WO2004081774A2 - Control of the power draw of a data processing system - Google Patents

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WO2004081774A2
WO2004081774A2 PCT/DE2004/000481 DE2004000481W WO2004081774A2 WO 2004081774 A2 WO2004081774 A2 WO 2004081774A2 DE 2004000481 W DE2004000481 W DE 2004000481W WO 2004081774 A2 WO2004081774 A2 WO 2004081774A2
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Dieter Baumann
Willi Sterzik
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Fujitsu Siemens Computers Gmbh
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    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method in a data processing system for reducing the power consumption.
  • Modern data processing systems can be used today for a variety of applications.
  • the applications range from simple use as a writing tool to use for solving computing-intensive problems and multimedia entertainment purposes in the home.
  • the computer may need additional software or hardware components.
  • the computer systems Due to the high flexibility of today's computer systems, it is possible to add various components to a basic device. Existing software or hardware components can also be exchanged without problems, for example for additional modernization.
  • the computer systems have a motherboard that has several interfaces to the individual components. These can be, for example, the processor, main memory modules or other slots, for example for multimedia expansion cards, usually called PCI slots.
  • Mass storage devices such as hard drives or CD-ROMs.
  • Software components and programs use the existing hardware components in different intensities, from a simple word processing program to computationally intensive compression and coding of video formats.
  • a selection of such components can be found in relevant computer specialist magazines, such as CT, Magazin für Computertechnik, 04/00, pages 352 to 419.
  • a power supply is provided to ensure the function of the components or the computer.
  • this supplies the motherboard with the processor and the main memory chip on it, but on the other hand also peripheral components, such as hard disk drives, which contain no power supply via the motherboard integrated components rapidly. Due to the high flexibility that today's computer systems provide, it is therefore necessary to dimension the power supply in such a way that a safe operating state is ensured when adding a new component or replacing an old one. Power supplies that are not sufficiently large therefore lead to an unsafe operation - condition, system crashes or an uncontrolled shutdown of the computer system.
  • a measuring and evaluation device is provided in a data processing system with several power-consuming software and / or hardware components, as well as a power supply device, which is connected to the power supply device for measuring the power consumption of the components of the data processing system.
  • the measuring and evaluation device determines the power consumption of all components and compares this with a limit value. If the limit is exceeded, a signal for power reduction is generated. As a result, the power supply device can be made smaller and thus more cost-effective.
  • the measuring device for measuring the power consumption can advantageously be part of the power supply device.
  • the evaluation device then evaluates an analog signal coming from the power supply device.
  • the signal indicating the power consumption can be designed as a digital signal.
  • the measuring device makes sense for the measuring device to determine the power consumption of the supply lines using the different output voltages of the supply device. This advantageously enables more precise data on power consumption to be obtained.
  • a measurement of the power consumption can be carried out continuously or at periodic intervals.
  • the evaluation device is connected to the processor unit of the data processing system and further components. It is particularly advantageous if the processor unit and the components have a plurality of switchable operating modes with different power consumption and the components can be reduced in power by the evaluation device. Age- natively, individual components that are not required can also be switched off completely.
  • the evaluation device can have an upper and a lower limit value of the power consumption, the evaluation device generating a signal for power reduction when the upper limit value is exceeded and a signal for canceling the power reduction when the value falls below the lower limit value and sends it to the components.
  • the evaluation device is connected to a display device for displaying the current power consumption to the user.
  • This display device is designed as a hardware component or as a software component.
  • the evaluation device is connected to a software component, with the power consumption being reduced by sending a signal from the software component to a component of the data processing system capable of reducing the power.
  • the measured power consumption can also be evaluated completely by software. This can also advantageously be used to partially switch off other software components in order to reduce the overall performance.
  • a component can be reduced in power by successively switching off individual areas of the component that are not required. Alternatively, the entire component can be switched off.
  • each component capable of reducing power. If the limit of the power consumption is exceeded, this priority is used to reduce the power of the components. leads.
  • the priority of each component can be changed by a user. Alternatively, it is possible to create a list with all components.
  • Another advantageous embodiment is the provision of a temperature measuring device which is connected to the evaluation device.
  • the temperature measuring device can be part of the power supply device.
  • the limit value of the power consumption can thus advantageously be linked to a temperature measured value in the evaluation device.
  • Figure 1 shows a first embodiment of the invention
  • Figure 2 shows a second embodiment of the invention
  • Figure 3 shows a power supply device with integrated
  • Figure 4 shows a device for converting the measurement signals into a signal
  • Figure 5 shows a device for converting the analog measurement signals into a digital signal
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a method for reducing an output.
  • the arrangement of the data processing system in FIG. 1 consists of a power supply device 1, which converts an alternating current AC into a direct current DC.
  • the power supply device 1 has an output 2, which consists of a supply line.
  • the supply line 2 supplies the components 3 to 7 with the agile energy.
  • the supply line 2 is connected to the components and has output voltages (not shown) which can be different or the same.
  • a measuring device (not shown) is integrated within the power supply device 1, which determines the power consumption of the power supply device of the supply line 2 and transmits the measured value to an evaluation circuit 4 via a signal line 8.
  • the evaluation device 4 evaluates a signal coming from the power supply device 1, which represents the current power consumption.
  • the evaluation device 4 is connected to a display device 7. Furthermore, the device 4 has an interface 10 to a software component 6, to which the evaluation device send data and from which it can receive instructions. The evaluation device 4 sends a signal for reducing the power to the components 3 and 5 via the connections 9.
  • the power supply device contains a primary side 11 and a second side 12, which are coupled via the two inductors 13 and 14.
  • the primary side has a transistor T and a control element S for controlling the primary current.
  • the secondary side 12 contains a rectifier circuit from the diodes D for transforming the AC voltage into a DC voltage.
  • the voltages U ] , U2 and U3 can be tapped at the output of the secondary side 12.
  • each output line is connected to a capacitor C, the other side of which is connected to the line P.
  • Every exit line device U contains a resistor R] _, R2 or R3, which are designed as protective resistors against overload.
  • a measuring device 15 determines the voltage drop across the resistors R- ⁇ , R2 / or R3 and uses this to calculate the power consumption of the corresponding output line. This power consumption is transmitted to the evaluation device 4. As an alternative to a power measurement on the output lines, the measuring device can measure the power consumption of the data processing system via the voltage drop of the resistor R4. It is also possible to convert the voltage drop into a power consumption in the evaluation circuit 4.
  • the signals in the arrangements G are weighted and combined to form an overall signal P.
  • the signals PJVJ1 /? M2 ' unc ⁇ P M3 as voltage signals and the arrangements G as resistors of various sizes. This is advantageous if the evaluation device 4 has only one input for the signal signaling power consumption.
  • the PMI signals "? M2 un ⁇ 3- P M3 can be fed into the position shown in Figure 5 assembly 16, of the signals into a digital output signal of the input. These are fed via a digital bus I 2 C to the digital input of the evaluation circuit.
  • a digital bus I 2 C to the digital input of the evaluation circuit.
  • an alternative transmission method of the measured signal is also conceivable, in particular via another bus.
  • FIG. 2 An advantageous development of the invention is shown in FIG. 2.
  • the motherboard 17 contains a plurality of main memory modules 18, three slots 19 and two slots 20.
  • the motherboard has a plug connection 21 which is connected to the power supply device 1 via the supply line 2.
  • the plug connection 21 supplies all components on the motherboard 17 with current of different voltages.
  • Other hardware components which are connected to the motherboard 17 via the slots 19 are likewise supplied with current via the plug connection 21. These are, for example, multimedia expansion cards.
  • the connections 20 lead to peripheral mass memories which have their own supply line 2 a with the power supply device 1.
  • the power supply device 1 contains a temperature measuring device 22 for measuring the operating temperature of the power supply device. A corresponding signal is sent via the
  • Signal line 8 sent to the evaluation device 4.
  • the evaluation device 4 is also connected to a sensor device 23, which supplies further data to the evaluation device. This makes it possible to link a limit value of the power consumption with the measured temperature of the power supply device or the motherboard in order to prevent thermal damage.
  • the simplest embodiment of the temperature measuring device can be a PTC or an NTC resistor. The about the
  • Resistance dropping voltage can then be used as a measure of the temperature change.
