电压识别码处理器、电压产生电路和产生方法 【技术领域】
本发明是有关于一种操作电压的产生电路，且特别是有关于一种中央处理器的操作电压的产生电路。
背景技术
在电脑系统中，中央处理器(Central Process Unit，CPU)所需要的操作电压，是依据其工作的模式而产生的动态电压识别码(DynamicVoltage Identification Code，简称VID)来决定的。
图1所示为已知的一种供应中央处理器的操作电压的系统方块图。请参照图1，在电脑装置内，中央处理器(CPU)102可以依据电脑装置目前的工作状态，而产生电压识别码VID。而此电压识别码VID被传送至脉波宽度调变(PWM)信号产生器104，以使PWM信号产生器可以依据电压识别码VID的值，来决定操作电压Vcore的大小。当操作电压Vcore的大小决定之后，PWM信号产生器104可以将操作电压Vcore提供给中央处理器102，以使中央处理器102能够正常的运作。
由于电压识别码VID是由中央处理器102依据电脑装置的工作状态而决定。在某些的操作状况，需要快速地将操作电压Vcore提升，以加快中央处理器102处理的效能。然而，在已知的系统中，由于电压识别码VID的改变速度很慢，因此导致整体系统的效能下降。
另外，由于中央处理器102的操作电压大小都有一定的限制，因此操作电压Vcore不可以无限制的提升。当操作电压Vcore到达一临界值时，若是再继续将操作电压Vcore的电平提升的话，就有可能损坏中央处理器102。
【发明内容】
因此，本发明提供一种电压识别码处理器，可以提升中央处理器的效能。
本发明也提供一种电压产生电路，可以产生操作电压给中央处理器，以使中央处理器在安全的范围内，能够发挥最大的效能。
此外，本发明还提供一种操作电压的产生方法，可以依据电脑装置的状况来调整操作电压的大小，使中央处理器可以有效率的操作。
本发明提供一种电压识别码处理器，可以处理中央处理器所输出的电压识别码。本发明的电压识别码处理器包括第一缓存器、第一比较器、第二缓存器、第一多工器和核心处理单元。第一缓存器储存有多个第一参数值，而第二缓存器则是储存有多个第一偏移值。第一比较器可以接收电压识别码，并且耦接第一缓存器。第一比较器可以将电压识别码与第一参数值进行比对，并且输出一第一选择信号给第一多工器。另外，第一多工器则可以耦接第二缓存器，并且可以在接收到第一选择信号时，从第一偏移值选择其中之一输出给核心处理单元。由此，核心处理单元就可以将第一多工器所输出的偏移值来调整电压识别码，并产生一调整电压识别码。
在本发明的一实施例中，电压识别码处理器还包括第三缓存器、第二比较器、第四缓存器和第二多工器。类似地，第三缓存器可以储存多个第二参数值，而第四缓存器则可以储存多个第二偏移值。另外，第二比较器可以耦接第三缓存器，并且可以将电压识别码与第二参数值进行比对，以输出一第二选择信号给第二多工器。第二多工器可以耦接第四缓存器，其可以在接收到该第二选择信号时，从第二偏移值选择其中之一输出给核心处理单元。由此，核心处理单元可以选择第一多工器和第二多工器二者至少其中之一的输出来调整电压识别码，并且产生该调整电压识别码。
从另一观点来看，本发明提供一种电压产生电路，可以产生一操作电压给一中央处理器。而本发明的电压产生电路包括电压识别码处理器和脉宽调变信号产生器。电压识别码处理器可以接收中央处理器所输出的电压识别码。而电压识别码处理器更将电压识别码与多个第一参数值比对而产生一第一比对结果。由此，电压识别码处理器可以依据第一比对结果而调整电压识别码，并且产生一调整电压识别码。脉宽调变信号产生器则可以接收该调整电压识别码，以产生中央处理器的操作电压。
在本发明的一实施例中，电压识别码处理器还可以将电压识别码与多个第二参数值比对，而产生一第二比对结果，使得电压识别码处理器还可以依据第二比对结果来产生调整电压识别码。
其中，上述的第一参数值和第二参数值可以分别为边界值和区域值。
从另一观点来看，本发明还提供一种操作电压的产生方法，适用于电脑系统中的中央处理器。本发明的产生方法包括将中央处理器所输出的电压识别码与多个第一参数值比对而产生一比对结果，以判断电脑系统的工作模式。另外，本发明可以依据电脑系统的工作模式而从多个偏移值中选择其中之一，以将电压识别码加上或减去所选择的偏移值的绝对值，并且产生一调整电压识别码。而调整电压识别码不大于最大的第一参数值以及不小于最小的第一参数值。由此，本发明可以依据调整电压识别码产生操作电压给中央处理器。
在本发明的实施例中，当电压识别码大于最大的第一参数值时，则本发明以最大的第一参数值当作新的电压识别码来产生操作电压。
另外，若是电压识别码小于最小的第一参数值时，则可以以最小的第一参数值当作新的电压识别码来产生操作电压。
由于本发明可以依据电脑系统的状态，而使电压识别码加上或减去一偏移值的绝对值。因此，本发明可以有效地提升中央处理器的效率。另外，本发明可以分别在电压识别码大于最大的第一参数值时，利用最大地第一参数值当作新的电压识别码，因此本发明可以保护中央处理器不受损坏。
