[发明专利]计算机易失性存储器电源后备系统

说明书

发明背景

本发明涉及后备电源领域，尤其涉及在干线电源发生故障期间通过为易失性存储器供电(最好利用以太网上的电源)从而备份计算机的装置。

对于用具有多对绞合线的结构化电缆系统而电缆化的办公室和家庭而言，基于以太网技术的局域网和广域网的不断发展一直是一种重要的驱动力。普遍存在的局域网及运行于其上的设备已导致这样一种情形，即常常需要连接一种网络操作设备，且最好通过网络布线由该网络为该设备供电。通过网络布线来供电具有许多优点，其中包括但不限于：安装成本减小了，电源中心化了，安全和管理也中心化了。

有若干个专利用于解决上述问题，其中包括：Lehr等人的美国专利6,473,608，其内容结合在此作为参考；Lehr等人的美国专利6,643,566，其内容结合在此作为参考。此外，为解决上述基于网络对以太网上的远程设备进行供电的问题，已公布了一标准即IEEE 802.3af，其内容结合在此作为参考。

以太网供电(PoE)向所连接的用电设备提供有限的电量，上述标准将用电设备的平均输入功率限定到最大12.95瓦。计算机特别是台式计算机由电的干线连接供电，并且通常超过15瓦。假如干线电源发生故障，计算机电源供给在干线电源的至少一个周期即17-20ms内维持电源。在缺失干线电源时维持电源的时间周期被称为滞留时间。在滞留时间终止时，不再可靠地提供计算机电源，并且该计算机的处理器状态和易失性存储器中所有的信息都丢失了。相似的是，视频存储器中所存储的任何信息(比如屏幕上正显示的字体)也丢失了。现有技术对这种困难的解决方案是必须用不间断电源(UPS)来支持每一台计算机，UPS被设计成在失去干线电源之后一段时间内可靠地供电。通常，UPS向用户给出警告，从而使用户能够将所有的信息存储到非易失性存储器中并且以有序的方式关闭该计算机。在另一种现有技术解决方案中，UPS是通过连接到计算机的网络而连接的，并且有序地关闭所有正运行的程序。通常，UPS能持续供电数分钟，若及时采取行动的话就能够实现有序的关闭。

为每一台计算机提供UPS是很贵的，并且需要每一台计算机位置处有额外的空间。此外，维护每一台计算机处单独的UPS会增大开销。或者，提供中心化的UPS，从而通过连接到每一台将被支持的计算机的专用AC布线来供电。这种专用布线安装起来很贵，并且当改变计算机位置时修改这种专用布线也很贵。

现代计算机被设计成具有某些节电特征，就像高级计算机电源接口(ACPI)标准中所给出的示例那样。特别是，定义了待机模式或睡眠状态，其中用于定义处理器状态的包括所有寄存器的信息都被存储在易失性存储器中。接下来，关闭处理器、硬盘驱动器和监视器的电源，同时将电能专用地提供给待机存储器电源总线。例如，在Intel ACPI 3.0标准中，定义了这种工作模式。为了实现美国环境保护局评定的“能源之星”，计算机在待机模式中必须显著减小其功率。为了符合2001年7月31日美国总统签署的行政命令中所具体阐明的美国政府指导方针，美国政府采购的包括计算机在内的电器最好在待机情况下能耗小于1瓦。

图1示出了支持ACPI 3.0的计算机体系结构的典型实施方式。计算机10包括：电源单元20，由受控电源22和待机电源24构成；CPU 30；硬盘驱动器40；易失性存储器50；“或”电路60；待机电源总线65；以及AC干线连接70。电源20接收来自AC干线连接70的电能，并且电源单元20的受控电源22响应于来自CPU 30且被标为PS_ON#的输出信号，这将在下文中进一步解释。受控电源22输出多种电压，其中包括5伏、3.3伏和12伏。待机电源24输出单独的且被标为5V STBY的5伏输出，该输出不受PS_ON#的状态的影响。该5伏输出被馈送到CPU 30和硬盘驱动器40，并且连接到“或”电路60的一个输入。该5伏待机输出连接到第二输入“或”电路60，并且“或”电路60的输出又通过待机电源总线65连接到易失性存储器50。其它设备也可以接收来自待机电源24的电能。