利用N分演算法切换CPU工作电压的方法技术

一种利用Ｎ分演算法切换ＣＰＵ工作电压的方法，其特征是，主要包括有：比较ＣＰＵ目前工作电压及欲切换的新工作电压，以得到一切换高低工作电压的差异值；根据一ＣＰＵ可容忍的工作电压变动差异值与该高低工作电压差异值两者间的关系，将该切换高低工作电压的差异值分割成Ｎ次；以该ＣＰＵ可容忍的工作电压变动差异值为单位，逐次切换该ＣＰＵ目前工作电压，以利用切换Ｎ次工作电压而将该ＣＰＵ目前工作电压调整为该ＣＰＵ新工作电压；是以利用软件解决系统信号不稳的问题，故不需要增加任何硬件成本，而具实用性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多段式切换CPU工作电压的方法，特别涉及一种切换电压时系统具稳定性的利用N分演算法切换CPU工作电压的方法。就切换CPU工作电压而言，目前切换CPU电压的技术是如下所述一电源供应器是负责提供稳定电压至电压调节器(Voltage Regulor或称Voltage Control Machine)，如附图说明图1所示，电压调节器10是通过Vcpu#的信号线提供CPU12所需稳定的工作电压。在一般IBM电脑的规格系统上，尤其是笔记本电脑系统，为了达到省电效果，CPU电源管理会在CPU12闲置时切换至较低CPU工作电压，在CPU12满载时则切换至较高CPU工作电压，而为了要达到此目的，CPU12会通过CPU_VID#的信号线通知电压调节器10，该电压调节器10再通过Vcpu#信号线重新提供CPU12所需的工作电压。然而，此举将牵涉到该电压调节器10的工作模式，一般电脑系统在电路设计时为求电路稳定，在电压调节器10的功能上便设计有一功能，那就是在电压不稳定时，亦即工作电压值差异过大时，电压调节器10会要求系统做一次重新开机(teset)。详言之，电压调节器10会把连接至系统南桥芯片14的POWER_GOOD#信号拉下(drop down)，此时系统南桥芯片14收到POWER_GOOD#信号已被拉下，随即将连接至CPU12的CPU_RESET#信号也拉下，此时CPU12就会重新开机。而为了在CPU电源管理功能中达到切换CPU工作电压，且又不至于使电压调节器会要求系统做一次重新开机，已知皆以硬件的方式来解决此问题。在电路设计上除了使用增强版的电压调节器，即有支持移动式电压定位技术IMVP(Intel Mobile Voltage Positioning)规格的电压调节器16，以解决一般电压调节器重新开机的问题外，另外在CPU12与INWP电压调节器16之间增设一个GCL控制器18，以确保信号稳定。如图2所示，当CPU12的CPU_VID#信号改变而切换至较高电压时，CPU12会通过CPU_VID#的信号线通知IMVP电压调节器16，此时IMVP电压调节器16通过Vgatc#的信号线提供GCL控制器18稳定电压，使其由POWERGOOD_CPU#信号线通知CPU12该电压大幅的改变乃是属于正常切换范围；而当CPU12的CPU_VID#信号无改变，但IMVP电压调节器16的电压却大幅改变时，表示电源有问题，即通过系统南桥芯片14使CPU12重新开机。但是，此种已知技术是以硬件方式解决，不但使用上会受到限制，亦会衍生出硬件成本问题。就目前PC市场而言，成本控制绝对是非常重要的，能减少IC的使用数目，就能减少IC的花费；能减少电路的布局，就能降低PC主机板制造成本。为此，本专利技术即在提出一种利用N分算法切换CPU工作电压的软件解决方案，以解决已知技术的缺点。解决上述技术问题所采用的技术方案是这样的一种利用N分演算法切换CPU工作电压的方法，其特征是，主要包括有比较CPU目前工作电压及欲切换的新工作电压，以得到一切换高低工作电压的差异值；根据一CPU可容忍的工作电压变动差异值与该高低工作电压差异值两者间的关系，将该切换高低工作电压的差异值分割成N次；以该CPU可容忍的工作电压变动差异值为单位，逐次切换该CPU目前工作电压，以利用切换N次工作电压而将该CPU目前工作电压调整为该CPU新工作电压；该N值为正整数，且该N值是由该CPU高低工作电压差异值除以该CPU可容忍的工作电压变动差异值计算取得；计算该N值若有余数R产生时，在N次切换该CPU目前工作电压为新工作电压之际，再配合R段微调直至工作电压切换至CPU新工作电压为止；该CPU欲