【附图说明】
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下，其中：
图1所示为已知的一种供应中央处理器的操作电压的系统方块图。
图2所示为依照本发明的一较佳实施例的一种电脑系统的系统方块图。
图3所示为依照本发明的一较佳实施例的一种电压产生电路的电路方块图。
图4所示为依照本发明的一较佳实施例的一种VID处理器的系统方块图。
图5所示为依照本发明的一较佳实施例的一种边界值和区域值相互关系的示意图。
图6所示为依照本发明的一较佳实施例的一种操作电压的产生方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
图2所示为依照本发明的一较佳实施例的一种电脑系统的系统方块图。请参照图2，本实施例所提供的电脑系统200包括CPU 202、芯片组204和多个硬件装置。这些硬件装置例如显卡206、硬盘208、光驱210、以及外接的周边装置212。这些硬件装置可以耦接至芯片组204，而芯片组204则可以耦接至CPU 202。由此，CPU 202可以通过芯片组204而控制这些硬件装置。
CPU 202是依据一操作电压Vcore来运作。而此操作电压Vcore的大小，是依据电脑系统200的状态来决定。例如，在一些状态下，像是显卡206、硬盘208和周边装置212同时运作时，CPU 202就需要较高的操作电压Vcore来进行运作。在此，称以上的状况为重载模式。相对地，在一些的情况下，例如电脑系统100待机时，CPU 202就仅需较低的操作电压Vcore就可以维持运作。而在此，可以称此状况为省电模式。
图3所示为依照本发明的一较佳实施例的一种电压产生电路的电路方块图。请参照图3，本实施例所提供的电压产生电路300，可以依据CPU 202所输出的电压识别码VIDIN，而决定操作电压Vcore的大小。电压产生电路300包括电压识别码(VID)处理器302和PWM信号产生器304。其中，VID处理器302可以耦接CPU 202，以接收电压识别码VIDIN。另外，VID处理器302还可以耦接PWM信号产生器304。
图4所示为依照本发明的一较佳实施例的一种VID处理器的系统方块图。请参照图4，VID处理器302至少包括核心处理单元402、缓存器404和406、比较器408和多工器(MUX)410。缓存器404和406可以分别耦接比较器408和多工器410。另外，多工器410还可以耦接比较器408和核心处理单元402。
缓存器404可以具有多个储存区412、414、416、418和420，用来储存多个第一参数值。在本实施例中，这些第一参数值分别为边界值1-5。另外，缓存器406也可以具有储存区422、424、426、428和430，可以储存多个边界偏移值1-5。
在另外一些选择实施例中，VID处理器302还可以包括缓存器444和446、比较器448和多工器450。同样地，缓存器444和446也可以分别耦接比较器448和多工器450，而多工器450则可以分别耦接比较器448和核心处理单元420。
缓存器444和446都可以分别包括多个储存区452、454、456、458、462、464、466和468。在本实施例中，缓存器444可以储存多个第二参数值，例如区域值1-4。相对应地，缓存器446则可以储存多个区域偏移值1-4。
在本实施例中，区域偏移值1与边界偏移值1都可以被设定等于-4；区域偏移值2和边界偏移值2都可以被设定为-2；区域偏移值3与区域偏移值3则都可以被设定为+2；而区域偏移值4则可以被设定等于+4。虽然本实施例在此定义了每一参数和偏移值的值，仅是为了使本领域具有通常知识者能够更加了解本发明的精神，然而本发明并不以此为限。因此，本领域具有通常知识者可以参照以下的说明，并且根据实际的状况来自行设定每一参数值和偏移值。
请继续参照图4，核心处理单元402可以接收电压识别码VIDIN，并且此电压识别码VIDIN还可以分别送至比较器408和448。当比较器408和448分别收到电压识别码VIDIN后，可以将电压识别码VIDIN与缓存器404中所储存的边界值1-5，以及缓存器444中所储存的区域值1-4比较，并且分别产生一第一比较结果和一第二比较结果。另外，比较器408和448也可以分别依据第一比较结果和第二比较结果而对应产生选择信号SL0和SL1给多工器410和450。
图5所示为依照本发明的一较佳实施例的一种边界值和区域值相互关系的示意图。请合并参照图4和图5，假设比较器408和448发现电压识别码VIDIN等于边界值2，或是落在区域值1内，则代表电脑系统可能在省电模式下工作。因此，多工器410可以依据选择信号SL0而选择边界偏移值1，或是多工器450可以选择区域偏移值1给核心处理单元402。此时，核心处理单元402就可以依据多工器410或450的输出，来调整电压识别码VIDIN，并且产生调整电压识别码VIDOUT。
