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Die Erfindung bezieht sich auf Schnittstellen zum
Ermöglichen
eines sanften Andockens eines Notebook-Computers an eine Andockstation
sowie auf eine eine solche Schnittstelle enthaltende Andockstation
sowie ein die Andockstation enthaltendes Computersystem.
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Heutzutage weisen (transportable)
Notebook-Computer viele Merkmale auf, die früher nur bei Desktop-Personalcomputern
verfügbar
waren. Durch die Verwendung einer mit einem Notebook-Computer verbundenen
Andockstation ist es einem Benutzer gestattet, auf zahlreiche Dienste
zuzugreifen, die üblicherweise
nur für
Desktop-Computer verfügbar sind.
Wenn ein Notebook-Computer mit einer Andockstation verbunden oder
irgendwie in diese eingesetzt ist, ähnelt somit das sich ergebende
System einem Desktop-Computer.
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Ein Notebook-Computer wird üblicherweise mit
einer Andockstation über
die Verwendung einer Steckplatzverbindung verbunden. D.h., der Notebook-Computer
wird in die Andockstation eingesetzt und verbindet sich bei einem
derartigen Einsetzen mit Hilfe der Verwendung eines eingreifenden
Steckverbinders mit der Andockstation. wenn der Notebook-Computer
von der Andockstation gelöst
wird, wird der Notebook-Computer einfach aus der Andockstation entfernt.
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Ein Hauptproblem bei bekannten Verfahren des
Einsetzens und Entfernens des Notebook-Computers aus der Andockstation
besteht darin, daß der Benutzer
manuell eingreifen muß,
bevor entweder der Einsetz- oder der Entfernungsprozeß durchgeführt werden
kann.
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Folglich verwendet ein anderes bekanntes Andock-
und Entkoppelverfahren eine Schaltungsanordnung, die es einem Benutzer
gestattet, einen Notebook-Computer ohne Voreinstellungen durch den Benutzer
in eine Andockstation einzusetzen oder aus dieser zu entfernen.
So kann selbst dann, wenn ein Anwendungs programm auf dem Notebook-Computer
abläuft,
der Notebook-Computer
ohne Unterbrechung des Anwendungsprogramms in die Andockstation
eingesetzt oder aus dieser entfernt werden.
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Dieses bekannte System benutzt eine
ein Andock-Chip umfassende Schnittstelle, die sich in dem Notebook-Computer
befindet und die den Einsetz- und Entfern-Algorithmus behandelt.
Während dieses
bekannte System dadurch vorteilhaft ist, daß es ein Andocken und Entkoppeln
ohne Voreinstellungen gestattet, hat es den Nachteil, daß es den
Notebook-Computer durch mehr Schaltungskomponenten verkompliziert.
Je mehr Schaltungskomponenten in dem Notebook-Computer enthalten
sind, desto höher
wird der aus der Batterie gezogene Strom, desto aufwendiger ist
der Notebook-Computer herzustellen und desto größer wird der Notebook-Computer.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein
sanftes Andocken und Abkoppeln eines Notebook-Computers an eine
Andockstation ohne Voreinstellungen zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Schnittstelle mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Computersystem
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5, eine Andockstation mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 9 bzw. eine Schnittstelle mit
den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst.
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Die Schnittstelle erfaßt, wenn
der Notebook-Computer in die Andockstation eingesetzt worden ist,
und gibt dementsprechend einen Schalter derart frei, daß ein gemeinsamer
Systembus zwischen den Notebook-Computer und der Andockstation eingekoppelt
wird. Die Schnittstelle erzeugt darüber hinaus Ereignisse, die
es einer Software gestatten, den Notebook-Computer und die Andockstation ohne
vorherigen Benutzereingriff zu konfigurieren.
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Vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
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Die vorliegende Erfindung ist vollständiger zu
verstehen aus der unten angegebenen detaillierten Beschreibung und
aus den sie begleitenden Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele der
Erfindung.
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1 ist
ein Blockschaltbild eines Notebook-Computers und einer Andockstation
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel
eines Andockstation-Steckverbinders gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 veranschaulicht
ein Andockschnittstellenchip gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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4a veranschaulicht
ein erstes Ausführungsbeispiel
einer Andockstation-Stromversorgung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4b veranschaulicht
ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Andockstation-Stromversorgung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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5 veranschaulicht
ein Zustandsdiagramm einer Andockzustandsmaschine gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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6 ist
ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zur Behandlung des Andockens
und Entkoppelns eines Notebook-Computer darstellt.
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7 ist
ein Zeitdiagramm der innerhalb eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung angelegten Signale.
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Es werden ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Andocken und Entkoppeln eines Notebook-Computers
beschrieben.
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Überblick über die Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft
ein automatisches Einsetz/Entfern-Protokoll ohne Voreinstellungen
zwischen einem Notebook-Computer und einer Andockstation, das keine
Benutzereingriffe erfordert. Darüber
hinaus ist die vorliegende Erfindung dadurch vorteilhaft, daß die Andockschnittstelle
innerhalb der Andockstation und nicht innerhalb des Notebook-Computers angeordnet
ist.
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Wenn er in die Andockstation eingesetzt
ist, ist der Notebook-Computer mit der Andockstation über einen
Steckverbinder gekoppelt. Der Steckverbinder enthält Pins,
die gemeinsame Signalleitungen zwischen dem Notebook-Computer und
der Andockstation koppeln. Beispielsweise wird der Steckverbinder
verwendet, um einen gemeinsamen Systembus zwischen dem Notebook-Computer
und der Andockstation zu verbinden.
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Der gemeinsame Systembus ist darüber hinaus
mit einem Schalter gekoppelt. Der Schalter wird durch die Schnittstellenschaltung
innerhalb der Andockstation gesteuert. Wenn die Schnittstellenschaltung
erfaßt,
daß der
Notebook-Computer in die Andockstation eingesetzt worden ist, wird
der Schalter geschlossen, um den gemeinsamen Systembus des Notebook-Computers
mit der Andockstation zu koppeln. Da jedoch eine Transaktion auf
dem gemeinsamen Systembus ablaufen kann, wird der Schalter nicht
geschlossen, bis die Schnittstellenschaltung erfaßt, daß dies sicher
ausgeführt
werden kann, ohne die Transaktion zu unterbrechen. Die Schnittstellenschaltung
fordert dafür
die Kontrolle über
den gemeinsamen Systembus und schließt den Schalter, sobald ihr
die Kontrolle gewährt
worden ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt
die Schnittstellenschaltung ein Andockereignis, sobald der Schalter
geschlossen worden ist. Das Ereignis wird von einer Software-Routine
erfaßt,
die den Notebook-Computer und die Andockstation automatisch ohne
vorherigen Benutzereingriff konfiguriert. Beispielsweise kann die
Software-Routine für Einrichtungen
innerhalb der Andockstation, die mit dem gemeinsamen Systembus gekoppelt
werden, erforderliche Gerätetreiber
laden.
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Wenn der Notebook-Computer in die
Andockstation eingesetzt wird, kann sich der Notebook-Computer in
einem Aussetz(suspend)-Modus oder einem normalen Modus befinden.
Bei einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung überprüft die Schnittstellenschaltung
den Modus des Notebook-Computers beim Einsetzen. Wenn sich der Notebook-Computer
in einem Aussetzmodus befindet, wird der Notebook-Computer in den
normalen Modus von der Schnittstellenschaltung zurückgebracht,
bevor der Schalter geschlossen und das Andockereignis erzeugt wird.
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Sobald der Notebook-Computer an die
Andockstation angedockt ist, kann der Notebook-Computer in den Aussetzmodus
eintreten. Bei einem Ausführungsbeispiel
erfaßt
die Schnittstellenschaltung, daß der
Notebook in den Aussetzmodus eintritt und versetzt dann die Andockstation
ebenso in den Aussetzmodus.
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Darüber hinaus erfaßt die Schnittstellenschaltung,
wenn der Notebook-Computer aus der Andockstation entfernt wird.
Die Schnittstellenschaltung erfaßt ein Entfernen, indem sie
entweder ein physisches Entfernen des Notebook-Computers aus der
Andockstation erfaßt
oder indem sie eine Auswurfsanforderung von einem Benutzer des Systems oder
von einer Softwareroutine empfängt.
In Erwiderung des Entfernens erzeugt die Schnittstellenschaltung
zunächst
ein Entkoppelereignis, daß die
Software veranlaßt,
das Computersystem auf das Entfernen des Notebook-Computers vorzubereiten.
