專利名稱：智能型電池的電量讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種信號檢測裝置，且特別是有關(guān)于一種智能型電池的電量讀取裝置。
目前筆記本型電腦，所使用的電池裝置為智能型電池(smart battery)裝置。其優(yōu)點是它可以提供電池目前的剩余電量數(shù)據(jù)，通過電腦主機(jī)與電池裝置之間的總線(bus)來傳給主機(jī)中的系統(tǒng)處理單元(System CentralProcessor Unit，System CPU)，告訴電腦主機(jī)目前電池剩余的電量。如此，系統(tǒng)處理單元就可以根據(jù)所得到的剩余電量數(shù)據(jù)來執(zhí)行電源管理(power management)的工作，根據(jù)電池的剩余電量對整個電腦系統(tǒng)的電力運用作最有效率的調(diào)控。例如如果使用者一直沒有通過鍵盤或是其他電腦周邊輸出\輸入元件來對電腦主機(jī)發(fā)出指令，經(jīng)過一段時間之后，系統(tǒng)控制單元將會依照操作系統(tǒng)預(yù)先的設(shè)定，關(guān)閉顯示器、硬盤或是其他電路元件的運作，以節(jié)省電力?；蚴窃陔姵氐氖Ｓ嚯娏繙p少到一定的程度時，系統(tǒng)控制單元會減低顯示器顯示畫面的亮度，以減少電力的損耗，而且提供警告信息提醒使用者，電池需要充電。甚至在電池的剩余電量嚴(yán)重不足時將數(shù)據(jù)儲存到存儲器或是硬盤里，并且強(qiáng)制關(guān)閉整個系統(tǒng)。
在筆記本型電腦中，讀取智能型電池的電量數(shù)據(jù)的工作是由一內(nèi)嵌控制處理單元(Embedded Controller，EC)來負(fù)責(zé)。內(nèi)嵌控制處理單元會讀取當(dāng)時智能型電池的剩余電量數(shù)據(jù)。筆記本型電腦在運作時，操作系統(tǒng)會定期地控制系統(tǒng)處理單元呼叫內(nèi)嵌控制處理單元。在接到系統(tǒng)處理單元的指令之后，內(nèi)嵌控制處理單元便會去讀取當(dāng)時智能型電池的剩余電量數(shù)據(jù)，再將之提供給系統(tǒng)處理單元。系統(tǒng)處理單元在接到內(nèi)嵌控制處理單元所饋入的剩余電量數(shù)據(jù)之后，即可根據(jù)當(dāng)時智能型電池的剩余電量的多少，來執(zhí)行電源管理的工作。
但是，內(nèi)嵌控制處理單元除了讀取剩余電量數(shù)據(jù)以外，還必須負(fù)責(zé)執(zhí)行其它的工作。例如讀取來自于鍵盤或是其他周邊輸入設(shè)備的指令，或是控制光盤機(jī)的直接播放……等等，也都是內(nèi)嵌控制處理單元必須執(zhí)行的任務(wù)。由前文所述，系統(tǒng)處理單元會定期地呼叫內(nèi)嵌控制處理單元去讀取智能型電池中目前的剩余電量數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌處理單元必須定期地中斷正在執(zhí)行的工作，優(yōu)先將時間分配去執(zhí)行讀取剩余電量數(shù)據(jù)的工作。如此，將會影響內(nèi)嵌控制處理單元執(zhí)行其他工作的質(zhì)量與效率。另一方面，內(nèi)嵌控制處理單元讀取智能型電池的剩余電量數(shù)據(jù)，并將之通過總線送入系統(tǒng)處理單元中，這個過程需花費一段相當(dāng)?shù)臅r間。故當(dāng)系統(tǒng)處理單元呼叫內(nèi)嵌控制處理單元去讀取智能型電池中目前的剩余電量數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)處理單元也必須定期地中斷其他工作的執(zhí)行，以等待內(nèi)嵌控制處理單元所提供的剩余電量數(shù)據(jù)。如此也會影響系統(tǒng)處理單元執(zhí)行其他工作的質(zhì)量與效率。
