專利名稱：頻率產(chǎn)生裝置及其方法及使用其的電腦系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種頻率產(chǎn)生裝置及其方法，以及使用此裝置的電腦系統(tǒng)， 且特別是關(guān)于一種能依據(jù)中央處理器的電壓識別碼，調(diào)整其輸出頻率信號的 頻率的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今的信息科技(information technology, IT)產(chǎn)業(yè)為了提高產(chǎn)品的效 能及使用時(shí)間，在功率規(guī)格上的要求也逐漸地增加。舉凡如高階精簡指令集 機(jī)器(advance RISC machine, ARM)、英特爾(Intel)及超微(AMD)的處理器都 具有動態(tài)電壓和步頁率調(diào)整(dynamic voltage frequency scaling, DVFS)設(shè)計(jì)， 藉以于電腦系統(tǒng)閑置或者無須大量運(yùn)算時(shí)，動態(tài)地降低電腦系統(tǒng)的工作頻率 及工作電壓。
圖1為電腦系統(tǒng)的方塊圖。請參照圖1，中央處理器120及芯片組130 接收頻率產(chǎn)生器IIO所產(chǎn)生的頻率信號HCLK,以作為基礎(chǔ)頻率而運(yùn)作。中央 處理器120所產(chǎn)生的頻率識別碼(frequency identification definition, FID)/電壓識另'J碼(voltage identification definition, VID)會隨其工作模 態(tài)而改變，以動態(tài)地調(diào)整其工作頻率及工作電壓來節(jié)省功率消耗。當(dāng)電腦系 統(tǒng)100無需大量運(yùn)算上的功率消耗時(shí)，中央處理器120內(nèi)的鎖相回路(phase lock loop, PLL)便會在內(nèi)部調(diào)整所接收的頻率信號HCLK的頻率或調(diào)整自身 的除頻倍率，以降低中央處理器120的工作頻率，且中央處理器UO也會據(jù) 其工作模態(tài)而產(chǎn)生電壓識別碼至電壓調(diào)節(jié)才莫塊(voltage regulator module, VRM) 140，使電壓調(diào)節(jié)模塊140能依據(jù)電壓識別碼來降低中央處理器120的工 作電壓Vcore。
但是，上述動態(tài)電壓和頻率調(diào)整的機(jī)制為應(yīng)用于調(diào)整中央處理器120的 工作頻率及工作電壓，因此通過前端總線(front side bus, FSB)與中央處理 器120連接的芯片組130以及動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存(dynamic random access memory, DRAM) 150仍然維持其原有的工作頻率，這也造成了電腦系統(tǒng)100于閑置或者無需大量運(yùn)算時(shí)，仍有不必要的功率消耗。因此，為了節(jié)省電腦系統(tǒng)的功率消耗，必須發(fā)展一套完善的低功率設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種頻率產(chǎn)生裝置及其方法，其能依據(jù)中央處理器的電壓識別碼，調(diào)整其所產(chǎn)生的輸出頻率信號的頻率。藉此，便可依據(jù)中央處理器的工作模態(tài)，提供適當(dāng)?shù)妮敵鲱l率信號作為電腦系統(tǒng)的基礎(chǔ)頻率，使電腦系統(tǒng)能更有效率地運(yùn)作及節(jié)省功率消耗。
本發(fā)明另提供一種電腦系統(tǒng)，其釆用上述的頻率產(chǎn)生裝置，亦具有上述的伊C點(diǎn)。
