JP4461850B2 - 携帯情報端末機及びその通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、省電力型の携帯情報端末機及びその通信方法に関する。
特許文献1、2、3、4、5には、携帯電話機の消費電力を低減させるための技術が開示されている。これらの技術では、消費電力の低減を実現させるための手段として、携帯電話機の待ち受け中などにCPUに対するクロック信号の供給を停止して、クロック発生制御回路の消費電力分を削減する方法をとっている。このような従来技術では、携帯電話機の消費電力を低減させるのには限界があった。
特開2000−036770号公報 特開2000−244351号公報 特開2002−202830号公報 特開2002−368676号公報 特開2003−110484号公報
ところで、携帯電話機に搭載されるCPUは、通話中などの処理が多い時に動作可能なように設計されている。一方、携帯電話機が待ち受け中などの場合には、このCPUは着信を確認したりするために動作するため、必要な処理が通話中に比べ多くはない。従来は、携帯電話機の待ち受け中にも、CPUが通話中などの処理に合わせた動作を行っていたので、CPUの動作電力は多くなり、無駄に電力を消費していた。
本発明は、上記のような問題点に鑑み、携帯電話機の待ち受け中など、携帯電話機が行う処理が通話中に比べ少ないときには、CPUに供給するクロック信号の周波数を通話中に比べて低周波とし、更に、外部メモリへのアクセスクロック信号の周波数は通話中と同等に維持することによって、CPUの消費電力を低減可能とした携帯情報端末機及びその通信方法を提供することを目的とする。
請求項1記載の発明は、CPUクロック制御手段と、メモリアクセスクロック制御手段と、を有するCPU動作クロック制御回路を備えた携帯情報端末機であって、CPU動作クロック制御回路は、CPUクロック制御手段により設定されるCPU動作クロック信号と、メモリアクセスクロック制御手段により設定されるメモリアクセスクロック信号とを、ある一定の関係に制限し、更に、携帯情報端末機が圏内及び圏外待ち受け時となった場合、又は、携帯情報端末機が通話中であって必要とされる処理が少ない場合において、CPUクロック制御手段は、携帯情報端末機が通話中である場合に設定されていたCPU動作クロック信号を低速のCPU動作クロック信号に設定変更し、メモリアクセスクロック制御手段は、CPUクロック制御手段により、低速のCPU動作クロック信号が設定変更されると同時に、メモリアクセスクロック信号を、携帯情報端末機が通話中に設定されているメモリアクセスクロック信号と同じ設定に維持することを特徴とする。
請求項2記載の発明は、メモリアクセスクロック信号が、携帯情報端末機に備えられた、外部メモリのアクセススピードとCPUの動作スピードとを調整するために、メモリコントローラに供給される信号である請求項1記載の携帯情報端末機としたことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、CPUクロック制御工程と、メモリアクセスクロック制御工程と、を有するCPU動作クロック制御回路を備えた携帯情報端末機の通信方法であって、
CPU動作クロック制御回路は、CPUクロック制御工程により設定されるCPU動作クロック信号と、メモリアクセスクロック制御工程により設定されるメモリアクセスクロック信号とを、ある一定の関係に制限し、更に、携帯情報端末機が圏内及び圏外待ち受け時となった場合、又は、携帯情報端末機が通話中であって必要とされる処理が少ない場合において、CPUクロック制御工程は、携帯情報端末機が通話中である場合に設定されていたCPU動作クロック信号を低速のCPU動作クロック信号に設定変更し、メモリアクセスクロック制御工程は、CPUクロック制御工程により、低速のCPU動作クロック信号が設定変更されると同時に、メモリアクセスクロック信号を、携帯情報端末機が通話中に設定されているメモリアクセスクロック信号と同じ設定に維持するように制御することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、メモリアクセスクロック信号が、携帯情報端末機に備えられた、外部メモリのアクセススピードとCPUの動作スピードとを調整するために、メモリコントローラに供給される信号である請求項3記載の携帯情報端末機の通信方法としたことを特徴とする。
