專利名稱：具有簡化電源的低功率模式計算機的制作方法
技術領域：
本發明涉及下列美國專利申請的主題Aguilar，Gupta和Atafford，“引導代碼驗證和恢復”，申請號09/211367；Aguilar，Gupta和Atafford，“在存儲媒體上創建引導代碼映像”，申請號09/211368；Brewer和Gupta，“網絡計算機中的本地永久存儲器”，申請號09/211366；以及Aguilar和Gupta，“用于減少電磁干擾效應的網絡連接器”，申請號09/211372，它們都在本申請的申請日提交了申請。
本發明一般地涉及基于微處理器的計算機領域，特別涉及改進網絡計算機和其它資源有限的計算機的可靠性，靈活性和功耗。
越來越多的局域網提供所希望的解決方案的計算應用將越來越多的注意集中到通過精心控制網絡中每臺計算機的資源配置來使網絡價值最大化。在過去，局域網通常被設計為互連兩臺或更多個人計算機，可能與一臺大容量集中式服務器相結合。被廣泛傳播并接受的基于盤片的操作系統軟件減少了很多與實現局域網有關的設計費用，對由兩臺或更多第一上獨立的機器組成的網絡的增殖作出了極大的貢獻。雖然這樣的網絡容易被實現，這些網絡對終端用戶沒有實現最大價值，因為這些網絡沒有以優化方式分配資源。更明確地，簡單地包含一組獨立機器的網絡不必要地重復了資源，這些資源可以被集中在一臺或若干網絡服務器并通過網絡被提供。通過簡單地剝奪每臺網絡計算機資源來解決這個問題的嘗試導致網絡機器失去了想要的靈活性和特性。這種嘗試的例子包括對獨立機器的電源的修改或簡化，以及去除諸如基于盤片的存儲設備的本地永久存儲器。不幸地，由這些降低成本和消除網絡計算機不必要重復的嘗試導致的缺點超過了獲得的好處。舉例來說，對傳統電源的簡化典型地導致計算機無法實現傳統的低功率模式，而從機器去除基于盤片的媒體嚴重地限制了可以在這些機器上運行的應用軟件的獲得。因此，需要在計算機中引入各種改進和特性，這些改進和特性被特別設計來用于網絡環境以獲得降低了成本并消除網絡資源不必要的冗余而沒有明顯減低可靠性，靈活性和性能的機器。
本發明提供了網絡計算機的本地恢復，本地永久存儲器的低成本實現，通過降低網絡計算機對EMI影響提高可靠性，以及下面將詳細討論的其它好處，上面提到的問題的大部分被根據本發明的網絡計算機解決。本發明通過減少網絡計算機的資源獲得節約，同時彌補了由于資源被簡單地移走引起的主要缺點。
廣泛地講，本發明的第一個應用考慮了一個引導代碼存儲設備，該存儲設備配置有計算機指令，用于響應引導事件執行引導代碼有效性檢查以提供對計算機，如網絡計算機，的本地恢復。響應引導事件，如對計算機加電，其中引導代碼存儲設備位于該計算機，如果有效性檢查失敗，引導代碼的一個映像被從第一存儲媒體拷貝到引導代碼存儲設備。如果有效性檢查通過，引導代碼的剩余部分，包含啟動序列，被執行。在一個實施例中，引導代碼有效性檢查判斷引導代碼跳線在母板上是否存在，其中引導代碼存儲設備被連接到該母板上。在優選實施例中，引導代碼存儲設備包括快閃存儲設備，優選地包含多個分區。在優選實施例中，引導代碼有效性檢查是引導代碼的引導塊的一部分，駐留在快閃存儲設備的第一分區。在一個實施例中引導塊和引導代碼駐留在引導代碼存儲設備的連續存儲空間。在一個實施例中，第一存儲媒體是一個配置了引導代碼的一個映像的微型快閃卡，從該第一存儲媒體引導代碼被拷貝。
本發明的第一個應用進一步考慮了一種響應計算機引導事件的方法，在其中引導代碼有效性檢查被執行。然后，如果有效性檢查失敗，引導代碼的一個映像被從一個第一存儲媒體拷貝到計算機的引導代碼存儲設備。如果有效性檢查通過，引導代碼的剩余部分，優選地包含啟動序列，被執行。引導事件可以包括對計算機加電或一個LAN喚醒事件。有效性檢查優選地包含對引導代碼跳線是否存在于該計算機的母板上的判斷。在優選實施例中，引導代碼有效性檢查作為引導塊的一部分被執行，其中該引導塊形成引導代碼的一部分，駐留在引導代碼存儲設備，如快閃存儲卡的第一分區。
本發明的第一個應用還進一步考慮了一種復位一個網絡計算機的方法，在其中操作員或用戶設定該計算機通不過引導代碼有效性檢查，諸如在計算機母板的引導代碼跳線塊內插入跳線。一個引導事件然后被執行，諸如通過給計算機上電，以啟動有效性檢查。響應有效性檢查的失敗，引導代碼的一個映像被從第一媒體拷貝到計算機的引導代碼存儲設備。在一個第一媒體為微型快閃卡的實施例中，該方法允許一個沒有硬盤和其它基于盤片的存儲媒體的計算機的本地恢復。
本發明的第二個應用考慮了一種創建引導代碼映像的方法，在其中計算機在執行旁路測試前被設定為通不過引導代碼創建旁路測試。當旁路測試隨后被執行時，存儲在引導代碼存儲設備中的引導代碼被拷貝到第一存儲媒體以響應旁路測試的失敗。優選地，該計算機通過在該計算機的母板插入至少一個跳線被設定為通不過旁路測試。在這個實施例中，該至少一個的跳線存在與否確定了旁路測試的結果。在一個實施例中，引導代碼創建旁路測試被執行以響應引導事件，諸如系統上電或復位。在優選實施例中，旁路測試組成作為引導代碼一部分的引導塊的一個部分。在一個實施例中，引導代碼被保存到微型快閃卡以響應旁路測試的失敗。一個包含多個分區的快閃存儲設備被用來作為引導代碼存儲設備。在一個實施例中，引導決和引導代碼創建旁路測試駐留在快閃存儲設備的第一分區，而引導代碼的其余部分，包含啟動序列，駐留在隨后的分區中。
本發明的第二個應用進一步預期一個被配置了代碼的引導代碼存儲設備，該代碼用于響應引導事件執行引導代碼創建旁路測試。如果旁路測試失敗，引導代碼執行一個例程，從引導代碼存儲設備拷貝引導代碼的一個映像到第一存儲媒體，諸如前面指出的微型快閃卡。如果旁路測通過，引導代碼跳過引導塊和復制例程，并執行啟動序列以使計算機進入一種預先確定的初始狀態。在引導代碼存儲設備是快閃存儲設備的實施例中，快閃存儲設備優選地包含多個分區，其中引導塊駐留在第一分區。