Dann öffnet die
Schnittstellenschaltung den Schalter, um den gemeinsamen Systembus
zu isolieren.
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Der Notebook-Computer kann sich in
dem Aussetzmodus oder in einem normalen Modus befinden, wenn eine
Auswurfsanforderung durch die Schnittstellenschaltung erfaßt wird.
Bei einer Ausführungsform
bringt die Schnittstellenschaltung, wenn sich der Notebook-Computer
in dem Aussetzmodus bei Erfassen der Auswurfsanforderung befindet,
den Notebook-Computer in den normalen Modus, bevor sie das Entkoppelereignis
erzeugt und den Schalter öffnet.
Wenn das Entkoppelereignis von einer Softwareroutine erfaßt wird,
konfiguriert die Softwareroutine den Notebook-Computer und die Andockstation in
Vorbereitung eines Entfernens des Notebook-Computers. Es sei daran
erinnert, daß Ereignisse,
wie beispielsweise das Entkoppelereignis, von der Schnittstellenschaltung
erzeugt werden, um es einer Softwareroutine zu gestatten, den Notebook-Computer
und die Andockstation beim Einfügen
oder Entfernen zu konfigurieren. Diese Ereignisse werden automatisch
von der Schnittstellenschaltung innerhalb der Andockstation erzeugt.
Folglich braucht der Benutzer nicht manuell vor dem Beginn des Andockens
oder Entkoppelns einzugreifen.
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Da dann, wenn ein Entfernen erfaßt wird, eine
Transaktion auf dem gemeinsamen Systembus ablaufen kann, öffnet die
Schnittstellenschaltung den Schalter zu einem Zeitpunkt, zu dem
eine Änderung der
Kapazität
des gemeinsamen Systembusses nicht die Transaktion beeinflußt. Die
Schnittstellenschaltung öffnet
den Schalter zu einem Zeitpunkt zwischen der ansteigenden Flanke
eines Systembustaktes und der Einschwingzeit des nächsten Systembustaktes. Folglich
werden dann, wenn irgendwelche Signale aus dem gemeinsamen Systembus
infolge des Öffnens
des Schalters schwanken, diese Signale durch die Einschwingzeit
des nächstes
Taktes abklingen.
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Die vorliegende Erfindung erfaßt automatisch
Zustände
oder Bedingungen des Notebook-Computers und der Andockstation, um
automatisch die Stromversorgung des Notebook-Computers oder der
Andockstation zu steuern, Ereignisse für die Systemsoftwareinteraktion
zu erzeugen, und um Verbindungssignale während des Einfüge- oder
Entfernungsprozesses oder während
der Notebook-Computer vollständig
eingesetzt ist, zu isolieren und freizugeben, um einen Konflikt
der Verbindungssignale zu vermeiden, und weist Ressourcen zu und
nimmt diese zurück.
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Man beachte, daß die Softwareroutine, auf die
in der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird, die Operation
der Hardware in dem Computersystem steuern und in zahlreichen Programmiersprachen
implementiert werden kann. Beispielsweise können die Softwareroutinen ein
Basis-Eingabe/Ausgabe-System (BIOS) sein, das in einer Assemblersprache
geschrieben ist. Darüber
hinaus kann die Software vollstän dig
oder zum Teil als Firmware, Laufzeitbibliotheksroutinen oder Betriebssystemprozeduren
implementiert sein.
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1 ist
ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels
des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß
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1 enthält das System
eine Andockstation 11 und einen Notebook-Computer 10,
die jeweils durch eine gestrichelte Linie getrennt gezeigt sind. Ein
Steckverbinder 12 ist zwischen dem Notebook-Computer 10 und
der Andockstation 11 angeordnet, um eine elektrische Verbindung
von Signalen zwischen den beiden zu ermöglichen. Wenn der Notebook-Computer 10 richtig
mit dem eingreifenden Steckverbinder 12 der Andockstation 11 gekoppelt ist,
spricht man davon, daß der
Notebook-Computer in der Andockstation "sitzt".
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält der Notebook-Computer 10 einen
Mikroprozessor 110, der mit einem sekundären (L2)
Cache-Speicher 111 gekoppelt ist. Der Mikroprozessor kommuniziert
mit dem Speicher (DRAM) 112 und dem Systembus 180 über ein
Speichersteuereinrichtungs- und Brückenchip 113. Bei
einer Ausführungsform
ist der Mikroprozessor 110 ein Mikroprozessor einer Intel-Architektur
(z. B. ein i486- oder Pentium-Prozessor), der von der INTEL CORPORATION in
Santa Clare, Californien hergestellt wird. Bei dem hier beschriebenen
Ausführungsbeispiel
ist der Systembus 180 ein Bus, der dem Peripheriekomponentenverbindungs(PCI)-Protokoll
entspricht. Alternativ kann der Systembus 180 einem anderen
gut bekannten Protokoll, wie beispielsweise dem Industriestandardarchitektur(ISA)-Bus
entsprechen.
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Der Notebook-Computer 10 kann
darüber
hinaus eine mit dem Systembus 180 gekoppelte (nicht gezeigte)
I/O-Steuereinrichtung aufweisen, die parallele Ports, serielle Dual-Ports, eine Echtzeit-Uhreinheit,
duale programmierbare Interrupt-Controller, DMA-Controller, Speicherabbilder
und I/O-Puffer enthält.
Darüber
hinaus kann der Notebook-Compu ter 10 außerdem eine mit dem PCI-Bus 180 gekoppelte Grafiksteuereinrichtung
mit Videoeinzelbildpuffer (nicht gezeigt) aufweisen, um eine Schnittstelle
zu einem Flachbildschirm oder einer CRT zu bilden. Darüber hinaus
sind bei einem Ausführungsbeispiel
mit dem PCI-Bus 180 eine Festplatte, ein Diskettenlaufwerk,
eine Tastatur und eine BIOS-Steuereinrichtung gekoppelt,
die sämtlich
im Stand der Technik gut bekannt und nicht gezeigt sind.
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Die PCI-Taktsignalleitung 181 ist
von dem Speichersteuereinrichtungs- und Brücken-Chip 113 zu dem
Q-Puffer 121 gekoppelt. Darüber hinaus sind die PCI-Anforderungs-
und Gewährungs-Signalpaar-Leitungen
REQ/GNT# 187 durch den Q-Puffer 121 geführt. Der
Q-Puffer 121 wird durch das Q-Puffer-Freigabesignal QDEN#
freigegeben, das zu dem Q-Puffer 121 auf der Signalleitung 193 geliefert
und von der Andockstromversorgungsschaltung 150 erzeugt
wird. Der PCI-Bus 180 ist mit dem Q-Puffer 120 gekoppelt,
welcher von dem Q-Puffer-Freigabesignal QPCIEN# auf Signalleitung 183 freigegeben
wird, das durch das Andockchip 130 erzeugt wird.
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Die Q-Puffer 120 und 121 schaffen
eine Pufferung der gemeinsamen Signale zwischen dem Notebook-Computer 10 und
der Andockstation 11, wenn sie freigegeben sind. Die Q-Puffer 120 und 121 schaffen
darüber
hinaus eine Isolation zwischen den gemeinsamen Signalen des Notebook-Computers 10 und
der Andockstation 11, wenn sie gesperrt sind. Bei einem
Ausführungsbeispiel
dienen die Q-Puffer 120 und 121 als Schalter,
wobei dann, wenn sie gesperrt sind, die an die Q-Puffer 120-121 eingekoppelten
Signale tri-stated gehalten werden, was es dem Notebook-Computer 10 gestattet,
von der Andockstation 11 entfernt zu werden.
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Die PCI-Taktleitung 121 und
die REQ/GNT#-Leitungen 187 laufen über den separaten Q-Puffer 121,
so daß während der
Andocksequenz die Andockstation 11 die Kontrolle über den PCI-Bus 180 übernehmen
kann, bevor der PCI-Q-Puffer 120 freigegeben wird. Dies
wird detaillierter im folgenden erläutert.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist der PCI-Takt
auf Leitung 181 ein Punkt-zu-Punkt-Signal von seiner Quelle,
wie beispielsweise dem Speichersteuerungs- und Brücken-Chip 113 oder
einem Taktchip (nicht gezeigt), das zu dem Andocksteckverbinder 12 gekoppelt
wird. Darüber
hinaus hat der PCI-Takt auf Leitung 181 einen geringen
Versatz in Bezug auf den Takt, der auf den primären Notebook-PCI-Bus 180 läuft.