切换的新工作电压是大于该目前工作电压，则以该CPU可容忍的工作电压变动差异值为单位，分N次切换该CPU目前工作电压，使其由低工作电压开始递增的切换工作电压，直至切换至该CPU新工作电压为止；该CPU欲切换的新工作电压是小于该目前工作电压，则以该CPU可容忍的工作电压变动差异值为单位，分N次切换该CPU目前工作电压，使其由高工作电压开始递减的切换工作电压，直至切换至该CPU新工作电压为止；该CPU欲切换的新工作电压是等于该目前工作电压，则无须切换工作电压，即结束整个流程；该CPU可容忍的工作电压变动差异值即为电压调节器可容忍的工作电压变动的差异值；该CPU可容忍的工作电压变动差异值是于设计CPU及主机板时所量测得知。本专利技术是先比较CPU目前工作电压及欲切换的新工作电压，以得到一切换高低工作电压的差异值，利用其与一CPU可容忍的工作电压变动差异值之间的关系，将该切换高低工作电压的差异值分割成N次；并以该CPU可容忍的工作电压变动差异值为单位，逐次切换该CPU目前工作电压，以利用切换N次工作电压而将该CPU目前工作电压调整为新工作电压，从而解决了多段式切换工作电压的CPU在切换电压时造成系统不稳的技术问题。本专利技术方法简便，其优点效果如下1、本专利技术主要是提供一种切换CPU工作电压的方法，其是利用N分算法解决多段式切换工作电压的CPU在切换电压时造成系统不稳的问题。2、本专利技术是以软件解决系统信号不稳的问题，故不需要任何硬件成本。3、本专利技术是以软件程序控制，所以在改变设定数值或参考数据时非常容易，且于使用上具有弹性。图2为已知CPU电源管理中增设一电压调节器的硬件架构示意图。图3为本专利技术利用N分算法切换CPU工作电压的流程图。当电脑系统的CPU依实际需求需要切换CPU工作电压时，本专利技术是先比较CPU目前工作电压及欲切换的新工作电压，以得到一切换高低工作电压的差异值；并根据该高低工作电压差异值与一CPU可容忍的工作电压变动差异值两者间的关系，将该切换高低工作电压的差异值分割成N次。换言之，以CPU_Diff_Voltage来称呼CPU电源管理功能中切换高低工作电压的差异，而以VCM_Diff_Voltage来称呼CPU可容忍的工作电压变动差异值，亦即为电压调节器(VCM)可容忍的工作电压变动的差异值，则该N值是由该CPU高低工作电压差异值除以该CPU可容忍的工作电压变动差异值计算取得，也就是N＝CPU_Diff_Voltage/VCM_Diff_Voltage，且N值必为正整数，所得到的余数R，再进行电压微调即可。在取得N值之后，以该CPU可容忍的工作电压变动差异值为单位，逐次切换(调升/调降)CPU目前工作电压，以利用切换N次工作电压而将该CPU目前工作电压调整为CPU欲切换的新工作电压。其中，若有余数R存在时，在进行N次工作电压切换时，再配合R段微调直至工作电压切换至CPU新工作电压为止。由于在设计CPU与主机板时，即可量测得知该CPU可容忍的工作电压变动差异值(VCM_Diff_Voltage)，而此值在N分算法中是固定不变的；一旦依实际需求而确定出VCM_Diff_Voltage的值时，将该值输入至N分算法中即可求得N值。再配合有限回圈演算法，若CPU欲切换的新工作电压是等于该目前工作电压，则无须切换工作电压，即可结束整个流程。如果由低工作电压切换至高工作电压(CPU欲切换的新工作电压是大于该目前工作电压)，则由低工作电压开始递增的切换工作电压，直到低工作电压递增至+N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用Ｎ分演算法切换ＣＰＵ工作电压的方法，其特征是，主要包括有：比较ＣＰＵ目前工作电压及欲切换的新工作电压，以得到一切换高低工作电压的差异值；根据一ＣＰＵ可容忍的工作电压变动差异值与该高低工作电压差异值两者间的关系，将该切换高低工 作电压的差异值分割成Ｎ次；以该ＣＰＵ可容忍的工作电压变动差异值为单位，逐次切换该ＣＰＵ目前工作电压，以利用切换Ｎ次工作电压而将该ＣＰＵ目前工作电压调整为该ＣＰＵ新工作电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施东和，
申请(专利权)人：威盛电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]