本發(fā)明提出一種頻率產(chǎn)生裝置包括鎖相回路模塊以及調(diào)整模塊。鎖相回路模塊接收參考頻率信號，并產(chǎn)生輸出頻率信號給電腦系統(tǒng)，以作為電腦系統(tǒng)的基礎(chǔ)頻率。其中，鎖相回路模塊包括除頻器，其依據(jù)控制信號調(diào)整除頻倍率，并據(jù)以將輸出頻率信號進(jìn)行除頻處理，以產(chǎn)生回授信號。而調(diào)整模塊耦接鎖相回路模塊，其依據(jù)中央處理器的電壓識別碼，以及依據(jù)回授信號或參考頻率信號，產(chǎn)生控制信號，以調(diào)整輸出頻率信號的頻率。
本發(fā)明提出一種電腦系統(tǒng)包括中央處理器以及頻率產(chǎn)生裝置。中央處理器接收輸出頻率信號作為基礎(chǔ)頻率而運(yùn)作，并依據(jù)其工作模態(tài)，產(chǎn)生電壓識別碼。頻率產(chǎn)生裝置耦接中央處理器，其依據(jù)電壓識別碼，調(diào)整輸出頻率信號的頻率，并產(chǎn)生輸出頻率信號。
本發(fā)明提出一種頻率產(chǎn)生方法，以提供輸出頻率信號作為電腦系統(tǒng)的基礎(chǔ)頻率。此方法為依據(jù)中央處理器的電壓識別碼，以及依據(jù)回授信號或參考頻率信號，來調(diào)整除頻倍率，并依據(jù)此除頻倍率，將輸出頻率信號進(jìn)行除頻處理以產(chǎn)生回授信號。接著，偵測參考頻率信號與回授信號之間的相位差，并據(jù)以產(chǎn)生輸出頻率信號。
本發(fā)明因采用中央處理器的電壓識別碼來調(diào)整輸出頻率信號的頻率，使輸出頻率信號的頻率能依據(jù)中央處理器的工作模態(tài)而動態(tài)地調(diào)整。而電腦系統(tǒng)中，采用此輸出頻率信號作為基礎(chǔ)頻率的器件，其工作頻率亦能被同步地調(diào)整，以提高電腦系統(tǒng)的效能及降低功率消耗。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。


圖1為電腦系統(tǒng)的方塊圖。
圖2A為本發(fā)明的一實(shí)施例的電腦系統(tǒng)的方塊圖。
圖2B為本發(fā)明實(shí)施例圖2A中頻率產(chǎn)生裝置的方塊圖。
圖2C為本發(fā)明實(shí)施例圖2A中頻率產(chǎn)生裝置的另一方塊圖。
具體實(shí)施例方式
圖2A為本發(fā)明的一實(shí)施例的電腦系統(tǒng)的方塊圖。請參照圖2A，電腦系統(tǒng)200包括頻率產(chǎn)生裝置210、中央處理器220、芯片組230、電壓調(diào)節(jié)模塊240以及動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存250。中央處理器220接收頻率產(chǎn)生裝置210所產(chǎn)生的輸出頻率信號CLK，以作為基礎(chǔ)頻率而運(yùn)作，并且依據(jù)其本身的工作模態(tài)而產(chǎn)生電壓識別碼(voltage identification definition, VID)給電壓調(diào)節(jié)模塊240。因此，電壓調(diào)節(jié)模塊240便依據(jù)電壓識別碼而產(chǎn)生工作電壓Vcore至中央處理器220,以供電給中央處理器220。舉例來說，當(dāng)電腦系統(tǒng)200處于閑置狀態(tài)時(shí)，中央處理器220的運(yùn)算量降低，因此中央處理器220產(chǎn)生對應(yīng)目前工作模態(tài)的電壓識別碼給電壓調(diào)節(jié)模塊240，使電壓調(diào)節(jié)模塊提供較低的工作電壓Vcore給中央處理器220，以節(jié)省電腦系統(tǒng)200的耗能。
