专利名称：具有简化电源的低功率模式计算机的制作方法
技术领域：
本发明涉及下列美国专利申请的主题Aguilar，Gupta和Atafford，“引导代码验证和恢复”，申请号09/211367；Aguilar，Gupta和Atafford，“在存储媒体上创建引导代码映像”，申请号09/211368；Brewer和Gupta，“网络计算机中的本地永久存储器”，申请号09/211366；以及Aguilar和Gupta，“用于减少电磁干扰效应的网络连接器”，申请号09/211372，它们都在本申请的申请日提交了申请。
本发明一般地涉及基于微处理器的计算机领域，特别涉及改进网络计算机和其它资源有限的计算机的可靠性，灵活性和功耗。
越来越多的局域网提供所希望的解决方案的计算应用将越来越多的注意集中到通过精心控制网络中每台计算机的资源配置来使网络价值最大化。在过去，局域网通常被设计为互连两台或更多个人计算机，可能与一台大容量集中式服务器相结合。被广泛传播并接受的基于盘片的操作系统软件减少了很多与实现局域网有关的设计费用，对由两台或更多第一上独立的机器组成的网络的增殖作出了极大的贡献。虽然这样的网络容易被实现，这些网络对终端用户没有实现最大价值，因为这些网络没有以优化方式分配资源。更明确地，简单地包含一组独立机器的网络不必要地重复了资源，这些资源可以被集中在一台或若干网络服务器并通过网络被提供。通过简单地剥夺每台网络计算机资源来解决这个问题的尝试导致网络机器失去了想要的灵活性和特性。这种尝试的例子包括对独立机器的电源的修改或简化，以及去除诸如基于盘片的存储设备的本地永久存储器。不幸地，由这些降低成本和消除网络计算机不必要重复的尝试导致的缺点超过了获得的好处。举例来说，对传统电源的简化典型地导致计算机无法实现传统的低功率模式，而从机器去除基于盘片的媒体严重地限制了可以在这些机器上运行的应用软件的获得。因此，需要在计算机中引入各种改进和特性，这些改进和特性被特别设计来用于网络环境以获得降低了成本并消除网络资源不必要的冗余而没有明显减低可靠性，灵活性和性能的机器。
本发明提供了网络计算机的本地恢复，本地永久存储器的低成本实现，通过降低网络计算机对EMI影响提高可靠性，以及下面将详细讨论的其它好处，上面提到的问题的大部分被根据本发明的网络计算机解决。本发明通过减少网络计算机的资源获得节约，同时弥补了由于资源被简单地移走引起的主要缺点。
广泛地讲，本发明的第一个应用考虑了一个引导代码存储设备，该存储设备配置有计算机指令，用于响应引导事件执行引导代码有效性检查以提供对计算机，如网络计算机，的本地恢复。响应引导事件，如对计算机加电，其中引导代码存储设备位于该计算机，如果有效性检查失败，引导代码的一个映像被从第一存储媒体拷贝到引导代码存储设备。如果有效性检查通过，引导代码的剩余部分，包含启动序列，被执行。在一个实施例中，引导代码有效性检查判断引导代码跳线在母板上是否存在，其中引导代码存储设备被连接到该母板上。在优选实施例中，引导代码存储设备包括快闪存储设备，优选地包含多个分区。在优选实施例中，引导代码有效性检查是引导代码的引导块的一部分，驻留在快闪存储设备的第一分区。在一个实施例中引导块和引导代码驻留在引导代码存储设备的连续存储空间。在一个实施例中，第一存储媒体是一个配置了引导代码的一个映像的微型快闪卡，从该第一存储媒体引导代码被拷贝。
本发明的第一个应用进一步考虑了一种响应计算机引导事件的方法，在其中引导代码有效性检查被执行。然后，如果有效性检查失败，引导代码的一个映像被从一个第一存储媒体拷贝到计算机的引导代码存储设备。如果有效性检查通过，引导代码的剩余部分，优选地包含启动序列，被执行。引导事件可以包括对计算机加电或一个LAN唤醒事件。有效性检查优选地包含对引导代码跳线是否存在于该计算机的母板上的判断。在优选实施例中，引导代码有效性检查作为引导块的一部分被执行，其中该引导块形成引导代码的一部分，驻留在引导代码存储设备，如快闪存储卡的第一分区。
本发明的第一个应用还进一步考虑了一种复位一个网络计算机的方法，在其中操作员或用户设定该计算机通不过引导代码有效性检查，诸如在计算机母板的引导代码跳线块内插入跳线。一个引导事件然后被执行，诸如通过给计算机上电，以启动有效性检查。响应有效性检查的失败，引导代码的一个映像被从第一媒体拷贝到计算机的引导代码存储设备。在一个第一媒体为微型快闪卡的实施例中，该方法允许一个没有硬盘和其它基于盘片的存储媒体的计算机的本地恢复。
本发明的第二个应用考虑了一种创建引导代码映像的方法，在其中计算机在执行旁路测试前被设定为通不过引导代码创建旁路测试。当旁路测试随后被执行时，存储在引导代码存储设备中的引导代码被拷贝到第一存储媒体以响应旁路测试的失败。优选地，该计算机通过在该计算机的母板插入至少一个跳线被设定为通不过旁路测试。在这个实施例中，该至少一个的跳线存在与否确定了旁路测试的结果。在一个实施例中，引导代码创建旁路测试被执行以响应引导事件，诸如系统上电或复位。在优选实施例中，旁路测试组成作为引导代码一部分的引导块的一个部分。在一个实施例中，引导代码被保存到微型快闪卡以响应旁路测试的失败。一个包含多个分区的快闪存储设备被用来作为引导代码存储设备。在一个实施例中，引导决和引导代码创建旁路测试驻留在快闪存储设备的第一分区，而引导代码的其余部分，包含启动序列，驻留在随后的分区中。
本发明的第二个应用进一步预期一个被配置了代码的引导代码存储设备，该代码用于响应引导事件执行引导代码创建旁路测试。如果旁路测试失败，引导代码执行一个例程，从引导代码存储设备拷贝引导代码的一个映像到第一存储媒体，诸如前面指出的微型快闪卡。如果旁路测通过，引导代码跳过引导块和复制例程，并执行启动序列以使计算机进入一种预先确定的初始状态。在引导代码存储设备是快闪存储设备的实施例中，快闪存储设备优选地包含多个分区，其中引导块驻留在第一分区。
