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CN1278203C - 在计算机系统中使用外围组件互连电源管理机制的方法 - Google Patents

在计算机系统中使用外围组件互连电源管理机制的方法 Download PDF

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CN1278203C CNB2003101242828A CN200310124282A CN1278203C CN 1278203 C CN1278203 C CN 1278203C CN B2003101242828 A CNB2003101242828 A CN B2003101242828A CN 200310124282 A CN200310124282 A CN 200310124282A CN 1278203 C CN1278203 C CN 1278203C
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Abstract

本发明是一种使用于计算机系统中，以外围组件互连(PCI)电源管理机制使用于快速外围组件互连电源管理的方法。该计算机系统具有PCI电源管理事件(PME)控制器与快速外围组件互连根复合体。该方法具有将该根复合体所产生的信标信号转换为虚拟PME信号，其中该信标信号驱动该虚拟PME信号。电连接于该控制器的PME输入端与该根复合体的虚拟PME线用来将该虚拟PME信号传输至该控制器。该输入端通过该计算机系统的PCI总线接收PCI兼容装置所产生的PME信号。在该计算机系统被操作系统控制之前，该虚拟PME信号被反驱动。

Description

在计算机系统中使用外围组件互连 电源管理机制的方法
技术领域
本发明提供一种计算机系统的电源管理方法，尤指一种使用计算机系统的外围组件互连(PCI)电源管理(PM)机制的快速外围组件互连(PCI Express)电源管理方法。
背景技术
根据快速外围组件互连(PCI Express，Peripheral Component InterconnectExpress)规格对一计算机系统的电源管理(PM，Power Management)的规范，一装置能使用信标信号(Beacon signal，是一物理层(Physical Layer)的信号)以告知该计算机系统恢复(recover)其主电源，然后使用一PM PME封包(PM PME packet，是一事务处理层(Transaction Layer)的封包)要求该计算机系统产生中断(interrupt)，以将该计算机系统自非工作模式(如待命模式或睡眠模式)唤醒。该PCI Express规格的中断近似于PCI(PeripheralComponent Interconnect)规格所定义的PME中断(PME interrupt，其中PME--Power Management Event即电源管理事件)。通过该PCI Express规格所定义的中断，该计算机系统不仅与PCI Express规格兼容，亦与PCI规格兼容。
当要建构同时与PCI Express规格和PCI规格兼容的计算机系统时，设置PCI Express唤醒机制(近似于现有技术的PCI PME控制器，即近似于PCI规格的唤醒机制)极其耗费成本。并且将产生PCI Express规格和PCI规格之间的软件冲突与硬件冲突(如相冲突的ACPI事件报告与相冲突的电源开启程序，其中ACPI--Advanced Configuration and Power Interface即先进结构及电源管理接口)。因此需要经济的方法来处理该计算机系统的电源管理。
发明内容
因此本发明的主要目的在于提供一种使用计算机系统的外围组件互连(PCI，Peripheral Component Interconnect)电源管理(PM，Power Management)机制的快速外围组件互连(PCI Express，Peripheral Component InterconnectExpress)电源管理方法，以解决上述问题。