本發明的第二個應用進一步考慮了一種恢復計算機網絡的方法。第一臺網絡計算機被設定為通不過引導代碼創建旁路測試。旁路測試被執行，并且，響應旁路測試的失敗，引導代碼的一個映像被從第一臺網絡計算機的引導代碼存儲設備拷貝到一個第一存儲媒體。然后第二臺網絡計算機被設定為通不過引導代碼有效性檢查，并且有效性測試在第二臺計算機上被執行。然后響應有效性檢查的失敗，引導代碼的一個映像被從第一存儲媒體拷貝到該第二臺網絡計算機的引導代碼存儲設備。對第一臺網絡計算機的設定包括在該第一臺網絡計算機的母板上插入至少一根引導代碼創建跳線，而對第二臺網絡計算機的設定包括在該第二臺網絡計算機的母板上插入至少一根引導代碼有效性跳線。
本發明的第三個應用考慮了一網絡計算機。該計算機包含經由單一電源板供電的母板，處理器，安裝在母板上的系統存儲器，以及優選地集成在母板上的網絡接口。該網絡計算機被設定在響應低功率事件時進入低功率狀態。該計算機被進一步設定在響應喚醒事件時從低功率狀態轉換到滿功率狀態。喚醒事件可以包括表現為服務器發出的命令的形式的LAN喚醒，其中服務器經由網絡連接到網絡計算機。以這種方式，網絡計算機的功率模式可以被服務器遠程管理。在一個實施例中，網絡計算機沒有基于盤片的存儲設備，但是包含本地永久存儲器，包括微型快閃卡。優選地，網絡計算機的時鐘發生器被設定為當網絡計算機處于滿功率模式時為處理器產生時鐘信號，并被進一步設定為在低功率模式時不產生時鐘信號。在一個實施例中，網絡計算機進一步包含至少一個經由外圍總線，如PCI總線，連接到處理器的外圍設備。在該實施例中，計算機被優選地設定為將每個外圍總線上的外圍設備在該網絡計算機進入低功率模式時轉換到功率管理模式。本發明的一個優選實施例包含一個計算機，在滿功率模式時功耗小于大約65瓦，而在低功率模式時最大功耗小于約15瓦。在一個實施例中，低功率事件包括簡單地按網絡計算機的一個開/關按鈕。喚醒事件可以包括簡單地再按一次開/關按鈕。喚醒事件可以是一個LAN喚醒事件，其中喚醒信號經由網絡接口被接收，或一個“鈴聲喚醒”事件，其中喚醒信號經由連接到計算機的調制解調器被接收。
本發明的第三個應用進一步考慮了一個計算機網絡，包含一個網絡計算機和一個服務器。該網絡計算機包含經由單一電源板供電的母板，時鐘發生器，處理器，安裝在母板上的系統存儲器，以及被優選地集成在母板上的網絡接口。該網絡計算機被設定在響應低功率事件時進入低功率狀態，并進一步被設定為在響應喚醒事件時從低功率狀態轉換到滿功率狀態。喚醒事件可以是由經由網絡媒體連接到網絡計算機的服務器發出的喚醒信號。服務器通過網絡與網絡計算機接口，并優選地被設定向網絡計算機發出喚醒信號。在一個實施例中，網絡計算機的特征為沒有基于盤片的存儲設備并包含形式為微型存儲卡的本地永久存儲器。在一個實施例中，服務器的本地永久存儲器包括基于盤片的存儲設備，并可以進一步包括微型存儲卡。在優選實施例中，網絡媒體包括電纜或雙絞線。可替換地，網絡是無線的。優選地，低功率事件激活一個例程終止網絡計算機時鐘發生器，并將安裝在網絡計算機的外圍總線上的外圍設備置于功率管理模式。喚醒事件優選地執行外圍總線和時鐘發生器的復位。
本發明的第三個應用進一步預期一種在計算機網絡中管理功耗的方法，其中網絡計算機包含經由單一電源板供電的母板，該母板在響應低功率事件時被強制進入低功率模式。一個喚醒事件，諸如由網絡的服務器發出的LAN喚醒信號，或來自網絡計算機的調制解調器設備的調制解調器信號，被執行以將網絡計算機從低功率狀態轉換到滿功率狀態。低功率事件可以包括簡單地按網絡計算機的一個開/關按鈕。優選地，網絡計算機的低功率狀態包括一種狀態，其中網絡計算機的時鐘發生器被終止。
本發明的第四個應用考慮了一網絡計算機，包含機箱，安裝在機箱內表面的電源，由電源供電的母板，該母板包含時鐘發生器，引導代碼存儲設備，處理器，系統存儲器，以及網絡接口，該網絡接口適合于通過網絡將網絡計算機與服務器接口。網絡計算機沒有盤片驅動器，但包含諸如微型快閃卡的本地永久存儲器。優選地，網絡計算機包含一個或多個連接在計算機的外圍總線上的外圍設備。在優選實施例中，網絡接口包含一個或多個驅動器以及集成到母板的相關電路，并包含一個RJ45連接器。在一個實施例中，電源通過單一電源板給母板供電，并且，計算機在滿功率時消耗小于約65瓦，而在低功率模式時消耗小于約15瓦。優選地，引導代碼存儲設備包括用引導代碼處理器指令配置的快閃存儲器。在一個實施例中，網絡計算機可取地包含盤片驅動設備，諸如安裝在網絡計算機上的盤片存儲器。
本發明的第四個應用進一步考慮了一種測試網絡計算機的方法，包括連接一個基于盤片的存儲設備到網絡計算機，其中該網絡計算機沒有基于盤片的存儲設備，但包含本地永久存儲器，諸如微型快閃卡。然后，基于盤片的操作系統，諸如OS/2，Windows98，或WindowsNT，通過基于盤片的存儲設備被加載到網絡計算機。然后，被網絡計算機上基于盤片的操作系統支持的測試軟件組被加載并在網絡計算機上執行以驗證其功能。然后基于盤片的存儲設備被移走。在一個實施例中，該方法進一步包括簡單地在組成網絡的多個網絡計算機的每一臺計算機上安裝該基于盤片的存儲設備，因而單個這樣的基于盤片的存儲設備可以被用于驗證每一臺網絡計算機。