本发明的第二个应用进一步考虑了一种恢复计算机网络的方法。第一台网络计算机被设定为通不过引导代码创建旁路测试。旁路测试被执行，并且，响应旁路测试的失败，引导代码的一个映像被从第一台网络计算机的引导代码存储设备拷贝到一个第一存储媒体。然后第二台网络计算机被设定为通不过引导代码有效性检查，并且有效性测试在第二台计算机上被执行。然后响应有效性检查的失败，引导代码的一个映像被从第一存储媒体拷贝到该第二台网络计算机的引导代码存储设备。对第一台网络计算机的设定包括在该第一台网络计算机的母板上插入至少一根引导代码创建跳线，而对第二台网络计算机的设定包括在该第二台网络计算机的母板上插入至少一根引导代码有效性跳线。
本发明的第三个应用考虑了一网络计算机。该计算机包含经由单一电源板供电的母板，处理器，安装在母板上的系统存储器，以及优选地集成在母板上的网络接口。该网络计算机被设定在响应低功率事件时进入低功率状态。该计算机被进一步设定在响应唤醒事件时从低功率状态转换到满功率状态。唤醒事件可以包括表现为服务器发出的命令的形式的LAN唤醒，其中服务器经由网络连接到网络计算机。以这种方式，网络计算机的功率模式可以被服务器远程管理。在一个实施例中，网络计算机没有基于盘片的存储设备，但是包含本地永久存储器，包括微型快闪卡。优选地，网络计算机的时钟发生器被设定为当网络计算机处于满功率模式时为处理器产生时钟信号，并被进一步设定为在低功率模式时不产生时钟信号。在一个实施例中，网络计算机进一步包含至少一个经由外围总线，如PCI总线，连接到处理器的外围设备。在该实施例中，计算机被优选地设定为将每个外围总线上的外围设备在该网络计算机进入低功率模式时转换到功率管理模式。本发明的一个优选实施例包含一个计算机，在满功率模式时功耗小于大约65瓦，而在低功率模式时最大功耗小于约15瓦。在一个实施例中，低功率事件包括简单地按网络计算机的一个开/关按钮。唤醒事件可以包括简单地再按一次开/关按钮。唤醒事件可以是一个LAN唤醒事件，其中唤醒信号经由网络接口被接收，或一个“铃声唤醒”事件，其中唤醒信号经由连接到计算机的调制解调器被接收。
本发明的第三个应用进一步考虑了一个计算机网络，包含一个网络计算机和一个服务器。该网络计算机包含经由单一电源板供电的母板，时钟发生器，处理器，安装在母板上的系统存储器，以及被优选地集成在母板上的网络接口。该网络计算机被设定在响应低功率事件时进入低功率状态，并进一步被设定为在响应唤醒事件时从低功率状态转换到满功率状态。唤醒事件可以是由经由网络媒体连接到网络计算机的服务器发出的唤醒信号。服务器通过网络与网络计算机接口，并优选地被设定向网络计算机发出唤醒信号。在一个实施例中，网络计算机的特征为没有基于盘片的存储设备并包含形式为微型存储卡的本地永久存储器。在一个实施例中，服务器的本地永久存储器包括基于盘片的存储设备，并可以进一步包括微型存储卡。在优选实施例中，网络媒体包括电缆或双绞线。可替换地，网络是无线的。优选地，低功率事件激活一个例程终止网络计算机时钟发生器，并将安装在网络计算机的外围总线上的外围设备置于功率管理模式。唤醒事件优选地执行外围总线和时钟发生器的复位。
本发明的第三个应用进一步预期一种在计算机网络中管理功耗的方法，其中网络计算机包含经由单一电源板供电的母板，该母板在响应低功率事件时被强制进入低功率模式。一个唤醒事件，诸如由网络的服务器发出的LAN唤醒信号，或来自网络计算机的调制解调器设备的调制解调器信号，被执行以将网络计算机从低功率状态转换到满功率状态。低功率事件可以包括简单地按网络计算机的一个开/关按钮。优选地，网络计算机的低功率状态包括一种状态，其中网络计算机的时钟发生器被终止。
本发明的第四个应用考虑了一网络计算机，包含机箱，安装在机箱内表面的电源，由电源供电的母板，该母板包含时钟发生器，引导代码存储设备，处理器，系统存储器，以及网络接口，该网络接口适合于通过网络将网络计算机与服务器接口。网络计算机没有盘片驱动器，但包含诸如微型快闪卡的本地永久存储器。优选地，网络计算机包含一个或多个连接在计算机的外围总线上的外围设备。在优选实施例中，网络接口包含一个或多个驱动器以及集成到母板的相关电路，并包含一个RJ45连接器。在一个实施例中，电源通过单一电源板给母板供电，并且，计算机在满功率时消耗小于约65瓦，而在低功率模式时消耗小于约15瓦。优选地，引导代码存储设备包括用引导代码处理器指令配置的快闪存储器。在一个实施例中，网络计算机可取地包含盘片驱动设备，诸如安装在网络计算机上的盘片存储器。
本发明的第四个应用进一步考虑了一种测试网络计算机的方法，包括连接一个基于盘片的存储设备到网络计算机，其中该网络计算机没有基于盘片的存储设备，但包含本地永久存储器，诸如微型快闪卡。然后，基于盘片的操作系统，诸如OS/2，Windows98，或WindowsNT，通过基于盘片的存储设备被加载到网络计算机。然后，被网络计算机上基于盘片的操作系统支持的测试软件组被加载并在网络计算机上执行以验证其功能。然后基于盘片的存储设备被移走。在一个实施例中，该方法进一步包括简单地在组成网络的多个网络计算机的每一台计算机上安装该基于盘片的存储设备，因而单个这样的基于盘片的存储设备可以被用于验证每一台网络计算机。
