CN104516780B - 数据处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及数据处理装置。本发明的目的在于削减数据处理装置的功耗。数据处理装置(100)具有：多个硬件资源(3、4_1、4_2)，具有至少一个备用模式；控制部(1)，用于进行使用规定的硬件资源实现的任务的执行和硬件资源的动作状态的控制；以及电源部(2)，控制针对各硬件资源的电源(VIN_1～VIN_n)的供给。控制部根据用于决定执行任务的定时的信息(TMI)进行任务的执行预定时刻的调度，并且根据调度的结果计算各硬件资源的待机时间(Tw)。控制部通过比较所述待机时间和备用模式的盈亏平衡时间(Tbe1～Tbe5)，决定是否使各个硬件资源过渡到备用模式。

Description

数据处理装置
技术领域
本发明涉及数据处理装置，特别涉及适用于要求低功耗的数据处理装置的有效技术。
背景技术
便携式终端、服务器等数据处理装置为了实现期望的功能而将微型控制器、存储器、传感器、电源IC等多个电子部件相互连接而构成。在这样的数据处理系统中，例如微型控制器在进行系统整体的控制的同时，根据来自传感器、电源IC等的中断请求适当地执行中断处理。例如，在专利文献1中，公开了以即使发生信息用任务的中断，也优先地执行周期性的控制用任务的方式进行调度的微型控制器。
但是，近年来，数据处理系统的省电化的要求提高。为了实现数据处理系统的省电化，抑制构成数据处理系统的各个半导体集成电路的功耗是不可缺少的。作为半导体集成电路的省电化的技术，近年来，被称为电源门控(power gating)的方法得到了瞩目。电源门控是通过切断向半导体集成电路内的不动作的电路块的电源供给，抑制该电路块的泄漏电流，削减半导体集成电路整体的功耗的方法。例如，在非专利文献1中，公开了在便携式终端等中应用的移动用SOC(System-on-a-chip)中，根据便携式终端的动作模式切断向不动作的电路块(IP等)的电源供给的技术。另外，在非专利文献2中，公开了通过将命令组等级、高速缓存损失动作等用作条件分支，在CPU内部的运算器等级下进行电源切断的技术。
现有技术文献
【专利文献1】日本特开2009-175971号公报
【非专利文献1】T.Hattori,et.al.,“Hierarchical power distribution andpower management scheme for a single chip mobile processor”,Proc.of DAC,pp.292-295,2006
【非专利文献2】D.Ikebuchi and et.al.，”Geyser-1：A mips r3000cpu corewith fine grain runtime power gating,”IEEE Asian Solid-State CircuitsConference November 16-18,2009,Taipei,Taiwan
发明内容
本申请发明者研究了在由多个电子部件构成的数据处理系统中，通过进行每个电子部件的电源切断(电源门控)，削减系统整体的功耗。作为研究的结果，可知有以下的问题。
一般，已知在电源门控中，在从电源供给状态向电源切断状态的过渡时以及从电源切断状态向电源供给状态的过渡时，产生能量消耗(开销)。将成为过渡到备用(standby)模式所致的功耗的削减量比过渡到电源切断等备用模式所致的开销更大的临界点的时间称为盈亏平衡时间(BET：Break-even time)，在备用模式的期间比盈亏平衡时间BET长的情况下，得到功耗的削减效果。因此，在如上述非专利文献1公开了的移动用SoC那样，不考虑盈亏平衡时间BET而仅进行对不动作的电子部件的电源切断那样的方法中，依赖于应用，通过通用的使用方法得不到充分的电力削减效果的情况也较多，在电源供给和切断的切换频度高的情况下，存在反而导致功耗的增加的担心。另外，在非专利文献2的方法中，虽然考虑盈亏平衡时间BET来变更CPU内部的各运算器的电源切断的时间频度，但是是用于通过将命令组等级、高速缓存损失动作等作为条件分支的复杂的控制来进行CPU内部的各运算器的电源门控的技术，无法将该文献的技术内容原样地应用于上述数据处理系统。
以下说明用于解决这样的课题的手段等，但其他课题和新的特征根据本说明书的记述以及附图将更加明确。
若简单说明在本申请中公开的实施方式中的代表性的发明的概要，则如下所述。
即，本数据处理装置具有：多个硬件资源，具有至少一个备用模式；控制部，用于进行使用规定的所述硬件资源实现的任务的执行和所述硬件资源的动作状态的控制；以及电源部，根据来自所述控制部的指示，控制针对各硬件资源的电源供给。所述控制部根据用于决定执行所述任务的定时的信息，进行所述任务的执行预定时刻的调度，并且根据所述调度的结果，计算直至所述硬件资源在接下来的所述任务的执行中被利用为止的待机时间。所述控制部通过比较计算出的所述待机时间和预先设定了的该硬件资源的所述备用模式所致的盈亏平衡时间，针对每个所述硬件资源，决定是否使该硬件资源过渡到备用模式。