本発明によれば、携帯情報端末機が待ち受け中などの場合に、CPUに供給するCPU動作クロック信号の周波数を通話中に比べて低周波に設定変更し、更に、外部メモリへのメモリアクセスクロック信号の周波数を通話中と同等に維持することによって、CPUの消費電力を低減することができる。
本発明に係る一の実施形態は、携帯情報端末機が圏内及び圏外待ち受け時となった場合において、該携帯情報端末機が通話中である場合に設定されていたCPU動作クロック信号を低速のCPU動作クロック信号に設定変更するCPUクロック制御手段と、前記CPUクロック制御手段により、前記低速のCPU動作クロック信号が設定変更されると同時に、前記携帯情報端末機に備えられた、外部メモリのアクセススピードとCPUの動作スピードとを調整するためのメモリコントローラに供給するメモリアクセスクロック信号を、該携帯情報端末機が通話中に設定されているメモリアクセスクロック信号と同じ設定に維持するように制御するメモリアクセスクロック制御手段とを設ける。
本発明を適用した実施例を、添付図面に基いて以下に説明する。まず、図1を用いて、本実施例の携帯情報端末機の要部構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態の携帯情報端末機の要部構成を示すブロック図である。図1に示すように、本実施例の携帯情報端末機100は、CPU1、メモリコントローラ2、ROM/RAM3、送受信回路4、間欠受信制御回路5、CPU動作クロック制御回路6、Cacheメモリ7、バス8、制御線9、制御線10、専用バス11、制御線12、CPUクロック制御手段13、メモリアクセスクロック制御手段14とを備えている。
CPU1は、メモリコントローラ2及びバス8を介して携帯情報端末機100内の各部と接続されおり、各部の制御を行っている。ROM/RAM3は、携帯情報端末機100に必要なプログラムの格納場所及び作業用メモリとして使用される。また、CPU1は、専用バス11を介して高速アクセスが可能なメモリであるCacheメモリ7に接続されている。Cacheメモリ7は、ROM/RAM3に格納されている携帯情報端末機100のプログラムやデータをキャッシュするものである。CPU1は、ROM/RAM3に格納されているプログラムやデータを読み出すより速いスピード(CPU1に供給されるCPUクロックと同スピード)で、このCacheメモリ7によりキャッシュされたプログラムやデータを読み出し参照する。
CPU動作クロック制御回路6は、メモリコントローラ2及びバス8を介して、CPU1により制御される。このCPU動作クロック制御回路6は、CPUクロック制御手段13及びメモリアクセスクロック制御手段14を備えており、CPU1及びメモリコントローラ2へ供給するクロック信号を制御している。また、CPU動作クロック制御回路6は、メモリコントローラ2に対し制御線9を介してメモリアクセスクロック信号を、CPU1に対し制御線10を介してCPU動作クロック信号を供給する。送受信回路4は、無線によってデータの送受信を行う回路である。間欠受信制御回路5は、着信などを確認するときのみ間欠的に受信回路を動作させるための制御回路である。間欠受信制御回路5から制御線12を介して送受信回路4の受信動作が制御される。
ここで、図2を用いて、本実施例の携帯情報端末機100が通話中である場合の動作について説明する。図2は、本実施例の携帯情報端末機100が通話中である場合の、CPUに供給される通常のCPU動作クロック信号、メモリアクセスクロック信号、アドレス及びデータに関するタイムチャートを示す図である。
図2には、携帯情報端末機100が通話中である場合に、図1に示すCPU動作クロック制御回路6がCPU1に供給するCPU動作クロック信号であるCPUクロック<1>、メモリアクセスクロック<1>、アドレス<1>、データ<1>についてのタイムチャートが示されている。ここで、メモリアクセスクロック<1>は、CPU動作クロック制御回路6が、制御線9を介して、メモリコントローラ2に対して供給するクロック信号である。
