计算机低温加固系统和方法技术方案

一种计算机低温加固系统，包括：单片机，用于控制嵌入式控制器在低温环境下的操作，包括多个数据接口和多个通用输入输出管脚；多个传感器，用于测量多个不同位置的温度，并通过所述单片机的一个数据接口与所述单片机相连；嵌入式控制器，通过一个数据接口与所述单片机相连，并通过所述数据接口向所述单片机传输指示正常工作状态的信号，而且通过所述单片机的通用输入输出管脚，接收开机和复位信号；嵌入式控制器供电控制模块，用于为所述嵌入式控制器供电，由所述单片机通过通用输入输出管脚控制；嵌入式控制器加热控制模块，用于为所述嵌入式控制器加热，由所述单片机通过通用输入输出管脚控制。所述单片机芯片为工业级芯片，而计算机系统内的其他芯片为商业级芯片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机领域，更具体地，涉及一种计算机的低温加固 系统和方法，通过添加工业级的单片机及相关加热模块的方式，可使 计算机工作在更低的温度下。
技术介绍
目前笔记本计算机上的大部分芯片都是商业级芯片，基本上只有零度以上才能正常工作。包括核心的嵌入式控制器(简称EC)也是商业级芯片，极大地限制了笔记本使用环境无法工作在零度以下。 而采用工业级的芯片，虽然可以得到低温加固的笔记本计算机，但由 于工业级芯片高昂的价格、稀缺的供应量，笔记本计算机的成本显著 增加。中国专利技术CN2567679公开了一种适合低温下使用的手提式计算 机，包括一处理器、 一电池、以及至少一导热构件。导热构件同时连 接于处理器及电池，用于将处理器所产生的热量引导至电池，以升高 电池的温度，而使电池在低温环境中不致降低效能。中国专利技术 CN2567679仅公开了针对电池的低温加固方法，并未提及针对计算机 芯片的低温加固。计算机所用到的各种芯片在低温下仍可能工作不正 常，因此需要一种保证非工业级的芯片也能在低温环境下正常工作的 技术方案。目前，存在一些通过硬件对系统进行低温加固的系统，这些系统 的问题在于它无法保存S3休眠(即休眠到内存)时EC的数据。由于 笔记本S3休眠是必需的功能。进入S3休眠时，笔记本系统会降到跟 环境同样的温度，在低温下，EC无法工作正常，无法保存系统S3休 眠前的各种参数和信息，当S3唤醒时，由于这些数据丢失，会导致系统崩溃，无法正常运行。本专利技术通过添加工业级的单片机及相关加热模块的方式，可使笔 记本计算机工作在更低的温度，达到与单片机相同的工作温度范围(现在工业级的单片机基本都可以支持到一4(TC)。使笔记本可用作于军事 或航空领域。
技术实现思路
由于目前笔记本上的工业级芯片比较稀缺，不易采购，同时工业 级芯片昂贵，成本高。本专利技术基于商业级的笔记本芯片，通过增加工 业级的单片机对整个计算机系统进行低温监控，智能地实现笔记本在 低温下的正常功能。具有设计风险低、易于采购(工业级的单片机非 常普及，并且成本很低)、低成本、控制灵活等特点。根据本专利技术的第一方案，提出了一种计算机低温加固系统，包括: 单片机，用于控制嵌入式控制器在低温环境下的操作，包括多个I数据 接口和多个通用输入输出管脚；多个传感器，用于测量多个不同位置 的温度，并通过所述单片机的一个数据接口与所述单片机相连；嵌入 式控制器，通过一个数据接口与所述单片机相连，并通过所述数据接 口向所述单片机传输指示正常工作状态的信号，而且通过所述单片机 的通用输入输出管脚，接收开机和复位信号；嵌入式控制器供电控制 模块，用于为所述嵌入式控制器供电，由所述单片机通过通用输入输 出管脚控制；嵌入式控制器加热控制模块，用于为所述嵌入式控制器 加热，由所述单片机通过通用输入输出管脚控制。优选地，所述数据 接口为I2C接口，所述单片机芯片为工业级芯片，而计算机系统内的其 他芯片为商业级芯片。根据本专利技术的第二方案，提出了一种用于计算机低温加固系统的 自动温度设定方法，包括将初始设定温度设置为嵌入式控制器能够 正常启动的温度；进行正常的开机操作，并判断是否正常开机；如果 系统正常开机，则将设定温度降低预定的步长温度，并重新执行开机 操作；当系统未能正常开机时，记录前一次开机成功时的温度点，并 判断所记录的温度下的开机成功率是否满足要求；如果开机成功率不能满足预先设定的要求，则存储更高的设定温度，并重新判断该温度 下的成功率是否满足要求，重复此步骤，直至获得满足开机成功率要 求的设定温度。