本发明的第四个应用进一步考虑了一个计算机网络，包含至少一台网络计算机，该网络计算机由机箱，安装在机箱内表面的电源，由电源供电的母板，以及优选地被集成在母板上的网络接口组成，其中网络接口适合于通过网络将网络计算机与服务器接口。网络计算机没有盘片驱动器，但包含诸如微型快闪卡的本地永久存储器。该网络进一步包含一台经由网络媒体与网络计算机接口的服务器。该服务器包含机箱，安装在机箱内表面的电源，母板，以及包含一个基于盘片的存储设备的本地永久存储器。在一个实施例中，电源通过单一电源板给母板供电，并且消耗小于约65瓦的功率。优选地，网络接口被集成在母板上并提供与包含RJ45连接器的网络的以太网连接。网络媒体可以是电缆，双绞线，或在网络的无线实施例中为大气。服务器可以包含额外的微型快闪卡形式的本地永久存储器。
本发明的第五个应用着重用于网络接口以在高速网络中降低EMI效应的连接器。该连接器包含一个连接器容器，优选地由诸如铝的导电材料形成。该容器包含定义插座开口的插座面。连接器的插座被固定在容器的内表面，并适于通过插座开口安装网络电缆的终端。连接器具有一个连接器电路，包含连接到网络电缆的电缆端口，以及连接到网络接口的接口端口。容器定义了至少一根适于安装灯管的导管。优选地，网络接口被集成在母板上并提供以太网连接。在一个实施例中，连接器电路包含磁性元件。在优选实施例中，连接器包括RJ45连接器。在一个以较小物理尺寸计算机如网络计算机为优势的实施例中，容器的最大尺寸小于约1英寸。在一个实施例中，连接器进一步包含安装在灯管导管内的灯管。在该实施例中，灯管的一端到达临近插座开口的容器的插座面处。
本发明的第五个应用涉及集成了网络接口的母板。该母板包含印刷电路板，固定在印刷电路板上的连接器，安装在印刷电路板上的LED，以及灯管。其中LED指示网络接口的状态。连接器包含一个容器和容器内的插座，其中的插座被设定来安装通过容器的插座面中的插座开口的网络电缆终端。该容器定义了至少一根适于安装灯管的导管。灯管被安装在灯管导管内，因此灯管的首端到达容器的插座面中的灯管开口处，而灯管的末端靠近LED。在这种配置中，靠近灯管末端的LED发出的光可以在首端被观察到。该接口优选地提供以太网连接，并且连接器，诸如一个RJ45连接器，包含具有磁性元件的连接器电路，其中磁性元件与LED的间隔改进了该连接器的EMI易感性。
本发明的第五个应用进一步考虑了一网络计算机，包含机箱以及包含了集成的网络接口的母板。母板被固定在机箱的内表面，并由机箱内的电源供电。母板包含处理器并优选地至少一个扩展槽。网络接口优选地提供以太网连接并包含连接器，LED和灯管。连接器，如RJ45连接器，被固定在母板上并包含一个容器，该容器定义了至少一个适于安装灯管的导管。LED被安装在母板上，并被设定来指示网络接口的状态。灯管被安装在灯管导管内，灯管的首端到达容器的插座面中的灯管开口处，而灯管的末端靠近LED，因而LED发出的光可以在首端被观察到。
本发明的其他目标和优势在参照如下附图阅读下面的详细描述后将变得显而易见
图1是根据本发明的第一个应用的母板；图2是根据现有技术的快闪存储设备的一个图；图3是根据本发明的快闪存储设备的一个图；图4是根据本发明的第一个应用的方法的一个流程图；图5是根据本发明的第一个应用的方法的一个流程图；图6是根据本发明的第一个应用的计算机的切面图；图7是根据本发明的第二个应用的母板；图8是根据本发明的第二个应用的方法的一个流程图；图9是根据本发明的第二个应用的方法的一个流程图；图10是一个计算机网络的图，该网络包含根据图7的一个网络计算机；图11是根据本发明的第三个应用的母板；图12是根据本发明的第三个应用的方法的一个流程图；图13是根据本发明的第四个应用的网络计算机的一个简化块图14是根据本发明的网络的一个描述；图15是根据本发明的第四个应用的方法的一个流程图；图16是根据本发明的第五个应用的连接器的一个透视图；图17是图16的连接器的一个代表电路的电路图；图18是一个母板的简化顶视图，该母板包含根据本发明的第五个应用的一个网络接口；以及图19是一个计算机的简化视图，该计算机包含根据本发明的第五个应用的一个网络接口。
虽然本发明容许不同的修改和可供选择的形式，在这里特定的实施例作为例子显示在附图中，并将在此被详细描述。然而应该理解，这里提供的附图和详细描述并不试图将本发明限制在公开的特定的实施例中，相反，目的是涵盖符合由所附的权利要求所定义的本发明的实质和范围的所有的修改，等价方案，以及可供选择的方案。
转向附图，图1至6描述本发明的第一个应用，该应用着重恢复计算机的引导代码，减少破坏、删除或其它无法运行该计算机的引导代码的危险。发明的第一个应用可用于许多计算环境，包括典型地与网络计算机相联系的计算环境。在本公开内容中，网络计算机是指设计来作为计算机网络上一个结点被实现，并以低的初始成本和运行成本为特征的计算机，其中低成本是通过减少网络计算机的设备来达到，那些设备可以经由计算机网络被足够地提供。利用集中资源导致较低的网络总体成本，从而使网络方案在更多的应用中可行。
现在参考图1，根据本发明的第一个应用的母板102以及使用母板102的计算机100(如图6所示)被介绍。母板102包含处理器104，核心芯片组106，时钟发生器108，以及引导代码存储设备110，它们都被固定在印刷电路板113上，并通过印刷电路板互连，印刷电路板应该为基于微处理器的计算机系统领域的专业人员所熟悉。处理器104可以用任一种RISC或CISC微处理器实现，本发明不打算限制设计者实现时的选择。此外，尽管母板102的实施例示意了单处理器104，本发明允许包含经由一个主机总线(也被称为处理器总线或局部总线)连接的两个或多个处理器104的多处理器机器。母板102还包括一个核心芯片组106。核心芯片组106相应地提供各种需要的支持功能，这些功能使处理器104能够与计算机100的各种外围设备通讯。图1中描述的核心芯片组106的实施例示意了两种设备，但是，应当认识到其它的实现是可能的，包括将几乎全部核心芯片功能集成到单个设备或集成到处理器104本身的实现。核心芯片组106典型地包含一个用于将处理器104连接到系统存储器112的存储控制器，一个用作主机总线与一个或多个外围总线以及通过一个或多个扩展槽114连接到母板102的外围设备的接口的总线桥，和中断处理及总线仲裁功能。处理器104和核心芯片组106被由时钟发生器108产生的时钟信号同步。图1通过一个或多个连接器111示意系统存储器112，该连接器适于安装各种商业可供的内存模块。(为清晰起见，这些模块本身没有在图1中显示。)计算机设计的专业人员应当理解，系统存储器112，综合考虑容量、速度、可靠性和价格，最适宜用DRAM存储模块来实现。