メモリコントローラ2は、CPU1が、バス8を介してROM/RAM3に記録されているプログラム及びデータ(図2ではアドレス<1>、データ<1>)の読み出しをするために、CPU1におけるアクセススピードと外部メモリであるROM/RAM3におけるアクセススピードとを調整する働きをする。
メモリアクセスクロック<1>の周波数は、CPU1がROM/RAM3に記録されているプログラム及びデータ(図2ではアドレス<1>、データ<1>)の読み出しをする場合のアクセススピードに関係しており、図2に示すように、メモリアクセスクロック<1>の1周期毎に、ROM/RAM3に記録されているアドレス<1>及びデータ<1>が制御される。図2では、このメモリアクセスクロック<1>の周波数は、CPUクロック<1>の周波数の約2分の1となっているが、これは、CPU動作クロック制御回路6の回路特性によるものである。
次に、本実施例の携帯情報端末機100の圏内待ち受け時の動作について説明する。図4は、本実施例の携帯情報端末機100が圏内待ち受け中である場合の動作についてのフローチャートを示す図である。図4に示すようにPCH受信開始となった場合(ステップ101)、図1に示すCPU1は、CPU動作クロック制御回路6が有するCPUクロック制御手段13を制御して、CPU動作クロック信号を、通話中に設定される通常のCPU動作クロック信号(図2ではCPUクロック<1>)よりも低速(低周波)に設定変更する(ステップ102)。ここで、PCH受信とは、携帯情報端末機100が圏内待ち受け時に、着信の有無を確認するためのチャネル(PCH)を受信することを示す。
次に、ステップ102においてCPU動作クロック信号が低速(低周波)に設定変更された場合の携帯情報端末機100の動作について、図3を用いて説明する。図3は、CPU動作クロック信号、メモリアクセスクロック信号、アドレス及びデータに関するタイムチャートを示す図である。図3に示すCPUクロック<2>は、上述のステップ102において設定変更された低速(低周波)のCPU動作クロック信号である。なお、本実施例では、この低速(低周波)のCPU動作クロック信号であるCPUクロック<2>の周波数は、図2で示したCPUクロック<1>の周波数と比較すると約2分の1に設定変更されている。
また、図3に示すように、メモリアクセスクロックについては、図1に示すメモリアクセスクロック制御手段14により、図2で示した携帯情報端末機100が通話中の場合の設定が維持され、メモリアクセスクロック<1>が設定される。これに対し、従来の携帯情報端末機では、図7に示すように、CPU動作クロック信号を低速(低周波)のCPUクロック<2>に設定変更すると、CPU動作クロック制御回路の回路特性により、メモリアクセスクロックの周波数は、CPUクロック<2>に対して約2分の1となる。
本実施例では、上記メモリアクセスクロック制御手段14を設けることによって、低速(低周波)のCPUクロック<2>への設定変更に伴って、メモリアクセスクロック信号が低速(低周波)に設定変更されることを防止することを特徴とする。
上述したように、メモリアクセスクロックの1周期毎にROM/RAM3に記録されているアドレス及びデータが制御されるため、図3に示す本実施例(アドレス<1>、データ<1>)では、図7に示す従来の携帯情報端末機(アドレス<2>、データ<2>)と比べると、2倍の速度でROM/RAM3に記録されているアドレス及びデータを制御することが可能となる。よって、CPU1が所定の処理を実行した場合に、本実施例によれば従来よりも処理時間の短縮を図ることが可能となる。
図4に示すPCH受信のための間欠受信中(ステップ103)は、上述の図3を用いて説明した内容で携帯情報端末機100が動作する。次に、携帯情報端末機100が圏内待ち受け中に着信があった場合又は発信があった場合、あるいは、携帯情報端末機100が圏外に移行した場合には、PCH受信停止となる(ステップ104)。その場合には、CPU1は、CPU動作クロック制御回路6が有するCPUクロック制御手段13を制御して、図2で示した通常のCPU動作クロック信号(CPUクロック<1>)を設定する。その後は、携帯情報端末機100のCPU1は、図2で示したCPUクロック<1>の周期に基いて動作することになり、CPUクロック<2>が設定されている場合と比較して、約2倍の速度で動作する。