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Bei einer Ausführungsform weist die Andockstation 11 eine
Stromversorgung 150 auf, welche sämtliche Einrichtungen in der
Andockstation 11 versorgt. Diese Art der Andockstation 11 ähnelt einem Desktop-Computer,
bei welchem die Stromversorgung 150 aus einer Wechselstromquelle
(nicht gezeigt) betrieben wird. Darüber hinaus sind bei einer Ausführungsform
die Stromversorgungszustände
der Andockstation 11 und des Notebook-Computers 10 unabhängig voneinander.
Folglich kann beispielsweise die Andockstation 11 sich
in einem eingeschalteten Zustand befinden, während sich der Notebook-Computer 10 in
einem Aussetzzustand befindet.
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Der Aussetzmodus ist ein energiesparender Zustand,
der es dem Notebook-Computer 10 oder der Andockstation 11 gestattet,
beträchtlich
weniger Energie zu denjenigen Zeiten zu verbrauchen, in denen das
System nicht verwendet wird. Es gibt eine Reihe von Ausetzmodi,
die entweder in der Andockstation 11 oder in dem Notebook-Computer 10 implementiert
sein können.
Beispielsweise sperrt der "Eingeschaltet-Aussetz"-Modus sämtliche
Takte in dem System mit Ausnahme des Echtzeittaktes (RTC; Real Time
Clock). Die in diesem Zustand verbrauchte Leistung ist nur die Leckleistung
innerhalb des Systems. Um aus dem Eingeschaltet-Aussetz-Modus zurückzukehren,
müssen
einfach die Takte neu gestartet werden.
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Der "Aussetzen-in-den-DRAM"-Modus schaltet die
Stromversorgung für
alle Bauelemente mit Ausnahme der Stromversorgungsmanagementlogik,
der Speicherauffrischlogik und der Einzelbildpufferauffrischlogik
aus. Der Kontext jedes der Bauelemente innerhalb des Systems muß in den
DRAM vor dem Aufrufen des Aussetzen-in-den-DRAM-Modus gesichert
werden.
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Um aus dem Aussetzen-in-den-DRAM-Modus
zurückzukehren,
müssen
sämtliche
Bauelemente zurückgesetzt
und der Kontext jedes Bauelements wiederhergestellt werden.
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Der "Aussetzen-zur-Platte"-Modus sichert den gesamten Kontext
des Computersystems in den nicht-flüchtigen Speicher (z. B. die
Festplatte) und schaltet die Stromversorgung für das gesamte System aus. Wenn
der Aussetzen-zur-Platte-Modus verlassen wird, müssen sämtliche Einrichtungen in dem Computersystem
erneut mit Strom versorgt, zurückgesetzt
und mit dem auf die Festplatte gesicherten Kontext wiederhergestellt
werden.
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Wie zuvor erwähnt, können bei einem Ausführungsbeispiel
der Notebook-Computer 10 und die Andockstation 11 unabhängige Stromversorgungsmodi
aufrufen. Somit kann entweder der Notebook-Computer 10 oder
die Andockstation 11 in einen der Aussetzmodi zu irgendeiner
Zeit eintreten.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
ist die Andockstation 11 eine mobile Art einer Andockstation,
bei der die Andockstation-Stromversorgung 150 aus der Notebook-Computer-Stromversorgung 160 oder
ihrer eigenen internen Batterie (nicht gezeigt) betrieben wird.
Bei dieser Art von Andockstation folgt der Stromversorgungsmodus
der Andockstation 11 der des Notebook-Computers 10.
Folglich wird dann, wenn die Notebook-Computer-Stromversorgung 160 eingeschaltet
ist, die Andockstation-Stromversorgung 150 ebenfalls eingeschaltet. Wenn
der Notebook-Computer 10 sich in einem Aussetzmodus befindet,
dann befindet sich die Andockstation 11 ebenfalls in einem
Aussetzmodus.
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Bei der Andockstation des Desktop-Typs kann
die Andockstation-Stromversorgung 150 ein Pin an dem Steckverbinder 12 mit
Strom versorgen, welches der Notebook-Computer 10 verwendet,
um die (nicht gezeigte) Notebook-Batterie aufzuladen, wenn der Notebook-Computer 10 in
die Andockstation 11 eingesetzt ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die Andockstation 11 in
der Lage, an einen Notebook-Computer 10, der entweder bei 3,3
Volt oder bei 5 Volt betrieben wird, anzudocken. Bei diesem Ausführungsbeispiel
liefert die Andockstation-Stromversorgung 150 5 Volt (DS_VCC
auf Leitung 189) an die Bauelemente innerhalb der Andockstation.
Darüber
hinaus konvertiert die Andockstation-Stromversorgung 150 das
5-Volt-Signal in
ein 3,3-Volt-Signal (QVCC auf Leitung 188), sofern dies
erforderlich ist, um eine Schnittstelle zu dem Notebook-Computer 10 zu
bilden. Die Andockstation-Stromversorgung 150 liefert darüber hinaus
ein Signal auf Leitung 191, das anzeigt, daß sich die
Andockstation-Stromversorgung innerhalb akzeptabler Toleranzen befindet,
und ein Signal auf Leitung 192 an das Andock-Chip 130,
das anzeigt, daß sich
die Notebook-Computer-Stromversorgung innerhalb akzeptabler Toleranzen
befindet. Die Andockstation-Stromversorgung 150 wird detaillierter
nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4a und 4b beschrieben.
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Der Andocksteckverbinder 12 schafft
eine Verbindung zwischen dem Notebook-Computer 10 und der
Andockstation 11. Der Andocksteckverbinder 12 umfaßt eine
Reihe von Pins, die verwendet werden, um eine Kommunikation zwischen
dem Notebook-Computer 10 und
der Andockstation 11 zur Verfügung zu stellen. Die Signalleitungen
innerhalb der Andockstation 11, die in 1 veranschaulicht sind, werden im folgenden
detaillierter unter Bezugnahme auf den Andocksteckverbinder 12,
das Andockchip 130 und die Andockstromversorgung 150 erörtert.
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2 veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel
des Andocksteckverbinders 12, bei dem die Notebook-Computer-Seite
des Andocksteckverbinders 12 einen Verbinder vom Buchsentyp
und die Andockstation-Seite des Andocksteckverbinders 12 einen Verbinder
vom Steckertyp aufweist. Es ist klar, daß beliebige bekannte Verbinderarten
verwendet werden können,
um den Steckverbinder 12 zu implementieren, ohne vom Umfang
der Erfindung abzuweichen. Darüber
hinaus kann die Notebook-Computer-Seite
des Andocksteckverbinders 12 Pins aufweisen und die Andockstation-Seite
des Andocksteckverbinders Buchsen.
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Die in dem Steckverbinder enthaltenen
Pins 20b bis 26b und Aufnahmen 20a bis 26a werden
verwendet, um Signale zwischen dem Notebook-Computer und der Andockstation
zu koppeln. Das CD1#-Pin 20b und das CD2#-Pin 26b sind
Verbindererfassungspins. Die Verbindererfassungspins werden verwendet,
um zu erfassen, wenn der Notebook-Computer richtig in die Andockstation
eingesetzt worden ist. Das "#" zeigt ein aktiv-niedriges
Signal an.
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Die Anordnung der Verbindererfassungspins an
beiden Enden des Andocksteckverbinders 12 erleichtern diese
Erfassung. Wenn sowohl das CD1#-Pin 20b als auch das CD2#-Pin 26b an
der Andockstation-Seite richtig in die Aufnahmen 6a an
der Notebook-Computer-Seite eingesetzt worden sind, dann wird ein
Verbindungserfassungsreignis erzeugt. Dieses Ereignis signalisiert
dem Andockchip 130, daß der
Notebook-Computer in die Andockstation eingesetzt ist.