頻率產(chǎn)生裝置210耦接中央處理器220及芯片組230，其依據(jù)中央處理器220所產(chǎn)生的電壓識別碼來調(diào)整輸出頻率信號CLK的頻率，并且產(chǎn)生輸出頻率信號CLK。在本實(shí)施例中，電腦系統(tǒng)200內(nèi)的中央處理器220及芯片組230采用輸出頻率信號CLK作為基礎(chǔ)頻率而運(yùn)作，因此當(dāng)輸出頻率信號CLK的頻率隨中央處理器220的工作模態(tài)而改變時(shí)，可同步地調(diào)整中央處理器220及芯片組230的工作頻率，以節(jié)省電腦系統(tǒng)200的功率消耗。其中，芯片組230通過前端總線(front side bus, FSB)與中央處理器220進(jìn)行資料的傳輸，并且控制動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存250的運(yùn)作。
圖2B為本發(fā)明實(shí)施例圖2A中頻率產(chǎn)生裝置210的方塊圖。請參照圖2A及圖2B,頻率產(chǎn)生裝置210包括鎖相回路^^莫塊211及調(diào)整模塊217。鎖相回路^t塊211依據(jù)參考頻率信號REF與回授信號FB之間的相位差，而產(chǎn)生輸出頻率信號CLK。其中，鎖相回路^t塊211包括相位頻率偵測器212、充電泵213、低通濾波器214、壓控振蕩器215以及除頻 216。相位頻率偵測器212偵測參考頻率信號REF與回授信號FB之間的湘位差，并據(jù)以產(chǎn)生上拉信號P-up及下拉信號P-down，以控制充電泵213的充放電。由于相位差信號的變化微小，通過充電泵213的充放電來放大此相位差信號，以產(chǎn)生第一信號Sl。低通濾波器214接收第一信號Sl,其將第一信號Sl進(jìn)行低通濾波處理，產(chǎn)生正比于上述相位差的直流控制電壓，并傳送至壓控振蕩器215,以控制壓控振蕩器215的運(yùn)作。因此，壓控振蕩器215便可依據(jù)第一信號Sl而調(diào)整輸出頻率信號CLK的頻率。鎖相回路模塊211內(nèi)的除頻器216依據(jù)調(diào)整模塊217所產(chǎn)生的控制信號C0N來調(diào)整其本身的除頻倍率，并且將輸出頻率信號CLK進(jìn)行除頻處理以產(chǎn)生回授信號。
調(diào)整模塊217耦接鎖相回路模塊211,其依據(jù)中央處理器220所產(chǎn)生的電壓識別碼以及回授信號FB而產(chǎn)生控制信號CON,以調(diào)整除頻器216的除頻倍率。在本實(shí)施例中，調(diào)整模塊217接收數(shù)字資料形式的電壓識別碼，并釆用簡單的邏輯電路將此電壓識別碼映像至一對應(yīng)的預(yù)定除頻倍率。此時(shí)，調(diào)整模塊217與除頻器216形成一回授電路。調(diào)整模塊217以微小的變化量逐漸地調(diào)整除頻器216的除頻倍率至上述預(yù)定除頻倍率，并且采用除頻處理所得的回授信號FB來當(dāng)作參考頻率。這也就是說，調(diào)整模塊217參考電壓識別碼的信息，慢慢地調(diào)整鎖相回路模塊211內(nèi)除頻器216的除頻倍率，避免輸出頻率信號CLK的頻率變化過快。當(dāng)輸出頻率信號CLK緩慢地變化時(shí)，電腦系統(tǒng)200內(nèi)采用輸出頻率信號CLK作為基礎(chǔ)頻率的器件(例如中央處理器220及芯片組230)，其內(nèi)部的鎖相回路(未示于圖2A)可完全地追蹤輸出頻率信號CLK的頻率變化，使得這些鎖相回路仍能維持其同步狀態(tài)，在此假設(shè)輸出頻率信號CLK符合這些器件內(nèi)部鎖相回路的輸入頻寬范圍。
圖2C為本發(fā)明實(shí)施例圖2A中頻率產(chǎn)生裝置210的另一方塊圖。請參照圖2C，調(diào)整模塊217也可依據(jù)中央處理器220所產(chǎn)生的電壓識別碼以及參考頻率信號REF，產(chǎn)生控制信號CON來調(diào)整除頻器216的除頻倍率。在本實(shí)施例中，調(diào)整模塊217采用參考頻率信號REF作為參考頻率，并且參考電壓識別碼的信息，慢慢地調(diào)整鎖相回路模塊211內(nèi)除頻器216的除頻倍率，以避免輸出頻率信號CLK的頻率變化過快。實(shí)施例圖2C的運(yùn)作如實(shí)施例圖2B所述，故不多加贅述。