  • a temperature sensor is a transistor and the changing base-emitter voltage of the transistor. Thermocouples or even quartz crystals with a temperature-dependent resonance frequency can also be used.
  • a changing voltage is particularly suitable as a temperature measurement signal.
  • the temperature measurement signal represents the absolute temperature or a change in temperature.
  • the temperature determined by the temperature sensor 22 or 23 is a measure of the power consumption of the component thermally coupled to the sensor. In this way, the amount of heat emitted and thus the power consumption or the change in the power consumption can be determined via the measured temperature or temperature change.
  • the temperature sensor 22 can be mounted directly on the largest heat source of the power supply device 1.
  • the amount of heat given off by the power supply device is the power loss and is dependent on the total power consumed. It is therefore a measure of the power consumed in the computer system.
  • the temperature sensor can also be installed in the air flow of the air transported outside by the power supply device. If the fan of the power supply device is responsible for transporting heat out of the computer system, the amount of heat transported outside contains information about the total power loss and thus about the power consumed. However, the larger time constant has to be taken into account here until a change in output becomes noticeable in a change in temperature.
  • the temperature measurement signals of the individual temperature sensors are compared in the evaluation device 4 with different limit values. Depending on whether and how many limit values have been exceeded, the evaluation device takes suitable measures to reduce the output.
  • the limit values can be linked to the appropriate measures to reduce the power, so that the corresponding measures are carried out each time a limit value is exceeded. For example, the power consumption of mass storage devices such as
  • Hard drives or CD / DVD drives can be reduced by reducing the speed of rotation. Furthermore, the clock frequency of the main processor can be reduced, which usually reduces the power consumption significantly. If these measures are not yet sufficient, interfaces that are not used and their control processors can be switched off by the control device, for example. The serial, but also a USB or fire wire interface are suitable for this. At the same time, a corresponding message is sent to the user.
  • control device not only makes a decision based on the temperature signal or signals, but also evaluates further parameters.
  • a reduction in CPU performance should, for example, also depend on the computing power currently required. If fast data access is required, the rotation speed of the mass storage should not be reduced.
  • the other parameters are application- and user-specific and can be passed on to the control device by the operating system or the user.
  • the evaluation device 4 can use further parameters for decision-making. For example, the evaluation device can assign a priority to each component and, in the event of a power reduction, send signals to the components which have the lowest priority. sen. A corresponding signal takes place via the signal line 9, which links all components of the motherboard to one another. Alternatively, this can also be done via a separate data line to each component.
  • the software interface 10 in FIG. 1 allows data to be sent to a software component or instructions to be received from the latter. It is therefore possible for the evaluation circuit to perform a power reduction by switching off software components that are not required. A user can also access the evaluation device through this interface.
  • the evaluation device 4 can be designed as a software component that evaluates measurement data from a measurement device. A user can also receive extensive configuration options, for example for a limit value for the power or the temperature.
  • the evaluation device 4 contains a signal of power consumption which is above a limit value, it sends a signal for power reduction to the components 3 and 5 via the signal lines 9 shown in FIG. 1. In addition, it shows the power consumed via the display device 7 to a user. The signal for power reduction continues until the power falls below the limit again.
  • each component capable of reducing power is assigned a priority and stored in list 24.
  • the list 25 contains all components for which a power reduction has already been carried out.
  • the power reduction can be achieved by switching to another operating mode or by completely deactivating the component.
  • an upper and a lower limit for the power consumption were determined and assigned to decision nodes 26 and 27. If the power consumption in node 26 is greater than the limit value, it is checked in decision node 28 whether components that can be switched off are present in list 24. If this is the case, a component that can be switched off is selected from the list 24 and this is switched off 29.
  • the selection of such a component can be based on further specifications, such as a given priority or user specifications, for several possible components.
  • the deactivated component is added to list 25. Then the power consumption is determined again.
  • the decision node 30 searches for a component in the list 24 that can be reduced in power. If no further component is present, in this exemplary embodiment the user is informed of a possible overload of the power supply device 36. Otherwise, a component that can be reduced in power is taken from the list 24
  • the total power consumption of the data processing system changes, for example as a result of the termination of a very computing-intensive process, the total power consumption can drop below the lower limit. If a check in decision node 27 yields a positive result, then it is checked in decision node 32 whether components that have been switched off are present. If this is the case, a component that is switched off is selected from the list 25, switched on and added to the list 24 33. If there are no switched off components, the decision node 34 checked whether the list 25 contains reduced components in performance. If necessary, these are removed from the list, the power consumption of these components is increased and fed to the list 24. Here too, an order can be defined based on further parameters. This process is repeated until the power rises above the lower limit.
  • Power consumption can be measured and evaluated at periodic intervals or continuously.
  • the method steps specified in this exemplary embodiment in particular the sequence of individual steps, can be interchanged without changing the result of such a method.
  • Other options than the lists described can also be found for identifying components that are switched off or have a reduced output.
  • One possibility would be the "First IN, Last OUT" principle, in which the components are switched on again in the reverse order.
  • the main idea of the method based on a performance measurement, is that a statement about a performance reduction remains.
  • the essential idea of the invention is therefore to provide an arrangement in a data processing system that reduces the performance of individual software or hardware components. can decorate, thus reducing the total power consumption. It is irrelevant whether such an arrangement is designed as a software or hardware arrangement. At least one temperature or a change in the temperature of the computer system or individual components is used for the decision-making basis.
  • the examples listed here can be combined as desired, the inventive idea is not limited to a temperature sensor at one point in the computer system.

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Abstract

The invention relates to the arrangement of a data processing system, said arrangement comprising a processor unit (3), other software and/or hardware components (5) used to operate the data processing system, and a power supply device (1). Said power supply device (1) comprises at least one supply line (2) having at least one output voltage for supplying the processor unit (3) and the hardware components (5). The data processing system comprises a measuring and evaluation device (4) which is connected to the power supply device (1) in order to determine and evaluate the actual power consumption of the data processing system.

Description

Beschreibungdescription
Steuerung der Leistungsaufnahme eines DatenverarbeitungssystemsControl of the power consumption of a data processing system
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren in einem Datenverarbeitungssystem zur Reduzierung des Leistungs- Verbrauchs .The invention relates to an arrangement and a method in a data processing system for reducing the power consumption.
Moderne Datenverarbeitungssysteme, Computer genannt, sind heutzutage für eine Vielzahl von Anwendungen verwendbar. Dabei reichen die Anwendungen vom einfachen Gebrauch als Schreibwerkzeug, über den Gebrauch zur Lösung rechenintensiver Probleme bis hin zu multimedialen Vergnügungszwecken im Heimbereich. Um solch vielfältige Anwendungszwecke zu ermöglichen, benötigt der Computer gegebenenfalls weitere Soft- oder Hardwarekomponenten.Modern data processing systems, called computers, can be used today for a variety of applications. The applications range from simple use as a writing tool to use for solving computing-intensive problems and multimedia entertainment purposes in the home. In order to enable such diverse applications, the computer may need additional software or hardware components.
Aufgrund der hohen Flexibilität heutiger Computersysteme ist es möglich, einem Grundgerät verschiedenste Komponenten hinzuzufügen. Auch ist ein Austausch bereits vorhandener Software oder Hardwarekomponenten beispielsweise für eine zusätzliche Modernisierung ohne Probleme möglich. Dazu weisen die Computersysteme eine Mutterplatine auf, die mehrere Schnitt- stellen zu den einzelnen Komponenten besitzt. Diese können beispielsweise der Prozessor, Hauptspeicherbausteine oder auch weitere Steckplätze, beispielsweise für multimediale Erweiterungskarten sein, meist PCI-Steckplätze genannt.Due to the high flexibility of today's computer systems, it is possible to add various components to a basic device. Existing software or hardware components can also be exchanged without problems, for example for additional modernization. For this purpose, the computer systems have a motherboard that has several interfaces to the individual components. These can be, for example, the processor, main memory modules or other slots, for example for multimedia expansion cards, usually called PCI slots.