根据本专利技术的第三方案，提出了一种用于计算机低温加固系统的 设定温度自动调整方法，包括确定嵌入式控制器的温度是否低于设 定温度；当嵌入式控制器的温度低于设定温度时，对嵌入式控制器进 行加热；当嵌入式控制器的温度达到设定温度时，进行正常的开机操 作；判断是否正常开机，当系统未能正常开机时，将设定温度增加预 定的步长温度，返回上述确定步骤；以及如果系统正常开机，则记录 此次开机成功时的温度点。根据本专利技术的第四方案，提出了一种计算机低温启动方法，包括 由单片机检测嵌入式控制器的温度是否低于设定温度；如果嵌入式控 制器的温度低于设定温度，对嵌入式控制器进行加热，使其达到设定 温度；启动嵌入式控制器，并确定嵌入式控制器是否工作正常；当嵌 入式控制器发生异常时，断开嵌入式控制器的电源，并返回上述温度 检测步骤；如果嵌入式控制器工作正常，则由嵌入式控制器控制计算 机系统的启动；当计算机系统正常启动时，嵌入式控制器通知单片机， 系统启动成功。根据本专利技术的第五方案，提出了一种计算机低温启动方法，包括 在计算机系统进入休眠到内存状态时，嵌入式控制器将其中的数据保 存到单片机中；由单片机检测嵌入式控制器的温度是否低于设定温度， 如果嵌入式控制器的温度低于设定温度，则停止对嵌入式控制器供电； 如果嵌入式控制器的温度不低于设定温度，则判断是否唤醒系统；如 果并未唤醒系统，则重复此步骤；当系统被唤醒时，由单片机检测嵌 入式控制器的温度是否低于设定温度；如果嵌入式控制器的温度低于 设定温度，对嵌入式控制器进行加热，使其达到设定温度；启动嵌入 式控制器，并确定嵌入式控制器是否工作正常；当嵌入式控制器发生 异常时，断开嵌入式控制器的电源，并返回上述系统被唤醒时的温度 检测步骤；如果嵌入式控制器工作正常，则将嵌入式控制器在进入休 眠到内存状态时存储在单片机中的数据恢复到嵌入式控制器中，并由嵌入式控制器控制计算机系统的启动；当计算机系统正常启动时，嵌 入式控制器通知单片机，系统启动成功。本专利技术的单片机方案可以通过数据接口将重要数据保存到单片 机内，在S3唤醒时，取回这些数据。使系统工作正常。另外，跟普通 的直接加热到预定温度点后开机的方案(加热时间固定，比较长，不 灵活，使用时间^长其低温开机成功率越低)相比较，本专利技术具有加 热时间最优化，自动并随时调整，确保低温开机成功率最高。同时， 本专利技术的计算机低温加固方法，还可以解决一些产品由于批次不同而 导致的零度以上或附近无法正常工作的次品(指产品的质量没达到规 定的要求)的质量问题。附图说明下面将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述，其中 图1示出了根据本专利技术的计算机系统的内部结构框图。 图2A示出了根据本专利技术在出厂设置时执行的自动温度设定方法 的流程图。图2B示出了根据本专利技术在使用过程中执行的设定温度自动调整 方法的流程图。图3示出了根据本专利技术的S4/S5状态下的计算机低温启动处理的 流程图。图4示出了根据本专利技术的S3状态下的计算机低温启动处理的流 程图。图5示出了根据本专利技术的计算机低温启动处理的总流程图。具体实施方式下面结合附图说明本专利技术的具体实施方式。应该指出，所描述的 实施例仅是为了说明的目的，而不是对本专利技术范围的限制。所描述的 各种数值并非用于限定本专利技术，这些数值可以根据本领域普通技术人 员的需要进行任何适当的修改。 本专利技术是在现有笔记本计算机上添加工业级的单片机(MCU)和 加热膜，加热膜主要覆盖在嵌入式控制器(EC)芯片的表面，由单片 机控制加热，使商业级笔记本能够容易地达到工业级和航空级的要求。 图1示出了根据本专利技术的计算机系统的内部结构框图。 单片机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机低温加固系统，包括：单片机，用于控制嵌入式控制器在低温环境下的操作，包括多个数据接口和多个通用输入输出管脚；多个传感器，用于测量多个不同位置的温度，并通过所述单片机的一个数据接口与所述单片机相连；嵌入式控制 器，通过一个数据接口与所述单片机相连，并通过所述数据接口向所述单片机传输指示正常工作状态的信号，而且通过所述单片机的通用输入输出管脚，接收开机和复位信号；嵌入式控制器供电控制模块，用于为所述嵌入式控制器供电，由所述单片机通过通用输入 输出管脚控制；嵌入式控制器加热控制模块，用于为所述嵌入式控制器加热，由所述单片机通过通用输入输出管脚控制。