綜上所述，上述實(shí)施例中頻率產(chǎn)生裝置210參考中央處理器220的電壓識別碼信息，來改變輸出頻率信號CLK的頻率。藉此，當(dāng)電腦系統(tǒng)200處于
8閑置狀態(tài)或者無需大量的運(yùn)算時(shí)，便可通過頻率產(chǎn)生裝罝210內(nèi)的調(diào)整模塊217逐漸地降低輸出頻率信號CLK的頻率，以節(jié)省電腦系統(tǒng)200的耗能。而且，電腦系統(tǒng)200內(nèi)采用此輸出頻率信號CLK作為基礎(chǔ)頻率的器件，其工作頻率也可同步地被調(diào)整，大大地節(jié)省電腦系統(tǒng)200的功率消耗。上述實(shí)施例中調(diào)整模塊217能自動且動態(tài)地調(diào)整輸出頻率信號CLK的頻率，使用者無需通過基本輸入/輸出系統(tǒng)(basic input/output system, BIOS)來設(shè)定或者重置電腦系統(tǒng)200。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種頻率產(chǎn)生裝置，適于電腦系統(tǒng)，其特征是，上述頻率產(chǎn)生裝置包括鎖相回路模塊，接收參考頻率信號，并產(chǎn)生輸出頻率信號作為上述電腦系統(tǒng)的基礎(chǔ)頻率，其中上述鎖相回路模塊包括除頻器，用以依據(jù)控制信號調(diào)整除頻倍率，并將上述輸出頻率信號進(jìn)行除頻處理，以產(chǎn)生回授信號；以及調(diào)整模塊，耦接上述鎖相回路模塊，依據(jù)中央處理器的電壓識別碼，以及依據(jù)上述回授信號或參考頻率信號，產(chǎn)生上述控制信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的頻率產(chǎn)生裝置，其特征是，其中上述鎖相回路 模塊還包括相位頻率偵測器，偵測上述參考頻率信號與上述回授信號之間的相位差， 并據(jù)以產(chǎn)生上拉信號及下拉信號；充電泵，耦接上述相位頻率偵測器，依據(jù)上述上拉信號及上述下拉信號 進(jìn)行充放電，并產(chǎn)生第一信號；以及壓控振蕩器，耦接上述充電泵，接收上述第一信號，并據(jù)以產(chǎn)生上述輸 出頻率信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻率產(chǎn)生裝置，其特征是，其中上述鎖相回路 模塊還包括低通濾波器，耦接于上述充電泵與上述壓控振蕩器之間，用以將上述第 一信號進(jìn)行低通濾波處理，并傳送至上述壓控振蕩器。
4. 一種電腦系統(tǒng)，其特征是，上述電腦系統(tǒng)包括中央處理器，接收輸出頻率信號作為基礎(chǔ)頻率而運(yùn)作，并依據(jù)工作模態(tài)， 產(chǎn)生電壓識別碼；以及頻率產(chǎn)生裝置，耦接上述中央處理器，依據(jù)上述電壓識別碼，調(diào)整上述 輸出頻率信號的頻率，并產(chǎn)生上述輸出頻率信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電腦系統(tǒng)，其特征是，其中上述頻率產(chǎn)生裝置 包括鎖相回路模塊，接收參考頻率信號，并產(chǎn)生上述輸出頻率信號，其中上 述鎖相回路模塊包括除頻器，用以依據(jù)控制信號調(diào)整除頻倍率，并將上述輸 出頻率信號進(jìn)行除頻處理，以產(chǎn)生回授信號；以及調(diào)整模塊，耦接上述鎖相回路模塊，依椐中央處理器的電壓識別碼，以 及依據(jù)上述回授信號或參考頻率信號，產(chǎn)生上述控制信號。