Weitere Datenschnittstellen erlauben den Anschluß periphererAdditional data interfaces allow peripheral connections
Massenspeicher, wie Festplattenlaufwerke oder CD-ROMs. Soft- warekomponenten und Programme nutzen die vorhandenen Hard- warekomponenten in unterschiedlich intensiver Weise, von einem einfachen Textverarbeitungsprogramm, bis hin zu rechenin- tensiven Komprimierung und Kodierung von Videoformaten. Eine Auswahl solcher Komponenten ist in einschlägigen Computer- fachzeitschriften, wie beispielsweise CT, Magazin für Computertechnik, 04/00, Seite 352 bis 419 zu finden.Mass storage devices, such as hard drives or CD-ROMs. Software components and programs use the existing hardware components in different intensities, from a simple word processing program to computationally intensive compression and coding of video formats. A selection of such components can be found in relevant computer specialist magazines, such as CT, Magazin für Computertechnik, 04/00, pages 352 to 419.
Um die Funktion der Komponenten bzw. des Computers zu gewähr- leisten, ist eine Stromversorgung vorgesehen. Diese versorgt einerseits die Mutterplatine mit dem darauf befindlichen Prozessor und dem Hauptspeicherbaustein, andererseits aber auch periphere Komponenten, wie beispielsweise Festplattenlaufwerke, die keine Stromversorgung über die Mutterplatine enthal- ten. Mit steigender Leistungsfähigkeit eines Computersystems stieg der Leistungsverbrauch, insbesondere des Prozessors, aber auch weiterer integrierter Komponenten rapide an. Aufgrund der hohen Flexibilität, die heutige Computersysteme vorsehen, ist es daher notwendig, die Stromversorgung so zu dimensionieren, dass bei einem Hinzufügen einer neuen Komponente oder dem Austausch einer alten ein sicherer Betriebszustand gewährleistet ist. Nicht genügend stark dimensionierte Stromversorgungen führen daher zu einem unsicheren Betrieb - zustand, zu Systemabstürzen oder einem unkontrollierten Ab- schalten des Computersystems.A power supply is provided to ensure the function of the components or the computer. On the one hand, this supplies the motherboard with the processor and the main memory chip on it, but on the other hand also peripheral components, such as hard disk drives, which contain no power supply via the motherboard integrated components rapidly. Due to the high flexibility that today's computer systems provide, it is therefore necessary to dimension the power supply in such a way that a safe operating state is ensured when adding a new component or replacing an old one. Power supplies that are not sufficiently large therefore lead to an unsafe operation - condition, system crashes or an uncontrolled shutdown of the computer system.
Erschwerend kommt hinzu, dass moderne Betriebssysteme Energiesparfunktionen einzelner Komponenten benutzen, so dass der Leistungsverbrauch während des Betriebs schwanken kann. Aus diesen Gründen werden in der Regel in ComputerSysteme meist Stromversorgungen eingebaut, die deutlich überdimensioniert sind. Dies führt zu hohen Kosten bei der Herstellung eines gesamten Computersystems .To make matters worse, modern operating systems use energy-saving functions of individual components so that the power consumption can fluctuate during operation. For these reasons, power supplies that are significantly oversized are usually installed in computer systems. This leads to high costs in the production of an entire computer system.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren für ein Datenverarbeitungssystem vorzusehen, das den Leistungsverbrauch beschränkt.Proceeding from this, it is an object of the invention to provide an arrangement and a method for a data processing system which limits the power consumption.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der nebengeordneten Pa- tentansprüche gelöst. Dabei ist in einem Datenverarbeitungssystem mit mehreren stromverbrauchenden Soft- und/oder Hardwarekomponenten, sowie einer Stromversorgungseinrichtung eine Mess- und Auswertevorrichtung vorgesehen, die zur Messung des Leistungsverbrauchs der Komponenten des Datenverarbeitungssystems mit der Stromversorgungseinrichtung verbunden ist. Die Mess- und Auswertevorrichtung ermittelt den Leistungsverbrauch aller Komponenten und vergleicht diesen mit einem Grenzwert . Bei Überschreiten des Grenzwertes wird ein Signal zur Leistungsredu- zierung erzeugt. Dadurch lässt sich die Stromversorgungseinrichtung kleiner und damit kostengünstiger ausbilden.This task is solved by the characteristics of the subordinate patent claims. In this case, a measuring and evaluation device is provided in a data processing system with several power-consuming software and / or hardware components, as well as a power supply device, which is connected to the power supply device for measuring the power consumption of the components of the data processing system. The measuring and evaluation device determines the power consumption of all components and compares this with a limit value. If the limit is exceeded, a signal for power reduction is generated. As a result, the power supply device can be made smaller and thus more cost-effective.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .Advantageous further developments are the subject of the dependent claims.
Vorteilhaft kann die Meßeinrichtung zur Messung des Leistungsverbrauchs Bestandteil der Stromversorgungseinrichtung sein. Die Auswertevorrichtung wertet dann ein von der Stromversorgungseinrichtung kommendes analoges Signal aus. Alter- nativ kann das den Leistungsverbrauch anzeigende Signal als digitales Signal ausgebildet sein.The measuring device for measuring the power consumption can advantageously be part of the power supply device. The evaluation device then evaluates an analog signal coming from the power supply device. Alternatively, the signal indicating the power consumption can be designed as a digital signal.
In diesem Zusammenhang ist es sinnvoll, dass die Messeinrichtung den Leistungsverbrauch der Versorgungsleitungen mit den verschiedenen AusgangsSpannungen der Versorgungseinrichtung ermittelt. Dadurch lassen sich vorteilhaft präzisere Daten zum Leistungsverbrauch erhalten. Eine Messung zum Leistungs- verbrauch ist dabei kontinuierlich oder in periodischen Zeitabständen durchführbar.In this context, it makes sense for the measuring device to determine the power consumption of the supply lines using the different output voltages of the supply device. This advantageously enables more precise data on power consumption to be obtained. A measurement of the power consumption can be carried out continuously or at periodic intervals.
Gemäß einer Weitergestaltung ist die Auswertevorrichtung mit der Prozessoreinheit des Datenverarbeitungssystems sowie weiterer Komponenten verbunden. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Prozessoreinheit sowie die Komponenten mehrere schaltbare Betriebsmodi mit unterschiedlichem Leistungsverbrauch aufweisen und eine Leistungsreduzierung der Komponenten durch die Auswertevorrichtung durchführbar ist. Alter- nativ können einzelne, nicht benötigte Komponenten auch vollständig abschaltbar sein.According to a refinement, the evaluation device is connected to the processor unit of the data processing system and further components. It is particularly advantageous if the processor unit and the components have a plurality of switchable operating modes with different power consumption and the components can be reduced in power by the evaluation device. Age- natively, individual components that are not required can also be switched off completely.
Weiterbildend kann die Auswertevorrichtung einen oberen sowie einen unteren Grenzwert des Leistungsverbrauchs aufweisen, wobei die Auswertevorrichtung bei Überschreitung des oberen Grenzwertes ein Signal zur Leistungsreduzierung und bei Unterschreiten des unteren Grenzwertes ein Signal zur Rücknahme der Leistungsreduzierung erzeugt und an die Komponenten sen- det.In a further development, the evaluation device can have an upper and a lower limit value of the power consumption, the evaluation device generating a signal for power reduction when the upper limit value is exceeded and a signal for canceling the power reduction when the value falls below the lower limit value and sends it to the components.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Auswertevorrichtung mit einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige des aktuellen Leistungsverbrauchs an den Benutzer verbunden. Diese Anzeigevorrich- tung ist als Hardwarekomponente oder als Softwarekomponente ausgebildet .According to a development, the evaluation device is connected to a display device for displaying the current power consumption to the user. This display device is designed as a hardware component or as a software component.
Alternativ ist die Auswertevorrichtung mit einer Softwarekomponente verbunden, wobei eine Reduzierung des Leistungs- Verbrauchs durch Aussendung eines Signals der Softwarekomponente an eine zur Leistungsreduktion fähige Komponente des Datenverarbeitungssystems erfolgt. Insbesondere kann eine Auswertung des gemessenen Leistungsverbrauchs auch vollständig durch eine Software erfolgen. Vorteilhaft lässt sich die- se auch zur teilweisen zeitlichen Abschaltung anderer Softwarekomponenten einsetzen, um somit die Gesamtleistung zu reduzieren.Alternatively, the evaluation device is connected to a software component, with the power consumption being reduced by sending a signal from the software component to a component of the data processing system capable of reducing the power. In particular, the measured power consumption can also be evaluated completely by software. This can also advantageously be used to partially switch off other software components in order to reduce the overall performance.