计算机100的母板102包含一个引导代码存储设备110。引导代码存储设备提供一组第一上永久的计算机指令，这组指令可被处理器104执行，被设计来把计算机100和系统存储器112在系统引导或打开电源后转换到预先确定的状态。引导代码存储设备110适于被实现为非易失性存储器，诸如EEPROM或快闪存储设备。尽管系统存储器1 12中的计算机指令和数据在掉电或显著中断时会丢失，保存在引导代码存储设备110中的指令保持完整，除非有一特定序列的电信号被应用到引导代码存储设备110以对包含在其中的代码进行编程或擦除。在计算机100的当前优选实施例中，引导代码存储设备110是快闪存储设备。转向图2和图3，分别根据现有技术和本发明的快闪存储设备的表示被介绍。在图2的现有技术和图3的本发明中，快闪存储设备都典型地以内部组织为特征，其中快闪存储设备阵列被分为多个分区。从而，现有技术的快闪存储设备010包括分区012a，012b，...012n，而快闪存储设备110包括分区122a，122b，...122n。快闪存储设备的每个分区包括多个快闪存储单元。在动态RAM设备中，以第一上相同的速度或时钟周期读写“1”或写“0”，与此不同，快闪存储设备以相对较长并经常是异步的写周期(其中写“1”或“编程”一个单元需要的时间与写“0”或“擦除”一个单元所需的时间不同)为特征。因此，快闪存储设备适合于计算机指令被写或修改相对不频繁的应用。但是，有时候，需要对引导代码存储设备110的内容重新编程，例如，当引导代码被修订以集成各种改进，或当引导代码存储设备110被擦除或其它方式的破坏时。
通常快闪存储设备在重新编程前必须被完全擦除。为方便擦除过程，快闪存储设备被这样设计，一个完整的分区在一个擦除周期中被擦除。快闪存储设备的这个特征是当引导代码被修订或升级时可以引起的潜在严重问题的原因。如果在引导代码重新编程的过程中电源掉电，计算机在重新启动时无法完全执行其引导程序，从而使计算机第一上没有功能。这个问题通过将一段代码，此处称为引导块，作为引导代码的部分存储到引导代码存储设备中而解决。引导块通常包括正好足以允许计算机用引导代码对其引导代码存储设备重新编程的代码。为防止传统设计的机器中引导块本身被擦除或破坏，引导块通常被存储在引导块存储设备的高端分区。参考图2，根据现有技术的引导块存储设备010包括第一和第二入口点，024a和024b，分别存储在分区022a和022j。在常规操作过程中，引导代码的执行从在第一分区022a的第一入口点024a开始并往下进行。如果引导代码被破坏，从而计算机不能执行其引导代码，传统计算机包含转向高端地址行的设备以导致在第二入口点024b处进入引导代码存储设备010，在那里引导块被执行以恢复或更新引导代码。
本发明的计算机没有在发现引导代码错误时改变地址行的设备。虽然去除这个设备减少了计算机100的整体成本，它使得在前面的讨论中描述的双重入口点引导代码方案不能工作。本发明提出一个对这两难问题的解决方案，即在引导代码例程的初期包含一个引导代码有效性测试，并同时提供设备，通过该设备计算机100可以被在本地设定为通不过引导代码有效性测试。如果有效性测试失败，引导块被执行以重新编程引导代码存储设备。另一方面，如果通过有效性测试，引导块被旁路，引导代码的剩余部分，包括计算机100的启动序列，被执行。在图1描述的实施例中，在本地设定计算机100通不过引导代码有效性测试的能力是通过使用跳线块118和跳线119来获得的。更明确地，包含在引导代码存储设备110的引导块中的引导代码有效性测试检测跳线119是否存在于母板102的跳线块118中。如果有效性测试检测到跳线119在跳线块118中存在，有效性测试失败，引导块被执行以重新编程引导代码存储设备110。如果有效性测试在跳线118中没有检测到跳线119，有效性测试通过，代码执行一个跳转越过引导块到包含计算机100的启动序列的引导代码的剩余部分，该部分可以被存储在毗邻引导块的存储分区中。在一个实施例中，有效性测试和引导块的其余部分被存储在引导代码存储设备110的第一分区122a中，而启动序列和引导代码的剩余部分被存储在第二分区122b或更高的存储分区中。假设实现引导代码有效性测试的代码以及引导块很少需要修订，并且引导块能够被存储在引导代码存储设备110的单个分区122内，计算机100对于在重编程引导代码存储设备110过程中灾难性掉电后果的易感性被最小化，因为第一上不必故意地擦除包含引导块的第一分区122a。通过禁止对引导代码存储设备110的第一分区122a作不必要的改变，计算机100对于引导块本身被改变或擦除的情况有了很强的免疫力。因此，在引导代码重编程过程中掉电的最坏情况不会导致引导块的丢失。修复或重建计算机100可以通过设定计算机100通不过引导代码有效性测试来实现，如通过在跳线块118中插入跳线119，并重新引导计算机100。