傳統(tǒng)電量讀取裝置改善上述缺點的方法是，在系統(tǒng)的基本輸入輸出系統(tǒng)(Basic input output Systeln，BIOS)中指定一個存儲器來儲存剩余電量數(shù)據(jù)。內(nèi)嵌控制處理單元定期地讀取智能型電池的剩余電量數(shù)據(jù)之后，就將剩余電量數(shù)據(jù)送到基本輸入輸出系統(tǒng)中指定的位置儲存。當(dāng)操作系統(tǒng)要求系統(tǒng)處理單元去讀取剩余電量數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)處理單元便直接呼叫基本輸入輸出系統(tǒng)中某一特定位置的存儲器所預(yù)先儲存的剩余電量數(shù)據(jù)。如此，可節(jié)省系統(tǒng)處理單元等待的時間，減低系統(tǒng)處理單元定期地執(zhí)行讀取剩余電量數(shù)據(jù)的工作時，對其他工作的執(zhí)行效率的影響。
使用傳統(tǒng)方法時，會產(chǎn)生的問題是首先，讀取智能型電池的剩余電量數(shù)據(jù)只是內(nèi)嵌控制處理單元所具備的眾多功能之一。但因為剩余電量的多少對筆記本型電腦能否順利運轉(zhuǎn)非常重要，故在使用傳統(tǒng)方法時，為了能夠優(yōu)先執(zhí)行讀取剩余電量的工作，內(nèi)嵌控制處理單元還是必須定期地犧牲其執(zhí)行其他工作的質(zhì)量與效率，保留時間以優(yōu)先讀取智能型電池的剩余電量數(shù)據(jù)。如此并不能使內(nèi)嵌控制處理單元發(fā)揮最大的效能。
接著，將數(shù)據(jù)預(yù)先儲存在基本輸入輸出系統(tǒng)中，固然可以節(jié)省系統(tǒng)處理單元讀取剩余電量數(shù)據(jù)所需的時間。但是對基本輸入輸出系統(tǒng)而言，它仍然必須花費相同的時間才能自內(nèi)嵌控制處理單元讀取剩余電量數(shù)據(jù)，并將之儲存。傳統(tǒng)方法并不能減少剩余電量數(shù)據(jù)從內(nèi)嵌控制處理單元輸出剩余電量數(shù)據(jù)到基本輸入輸出系統(tǒng)儲存所花費的時間。
最后，以產(chǎn)品的成本支出來考慮，內(nèi)嵌控制處理單元實質(zhì)上與中央處理單元相同，皆可借由設(shè)計復(fù)雜的指令集，使其具有比一般邏輯電路復(fù)雜的輸入、輸出、運算、邏輯判斷與儲存的功能。相對而言，內(nèi)嵌控制處理單元與中央處理單元另一點相同的地方就是，價格皆比一般邏輯電路昂貴。但是，讀取智能型電池的剩余電量的工作其實并不需要使用到如此復(fù)雜的功能，可借由適當(dāng)?shù)卦O(shè)計邏輯電路來達(dá)成。故使用價格較昂貴的使用內(nèi)嵌控制處理單元來執(zhí)行一般邏輯電路就能夠執(zhí)行的工作，并不符合成本效益。
綜上所述，使用傳統(tǒng)的電量讀取裝置來得到智能型電池的剩余電量數(shù)據(jù)，所產(chǎn)生的缺點如下一.影響內(nèi)嵌控制處理單元執(zhí)行其他工作的效能表現(xiàn)。
二.將剩余電量數(shù)據(jù)存入基本輸入輸出系統(tǒng)所需花費的時間太長。
三.不符合成本效益。
二.減少基本輸入輸出系統(tǒng)讀取剩余電量數(shù)據(jù)所需花費的時間。
三.提高成本效益。
根據(jù)本發(fā)明的目的，提出一種智能型電池的電量讀取裝置。該電量讀取裝置包括讀取控制電路，與智能型電池耦接，讀取控制電路依據(jù)時鐘輸入信號輸出電力參考時鐘信號呈智能型電池以控制智能型電池。此外，讀取控制電路也依據(jù)時鐘輸入信號輸出一第一時鐘信號以及第二時鐘信號。而且讀取控制電路會串行地自智能型電池讀取剩余電量數(shù)據(jù)，并串行地輸出剩余電量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)緩沖電路與讀取控制電路耦接，當(dāng)數(shù)據(jù)緩沖電路接收到第一時鐘信號時，數(shù)據(jù)緩沖電路會串行地接收剩余電量數(shù)據(jù)，且并行地輸出剩余電量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)儲存電路與數(shù)據(jù)緩沖電路耦接，當(dāng)數(shù)據(jù)儲存電路接收到第二時鐘信號時，數(shù)據(jù)儲存電路會并行地接收剩余電量數(shù)據(jù)，且并行地將其輸出。