若简单说明通过在本申请中公开的实施方式中的代表性的部分得到的效果，则如下所述。
即，根据本数据处理装置，能够削减功耗。
附图说明
图1是示出本申请的一个实施方式的数据处理装置的图。
图2是例示实施方式1的数据处理装置的结构的图。
图3是例示各硬件资源的动作模式的图。
图4是例示控制部1的内部结构的图。
图5是示出实施方式1的任务管理信息的一个例子的图。
图6是示出实施方式1的硬件信息的一个例子的图。
图7示出实施方式1的队列列表的一个例子。
图8是示出实施方式1的任务的调度和动作模式的决定的流程的一个例子的图。
图9是示出实施方式1的数据处理装置中的队列列表的更新的情形的图。
图10是示出变更MCU3的动作模式时的控制部10与MUC3之间的通信的流程的图。
图11是示出实施方式1的数据处理装置中的任务的调度结果和MCU3的动作模式的过渡状态的一个例子的图。
图12是示出实施方式2的任务管理信息的一个例子的图。
图13是示出实施方式2的队列列表的一个例子的图。
图14是示出实施方式2的任务的调度和动作模式的决定的流程的一个例子的图。
图15是示出实施方式2的数据处理装置中的队列列表的更新的情形的图。
图16是示出实施方式2的数据处理装置中的任务的调度结果和MCU3的动作模式的过渡状态的一个例子的图。
图17是例示实施方式3的数据处理装置中的调节器电路20_n的内部结构的图。
图18是例示调节器电路中的差动放大器DAMP的差动放大级的电路结构的图。
图19是例示实施方式4的数据处理装置的图。
图20是例示实施方式4的硬件信息的图。
符号说明
100：数据处理装置；1：控制部；2：电源部；20_1～20_n：调节器电路；VIN_1～VIN_n：对各硬件资源供给的电源电压；3：微型控制器(MCU)；4_1、4_2：传感器部；40_1、40_2：传感器装置；41_1、41_2：放大器；5：温度传感器；10：运算控制部；11：通信部；12：定时器部；13～15：存储部；16：任务/模式寄存器；TMI、TMIA：任务管理信息；HWI、HWI_TL、HWI_TM、HWI_TH：硬件信息；QUE_LST、QUE_LST A：队列列表；列表31_0、31_1、32_0、32_1；DAMP：差动放大器；PD：MOS晶体管；IBS：差动放大器的偏置电流。
具体实施方式
1.实施方式的概要
首先，关于在本申请中公开的代表性的实施方式说明其概要。在关于代表性的实施方式的概要说明中附加括弧来参照的附图中的附图标记仅例示附加了该附图标记的构成要素的概念中包含的部分。
〔1〕(通过比较根据任务管理信息计算出的硬件资源的待机时间和盈亏平衡时间，决定各硬件资源的向备用模式的过渡的数据处理装置)
本申请的代表性的实施方式的数据处理装置如图1所示，具备具有至少一个备用模式的多个硬件资源(3、4_1、4_2)、以及用于进行使用规定的所述硬件资源实现的任务的执行和所述硬件资源的动作状态的控制的控制部(1)。所述数据处理装置还具有根据来自所述控制部的指示，控制针对各硬件资源的电源(VIN_1～VIN_n)的供给的电源部(2)。所述控制部根据用于决定执行所述任务的定时的信息(TMI、TMIA)，进行所述任务的执行预定时刻的调度，并且根据所述调度的结果，计算直至所述硬件资源在接下来的所述任务的执行中被利用为止的待机时间(Tw)。进而，所述控制部通过比较计算出的所述待机时间和预先设定了的该硬件资源的所述备用模式所致的盈亏平衡时间(Tbe1～Tbe5)，针对每个所述硬件资源，决定是否使该硬件资源过渡到备用模式。
由此，在得到功耗的削减效果的情况下，能够以转移到备用模式的方式，控制各个硬件资源，所以相比于如以往那样将硬件资源成为不需要动作的状态作为条件而转移到备用模式那样的单纯的控制方法，能够更高效地削减数据处理装置整体的功耗。
〔2〕(基于任务管理信息的调度以及待机时间的计算)
在项1的数据处理装置中，用于决定执行所述任务的定时的信息包括执行所述任务的周期(Tc)、所述任务的执行时间(Ton)、以及指示所述任务的执行中使用的所述硬件资源的资源信息(Rs)。所述控制部根据执行所述任务的周期，调度任务的执行预定时刻。所述控制部进而根据使用由所述资源信息指示了的规定的硬件资源的规定的任务的执行完成时刻、和使用所述规定的硬件资源接着所述规定的任务地执行的任务的执行预定时刻的差分，计算所述规定的硬件资源的所述待机时间。所述执行完成时刻是通过对使用所述规定的硬件资源的任务的执行开始时刻加上所述任务的执行时间而计算的。
由此，易于调度任务的执行预定时刻，并且能够容易地计算每个硬件资源的待机时间。
〔3〕(基于待机时间和BET的比较结果的备用模式的选择)