本發明的第四個應用進一步考慮了一個計算機網絡，包含至少一臺網絡計算機，該網絡計算機由機箱，安裝在機箱內表面的電源，由電源供電的母板，以及優選地被集成在母板上的網絡接口組成，其中網絡接口適合于通過網絡將網絡計算機與服務器接口。網絡計算機沒有盤片驅動器，但包含諸如微型快閃卡的本地永久存儲器。該網絡進一步包含一臺經由網絡媒體與網絡計算機接口的服務器。該服務器包含機箱，安裝在機箱內表面的電源，母板，以及包含一個基于盤片的存儲設備的本地永久存儲器。在一個實施例中，電源通過單一電源板給母板供電，并且消耗小于約65瓦的功率。優選地，網絡接口被集成在母板上并提供與包含RJ45連接器的網絡的以太網連接。網絡媒體可以是電纜，雙絞線，或在網絡的無線實施例中為大氣。服務器可以包含額外的微型快閃卡形式的本地永久存儲器。
本發明的第五個應用著重用于網絡接口以在高速網絡中降低EMI效應的連接器。該連接器包含一個連接器容器，優選地由諸如鋁的導電材料形成。該容器包含定義插座開口的插座面。連接器的插座被固定在容器的內表面，并適于通過插座開口安裝網絡電纜的終端。連接器具有一個連接器電路，包含連接到網絡電纜的電纜端口，以及連接到網絡接口的接口端口。容器定義了至少一根適于安裝燈管的導管。優選地，網絡接口被集成在母板上并提供以太網連接。在一個實施例中，連接器電路包含磁性元件。在優選實施例中，連接器包括RJ45連接器。在一個以較小物理尺寸計算機如網絡計算機為優勢的實施例中，容器的最大尺寸小于約1英寸。在一個實施例中，連接器進一步包含安裝在燈管導管內的燈管。在該實施例中，燈管的一端到達臨近插座開口的容器的插座面處。
本發明的第五個應用涉及集成了網絡接口的母板。該母板包含印刷電路板，固定在印刷電路板上的連接器，安裝在印刷電路板上的LED，以及燈管。其中LED指示網絡接口的狀態。連接器包含一個容器和容器內的插座，其中的插座被設定來安裝通過容器的插座面中的插座開口的網絡電纜終端。該容器定義了至少一根適于安裝燈管的導管。燈管被安裝在燈管導管內，因此燈管的首端到達容器的插座面中的燈管開口處，而燈管的末端靠近LED。在這種配置中，靠近燈管末端的LED發出的光可以在首端被觀察到。該接口優選地提供以太網連接，并且連接器，諸如一個RJ45連接器，包含具有磁性元件的連接器電路，其中磁性元件與LED的間隔改進了該連接器的EMI易感性。
本發明的第五個應用進一步考慮了一網絡計算機，包含機箱以及包含了集成的網絡接口的母板。母板被固定在機箱的內表面，并由機箱內的電源供電。母板包含處理器并優選地至少一個擴展槽。網絡接口優選地提供以太網連接并包含連接器，LED和燈管。連接器，如RJ45連接器，被固定在母板上并包含一個容器，該容器定義了至少一個適于安裝燈管的導管。LED被安裝在母板上，并被設定來指示網絡接口的狀態。燈管被安裝在燈管導管內，燈管的首端到達容器的插座面中的燈管開口處，而燈管的末端靠近LED，因而LED發出的光可以在首端被觀察到。
本發明的其他目標和優勢在參照如下附圖閱讀下面的詳細描述后將變得顯而易見
圖1是根據本發明的第一個應用的母板；圖2是根據現有技術的快閃存儲設備的一個圖；圖3是根據本發明的快閃存儲設備的一個圖；圖4是根據本發明的第一個應用的方法的一個流程圖；圖5是根據本發明的第一個應用的方法的一個流程圖；圖6是根據本發明的第一個應用的計算機的切面圖；圖7是根據本發明的第二個應用的母板；圖8是根據本發明的第二個應用的方法的一個流程圖；圖9是根據本發明的第二個應用的方法的一個流程圖；圖10是一個計算機網絡的圖，該網絡包含根據圖7的一個網絡計算機；圖11是根據本發明的第三個應用的母板；圖12是根據本發明的第三個應用的方法的一個流程圖；圖13是根據本發明的第四個應用的網絡計算機的一個簡化塊圖14是根據本發明的網絡的一個描述；圖15是根據本發明的第四個應用的方法的一個流程圖；圖16是根據本發明的第五個應用的連接器的一個透視圖；圖17是圖16的連接器的一個代表電路的電路圖；圖18是一個母板的簡化頂視圖，該母板包含根據本發明的第五個應用的一個網絡接口；以及圖19是一個計算機的簡化視圖，該計算機包含根據本發明的第五個應用的一個網絡接口。
雖然本發明容許不同的修改和可供選擇的形式，在這里特定的實施例作為例子顯示在附圖中，并將在此被詳細描述。然而應該理解，這里提供的附圖和詳細描述并不試圖將本發明限制在公開的特定的實施例中，相反，目的是涵蓋符合由所附的權利要求所定義的本發明的實質和范圍的所有的修改，等價方案，以及可供選擇的方案。
轉向附圖，圖1至6描述本發明的第一個應用，該應用著重恢復計算機的引導代碼，減少破壞、刪除或其它無法運行該計算機的引導代碼的危險。發明的第一個應用可用于許多計算環境，包括典型地與網絡計算機相聯系的計算環境。在本公開內容中，網絡計算機是指設計來作為計算機網絡上一個結點被實現，并以低的初始成本和運行成本為特征的計算機，其中低成本是通過減少網絡計算機的設備來達到，那些設備可以經由計算機網絡被足夠地提供。利用集中資源導致較低的網絡總體成本，從而使網絡方案在更多的應用中可行。
現在參考圖1，根據本發明的第一個應用的母板102以及使用母板102的計算機100(如圖6所示)被介紹。母板102包含處理器104，核心芯片組106，時鐘發生器108，以及引導代碼存儲設備110，它們都被固定在印刷電路板113上，并通過印刷電路板互連，印刷電路板應該為基于微處理器的計算機系統領域的專業人員所熟悉。處理器104可以用任一種RISC或CISC微處理器實現，本發明不打算限制設計者實現時的選擇。此外，盡管母板102的實施例示意了單處理器104，本發明允許包含經由一個主機總線(也被稱為處理器總線或局部總線)連接的兩個或多個處理器104的多處理器機器。母板102還包括一個核心芯片組106。核心芯片組106相應地提供各種需要的支持功能，這些功能使處理器104能夠與計算機100的各種外圍設備通訊。圖1中描述的核心芯片組106的實施例示意了兩種設備，但是，應當認識到其它的實現是可能的，包括將幾乎全部核心芯片功能集成到單個設備或集成到處理器104本身的實現。核心芯片組106典型地包含一個用于將處理器104連接到系統存儲器112的存儲控制器，一個用作主機總線與一個或多個外圍總線以及通過一個或多個擴展槽114連接到母板102的外圍設備的接口的總線橋，和中斷處理及總線仲裁功能。處理器104和核心芯片組106被由時鐘發生器108產生的時鐘信號同步。圖1通過一個或多個連接器111示意系統存儲器112，該連接器適于安裝各種商業可供的內存模塊。(為清晰起見，這些模塊本身沒有在圖1中顯示。)計算機設計的專業人員應當理解，系統存儲器112，綜合考慮容量、速度、可靠性和價格，最適宜用DRAM存儲模塊來實現。