次に、本実施例の携帯情報端末機100の圏外待ち受け時の動作について説明する。図5は、本実施例の携帯情報端末機100が圏外待ち受け中である場合の動作についてのフローチャートを示す図である。図5に示すように携帯情報端末機100が、圏外待ち受け開始となった場合(ステップ201)、図1に示すCPU1は、CPU動作クロック制御回路6が有するCPUクロック制御手段13を制御して、CPU動作クロック信号を、通話中に設定される通常のCPU動作クロック信号(図2ではCPUクロック<1>)よりも低速(低周波)に設定変更する(ステップ202)。ここで、圏外待ち受けとは、基地局を探すためにセルサーチを行うことを示す。なお、ステップ202においてCPU動作クロック信号が設定変更された場合の携帯情報端末機100の動作については、図3を用いて既に説明した内容と同様である。
よって、図5に示す基地局を探すためのセルサーチ中(ステップ203)は、図3を用いて既に説明した内容と同様に、携帯情報端末機100が動作する。次に、携帯情報端末機100がセルサーチ中において在圏セルが見つかった場合は、圏内移行ステップに移行する(ステップ204)。その場合には、CPU1は、CPU動作クロック制御回路6が有するCPUクロック制御手段13を制御して、図2で示したCPUクロック<1>(通話中に設定される通常のCPU動作クロック信号)に設定変更する。これにより、携帯情報端末機100のCPU1は、図2で示したCPUクロック<1>の周期に基いて動作することになり、CPUクロック<2>が設定されている場合と比較して、約2倍の速度で動作する。
上述したように、本実施例では、携帯情報端末機100が圏内待ち受け時(PCH受信時)及び圏外待ち受け時において、図1に示すCPUクロック制御手段13により、携帯情報端末機100が通話中である場合に設定される通常のCPU動作クロック信号(図2に示すCPUクロック<1>)より低周波のCPU動作クロック信号(図3に示すCPUクロック<2>)に設定変更する第1の手段を適用する。また、同時に、メモリアクセスクロック信号については、図1に示すメモリアクセスクロック制御手段14により、携帯情報端末機100が通話中のメモリアクセスクロック信号の設定が維持され、メモリアクセススピードが遅くならないようにする第2の手段を適用する。
従来の携帯情報端末機においては、CPU動作クロック制御回路の回路特性により、メモリアクセスクロック信号の周波数は、CPU動作クロック信号に依存するため、上述したように、CPU動作クロック信号を低速(低周波)に設定変更した場合は、これに伴い、メモリアクセスクロック信号も低速(低周波)に設定変更される。そうすると、CPUが外部メモリであるROM/RAMに記録されたプログラムやデータにアクセスするスピードが遅くなるが、本実施例ではメモリアクセスクロック制御手段14によって、メモリアクセスクロック信号の周波数を上記設定変更前の周波数を維持するようにすることを特徴とするものである。その結果、以下に詳述するが、携帯情報端末機のCPUの消費電力を低減する効果を得ることが可能となる。
次に、本実施例の携帯情報端末機100におけるCPU1の消費電力について説明する。図6(a)、(b)、(c)は、本実施例の携帯情報端末機100におけるCPU1の消費電力を説明するための図である。
図6(a)は、本実施例の携帯情報端末機100が通話中における、CPU1が所定の処理を実行した場合のCPU1に流れる消費電流を示した図である。縦軸はCPU1に流れる電流軸、横軸は時間軸を示す。
図6(b)は、従来の携帯情報端末機において、低速(低周波)のCPU動作クロック信号が設定され(図7参照。)、CPUが所定の処理を実行した場合のCPUに流れる消費電流を示した図である。縦軸はCPUに流れる電流軸、横軸は時間軸を示す。
図6(c)は、本実施例の携帯情報端末機100において、低速(低周波)のCPU動作クロック信号が設定され(図3参照。)、CPU1が所定の処理を実行した場合のCPU1に流れる消費電流を示した図である。縦軸はCPU1に流れる電流軸、横軸は時間軸を示す。