引导块本身包含足够的代码以重新编程引导代码存储设备110。引导代码存储设备110的重新编程优选地通过从存储媒体拷贝引导代码的映像并把该映像编程到存储设备110来实现(也被称为“重新擦写”)。在一个实施例中，例如一个实施例，其中计算机100被实现为经济的网络计算机，其中没有基于盘片的永久存储设备存在，合适的存储媒体可以包括配置计算机系统100的引导代码的映像的微型快闪卡116，从其中可以拷贝引导代码。微型快闪卡，如其名字暗示的，在组件结构中包含快闪存储设备，该组件适于插到一个连接器中，适当的数据，地址，和控制信息通过它被传递。在本发明的一个实施例中，母板102包括一个连接器117，适于插入一个微型快闪卡116并与之通讯。在计算机100的另一实施例中，存储媒体可以包括安装在计算机100上或另一个经由计算机网络与计算机100接口的计算机上的一个传统的基于盘片的媒体，引导代码映像可以从该存储媒体被拷贝到引导代码存储设备110。不管引导代码映像被存储在什么媒体上，引导代码的引导块包含足够的指令以执行用存储在存储媒体(诸如微型快闪卡116)上的引导代码映像对引导代码存储设备110重新擦写。
因此本发明的第一个应用考虑了图4的流程图中描述的，响应一个诸如一个加电序列的计算机引导事件的方法130。在步骤132中引导代码有效性检查被执行。如果引导代码有效性检查失败，在步骤134引导块拷贝引导代码的一个映像到引导代码存储设备110。如果引导代码有效性检查通过，引导代码的剩余部分，包含计算机100的启动序列，在步骤136被执行。引导代码有效性检查包括测试母板102的跳线块118中是否存在跳线119。通过为计算机提供执行图4的方法130的能力，本发明进一步提供图5的流程图描述的，修复计算机的方法140。首先，在步骤142，通过如前面讨论的那样使用跳线或通过其它合适的装置将计算机设定为通不过引导代码有效性检查。在步骤144，一个引导事件诸如加电或重新启动被执行以启动引导块的执行，引导块中包含引导代码有效性检查。在引导代码有效性检查失败后，在步骤146，引导代码的一个映像被从合适的存储装置，如微型快闪卡，拷贝到引导代码存储设备。
现在转向图7至图10，本发明的第二个应用被介绍。该第二个应用着重在本地在合适的存储媒体上创建引导代码映像，该映像后续用于如前面段落讨论的计算机的修复中。图7描述了根据本发明的第二个应用的母板202和包含母板202的计算机200(如图10所示)。母板202包含处理器104，核心芯片组106，时钟发生器108，系统存储器112，以及一个或多个扩展槽114，第一上都与前面关于图1的母板102的介绍相同。母板202进一步包含一个配置了计算机代码的引导代码存储设备210，该代码在系统引导或加电后把计算机200和系统存储器112从空闲状态转换到预先确定的状态。与图1的引导代码存储设备110相似，图7的引导代码存储设备210被优选地实现为快闪存储设备或其它合适的非易失性存储设备，并且被配置引导代码指令，该指令包含优选地存储于存储设备210的第一分区(没有被描述)的引导块，以及被存储于存储设备210的其余存储分区中的包含启动序列的引导代码的剩余部分。
引导块被优选地存储在存储设备210的第一区中，并包含引导代码映像创建旁路测试，该测试在存储设备210的引导块每次被执行时被执行。如果旁路测试失败，引导块从引导代码存储设备210拷贝引导代码的一个映像到适当的存储媒体。在一个实施例中，该适当的存储媒体可以包括经由连接器117连接到母板并与之接口的微型快闪卡116。其它实施例可以存储引导代码映像到装在计算机200或经由计算机网络与计算机200接口的另一个计算机上的基于盘片的媒体。在优选实施例中，母板202包含跳线块218和映像创建旁路测试以确定跳线219是否被插入跳线块218中。如果旁路测试检测到在跳线块218中跳线219的存在，存储在存储设备210中的引导代码的一个拷贝被转移到适当的存储媒体上。
以这种方式，本发明的第二个应用考虑了如图8的流程图描述的关于创建引导代码映像的方法230。在第一步232，计算机200被在本地设定为通不过引导代码创建旁路测试。在创建旁路测试被执行后，如在计算机200重新启动过程中，引导代码的一个拷贝在步骤234被从引导代码存储设备转移到适当的存储媒体，如微型快闪卡116。结合方法140使用计算机200和方法230，本发明包含一种恢复网络计算机的方法。图10介绍了一个简化的计算机网络203的示意图，该网络包括第一台计算机200和第二台计算机201。图10中的流程图介绍的方法240包括，在第一步242，将一台计算机如计算机200设定为通不过引导代码创建旁路测试，如通过在计算机200的母板202的适当的跳线块中插入跳线。在执行旁路测试后，计算机200通过在步骤244拷贝引导代码的一个映像到适当的存储媒体来响应旁路测试的失败，该旁路测试通常被存储在引导代码存储设备210的引导块内并在重新启动计算机200的过程中被执行，该适当的存储媒体可以是前面描述的微型快闪卡。其后第二计算机201，该计算机已经被判定具有有缺陷或被破坏的引导代码而且包含一个如图1所示并在前面参照图1描述的母板102，在步骤246例如通过在计算机201的母板102的跳线块118中插入跳线被设定为通不过代码有效性测试。然后保存了来自第一台计算机200的引导代码存储设备210的引导代码映像的存储媒体被安排对第二台计算机可用。在存储媒体是微型快闪卡的实施例中，适当的快闪卡116被简单地从第一台计算机200的连接器17转移并插入第二台计算机201相应的连接器中。当第二台计算机201的引导代码有效性测试随后被引导代码的开始或类似事件执行时，有效性测试的失败导致在步骤248从存储媒体拷贝引导代码到计算机201的引导代码存储设备110。应当理解，本发明的方法240为恢复计算机网络，例如包含第一台计算机200和第二台计算机201的计算机网络203，的一个或多个计算机方便地提供了存储在可转移存储媒体上的引导代码的单个拷贝。存储媒体可以包括微型快闪卡，基于盘片的存储媒体，或其它合适的媒体。