在项2的数据处理装置中，作为所述多个硬件资源，包括具有电源的供给未被切断的第1备用模式(STB1、STB2)和电源的供给被切断的第2备用模式(STB3)的设备。作为所述设备的所述盈亏平衡时间，包括所述第1备用模式所致的第1盈亏平衡时间(Tbe1、Tbe2)和所述第2备用模式所致的第2盈亏平衡时间(Tbe3)。所述第2盈亏平衡时间大于所述第1盈亏平衡时间。所述控制部在使所述设备过渡到备用模式时，在所计算出的所述设备的待机时间(Tw)大于所述第1盈亏平衡时间且小于所述第2盈亏平衡时间的情况下，使所述设备过渡到所述第1备用模式。另一方面，在所计算出的所述设备的待机时间大于所述第2盈亏平衡时间的情况下，所述控制部使所述设备过渡到所述第2备用模式。
由此，根据设备的待机时间，选择最佳的备用模式，所以能够高效地削减该设备的功耗，有助于数据处理系统整体的进一步省电化。
〔4〕(微型控制器)
在项3的数据处理装置中，所述设备是微型控制器。
〔5〕(以使待机时间变长的方式，对调度了的任务进行重新调度)
在项2至4中的任意一个的数据处理装置中，所述控制部能够以使被调度了的所需的任务的执行开始预定时刻、与接着的执行预定的任务的执行开始预定时刻的时间间隔变短的方式，在规定的时间范围内变更所述所需的任务的执行预定时刻。
由此，以使任务和任务的执行间隔变短的方式，重新估计调度结果，所以能够进一步延长硬件资源的待机时间。由此，通过减少各硬件资源的状态过渡次数来削减与过渡相伴的能量开销，进而能够设为备用状态的期间变长，所以能够期待功耗的进一步削减。特别地，在包括具有切断电源的备用模式和不切断电源的备用模式的设备(微型计算机等)的数据处理装置的情况下，通过使待机时间变长而过渡到电源被切断的备用模式的概率变高，所以能够期待电力的进一步削减。
〔6〕(重新调度的详细情况)
在项5的数据处理装置中，用于决定执行所述任务的定时的信息还包括表示能够相对于应该执行所述任务的周期而错开的时间的宽限时间(Tex)的信息。所述控制部在将调度了的所述所需的任务的执行开始预定时刻作为基点，在所述宽限时间的范围内，调度了所述接着的执行预定的任务的执行的情况下，以与所述所需的任务连续地执行所述接着的执行预定的任务的方式，变更所述所需的任务的执行预定时刻。
由此，能够在维持周期性的任务的执行的同时，延长硬件资源的待机时间。
〔7〕(每个温度的盈亏平衡时间BET)
在项2至6中的任意一个的数据处理装置中，与温度信息对应地，设定多个所述备用模式所致的盈亏平衡时间(HWI_TL、HWI_TM、HWI_TH)。所述控制部根据输入了的温度信息，选择某一个所述盈亏平衡时间，使用选择了的所述盈亏平衡时间，决定是否使所述硬件资源过渡到备用模式。
一般，已知电源切断所致的盈亏平衡时间根据温度而变化。因此，通过如本数据处理装置那样根据温度变更盈亏平衡时间，能够更准确地选择最佳的备用模式，不依赖于温度，而能够高效地削减数据处理装置的功耗。
〔8〕(LDO的电路电流)
在项3至7中的任意一个的数据处理装置中，所述电源部与各个硬件资源对应地，具有多个用于对所述硬件资源供给电源电压的调节器电路(20_1～20_n)。所述控制部在使所述硬件资源过渡到备用模式时，以使与该硬件资源对应的所述调节器电路的电路电流(IBS)变小的方式进行控制。
由此，能够进一步削减数据处理装置整体的功耗。
〔9〕(针对每个备用模式使LDO的电路电流变化)
在项8的数据处理装置中，所述控制部在使所述设备过渡到所述第2备用模式的情况下，以切断与所述设备对应的所述调节器电路的动作电流的方式进行控制。另一方面，所述控制部在使所述微型控制器过渡到所述第1备用模式的情况下，以使与所述设备对应的所述调节器电路的动作电流比通常时变小的方式进行控制。
由此，能够担保对微型控制器供给电源的调节器电路所要求的响应性，同时能够高效地抑制功耗。
〔10〕(变更任务的执行间隔)
在项4至9中的任意一个的数据处理装置中，作为所述任务，包括所述微型控制器从外部周期性地接收数据的第1任务(任务A或者B)。所述微型控制器通过所述第1任务的执行，计算在所需的定时接收了的数据和在其以前的定时接收了的数据的变化量，在该变化量未超过规定的阈值的情况下，以使所述第1任务的执行周期变长的方式，更新用于决定执行所述任务的定时的信息。
由此，所述第1任务的执行间隔变长，所以能够进一步延长第1任务的执行中利用的硬件资源(微型控制器等)的待机时间，能够期待进一步削减功耗。
〔11〕(以使待机时间变长的方式，对调度了的任务进行重新调度的数据处理系统)