本發(fā)明提供一種電量讀取裝置，是利用一電力儲存裝置做為電源之一，該電力儲存裝置是能輸出一剩余電量數(shù)據(jù)，該電量讀取裝置包括一讀取控制電路，是根據(jù)一時鐘輸入信號產(chǎn)生一電力參考時鐘信號、一第一時鐘信號以及一第二時鐘信號，該電力儲存裝置是回應(yīng)于該電力參考時鐘信號而輸出該剩余電量數(shù)據(jù)，該讀取控制電路是串行地從該電力儲存裝置接收該剩余電量數(shù)據(jù)，且串行地輸出該剩余電量數(shù)據(jù)；
一數(shù)據(jù)緩沖電路，回應(yīng)于該第一時鐘信號而串行地從該讀取控制電路接收該剩余電量數(shù)據(jù)，且并行地輸出該剩余電量數(shù)據(jù)；以及一數(shù)據(jù)儲存電路，回應(yīng)于該第二時鐘信號而并行地從該數(shù)據(jù)緩沖電路接收該剩余電量數(shù)據(jù)，且并行地輸出該剩余電量數(shù)據(jù)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果為一.提高內(nèi)嵌控制處理單元的效能表現(xiàn)本發(fā)明提出一電量讀取裝置，用以讀取智能型電池的剩余電量數(shù)據(jù)。此電量讀取裝置可取代內(nèi)嵌控制處理單元的電量讀取的功能，使得內(nèi)嵌控制處理單元不需要為了能夠優(yōu)先執(zhí)行讀取剩余電量的工作而必須定期地中斷執(zhí)行其他工作，而讓內(nèi)嵌控制處理單元發(fā)揮最大的效能。
二.減少基本輸入輸出系統(tǒng)讀取剩余電量數(shù)據(jù)所需花費的時間本發(fā)明所提出的電量讀取裝置具有一數(shù)據(jù)緩沖電路，可將串行方式傳送的剩余電量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成以并行方式傳送。如此，基本輸入輸出系統(tǒng)可在一個時鐘周期內(nèi)順利讀取電量讀取裝置所儲存的剩余電量數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)以串行方式傳送剩余電量數(shù)據(jù)的方式相比，可節(jié)省許多傳送所需的時間。
三.提高成本效益本發(fā)明以一邏輯電路取代較為復(fù)雜而且昂貴的內(nèi)嵌控制處理單元來執(zhí)行電量讀取的工作。除了邏輯電路的成本遠(yuǎn)比內(nèi)嵌控制處理單元低之外，如此的設(shè)計也可簡化內(nèi)嵌控制處理單元的功能，相對而言，也會減少內(nèi)嵌控制處理單元的成本支出。
本發(fā)明的精神在于設(shè)計一個可讀取智能型電池(Smart battery)的剩余電量數(shù)據(jù)的電路裝置來取代內(nèi)嵌控制處理單元(EmbeddedController，EC)的功能。
請參照

圖1，其所繪示乃智能型電池的電量讀取裝置100的示意圖。本發(fā)明設(shè)計一個電量讀取裝置100，用以讀取智能型電池102的剩余電量數(shù)據(jù)，來取代內(nèi)嵌控制處理單元電量讀取的功能。電量讀取裝置100分別與智能型電池102以及系統(tǒng)主機(jī)中的基本輸入輸出系統(tǒng)(Basic Input\Output System，BIOS)110耦接。此外，電量讀取裝置100包含三個電路，分別是讀取控制電路104、數(shù)據(jù)緩沖電路106以及數(shù)據(jù)儲存電路108，此三個電路元件的耦接關(guān)是如圖1所示。
系統(tǒng)處理單元(System Central Processor Unit，System CPU)會輸出地址信號add呼叫電量讀取裝置100，當(dāng)電量讀取裝置100中的讀取控制電路104接收到一個地址信號add時，電量讀取裝置100即開始執(zhí)行電量讀取的工作。