本发明的较佳实施例中提供一种使用计算机系统的外围组件互连(PCI)电源管理(PM)机制的快速外围组件互连(PCI Express)电源管理方法及相关装置。该计算机系统具有一PCI电源管理事件(PME，Power ManagementEvent)控制器与一PCI Express根复合体(Root Complex)。该方法具有将该PCI Express根复合体所产生的信标(Beacon)信号转换为一虚拟PME信号(Pseudo-PME signal)。该信标信号驱动(assert)该虚拟PME信号，以使得该虚拟PME信号的电压由一高电平转变为一低电平。本发明另提供一虚拟PME线(Pseudo-PME line)，分别电连接于该PCI PME控制器的PME输入端与该PCI Express根复合体，用来将该虚拟PME信号传输至该PCI PME控制器。在一预定时间间隔之后，并且在该计算机系统被一操作系统(OS，Operating System)控制之前，该虚拟PME信号被该PCI Express根复合体反驱动(de-asserted)。该PCI PME控制器可以具有一事件缓存器，该事件缓存器用来向该计算机系统报告其被该虚拟PME信号所设定的PME(也就是说该事件缓存器的值被设定代表电源管理事件PME的发生)。该PME输入端通过该计算机系统的PCI总线接收PCI兼容装置所产生的PME信号。当该虚拟PME信号的电压由该低电平转变为该高电平时，该计算机系统可以执行一驻于该计算机系统的内存的驱动程序，以清除该事件缓存器。其中该虚拟PME信号的电压的高电平与低电平与PCI规格兼容。
本发明的好处之一是，当要建构一同时与PCI Express规格和PCI规格兼容的计算机系统时，不需要设置一PCI Express唤醒机制，因此节省了相关成本。另外原有的微芯片(microchip)可以继续采用，以进一步节省相关成本。值得注意的是，由于在本发明中不需要设置第二个唤醒机制，因此不会发生PCI Express规格和PCI规格之间的软件冲突与硬件冲突(如相冲突的ACPI事件报告与相冲突的电源开启程序，其中ACPI--Advanced Configuration andPower Interface即先进结构及电源管理接口)。
附图说明
图1为根据本发明使用计算机系统的外围组件互连(PCI)电源管理机制的快速外围组件互连(PCI Express)电源管理方法的流程示意图。
图2为图1的计算机系统的相关组件的方块示意图。
图3为根据本发明的另一计算机系统的相关组件的方块示意图。
其中上述附图的符号说明如下：200，300计算机系统；210PCI Express根复合体；212序列电路；214定时器；250PCI PME控制器；252缓存器；254内存。
具体实施方式
根据快速外围组件互连(即PCI Express，Peripheral ComponentInterconnect Express)规格对一计算机系统的电源管理(即PM，PowerManagement)的规范，一装置能使用一信标信号(Beacon signal，是一物理层-Physical Layer的信号)以告知该计算机系统恢复(recover)其主电源，然后使用一PM PME封包(即PM PME packet，是事务处理层-TransactionLayer的封包)要求该计算机系统产生一中断(interrupt)以将该计算机系统自一非工作模式(如一待命模式或一睡眠模式)唤醒。该PCI Express规格的中断近似于外围组件互连(即PCI，Peripheral Component Interconnect)规格所定义的PME中断(即PME interrupt，其中PME-Power Management Event即电源管理事件)。
首先简要地说明本发明的运作。当一PCI Express兼容装置的装置缓存器被设定(set)之后，数个信标信号(当该装置仅接收到副电源-auxiliary power的供电)或数个PM PME封包(在主电源-main power以及该事务处理层被恢复之后)就间歇性地产生以通知该计算机系统对该PME进行处置，直到该计算机系统清除(clear)该装置缓存器为止。本发明的方法是将该PCI Express的数个PM PME封包转换为近似于PCI规格的PME信号，以使得PCI电源管理机制被触发以进行处置。