本申请的代表性的其他实施方式的数据处理装置(100)具备具有至少一个备用模式的多个硬件资源(3、4_1、4_2)、以及用于进行使用规定的所述硬件资源实现的任务的执行和所述硬件资源的动作状态的控制的控制部(1)。所述数据处理装置还具有根据来自所述控制部的指示，控制针对各硬件资源的电源供给的电源部(2)。所述控制部根据用于决定执行所述任务的定时的信息(TMIA)，进行所述任务的执行预定时刻的调度，并且根据所述调度的结果，指示针对规定的所述硬件资源的电源供给，并且对该硬件资源指示所述任务的执行。所述控制部在进行所述调度时，以使所需的任务的执行开始预定时刻、和接着的执行预定的任务的执行开始预定时刻的时间间隔变短的方式，能够在规定的时间范围内变更所述所需的任务的执行预定时刻。
由此，能够以使任务和任务的执行间隔变短的方式，重新估计调度结果，所以能够进一步延长硬件资源的待机时间。由此，通过进行例如在硬件资源的待机中使该硬件资源转移到备用模式这样的控制，能够期待进一步削减功耗。
〔12〕(重新调度的详细情况)
在项11的数据处理装置中，用于决定执行所述任务的定时的信息包括执行所述任务的周期(Tc)、所述任务的执行时间(Ton)、指示所述任务的执行中使用的所述硬件资源的信息(Rs)、以及表示能够相对于应该执行所述任务的周期而错开的时间的宽限时间(Tex)。所述控制部根据执行所述任务的周期，调度任务的执行预定时刻。所述控制部进而在将被调度了的规定的任务的执行开始预定时刻作为基点，在所述宽限时间的范围内调度了其他任务的执行的情况下，以与所述规定的任务连续地执行所述其他任务的方式，变更所述规定的任务的执行预定时刻。
由此，易于调度任务的执行预定时刻，并且维持周期性的任务的执行，同时易于以延长硬件资源的待机时间的方式，重新估计调度结果。
〔13〕(根据待机时间和盈亏平衡时间的比较结果决定各硬件资源向备用模式的过渡)
在项11或者12的数据处理装置中，所述控制部根据所述调度的结果，计算直至所述硬件资源在接下来的所述任务的执行中被利用为止的待机时间。所述控制部进而通过比较计算出的所述待机时间和预先设定了的该硬件资源的所述备用模式所致的盈亏平衡时间，针对每个所述硬件资源，决定是否使该硬件资源过渡到备用模式。
由此，在得到功耗的削减效果的情况下，能够以转移到备用模式的方式，控制各个硬件资源，所以相比于如以往那样将硬件资源成为不需要动作的状态作为条件而转移到备用模式那样的单纯的控制方法，能够更高效地削减数据处理装置整体的功耗。
〔14〕(待机时间的计算)
在项13的数据处理装置中，所述控制部根据使用由所述资源信息指示了的规定的硬件资源的规定的任务的执行完成时刻、和使用所述规定的硬件资源接着所述规定的任务地执行的任务的执行预定时刻的差分，计算所述规定的硬件资源的所述待机时间。所述执行完成时刻是通过对使用所述规定的硬件资源的任务的执行开始时刻加上所述任务的执行时间而计算的。
由此，能够容易地计算每个硬件资源的待机时间。
〔15〕(基于待机时间和BET的比较结果的备用模式的选择)
在项14的数据处理装置中，作为所述硬件资源，包括具有电源的供给未被切断的第1备用模式(STB1、STB2)和电源的供给被切断的第2备用模式(STB3)的微型控制器。作为所述微型控制器的所述盈亏平衡时间，包括所述第1备用模式所致的第1盈亏平衡时间(Tbe1、Tbe2)和所述第2备用模式所致的第2盈亏平衡时间(Tbe3)。所述第2盈亏平衡时间大于所述第1盈亏平衡时间。所述控制部在使所述微型控制器过渡到备用模式时，在所计算出的所述微型控制器的待机时间(Tw)大于所述第1盈亏平衡时间且小于所述第2盈亏平衡时间的情况下，使所述微型控制器过渡到所述第1备用模式。另一方面，在所计算出的所述微型控制器的待机时间大于所述第2盈亏平衡时间的情况下，所述控制部使所述微型控制器过渡到所述第2备用模式。
由此，根据微型控制器的待机时间，选择最佳的备用模式，所以能够高效地削减该设备的功耗，使数据处理系统整体进一步省电化。
〔16〕(每个温度的盈亏平衡时间BET)
在项14或者15的数据处理装置中，与温度信息对应地，设定多个所述备用模式所致的盈亏平衡时间(HWI_TL、HWI_TM、HWI_TH)。所述控制部根据输入了的所述温度信息，选择某一个所述盈亏平衡时间，使用选择了的所述盈亏平衡时间，决定是否使所述硬件资源过渡到备用模式。
由此，能够更准确地选择最佳的备用模式，不依赖于温度，而能够高效地削减数据处理装置的功耗。
〔17〕(LDO的电路电流)
在项15或者16中的任意一个数据处理装置中，所述电源部与各个硬件资源对应地，具有多个用于对所述硬件资源供给电源电压的调节器电路(20_1～20_n)。所述控制部在使所述硬件资源过渡到备用模式时，以使与该硬件资源对应的所述调节器电路的电路电流变小的方式进行控制。
由此，能够进一步削减数据处理装置整体的功耗。
〔18〕(针对每个备用模式使LDO的电路电流变化)
在项15的数据处理装置中，所述控制部在使所述微型控制器过渡到所述第1备用模式的情况下，以切断与所述微型控制器对应的所述调节器电路的动作电流的方式进行控制。另一方面，所述控制部在使所述微型控制器过渡到所述第2备用模式的情况下，以使与所述微型控制器对应的所述调节器电路的动作电流比通常时更小的方式进行控制。
