模糊邏輯理論在攜帶型電腦電源管理和散熱控制之應用

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賴紳洧(Shen-Yu Lai) 查詢紙本館藏

畢業系所

資訊工程學系在職專班

論文名稱

模糊邏輯理論在攜帶型電腦電源管理和散熱控制之應用
(Portable PC Power Management and Thermal Control with Fuzzy Logic strategy)

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摘要(中)

通常製造公司對Computers系統有三大評量重點：（1）系統效能（System Performance）（2）能源消耗（Power Consumption）（3）散熱控制（Thermal Control）。
然而在不同的應用領域的Computers則又會有不同的比重考量，例如Portable PC就會比較著重在能源消耗和散熱控制的問題，至於系統效能的問題反倒是其次考量。
因為通常Portable PC電池的電量會有一定的限制（Limited），基於成本（Cost）和體積（Size）的考量。因此如何達到最小的能源消耗，增加電池的使用時間，續航力（Battery Life），以及如何有效的管理和控制能源的消耗，便成為一個很重要的研究議題。
此篇論文，模糊邏輯理論在攜帶型電腦電源管理和散熱控制之應用，利用模糊邏輯理論的控制方法比起傳統的控制方法，可以有效地改善傳統的能源消耗（Power Consumption）和散熱控制（Thermal Control）問題。（1）運用在散熱控制的風扇控制（Fan Control）方面，更能達到系統運作時的噪音值降低，讓系統運作時更安靜；還有能更快速且精確地控制溫度；因為風扇具有啟動電壓的特性，所以只要設定適當的門檻值（Threshold），就可以同時達到省電的目的。（2）運用在LCD螢幕亮度控制（LCD Brightness Control）方面，可以減少LCD螢幕的能源消耗（Power Consumption），有效延長電池的續航力（Battery Life）。

摘要(英)

Usually, three great commenting points of computers system in a manufacture company are: (1) system performance (2) power consumption (3) thermal control.
However, computers in the field of different application will have different proportion ff that will be considered, such as portable PC will focus on power consumption and thermal control, as for the issue of system performance will be the second concern.
In view of the cost and volume of battery, the capacity of battery of portable PC is within some restriction. So how to reach the minimum power consumption as well as increase the battery life and effective manage and control the power consumption become a very important research topic.
This thesis is going to apply the fuzzy logic theory to control the intelligent fan to improve the question of traditional thermal control effectively. Compared with the traditional control method, apply the fuzzy logic theory control method can achieve the lowest noise value even quieter when system be operated; moreover it can have the thermal control faster and more accurate. Because the fan has the characteristic of motion starting voltage, only set proper threshold value will achieve the purpose of the power saving at the same time. Apply the fuzzy logic technique on the variable duration of LCD brightness control it can decrease the power consumption of LCD screen and extend the battery life effectively.

關鍵字(中)

★ 風扇控制
★ 散熱控制
★ 模糊邏輯
★ 電源管理

關鍵字(英)

★ Power Management
★ Fan Control
★ Thermal Control
★ Fuzzy Logic

論文目次

摘要 I
Abstract II
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VII
第一章、緒論 1
1-1 研究背景 1
1-2 研究動機 2
1-3 研究目標 6
1-4 論文架構 7
第二章、相關技術及研究 8
2-1 電源管理相關省電技術 8
2-1-1 ACPI取代APM 8
2-1-2 乙太網路供電: PoE（Power over Ethernet） 12
2-1-3 內建NAND型快閃記憶體（Flash）取代硬碟 14
2-1-4 白光LED背光源取代冷陰極管（CCFL） 16
2-1-5 自動調整螢幕明亮度（Light Sensor）設計 16
2-1-6 PCI-Express裝置的ASPM功能 17
2-1-7 小結 18
2-2 電源管理相關研究 19
2-2-1 降低裝置的功率消耗 19
2-2-2 增加裝置的處理效率 20
2-2-3 讓裝置進入睡眠模式 20
2-2-4 直接關掉不必要的電源 21
第三章、系統設計 22
3-1 系統功能元件 22
3-2 運作模式 23
3-2-1 Fan Control運作模式 23
3-2-2 LCD Control運作模式 24
3-3 EC BIOS設計及修改 25
3-3-1 Emulation Command設計 25
3-3-2 EC-RAM變數設計 26
3-3-3 數位-類比轉換器DAC 26
3-4 應用程式（AP）設計 27
3-4-1 EC Driver設計 27
3-4-2 FL Engine設計 29
第四章、系統實作 34
4-1 EC BIOS實作 34
4-1-1 Fan Control運作流程 34
4-1-2 LCD Control運作流程 35
4-2 應用程式（AP）實作 36
4-2-1 Fan Control運作流程 36
4-2-2 LCD Control運作流程 37
4-2-3 EC Driver實作 38
4-2-4 FL Engine實作 39
第五章、實驗測試與比較 43
5-1 實驗環境 43
5-2 實驗一風扇控制 44
5-2-1 FL Engine控制方法 44
5-2-2 Thermal Table控制方法 44
5-2-3 實驗結果比較 45
5-3 實驗二溫度控制 46
5-3-1 FL Engine控制方法 46
5-3-2 Thermal Table控制方法 46
5-3-3 實驗結果比較 47
5-4 實驗三 LCD亮度控制 48
5-4-1 FL Engine控制方法 48
5-4-2 OS電源配置控制方法 48
5-4-3 實驗結果比較 49
第六章、結論 50
參考文獻 51

參考文獻

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指導教授

曾黎明(Li-Ming Tseng)

審核日期

2007-7-23

推文