频率产生装置包括锁相回路模块以及调整模块。锁相回路模块接收参考频率信号，并产生输出频率信号给电脑系统，以作为电脑系统的基础频率。其中，锁相回路模块包括除频器，其依据控制信号调整除频倍率，并据以将输出频率信号进行除频处理，以产生回授信号。而调整模块耦接锁相回路模块，其依据中央处理器的电压识别码，以及依据回授信号或参考频率信号，产生控制信号，以调整输出频率信号的频率。
本发明提出一种电脑系统包括中央处理器以及频率产生装置。中央处理器接收输出频率信号作为基础频率而运作，并依据其工作模态，产生电压识别码。频率产生装置耦接中央处理器，其依据电压识别码，调整输出频率信号的频率，并产生输出频率信号。
本发明提出一种频率产生方法，以提供输出频率信号作为电脑系统的基础频率。此方法为依据中央处理器的电压识别码，以及依据回授信号或参考频率信号，来调整除频倍率，并依据此除频倍率，将输出频率信号进行除频处理以产生回授信号。接着，侦测参考频率信号与回授信号之间的相位差，并据以产生输出频率信号。
本发明因采用中央处理器的电压识别码来调整输出频率信号的频率，使输出频率信号的频率能依据中央处理器的工作模态而动态地调整。而电脑系统中，采用此输出频率信号作为基础频率的器件，其工作频率亦能被同步地调整，以提高电脑系统的效能及降低功率消耗。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1为电脑系统的方块图。
图2A为本发明的一实施例的电脑系统的方块图。
图2B为本发明实施例图2A中频率产生装置的方块图。
图2C为本发明实施例图2A中频率产生装置的另一方块图。
具体实施例方式
图2A为本发明的一实施例的电脑系统的方块图。请参照图2A，电脑系统200包括频率产生装置210、中央处理器220、芯片组230、电压调节模块240以及动态随机存取内存250。中央处理器220接收频率产生装置210所产生的输出频率信号CLK，以作为基础频率而运作，并且依据其本身的工作模态而产生电压识别码(voltage identification definition, VID)给电压调节模块240。因此，电压调节模块240便依据电压识别码而产生工作电压Vcore至中央处理器220,以供电给中央处理器220。举例来说，当电脑系统200处于闲置状态时，中央处理器220的运算量降低，因此中央处理器220产生对应目前工作模态的电压识别码给电压调节模块240，使电压调节模块提供较低的工作电压Vcore给中央处理器220，以节省电脑系统200的耗能。
频率产生装置210耦接中央处理器220及芯片组230，其依据中央处理器220所产生的电压识别码来调整输出频率信号CLK的频率，并且产生输出频率信号CLK。在本实施例中，电脑系统200内的中央处理器220及芯片组230采用输出频率信号CLK作为基础频率而运作，因此当输出频率信号CLK的频率随中央处理器220的工作模态而改变时，可同步地调整中央处理器220及芯片组230的工作频率，以节省电脑系统200的功率消耗。其中，芯片组230通过前端总线(front side bus, FSB)与中央处理器220进行资料的传输，并且控制动态随机存取内存250的运作。
图2B为本发明实施例图2A中频率产生装置210的方块图。请参照图2A及图2B,频率产生装置210包括锁相回路^^莫块211及调整模块217。锁相回路^t块211依据参考频率信号REF与回授信号FB之间的相位差，而产生输出频率信号CLK。其中，锁相回路^t块211包括相位频率侦测器212、充电泵213、低通滤波器214、压控振荡器215以及除频 216。相位频率侦测器212侦测参考频率信号REF与回授信号FB之间的湘位差，并据以产生上拉信号P-up及下拉信号P-down，以控制充电泵213的充放电。由于相位差信号的变化微小，通过充电泵213的充放电来放大此相位差信号，以产生第一信号Sl。低通滤波器214接收第一信号Sl,其将第一信号Sl进行低通滤波处理，产生正比于上述相位差的直流控制电压，并传送至压控振荡器215,以控制压控振荡器215的运作。因此，压控振荡器215便可依据第一信号Sl而调整输出频率信号CLK的频率。锁相回路模块211内的除频器216依据调整模块217所产生的控制信号C0N来调整其本身的除频倍率，并且将输出频率信号CLK进行除频处理以产生回授信号。
调整模块217耦接锁相回路模块211,其依据中央处理器220所产生的电压识别码以及回授信号FB而产生控制信号CON,以调整除频器216的除频倍率。在本实施例中，调整模块217接收数字资料形式的电压识别码，并釆用简单的逻辑电路将此电压识别码映像至一对应的预定除频倍率。此时，调整模块217与除频器216形成一回授电路。调整模块217以微小的变化量逐渐地调整除频器216的除频倍率至上述预定除频倍率，并且采用除频处理所得的回授信号FB来当作参考频率。这也就是说，调整模块217参考电压识别码的信息，慢慢地调整锁相回路模块211内除频器216的除频倍率，避免输出频率信号CLK的频率变化过快。当输出频率信号CLK緩慢地变化时，电脑系统200内采用输出频率信号CLK作为基础频率的器件(例如中央处理器220及芯片组230)，其内部的锁相回路(未示于图2A)可完全地追踪输出频率信号CLK的频率变化，使得这些锁相回路仍能维持其同步状态，在此假设输出频率信号CLK符合这些器件内部锁相回路的输入频宽范围。
图2C为本发明实施例图2A中频率产生装置210的另一方块图。请参照图2C，调整模块217也可依据中央处理器220所产生的电压识别码以及参考频率信号REF，产生控制信号CON来调整除频器216的除频倍率。在本实施例中，调整模块217采用参考频率信号REF作为参考频率，并且参考电压识别码的信息，慢慢地调整锁相回路模块211内除频器216的除频倍率，以避免输出频率信号CLK的频率变化过快。实施例图2C的运作如实施例图2B所述，故不多加赘述。