请参考图1，图1为根据本发明使用一计算机系统的PCI电源管理机制的PCI Express电源管理方法的流程示意图。该计算机系统具有一PCI电源管理事件(PME)控制器(是该计算机系统中用来管理PCI兼容装置的现有技术芯片组/微芯片，以下简称PCI PME控制器)与一PCI Express根复合体(即PCI Express Root Complex，是用来管理PCI Express兼容装置的中间装置)。以下步骤的顺序并不限定本发明的范围，该方法的步骤说明如下。
步骤10：在该PCI Express根复合体提供一序列电路(sequential circuit，如一锁存器-latch或一触发器-flip-flop)；
步骤20：以该序列电路将该PCI Express根复合体所产生的信标(Beacon)信号转换为一虚拟PME信号(Pseudo-PME signal)，其中该信标信号驱动(asserting)该虚拟PME信号，以使得该虚拟PME信号的电压由一高电平转变为一低电平；
步骤30：提供一虚拟PME线(Pseudo-PME line)，分别电连接于该PCIPME控制器的PME输入端与该PCI Express根复合体，用来将该PCI Express根复合体的序列电路所产生的虚拟PME信号传输至该PCI PME控制器，其中该PME输入端通过该计算机系统的PCI总线接收PCI兼容装置所产生的PME信号；
步骤40：提供一定时器，以控制驱动(asserting)与反驱动(de-asserting)该虚拟PME信号的时间间隔；
步骤50：在该计算机系统被一操作系统(OS，Operating System)控制之前，反驱动(de-asserting)该虚拟PME信号，以使得该虚拟PME信号的电压由该低电平转变为该高电平；以及
步骤60：以储存于该计算机系统的内存的程序(如一驱动程序-devicedriver)清除该PCI PME控制器的事件缓存器。
以上所述的虚拟PME信号的电压的高电平与低电平与PCI规格兼容，以使得该PCI PME控制器将该虚拟PME信号视同一般的PME信号。虽然在PCI规格中没有定义，该PCI PME控制器通常具有一事件缓存器(用来向该计算机系统报告该PME-即电源管理事件)，当该虚拟PME信号(或一PME信号)被驱动(asserted)时，该事件缓存器能被该PCI PME控制器设定，但是当该虚拟PME信号被反驱动(de-asserted)时，该事件缓存器却未能对应地被清除(cleared)。使用上述对应的结构，步骤60会解决无法清除一计算机系统的事件缓存器的问题。
请参考图2，图2为图1的计算机系统的相关组件的方块示意图。图2象征性地提出上述对应结构的图标，该计算机系统中与本发明无关的其它组件并未显示于图中。图2的PME#、虚拟PME#、PCI PME#、与PCI PME#控制器分别为前述的PME输入端、前述的虚拟PME线、用来接收前述的PME信号的线、与前述的PCI PME控制器。另外图中于PME#下方所标示的“Wired OR”表示虚拟PME#与PME#的电连接方式的逻辑关系为“或”，即两线的直接接触，而序列电路212的各端子(Data-数据输入、Enable-致能、与Q-数据输出)的意义是本领域技术人员所熟知的，故不赘述。
本发明在提供前述方法的同时，也对应地提供一计算机系统200，其包含有：一快速外围组件互连(PCI Express)根复合体(Root Complex)210，用来产生一信标(Beacon)信号；与一序列电路(sequential circuit)212，电连接于PCI Express根复合体210，用来将该信标信号转换为一虚拟PME信号(Pseudo-PME signal)。序列电路212被该信标信号致能(enabled)以使得序列电路212开始输出一低电平电压信号，也就是说该虚拟PME信号被驱动(asserted)。
计算机系统200另包含有一外围组件互连(PCI)电源管理事件(PME)控制器250，其包含有一事件缓存器252。其中事件缓存器252用来向计算机系统200报告一电源管理事件。计算机系统200另包含有一虚拟PME线(Pseudo-PME line，即图2所示的虚拟PME#)，分别电连接于序列电路212的输出端与PCI PME控制器250的PME输入端。其中当该虚拟PME信号的电压由一第一电平转变为一第二电平(也就是说该虚拟PME信号被驱动)时，事件缓存器252就被设定(set)。计算机系统200另包含有一内存254，其包含有程序代码，其中当该虚拟PME信号的电压由该第二电平转变为该第一电平时，计算机系统200执行内存254中的程序代码，以清除(clear)事件缓存器252。上述的虚拟PME信号的电压的第一电平与第二电平与PCI规格兼容。计算机系统200可以另包含有一定时器214，电连接于序列电路212，以控制该虚拟PME信号的电压于何时由该第二电平转变为该第一电平。