Eine Leistungsreduktion einer Komponente kann durch sukzessi- ves Abschalten einzelner nicht benötigter Bereiche der Komponente erfolgen. Alternativ lässt sich die gesamte Komponente abschalten.A component can be reduced in power by successively switching off individual areas of the component that are not required. Alternatively, the entire component can be switched off.
Es ist vorteilhaft, wenn jeder zur Leistungsreduktion fähigen Komponente eine Priorität zugeordnet wird. Bei Überschreitung des Grenzwertes des Leistungsverbrauchs wird anhand dieser Priorität eine Leistungsreduzierung der Komponenten durchge- führt. Weiterbildend kann die Priorität einer jeden Komponente durch einen Benutzer veränderbar sein. Alternativ ist es möglich, eine Liste mit allen Komponenten zu bilden.It is advantageous if a priority is assigned to each component capable of reducing power. If the limit of the power consumption is exceeded, this priority is used to reduce the power of the components. leads. In a further development, the priority of each component can be changed by a user. Alternatively, it is possible to create a list with all components.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist die Vorsehung einer Temperaturmeßeinrichtung, die mit der Auswertevorrichtung verbunden ist. Insbesondere kann die Temperaturmeßeinrichtung Bestandteil der Stromversorgungseinrichtung sein. Vorteilhaft lässt sich damit der Grenzwert des Leistungsverbrauchs mit einem Temperaturmesswert in der Auswertevorrichtung verknüpfen.Another advantageous embodiment is the provision of a temperature measuring device which is connected to the evaluation device. In particular, the temperature measuring device can be part of the power supply device. The limit value of the power consumption can thus advantageously be linked to a temperature measured value in the evaluation device.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Detail erläutert. Es zeigen:The invention is explained in detail below using exemplary embodiments. Show it:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der ErfindungFigure 1 shows a first embodiment of the invention
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel der ErfindungFigure 2 shows a second embodiment of the invention
Figur 3 eine Stromversorgungseinrichtung mit integrierterFigure 3 shows a power supply device with integrated
LeistungsmeßvorrichtungPower measurement
Figur 4 eine Vorrichtung zur Umwandlung der Meßsignale in ein SignalFigure 4 shows a device for converting the measurement signals into a signal
Figur 5 eine Vorrichtung zur Umwandlung der analogen Meßsignale in ein digitales SignalFigure 5 shows a device for converting the analog measurement signals into a digital signal
Figur 6 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Redu- zierung einer Leistung.FIG. 6 shows an exemplary embodiment of a method for reducing an output.
Die Anordnung des DatenverarbeitungsSystems in Figur 1 besteht aus einer Stromversorgungseinrichtung 1, die einen Wechselstrom AC in einen Gleichstrom DC umwandelt. Die Strom- Versorgungseinrichtung 1 weist einen Ausgang 2 auf, der aus einer Versorgungsleitung besteht . Die Versorgungsleitung 2 versorgt die Komponenten 3 bis 7 mit der für den Betrieb not- wendigen Energie. Dazu ist die Versorgungsleitung 2 mit den Komponenten verbunden und weist hier nicht gezeigte Ausgangs- Spannungen auf die verschieden oder gleich sein können. Innerhalb der Stromversorgungseinrichtung 1 ist eine nicht gezeigte Meßeinrichtung integriert, die den Leistungsverbrauch der Stromversorgungseinrichtung der Versorgungsleitung 2 ermittelt und den Meßwert über eine Signalleitung 8 an eine Auswerteschaltung 4 überträgt. Die Auswertevorrichtung 4 wertet ein von der Stromversorgungseinrichtung 1 kommendes Signal aus, das den aktuellen Leistungsverbrauch repräsentiert .The arrangement of the data processing system in FIG. 1 consists of a power supply device 1, which converts an alternating current AC into a direct current DC. The power supply device 1 has an output 2, which consists of a supply line. The supply line 2 supplies the components 3 to 7 with the agile energy. For this purpose, the supply line 2 is connected to the components and has output voltages (not shown) which can be different or the same. A measuring device (not shown) is integrated within the power supply device 1, which determines the power consumption of the power supply device of the supply line 2 and transmits the measured value to an evaluation circuit 4 via a signal line 8. The evaluation device 4 evaluates a signal coming from the power supply device 1, which represents the current power consumption.
Zur Anzeige des Leistungsverbrauchs ist die Auswerteeinrich- tung 4 mit einer Anzeigevorrichtung 7 verbunden. Des weiteren besitzt die Vorrichtung 4 ein Interface 10 zu einer Softwarekomponente 6, an die die Auswertevorrichtung Daten senden und von der sie Instruktionen empfangen kann. Über die Verbindungen 9 sendet die Auswertevorrichtung 4 an die Komponenten 3 bzw. 5 ein Signal zur Leistungsreduktion.To display the power consumption, the evaluation device 4 is connected to a display device 7. Furthermore, the device 4 has an interface 10 to a software component 6, to which the evaluation device send data and from which it can receive instructions. The evaluation device 4 sends a signal for reducing the power to the components 3 and 5 via the connections 9.
Eine mögliche Ausgestaltungsform der Meßeinrichtung innerhalb der Stromversorgungseinrichtung, die hier als Schaltnetzteil ausgebildet ist, ist in Figur 3 zu sehen. Die Stromversorgungseinrichtung enthält eine Primärseite 11 und eine Sekun- darseite 12, die über die beiden Induktivitäten 13 und 14 gekoppelt sind. Parallel zur Induktivität 13 weist die Primärseite einen Transistor T und ein Steuerelement S zur Steuerung des Primärstroms auf . Die Sekundärseite 12 enthält eine Gleichrichterschaltung aus den Dioden D zur Transformation der WechselSpannung in eine Gleichspannung. Am Ausgang der Sekundärseite 12 lassen sich die Spannungen U]_, U2 , und U3 abgreifen.A possible embodiment of the measuring device within the power supply device, which is designed here as a switching power supply, can be seen in FIG. 3. The power supply device contains a primary side 11 and a second side 12, which are coupled via the two inductors 13 and 14. In parallel to the inductance 13, the primary side has a transistor T and a control element S for controlling the primary current. The secondary side 12 contains a rectifier circuit from the diodes D for transforming the AC voltage into a DC voltage. The voltages U ] , U2 and U3 can be tapped at the output of the secondary side 12.
Zur Verbesserung der Qualität des AusgangsSignals ist jede Ausgangsleitung mit einem Kondensator C verbunden, dessen andere Seite mit der Leitung P verbunden ist. Jede Ausgangslei- tung U enthält einen Widerstand R]_, R2 oder R3 , die als Schutzwiderstände vor Überlastung ausgebildet sind.To improve the quality of the output signal, each output line is connected to a capacitor C, the other side of which is connected to the line P. Every exit line device U contains a resistor R] _, R2 or R3, which are designed as protective resistors against overload.
Eine Meßeinrichtung 15 ermittelt den Spannungsabfall über die Widerstände R-χ , R2 / oder R3 und errechnet daraus den Leistungsverbrauch der entsprechenden Ausgangsleitung. Dieser Leistungsverbrauch wird der Auswertevorrichtung 4 übermittelt. Alternativ zu einer Leistungsmessung an den Ausgangsleitungen kann die Meßeinrichtung den Leistungsverbrauch des Datenverarbeitungssystems über den Spannungsabfall des Widerstandes R4 messen. Ebenso möglich ist es, eine Umrechnung des Spannungsabfalls in einen Leistungsverbrauch in der Auswerteschaltung 4 vorzunehmen.A measuring device 15 determines the voltage drop across the resistors R-χ, R2 / or R3 and uses this to calculate the power consumption of the corresponding output line. This power consumption is transmitted to the evaluation device 4. As an alternative to a power measurement on the output lines, the measuring device can measure the power consumption of the data processing system via the voltage drop of the resistor R4. It is also possible to convert the voltage drop into a power consumption in the evaluation circuit 4.