計算機100的母板102包含一個引導代碼存儲設備110。引導代碼存儲設備提供一組第一上永久的計算機指令，這組指令可被處理器104執行，被設計來把計算機100和系統存儲器112在系統引導或打開電源后轉換到預先確定的狀態。引導代碼存儲設備110適于被實現為非易失性存儲器，諸如EEPROM或快閃存儲設備。盡管系統存儲器1 12中的計算機指令和數據在掉電或顯著中斷時會丟失，保存在引導代碼存儲設備110中的指令保持完整，除非有一特定序列的電信號被應用到引導代碼存儲設備110以對包含在其中的代碼進行編程或擦除。在計算機100的當前優選實施例中，引導代碼存儲設備110是快閃存儲設備。轉向圖2和圖3，分別根據現有技術和本發明的快閃存儲設備的表示被介紹。在圖2的現有技術和圖3的本發明中，快閃存儲設備都典型地以內部組織為特征，其中快閃存儲設備陣列被分為多個分區。從而，現有技術的快閃存儲設備010包括分區012a，012b，...012n，而快閃存儲設備110包括分區122a，122b，...122n。快閃存儲設備的每個分區包括多個快閃存儲單元。在動態RAM設備中，以第一上相同的速度或時鐘周期讀寫“1”或寫“0”，與此不同，快閃存儲設備以相對較長并經常是異步的寫周期(其中寫“1”或“編程”一個單元需要的時間與寫“0”或“擦除”一個單元所需的時間不同)為特征。因此，快閃存儲設備適合于計算機指令被寫或修改相對不頻繁的應用。但是，有時候，需要對引導代碼存儲設備110的內容重新編程，例如，當引導代碼被修訂以集成各種改進，或當引導代碼存儲設備110被擦除或其它方式的破壞時。
通常快閃存儲設備在重新編程前必須被完全擦除。為方便擦除過程，快閃存儲設備被這樣設計，一個完整的分區在一個擦除周期中被擦除。快閃存儲設備的這個特征是當引導代碼被修訂或升級時可以引起的潛在嚴重問題的原因。如果在引導代碼重新編程的過程中電源掉電，計算機在重新啟動時無法完全執行其引導程序，從而使計算機第一上沒有功能。這個問題通過將一段代碼，此處稱為引導塊，作為引導代碼的部分存儲到引導代碼存儲設備中而解決。引導塊通常包括正好足以允許計算機用引導代碼對其引導代碼存儲設備重新編程的代碼。為防止傳統設計的機器中引導塊本身被擦除或破壞，引導塊通常被存儲在引導塊存儲設備的高端分區。參考圖2，根據現有技術的引導塊存儲設備010包括第一和第二入口點，024a和024b，分別存儲在分區022a和022j。在常規操作過程中，引導代碼的執行從在第一分區022a的第一入口點024a開始并往下進行。如果引導代碼被破壞，從而計算機不能執行其引導代碼，傳統計算機包含轉向高端地址行的設備以導致在第二入口點024b處進入引導代碼存儲設備010，在那里引導塊被執行以恢復或更新引導代碼。
本發明的計算機沒有在發現引導代碼錯誤時改變地址行的設備。雖然去除這個設備減少了計算機100的整體成本，它使得在前面的討論中描述的雙重入口點引導代碼方案不能工作。本發明提出一個對這兩難問題的解決方案，即在引導代碼例程的初期包含一個引導代碼有效性測試，并同時提供設備，通過該設備計算機100可以被在本地設定為通不過引導代碼有效性測試。如果有效性測試失敗，引導塊被執行以重新編程引導代碼存儲設備。另一方面，如果通過有效性測試，引導塊被旁路，引導代碼的剩余部分，包括計算機100的啟動序列，被執行。在圖1描述的實施例中，在本地設定計算機100通不過引導代碼有效性測試的能力是通過使用跳線塊118和跳線119來獲得的。更明確地，包含在引導代碼存儲設備110的引導塊中的引導代碼有效性測試檢測跳線119是否存在于母板102的跳線塊118中。如果有效性測試檢測到跳線119在跳線塊118中存在，有效性測試失敗，引導塊被執行以重新編程引導代碼存儲設備110。如果有效性測試在跳線118中沒有檢測到跳線119，有效性測試通過，代碼執行一個跳轉越過引導塊到包含計算機100的啟動序列的引導代碼的剩余部分，該部分可以被存儲在毗鄰引導塊的存儲分區中。在一個實施例中，有效性測試和引導塊的其余部分被存儲在引導代碼存儲設備110的第一分區122a中，而啟動序列和引導代碼的剩余部分被存儲在第二分區122b或更高的存儲分區中。假設實現引導代碼有效性測試的代碼以及引導塊很少需要修訂，并且引導塊能夠被存儲在引導代碼存儲設備110的單個分區122內，計算機100對于在重編程引導代碼存儲設備110過程中災難性掉電后果的易感性被最小化，因為第一上不必故意地擦除包含引導塊的第一分區122a。通過禁止對引導代碼存儲設備110的第一分區122a作不必要的改變，計算機100對于引導塊本身被改變或擦除的情況有了很強的免疫力。因此，在引導代碼重編程過程中掉電的最壞情況不會導致引導塊的丟失。修復或重建計算機100可以通過設定計算機100通不過引導代碼有效性測試來實現，如通過在跳線塊118中插入跳線119，并重新引導計算機100。