請參照圖2，其所匯示了圖1中各信號的時序圖。讀取控制電路104除了自地址輸入端CA接收地址輸入信號add之外，另外自時鐘輸入端CK接收時鐘輸入信號t。讀取控制電路104接收時鐘輸入信號t，用以依據(jù)時鐘輸入信號t，分別自串行時鐘輸出端CS輸出電力參考時鐘信號smbclk(slnart battery clock)至智能型電池102、自第一時鐘輸出端C1輸出第一時鐘信號out 1至數(shù)據(jù)緩沖電路106以及自第二時鐘輸出端C2輸出第二時鐘信號out 2至數(shù)據(jù)儲存電路108。其中，時鐘輸入信號t、電力參考時鐘信號smbclk、第一時鐘信號out 1以及第二時鐘信號out 2的信號時序皆如圖2所示。換言之，讀取控制電路104分別提供智能型電池102、數(shù)據(jù)緩沖電路106以及數(shù)據(jù)儲存電路108運作的時鐘信號，借以同步控制智能型電池102、數(shù)據(jù)緩沖電路106以及數(shù)據(jù)儲存電路108的運作。
讀取控制電路104在接收到地址輸入信號add以及時鐘輸入信號t之后，就自串行時鐘輸出端CS輸出電力參考時鐘信號smbclk給智能型電池102。電力參考時鐘信號smbclk由電量讀取裝置100與智能型電池102之間的第一總線饋入智能型電池102。智能型電池102在得到電力參考時鐘信號smbclk之后，即自電量輸出端B0輸出剩余電量數(shù)據(jù)smbdata(smartbattery data)，利用第一總線將其輸入電量讀取裝置100的讀取控制電路104中。其中，剩余電量數(shù)據(jù)smbdata即是智能型電池102目前剩余的電量。而且剩余電量數(shù)據(jù)smbdata是依據(jù)電力參考時鐘信號smbclk以串行(serial)的方式將數(shù)據(jù)依序傳送至讀取控制電路104。此外，剩余電量數(shù)據(jù)smbdata的數(shù)據(jù)格式是由第一總線的總線協(xié)議所決定。請再參照圖2，如果第一總線為一系統(tǒng)管理總線(System Management bus，SM bus)，則以串行方式輸出的剩余電量數(shù)據(jù)smbdata格式依序包括地址數(shù)據(jù)格式address、指令格式CMD以及電量數(shù)據(jù)格式data。
讀取控制電路104得到剩余電量數(shù)據(jù)smbdata之后，自第一時鐘輸出端C1輸出第一時鐘信號out 1呈數(shù)據(jù)緩沖電路106。數(shù)據(jù)緩沖電路106可依據(jù)自第一時鐘輸入端DT接收到的第一時鐘信號out 1，由數(shù)據(jù)輸入端DI自讀取控制電路104讀入剩余電量數(shù)據(jù)smbdata。同樣的，剩余電量數(shù)據(jù)smbdata是以串行方式依序?qū)?shù)據(jù)傳入數(shù)據(jù)緩沖電路106中。數(shù)據(jù)緩沖電路106可依序接收饋入的剩余電量數(shù)據(jù)smbdata，并且將剩余電量數(shù)據(jù)smbdata中每一個比特的數(shù)據(jù)分別存入數(shù)據(jù)緩沖電路106中。如此，即可使以串行方式傳輸?shù)氖Ｓ嚯娏繑?shù)據(jù)smbdata轉(zhuǎn)換成以并行方式(parallel)傳輸。以并行方式傳輸?shù)暮锰幨窃谝粋€時鐘周期內(nèi)即可同步將所有電量數(shù)據(jù)一次傳輸?shù)较乱患壍碾娐吩?，與串行方式相比，并行方式傳輸可節(jié)省許多傳輸所花費的時間。因此，數(shù)據(jù)緩沖電路106具有緩沖(buffering)的功能，使下一級的數(shù)據(jù)儲存電路108在一個時鐘周期內(nèi)即可讀取數(shù)據(jù)緩沖電路106所儲存的剩余電量數(shù)據(jù)。
讀取控制電路104自第二時鐘輸出端C2輸出第二時鐘信號out 2至數(shù)據(jù)儲存電路108。在第二時鐘輸入端ET接收第二時鐘信號out 2之后，數(shù)據(jù)儲存電路108會依據(jù)第二時鐘信號out 2由數(shù)據(jù)輸入端EI自數(shù)據(jù)緩沖電路106讀取剩余電量數(shù)據(jù)pdata。其中，剩余電量數(shù)據(jù)pdata是以并行方式，在一個時鐘周期內(nèi)，由數(shù)據(jù)緩沖電路106的數(shù)據(jù)輸出端D0傳送到數(shù)據(jù)儲存電路108。數(shù)據(jù)儲存電路108具有儲存剩余電量數(shù)據(jù)的功能，可將剩余電量數(shù)據(jù)閂鎖(latch)在數(shù)據(jù)儲存電路108中。
