專利名稱：管理盤驅(qū)動器的能量消耗的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管理電子設(shè)備中所包含的盤驅(qū)動器的能量消耗的方法，該電子設(shè)備進一步包括一個緩存器和一個主處理器，盤驅(qū)動器包括一個含有數(shù)據(jù)的盤，并且盤驅(qū)動器能夠在至少兩種操作模式下操作，這兩種模式具有不同的能量消耗級別，該方法包括在具有第一能量消耗級別的盤驅(qū)動器的第一操作模式下，將主處理器所請求的數(shù)據(jù)從盤裝載到緩存器的步驟。
本發(fā)明進一步涉及一種用于管理一個電子設(shè)備所包含的盤驅(qū)動器的能量消耗的電路，該電子設(shè)備進一步包括一個緩存器和一個主處理器，盤驅(qū)動器包括含有數(shù)據(jù)的盤；并且該盤驅(qū)動器能夠在至少兩種操作模式下操作，這兩種模式具有不同的能量消耗級別，可以構(gòu)想使主處理器用于在具有第一能量消耗級別的第一操作模式下，將數(shù)據(jù)從盤裝載到緩存器。
背景技術(shù)：
從US專利5682273中已知這樣的一種方法。該文件涉及在電池供電的便攜式計算機所使用的盤驅(qū)動器。特別是，其涉及包括用于最小化能量消耗的技術(shù)的盤驅(qū)動器。US專利5682273公開了一種根據(jù)過去的盤驅(qū)動器存取歷史，以及對用戶的未來要求的預(yù)測確定進入和離開省電模式的次數(shù)來執(zhí)行能量管理的盤驅(qū)動器。由于用戶不知道與進入和離開省電模式有關(guān)的性能和能耗成本，因此在當前用戶可選擇的預(yù)定或者固定的模式進入次數(shù)上，其非常有利。在US專利5682273中，進入省電模式的時間間隔根據(jù)與如上所述的不同的省電模式有關(guān)的能量持平次數(shù)和恢復(fù)次數(shù)計算。
當發(fā)生下一請求時，US專利5682273中的盤驅(qū)動器試圖進行預(yù)測。但是，由于如果下一個請求出現(xiàn)得較早，硬盤必須過早的供電，因此預(yù)測是錯誤的。這將花費一定的時間，該時間沒有被計算，并且實時流用戶電子設(shè)備的工作將被打亂，或者數(shù)據(jù)可能丟失。所有上述的現(xiàn)有技術(shù)都可以被歸類為當接收到具有變化成功度的驅(qū)動請求時，驅(qū)動器嘗試預(yù)測的系統(tǒng)。
而且可以從實踐中進一步已知硬盤系統(tǒng)?，F(xiàn)代的硬盤驅(qū)動系統(tǒng)具有主動將硬盤系統(tǒng)置于一個或者多個省電模式的選項。這對于諸如膝上型電腦的便攜式設(shè)備來說尤其有利。但是，當將硬盤系統(tǒng)置于一個省電模式以及當請求或者需要寫入數(shù)據(jù)時將硬盤系統(tǒng)從省電模式中轉(zhuǎn)換出來需要消耗額外的能量。將驅(qū)動器置于一個省電模式是需要考慮到這種情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種管理盤驅(qū)動器的能量消耗的改進方法。
這一目的是通過根據(jù)本發(fā)明的方法來實現(xiàn)的，其特征在于該方法進一步包括下述步驟確定一個直到在先前步驟中讀到緩沖器的數(shù)據(jù)被處理的時間周期；確定當在所述的時間周期內(nèi)，盤驅(qū)動器保持在第一操作模式時的時間周期內(nèi)，盤驅(qū)動器將消耗的第一能量的數(shù)量；確定在盤驅(qū)動器進入具有第二能量消耗級別的第二操作模式時的時間周期內(nèi)，盤驅(qū)動器將消耗的第二能量的數(shù)量，第二能量消耗級別低于第一能量消耗級別；同時從第一操作模式轉(zhuǎn)換到第二操作模式；同時從第二操作模式轉(zhuǎn)換到第一操作模式；以及當?shù)诙芰康臄?shù)量低于第一能量的數(shù)量時，使盤驅(qū)動器進入第二操作模式的步驟。
主處理器控制電子裝置的處理并且因此已知主機的數(shù)據(jù)需要。這樣，主處理器已知何時緩沖存儲器中的所有數(shù)據(jù)已經(jīng)被處理以及何時需要新的數(shù)據(jù)。利用該信息以及關(guān)于當從第一操作模式轉(zhuǎn)換到第二操作模式，或者相反的轉(zhuǎn)換所消耗的能量數(shù)量的信息，能夠計算轉(zhuǎn)換到第二操作模式是否有利。令該處理受主處理器而不是盤驅(qū)動器的控制是有利，原因在于主機知道電子裝置的數(shù)據(jù)需求并且因此知道何時要求數(shù)據(jù)。這樣不需要進行預(yù)測，并且處理更為靈活。