引導塊本身包含足夠的代碼以重新編程引導代碼存儲設備110。引導代碼存儲設備110的重新編程優選地通過從存儲媒體拷貝引導代碼的映像并把該映像編程到存儲設備110來實現(也被稱為“重新擦寫”)。在一個實施例中，例如一個實施例，其中計算機100被實現為經濟的網絡計算機，其中沒有基于盤片的永久存儲設備存在，合適的存儲媒體可以包括配置計算機系統100的引導代碼的映像的微型快閃卡116，從其中可以拷貝引導代碼。微型快閃卡，如其名字暗示的，在組件結構中包含快閃存儲設備，該組件適于插到一個連接器中，適當的數據，地址，和控制信息通過它被傳遞。在本發明的一個實施例中，母板102包括一個連接器117，適于插入一個微型快閃卡116并與之通訊。在計算機100的另一實施例中，存儲媒體可以包括安裝在計算機100上或另一個經由計算機網絡與計算機100接口的計算機上的一個傳統的基于盤片的媒體，引導代碼映像可以從該存儲媒體被拷貝到引導代碼存儲設備110。不管引導代碼映像被存儲在什么媒體上，引導代碼的引導塊包含足夠的指令以執行用存儲在存儲媒體(諸如微型快閃卡116)上的引導代碼映像對引導代碼存儲設備110重新擦寫。
因此本發明的第一個應用考慮了圖4的流程圖中描述的，響應一個諸如一個加電序列的計算機引導事件的方法130。在步驟132中引導代碼有效性檢查被執行。如果引導代碼有效性檢查失敗，在步驟134引導塊拷貝引導代碼的一個映像到引導代碼存儲設備110。如果引導代碼有效性檢查通過，引導代碼的剩余部分，包含計算機100的啟動序列，在步驟136被執行。引導代碼有效性檢查包括測試母板102的跳線塊118中是否存在跳線119。通過為計算機提供執行圖4的方法130的能力，本發明進一步提供圖5的流程圖描述的，修復計算機的方法140。首先，在步驟142，通過如前面討論的那樣使用跳線或通過其它合適的裝置將計算機設定為通不過引導代碼有效性檢查。在步驟144，一個引導事件諸如加電或重新啟動被執行以啟動引導塊的執行，引導塊中包含引導代碼有效性檢查。在引導代碼有效性檢查失敗后，在步驟146，引導代碼的一個映像被從合適的存儲裝置，如微型快閃卡，拷貝到引導代碼存儲設備。
現在轉向圖7至圖10，本發明的第二個應用被介紹。該第二個應用著重在本地在合適的存儲媒體上創建引導代碼映像，該映像后續用于如前面段落討論的計算機的修復中。圖7描述了根據本發明的第二個應用的母板202和包含母板202的計算機200(如圖10所示)。母板202包含處理器104，核心芯片組106，時鐘發生器108，系統存儲器112，以及一個或多個擴展槽114，第一上都與前面關于圖1的母板102的介紹相同。母板202進一步包含一個配置了計算機代碼的引導代碼存儲設備210，該代碼在系統引導或加電后把計算機200和系統存儲器112從空閑狀態轉換到預先確定的狀態。與圖1的引導代碼存儲設備110相似，圖7的引導代碼存儲設備210被優選地實現為快閃存儲設備或其它合適的非易失性存儲設備，并且被配置引導代碼指令，該指令包含優選地存儲于存儲設備210的第一分區(沒有被描述)的引導塊，以及被存儲于存儲設備210的其余存儲分區中的包含啟動序列的引導代碼的剩余部分。
引導塊被優選地存儲在存儲設備210的第一區中，并包含引導代碼映像創建旁路測試，該測試在存儲設備210的引導塊每次被執行時被執行。如果旁路測試失敗，引導塊從引導代碼存儲設備210拷貝引導代碼的一個映像到適當的存儲媒體。在一個實施例中，該適當的存儲媒體可以包括經由連接器117連接到母板并與之接口的微型快閃卡116。其它實施例可以存儲引導代碼映像到裝在計算機200或經由計算機網絡與計算機200接口的另一個計算機上的基于盤片的媒體。在優選實施例中，母板202包含跳線塊218和映像創建旁路測試以確定跳線219是否被插入跳線塊218中。如果旁路測試檢測到在跳線塊218中跳線219的存在，存儲在存儲設備210中的引導代碼的一個拷貝被轉移到適當的存儲媒體上。
以這種方式，本發明的第二個應用考慮了如圖8的流程圖描述的關于創建引導代碼映像的方法230。在第一步232，計算機200被在本地設定為通不過引導代碼創建旁路測試。在創建旁路測試被執行后，如在計算機200重新啟動過程中，引導代碼的一個拷貝在步驟234被從引導代碼存儲設備轉移到適當的存儲媒體，如微型快閃卡116。結合方法140使用計算機200和方法230，本發明包含一種恢復網絡計算機的方法。圖10介紹了一個簡化的計算機網絡203的示意圖，該網絡包括第一臺計算機200和第二臺計算機201。圖10中的流程圖介紹的方法240包括，在第一步242，將一臺計算機如計算機200設定為通不過引導代碼創建旁路測試，如通過在計算機200的母板202的適當的跳線塊中插入跳線。在執行旁路測試后，計算機200通過在步驟244拷貝引導代碼的一個映像到適當的存儲媒體來響應旁路測試的失敗，該旁路測試通常被存儲在引導代碼存儲設備210的引導塊內并在重新啟動計算機200的過程中被執行，該適當的存儲媒體可以是前面描述的微型快閃卡。其后第二計算機201，該計算機已經被判定具有有缺陷或被破壞的引導代碼而且包含一個如圖1所示并在前面參照圖1描述的母板102，在步驟246例如通過在計算機201的母板102的跳線塊118中插入跳線被設定為通不過代碼有效性測試。然后保存了來自第一臺計算機200的引導代碼存儲設備210的引導代碼映像的存儲媒體被安排對第二臺計算機可用。在存儲媒體是微型快閃卡的實施例中，適當的快閃卡116被簡單地從第一臺計算機200的連接器17轉移并插入第二臺計算機201相應的連接器中。當第二臺計算機201的引導代碼有效性測試隨后被引導代碼的開始或類似事件執行時，有效性測試的失敗導致在步驟248從存儲媒體拷貝引導代碼到計算機201的引導代碼存儲設備110。應當理解，本發明的方法240為恢復計算機網絡，例如包含第一臺計算機200和第二臺計算機201的計算機網絡203，的一個或多個計算機方便地提供了存儲在可轉移存儲媒體上的引導代碼的單個拷貝。存儲媒體可以包括微型快閃卡，基于盤片的存儲媒體，或其它合適的媒體。