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電腦系統(tǒng)，其特征是，其中上述鎖相回路模塊 還包括相位頻率偵測器，偵測上述參考頻率信號與上述回授信號之間的相位差， 并據(jù)以產(chǎn)生上拉信號及下拉信號；充電泵，耦接上述相位頻率偵測器，依據(jù)上述上拉信號及上述下拉信號 進(jìn)行充放電，并產(chǎn)生第一信號；以及壓控振蕩器，耦接上述充電泵，接收上述第一信號，并據(jù)以產(chǎn)生上述輸 出頻率信號。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電腦系統(tǒng)，其特征是，其中上述鎖相回路模塊 還包括低通濾波器，耦接于上述充電泵與上述壓控振蕩器之間，用以將上述第 一信號進(jìn)行低通濾波處理，并傳送至上述壓控振蕩器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電腦系統(tǒng)，其特征是，上述電腦系統(tǒng)還包括 電壓調(diào)節(jié)模塊，耦接上述中央處理器，依據(jù)上述電壓識別碼，產(chǎn)生工作電壓，以供電給上述中央處理器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電腦系統(tǒng)，其特征是，上述電腦系統(tǒng)還包括 芯片組，耦接上述頻率產(chǎn)生裝置，接收上述輸出頻率信號作為基礎(chǔ)頻率而運(yùn)作。
10. —種頻率產(chǎn)生方法，適于提供輸出頻率信號作為電腦系統(tǒng)的基礎(chǔ)頻 率，其特征是，上述頻率產(chǎn)生方法包括依據(jù)中央處理器的電壓識別碼，以及依據(jù)回授信號或參考頻率信號，調(diào) 整除頻倍率；依據(jù)上述除頻倍率，將上述輸出頻率信號進(jìn)行除頻處理，并產(chǎn)生上述回 授信號；以及偵測上述參考頻率信號與上述回授信號之間的相位差，并據(jù)以產(chǎn)生上述 輸出頻率信號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的頻率產(chǎn)生方法，其特征是，其中偵測上述參 考頻率信號與上述回授信號之間的上述相位差，并據(jù)以產(chǎn)生上述輸出頻率信 號的步驟包括依據(jù)上述相位差，產(chǎn)生上拉信號及下拉信號；依據(jù)上述上拉信號及上述下拉信號，控制充電泵充放電，并據(jù)以產(chǎn)生第 一信號；以及依據(jù)上述第一信號，調(diào)整上述輸出頻率信號的頻率，并產(chǎn)生上述輸出頻 率信號。
全文摘要
在此提出一種頻率產(chǎn)生裝置、頻率產(chǎn)生方法及使用其的電腦系統(tǒng)。頻率產(chǎn)生裝置包括鎖相回路模塊以及調(diào)整模塊。鎖相回路模塊接收參考頻率信號，其依據(jù)參考頻率信號與回授信號之間相位差，產(chǎn)生輸出頻率信號作為電腦系統(tǒng)的基礎(chǔ)頻率。其中，鎖相回路模塊包括除頻器，用以依據(jù)控制信號而調(diào)整其本身的除頻倍率，并將輸出頻率信號進(jìn)行除頻處理，以產(chǎn)生回授信號。調(diào)整模塊耦接鎖相回路模塊，其依據(jù)中央處理器的電壓識別碼，以及依據(jù)回授信號或參考頻率信號，而產(chǎn)生上述的控制信號。藉此，在電腦系統(tǒng)中采用輸出頻率信號作為基礎(chǔ)頻率的器件，可同步地調(diào)整這些器件的工作頻率。
文檔編號G06F1/32GK101685334SQ20081016569
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月24日
發(fā)明者吳清延, 棋 張 申請人:祥碩科技股份有限公司