虽然图2的定时器214与序列电路212位于PCI Express根复合体210之内，此为设计上的选择，图2并非限定本发明的范围。本领域的技术人员能够将定时器214与序列电路212设置于PCI Express根复合体210之内或之外。
本发明的另一实施例说明如下。前述的定时器214并非控制驱动与反驱动该虚拟PME信号的时间间隔的唯一方式。本实施例另包含有将该信标信号的一脉冲(pulse)转换为一较低频脉冲，以控制驱动与反驱动该虚拟PME信号的时间间隔。本实施例提供一同步器(synchronizer)，以将该信标信号的该脉冲转换为该较低频脉冲。当该较低频脉冲为一低态主动(active-low)脉冲时，该较低频脉冲可以于该计算机系统中用来作为该虚拟PME信号。
当该信标信号被设计为工作于一相对高频，而使得该序列电路无法被该脉冲触发时，该另一实施例相当有用。在此状况下，上述的变化能使该脉冲的宽度(pulse-width)足够长以触发该序列电路。
本发明的又一实施例说明如下。如前面所述，定时器214并非控制驱动与反驱动该虚拟PME信号的时间间隔的唯一方式。请参阅图3，图3为根据本发明的另一计算机系统300的相关组件的方块示意图。图3的计算机系统300大致近似于图2的计算机系统200，除了一点，就是图3缺少了前述的定时器214。图3的计算机系统300利用一主电源恢复相关信号(main powerrecovery related signal)进行前述的时间间隔的控制，也就是说计算机系统300将该主电源恢复相关信号转换为该虚拟PME信号，以控制驱动与反驱动该虚拟PME信号的时间间隔。序列电路212被该信标信号致能后，该主电源恢复相关信号(处于一低电平电压)得以被序列电路212提取，以使得序列电路212开始输出一低电平电压信号，也就是说该虚拟PME信号被驱动(asserted)。当该主电源恢复相关信号再度转变为一高电平电压，锁存器212再度被致能而开始输出一高电平电压信号，也就是说该虚拟PME信号被反驱动。
根据本发明的方法，该主电源恢复相关信号可以是该计算机系统的PWROK信号、PSON信号、RST信号、或BIOS驱动信号(Basic Input OutputSystem driven signal，即BIOS——基本输入输出系统所驱动的信号)。其细节说明如下。该PWROK信号与该PSON信号为与该计算机系统的主电源恢复程序相关的众所周知的信号，而该RST信号为与PCI规格定义的主电源恢复程序相关的众所周知的信号。至于该BIOS驱动信号，本领域技术人员可以更改该BIOS的程序代码，以使得在主电源被恢复后，该BIOS能够通过与接收其它类型的主电源恢复相关信号同样的输入端，传送该BIOS驱动信号以反驱动该虚拟PME信号(如图3所示)。
与现有技术相比，当要根据本发明建构一同时与PCI Express规格和PCI规格兼容的计算机系统时，不需要设置一PCI Express唤醒机制，因此节省了相关成本。另外原有的微芯片(microchip)可以继续采用以进一步节省相关成本，并且由于在本发明中不需要设置第二个唤醒机制，故不会发生因规格差异所造成的PCI Express规格和PCI规格之间的软件冲突与硬件冲突。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡按照本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都属于本发明专利的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种使用计算机系统的外围组件互连电源管理机制的快速外围组件互连电源管理方法，该计算机系统具有外围组件互连电源管理事件控制器与快速外围组件互连根复合体，该方法包含有：