由此，能够担保对微型控制器供给电源的调节器电路所要求的响应性，同时能够高效地抑制功耗。
〔19〕(变更任务的执行间隔)
在项13至16中的任意一个的数据处理装置中，作为所述任务，包括所述微型控制器从外部周期性地接收数据的第1任务(任务A或者B)。所述微型控制器通过所述第1任务的执行，计算在所需的定时接收了的数据和在其以前的定时接收了的数据的变化量，在该变化量未超过规定的阈值的情况下，以使所述第1任务的执行周期变长的方式，更新用于决定执行所述任务的定时的信息。
由此，所述第1任务的执行间隔变长，所以能够进一步延长第1任务的执行中利用的硬件资源(微型控制器等)的待机时间，能够期待进一步削减功耗。
2.实施方式的详细情况
进一步详述实施方式。另外，在用于说明具体实施方式的全部附图中，对具有同一功能的要素附加同一符号，省略其重复的说明。
<<实施方式1>>
图2是例示实施方式1的数据处理装置的结构的图。
该图所示的数据处理装置100通过例如使用多个硬件资源执行各种任务，实现期望的功能。数据处理装置100构成例如一个传感器系统，通过根据由单个或者多个传感器检测到的信息进行各种运算，进行各种数据的生成、各种机器的控制。数据处理装置100是能够根据例如基于电池或者能量获取技术的电力供给而进行动作的传感器系统，要求以更加省电的方式动作。
具体而言，数据处理装置100构成为包括作为多个硬件资源的微型控制器(MCU)3以及传感器部4_1、4_2、电源部(PW_CNT)2、以及控制部(CNT_UNT)1。另外，在图1中，代表性地例示了上述3个硬件资源，但除了它们以外，例如，数据处理装置还可以具备外装存储器(RAM)、无线IC等硬件资源。另外，对数据处理装置100具备的传感器部的个数没有特别限制。
传感器部4_1构成为包括例如将从外部输入了的信息变换为电信号的传感器装置(SNSR)40_1、和对由传感器装置40_1变换了的模拟信号进行放大而输出的放大器(AMP)41_1。由放大器41_1放大了的模拟信号被供给到MCU3。同样地，传感器部4_2构成为包括传感器装置40_2和放大器41_2。虽然没有特别限制，例如，传感器装置40_1测量温度，传感器装置40_2测量湿度。
MCU3将从传感器部40_1、40_2供给了的模拟信号通过A/D变换器变换为数字信号，MCU内部的运算处理部(CPU)根据所述数字信号进行各种运算处理。能够将该运算处理的结果作为各种信息数据以及用于控制机器的控制数据，输出到外部。例如，MCU3将传感器装置40_1、40_2的检测结果作为温度数据以及湿度数据供给到无线IC(未图示)。然后，通过无线IC经由天线进行无线通信，将温度数据以及湿度数据发送到外部的服务器等主机系统。
电源部2根据来自控制部1的指示，控制针对各个硬件资源的电源供给。电源部2构成为包括根据通过例如电池或者能量获取技术供给了的外部电压，生成期望的电压的LDO(Low Drop Out，低压差输出)、开关调节器等多个调节器电路。例如，电源部2通过如下电子电路实现，该电子电路连接了利用公知的CMOS集成电路的制造技术将各种LDO、开关调节器控制器等形成于1个单晶硅那样的半导体基板而得到的电源IC、和电容器、电感器等多个电子部件。电源部2能够针对各个硬件资源，分别地控制电源供给。具体而言，电源部2具备与各个硬件资源对应地设置了的多个调节器电路(LDO)20_1～20_n(n是2以上的整数)，针对各个调节器电路所对应的硬件资源而控制电源的供给、切断。
在作为硬件资源的传感器部4_1、4_2、以及MCU3中，作为动作模式，具有通常动作模式、和至少一个备用模式。
图3是例示各硬件资源的动作模式的图。如该图的(a)所示，传感器部4_1具有例如被供给电源的非备用模式(通常动作模式)、和电源的供给被切断的备用模式STB这2个动作模式。另外，如该图的(b)所示，传感器部4_2与传感器部4_1同样地，具有被供给电源的非备用模式(通常动作模式)、和电源的供给被切断的备用模式STB这2个动作模式。MCU3具有通常动作模式和多个备用模式。具体而言，如图3的(c)所示，MCU3具有非备用模式(通常动作模式)和3个备用模式STB1、STB2以及STB3来作为动作模式。另外，在本实施方式中，以MCU3具有3个备用模式的情况为例子进行说明，但对备用模式的数量没有特别限制。备用模式STB1是例如使MCU3的时钟频率比通常动作模式低的动作模式，备用模式STB2是例如使MCU3的时钟频率和电源电压比通常动作模式低的动作模式，备用模式STB3是例如切断MCU3的电源供给的动作模式。关于省电效果，备用模式STB2比备用模式STB1大，备用模式STB3比备用模式STB2大。