综上所述，上述实施例中频率产生装置210参考中央处理器220的电压识别码信息，来改变输出频率信号CLK的频率。藉此，当电脑系统200处于
8闲置状态或者无需大量的运算时，便可通过频率产生装罝210内的调整模块217逐渐地降低输出频率信号CLK的频率，以节省电脑系统200的耗能。而且，电脑系统200内采用此输出频率信号CLK作为基础频率的器件，其工作频率也可同步地被调整，大大地节省电脑系统200的功率消耗。上述实施例中调整模块217能自动且动态地调整输出频率信号CLK的频率，使用者无需通过基本输入/输出系统(basic input/output system, BIOS)来设定或者重置电脑系统200。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，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视权利要求书所界定者为准。
权利要求
1.一种频率产生装置，适于电脑系统，其特征是，上述频率产生装置包括锁相回路模块，接收参考频率信号，并产生输出频率信号作为上述电脑系统的基础频率，其中上述锁相回路模块包括除频器，用以依据控制信号调整除频倍率，并将上述输出频率信号进行除频处理，以产生回授信号；以及调整模块，耦接上述锁相回路模块，依据中央处理器的电压识别码，以及依据上述回授信号或参考频率信号，产生上述控制信号。
2. 根据权利要求l所述的频率产生装置，其特征是，其中上述锁相回路 模块还包括相位频率侦测器，侦测上述参考频率信号与上述回授信号之间的相位差， 并据以产生上拉信号及下拉信号；充电泵，耦接上述相位频率侦测器，依据上述上拉信号及上述下拉信号 进行充放电，并产生第一信号；以及压控振荡器，耦接上述充电泵，接收上述第一信号，并据以产生上述输 出频率信号。
3. 根据权利要求2所述的频率产生装置，其特征是，其中上述锁相回路 模块还包括低通滤波器，耦接于上述充电泵与上述压控振荡器之间，用以将上述第 一信号进行低通滤波处理，并传送至上述压控振荡器。
4. 一种电脑系统，其特征是，上述电脑系统包括中央处理器，接收输出频率信号作为基础频率而运作，并依据工作模态， 产生电压识别码；以及频率产生装置，耦接上述中央处理器，依据上述电压识别码，调整上述 输出频率信号的频率，并产生上述输出频率信号。
5. 根据权利要求4所述的电脑系统，其特征是，其中上述频率产生装置 包括锁相回路模块，接收参考频率信号，并产生上述输出频率信号，其中上 述锁相回路模块包括除频器，用以依据控制信号调整除频倍率，并将上述输 出频率信号进行除频处理，以产生回授信号；以及调整模块，耦接上述锁相回路模块，依椐中央处理器的电压识别码，以 及依据上述回授信号或参考频率信号，产生上述控制信号。
6. 根据权利要求5所述的电脑系统，其特征是，其中上述锁相回路模块 还包括相位频率侦测器，侦测上述参考频率信号与上述回授信号之间的相位差， 并据以产生上拉信号及下拉信号；充电泵，耦接上述相位频率侦测器，依据上述上拉信号及上述下拉信号 进行充放电，并产生第一信号；以及压控振荡器，耦接上述充电泵，接收上述第一信号，并据以产生上述输 出频率信号。
7. 根据权利要求6所述的电脑系统，其特征是，其中上述锁相回路模块 还包括低通滤波器，耦接于上述充电泵与上述压控振荡器之间，用以将上述第 一信号进行低通滤波处理，并传送至上述压控振荡器。
8. 根据权利要求4所述的电脑系统，其特征是，上述电脑系统还包括 电压调节模块，耦接上述中央处理器，依据上述电压识别码，产生工作电压，以供电给上述中央处理器。
9. 根据权利要求4所述的电脑系统，其特征是，上述电脑系统还包括 芯片组，耦接上述频率产生装置，接收上述输出频率信号作为基础频率而运作。
10. —种频率产生方法，适于提供输出频率信号作为电脑系统的基础频 率，其特征是，上述频率产生方法包括依据中央处理器的电压识别码，以及依据回授信号或参考频率信号，调 整除频倍率；依据上述除频倍率，将上述输出频率信号进行除频处理，并产生上述回 授信号；以及侦测上述参考频率信号与上述回授信号之间的相位差，并据以产生上述 输出频率信号。
11. 根据权利要求IO所述的频率产生方法，其特征是，其中侦测上述参 考频率信号与上述回授信号之间的上述相位差，并据以产生上述输出频率信 号的步骤包括依据上述相位差，产生上拉信号及下拉信号；依据上述上拉信号及上述下拉信号，控制充电泵充放电，并据以产生第 一信号；以及依据上述第一信号，调整上述输出频率信号的频率，并产生上述输出频 率信号。
全文摘要
在此提出一种频率产生装置、频率产生方法及使用其的电脑系统。频率产生装置包括锁相回路模块以及调整模块。锁相回路模块接收参考频率信号，其依据参考频率信号与回授信号之间相位差，产生输出频率信号作为电脑系统的基础频率。其中，锁相回路模块包括除频器，用以依据控制信号而调整其本身的除频倍率，并将输出频率信号进行除频处理，以产生回授信号。调整模块耦接锁相回路模块，其依据中央处理器的电压识别码，以及依据回授信号或参考频率信号，而产生上述的控制信号。藉此，在电脑系统中采用输出频率信号作为基础频率的器件，可同步地调整这些器件的工作频率。
文档编号G06F1/32GK101685334SQ20081016569
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月24日 优先权日2008年9月24日
发明者吴清延, 棋 张 申请人:祥硕科技股份有限公司