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Man beachte, daß bei einem Ausführungsbeispiel
das CD1#-Pin 20b und
das CD2#-Pin 26b an der Andockstation-Seite kürzer sind
als die anderen Pins. Dies ist ein weiteres Merkmal, das eine richtige Erzeugung
des Verbindererfassungsereignisses erleichtert. Aufgrund der kürzeren Länge des CD1#-Pins 20b und
des CD2#-Pins 26b werden diese nur dann in die Aufnahmen 26a eingeführt, sobald die
längeren
Pins 21b bis 25b sämtlich in die Aufnahmen 21a bis 25a eingesetzt
sind. So wird das Verbindererfassungsereignis nur erzeugt, sobald
sämtliche Pins 20b bis 26b in
die Aufnahmen 20a bis 26a eingesetzt worden sind.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel,
bei dem die Andockstation-Seite eine Verbindung vom Buchsentyp aufweist,
weisen die CD1#-Pins und CD2#-Signale 20b und 26b an
der Andockstation-Seite kürzere
Buchsen anstelle von Pins auf. Es ist klar, daß alternative Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung einen Steckverbinder 12 mit
mehr oder weniger Verbindungserfassungssignalen mit Pins oder Buchsen
von beliebiger Länge
relativ zu den anderen Signalpins und Buchsen umfassen. Darüber hinaus
umfaßt
ein alternatives Ausführungsbeispiel
andere Wege der Erfassung des Einfügens, wie beispielsweise einen
Schalter, welcher geöffnet
und geschlossen wird, wenn die ineinandergreifenden Teile des Verbinders
in richtigem Eingriff sind.
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Die längeren Pins 21b bis 25b veranschaulichen
die anderen Signale, die zwischen dem Notebook-Computer 10 und
der Andockstation 11 gekoppelt werden. Die GND-Verbindung 25a-b stellt
die Masseebene dar, die sowohl von dem Notebook-Computer 10 als
auch der Andockstation 11 verwendet wird. Bei einem Ausführungsbeispiel
wird gesichert, daß das
GND-Pin 25b stets in die Buchse 25a eingesetzt
ist, bevor irgendein anderes Pin eingreift. So wird die Masseebene
eingerichtet, bevor irgendwelche anderen Signale verbunden werden, was
das System gegen elektrostatische Entladungen (ESD) schützt.
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Die NB_SW-Signalleitung 24a-b verbindet ein
5-Volt-Stromversorgungssignal
von dem Notebook-Computer 10 an die Andockstation 11.
Dieses 5-Volt-Stromversorgungssignal wird dann bei der zweiten Art
einer Andockstation-Stromversorgung an die Andockstation-Stromversorgung 150 weitergeleitet,
wobei die Andockstation hinsichtlich der Stromversorgung auf den
Notebook-Computer vertraut.
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Die QVCC-Verbindung 23a-b ist
die Vorspannungs-Signalleitung für
die Q-Puffer 120 und 121 in dem Notebook-Computer 10.
Das QVCC-Signal kommt von der Stromversorgung 150 in der
Andockstation 11, wird durch den Verbinder 12 an
das Pin 23b weitergeleitet und wird an die Q-Puffer 120 bis 121 geliefert.
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Die Batterieladungs(BAT_CH)-Verbindung 22a-22b
ist eine Batterieladesignalleitung, die von der Andockstation-Stromversorgung 150 geliefert wird,
um die Notebook-Batterie 170 zu laden.
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Die anderen Signale 21a-21b stellen
Bus- und Logiksignale dar, die zwischen dem Notebook-Computer 10 und
der Andockstation 11 gekoppelt werden. Beispielsweise ist
der PCI-Bus zwischen dem Notebook-Computer und der Andockstation gekoppelt.
So werden eine Reihe von PCI-Signalen durch den Steckverbinder 12 geleitet.
Bei einem Ausführungsbeispiel
umfassen die durch den Verbinder 12 geleiteten PCI-Signale
die gut bekannten Signale: CLK, CLKRUN#, RST#, AD[31:0], C/BE[3:0]#, PAR,
FRAME#, IRDY#, TRDY#, STOP#, LOCK#, DEVSEL#, pREQ#, pGNT#, PCPCI
REQA#, PCPCI GNTA#, PERR#, SERR# und INTA[A : D]# .
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Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Notebook-Computer 10 einen
ISA-Bus aufweist, werden die ISA-Signale in ähnlicher Weise durch den Steckverbinder 12 geführt. Die
ISA unterstützenden Signale
umfassen die definierten ISA-IRQs.
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Bei einem Ausführungsbeispiel werden sechs
Andockmanagementsignale durch den Steckverbinder 12 geführt. Diese
Signale umfassen NBPWRGD, das Notebook-"power good"-Signal. Dieses Signal zeigt an, daß die 5-Volt-Stromversorgung
in dem Notebook-Computer sich innerhalb akzeptabler Toleranzen befindet.
Das SUS#-Signal zeigt an, daß der
Notebook-Computer ausgesetzt ist und daß sich die 5-Volt-Stromversorgung
an der Andockstation-Seite innerhalb akzeptabler Toleranzen befindet. Das
QDEN#- und das QPCIEN#-Signal werden verwendet, um die Q-Puffer 120 und 121 an
dem Notebook-Computer 10 freizugeben. Das DCKINTR# ist ein
Andockstation-Interrupt, das verwendet wird, um ein Andockereignis
zu signalisieren; und das SRBTN#-Signal wird von dem Andockchip 130 erzeugt, um
den Notebook-Computer 10 aus einem Aussetzmodus herauszubringen.
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Der Andockstation-Verbinder 112 enthält darüber hinaus
eine Reihe von Pins für
passive Verdrahtungssignale, die verwendet werden, um die Kommunikation
zwischen Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen zu erleichtern. Beispielsweise
werden das LPT- und COM-Port-Signal durch den Steckverbinder geführt. Darüber hinaus
können,
sofern dies erforderlich ist, Tastatur-, Maus-, Diskettenlaufwerk-,
Kartodenstrahlröhren(CRT)-,
Hörer-,
Mikrofon- und Lautsprecher-Signale durch den Verbinder 12 geführt werden.
Es ist klar, daß der Andocksteckverbinder 12 mit
mehr oder weniger Signalen als den hier erwähnten in einer beliebigen Kombination
implementiert werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
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3 veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel
des Andockchips 130 in der Andockstation 11. Das
Andockchip 130 umfaßt
eine Schnittstellenschaltung, die zum Ermöglichen eines ("sanften") Andockens ohne
Vorbedingungen zwischen dem Notebook-Computer 10 und der
Andockstation 11 verwendet wird. Wie zuvor erwähnt, war
bei früheren sanften
Andocksystemen die Schnittstellenschaltung in dem Notebook-Computer 10 und
nicht in der Andockstation 11 angeordnet.
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Das Andockchip enthält vier
Eingabe/Ausgabe(I/O)-Ringe 370-373 am Außenbereich
des Chips. Diese I/O-Ringe 370 – 373 umfassen Pufferbereiche zum
Bilden einer Schnittstelle mit den mit dem Andockchip 130 gekoppelten
I/O-Signalleitungen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel enthalten die I/O-Ringe 370-373 darüber hinaus
eine Isolationslogik zum Bilden einer Schnittstelle zu 3,3-Volt-und 5-Volt-Signalen.
Darüber
hinaus können
die I/O-Ringe 370-373 Testlogik, wie beispielsweise Abtastketten
enthalten. Das Design der I/O-Puffer,
Isolationslogik und Abtastketten ist im Stand der Technik gut bekannt
und wird folglich nicht detailliert erörtert.
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Der Notebook-I/O-Ring 370 ist
für die
Bildung einer Schnittstelle zu dem PCI-Bussignalen verantwortlich,
die mit dem Notebook-Computer 10 über den Steckverbinder 12 gekoppelt
werden. Der Notebook-Steuer-I/O-Ring 371 bildet eine Schnittstelle
der Steuersignale zu dem Notebook-Computer 10 über den
Steckverbinder 12. Der Andockstation-I/O-Ring 372 bildet
eine Schnittstelle zu dem Andockstationsbus 32, welcher
bei einem Ausführungsbeispiel
ein PCI-Bus ist. Der Andockstation-Steuer-I/O-Ring 373 bildet
eine Schnittstelle zu den Andockstation-Steuersignalen.
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Die Bussteuerschaltung 310 dient
als Brücke zur
Schnittstellenbildung zwischen dem Andockstation-Bus und dem Note book-Computer-Bus.
Bei einem Ausführungsbeispiel
ist sowohl der Andockstation-Bus 32 als auch der Notebook-Computer-Bus 35 ein
PCI-Bus. Folglich wird die Bussteuerschaltung 310 als PCI-zu-PCI-Bus-Brücke betrieben,
die eine Schnittstelle des primären
PCI-Busses 35 des Notebook-Computers 10 zum sekundären PCI-Bus 32 der Andockstation 11 bildet.