在一些实施例中，核心处理单元402的调整方法，可以是将输入的电压识别码VIDIN加上边界偏移值1或是区域偏移值1，而产生新的电压识别码VIDOUT。换句话说，核心处理单元402可以将电压识别码减去边界偏移值1或是区域偏移值1的绝对值，来产生调整电压识别码VIDOUT。调整电压识别码VIDOUT可以被送至例如图3中的PWM信号产生器304。此时，PWM信号产生器304就可以依据调整电压识别码VIDOUT，而决定操作电压Vcore的大小。
若是比较器408或448发现电压识别码VIDIN等于边界值3或是落在区域值2内时，则可能代表目前电脑系统还是工作在省电模式，但是需要比前一状况更高的效能来运作。因此，多工器410可以依据选择信号SL0选择边界偏移值2输出，或是多工器450可以依据选择信号SL1而选择区域偏移值2输出。此时，核心处理单元402可以将输入的电压识别码VIDIN加上边界偏移值2或是区域偏移值2，或者可以看作将电压识别码VIDIN减去边界偏移值2或是区域偏移值2的绝对值，以产生调整电压识别码VIDOUT。
当比较器408或448判断电压识别码VIDIN等于边界值4或是落在区域值3内时，则代表电脑系统可能工作在重载模式。因此，多工器410则可以选择边界偏移值3，或是多工器450选择区域偏移值3给核心处理单元402。此时，核心处理单元402就可以将电压识别码VIDIN加上边界偏移值3或是区域偏移值3，以产生调整电压识别码VIDOUT。由此，就可以快速地提升操作电压Vcore的值。
若是比较器448判断电压识别码VIDIN落在区域值4内时，则代表电脑系统可能需要比前一状态更高的效能。因此，多工器510则可以选择选择区域偏移值4给核心处理单元402。此时，核心处理单元402就可以将电压识别码VIDIN加上区域偏移值4，以产生调整电压识别码VIDOUT。由此，就可以更加快速地提升操作电压Vcore的电平。
而为了保护CPU 202避免因为太高的操作电压Vcore而损坏，因此当比较器408发现电压识别码VIDIN大于等于边界值5时，则可以输出选择信号SL0给多工器410，以使多工器410直接选择边界值5给核心处理单元402。此时，核心处理单元402可以直接以边界值5来当作调整电压识别码VIDOUT给PWM信号产生器304。由此，就可以保护CPU 202不受损坏。
相对地，为使CPU 202可以维持正常运作，因此当比较器408发现电压识别码VIDIN小于等于边界值1时，则可以输出选择信号SL0给多工器410，以使多工器410直接选择边界值1给核心处理单元402。此时，核心处理单元402可以直接以边界值1来当作调整电压识别码VIDOUT给PWM信号产生器304。由此，就可以保证CPU 202能够正常运作。
图6所示为依照本发明的一较佳实施例的一种操作电压的产生方法的步骤流程图。请参照图6为本发明提供一种操作电压的产生方法，可用来产生一电脑系统中的中央处理器的操作电压。本实施例所提供的产生方法包括如步骤S602所述，接收一电压识别码，并且将此电压识别码与多个参数值进行比对，而产生一比对结果，就如步骤S604所述。由此，本实施例就可以执行步骤S606，就是依据比对结果而判断电脑系统的工作状态。
若是判断电脑系统工作在重载模式时，则可以如步骤S608所述，判断电压识别码是否小于上述参数值的最大者。若是所接收到的电压识别码小于最大的参数值时(就是步骤S608所标示的“是”)，则可以如步骤S610所述，将电压识别码加上一偏移值的绝对值，以产生一调整电压识别码。由此，就可以如步骤S612所述，依据调整电压识别码而产生中央处理器的操作电压。
反之，若是判断电压识别码大于等于最大的参数值时(就是步骤S608所标示的“否”)，则可以如步骤S614所述，将最大的参数值当作调整电压识别码，以进行步骤S612。
相对地，若是在步骤S606中判断电脑系统是工作在省电模式时，则可以执行步骤S616，就是判断电压识别码是否大于上述参数值的最小者。若是电压识别码大于最小的参数值时(就是步骤S616所标示的“是”)，则可以如步骤S618所述，将电压识别码减去一偏移值的绝对值，以产生调整电压识别码，并且进行步骤S612。反之，若是判断电压识别码小于等于最小的参数值时(就是步骤S616所标示的“否”)，则执行步骤S620，就是以最小的参数值当作调整电压识别码，并且执行步骤S612。
综上所述，由于本发明可以利用电压识别码和多个参数值之间的关系来判断电脑系统的状态，并且依据电脑系统的状态来调整原始的电压识别码而产生调整电压识别码。因此，本发明可以有效地提升系统的效能。另外，本发明在原始的电压识别码高于或低于一临界值时，可以将电压识别码锁定，因此本发明还可以保护中央处理器不受损坏，并且可以确保正常的运作。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的为准。