Zur Übertragung der Signale Pjyn, Pjy[2 un(ä PM3 die die Leis¬ tungen der entsprechenden Ausgangsleitungen repräsentieren, seien beispielhaft die Anordnungen in den Figuren 4 und 5 genannt .For transmitting the signals Pjyn, Pjy [2 un (ä PM3 the obligations the Leis ¬ the corresponding output lines represent are an example of the arrangements in Figures 4 and 5 referred to.
In Figur 4 werden die Signale in den Anordnungen G gewichtet und zu einem Gesamtsignal P zusammengefaßt. Als konkrete Aus- führungsform ist es denkbar, die Signale PJVJ1/ ?M2 ' unc^ PM3 als SpannungsSignale auszubilden und die Anordnungen G als Widerstände verschiedener Größe. Dies ist dann von Vorteil, wenn die Auswerteeinrichtung 4 nur einen Eingang für das einen Leistungsverbrauch signalisierendes Signal aufweist.In Figure 4, the signals in the arrangements G are weighted and combined to form an overall signal P. As a specific embodiment, it is conceivable to design the signals PJVJ1 /? M2 ' unc ^ P M3 as voltage signals and the arrangements G as resistors of various sizes. This is advantageous if the evaluation device 4 has only one input for the signal signaling power consumption.
Alternativ dazu können die Signale PMI» ?M2 un<3- PM3 i-n die in Figur 5 gezeigte Anordnung 16 einspeisen, der die Eingangs- signale in ein digitales Ausgangssignal umwandelt. Diese werden über einen digitalen Bus I2C an den digitalen Eingang der Auswerteschaltung ge ührt. Natürlich ist auch eine alternative Übertragungsmethode des gemessenen Signals, insbesondere über einen anderen Bus denkbar.Alternatively, the PMI signals "? M2 un <3- P M3 can be fed into the position shown in Figure 5 assembly 16, of the signals into a digital output signal of the input. These are fed via a digital bus I 2 C to the digital input of the evaluation circuit. Of course, an alternative transmission method of the measured signal is also conceivable, in particular via another bus.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeigt Figur 2 Gleiche Bauelemente tragen hierbei gleiches Bezugszeichen. Auf eine erneute Erläuterung bekannter Elemente wird verzichtet . Die Mutterplatine 17 enthält neben der Prozessoreinrichtung 3 und der Auswerteschaltung 4 mehrere Hauptspeicherbausteine 18, drei Steckplätze 19, sowie zwei Steckplätze 20. Zudem weist die Mutterplatine eine Steckverbindung 21 auf, die mit der Stromversorgungseinrichtung 1 über die Versorgungsleitung 2 verbunden ist. Durch die Steckverbindung 21 werden alle auf der Mutterplatine 17 befindlichen Komponenten mit Strom verschiedener Spannungen versorgt . Weitere Hard- Warekomponenten, die über die Steckplätze 19 mit der Mutterplatine 17 verbunden sind, werden ebenfalls über die Steckverbindung 21 mit Strom versorgt. Dies sind beispielsweise multimediale Erweiterungskarten.An advantageous development of the invention is shown in FIG. 2. The same components have the same reference numerals. There is no further explanation of known elements. In addition to the processor device 3 and the evaluation circuit 4, the motherboard 17 contains a plurality of main memory modules 18, three slots 19 and two slots 20. In addition, the motherboard has a plug connection 21 which is connected to the power supply device 1 via the supply line 2. The plug connection 21 supplies all components on the motherboard 17 with current of different voltages. Other hardware components which are connected to the motherboard 17 via the slots 19 are likewise supplied with current via the plug connection 21. These are, for example, multimedia expansion cards.
Die Anschlüsse 20 führen zu peripheren Massenspeichern, die eine eigene Versorgungsleitung 2a mit der Stromversorgungseinrichtung 1 aufweisen. Die Stromversorgungseinrichtung 1 enthält neben der Meßeinrichtung 15 eine Temperaturmeßeinrichtung 22 zur Messung der Betriebstemperatur der Stromver- sorgungseinrichtung. Ein entsprechendes Signal wird über dieThe connections 20 lead to peripheral mass memories which have their own supply line 2 a with the power supply device 1. In addition to the measuring device 15, the power supply device 1 contains a temperature measuring device 22 for measuring the operating temperature of the power supply device. A corresponding signal is sent via the
Signalleitung 8 an die Auswertevorrichtung 4 gesendet . Die Auswertevorrichtung 4 ist ferner mit einer Sensorvorrichtung 23 verbunden, welche weitere Daten an die Auswertevorrichtung liefert. Dadurch ist es möglich, einen Grenzwert des Leis- tungsverbrauchs mit der gemessenen Temperatur der Stromversorgungseinrichtung oder der Mutterplatine zu verknüpfen, um somit thermische Beschädigungen zu verhindern.Signal line 8 sent to the evaluation device 4. The evaluation device 4 is also connected to a sensor device 23, which supplies further data to the evaluation device. This makes it possible to link a limit value of the power consumption with the measured temperature of the power supply device or the motherboard in order to prevent thermal damage.
Die Temperaturmesseinrichtung kann in einfachster Ausfüh- rungsform ein PTC oder ein NTC-Widerstand sein. Die über denThe simplest embodiment of the temperature measuring device can be a PTC or an NTC resistor. The about the
Widerstand abfallende Spannung kann dann als Maß für die Temperaturänderung verwendet werden. Eine andere Realisierung eines Temperaturfühlers ist ein Transistor und die sich ändernde Basis-Emitterspannung des Transistors. Auch Thermoele- mente oder sogar Schwingquarze mit temperaturabhängiger Resonanzfrequenz können verwendet werden. Als TemperaturmessSignal eignet sich besonders eine sich ändernde Spannung. Das Temperaturmesssignal stellt dabei je nach Temperaturmessfühler die absolute Temperatur oder eine Temperaturänderung dar. Die von dem Temperaturfühler 22 oder 23 ermittelte Temperatur ist eine Maß für die Leistungsaufnahme er mit dem Fühler thermisch gekoppelten Komponente. So kann über die gemessene Temperatur oder Temperaturänderung die abgegebene Wärmemenge und damit die Leistungsaufnahme bzw. die Änderung der Leistungsaufnahme ermittelt werden.Resistance dropping voltage can then be used as a measure of the temperature change. Another implementation of a temperature sensor is a transistor and the changing base-emitter voltage of the transistor. Thermocouples or even quartz crystals with a temperature-dependent resonance frequency can also be used. A changing voltage is particularly suitable as a temperature measurement signal. The Depending on the temperature sensor, the temperature measurement signal represents the absolute temperature or a change in temperature. The temperature determined by the temperature sensor 22 or 23 is a measure of the power consumption of the component thermally coupled to the sensor. In this way, the amount of heat emitted and thus the power consumption or the change in the power consumption can be determined via the measured temperature or temperature change.
Der Temperaturfühler 22 kann direkt auf der größten Wärmequelle der Stromversorgungseinrichtung 1 angebracht sein. Die von der Stromversorgungseinrichtung abgegebene Wärmemenge ist die Verlustleistung und abhängig von der gesamten aufgenommenen Leistung. Sie ist somit eine Maß für die im Computersys- te verbrauchten Leistung. Durch eine direkte Anordnung auf der größten Wärmequelle wird eine Temperaturänderung und damit eine Änderung der Leistungsaufnahme sehr schnelle registriert. Der Temperaturfühler kann aber auch im Luftstrom der von der Stromversorgungseinrichtung nach außen transportier- ten Luft angebracht sein. Ist der Lüfter der Stromversorgungseinrichtung für den Wärmetransport aus dem Computersystem heraus verantwortlich, enthält die nach außen transportierte Wärmemenge Informationen über die gesamte Verlustleistung und damit über die aufgenommene Leistung. Es ist hier aber die größere Zeitkonstante zu berücksichtigen, bis sich eine Leistungsänderung in einer Temperaturänderung bemerkbar macht .The temperature sensor 22 can be mounted directly on the largest heat source of the power supply device 1. The amount of heat given off by the power supply device is the power loss and is dependent on the total power consumed. It is therefore a measure of the power consumed in the computer system. Through a direct arrangement on the largest heat source, a temperature change and thus a change in the power consumption is registered very quickly. However, the temperature sensor can also be installed in the air flow of the air transported outside by the power supply device. If the fan of the power supply device is responsible for transporting heat out of the computer system, the amount of heat transported outside contains information about the total power loss and thus about the power consumed. However, the larger time constant has to be taken into account here until a change in output becomes noticeable in a change in temperature.