Jede Transaktion, die entweder auf dem primären PCI-Bus 35 oder
den sekundären
PCI-Bus 32 stattfindet, wird auf den anderen Bus durch
die Bussteuerschaltung 310 gespiegelt.
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Darüber hinaus ist bei einem anderen
Ausführungsbeispiel
das Andockchip 130 in der Lage, eine Schnittstelle von
einem primären
PCI-Bus 35 zu einem sekundären ISA-Bus zu bilden. In einem
solchen Falle enthält
die Bussteuerschaltung 310 zusätzlich die erforderliche Logik
zum Ausführen
einer PCI-zu-ISA-Übersetzung.
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Die PCI-Arbiter-Logik 320 sorgt
für zusätzliche
PCI-zu-PCI- oder
PDI-zu-ISA-Brückenfunktionen.
Bei einem Ausführungsbeispiel
bedient der Arbiter 320 vier PCI-Anforderungs/Gewährungs-Paare zum
Unterstützen
von vier unterschiedlichen PCI-Einrichtungen, die mit dem Andockstation-PCI-Bus 32 gekoppelt
sind.
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Die Andocksteuerschaltung 330 ist
für das Steuern
sämtlicher
Andock/Entkoppel- und Aussetz/Wiederaufnahme-Seguenzen für eine Schnittstellenbildung
der Andockstation 11 zu dem Notebook-Computer 10 verantwortlich.
Diese Sequenzen werden unten detailliert unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben.
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4a veranschaulicht
ein erstes Ausführungsbeispiel
der Andockstation-Stromversorgung 150. Das in 4a gezeigte Ausführungsbeispiel
ist von einer ersten Art, bei der der Andockstation-Stromversorgungsmodus
unabhängig
von dem Stromversorgungsmodus des Notebook-Computers ist. Das Signal
NBPWROK 402 (NB 192 gemäß 1) zeigt dem Andockchip 130 an,
daß die
Notebook-Computer-Stromversorgung freigegeben ist. Das NBPWROK-Signal 402 wird
aus dem NBPWRGD-Signal 401 (NBPWRGD
gemäß 1) erzeugt, welches von
der Notebook-Computer-Stromversorgung 160 ausgegeben wird,
wenn die Notebook-Stromversorgung wirksam ist. Das NBPWROK-Signal 402 wird
durch Konvertieren des NBPWRGD-Signals 401 in ein Open-Drain-Signal über den
Puffer 425 erzeugt. Das Signal wird dann auf die Batteriespannung
VBAT 411 über
einen Pull-Up-Widerstand 428 hochgezogen.
Somit wird dann, wenn der Notebook-Computer angedockt ist und die
Notebook-Computer-Stromversorgung
aus ist, das NBPWROK-Signal 402 auf den Spannungspegel
der Batterie VBAT 411 hochgezogen.
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Das Wechselstromversorgungssignal 424 ist mit
der Andockstation-Stromversorgungsschaltung 450 gekoppelt.
Das Signal wird dann mit einer linearen 5-Volt-Stromversorgung 420 gekoppelt.
Die lineare 5-Volt-Stromversorgung 420 wird verwendet, um das Andockstation-Power-good-Signal
DSPWG 404 zu erzeugen, welches dem Andockchip 130 anzeigt, daß die Andockstation-Stromversorgung
sich innerhalb akzeptabler Toleranzen befindet (DS 191 gemäß 1). Die 5-Volt-Stromversorgung 420 wird darüber hinaus
verwendet, um die 5-Volt-Hauptquelle
für die
Andockstationskomponenten, DSVCC 5V 405 (DSVCC 189 gemäß 1) zu erzeugen. Die Andockstation
weist darüber
hinaus einen DC/DC-Konverter 421 auf, der verwendet wird,
um die Vorspannungen für
die Q-Puffer (QVCC 188 gemäß 1) zu erzeugen. Es werden sowohl eine 5-Volt-Vorspannung 406 als
auch eine 3,3-Volt-Vorspannung 407 erzeugt, um eine Unterstützung für einen
5-Volt- oder einen 3,3-Volt-Notebook-Computer zur Verfügung zu
stellen.
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Die Andockstation-Stromversorgungschaltung 450 enthält darüber hinaus
ihre eigene kleine Batterie 423, welche eine Batteriespannung
VBAT 411 zur Verfügung
stellt, die zur Versorgung der Andockstationssteuerschaltung 330 verwendet
wird. Diese kleine Batterie wird immer dann verwendet, wenn die
Andockstation ihre Hauptenergiequelle DSVCC-5V verliert, so daß die Andockstationssteuerschaltung 330 ihren
Betrieb fortsetzen kann.
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Der Auflader 422 wird verwendet,
um ein Batterieaufladesignal BAT_CH 409 (BAT_CH 190 gemäß 1) zum Aufladen der Notebook-Computer-Batterie
zur Verfügung
zu stellen, wenn der Notebook-Computer in die Andockstation eingesetzt
ist. Bei einem Ausführungsbeispiel,
bei dem intelligente Batterien (smart batteries) verwendet werden,
liefert der Auflader 422 darüber hinaus das SMBUS 408 an die
intelligenten Batterien.
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Die Stromversorgungsschaltung 450 wird darüber hinaus
verwendet, um das Freigabesignal QDEN# 403 für den Q-Puffer 121 (QDEN#
193 gemäß 1) zu erzeugen. Das Q-Puffer-Freigabesignal 403 wird
durch Invertieren der DSPWG-Spannung der 5-V-Stromversorgung 420 durch
den Invertierer 426 erzeugt.
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4b veranschaulicht
ein Ausführungsbeispiel
der Andockstation-Stromversorgungsschaltung 150, bei dem
die Andockstation von einer zweiten Art ist, bei der sich der Notebook-Computer
und die Andockstation jeweils in dem gleichen Stromversorgungsmodus
befinden.
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Das Notebook-Power-Good-Signal NBPWRGD 412 wird
verwendet, um das Notebook-Power-OK-Signal NBPWROK 413 zu
erzeugen. Das NBPWRGD-Signal 412 wird darüber hinaus
als Freigabe für
einen Schalter verwendet, der den Ausgang der Hauptbatterie 436 an
die lineare 5-Volt-Stromversorgung 434 koppelt.
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Bei dem in 4b gezeigten Ausführungsbeispiel liefert die
Hauptbatterie 436 die Spannung, die der linearen 5-Volt-Stromversorgung 434 zugeführt wird.
Das Ausgangssignal der linearen 5-Volt-Stromversorgung 434 wird
dann der Power-good-Logik 435 eingegeben,
welche sichert, daß das
5-Volt-Signal wirksam
ist. Die Power-good-Logik 435 erzeugt das Andockstation-Power-Good-Signal DSPWG 418,
welches darüber
hinaus verwendet wird, um das Q-Puffer-Freigabesignal QDEN# 419 zu erzeugen.
Das 5-Volt-Signal von der Power-Good-Logik 435 wird dann
einem DC/DC-Konverter eingegeben, welcher die 5-Volt-Vorspannung 414 und
die 3-Volt-Vorspannung 415 erzeugt.
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Ähnlich
der Stromversorgungsschaltung gemäß 4a enthält das Ausführungsbeispiel gemäß 4b eine kleine Batterie 433 und
einen Batterieauflader 423.
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Man beachte, daß die Stromversorgungsschaltung
gemäß 4b es erfordert, daß die Andockstation
ihre eigene Hauptbatteriestromversorgung 436 aufweist.
Als alternatives Ausführungsbeispiel
kann die Stromversorgungsschaltung gemäß 4b so implementiert sein, daß die Hauptstromversorgungsquelle
von der Notebook-Stromversorgung 160 kommt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel, bei dem die Hauptstromversorgung
aus dem Notebook-Computer kommt, ist die Stromversorgungsschaltung 430 (abgetrennt
durch eine gestrichelte Linie) aus der Leistungsschaltung entfernt.
Der 5-Volt-Eingang an den DC/DC-Konverter 431 kommt nicht von der Powergood-Schaltung 435,
sondern stattdessen von der Notebook-Computer-Stromversorgung 460.
Das NBPWRGD-Signal 412 wird verwendet, um sowohl das DSPWG-Signal 418 als
auch das QDEN#-Signal 419 zu erzeugen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Auflader 432 optional und kann eine Aufladeschaltung
aufweisen, die in eine Stromquelle eingesteckt werden kann, wie
beispielweise einen Zigarettenanzünder oder eine Hilfs-Gleichspannungs-Stromquelle.