转向图11至15，本发明的第三和第四个应用被描述，着重通过在网络计算机中引入低功率模式和本地永久存储器来扩展网络计算机的灵活性，传统计算机中没有用以实现这些可取的功能的设备。图11描述了根据本发明的网络计算机300(如图14所示)的母板302。母板302被适宜地固定在机箱313的内表面，并与前面描述的母板102和202类似，包含处理器104，核心芯片组106，时钟发生器108，以及由引用数字112指示的系统存储器。在一个实施例中，母板302进一步包含网络接口320，将在下面被非常详细地描述。母板302由电源350供电，电源350经由电源线352接收传统的120V交流信号作为其输入，并经过电源线354将电源信号传输到母板302。应当理解，传统计算机使用基于微处理器的计算机工业所熟悉的诸如ATX型电源的电源。这些电源被设计来向计算机母板的多个电源板供电。基于微处理器的计算机的典型电源线通常包括16或更多线来传递地，5V，12V，和3.3V信号。传统的电源可以提供给定电压的多个“拷贝”为计算机的多个电源板供电。多电源板使在传统计算机系统中低功率模式的简单实现成为可能。传统计算机的低功率模式中被要求关电的子系统和外围设备被连接到一个或多个在低功率模式时被切断的电源板。而在低功率模式时被要求保持运行或功能的设备被连接到一个或多个在低功率模式时仍被供电的电源板。在低功率模式，当一个要求唤醒传统计算机的事件被保持功能的设备检测到，该设备可以启动系统复位，允许每个电源板向相应的设备供电，从而唤醒整个系统或任何只受可用电源板数目限制的子系统的组合。
尽管传统设计的多电源板母板和电源提供了实现的灵活性和方便，这些优点是以显著增大的母板，电源，以及最终整个系统的成本为代价而获得的。与传统供电的计算机的成本相比，这里考虑的网络计算机，如网络计算机300，优选地使用电源350通过单个电源板为母板，如母板320，供电。限制电源350和母板320为单电源板设计降低了系统成本，但使以不同的方法获取低功率模式成为必要。因为计算机300只包括单个电源板，低功率模式不能简单地通过切断电源板的电源来获得。为获得想要的与低功率运行相联系的好处，计算机300采用一个响应低功率事件激活的软件驱动的掉电序列。在一个实施例中，低功率事件通过按位于计算机300机箱上的电源或开/关按钮317被触发。在优选实施例中，低功率序列包含将安装在于计算机300的外围总线上的外围设备转换为功率管理模式的例程和取消时钟发生器108产生的信号的例程。
图13描述了计算机300的一个实施例的块图，包含连接到主机总线109的处理器104和存储控制器105。总线桥107提供了主机总线109与外围总线111之间的通道，网络接口和外围设备，如图形接口，被连接到外围总线111上。在一个示例性的实施例中，外围总线111包括任何一种工业标准的外围总线，包括PCI总线，ISA总线，或EISA总线。一旦检测到低功率事件，如按开/关按钮317或经过预先规定的时间没有检测到系统活动，母板302被设定有选择地关断计算机300的设备和元件，而不关闭单个电源板。在各种实施例中，对计算机300的键盘，视频和音频元件，如果存在，的供电被关掉。外围总线111上的外围设备，如外围设备113被指令进入功率管理模式。在所有被要求的外围设备被关闭后，低功率事件可以使时钟发生器108失效，从而取消驱动处理器104和核心芯片组106所需的时钟信号。没有时钟信号，这些设备将进入掉电状态，它们汲取极少(如果存在)的电流，从而极大地减少了在低功率模式计算机300的功耗。在一个实施例中，在低功率模式对系统存储器112的供电也被取消，导致存储在系统存储器112中信息的丢失。在另一实施例中，计算机300通过不断刷新系统存储器112来维持系统存储器112的内容。应当理解，与允许系统存储器112丢失信息的实施例相比，计算机300的在低功率模式时保持系统存储器112中的数据和指令的实施例恢复所需的时间明显较少。
网络接口320，如图11和图13所示，经由外围总线111被连接到处理器304。在优选实施例中，网络接口320被集成到母板302并被优选地设定为提供以太网连接，适于将计算机300连接到网络媒体。优选地，网络接口320包含一个连接器，如工业标准的RJ45连接器(在下面被非常详细地描述)，用于连接来自计算机网络303的另一台计算机301(如图14所示)的电缆(未被显示)。在网络303的一个无线实施例中，接口320可以包含用于与网络303内相邻计算机接收和发送无线电信号的设备。对网络接口320的供电优选地甚至在低功率模式时也被维持使来自计算机网络中另一台计算机的唤醒事件有效。在一个实施例中，接口320识别局域网(LAN)唤醒事件并通过唤醒或给计算机300的各个元件上电来响应。在一个适当的实施例中，网络接口320在低功率模式保持被供电并进一步被设定来在计算机网络上检测所谓的“魔幻数据包”。典型地，魔幻数据包包括对计算机系统300唯一的身份证明信息。一旦从另一网络计算机检测到该魔幻数据包或其它LAN唤醒事件，接口320被设定发出一个导致重新引导计算机300的中断。