本發(fā)明的一個實施例的特征在于數(shù)據(jù)請求包括對多個文件的一個請求。
請求多個文件并且立刻在緩沖存儲器中對其全部讀取是有利的，因為緩沖存儲器被填充到一個高于僅讀取一個文件時的級別。這樣，在從盤要求新的數(shù)據(jù)以前將消耗更多的時間，并且能夠節(jié)省更多的能量。
根據(jù)本發(fā)明的電路的特征在于主處理器進一步被用于確定一個直到緩沖存儲器中的數(shù)據(jù)被處理的時間周期；確定在所述的時間周期內(nèi)，當盤驅(qū)動器保持在第一操作模式時的期間內(nèi)，盤驅(qū)動器將消耗的第一能量數(shù)量；確定在當盤驅(qū)動器進入到具有第二能量消耗級別的第二操作模式時的時間期間內(nèi)，盤驅(qū)動器將消耗的第二能量數(shù)量，第二能量消耗數(shù)量低于第一能量消耗數(shù)量；同時從第一操作模式轉(zhuǎn)換到第二操作模式；然后從第而操作模式轉(zhuǎn)換到第一操作模式；并且主處理器被用于當?shù)诙芰繑?shù)量低于第一能量數(shù)量時，使盤驅(qū)動器進入到第二操作模式。


本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀了下面的詳細說明以及附加的附圖以后，將更為清楚明了本發(fā)明的這些目的和特點。
附圖1是表明根據(jù)本發(fā)明的電路以及盤驅(qū)動系統(tǒng)的實施例的方框圖；附圖2是表明驅(qū)動器、接口以及在主機系統(tǒng)上運行的軟件的系統(tǒng)概述；附圖3是表明現(xiàn)有技術(shù)中的硬盤驅(qū)動器的能量消耗的方框圖；附圖4是表明根據(jù)本發(fā)明的硬盤驅(qū)動器的能量消耗的方框圖；附圖5是表明根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的流程圖；以及附圖6是表明根據(jù)本發(fā)明的裝置的實施例。
具體實施例方式
更具體地參照附圖，附圖1表明了具有用于消費者電子系統(tǒng)1中的能量降低的各種元件的方框圖。消費者電子系統(tǒng)1包括一個主機2以及通過接口4連接的一個盤驅(qū)動系統(tǒng)3。在該實施例中，電源5屬于主機2并且通過總線7為存儲系統(tǒng)3中的微控制器供電。電源5也通過另一條總線9為微處理器8供電。
任何操作都在主機2中開始。當主機2知道需要向存儲系統(tǒng)3或者從存儲系統(tǒng)3傳送數(shù)據(jù)時，主機中的區(qū)域RAM10為數(shù)據(jù)傳送預(yù)留。然后主機2在DMA(主機存儲訪問)控制器11中建立一個表格，描述被預(yù)留的主機存儲器區(qū)域。最后的主機操作是使用接口4上的標準協(xié)議通知存儲系統(tǒng)3請求的數(shù)據(jù)操作。
存儲系統(tǒng)3的DMA控制器12處理與主機2的通信。存儲系統(tǒng)3試圖在最短的可能時間內(nèi)執(zhí)行所需的數(shù)據(jù)傳送并且確保數(shù)據(jù)從預(yù)留的主機區(qū)域RAM10中讀出或者寫入到上述預(yù)留區(qū)域。在盤驅(qū)動系統(tǒng)3中，信息被存儲在磁盤13上。通過使用相應(yīng)的報頭讀取信號，并且由預(yù)放大器14對信號進行放大。讀/寫信道15對信號進行處理從而使發(fā)生誤差的風(fēng)險最小。
存儲系統(tǒng)3中的微控制器6控制用于控制報頭的伺服系統(tǒng)(沒有顯示)并且確保數(shù)據(jù)通過公共接口4被正確傳送和接收。微控制器6也使用RAM16進行緩存來改進平均性能。最后，微控制器也負責(zé)盡可能的校正任何數(shù)據(jù)誤差。主機2可以是一個通用計算機或者一個嵌入系統(tǒng)，例如一個消費者電子設(shè)備。當遇到掉電的情況下，主機2使用存儲系統(tǒng)3來保存信息。
附圖2時表明盤驅(qū)動系統(tǒng)3和在主機系統(tǒng)2上運行的軟件堆棧200的系統(tǒng)的概述。軟件包括一個實時應(yīng)用層202，一個文件系統(tǒng)層204，一個調(diào)度程序?qū)?06以及一個IDE(集成驅(qū)動電子接口)驅(qū)動器208。在主機2的處理器上的存儲器中運行的基于軟件的請求調(diào)度程序?qū)幼龀鲛D(zhuǎn)換能耗模式的判定。為了優(yōu)化能量和性能的平衡，調(diào)度程序?qū)?06具有已知實時數(shù)據(jù)需要和能量使用的性質(zhì)。