将该快速外围组件互连根复合体所产生的信标信号转换为虚拟电源管理事件信号，其中该信标信号驱动该虚拟电源管理事件信号，以使得该虚拟电源管理事件信号的电压由第一电平转变为第二电平；
提供虚拟电源管理事件线，分别电连接于该外围组件互连电源管理事件控制器的电源管理事件输入端与快速外围组件互连根复合体，用来将该虚拟电源管理事件信号传输至该外围组件互连电源管理事件控制器，其中该电源管理事件输入端通过该计算机系统的外围组件互连总线接收外围组件互连兼容装置所产生的电源管理事件信号；以及
在该计算机系统被操作系统控制之前，反驱动该虚拟电源管理事件信号，以使得该虚拟电源管理事件信号的电压由该第二电平转变为该第一电平；
其中该虚拟电源管理事件信号的电压的第一电平与第二电平与外围组件互连规格兼容。
2.如权利要求1所述的方法，其中该外围组件互连电源管理事件控制器位于该计算机系统的芯片组。
3.如权利要求1所述的方法，该方法另包含有：提供序列电路，以将该信标信号转换为该虚拟电源管理事件信号。
4.如权利要求3所述的方法，其中该序列电路为锁存器或触发器。
5.如权利要求1所述的方法，该方法另包含有：提供定时器，以控制驱动与反驱动该虚拟电源管理事件信号的时间间隔。
6.如权利要求1所述的方法，该方法另包含有：将该信标信号的脉冲转换为较低频脉冲，以控制驱动与反驱动该虚拟电源管理事件信号的时间间隔。
7.如权利要求6所述的方法，该方法另包含有：提供同步器，以将该信标信号的该脉冲转换为该较低频脉冲。
8.如权利要求6所述的方法，其中该较低频脉冲为低态主动脉冲，并且在该计算机系统中用来作为该虚拟电源管理事件信号。
9.如权利要求1所述的方法，该方法另包含有：利用主电源恢复相关信号以控制驱动与反驱动该虚拟电源管理事件信号的时间间隔。
10.如权利要求9所述的方法，其中该主电源恢复相关信号为该计算机系统的PWROK信号。
11.如权利要求9所述的方法，其中该主电源恢复相关信号为该计算机系统的PSON信号。
12.如权利要求9所述的方法，其中该主电源恢复相关信号为该计算机系统的RST信号。
13.如权利要求9所述的方法，其中该主电源恢复相关信号为该计算机系统的BIOS驱动信号。
14.如权利要求1所述的方法，其中该外围组件互连电源管理事件控制器具有事件缓存器，当该虚拟电源管理事件信号被驱动时，该事件缓存器能被该外围组件互连电源管理事件控制器设定，但是当该虚拟电源管理事件信号被反驱动时，该事件缓存器却未能对应地被清除，该方法还包括以下步骤：通过该计算机系统的程序来清除该事件缓存器。
15.如权利要求14所述的方法，其中该程序为该计算机系统的装置驱动程序。
16.一种计算机系统，其包含有：
外围组件互连电源管理事件控制器，其具有电源管理事件输入端；
快速外围组件互连根复合体，其具有输出端，用来输出该快速外围组件互连根复合体所产生的信标信号；
序列电路，电连接于该快速外围组件互连根复合体的输出端，该序列电路具有输出端，用来根据该信标信号输出第一电压电平或第二电压电平的虚拟电源管理事件信号；以及
虚拟电源管理事件线，分别电连接于该序列电路的输出端和该外围组件互连电源管理事件控制器的电源管理事件输入端；
其中该第一电压电平与该第二电压电平与外围组件互连规格兼容。
17.如权利要求16所述的计算机系统，其中当该序列电路自该快速外围组件互连根复合体输入信标信号时，该虚拟电源管理事件信号由该第一电压电平转变为该第二电压电平。
18.如权利要求17所述的计算机系统，该计算机系统还包含有定时器，电连接于该序列电路，以控制该虚拟电源管理事件信号的电压在何时由该第二电压电平转变为该第一电压电平。
19.如权利要求17所述的计算机系统，其中主电源恢复相关信号被用于该计算机系统，以控制该虚拟电源管理事件信号在何时由该第二电压电平转变为该第一电压电平。
20.如权利要求17所述的计算机系统，其中该外围组件互连电源管理事件控制器还包含有事件缓存器，其中当该虚拟电源管理事件信号由第一电压电平转变为第二电压电平时，该事件缓存器就被设定，该计算机系统还包含有：
内存，其包含有程序代码，其中当该虚拟电源管理事件信号由该第二电压电平转变为该第一电压电平时，该计算机系统执行该内存中的程序代码，以清除该事件缓存器。
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