轉向圖11至15，本發明的第三和第四個應用被描述，著重通過在網絡計算機中引入低功率模式和本地永久存儲器來擴展網絡計算機的靈活性，傳統計算機中沒有用以實現這些可取的功能的設備。圖11描述了根據本發明的網絡計算機300(如圖14所示)的母板302。母板302被適宜地固定在機箱313的內表面，并與前面描述的母板102和202類似，包含處理器104，核心芯片組106，時鐘發生器108，以及由引用數字112指示的系統存儲器。在一個實施例中，母板302進一步包含網絡接口320，將在下面被非常詳細地描述。母板302由電源350供電，電源350經由電源線352接收傳統的120V交流信號作為其輸入，并經過電源線354將電源信號傳輸到母板302。應當理解，傳統計算機使用基于微處理器的計算機工業所熟悉的諸如ATX型電源的電源。這些電源被設計來向計算機母板的多個電源板供電。基于微處理器的計算機的典型電源線通常包括16或更多線來傳遞地，5V，12V，和3.3V信號。傳統的電源可以提供給定電壓的多個“拷貝”為計算機的多個電源板供電。多電源板使在傳統計算機系統中低功率模式的簡單實現成為可能。傳統計算機的低功率模式中被要求關電的子系統和外圍設備被連接到一個或多個在低功率模式時被切斷的電源板。而在低功率模式時被要求保持運行或功能的設備被連接到一個或多個在低功率模式時仍被供電的電源板。在低功率模式，當一個要求喚醒傳統計算機的事件被保持功能的設備檢測到，該設備可以啟動系統復位，允許每個電源板向相應的設備供電，從而喚醒整個系統或任何只受可用電源板數目限制的子系統的組合。
盡管傳統設計的多電源板母板和電源提供了實現的靈活性和方便，這些優點是以顯著增大的母板，電源，以及最終整個系統的成本為代價而獲得的。與傳統供電的計算機的成本相比，這里考慮的網絡計算機，如網絡計算機300，優選地使用電源350通過單個電源板為母板，如母板320，供電。限制電源350和母板320為單電源板設計降低了系統成本，但使以不同的方法獲取低功率模式成為必要。因為計算機300只包括單個電源板，低功率模式不能簡單地通過切斷電源板的電源來獲得。為獲得想要的與低功率運行相聯系的好處，計算機300采用一個響應低功率事件激活的軟件驅動的掉電序列。在一個實施例中，低功率事件通過按位于計算機300機箱上的電源或開/關按鈕317被觸發。在優選實施例中，低功率序列包含將安裝在于計算機300的外圍總線上的外圍設備轉換為功率管理模式的例程和取消時鐘發生器108產生的信號的例程。
圖13描述了計算機300的一個實施例的塊圖，包含連接到主機總線109的處理器104和存儲控制器105。總線橋107提供了主機總線109與外圍總線111之間的通道，網絡接口和外圍設備，如圖形接口，被連接到外圍總線111上。在一個示例性的實施例中，外圍總線111包括任何一種工業標準的外圍總線，包括PCI總線，ISA總線，或EISA總線。一旦檢測到低功率事件，如按開/關按鈕317或經過預先規定的時間沒有檢測到系統活動，母板302被設定有選擇地關斷計算機300的設備和元件，而不關閉單個電源板。在各種實施例中，對計算機300的鍵盤，視頻和音頻元件，如果存在，的供電被關掉。外圍總線111上的外圍設備，如外圍設備113被指令進入功率管理模式。在所有被要求的外圍設備被關閉后，低功率事件可以使時鐘發生器108失效，從而取消驅動處理器104和核心芯片組106所需的時鐘信號。沒有時鐘信號，這些設備將進入掉電狀態，它們汲取極少(如果存在)的電流，從而極大地減少了在低功率模式計算機300的功耗。在一個實施例中，在低功率模式對系統存儲器112的供電也被取消，導致存儲在系統存儲器112中信息的丟失。在另一實施例中，計算機300通過不斷刷新系統存儲器112來維持系統存儲器112的內容。應當理解，與允許系統存儲器112丟失信息的實施例相比，計算機300的在低功率模式時保持系統存儲器112中的數據和指令的實施例恢復所需的時間明顯較少。
網絡接口320，如圖11和圖13所示，經由外圍總線111被連接到處理器304。在優選實施例中，網絡接口320被集成到母板302并被優選地設定為提供以太網連接，適于將計算機300連接到網絡媒體。優選地，網絡接口320包含一個連接器，如工業標準的RJ45連接器(在下面被非常詳細地描述)，用于連接來自計算機網絡303的另一臺計算機301(如圖14所示)的電纜(未被顯示)。在網絡303的一個無線實施例中，接口320可以包含用于與網絡303內相鄰計算機接收和發送無線電信號的設備。對網絡接口320的供電優選地甚至在低功率模式時也被維持使來自計算機網絡中另一臺計算機的喚醒事件有效。在一個實施例中，接口320識別局域網(LAN)喚醒事件并通過喚醒或給計算機300的各個元件上電來響應。在一個適當的實施例中，網絡接口320在低功率模式保持被供電并進一步被設定來在計算機網絡上檢測所謂的“魔幻數據包”。典型地，魔幻數據包包括對計算機系統300唯一的身份證明信息。一旦從另一網絡計算機檢測到該魔幻數據包或其它LAN喚醒事件，接口320被設定發出一個導致重新引導計算機300的中斷。