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Es ist klar, daß die oben beschriebenen speziellen
Ausführungsbeispiele
der Andockstromversorgung 150 durch andere gut bekannte
Stromversorgungskonstruktionen ersetzt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen.
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Da Notebook-Computer grundsätzlich mit
einer transportablen Stromquelle, wie beispielsweise einer Batterie,
arbeiten, ist der Energieverbrauch ein wichtiger Parameter, der
bei der Konstruktion eines Notebook-Computers zu berücksichtigen
ist. Wie oben erörtert
wurde, benutzen Notebook-Computer und Andockstation Energiesparmodi,
die so ausgelegt sind, daß sie
den Leistungsverbrauch zu denjenigen Zeiten minimieren, zu denen
der Computer untätig
ist. Die Schnittstelle zwischen diesen Energiesparmodi und die Schnittstelle zum
Steuern der Andock- und Entkoppelsequenzen ist in der Andocksteuerschaltung 330 gemäß 3 angeordnet.
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Bei einer Ausführungsform enthält die Andocksteuerschaltung 330 eine
Schaltungsanordnung, die die Andockzustandslogik zum Behandeln der
Energiespar- und Andock/Entkoppel-Ereignisse implementiert. 5 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel
eines Zustandsdiagramm für
die Andocksteuerschaltung 330. Es können gewöhnliche Logikschaltungen verwendet
werden, um diese Zustandsmaschine zu implementieren.
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Der nicht angedockte Zustand 57 zeigt
an, daß der
Notebook-Computer nicht an die Andockstation angedockt ist. Wenn
die Andockstation von der ersten Art ist, bei der die Stromversorgung
unabhängig
von der Notebook-Stromversorgung ist, zeigt der nicht angedockte
Zustand 57 zusätzlich
an, daß entweder
der Notebook-Computer oder die Andockstation ausgeschaltet ist.
Sobald der Notebook-Computer in die Andockstation eingesetzt wird,
was durch Anlegen sowohl des CD1#-Signals als auch des CD2#-Signals angezeigt
wird, startet die Andockzustandsmaschine in dem nicht angedockten
Zustand 57.
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Immer dann, wenn in den nicht angedockten Zustand 57 von
einem anderen Zustand aus eingetreten wird, isoliert die Schaltungsanordnung 330 den primären (Notebook-Computer-)
PCI-Bus von dem sekundären
(Andockstation-)PCI-Bus. Die Schaltung 330 schaltet den
PCI-Q-Puffer 121 gemäß 1 aus, indem das QPCIEN#-Signal 183 weggenommen
wird, und legt ein Rücksetzsignal
sRST# für
den sekundären
PCI-Bus an den Andockstation-PCI-Bus an.
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Bei einem Ausführungsbeispiel tritt die Schaltung 330 in
den nicht angedockten Zustand 57 nur dann ein, wenn entweder
das CD1#- oder das CD2#-Signal weggenommen wird. Dies wird als unerwarteter
Auswurf des Notebook-Computers aus der Andockstation angesehen.
Das Andockstationschip 130 isoliert dann den PCI-Bus, ohne
die PCI-Transaktionen zu beeinflussen, wie es detaillierter unter
Bezugnahme auf 7 beschrieben
wird.
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Darüber hinaus muß bei einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung der Notebook-Computer entriegelt oder ausgeworfen
werden, um aus der Andockstation entfernt werden zu können. Somit
wird bei diesem Ausführungsbeispiel
der Entriegelungs- oder
Auswurfmechanismus benachrichtigt, wenn sich die Zustandsmaschine
in dem nicht angedockten Zustand 57 befindet, so daß der Notebook-Computer
entriegelt bzw. ausgeworfen werden kann.
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Die Schaltung 330 geht in
den Haltezustand 51 über,
wenn festgestellt wird, daß der
ausgesetzte Notebook-Computer in eine Andockstation der zweiten
Art (abhängige
Stromversorgung) eingesetzt worden ist oder daß der ausgesetzte Notebook-Computer
in eine Andockstation der ersten Art (abhängige Stromversorgung) eingesetzt
worden ist, welche eingeschaltet ist. Die Schaltung 330 geht
aus dem nicht angedockten Zustand 57 in den Initialisierungszustand 52 über, wenn
ein eingeschalteter Notebook-Computer in eine eingeschaltete Andockstation der
ersten Art eingesetzt wird.
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Der Haltezustand 51 bereitet
einen ausgesetzten Notebook-Computer auf den Eintritt in den Initialisierungszustand
vor, indem die Stromversorgung in dem Notebook-Computer wieder aufgenommen wird,
indem ein Wiederaufnahmesignal gepulst wird. Sobald festgestellt
wird, daß die
Notebook-Computer-Stromversorgung
ordnungsgemäß ist, wird
durch Anlegen des Signals NWBPROK die Zustandsmaschine in den Initialisierungszustand überführt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel enthält die Andockstation
einen Öffnungsanforderungsknopf, auf
den der Benutzer des Systems zugreifen kann, der das Signal OPENREQ
anlegt, wenn er gedrückt wird.
Dieses Signal wird an die Zustandsmaschine weitergeleitet, um anzuzeigen,
daß der
Benutzer das Entfernen des Notebook-Computers wünscht. Wenn das OPENREQ-Signal
angelegt wird, während
sich die Zustandsmaschine in dem Haltezustand 51 befindet,
dann geht die Schaltung 330 in den Auswurfzustand 58 über, um
den Notebook-Computer freizugeben.
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In den Initialisierungszustand 52 kann
immer dann eingetreten werden, wenn sowohl die Andockstation als
auch der Notebook-Computer eingeschaltet ist und der Notebook-Computer
angedockt ist. Der Initialisierungszustand 52 bereitet
den angedockten Notebook-Computer darauf vor, in den angedockten Zustand 53 einzutreten,
indem er eine sanfte Andocksequenz durchführt. Die sanfte Andocksequenz beginnt
mit dem Schritt des Einschaltens der Vorspannungen durch Anlegen
eines Signals an die Andockstromversorgungslogik 150 gemäß 1. Der PCI-Takt-Q-Puffer 121 wird
dann freigegeben. Anschließend
fordert die Schaltung 330 die Kontrolle über den
Notebook-PCI-Bus an, und sobald die Kontrolle gewährt worden
ist, gibt die Schaltung 330 den PCI-Q-Puffer 120 durch
Anlegen des Signals QPCIEN# 183 frei.
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Bei Einsetzen des Notebook-Computers
in die Andockstation überprüft eine
Softwareroutine die Identifikationsnummer der Andockstation, die
in einem Speicher, beispielsweise einem elektrisch löschbaren
und programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM),
gespeichert ist. Sofern festgestellt wird, daß der Notebook-Computer nicht
zuvor mit dieser speziellen Andockstation gekoppelt war, so fragt
die Software die Hardwareeinrichtungen der Andockstation ab und
lädt dann
die erforderlichen Software-Treiber. Wenn die Treiber nicht verfügbar sind,
fordert die Software diese vom Benutzer an. Dann speichert der Notebook-Computer
die Identifikationsnummer der Andockstation, so daß beim nächsten Mal, bei
dem er in diese Andockstation eingesetzt wird, er sämtliche
erforderlichen Treiber enthält.
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In den angedockten Zustand 53 wird
aus dem Initialisierungszustand eingetreten, sobald der Notebook-Computer
initialisiert worden ist und die Notebook-Computer Stromversorgung
eingeschaltet ist. Die Schaltung 330 tritt dann entweder
in den Aussetzzustand 54, den Isolierzustand 56 oder
den Entkopplungszustand 55 ein.
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Die Schaltung 330 geht in
den Aussetzzustand 54 über,
wenn der Notebook-Computer in einen der Aussetzmodi ein tritt. Die
Schaltung 330 tritt in den Isolierzustand 56 ein,
wenn entweder der Notebook-Computer oder die Andockstation ausgeschaltet
wird. Die Andockzustandsmaschine tritt in den Entkopplungszustand 55 ein,
wenn eine Softwareroutine anzeigt, daß eine Entkopplungssequenz gewünscht wird.
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Der Aussetzzustand 54 repräsentiert
einen von zwei Aussetzzuständen,
in die die Andockschaltung 330 eintreten kann: Das Aussetzen
im eingeschalteten Zustand und das Aussetzen im ausgeschalteten
Zustand. Der Eingeschaltet-Aussetz-Zustand der Andockzustandsmaschine
wird in Verbindung mit dem Eingeschaltet-Aussetz-Modus des Notebook-Computers
verwendet. Der Ausgeschaltet-Aussetz-Zustand wird bei irgendeinem
der drei oben beschriebenen Notebook-Aussetzmodi verwendet, beispielsweise
beim eingeschalteten Aussetzen, Aussetzen zum DRAM und Aussetzen
zur Platte.