図6(a)に示すように、本実施例の携帯情報端末機100が通話中においては、図2において既に説明したように、CPU1へはCPUクロック<1>(高周波)が供給されるため、その消費電流は、図6(b)に示すCPUクロック<2>(低周波)が供給される場合の約2倍の電流値となる。また、図6(b)では、従来の携帯情報端末機を用いて、CPUクロック<1>よりも周波数が約2分の1である低周波のCPUクロック<2>が供給されており、CPU1に流れる電流は、図6(a)と比べて約2分の1の電流値となる。一方、図6(b)では、CPUクロック<2>の周波数がCPUクロック<1>の約2分の1であるため、CPU1が所定の処理を実行する時間は、図6(a)と比べると約2倍かかる。よって、CPU1が所定の処理を実行するために必要とする消費電力は、CPU動作クロック信号の周波数に依存せず、図6(a)と、図6(b)ではほぼ同じとなる。
一方、図6(c)に示すように、本実施例における携帯情報端末機100において、図3で既に説明したように、CPU1に対してCPUクロック<2>が供給され、図1に示すメモリアクセスクロック制御手段14を用いてメモリアクセスクロック<1>が設定される場合は、図6(b)において、図7において既に説明したようにメモリアクセスクロック<2>が供給される場合と比べて、メモリアクセススピードが速いため、CPU1が所定の処理を実行する時間を従来より短縮することが可能となる。
図6(c)の実線部分が示すように、図6(b)の従来の携帯情報端末機100を用いた場合(図6(c)の破線部分)に比べて、CPU1が所定の処理を行う時間が短縮される。よって、本実施例によれば、CPU1の消費電力を低減する効果を得ることができる。
ところで、本実施例における上述の第1の手段(通話中のCPUクロック信号より低周波のCPUクロック信号を設定する。図3参照。)のみでは、上述したようにCPU1の消費電力を低減する効果はない。しかし、この第1の手段(図1に示すCPU動作クロック制御回路6で設定されるCPU動作クロック信号の周波数を低周波に設定変更する。)は、上述の第2の手段(上記第1の手段を適用すると同時に、メモリアクセスクロック信号が低速(低周波)に変更設定されないように(携帯情報端末機が通話中において設定されていたメモリアクセスクロック信号と同じものが設定されるように)して、外部メモリへのアクセススピードを遅くしないようにする。)を適用する際に必要となる。
本実施例は、外部メモリのアクセススピードを一定以上の速度に維持することにより、メモリアクセス時間を短縮し、これによりCPUが実行する所定の処理に対する処理時間を短縮することにより、CPUの消費電力を削減する効果を得るものである。よって、本実施例の効果を得るために要求される外部メモリのアクセススピードを実現するためには、メモリアクセスクロック信号の周波数もこれに対応して一定以上の高周波である必要があるが、このメモリアクセスクロック信号の周波数とCPU動作クロック信号の周波数は、図1に示すCPU動作クロック制御回路6の回路特性により所定の関係を有しており、CPU動作クロック信号の周波数との関係から、設定可能なメモリアクセスクロック信号の周波数は制限される。
具体的には、本実施例の携帯情報端末機が通話中である場合に設定されているCPUクロック<1>のままでは周波数が高すぎるので、所望の周波数を有するメモリアクセスクロック信号を設定することが困難となる。よって、所望の周波数を有するメモリアクセスクロック信号(メモリアクセスクロック<1>)を設定可能とするためには(上記第2の手段)、CPUクロック<1>より低周波のCPUクロック<2>に設定変更する(上記第1の手段)必要がある。
なお、携帯情報端末機が通話中の場合であっても必要とされる処理が少ない場合には、本発明を適用して消費電力の削減効果を得ることができる。
本発明の一実施形態の携帯情報端末機の要部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の携帯情報端末機が通話中である場合のCPU動作クロック信号、メモリアクセスクロック信号、アドレス及びデータに関するタイムチャートを示す図である。 本発明の一実施形態の携帯情報端末機が通話中以外である場合のCPUクロック信号、メモリアクセスクロック信号、アドレス及びデータに関するタイムチャートを示す図である。 本発明の一実施形態の携帯情報端末機が圏内待ち受け中である場合の動作についてのフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態の携帯情報端末機が圏外待ち受け中である場合の動作についてのフローチャートを示す図である。 (a)は、本発明の一実施形態の携帯情報端末機が通話中における、CPUが所定の処理を実行した場合のCPUに流れる消費電流を示した図である。(b)は、従来の携帯情報端末機において、低速のCPU動作クロック信号が設定され、CPUが所定の処理を実行した場合のCPUに流れる消費電流を示した図である。(c)は、本発明の一実施形態の携帯情報端末機において、低速のCPU動作クロック信号が設定され、CPUが所定の処理を実行した場合のCPUに流れる消費電流を示した図である。 従来の携帯情報端末機におけるCPU動作クロック信号、メモリアクセスクロック信号、アドレス及びデータに関するタイムチャートを示す図である。
符号の説明
1 CPU
2 メモリコントローラ
3 ROM/RAM
4 送受信回路
5 間欠受信制御回路
6 CPU動作クロック制御回路
7 Cacheメモリ
8 バス
9 制御線
10 制御線
11 専用バス
12 制御線
13 CPUクロック制御手段
14 メモリアクセスクロック制御手段
100 情報携帯端末機

Claims (4)

  1. CPUクロック制御手段と、
    メモリアクセスクロック制御手段と、
    を有するCPU動作クロック制御回路を備えた携帯情報端末機であって、
    前記CPU動作クロック制御回路は、前記CPUクロック制御手段により設定されるCPU動作クロック信号と、前記メモリアクセスクロック制御手段により設定されるメモリアクセスクロック信号とを、ある一定の関係に制限し、
    更に、前記携帯情報端末機が圏内及び圏外待ち受け時となった場合、又は、前記携帯情報端末機が通話中であって必要とされる処理が少ない場合において、
    前記CPUクロック制御手段は、前記携帯情報端末機が通話中である場合に設定されていたCPU動作クロック信号を低速のCPU動作クロック信号に設定変更し、
    前記メモリアクセスクロック制御手段は、前記CPUクロック制御手段により、前記低速のCPU動作クロック信号が設定変更されると同時に、前記メモリアクセスクロック信号を、前記携帯情報端末機が通話中に設定されているメモリアクセスクロック信号と同じ設定に維持する、
    ことを特徴とする携帯情報端末機。
  2. 請求項1記載の携帯情報端末機であって、
    前記メモリアクセスクロック信号は、前記携帯情報端末機に備えられた、外部メモリのアクセススピードとCPUの動作スピードとを調整するために、メモリコントローラに供給される信号である、
    ことを特徴とする携帯情報端末機。
  3. CPUクロック制御工程と、
    メモリアクセスクロック制御工程と、
    を有するCPU動作クロック制御回路を備えた携帯情報端末機の通信方法であって、
    前記CPU動作クロック制御回路は、前記CPUクロック制御工程により設定されるCPU動作クロック信号と、前記メモリアクセスクロック制御工程により設定されるメモリアクセスクロック信号とを、ある一定の関係に制限し、
    更に、前記携帯情報端末機が圏内及び圏外待ち受け時となった場合、又は、前記携帯情報端末機が通話中であって必要とされる処理が少ない場合において、
    前記CPUクロック制御工程は、前記携帯情報端末機が通話中である場合に設定されていたCPU動作クロック信号を低速のCPU動作クロック信号に設定変更し、
    前記メモリアクセスクロック制御工程は、前記CPUクロック制御工程により、前記低速のCPU動作クロック信号が設定変更されると同時に、前記メモリアクセスクロック信号を、前記携帯情報端末機が通話中に設定されているメモリアクセスクロック信号と同じ設定に維持するように制御する、
    ことを特徴とする携帯情報端末機の通信方法。
  4. 請求項3記載の携帯情報端末機の通信方法であって、
    前記メモリアクセスクロック信号は、前記携帯情報端末機に備えられた、外部メモリのアクセススピードとCPUの動作スピードとを調整するために、メモリコントローラに供給される信号である、
    ことを特徴とする携帯情報端末機の通信方法。
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