附圖3表明了在使用管理能量消耗的現(xiàn)有技術(shù)的方法的微驅(qū)動器上測量的能耗軌跡。該軌跡以備用模式下的能量消耗開始和結(jié)束。在幾毫秒以后，微驅(qū)動器退出備用模式，并且繪出用于裝載和讀取的能耗軌跡。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，微處理器然后在所謂的性能空閑模式下保持完全的活性，這意味著該驅(qū)動器能夠?qū)ο乱粋€輸入請求立即做出響應(yīng)。該軌跡表明旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器仍然需要花費大量電源的能量。在現(xiàn)有技術(shù)的該例當中，2秒鐘以后，在盤驅(qū)動器內(nèi)部發(fā)出備用命令。當發(fā)出內(nèi)部的備用命令時，卸載處理開始，并且隨后進入備用模式。在該例中，備用模式相應(yīng)于大約0.06W。
與附圖3所示的能耗軌跡相反，附圖4中的能耗軌跡表明了對于相同的過程所消耗的更低的能量。能耗軌跡再次在以退出裝載和讀取處理的備用模式中開始。當完成了當前的請求以后，在該例中是一個讀取請求，發(fā)出備用命令并且當讀取處理之后立即執(zhí)行卸載處理。這導(dǎo)致了備用模式的較早的轉(zhuǎn)換。無論是在現(xiàn)有技術(shù)中，還是在本發(fā)明的方法當中，裝載、讀取和卸載處理本身消耗相同的能量。因此，當驅(qū)動器過快的接收到一個數(shù)據(jù)請求時，在一個過短的時間內(nèi)將驅(qū)動器置于備用模式比將其保持在空閑模式下消耗更多的能量。但是，很明顯，如果在進入備用模式之前，存儲系統(tǒng)，在本例中是微驅(qū)動器，沒有在激活性能空閑模式下等待，能量消耗會更少。
在附圖5中描述了在數(shù)據(jù)請求以后，是否使盤驅(qū)動系統(tǒng)3進入備用模式的計算處理，附圖5表明了用于形象化根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的流程500。該處理通過接收一個數(shù)據(jù)請求在起點502開始。接下來，在步驟504，主機2從盤驅(qū)動系統(tǒng)3讀取數(shù)據(jù)。后來在步驟506，從盤驅(qū)動系統(tǒng)3讀取的數(shù)據(jù)存儲在主機2的主RAM10中。在接下來的步驟508，微處理器8確定直到微控制器需要更多的數(shù)據(jù)并且發(fā)出接下來的數(shù)據(jù)請求所經(jīng)過的時間周期。
尤其是，當例如一個MP3文件的流數(shù)據(jù)從盤驅(qū)動系統(tǒng)3流向主機2時，隨著的時間的經(jīng)過將已知對數(shù)據(jù)的需要。這可以通過計算是應(yīng)當將驅(qū)動器系統(tǒng)置于能量降低模式，還是應(yīng)當保留在空閑模式從而節(jié)省更多的能量的方式來有利地被使用。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，這是通過確定處理要求數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)率來進行的。當所要求的數(shù)據(jù)是一個MP3文件，數(shù)據(jù)就以一個連續(xù)的比特率從主機RAM10流出。當已知主機RAM10中的數(shù)據(jù)量，以及處理的比特率時，就已知主機RAM中的數(shù)據(jù)被處理并且發(fā)出一個接下來的數(shù)據(jù)請求將花費多長時間。
在下一步驟510，微控制器8計算在前面的步驟508所確定的時間內(nèi)，當盤驅(qū)動系統(tǒng)3被置于備用模式時，盤驅(qū)動系統(tǒng)3在前面的步驟508所確定的時間內(nèi)將消耗的能量數(shù)量。在卸載和裝載報頭以及上下旋轉(zhuǎn)盤期間所消耗的能量要加到該值中，因為當在備用模式下轉(zhuǎn)換盤驅(qū)動器3時必須執(zhí)行上述的這些操作。結(jié)果，步驟510所計算的能量數(shù)量等于在附圖4中的“裝載”，“卸載”以及“備用”期間所消耗的能量。
在步驟512，微控制器計算在步驟508所確定的時間期間內(nèi)，當盤驅(qū)動系統(tǒng)3保持空閑時，在步驟508所確定的時間期間內(nèi)盤驅(qū)動系統(tǒng)3將消耗的能量數(shù)量。