此時，基本輸出輸入系統(tǒng)110即可呼叫電量讀取裝置110。而電量讀取裝置100就會將儲存在數(shù)據(jù)儲存電路108的剩余電量數(shù)據(jù)以并行的方式經(jīng)由基本輸入輸出系統(tǒng)110與電量讀取裝置100之間的第二總線送入基本輸出輸入系統(tǒng)110中指定的存儲器儲存。如此，智能型電池102目前的剩余電量數(shù)據(jù)就會被送入基本輸入輸出系統(tǒng)110儲存，完成智能型電池的剩余電量數(shù)據(jù)的讀取工作。
本發(fā)明所提出的電量讀取裝置，除了可以用于筆記本型電腦之外，其他裝有智能型電池的可攜式裝置，例如移動電話，個人數(shù)字助理器(Personal Digit Assistance，PDA)……等等，皆可適用本裝置。
權(quán)利要求
1.一種智能型電池的電量讀取裝置，用以將該智能型電池的一剩余電量數(shù)據(jù)傳送至一數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于包括一讀取控制電路，該讀取控制電路是依據(jù)一時鐘輸入信號輸出一電力參考時鐘信號至該智能型電池以控制該智能型電池，該讀取控制電路依據(jù)該時鐘輸入信號輸出一第一時鐘信號以及一第二時鐘信號，且該讀取控制電路用以串行地接收并輸出該智能型電池的該剩余電量數(shù)據(jù)；一數(shù)據(jù)緩沖電路，當(dāng)該數(shù)據(jù)緩沖電路接收到該第一時鐘信號時，該數(shù)據(jù)緩沖電路將串行地自該讀取控制電路接收該剩余電量數(shù)據(jù)，且并行地輸出該剩余電量數(shù)據(jù)；以及一數(shù)據(jù)儲存電路，當(dāng)該數(shù)據(jù)儲存電路接收到該第二時鐘信號時，該數(shù)據(jù)儲存電路是并行地自該數(shù)據(jù)緩沖電路接收該剩余電量數(shù)據(jù)，且并行地輸出該剩余電量數(shù)據(jù)至該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的剩余電量數(shù)據(jù)是自該數(shù)據(jù)儲存電路輸出給一基本輸入輸出系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電力參考時鐘信號是自該電量讀取裝置經(jīng)一第一總線輸入該智能型電池，且該剩余電量數(shù)據(jù)是自該智能型電池經(jīng)該第一總線輸入該電量讀取裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的第一總線是一系統(tǒng)管理總線。
5.如權(quán)利要求1所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的剩余電量數(shù)據(jù)是自該電量讀取裝置經(jīng)一第二總線輸入該基本輸入輸出系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求5所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的第二總線是該系統(tǒng)管理總線。
7.如權(quán)利要求1所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電量讀取裝置是使用于一筆記本型電腦。
8.如權(quán)利要求1所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電量讀取裝置是使用于一移動電話。
9.如權(quán)利要求1所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電量讀取裝置是使用于一個人數(shù)字助理器。