通过控制部1比较各硬件资源的待机时间和备用模式所致的盈亏平衡时间BET，决定各个硬件资源以哪个动作模式动作。例如，如图3的(a)所示，传感器部4_1在待机时间Tw是盈亏平衡时间Tbe4以上的情况下，以过渡到备用模式的方式进行控制。同样地，传感器部4_2如图3的(b)所示，在待机时间Tw是盈亏平衡时间Tbe5以上的情况下，以过渡到备用模式的方式进行控制。进而，MCU3如图3的(c)所示，在待机时间Tw大于盈亏平衡时间Tbe1的情况下，以过渡到备用模式的方式进行控制。在该情况下，在待机时间Tw大于盈亏平衡时间Tbe1且小于盈亏平衡时间Tbe2的情况下，MCU3以过渡到备用模式STB1的方式进行控制，在待机时间Tw大于盈亏平衡时间Tbe2且小于盈亏平衡时间Tbe3的情况下，MCU3以过渡到备用模式STB2的方式进行控制。进而，在待机时间Tw大于盈亏平衡时间Tbe3的情况下，MCU3以过渡到备用模式STB3的方式进行控制。
接下来，详细说明控制部1。
控制部1进行对使用规定的硬件资源实现的任务的执行和硬件资源的动作状态的控制。具体而言，控制部1根据用于决定执行任务的定时的信息，进行任务的执行预定时刻的调度。控制部1依照该调度的结果，对电源部2指示针对规定的硬件资源的电源供给，并且对该硬件资源指示任务的执行。进而，控制部1根据调度的结果，计算直至硬件资源在接下来的任务的执行中被利用为止的待机时间，比较计算出的待机时间和预先设定了的该硬件资源的备用模式所致的盈亏平衡时间，从而针对每个硬件资源，决定是否使该硬件资源过渡到备用模式。以下，具体说明由控制部1实施的动作内容。另外，在本实施方式中，以在电源部2的内部(电源IC的内部)形成控制部1的情况为例子进行说明。
图4是例示控制部1的内部结构的图。如该图所示，控制部1构成为包括运算控制部(ATC_CNT_UNT)10、通信部(CMM_UNT)11、定时器部(TMR_CNTR)12、以及存储部(MRY_UNT)13～15。
通信部11是用于与外部装置进行通信的功能部，例如，包括串行通信控制部(SRL_CMM)110、和中断通信部(INTC)111。串行通信控制部110是用于与外部装置进行串行通信的功能部。例如，控制部1经由串行通信控制部110与MCU3进行串行通信。中断通信部111根据来自运算控制部10的中断请求，生成针对MCU3的中断信号SINT_O，并且根据来自MCU3、其他硬件资源的中断信号SINT_I，对运算控制部10发出外部中断请求。
定时器部12是通过对规定的时钟信号(未图示)进行计数来进行计时的定时器计数器。在定时器部12中，如果通过例如运算控制部10指示了计数动作的开始，则开始时钟信号的计数动作。然后，如果由运算控制部10设定了的指定值和通过计数动作得到的计数值一致，则将该意思通知给运算控制部10。
运算控制部10是用于进行用于执行任务的调度或执行任务的序列控制、以及与各硬件资源的动作模式的变更等有关的各种运算处理或总体的控制的功能部。运算控制部10既可以例如通过专用的硬件逻辑实现，也可以通过CPU、DSP等程序处理装置执行程序来实现，没有特别限制。关于由运算控制部10实施的具体的控制内容将在后面叙述。
存储部13～15储存用于由运算控制部10实施的任务的调度或序列控制、以及各硬件资源的动作模式的变更等控制的各种信息。存储部13～15通过例如具有用于存储数据的存储区域的寄存器、存储器来实现。
存储部13储存用于决定执行任务的定时的信息(以下，称为“任务管理信息”)TMI。图5示出任务管理信息的一个例子。如该图所示，任务管理信息TMI包括任务的执行周期Tc、任务的执行时间Ton、任务执行的反复次数Rc、以及使用的硬件资源的信息Rs。针对可由数据处理装置100执行的任务的每个种类，集中各个信息。任务的执行周期Tc是表示定期地执行任务的周期的信息。任务的执行时间Ton是表示从开始执行任务到结束所需的时间的信息。任务执行的反复次数Rc是表示将周期性地执行的任务执行几次的信息。使用的硬件资源的信息Rs是指示为了执行该任务而所需的硬件资源的信息。在本实施方式中，用硬件资源编号“0”表示MCU3，用硬件资源编号“1”表示传感器部4_1，用硬件资源编号“2”表示传感器部4_2。此处，例如，将任务A设为“将传感器部4_1的检测结果引入到MCU3的处理”，将任务B设为“将传感器部4_2的检测结果引入到MCU3的处理”。在该情况下，图5的任务管理信息TMI表示“任务A是使用传感器部4_1和MCU3每50ms地反复执行的处理，其处理时间为1ms”，并表示“任务B是使用传感器部4_2和MCU3每55ms地反复执行的处理，其处理时间为2ms”。在例如上电复位解除后的初始化时等，经由与MCU3的串行通信，对存储部13设定这些信息。
存储部14储存硬件资源的信息(以下，称为“硬件信息”)HWI。图6示出硬件信息的一个例子。如该图所示，硬件信息HWI包括各硬件资源的备用模式的每一个的盈亏平衡时间的信息。如上所述，将相比过渡到电源切断等备用模式所致的开销而过渡到备用模式所致的功耗的削减量更大的临界点的时间称为盈亏平衡时间BET。详细情况后面叙述，在本实施方式的数据处理装置100中，在判断为硬件资源的待机时间大于盈亏平衡时间BET的情况下，进行使硬件资源过渡到规定的备用模式的控制。