【技术特征摘要】
1.一种计算机低温加固系统，包括单片机，用于控制嵌入式控制器在低温环境下的操作，包括多个数据接口和多个通用输入输出管脚；多个传感器，用于测量多个不同位置的温度，并通过所述单片机的一个数据接口与所述单片机相连；嵌入式控制器，通过一个数据接口与所述单片机相连，并通过所述数据接口向所述单片机传输指示正常工作状态的信号，而且通过所述单片机的通用输入输出管脚，接收开机和复位信号；嵌入式控制器供电控制模块，用于为所述嵌入式控制器供电，由所述单片机通过通用输入输出管脚控制；嵌入式控制器加热控制模块，用于为所述嵌入式控制器加热，由所述单片机通过通用输入输出管脚控制。2. 根据权利要求l所述的计算机低温加固系统，其特征在于所 述单片机在通过所述多个传感器之一检测到所述嵌入式控制器的温度 低于预定温度时，控制所述嵌入式控制器加热控制模块对所述嵌入式 控制器进行加热。3. 根据权利要求l所述的计算机低温加固系统，其特征在于所 述单片机在通过与所述嵌入式控制器相连的数据接口检测到所述嵌入 式控制器工作异常时，控制所述嵌入式控制器供电控制模块停止对所 述嵌入式控制器的供电。4. 根据权利要求l所述的计算机低温加固系统，其特征在于所 述单片机还通过通用输入输出管脚与电池充电控制模块相连。5. 根据权利要求l所述的计算机低温加固系统，其特征在于所 述数据接口为I2C接口。6. 根据权利要求l所述的计算机低温加固系统，其特征在于所 述单片机为工业级芯片，而计算机系统内的其他芯片为商业级芯片。7. —种用于计算机低温加固系统的自动温度设定方法，包括 将初始设定温度设置为嵌入式控制器能够正常启动的温度； 进行正常的开机操作，并判断是否正常开机；如果系统正常开机，则将设定温度降低预定的步长温度，并重新 执行开机操作；当系统未能正常开机时，记录前一次开机成功时的温度点，并判 断所记录的温度下的开机成功率是否满足要求；如果开机成功率不能满足预先设定的要求，则存储更高的设定温 度，并重新判断该温度下的成功率是否满足要求，重复此步骤，直至 获得满足开机成功率要求的设定温度。8. 根据权利要求7所述的用于计算机低温加固系统的自动温 度设定方法，其特征在于将所述初始设定温度设置为O'C、 -5'C、 -10 。C或-15。C。9. 根据权利要求7或8所述的用于计算机低温加固系统的自动 温度设定方法，其特征在于所述预定的步长温度为0. 5-c或rc。10. —种用于计算机低温加固系统的设定温度自动调整方法，包括确定嵌入式控制器的温度是否低于设定温度； 当嵌入式控制器的温度低于设定温度时，对嵌入式控制器进行加执，、、 当嵌入式控制器的温度达到设定温度时，进行正常的开机操作； 判断是否正常开机，当系统未能正常开机时，将设定温度增加预 定的步长温度，返回上述确定步骤；以及如果系统正常开机，则记录此次开机成功时的温度点。11. 根据权利要求10所述的用于计算机低温加固系统的设定温 度自动调整方法，其特征在于所述预定的步长温度为0. 5'C或rc。12. —种计算机低温启动方法，包括 由单片机检测嵌入式控制器的温度是否低于设定温度； 如果嵌入式控制器的温度低于设定温度，对嵌入式控制器进行加热，使其达到设定温度；启动嵌入式控制器，并确定嵌入式控制器是否工作正常； 当嵌入式控制器发生异常时，断开嵌入式控制器的电源，并返回上述温度检测步骤；如果嵌入式控制器工作正常，则由嵌入式控制器控制计算机系统 的启动；当计算机系统正常启动时，嵌入式控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：章丹峰，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：11[]