因此，計算機系統300的實施例考慮了圖12的流程圖中描述的方法330以實現網絡計算機的低功率模式而同時保留響應LAN喚醒事件的能力，其中網絡計算機在其母板上只包含單個電源板。方法330簡單地包含第一步驟332，在該步驟中網絡計算機300響應適當的事件進入低功率模式，該事件可以是按一個按鈕或經過預定的時間沒有檢測到活動。這里考慮的低功率模式的獲得無需切斷對母板302中單個電源板的供電。計算機300中被選擇的資源，包含網絡接口320，保持被供電以使對LAN喚醒事件的檢測成為可能，其中喚醒事件可以是魔幻數據包的存在或其它類似這樣的身份證明信息，計算機網絡通過它們通知網絡計算機300它正在被訪問。在其它實施例中，計算機系統300可以被進一步設定為響應不同于LAN觸發的喚醒信號的外部事件而從低功率模式中喚醒。在一個實施例中，舉例來說，被連接到計算機300的調制解調器被設定為，如果在到達的信號被檢測到時計算機300處于低功率模式，調制解調器響應到達的信號發出一個中斷。類似地，這樣一個實施例是可能的，其中當計算機300處于低功率模式時按開/關按鈕317導致喚醒計算機300。應當理解，在這個實施例中，開/關按鈕并不實際地結束對系統300的供電，而是相反地，選擇性地對計算機300的各種元件和設備供電。
使用單電源板電源350和其它下面將非常詳細地描述的節約成本的簡化，網絡計算機300優選地能夠在滿功率模式時以低于大約65W的最大運行功率運行，而在低功率模式時以最大不超過大約15W的功率運行。此外，網絡計算機的物理尺寸，在圖14中由引用指示器d1，d2和d3表示，在目前的優選實施例中，最大尺寸小于大約14英寸。
圖11和13進一步指出網絡計算機300的一個特征，即沒有永久的本地存儲設備，如基于盤片的存儲媒體，而基于盤片的存儲媒體幾乎普遍地與傳統計算機系統相聯系。雖然從計算機300去除基于盤片的本地永久存儲器極大地節省了成本和功率，然而經常有需要在一個“無盤”計算機上包含某種形式的本地永久存儲器。因此，網絡計算機的一個實施例盡管沒有基于盤片的存儲媒體，通過使用前面討論過的微型快閃存儲卡實現了本地永久存儲器。這樣的快閃存儲卡116在圖11中被顯示，它適于在連接器117中安裝并與微處理器104和系統存儲器112連接。應當理解，在該實施例中，快閃存儲卡116包括實現擦除和編程功能的電路。微型快閃存儲卡116為去除了盤片設備的計算機提供了獲得低成本本地永久存儲器的設備。
與從計算機，例如計算機300，去除盤片設備相關的一個不幸的困難是缺乏為操作系統開發并被操作系統支持的硬件驗證軟件，其中的操作系統不要求基于盤片的媒體的存在。由于得不到無盤計算機測試和驗證的商業軟件，需要顯著的開發努力和成本來編寫代碼用于驗證計算機300的各個元件的功能。為維持在網絡計算機設計和制造中可能的最低成本，本發明考慮了配置有安裝盤片設備能力的網絡計算機300，其中盤片設備，如硬盤或軟盤驅動器，可以支持基于盤片的商業操作系統，如OS/2，Windows98，以及WindowsNT操作系統。再參照圖13介紹的計算機300的塊圖，盤片設備322被顯示為與計算機300連接，其中指向盤片322的虛線表明，在優選實施例中，盤片322被暫時安裝。以這種方式，本發明考慮了一種如圖15的流程圖所描述的關于測試網絡計算機，如網絡計算機300，的方法340。在第一步342，基于盤片的存儲媒體322通過合適的外圍總線111被適當地連接到計算機300。然后在步驟344，基于盤片的操作系統被加載，然后在步驟346商業測試軟件組被加載并執行，其中該商業測試軟件組被安裝的基于盤片的操作系統所支持。在計算機300的測試完成后，基于盤片的存儲設備322可以被從計算機300移走，安裝到下一臺網絡計算機并用于驗證該下一臺計算機的功能。因此，多個網絡計算機可以用單個或少量基于盤片的存儲設備通過臨時安裝這些盤片設備到每一臺考慮中的計算機來被驗證。這方法充分的消除了開發與為在無盤計算機上無用的設計的操作系統兼容的測試軟件的需要和成本。在另一變化中，計算機300可以被改變為同時包括盤片設備322和微型快閃存儲卡116。使用這種方法，計算機網絡303可以包含無盤網絡計算機300和改變配置的包含盤片設備322的計算機301.在其它實施例中，網絡303的計算機301可以是一個更傳統的計算機，包括，舉例來說，上面討論的多層電源配置。
現在轉向圖16至19，本發明的一個應用被介紹，對由于臨近LED而導致的EMI的考慮引出了設計來用于高速網絡的連接器的磁性元件。圖16描述了為用于將網絡電纜與接口卡連接而設計的連接器401。連接器401包含一個具有插座面402的容器405。在優選實施例中，容器405包含導電材料如鋁，以屏蔽其中容納的線路。在連接器401用于網絡計算機和其它更小的簡單計算機的實施例中，容器405的最大尺寸優選地小于約0.8英寸。容器405包括插座面402，限定了被設定安裝電纜終端428(如圖18所示)的插座開口404。在容器405內，適于連接到電纜終端428的插座(未被明顯顯示)被固定在容器405的內表面。連接器401進一步包含一個連接器電路，連接器電路的一個適當例子被描述在圖17的電路圖中。連接器電路408，如同在本發明中考慮的，包含一個電纜端口410，一個接口端口412，以及磁性元件414。連接器401和電路408是用于提供以太網連接的RJ45工業標準連接器的代表，其中以太網連接通常在廣泛的計算機網絡實現中被遇到。圖18描述了集成到母板403的網絡接口420上的連接器401。由于經常需要提供簡單和有效的指示網絡狀態的裝置，根據現有技術的連接器通常會包含一個或多個發光二極管(LEDs)。這些LED典型地被連接到網絡接口以指示網絡活動或網絡的其它特征。不幸地，在信息被以接近或超過100兆比特/每秒的速率傳輸的高速網絡中，LED導線靠線連接器電路中磁性元件可能導致不能容忍的高電磁干擾(EMI)效應，其中EMI會降低計算機網絡的可靠性或影響其功能。