如图6所示，作为MCU3的硬件信息，包括备用模式STB1的盈亏平衡时间Tbe1的信息、备用模式STB2的盈亏平衡时间Tbe2的信息、以及备用模式STB3的盈亏平衡时间Tbe3的信息。另外，作为传感器部4_1的硬件信息，包括备用模式STB的盈亏平衡时间Tbe4的信息，作为传感器部4_2的硬件信息，包括备用模式STB的盈亏平衡时间Tbe5的信息。在例如上电复位解除后的初始化时等，经由与MCU3的串行通信，对存储部14设定这些信息。另外，该图所示的各盈亏平衡时间的值终归是一个例子，作为盈亏平衡时间能够设定各种值。
存储部15储存用于管理任务的执行预定以及执行状况的信息(以下，称为“队列列表”)QUE_LST。队列列表QUE_LST包括针对任务的每个种类生成了的列表。图7示出队列列表的一个例子。例如，如该图所示，队列列表QUE_LST包括任务A的列表31_0和任务B的列表31_1。在各个列表31_0、31_1中，储存任务ID(TASK ID)、任务的执行状态(Status)、执行预定时刻(Scheduled time)、以及使用的硬件资源(Resource[2：0])等信息。此处，任务ID是在同一种类的任务中，根据应该执行的顺序所赋予的任务的识别信息。任务的执行状态的信息是表示赋予了任务ID的任务的状态的信息。关于任务的执行状态的信息，“Exe”表示该任务在执行中，“Ready”表示该任务是如果“Exe”状态的其他任务的执行完成则可接着执行的状态，“Wait”表示该任务在待机中。执行预定时刻的信息是表示执行赋予了任务ID的任务的预定时刻的信息。使用的硬件资源的信息是表示赋予了任务ID的任务中必要的硬件资源的信息。虽然没有特别限制，关于使用的硬件资源的信息，如图7所示，各位对应于各个硬件资源，例如，该图的右端的位表示MCU3，正中的位表示传感器部4_1，左端的位表示传感器部4_2。在位的值是“1”的情况下，表示在该任务的执行中利用与该位对应的硬件资源，在位的值是“0”的情况下，表示在该任务的执行中不利用与该位对应的硬件资源。例如，图7的列表31_0表示通过任务A_1、A_2的执行，使用MCU3以及传感器部4_1，不使用传感器部4_2。同样地，图7的列表31_1表示通过任务B_1、B_2的执行，使用MCU3以及传感器部4_2，不使用传感器部4_1。另外，图7所记载的具体的数值等终归是一个例子。
接下来，使用图8以及图9，说明由运算控制部10实施的控制序列。
图8是示出实施方式1的任务的调度和动作模式的决定的流程的一个例子的图。图9是示出实施方式1的数据处理装置中的队列列表的更新的情形的图。例如，实施方式1的队列列表依照图8的流程，按照图9的(a)、图9的(b)、图9的(c)、图9的(d)的顺序更新。
在图8中，首先，如果在电源接通后的上电复位等解除之后，在存储部13、14中初始设定了任务管理信息TMI以及硬件信息HWI，则运算控制部10根据任务管理信息TMI制作队列列表，使队列列表中的所有种类的任务的开头任务的执行状态成为“Ready”(S101)。另外，其他任务成为“Wait”状态。此处，制作图9的(a)所示的队列列表。
接下来，运算控制部10使“Ready”状态的任务中的优先级最高的任务执行，使该任务的执行状态成为“Exe”(S102)。在本实施方式中，任务的优先级是例如按照任务的执行周期从短到长的顺序决定的。此处，图9的(a)的队列列表中的任务A_1的执行状态成为“Exe”，如图9的(b)那样队列列表被更新。运算控制部10对电源部2指示针对在队列列表中由“使用的硬件资源”的信息指定了的硬件的电源供给，并且对该硬件资源发出起动触发(中断信号等)，从而实现任务的执行。例如，在图9的(b)的情况下，运算控制部10进行针对MCU3和传感器部4_1的电源供给和动作开始的指示。
接下来，运算控制部10设定队列列表中的与“Exe”状态的任务相同的种类的任务的执行预定时刻(S103)。具体而言，运算控制部10根据任务管理信息TMI中的任务的执行周期Tc，设定任务的执行预定时刻。例如，在图9的(b)中，示出了作为与执行中的任务A_1相同的种类的任务A_2的执行预定时刻而设定了“50ms”的情况。