Ebenso sinnvoll ist es, mehrere Temperaturfühler an definier- ten Stellen anzubringen, die die meiste Wärme verursachen.It also makes sense to attach several temperature sensors at defined points that generate the most heat.
Diese Stellen produzieren die größte Verlustleistung und nehmen normalerweise auch die größte Leistung auf. Solche Stellen sind beispielsweise am Prozessor, an den Massespeichern, oder der Stromversorgungseinrichtung. Zudem kann so vorteil- haft durch spezifische Reduktion der Leistungsaufnahme der entsprechenden Komponente auch eine Beschädigung durch zu große Wärmeverluste verringert werden. Die Temperaturmesssignale der einzelnen Temperaturfühler werden in der Auswertevorrichtung 4 mit verschiedenen Grenzwerten verglichen. Abhängig davon, ob und wie viele Grenzwerte überschritten sind, trifft die Auswertevorrichtung geeignete Maßnahmen zur LeistungsSenkung. Die Grenzwerte können dabei mit den geeigneten Maßnahmen zur LeistungsSenkung verknüpft sein, so dass bei jedem Überschreiten eines Grenzwertes die entsprechenden Maßnahmen durchgeführt werden. Beispielsweise kann anfangs die Leistungsaufnahme von Massespeichern wieThese places produce the greatest power loss and usually also take up the greatest power. Such locations are, for example, on the processor, on the mass memories, or on the power supply device. In addition, damage by excessive heat losses can also be advantageously reduced by specifically reducing the power consumption of the corresponding component. The temperature measurement signals of the individual temperature sensors are compared in the evaluation device 4 with different limit values. Depending on whether and how many limit values have been exceeded, the evaluation device takes suitable measures to reduce the output. The limit values can be linked to the appropriate measures to reduce the power, so that the corresponding measures are carried out each time a limit value is exceeded. For example, the power consumption of mass storage devices such as
Festplatten oder CD/DVD-Laufwerke durch Verringerung der Rotationsgeschwindigkeit gesenkt werden. Weiterhin kann die Taktfrequenz des Hauptprozessors gesenkt werden, wodurch meist die Leistungsaufnahme deutlich reduziert wird. Wenn diese Maßnahmen noch nicht ausreichend sind, können von der Kontrolleinrichtung beispielsweise nicht verwendete Schnittstellen und ihre Kontrollprozessoren abgeschaltet werden. Dafür eignen sich die serielle, parallel aber auch eine USB o- der Fire-Wire Schnittstelle. Gleichzeitig wird eine entspre- chende Nachricht an den Benutzer gesandt.Hard drives or CD / DVD drives can be reduced by reducing the speed of rotation. Furthermore, the clock frequency of the main processor can be reduced, which usually reduces the power consumption significantly. If these measures are not yet sufficient, interfaces that are not used and their control processors can be switched off by the control device, for example. The serial, but also a USB or fire wire interface are suitable for this. At the same time, a corresponding message is sent to the user.
Es ist günstig, wenn die Kontrolleinrichtung nicht nur aufgrund des oder der Temperatursignale eine Entscheidung trifft, sondern auch weitere Parameter auswertet. Eine Reduk- tion der CPU-Leistung sollte beispielsweise auch von der momentan benötigten Rechenleistung abhängig sein. Werden schnelle Datenzugriffe benötigt, sollte die Rotationsgeschwindigkeit der Massenspeicher nicht reduziert werden. Die weiteren Parameter sind applikations- und benutzerspezifisch und können vom Betriebssystem oder dem Benutzer an die Kon- trolleinrichtung übergeben werden.It is favorable if the control device not only makes a decision based on the temperature signal or signals, but also evaluates further parameters. A reduction in CPU performance should, for example, also depend on the computing power currently required. If fast data access is required, the rotation speed of the mass storage should not be reduced. The other parameters are application- and user-specific and can be passed on to the control device by the operating system or the user.
Zusätzlich kann die Auswertevorrichtung 4 weitere Parameter für eine Entscheidungsfindung heranziehen. Beispielsweise kann die Auswertevorrichtung jeder Komponente eine Priorität zuordnen, und bei einer Leistungsreduktion Signale an die Komponenten senden, welche die niedrigste Priorität aufwei- sen. Ein entsprechendes Signal erfolgt über die Signalleitung 9, die alle Komponenten der Mutterplatine miteinander verknüpft. Alternativ kann dies auch über eine gesonderte Datenleitung an jede Komponente erfolgen.In addition, the evaluation device 4 can use further parameters for decision-making. For example, the evaluation device can assign a priority to each component and, in the event of a power reduction, send signals to the components which have the lowest priority. sen. A corresponding signal takes place via the signal line 9, which links all components of the motherboard to one another. Alternatively, this can also be done via a separate data line to each component.
Durch das in Figur 1 Softwareinterface 10 lassen sich Daten an eine Softwarekomponente senden oder Instruktionen von dieser empfangen. Somit ist es möglich, dass die Auswerteschaltung eine Leistungsreduktion durch Abschalten nicht benötig- ter Softwarekomponenten durchführt. Ein Zugriff eines Benutzers auf die Auswertevorrichtung ist durch dieses Interface ebenfalls möglich. Als mögliche Ausgestaltungsform lässt sich die Auswertevorrichtung 4 als Softwarekomponente ausbilden, die Messdaten von einer Meßeinrichtung auswertet. Ein Benut- zer kann weiterhin weitreichende Konfigurationsmöglichkeiten erhalten, beispielsweise für einen Grenzwert der Leistung o- der der Temperatur.The software interface 10 in FIG. 1 allows data to be sent to a software component or instructions to be received from the latter. It is therefore possible for the evaluation circuit to perform a power reduction by switching off software components that are not required. A user can also access the evaluation device through this interface. As a possible embodiment, the evaluation device 4 can be designed as a software component that evaluates measurement data from a measurement device. A user can also receive extensive configuration options, for example for a limit value for the power or the temperature.
Enthält die Auswertevorrichtung 4 ein Signal eines Leistungs- Verbrauchs, der überhalb eines Grenzwertes liegt, so sendet sie über die in Figur 1 gezeigten Signalleitungen 9 an die Komponenten 3 und 5 ein Signal zur Leistungsreduktion. Zusätzlich zeigt sie die verbrauchte Leistung über die Anzeigevorrichtung 7 ein Benutzer an. Das Signal zur Leistungsreduk- tion erfolgt so lange, bis die Leistung wieder unterhalb des Grenzwertes fällt.If the evaluation device 4 contains a signal of power consumption which is above a limit value, it sends a signal for power reduction to the components 3 and 5 via the signal lines 9 shown in FIG. 1. In addition, it shows the power consumed via the display device 7 to a user. The signal for power reduction continues until the power falls below the limit again.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel eines solchen Verfahrens ist in Figur 6 zu sehen. Bei diesem Verfahren wird jeder, zur Leistungsreduktion fähigen Komponente eine Priorität zugeordnet und diese in der Liste 24 abgelegt. Die Liste 25 enthält alle Komponenten, bei denen eine Leistungsreduktion bereits durchgeführt ist. Die Leistungsreduktion kann dabei durch Umschalten in einen anderen Betriebsmodus oder durch komplettes Deaktivieren der Komponente erreicht werden. Des weiteren wurde ein oberer und ein unterer Grenzwert für den Leistungsverbrauch bestimmt und den Entscheidungsknoten 26 und 27 zugeordnet. Ist der Leistungsverbrauch im Knoten 26 größer als der Grenzwert, so wird im Entscheidungsknoten 28 geprüft, ob abschaltbare Komponenten in der Liste 24 vorliegen. Ist dies der Fall, so wird aus der Liste 24 eine abschaltbare Komponente ausgewählt und diese abgeschaltet 29. Die Auswahl einer solchen Komponente kann sich bei mehreren möglichen Komponenten nach weiteren Vorgaben wie z.B. eine vergebene Priorität oder Benutzervorgaben richten. Die abgeschaltete Komponente wird der Liste 25 hinzugefügt. Danach wird erneut der Leistungsverbrauch bestimmt.A possible embodiment of such a method can be seen in FIG. 6. In this method, each component capable of reducing power is assigned a priority and stored in list 24. The list 25 contains all components for which a power reduction has already been carried out. The power reduction can be achieved by switching to another operating mode or by completely deactivating the component. Furthermore, an upper and a lower limit for the power consumption were determined and assigned to decision nodes 26 and 27. If the power consumption in node 26 is greater than the limit value, it is checked in decision node 28 whether components that can be switched off are present in list 24. If this is the case, a component that can be switched off is selected from the list 24 and this is switched off 29. The selection of such a component can be based on further specifications, such as a given priority or user specifications, for several possible components. The deactivated component is added to list 25. Then the power consumption is determined again.