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Die Andockstation verbleibt in dem
angedockten Zustand 53, wenn der Notebook-Computer in die
Eingeschaltet-Version des Aussetzmodus eintritt. Wenn in die Ausgeschaltet-Aussetz-Version
des Aussetzzustands 54 eingetreten wird, ist die Andockstation
ausgeschaltet. Vor dem Ausschalten der Andockstation sichert die
Systemsoftware den Kontext der Andockstationseinrichtungen. Die
Andockzustandsmaschine sperrt den PCI-Q-Puffer 120 gemäß 1, schaltet die Q-Puffer-Vorspannung
QVCC 188 aus und wartet, bis der Notebook-Computer den
Betriebwieder aufnimmt.
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In den Entkopplungszustand 55 wird
eingetreten, wenn der Zeitpunkt erreicht ist, den Notebook-Computer
aus der Andockstation zu entkoppeln. Vor dem Eintreten in den Entkopplungszustand 55 sollte
eine Softwareroutine das Betriebssystem darüber informieren, daß irgendwelche
Anwendungen, die die Andockstationsressourcen verwenden, beendet
werden sollten. Sobald das Betriebssystem diesen Prozeß abgeschlossen
hat, zeigt eine Softwareroutine der Schaltung 330 an, daß die Entkopplungssequenz
gewünscht
wird. Dann wird in dem Isolierzustand 56 eingetreten. Die
Schaltung 330 nimmt das Signal QPCIEN# 183 weg,
welches den Q-Puffer 120 sperrt. Dies isoliert den PCI-Bus,
ohne die gegenwärtigen
Transaktionen zu stören,
wie näher
unter Bezugnahme auf 7 erläutert wird.
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Dann erzeugt die Schaltung 330 ein OPEN-Signal,
welches einem Auswurf- oder Entriegelungsmechanismus anzeigt, daß der Notebook-Computer
aus dem Andocksteckverbinder ausgeworfen oder entriegelt werden
kann. Sobald der Impuls erzeugt ist, geht die Schaltung 330 in
den Isolierzustand 56 über.
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Der Auswurf zustand 58 wird
immer dann verwendet, wenn ein ausgeschalteter Notebook-Computer
mit einer eingeschalteten Andockstation verbunden ist. Der Benutzer
des Systems kann einen Auswurfknopf drücken, welcher einen Impuls
des OPENREQ-Signals an die Schaltung 330 erzeugt. Die Schaltung 330 tritt
dann in den Auswurf zustand 58 ein, in dem der OPEN-Impuls
erzeugt wird, um den Notebook-Computer aus der Andockstation auszuwerfen
oder zu entriegeln.
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Während
die Schaltung 330 gemäß 5 unter Bezugnahme auf spezielle
Stromversorgungsmodi, Signalnamen und Schaltungskomponenten beschrieben
worden ist, ist es klar, daß stattdessen
andere gut bekannte Modi, Signale und Schaltungen eingesetzt werden
können,
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann eine
Andockstation ohne einen Auswurf- oder Verriegelungsmechanismus
zum Halten des Notebook-Computers an seinem Ort verwendet werden,
die nicht die Erzeugung eines OPEN-Impulses erfordern würde.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist die in 5 veranschaulichte Zustandsmaschine
als programmierbare logische Matrix (PLA) in der Schaltung 330 implementiert.
Alternativ kann die Zustandsmaschine in einer anderen Form in einer
für den
Fachmann gut bekannten Schaltung, beispielsweise als kombinatorische
Logik implementiert sein.
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Detaillierte Beschreibung
des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung
-
6 ist
eine Darstellung eines Verfahrens des Andockens und Entkoppelns
eines Notebook-Computers an bzw.
-
von einer Andockstation. Das Verfahren
gemäß 6 wird unter Bezugnahme
auf die in 1 veranschaulichten
Komponenten erläutert.
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Der erste Schritt 610 veranschaulicht
das Einfügen
des Notebook-Computers 10 in die Andockstation 11.
Wenn die Verbindung richtig hergestellt ist, werden sowohl das CD1#-
als auch das CD2#-Signal in dem Steckverbinder 12 angelegt.
Das Verfahren geht dann zum Schritt 612 weiter. Wenn der Notebook-Computer 10 nicht
in die Andockstation 11 eingesetzt ist, dann geht das Verfahren
zum Schritt 632 über,
welcher anzeigt, daß der
Notebook-Computer ausgeworfen oder nicht richtig in die Andockstation
eingesetzt worden ist. Das System bleibt beim Schritt 632, bis eine
Verbindung im Schritt 610 erfaßt wird.
-
Schritt 612 veranschaulicht, daß die Andockstation 11 bestimmen
muß, ob
der Notebook-Computer eingeschaltet ist, sobald der Notebook-Computer in
die Andockstation 11 eingesetzt worden ist. Wenn das NBPWROK-Signal 402 gemäß 4 angelegt wird, dann ist
der Notebook-Computer 10 eingeschaltet. Das Verfahren wechselt
dann zum Schritt 614 über.
Wenn das NBPWROK-Signal 402 nicht angelegt ist, veranschaulicht
Schritt 628, daß die
Andockstation 11 bestimmt, ob sich der Notebook-Computer 10 in
dem Aussetzzustand befindet. Dies ist durch ein Anlegen des SUS#-Signals 186 angezeigt, das
durch den Andockstationsverbinder 12 geleitet wird.
-
Wenn der Notebook-Computer 10 ausgesetzt
ist, dann wird der Betrieb des Notebook-Computers 10 von
der Andockstation 11 im Schritt 630 wieder aufgenommen,
bevor die Andocksequenz fortgesetzt wird. Die Andockstation 11 nimmt
den Betrieb des Notebook-Computers wieder auf, indem das SRBTN#-Signal 184 angelegt
wird, welches durch den Andockstationsverbinder 12 geführt wird. Anschließend, wenn
der Schritt 612 erneut einmal ausgeführt worden ist, sollte festgestellt
werden, daß der
Notebook-Computer 10 eingeschaltet ist.
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Im Schritt 614 wird die sanfte Andockprozedur
durchgeführt.
Die sanfte Andockprozedur wurde oben unter Bezugnah men auf 5 beschrieben und enthält die Schritte
des Einschaltens der Vorspannungen, des Freigebens des PCI-Takt-Q-Puffers 121 und
des Freigebens des PCI-Q-Puffers 120. Das Andockchip 130 erzeugt
dann ein Interrupt (DCKINTR 182 gemäß 1), das der Systemsoftware anzeigt, daß die sanfte
Andockprozedur des Schrittes 614 abgeschlossen ist. In Erwiderung
des Signals DCKINTR 182 wird das Computersystem konfiguriert,
indem die für
die Einrichtungen in der Andockstation 11 erforderlichen
Treiber geladen werden, sofern der Notebook-Computer 10 erstmalig
in diese spezielle Andockstation 11 eingesetzt worden ist.
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Dann verbleiben der Notebook-Computer und
die Andockstation 11 betriebsbereit und eingeschaltet,
wie es durch den Schritt 616 angezeigt ist. Im Schritt 618 überwacht
das Andockchip 130 den Zustand des SUS#-Signals 186,
um zu erfassen, ob der Notebook-Computer in einen Aussetzmodus eintritt.
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Sofern das SUS#-Signal 186 nicht
anzeigt, daß der
Notebook-Computer in den Aussetzmodus eintritt, veranschaulicht
der Schritt 636, daß das
Andockchip 130 prüft,
ob eine Auswurfanforderung angezeigt worden ist. Eine Auswurfanforderung
ist eine Anforderung durch eine Softwareroutine, daß der Notebook-Computer
aus der Andockstation entkoppelt werden soll, und wurde oben im
Detail beschrieben. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
kann der Benutzer des Computersystems einen Auswurfknopf drücken, um
die Entkoppelsequenz zu initiieren. Dies bewirkt, daß der Schritt
636 ausgeführt wird,
und ist durch ein Signal OPENREQ angezeigt.