在判定514，比較步驟510和步驟512所確定的值。根據(jù)比較的結(jié)果，當步驟510所確定的能量數(shù)量大于步驟512所確定的能量數(shù)量時，盤驅(qū)動系統(tǒng)3被設(shè)置在備用模式。當步驟510所確定的能量數(shù)量低于步驟512所確定的能量數(shù)量時，盤驅(qū)動系統(tǒng)3保留在空閑模式下。換句話說，盤驅(qū)動系統(tǒng)3被設(shè)置在或者保留在最為有效的模式下。
當處理分支到步驟516，并且盤驅(qū)動系統(tǒng)3已經(jīng)被設(shè)置為空閑模式時，處理前進到步驟520，恰好在期望下一個數(shù)據(jù)請求之前對微盤驅(qū)動系統(tǒng)3供電。這樣，通過當實際的請求到達時啟動盤驅(qū)動系統(tǒng)3，就不會消耗有用時間。這樣，當請求在期望的時間到達時能夠直接地被服務(wù)。
當在處理中忽略了步驟520時，不得不在請求時旋轉(zhuǎn)盤，這可以自動進行。如已經(jīng)描述那樣，這將帶來數(shù)據(jù)傳送中的延遲。
處理在終點522結(jié)束，等待下一個數(shù)據(jù)請求。
當在步驟504中讀取了盡可能多的數(shù)據(jù)時，處理最為有效，因為這意味著在發(fā)生下一個數(shù)據(jù)請求之前將花費更多的時間。這樣，驅(qū)動系統(tǒng)3能夠更長時間的置于備用模式。因此，在一個讀取步驟中讀取多個文件是最為有效的。
可以通過根據(jù)本發(fā)明的電路來執(zhí)行上述處理，主機2是其一個實施例。
主機2可以包含在圖6所示的一個消費者電子裝置600中。根據(jù)本發(fā)明的該裝置的一個優(yōu)選實施例是一個便攜式的MP3播放器。消費裝置600包括主機2(附圖1)和用于接收一個計算機可讀盤存儲器610的裝置。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的優(yōu)選實施例中，計算機可讀盤存儲器610是一個緊致閃存格式的硬盤驅(qū)動器，已知為一個微驅(qū)動器，其能夠被插入到槽630中。但是，在另一個實施例中，計算機可讀盤存儲器610是一個小型因數(shù)光盤。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也能夠指出其它的類似硬盤驅(qū)動器以及光盤的各種類型的盤的實施例。本發(fā)明的范圍不限于在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中描述的計算機可讀盤存儲器610。與裝置600相連的是一對耳機620，用來聆聽存儲在計算機可讀盤存儲器610上的音頻信息。
本發(fā)明可以總結(jié)為如下依靠電池或者蓄電池運行的消費者電子設(shè)備，即諸如移動電話，膝上型電腦或者MPEG播放器或記錄器的便攜式設(shè)備，需要進行能量消耗的管理。它們主要包括一個主機和一個存儲介質(zhì)，例如一個盤或者一個用于接收類似一個通過接口耦合的盤驅(qū)動器的存儲介質(zhì)的裝置。能量管理非常重要，因為更長的電池壽命將會給用戶的使用帶來更多的方便。根據(jù)本發(fā)明，確定將盤驅(qū)動器保留在空閑模式還是將驅(qū)動器轉(zhuǎn)換到備用模式直到出現(xiàn)下一個數(shù)據(jù)請求更為有效。盤驅(qū)動器進入最為有效的能耗模式。由主機來確定到下一個請求的時間。
權(quán)利要求
1.一種管理一個電子設(shè)備(600)所包含的一個盤驅(qū)動器(3)的能量消耗的方法，該電子設(shè)備進一步包括一個緩沖存儲器(10)以及一個主處理器(8)；該盤驅(qū)動器包括一個含有數(shù)據(jù)的盤存儲器(13)；以及一個能夠在至少兩種操作模式下操作的盤驅(qū)動器，這兩種操作模式具有不同的能量消耗級別，該方法包括在具有第一能量消耗級別的第一操作模式下，將主處理器所請求的數(shù)據(jù)從盤裝載到緩沖器的步驟；其特征在于該方法進一步包括下列步驟(a)確定從所要求的數(shù)據(jù)被裝載到緩沖器直到在前述步驟中讀取到緩沖器中的數(shù)據(jù)被處理所經(jīng)過的時間周期；(b)確定載在所述的時間周期內(nèi)，當盤驅(qū)動器保留在第一操作模式時的期間內(nèi)，盤驅(qū)動器將消耗的第一能量數(shù)量；(c)確定盤驅(qū)動器將消耗的第二能量數(shù)量