Existiert keine weitere abschaltbare Komponente, so wird im Entscheidungsknoten 30 nach einer in der Leistung reduzierbaren Komponente in der Liste 24 gesucht. Ist keine weitere Komponente vorhanden, so wird in diesem Ausführungsbeispiel dem Benutzer eine eventuelle Überlastung der Stromversorgungseinrichtung mitgeteilt 36. Andernfalls wird eine in der Leistung reduzierbare Komponente aus der Liste 24 entnommenIf there is no further component that can be switched off, the decision node 30 searches for a component in the list 24 that can be reduced in power. If no further component is present, in this exemplary embodiment the user is informed of a possible overload of the power supply device 36. Otherwise, a component that can be reduced in power is taken from the list 24
31 und der Liste 25 hinzugefügt. Auch hier ist es weiterhin denkbar, den einzelnen Komponenten eine Priorität zuzuordnen, um somit eine Reihenfolge der Leistungsreduzierung vorzunehmen. Dieses Verfahren wird so lange wiederholt, bis der obere Grenzwert im Entscheidungsknoten 26 nicht mehr überschritten wird.31 and list 25 added. Here, too, it is still conceivable to assign a priority to the individual components in order to carry out a sequence of power reduction. This process is repeated until the upper limit value in decision node 26 is no longer exceeded.
Ändert sich nun die Leistungsaufnahme des Datenverarbeitungs- systems beispielsweise durch die Beendigung eines sehr re- chenintensiven Vorgangs, so kann die gesamte Leistungsaufnahme unter den unteren Grenzwert sinken. Ergibt eine Überprüfung im Entscheidungsknotens 27 ein positives Ergebnis, so wird im Entscheidungsknoten 32 geprüft, ob abgeschaltete Komponenten vorliegen. Ist dies der Fall, so wird eine abge- schaltete Komponente aus der Liste 25 ausgewählt, eingeschaltet und der Liste 24 hinzugefügt 33. Sollten keine abgeschalteten Komponenten vorliegen, so wird im Entscheidungsknoten 34 geprüft, ob die Liste 25 in der Leistung reduzierte Komponenten enthält. Gegebenenfalls werden diese der Liste entnommen, die Leistungsaufnahme dieser Komponenten erhöht und der Liste 24 zugeführt. Auch hierbei lässt sich aufgrund weiterer Parameter eine Reihenfolge festlegen. Dieses Verfahren wird so lange wiederholt, bis die Leistung über den unteren Grenzwert steigt .If the power consumption of the data processing system changes, for example as a result of the termination of a very computing-intensive process, the total power consumption can drop below the lower limit. If a check in decision node 27 yields a positive result, then it is checked in decision node 32 whether components that have been switched off are present. If this is the case, a component that is switched off is selected from the list 25, switched on and added to the list 24 33. If there are no switched off components, the decision node 34 checked whether the list 25 contains reduced components in performance. If necessary, these are removed from the list, the power consumption of these components is increased and fed to the list 24. Here too, an order can be defined based on further parameters. This process is repeated until the power rises above the lower limit.
Eine Messung und Auswertung des Leistungsverbrauchs kann in periodischen Zeitabständen oder kontinuierlich erfolgen. Die in diesem Ausführungsbeispiel angegebenen Verfahrensschritte, insbesondere die Reihenfolge einzelner Schritte, lassen sich vertauschen, ohne dass dies das Ergebnis eines solchen Verfahrens verändert. Auch lassen sich andere Möglichkeiten fin- den, als die beschriebenen Listen, um abgeschaltete oder in der Leistung reduzierte Komponenten zu identifizieren. Eine Möglichkeit wäre das „First IN, Last OUT" Prinzip, bei der die Komponenten in umgedrehter Reihenfolge wieder angeschaltet werden. Der Kerngedanke des Verfahrens, aufgrund einer Leistungsmessung eine Aussage über eine Leistungsreduktion zu treffen bleibt erhalten.Power consumption can be measured and evaluated at periodic intervals or continuously. The method steps specified in this exemplary embodiment, in particular the sequence of individual steps, can be interchanged without changing the result of such a method. Other options than the lists described can also be found for identifying components that are switched off or have a reduced output. One possibility would be the "First IN, Last OUT" principle, in which the components are switched on again in the reverse order. The main idea of the method, based on a performance measurement, is that a statement about a performance reduction remains.
Es ist natürlich denkbar, dieses Verfahren nicht nur auf Hardwarekomponenten, sondern auch auf Softwarekomponenten an- zuwenden. Insbesondere ist es möglich, das erfindungsgemäßeIt is of course conceivable to use this method not only on hardware components, but also on software components. In particular, it is possible to implement the invention
Verfahren innerhalb einer Software zu implementieren. Einzelne Prozesse können zeitweise gestoppt werden, um so den Leistungsverbrauch zu senken.Implement procedures within software. Individual processes can be stopped temporarily to reduce power consumption.
In diesem Zusammenhang ist es ebenso denkbar, dass ein Benutzer weitgehende Einflußmδglichkeiten erhält, beispielsweise um Komponenten vor einem Signal zur Leistungsreduktion zu schützen.In this context, it is also conceivable for a user to have extensive influence, for example to protect components from a signal for reducing the power.
Der wesentliche Gedanke der Erfindung ist es daher, eine Anordnung in einem Datenverarbeitungssystem vorzusehen, dass die Leistung einzelner Soft- oder Hardwarekomponenten redu- zieren kann, um somit den gesamten Leistungsverbrauch zu senken. Dabei ist es unerheblich, ob eine solche Anordnung als Soft- oder Hardwareanordnung ausgebildet ist. Für die Entscheidungsgrundlage wird zumindest eine Temperatur oder eine Änderung der Temperatur des Computersystems oder einzelner Komponenten verwendet. Die hier aufgeführten Beispiele lassen sich beliebig kombinieren, der Erfindungsgedanke ist nicht auf einen Temperaturmessfühler an einer Stelle des Computersystems beschränkt . The essential idea of the invention is therefore to provide an arrangement in a data processing system that reduces the performance of individual software or hardware components. can decorate, thus reducing the total power consumption. It is irrelevant whether such an arrangement is designed as a software or hardware arrangement. At least one temperature or a change in the temperature of the computer system or individual components is used for the decision-making basis. The examples listed here can be combined as desired, the inventive idea is not limited to a temperature sensor at one point in the computer system.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anordnung eines Datenverarbeitungssystems, mit einer Prozessoreinheit (3) , mit zum Betrieb des Datenverarbeitungs- Systems verwendeten Soft- und/oder Hardwarekomponenten (5, 18, 19, 20) und einer Stromversorgungseinrichtung (1), bei der die Stromversorgungseinrichtung (1) zumindest eine Versorgungsleitung (2) mit zumindest einer Ausgangsspannung zur Versorgung der Prozessoreinheit (3) und der Hard- warekomponenten (5, 18, 19, 20) aufweist, wobei das Datenverarbeitungssystem eine Meß- und Auswertevorrichtung (4) umfasst, die eine Verbindung (9) zu der Prozessoreinheit (3) und/oder zu weiteren Komponenten (5, 18, 19, 20) aufweist und bei Überschreitung eines Grenzwerts des Leis- tungsverbrauchs eine Leistungsreduzierung der Prozessoreinheit (3) und/oder der weiteren Komponenten (5, 18, 19, 20) vornimmt , dadurch gekennzeichnet, dass die Mess- und Auswertevorrichtung (4) zur Ermittlung und Auswertung des aktuellen Leistungsverbrauchs des Datenverarbeitungssystems mit einer Temperaturmesseinrichtung (22, 23) gekoppelt ist.1. Arrangement of a data processing system, with a processor unit (3), with software and / or hardware components (5, 18, 19, 20) used to operate the data processing system and a power supply device (1), in which the power supply device (1) Has at least one supply line (2) with at least one output voltage for supplying the processor unit (3) and the hardware components (5, 18, 19, 20), the data processing system comprising a measuring and evaluation device (4) which connects ( 9) to the processor unit (3) and / or to further components (5, 18, 19, 20) and if the limit value of the power consumption is exceeded, the processor unit (3) and / or the further components (5, 18 , 19, 20), characterized in that the measuring and evaluation device (4) for determining and evaluating the current power consumption of the data processing system with a temperature rmesseinrichtung (22, 23) is coupled.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Datenverarbeitungssystem eine Auswertevorrichtung (4) enthält, die mit der Stromversorgungseinrichtung (1) verbunden ist und ein von der Stromversorgungseinrichtung (1) kommendes Signal auswertet, das den aktuellen Leistungs- verbrauch signalisiert.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the data processing system contains an evaluation device (4) which is connected to the power supply device (1) and evaluates a signal coming from the power supply device (1) which signals the current power consumption.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Meßeinrichtung (4) mit zumindest einer Versorgungslei- tung (U]_, U2 , U3) der Ausgangsspannung zur Messung der aktuellen Leistung einer jeden AusgangsSpannung verbunden ist. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring device (4) is connected to at least one supply line (U] _, U2, U3) of the output voltage for measuring the current power of each output voltage.