圖16至19中公開的本發明的應用通過提出一種機制來使LED從接近連接器電路408的磁性元件的位置離開并與連接器401完全分開來處理與在高速網絡中使用RJ45及其它含LED的磁性連接器相關的問題。返回圖16，連接器401的容器405被顯示為包括至少一個導管406(其中兩個，第一個導管406a和第二個導管406b，被描述)。每個導管406穿過容器405伸展到容器405的插座面402上，并被恰當地設定為安裝一根燈管。圖18公開了包含集成的網絡接口420的母板403的頂視圖。網絡接口420包含固定在母板402上并伴隨有一個狀態LED422的連接器420，其中狀態LED被配置來指示網絡接口420的狀態。狀態LED422物理上與連接器401以及包含在其內的磁性電路414分開。網絡接口420進一步包含一根燈管424，該燈管被安置在連接器401的導管406內，因此燈管424的第一端終止于靠近插座開口404的連接器401的插座面402處。燈管424的另一端終止于LED422。隨著這樣的配置，從LED422發出的光將穿過燈管424的長度并到達容器405的插座面402，其中接口狀態將方便地顯示給觀察者。圖19公開了計算機系統400，該計算機系統包含固定在母板403并具有如上面討論的狀態指示器導管406的連接器401。
對于得益于本公開內容的本領域的技術人員顯而易見的，本發明考慮了對計算機，如網絡計算機，作各種改進。應當理解，在發明詳述和附圖中顯示和描述的本發明的形式只應被作為目前優選的例子。下列權利要求應當被廣泛地解釋以涵蓋公開的優選實施例的所有變化。
權利要求
1.一個網絡計算機，包含由電源通過單一的電源板供電的母板；時鐘發生器，處理器，以及安裝在母板上的系統存儲器；以及經由外部總線與所說的處理器相連的網絡接口；其中網絡計算機被如此設定，它可以響應一個低功率事件而采取低功率狀態，也可以進一步設定以響應一個喚醒事件而從低功率狀態轉換到滿功率狀態，其中喚醒事件可以包括由服務器發出的喚醒命令，該服務器經由網絡與網絡計算機相連，因此網絡計算機的功率模式可以被該服務器管理。
2.權利要求1的計算機，其中網絡計算機沒有基于盤片的存儲設備，但包含本地永久存儲器，該存儲器包括一個微型快閃卡。
3.權利要求1的計算機，其中時鐘發生器被如此設定，當網絡計算機處于滿功率狀態時為處理器產生時鐘信號，而在低功率狀態時不產生時鐘信號。
4.權利要求1的計算機，其中網絡計算機進一步包含至少一個經由外部總線與處理器相連的外部設備，其中外部總線上的每個外部設備在網絡計算機處于低功率狀態時處于功率管理模式。
5.權利要求4的計算機，其中外部總線包括PCI總線。
6.權利要求1的計算機，其中網絡計算機的功耗在處于低功率狀態時約小于25瓦，處于滿功率狀態時約小于250瓦。
7.權利要求1的計算機，其中低功率事件包括按一個在網絡計算機前面的開/關按鈕。
8.權利要求1的計算機，其中喚醒事件可以包括按一個計算機上的開/關按鈕。
9.權利要求1的計算機，其中喚醒事件可以包括局域網(LAN)喚醒事件。
10.一個計算機網絡，包含一個包含由電源通過單一的電源板供電的母板，時鐘發生器，處理器，以及安裝在母板上的系統存儲器的網絡計算機；以及一個經由外部總線與所說的處理器相連的網絡接口，其中網絡計算機被如此設定，它可以響應一個低功率事件而采取低功率狀態，也可以進一步設定以響應一個喚醒事件而從低功率狀態轉換到滿功率狀態，其中喚醒事件可以包括由服務器發出的喚醒命令，該服務器經由網絡媒體與網絡計算機相連，因此網絡計算機的功率模式可以被該服務器管理；該服務器計算機經由網絡與網絡計算機連接，其中服務器計算機被設定以發出喚配信號給網絡計算機。
11.權利要求10的網絡，其中網絡計算機沒有基于盤片的存儲設備，但包含本地永久存儲器，該存儲器包括微型快閃卡，此外，其中服務器的本地永久存儲器包括基于盤片的存儲設備。
12.權利要求11的網絡，其中服務器的本地永久存儲器進一步包括微型快閃卡。
13.權利要求10的網絡，其中網絡接口提供以太網連接，并且網絡媒體包括電纜。
14.權利要求10的網絡，其中網絡是無線的，因而網絡媒體包括大氣。
15.權利要求10的網絡，其中低功率事件調用一個例程以暫停網絡計算機的時鐘發生器。
16.權利要求10的網絡，其中喚醒事件調用一個例程以重置時鐘發生器。
17.管理網絡計算機功耗的一種方法，包括強制網絡計算機通過執行一個低功率事件采取低功率狀態，該網絡計算機包含由一個電源通過單一的電源板供電的母板；以及執行一個喚醒事件將網絡計算機從低功率狀態轉換到滿功率狀態，其中喚醒事件可以包括由服務器發出的喚醒信號，該服務器經由網絡媒體與網絡接口。
18.權利要求17的方法，其中低功率事件包括按網絡計算機的一個開/關按鈕。
19.權利要求17的方法，其中喚醒事件包括經由網絡計算機的調制解調器向網絡計算機發送一個喚醒信號。
20.權利要求17的方法，其中網絡計算機的低功率狀態包括一種狀態，其中網絡計算機的時鐘發生器被暫停。
全文摘要
一個包含母板,時鐘發生器,處理器,內存和網絡接口的網絡計算機可以響應低功率事件而進入低功率狀態,或響應喚醒事件而從低功率狀態轉換到滿功率狀態。優選地,當網絡計算機處于滿功率狀態時為處理器產生時鐘信號,而在低功率狀態時不產生時鐘信號。在一個實施例中,網絡計算機包含至少一個經外部總線與處理器相連的外設。其中,當該計算機進入低功率狀態時,將外部總線上的每個外部設備轉換到一種功率管理模式。
文檔編號G06F1/32GK1264082SQ9912476
公開日2000年8月23日 申請日期1999年12月9日 優先權日1998年12月14日
發明者M·阿吉拉爾, 小J·W·戈雷爾, S·古普塔, J·M·斯塔福德 申請人:國際商業機器公司