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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳秀貞
研究生(外文):Hsiu-Chen Chen
論文名稱:平板型電腦之相容式鍵盤控制器和低功率設計與建構
論文名稱(外文):Design and Implementation of Compatible Keyboard Controller and Low Power Consumption for Tablet Computers
指導教授:白英文白英文引用關係
指導教授(外文):Ying-Wen Bai
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
系所名稱:電子工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:鍵盤控制器平板電腦省電設計
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為了統合鍵盤控制器(Keyboard Controller,簡稱KBC)和矩陣式按鍵掃描器之基本功能, 我們提供PS/2 鍵盤和PS/2滑鼠的相容性設計。矩陣式按鍵掃描器是由16條輸出信號和8條輸入信號所組成的,最多掃描128個按鍵。我們將輸入和輸出信號,依行、列不同的排列方式,重新編碼,建立一組128位元組的矩陣鍵盤對照表,並將對照表儲存在RAM/ROM中。將對照表儲存在RAM的優點是,我們可以在平常開機的時候,利用BIOS(Basic Input/Output System)或者專用應用程式,透過輸入/輸出命令(I/O Command)的方式,重新載入新的對照表。為了使鍵盤控制器的韌體(Firmware)在執行上,增加其相容性和彈性的靈活應用,我們可同時儲存多組矩陣鍵盤對照表在ROM裡,當系統開機時,可以輕易地透過I/O Command的方式,選擇目前所使用的矩陣鍵盤對照表,並將它載入到RAM。雖然此方法,需佔用一些ROM的空間,但是相對於128 KB大容量的ROM而言,不會有太大的影響。但是,對KBC而言,卻大大地提升其相容性及靈活設計。
平板電腦(Tablet Computer)是可攜帶式電腦(Portable Computer)的一種,其體積介於PDA和一般筆記型電腦(Notebook PC)的中間。平板電腦強調其高度的攜便性,所以必須符合輕、薄、短、小的原則,其所搭配的電池亦不可能太大。為了有效達到電源管理的目標,我們根據不同的機械狀態(Machine State),將各組不同的電源區分開來,搭配一個嵌入式控制器(Embedded Controller)完成各電源的獨立開關和順序控制,以減少功率消耗,達到所預期中的最大效能。我們利用嵌入式控制器的中斷輸入信號,提供給使用者,讓系統從省電模式中回復到正常操作的模式,例如:從S4(Suspend to Disk)的狀態或S3(Suspend to RAM)的狀態回復到S0(Power on)的狀態。在我們的設計中,平扳電腦在關機(S5,Power off)狀態下,其電流消耗僅有3.08mA,比一般正常操作(S0)模式下的耗電流值1150mA,降低了370倍。在S3的狀態下,其耗電流僅47mA。將來,我們可以選擇功率更低、更省電的嵌入式控制器,以提升系統的待機時間。由於我們的嵌入式控制器具有重覆寫入的功能,我們可以容易地修改及調整各組電源開/關的時序和順序,以符合各個平板電腦主機板的需求,達到相容性應用。
By integration of the basic functions of both a standard keyboard controller and the key matrix of a scan code, we provide a compatible design for both keyboards and mice. The key matrix of a scan code consists of 16 output pins by 8 input pins, which can support up to 128 keys. Usually, we can build a matrix table based on the mapping relationship between the column and the row of a ROM/RAM. If we store it in RAM, we can re-download the table at run time by the I/O commands of either BIOS or the various applications. Hence, we can gain more flexibility and compatibility by means of firmware setting. We can also build multiple sets of the matrix table pre-stored in ROM which can be selected by BIOS. It provides a feasible solution for a design which is compatible for a keyboard controller.
A Tablet PC is a computer which can’t be equipped with a large battery due to the portability requirement of low weight. In this paper, we use a low-power embedded controller which can separately provide the different power sources necessary for different modules in order to reduce the total power consumption. Moreover, the embedded controller can resume the system from S4 (Suspend to disk) to S0 (Work state) and from S3 (Suspend to RAM) to S0. In our design, the current consumption of 3.08mA in the S5 not only may last more than 50 days but also is 370 times less than the 1150 mA at S0. Moreover, it only consumes 47 mA at S3. Later, we can use a lower power of embedded controller, then the design can prolong more of the idle time. Since the embedded controller is programmable, our design can easily fine tune the timing adjustment of the power on/off sequences and for compatibly matching the different version of motherboards. For the different Tablet PC motherboard versions, we need only to modify the control program which is easily programmable and compatible with different chip sets and can easily port on different Tablet PCs.
中文摘要...........................................................i
英文摘要..........................................................ii
誌謝.............................................................iii
目錄..............................................................iv
表目錄.............................................................v
圖目錄............................................................vi
一、 緒論.......................................................1
1.1 研究動機與背景..............................................2
1.2 研究目的及其重要性...........................................9
1.3 鍵盤控制器ROM架構...........................................12
1.4 論文架構...................................................14
二、 鍵盤控制器、鍵盤和滑鼠之相容性設計............................15
2.1 雙組PS/2鍵盤和雙組PS/2滑鼠之相容性設..........................15
2.2 PS/2滑鼠之相容性設計........................................22
三、 平板電腦之省電設計與實現.....................................24
3.1 平板電腦之硬體省電設計與實現.................................24
3.2 嵌入式控制器的軟體設計與實現.................................31
四、 平板電腦之性能量測結果與效能分析..............................38
4.1 平板電腦中各組電源之量測結果.................................39
4.2 效能比較...................................................41
五、 結論與未來工作.............................................45
5.1 結論......................................................45
5.2 鍵盤控制器的近程發展與實現...................................45
5.3 未來工作...................................................46
參考文獻...........................................................50
附錄一.............................................................52
附錄二.............................................................59
附錄三.............................................................66
附錄四.............................................................67
附錄五.............................................................68
附錄六.............................................................69
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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