10.一種電量讀取裝置，是利用一電力儲存裝置做為電源之一，該電力儲存裝置是能輸出一剩余電量數(shù)據(jù)，該電量讀取裝置包括一讀取控制電路，是根據(jù)一時鐘輸入信號產(chǎn)生一電力參考時鐘信號、一第一時鐘信號以及一第二時鐘信號，該電力儲存裝置是回應(yīng)于該電力參考時鐘信號而輸出該剩余電量數(shù)據(jù)，該讀取控制電路是串行地從該電力儲存裝置接收該剩余電量數(shù)據(jù)，且串行地輸出該剩余電量數(shù)據(jù)；一數(shù)據(jù)緩沖電路，回應(yīng)于該第一時鐘信號而串行地從該讀取控制電路接收該剩余電量數(shù)據(jù)，且并行地輸出該剩余電量數(shù)據(jù)；以及一數(shù)據(jù)儲存電路，回應(yīng)于該第二時鐘信號而并行地從該數(shù)據(jù)緩沖電路接收該剩余電量數(shù)據(jù)，且并行地輸出該剩余電量數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求10所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電量讀取裝置更包括依基本輸入輸出系統(tǒng)，其是并行地從該數(shù)據(jù)緩沖電路接收該剩余電量數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求10所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電力儲存裝置是為一智能型電池。
13.如權(quán)利要求10所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電力參考時鐘信號是自該電量讀取裝置經(jīng)一第一總線輸入該電力儲存裝置，且該剩余電量數(shù)據(jù)是自該電力儲存裝置經(jīng)該第一總線輸入該電量讀取裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的第一總線是一系統(tǒng)管理總線。
15.如權(quán)利要求10所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的剩余電量數(shù)據(jù)是經(jīng)一第二總線自該電量讀取裝置輸出。
16.如權(quán)利要求15所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的第二總線是該系統(tǒng)管理總線。
17.如權(quán)利要求10所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電量讀取裝置是使用于一筆記本型電腦。
18.如權(quán)利要求10所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電量讀取裝置是使用于一行動電話。
19.如權(quán)利要求10所述的電量讀取裝置，其特征在于所述的電量讀取裝置是使用于一個人數(shù)字助理器。
全文摘要
一種智能型電池的電量讀取裝置,該裝置包括:讀取控制電路,與智能型電池耦接,依據(jù)時鐘輸入信號分別輸出電力參考時鐘信號、第一時鐘信號及第二時鐘信號、并且串行地讀取剩余電量數(shù)據(jù)并將的輸出。數(shù)據(jù)緩沖電路,與讀取控制電路耦接,用以串行地讀取剩余電量數(shù)據(jù),并依據(jù)第一時鐘信號并行地輸出剩余電量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)儲存電路,與數(shù)據(jù)緩沖電路耦接,用以儲存剩余電量數(shù)據(jù),并依據(jù)第二時鐘信號,將剩余電量數(shù)據(jù)并行地輸出。
文檔編號G06F1/26GK1370999SQ0113447
公開日2002年9月25日 申請日期2001年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月5日
發(fā)明者郭宏益, 卓鈺彬 申請人:威盛電子股份有限公司