(i)在盤驅(qū)動器進入到具有第二能量消耗級別的第二操作模式時的時間周期內(nèi)，第二能量消耗級別低于第一能量消耗級別；(ii)從第一操作模式轉(zhuǎn)換到第二操作模式；(iii)從第二操作模式轉(zhuǎn)換到第一操作模式；以及(d)當?shù)诙芰肯臄?shù)量低于第一能量消耗數(shù)量時，使盤驅(qū)動器進入第二操作模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定所述的時間周期包括下列步驟(a)確定主機處理存儲在緩沖器中的數(shù)據(jù)的處理速率(b)確定緩沖器中存儲的數(shù)據(jù)量(c)將處理速率與存儲在緩沖器中的數(shù)據(jù)量相乘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中數(shù)據(jù)請求包括一個對多個文件的請求。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中請求的數(shù)據(jù)包括至少一部分視聽數(shù)據(jù)流，以及處理速率是該視聽數(shù)據(jù)流的流速率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中盤存儲器是一個光盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中盤驅(qū)動器是一個硬盤。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括當時間周期經(jīng)過時，從第二操作模式轉(zhuǎn)換到第一操作模式的步驟。
8.一種用于管理一個電子設(shè)備(600)所包含的一個盤驅(qū)動器(3)的能量消耗的電路(2)，該電子設(shè)備進一步包括一個緩沖存儲器(10)以及一個主處理器(8)；該盤驅(qū)動器包括一個含有數(shù)據(jù)的盤存儲器(13)；以及一個能夠在至少兩種操作模式下操作的盤驅(qū)動器，這兩種操作模式具有不同的能量消耗級別，該方法包括主機處理器用于在具有第一能量消耗級別的第一操作模式下，將主處理器所請求的數(shù)據(jù)從盤裝載到緩沖器的步驟；其特征在于該主機處理器方法進一步用于包括下列步驟(a)確定一個直到緩沖存儲器中的數(shù)據(jù)被處理的時間周期；確定從所要求的數(shù)據(jù)被裝載到緩沖器到前述步驟中讀取到緩沖器中的數(shù)據(jù)被處理所經(jīng)過的時間周期；(b)確定載在所述的時間周期內(nèi)，當盤驅(qū)動器保留在第一操作模式時的期間內(nèi)，盤驅(qū)動器將消耗的第一能量數(shù)量；(c)確定盤驅(qū)動器將消耗的第二能量數(shù)量(i)在盤驅(qū)動器進入到具有第二能量消耗級別的第二操作模式時的時間周期內(nèi)，第二能量消耗級別低于第一能量消耗級別；(ii)從第一操作模式轉(zhuǎn)換到第二操作模式；(iii)從第二操作模式轉(zhuǎn)換到第一操作模式；以及(d)當?shù)诙芰肯臄?shù)量低于第一能量消耗數(shù)量時，使盤驅(qū)動器進入第二操作模式。
9.一種消費者電子設(shè)備(600)包括(a)如權(quán)利要求8所述的電路；以及(b)用于接收一個計算機可讀盤存儲器的裝置。
全文摘要
依靠電池或者蓄電池運行的消費者電子設(shè)備，即諸如移動電話，膝上型電腦或者MPEG播放器或記錄器的便攜式設(shè)備，需要進行能量消耗的管理。它們主要包括一個主機和一個存儲介質(zhì)，例如一個盤或者一個用于接收類似一個通過接口耦合的盤驅(qū)動器的存儲介質(zhì)的裝置。能量管理非常重要，因為更長的電池壽命將會給用戶的使用帶來更多的方便。根據(jù)本發(fā)明，確定將盤驅(qū)動器保留在空閑模式還是將驅(qū)動器轉(zhuǎn)換到備用模式直到出現(xiàn)下一個數(shù)據(jù)請求更為有效。盤驅(qū)動器進入最為有效的能耗模式。由主機來確定到下一個請求的時間。
文檔編號G06F3/06GK1682177SQ03821323
公開日2005年10月12日 申請日期2003年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月9日
發(fā)明者S·R·庫普森, N·蘭伯特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司