. Anordnung nach Anspruch' 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Versorgungsleitungen mit jeweils einer Ausgangs- Spannung vorgesehen sind, wobei mehrere Versorgungsleitun- gen zur Messung der aktuellen Leistung mit der Meßeinrichtung (4) verbunden sind., Arrangement according to Claims 1 to 3, characterized in that a plurality of supply lines, each with an output voltage, are provided, a plurality of supply lines being connected to the measuring device (4) for measuring the current power.
5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßeinrichtung (4) als Bestandteil der Stromversorgungseinrichtung (1) ausgebildet ist.5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that the measuring device (4) is designed as part of the power supply device (1).
6. Anordnung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungseinrichtung (1) einen Transformator aufweist, wobei die Meßeinrichtung mit der Primär- oder der Sekundärseite des Transformators verbunden ist.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the power supply device (1) has a transformer, the measuring device being connected to the primary or the secondary side of the transformer.
7. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (4) einen oberen und einen unteren Grenzwert des Leistungsverbrauchs aufweist, wobei bei Überschreitung des oberen Grenzwerts eine Leistungsreduzierung, bei Unterschreiten des unteren Grenzwerts die Rücknahme der Leistungsreduzierung durchführbar ist.7. The arrangement according to claim 1, characterized in that the evaluation device (4) has an upper and a lower limit value of the power consumption, wherein if the upper limit value is exceeded, a power reduction can be carried out, if the value falls below the lower limit value, the power reduction can be canceled.
8. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessoreinheit (3) und/oder die Komponenten (5) meh- rere schaltbare Betriebsmodi mit unterschiedlichem Leistungsverbrauch aufweisen.8. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the processor unit (3) and / or the components (5) have several switchable operating modes with different power consumption.
9. Schaltungsanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsreduzierung des Prozessors (3) und/oder der Komponenten (5) durch die Auswertevorrichtung (4) durchführbar ist. 9. Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the processor (3) and / or the components (5) can be reduced in power by the evaluation device (4).
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung als Softwarekomponente ausgebildet ist.10. Circuit arrangement according to claim 1 to 9, characterized in that the evaluation device is designed as a software component.
11. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ergebnis der Meß- und Auswertevorrichtung durch eine Softwarekomponente (6) über eine Schnittstelle (10) ab- rufbar ist.11. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the result of the measuring and evaluation device can be called up by a software component (6) via an interface (10).
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduzierung des Leistungsverbrauchs der Prozessor- einheit (3) und/oder weiterer Komponenten (5) durch die Softwarekomponente (6) durchführbar ist.12. Arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that a reduction in the power consumption of the processor unit (3) and / or further components (5) can be carried out by the software component (6).
13. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (4) mit einer Einrichtung (7) zur Anzeige des aktuellen Leistungsverbrauchs verbunden ist .13. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation device (4) is connected to a device (7) for displaying the current power consumption.
14. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertevorrichtung (4) eingangsseitig zur analogen oder digitalen Signalverarbeitung ausgebildet ist .14. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the evaluation device (4) is formed on the input side for analog or digital signal processing.
15. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmeßeinrichtung zur Messung der Temperatur der Stromversorgungseinrichtung (1) ausgebildet ist.15. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature measuring device is designed to measure the temperature of the power supply device (1).
16. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung zur Messung der Temperatur der Prozessoreinheit (3) ausgebildet ist. 16. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature measuring device is designed to measure the temperature of the processor unit (3).
17. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesseinrichtung einen PTC, NTC, oder einen Transistor umfasst.17. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature measuring device comprises a PTC, NTC, or a transistor.
18. Verfahren zur Reduzierung einer Leistung eines Datenverarbeitungssystems bestehend aus mehreren Soft- und/oder Hardwarekomponenten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur oder eine Temperaturänderung gemessen wird; die gemessene Temperatur oder Temperaturänderung mit einem Grenzwert verglichen wird und - bei Überschreiten des Grenzwertes ein Signal zur Leistungsreduzierung erzeugt wird.18. Method for reducing the performance of a data processing system consisting of several software and / or hardware components, characterized in that a temperature or a change in temperature is measured; the measured temperature or temperature change is compared with a limit value and - if the limit value is exceeded, a signal for reducing the power is generated.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass - die gemessene Temperatur oder Temperaturänderung mit einem zweiten Grenzwert verglichen wird, bei Unterschreiten des zweiten Grenzwertes ein Signal zur Rücknahme der Leistungsreduzierung erzeugt wird.19. The method according to claim 18, characterized in that - the measured temperature or temperature change is compared with a second limit value, a signal for reducing the power reduction is generated when the value falls below the second limit value.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduktion des Leistungsverbrauchs durch Senden eines Signals zur Leistungsreduzierung an eine zur Leis- tungsreduktion fähige Komponente des Datenverarbeitungs- systems vorgegeben wird.20. The method according to claim 18, characterized in that a reduction in the power consumption is predetermined by sending a signal for power reduction to a component of the data processing system capable of power reduction.
21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Komponente zur Reduzierung des Leistungsverbrauchs eine Priorität zugeordnet wird, und bei Überschreitung eines Grenzwertes die Leistung der Komponente mit nied- rigster Priorität reduziert wird und danach mit der jeweils höheren Priorität.21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that each component is assigned a priority to reduce the power consumption, and when a limit value is exceeded, the performance of the component with highest priority is reduced and then with the higher priority.
22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Komponenten in ihrer Leistung reduziert werden.22. The method according to claim 18, characterized in that various components are reduced in their performance.
23. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reduktion des Leistungsverbrauchs durch Senden eines Signals zum Abschalten an eine zur Abschaltung fähige Komponente vorgegeben wird.23. The method according to claim 18, characterized in that a reduction in the power consumption is predetermined by sending a signal for switching off to a component capable of switching off.
24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Priorität einer Komponente durch einen Benutzer des Datenverarbeitungssystems veränderbar ist.24. The method according to claim 21, characterized in that the priority of a component can be changed by a user of the data processing system.
25. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungsreduzierung der Komponenten so lange durchgeführt wird, bis der Grenzwert wieder unterschritten ist.25. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a reduction in performance of the components is carried out until the limit value is again fallen below.
26. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass zur Festlegung der Grenzwerte ein in dem Datenverarbeitungssystem ermittelter weiterer Temperaturmesswert ver- wendet wird.26. The method according to claim 18 or 19, characterized in that a further temperature measured value determined in the data processing system is used to determine the limit values.
27. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktueller Leistungsverbrauch des Datenverarbeitungs- Systems wiederholt ermittelt wird. 27. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a current power consumption of the data processing system is determined repeatedly.
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