因此，计算机系统300的实施例考虑了图12的流程图中描述的方法330以实现网络计算机的低功率模式而同时保留响应LAN唤醒事件的能力，其中网络计算机在其母板上只包含单个电源板。方法330简单地包含第一步骤332，在该步骤中网络计算机300响应适当的事件进入低功率模式，该事件可以是按一个按钮或经过预定的时间没有检测到活动。这里考虑的低功率模式的获得无需切断对母板302中单个电源板的供电。计算机300中被选择的资源，包含网络接口320，保持被供电以使对LAN唤醒事件的检测成为可能，其中唤醒事件可以是魔幻数据包的存在或其它类似这样的身份证明信息，计算机网络通过它们通知网络计算机300它正在被访问。在其它实施例中，计算机系统300可以被进一步设定为响应不同于LAN触发的唤醒信号的外部事件而从低功率模式中唤醒。在一个实施例中，举例来说，被连接到计算机300的调制解调器被设定为，如果在到达的信号被检测到时计算机300处于低功率模式，调制解调器响应到达的信号发出一个中断。类似地，这样一个实施例是可能的，其中当计算机300处于低功率模式时按开/关按钮317导致唤醒计算机300。应当理解，在这个实施例中，开/关按钮并不实际地结束对系统300的供电，而是相反地，选择性地对计算机300的各种元件和设备供电。
使用单电源板电源350和其它下面将非常详细地描述的节约成本的简化，网络计算机300优选地能够在满功率模式时以低于大约65W的最大运行功率运行，而在低功率模式时以最大不超过大约15W的功率运行。此外，网络计算机的物理尺寸，在图14中由引用指示器d1，d2和d3表示，在目前的优选实施例中，最大尺寸小于大约14英寸。
图11和13进一步指出网络计算机300的一个特征，即没有永久的本地存储设备，如基于盘片的存储媒体，而基于盘片的存储媒体几乎普遍地与传统计算机系统相联系。虽然从计算机300去除基于盘片的本地永久存储器极大地节省了成本和功率，然而经常有需要在一个“无盘”计算机上包含某种形式的本地永久存储器。因此，网络计算机的一个实施例尽管没有基于盘片的存储媒体，通过使用前面讨论过的微型快闪存储卡实现了本地永久存储器。这样的快闪存储卡116在图11中被显示，它适于在连接器117中安装并与微处理器104和系统存储器112连接。应当理解，在该实施例中，快闪存储卡116包括实现擦除和编程功能的电路。微型快闪存储卡116为去除了盘片设备的计算机提供了获得低成本本地永久存储器的设备。
与从计算机，例如计算机300，去除盘片设备相关的一个不幸的困难是缺乏为操作系统开发并被操作系统支持的硬件验证软件，其中的操作系统不要求基于盘片的媒体的存在。由于得不到无盘计算机测试和验证的商业软件，需要显著的开发努力和成本来编写代码用于验证计算机300的各个元件的功能。为维持在网络计算机设计和制造中可能的最低成本，本发明考虑了配置有安装盘片设备能力的网络计算机300，其中盘片设备，如硬盘或软盘驱动器，可以支持基于盘片的商业操作系统，如OS/2，Windows98，以及WindowsNT操作系统。再参照图13介绍的计算机300的块图，盘片设备322被显示为与计算机300连接，其中指向盘片322的虚线表明，在优选实施例中，盘片322被暂时安装。以这种方式，本发明考虑了一种如图15的流程图所描述的关于测试网络计算机，如网络计算机300，的方法340。在第一步342，基于盘片的存储媒体322通过合适的外围总线111被适当地连接到计算机300。然后在步骤344，基于盘片的操作系统被加载，然后在步骤346商业测试软件组被加载并执行，其中该商业测试软件组被安装的基于盘片的操作系统所支持。在计算机300的测试完成后，基于盘片的存储设备322可以被从计算机300移走，安装到下一台网络计算机并用于验证该下一台计算机的功能。因此，多个网络计算机可以用单个或少量基于盘片的存储设备通过临时安装这些盘片设备到每一台考虑中的计算机来被验证。这方法充分的消除了开发与为在无盘计算机上无用的设计的操作系统兼容的测试软件的需要和成本。在另一变化中，计算机300可以被改变为同时包括盘片设备322和微型快闪存储卡116。使用这种方法，计算机网络303可以包含无盘网络计算机300和改变配置的包含盘片设备322的计算机301.在其它实施例中，网络303的计算机301可以是一个更传统的计算机，包括，举例来说，上面讨论的多层电源配置。
现在转向图16至19，本发明的一个应用被介绍，对由于临近LED而导致的EMI的考虑引出了设计来用于高速网络的连接器的磁性元件。图16描述了为用于将网络电缆与接口卡连接而设计的连接器401。连接器401包含一个具有插座面402的容器405。在优选实施例中，容器405包含导电材料如铝，以屏蔽其中容纳的线路。在连接器401用于网络计算机和其它更小的简单计算机的实施例中，容器405的最大尺寸优选地小于约0.8英寸。容器405包括插座面402，限定了被设定安装电缆终端428(如图18所示)的插座开口404。在容器405内，适于连接到电缆终端428的插座(未被明显显示)被固定在容器405的内表面。连接器401进一步包含一个连接器电路，连接器电路的一个适当例子被描述在图17的电路图中。连接器电路408，如同在本发明中考虑的，包含一个电缆端口410，一个接口端口412，以及磁性元件414。连接器401和电路408是用于提供以太网连接的RJ45工业标准连接器的代表，其中以太网连接通常在广泛的计算机网络实现中被遇到。图18描述了集成到母板403的网络接口420上的连接器401。由于经常需要提供简单和有效的指示网络状态的装置，根据现有技术的连接器通常会包含一个或多个发光二极管(LEDs)。这些LED典型地被连接到网络接口以指示网络活动或网络的其它特征。不幸地，在信息被以接近或超过100兆比特/每秒的速率传输的高速网络中，LED导线靠线连接器电路中磁性元件可能导致不能容忍的高电磁干扰(EMI)效应，其中EMI会降低计算机网络的可靠性或影响其功能。