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Wenn ein Auswerfen angefordert wird,
wird die sanfte Entkoppelsequenz im Schritt 634 durchgeführt. Wie
oben beschrieben, umfaßt
die sanfte Entkoppelsequenz die Schritte des Beendens von Anwendungen,
die die Andockstationsressourcen verwenden, das Isolieren des Notebook-PCI-Busses von
dem Andockstation-PCI-Bus und das Entriegeln oder Auswerfen des
Notebook-Computers aus dem Andockstationssteckverbinder 12.
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Schritt 632 veranschaulicht, daß die Andockstation 11 darauf
wartet, daß ein
Notebook-Computer eingesetzt wird.
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Sofern im Schritt 618 festgestellt
wurde, daß der
Notebook-Computer in einen Aussetzmodus eintritt, und nicht ausgeworfen
werden soll, so wird Schritt 620 durchgeführt. Im Schritt 620 treten
der Notebook-Computer 10 und die Andockstation 11 in einen
Aussetzmodus ein. Der Notebook-Computer 10 und die Andockstation 11 werden
aus dem Aussetzmodus herausgenommen, sofern ein Auswerfen angefordert
wird oder ein Wiederaufnahmeereignis erfaßt worden ist. Wenn ein Wiederaufnahmeereignis erfaßt wird
und kein Auswerfen angefordert wurde, führt die Schaltung 330 die
sanfte Andocksequenz durch und fährt
mit dem Schritt 616 über
den Schritt 414 fort (was durch die gestrichelte Linie gezeigt ist).
-
Sofern festgestellt wird, daß ein Auswerfen angefordert
worden ist, während
sich der Notebook-Computer 10 und die Andockstation 11 im
Aussetzmodus befinden, wie es durch den Schritt 622 angezeigt ist,
so wird der Betrieb des Notebook-Computers 10 im
Schritt 624 wieder aufgenommen, bevor die sanfte Entkopplungssequenz
durchgeführt
wird. Der Betrieb des Notebook-Computers 10 wird durch Anlegen
des Signals SRBTN# 184 durch das Andockchip 130 wieder
aufgenommen. Sofern im Schritt 622 kein Auswerfen angefordert worden
ist, so bleibt der Notebook-Computer 10 in den Aussetzmodus,
bis der Betrieb wieder aufgenommen wird.
-
Im Schritt 626 wird bestimmt, ob
der Notebook-Computer 10 den Betrieb vollständig aufgenommen
hat. Wenn der Notebook-Computer den Betrieb der Stromversorgung
wieder aufgenommen hat, wird das NBPWROK-Signal 192 angelegt.
Sobald der Notebook-Computer 10 den Betrieb wieder aufgenommen
hat, wird die sanfte Entkopplungssequenz des Schrittes 634 durchgeführt.
-
Wie zuvor erwähnt, umfaßt die sanfte Entkopplungssequenz
den Schritt des Isolierens des primären Notebook-PCI-Busses von
dem sekundären Andockstation-PCI-Bus
ohne Unterbrechung einer im Ablauf befindlichen PCI-Transaktion.
Bekannte Ent kopplungsverfahren umfassen die Schritte des Anforderns
einer Transaktion auf dem PCI-Bus, des Wartens auf die Gewährung der
Transaktion und dann den des Gestattens einer Isolation des PCI-Busses,
wenn keine Transaktionen stattfinden. Bei diesen Verfahren ist der
Bus untätig,
wenn er isoliert wird. Somit werden die Transaktionen nicht durch
Signalveränderungen
beeinflußt,
die auf dem Bus infolge einer Änderung
der Last während
des Isolierens auftreten können.
-
Im Gegensatz dazu erfordert das Entkopplungsverfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht, daß das
Andockchip 130 die Kontrolle über den PCI-Bus 180 vor
der Isolation anfordert. Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
gestattet die Isolation vor der vorgegebenen PCI-Signal-Einschwingzeit,
wie sie durch die PCI-Spezifikation-Version 2.1., die von
der PCI Special Interest Group (SIG) erhältlich ist, spezifiziert ist.
-
Das Zeitdiagramm gemäß 7 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel
des Entkopplungs(Abdock)-Signalprotokolls gemäß der vorliegen Erfindung.
Die veranschaulichten Signale sind der PCI-Takt 710, der
PCI-Bus 720 und das QPCIEN#-Signal 730. Es sei daran erinnert,
daß das
QPCIEN#-Signal 730 den PCI-Q-Puffer 120 gemäß 1 freigibt und sperrt. Es
sei außerdem
daran erinnert, daß dann,
wenn der Q-Puffer 120 gesperrt ist, der primäre Notebook-PCI-Bus 180 von
dem sekundären
Andockstation-PCI-Bus isoliert ist und der Notebook-Computer 10 aus
der Andockstation 11 entfernt werden kann.
-
Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Q-Puffer 120 gesperrt
wird, erfaßt
der primäre
Notebook-PCI-Bus eine viel geringere Last, da die PCI-Einrichtungen
der Andockstationen nicht länger
mit dem primären PCI-Bus
gekoppelt sind. So können
die Signale auf dem Notebook-PCI-Bus Spannungsschwankungen infolge
der Laständerung
erfahren. Dies kann ein Problem für irgendwelche PCI-Transaktionen
verursachen, die auf dem Notebook-PCI-Bus stattfinden. Somit sieht
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Sperren des PCI-Q-Puffers 120 zwischen
der ansteigenden Flanke des PCI-Taktes und dem Beginn der Aufbauzeit
(setup time) für
den nächsten Takt
vor.
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Der Entkopplungs(Abdock)-Mechanismus gemäß der vorliegenden
Erfindung wird durch die Andocksteuerschaltung 130 gemäß 1 gesteuert. Die Andocksteuerschaltung
bildet eine Schnittstelle zwischen dem Notebook-Computer und der
Andock-Station, um zu sichern, daß das QPCIEN#-Signal vor der
Aufbauzeit auf den PCI-Bus angelegt wird.
-
Es wird auf 7 Bezug genommen, in der vier Zyklen 700-703 des
PCI-Taktes 710 veranschaulicht sind. Gemäß dem PCI-Protokoll
werden sämtliche
Signale auf der ansteigenden Flanke des PCI-Taktes latch-gespeichert,
was durch gestrichelte Linien angezeigt ist. Um zu sichern, daß die richtigen Signalwerte
an der ansteigenden Flanke latch-gespeichert werden, müssen sich
die Signale auf einem stabilen Wert bei der Aufbauzeit befinden,
die als eine Zeitspanne vor der ansteigenden Flanke des nächsten Taktes
definiert ist.
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Die vorliegende Erfindung sichert,
daß die Signale
auf dem PCI-Bus 720 bis zur Aufbauzeit stabil sind. Das
QPCIEN#-Signal 730 wird
zur oder geringfügig
nach der ansteigenden Flanke des PCI-Taktes in Punkt 71 weggenommen.
Der schattierte Bereich zwischen den Punkten 71 und 72 veranschaulicht
eine gültige
Verzögerungszeit,
in welcher das QPCIEN#-Signal
weggenommen werden kann. Der PCI-Q-Puffer 120 wird dann
irgendwo innerhalb des schattierten Bereiches, aber vor dem Punkt 73,
gesperrt, welcher den Beginn der definierten PCI-Aufbauzeit markiert.
Die Signale auf dem PCI-Bus 720 sind folglich auf einem
stabilen Wert bei der ansteigenden Flanke des Taktes 703.
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Es wurden somit ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum sanften Andocken und Abdocken eines Notebook-Computers
an bzw. von einer Andockstation beschrieben. Während das hier beschriebene Ausführungsbeispiel
der Andockstation so konstruiert ist, daß es einen einzigen Notebook-Computer auf nehmen
kann, ist es klar, daß die
Andockstation alternativ mehr als einen Notebook-Computer aufnehmen
kann. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel kann sich die
Schnittstelle zwischen dem Notebook-Computern und der Andockstation
innerhalb eines einzigen Andockchips, wie beispielsweise dem Andockchip 130 gemäß 1, oder verschiedenen Andockchips
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufhalten.
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Während
das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
anhand ihrer gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurden, werden Fachleute erkennen, daß das Verfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht auf die gegenwärtig
bevorzugten Formen eingeschränkt
ist. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
können
mit Modifikationen oder Änderungen
innerhalb des Geistes und Umfangs der anhängigen Ansprüche ausgeführt werden.
Somit ist die Beschreibung in einem die vorliegende Erfindung veranschaulichenden
und nicht einschränkenden
Sinne zu verstehen.