图16至19中公开的本发明的应用通过提出一种机制来使LED从接近连接器电路408的磁性元件的位置离开并与连接器401完全分开来处理与在高速网络中使用RJ45及其它含LED的磁性连接器相关的问题。返回图16，连接器401的容器405被显示为包括至少一个导管406(其中两个，第一个导管406a和第二个导管406b，被描述)。每个导管406穿过容器405伸展到容器405的插座面402上，并被恰当地设定为安装一根灯管。图18公开了包含集成的网络接口420的母板403的顶视图。网络接口420包含固定在母板402上并伴随有一个状态LED422的连接器420，其中状态LED被配置来指示网络接口420的状态。状态LED422物理上与连接器401以及包含在其内的磁性电路414分开。网络接口420进一步包含一根灯管424，该灯管被安置在连接器401的导管406内，因此灯管424的第一端终止于靠近插座开口404的连接器401的插座面402处。灯管424的另一端终止于LED422。随着这样的配置，从LED422发出的光将穿过灯管424的长度并到达容器405的插座面402，其中接口状态将方便地显示给观察者。图19公开了计算机系统400，该计算机系统包含固定在母板403并具有如上面讨论的状态指示器导管406的连接器401。
对于得益于本公开内容的本领域的技术人员显而易见的，本发明考虑了对计算机，如网络计算机，作各种改进。应当理解，在发明详述和附图中显示和描述的本发明的形式只应被作为目前优选的例子。下列权利要求应当被广泛地解释以涵盖公开的优选实施例的所有变化。
权利要求
1.一个网络计算机，包含由电源通过单一的电源板供电的母板；时钟发生器，处理器，以及安装在母板上的系统存储器；以及经由外部总线与所说的处理器相连的网络接口；其中网络计算机被如此设定，它可以响应一个低功率事件而采取低功率状态，也可以进一步设定以响应一个唤醒事件而从低功率状态转换到满功率状态，其中唤醒事件可以包括由服务器发出的唤醒命令，该服务器经由网络与网络计算机相连，因此网络计算机的功率模式可以被该服务器管理。
2.权利要求1的计算机，其中网络计算机没有基于盘片的存储设备，但包含本地永久存储器，该存储器包括一个微型快闪卡。
3.权利要求1的计算机，其中时钟发生器被如此设定，当网络计算机处于满功率状态时为处理器产生时钟信号，而在低功率状态时不产生时钟信号。
4.权利要求1的计算机，其中网络计算机进一步包含至少一个经由外部总线与处理器相连的外部设备，其中外部总线上的每个外部设备在网络计算机处于低功率状态时处于功率管理模式。
5.权利要求4的计算机，其中外部总线包括PCI总线。
6.权利要求1的计算机，其中网络计算机的功耗在处于低功率状态时约小于25瓦，处于满功率状态时约小于250瓦。
7.权利要求1的计算机，其中低功率事件包括按一个在网络计算机前面的开/关按钮。
8.权利要求1的计算机，其中唤醒事件可以包括按一个计算机上的开/关按钮。
9.权利要求1的计算机，其中唤醒事件可以包括局域网(LAN)唤醒事件。
10.一个计算机网络，包含一个包含由电源通过单一的电源板供电的母板，时钟发生器，处理器，以及安装在母板上的系统存储器的网络计算机；以及一个经由外部总线与所说的处理器相连的网络接口，其中网络计算机被如此设定，它可以响应一个低功率事件而采取低功率状态，也可以进一步设定以响应一个唤醒事件而从低功率状态转换到满功率状态，其中唤醒事件可以包括由服务器发出的唤醒命令，该服务器经由网络媒体与网络计算机相连，因此网络计算机的功率模式可以被该服务器管理；该服务器计算机经由网络与网络计算机连接，其中服务器计算机被设定以发出唤配信号给网络计算机。
11.权利要求10的网络，其中网络计算机没有基于盘片的存储设备，但包含本地永久存储器，该存储器包括微型快闪卡，此外，其中服务器的本地永久存储器包括基于盘片的存储设备。
12.权利要求11的网络，其中服务器的本地永久存储器进一步包括微型快闪卡。
13.权利要求10的网络，其中网络接口提供以太网连接，并且网络媒体包括电缆。
14.权利要求10的网络，其中网络是无线的，因而网络媒体包括大气。
15.权利要求10的网络，其中低功率事件调用一个例程以暂停网络计算机的时钟发生器。
16.权利要求10的网络，其中唤醒事件调用一个例程以重置时钟发生器。
17.管理网络计算机功耗的一种方法，包括强制网络计算机通过执行一个低功率事件采取低功率状态，该网络计算机包含由一个电源通过单一的电源板供电的母板；以及执行一个唤醒事件将网络计算机从低功率状态转换到满功率状态，其中唤醒事件可以包括由服务器发出的唤醒信号，该服务器经由网络媒体与网络接口。
18.权利要求17的方法，其中低功率事件包括按网络计算机的一个开/关按钮。
19.权利要求17的方法，其中唤醒事件包括经由网络计算机的调制解调器向网络计算机发送一个唤醒信号。
20.权利要求17的方法，其中网络计算机的低功率状态包括一种状态，其中网络计算机的时钟发生器被暂停。
全文摘要
一个包含母板,时钟发生器,处理器,内存和网络接口的网络计算机可以响应低功率事件而进入低功率状态,或响应唤醒事件而从低功率状态转换到满功率状态。优选地,当网络计算机处于满功率状态时为处理器产生时钟信号,而在低功率状态时不产生时钟信号。在一个实施例中,网络计算机包含至少一个经外部总线与处理器相连的外设。其中,当该计算机进入低功率状态时,将外部总线上的每个外部设备转换到一种功率管理模式。
文档编号G06F1/32GK1264082SQ9912476
公开日2000年8月23日 申请日期1999年12月9日 优先权日1998年12月14日
发明者M·阿吉拉尔, 小J·W·戈雷尔, S·古普塔, J·M·斯塔福德 申请人:国际商业机器公司