接下来，运算控制部10判定在队列列表中是否存在“Ready”状态的其他任务(S104)。在存在“Ready”状态的其他任务的情况下，运算控制部10选择“Ready”状态的任务中的优先级最高的任务，设定选择了的任务的执行预定时刻(S105)。具体而言，运算控制部10将从此时执行的任务的执行预定时刻起错开了该任务的执行时间量的时刻作为选择了的任务的执行预定时刻。例如，在图9的(b)中，示出了将从执行中的任务A_1的执行开始时刻(0ms)起经过了任务A_1的执行时间(1ms)的时刻“1ms”设定为“Ready”状态的任务B_1的执行预定时刻的情况。另一方面，在步骤S104中，不存在“Ready”状态的其他任务的情况下，运算控制部10选择“Wait”状态的任务中的执行预定时刻最早的任务，对定时器部12设定选择了的任务的执行预定时刻(S106)。例如，如图9(c)那样，在没有“Ready”状态的其他任务的情况下，对定时器部12设置“Wait”状态的任务A_2、B_2中的执行预定时刻最早的任务A_2的执行预定时刻(50ms)。通过以上的处理，在队列列表中调度任务。
接下来，运算控制部10根据调度结果，计算各硬件资源的待机时间。首先，运算控制部10选择在当前执行中的任务(“Exe”状态的任务)中使用的硬件资源的某一个，探索利用所选择了的硬件资源的接下来的任务(S107)。具体而言，选择在与当前执行中的任务相同的种类的任务中执行预定时刻最早的任务、或者与当前执行中的任务不同的种类的任务中执行预定时刻最早的任务。接下来，运算控制部10计算硬件资源的待机时间(S108)。具体而言，通过对当前执行的任务的执行预定时刻加上该任务的执行时间，计算当前执行的任务的结束预定时刻。接下来，计算所计算出的结束预定时刻与在步骤S107中选择了的任务的执行预定时刻的差分，将计算出的差时间作为在步骤S107中选择了的硬件资源的待机时间。运算控制部10比较在步骤S108中计算出的规定的硬件资源的待机时间、和与该硬件资源的各备用模式有关的盈亏平衡时间BET，决定接下来应该过渡的动作模式(S109)。运算控制部10直至决定所有硬件资源的动作模式，重复上述S107～S109的处理。
在运算控制部10中，如果“Exe”状态的任务的执行结束，则使各硬件资源过渡到在步骤S109中决定了的动作模式(S110)。具体而言，在使规定的硬件资源过渡到备用模式的情况下，运算控制部10对电源部2指示针对该硬件的电源切断、电源电压的降低等，并且对该硬件资源发出中断信号等而通知转移到备用模式。之后，运算控制部10参照队列列表，判断是否有其他“Ready”状态的任务(S111)。在有其他“Ready”状态的任务的情况下，返回到步骤S102，反复执行上述处理(S102～S110)。在无其他“Ready”状态的任务的情况下，运算处理部10对定时器部12设置起动时刻，进入到待机状态(S112)。例如，如图9的(d)那样，如果所有任务为“Wait”状态，则直至达到接下来的任务的执行预定时刻(例如，任务A_2的执行预定时刻50ms)，运算处理部10为待机状态。之后，如果达到在步骤S112中设定了的起动时刻，则运算处理部10根据来自定时器部12的通知从待机状态恢复，从步骤S102再次开始处理。
此处，使用图9的(b)、(c)，具体说明与基于上述步骤S107～S109的各硬件资源的待机时间的计算和动作模式的决定有关的处理。
以下是图9的(b)的调度结果中的各硬件资源的动作模式的决定步骤。如图9的(b)所示，在执行中的任务A_1中使用的硬件资源是传感器部4_1和MCU3。传感器部4_1仅在任务A_2中预定使用，所以运算处理部10在步骤S107中，作为预定了传感器部4_1的使用的接下来的任务，选择“任务A_2”。另一方面，关于MCU3，在任务A_2和任务B_1中预定了使用，相比于任务A_2，任务B_1的执行预定时刻更早，所以运算处理部10在步骤S107中，作为预定了MCU3的使用的接下来的任务，选择“任务B_1”。接下来，运算控制部10在步骤S108中，分别计算传感器部4_1和MCU3的待机时间。在计算传感器部4_1的待机时间的情况下，通过运算控制部10对当前执行中的任务A_1的执行预定时刻(0ms)和任务A_1的执行时间(1ms)进行相加，计算任务A_1的结束预定时刻(1ms)。然后，运算控制部10计算所计算出的任务A_1的结束预定时刻(1ms)与在步骤S107中选择了的任务A_2的执行预定时刻(50ms)之差(49ms)，将该差作为传感器部4_1的待机时间(49ms)。另外，在计算MCU3的待机时间的情况下，运算控制部10计算先前所计算出的任务A_1的结束预定时刻(1ms)与在步骤S107中选择了的任务B_1的执行预定时刻(1ms)之差(0ms)，将该差作为传感器部4_1的待机时间(0ms)。接下来，运算控制部10在步骤S108中，比较计算出的待机时间和盈亏平衡时间。在该情况下，传感器部4_1的待机时间(49ms)大于盈亏平衡时间Tbe4(10ms)，所以运算控制部10决定在任务A_1的结束之后使传感器部4_1过渡到备用模式。另一方面，是MCU3的待机时间(0ms)，MCU3在任务A_1之后连续地在任务B_1中使用，所以运算控制部10决定不使MCU3过渡到备用模式，而使通常动作模式下的动作继续。
以下是图9的(c)的调度结果中的各硬件资源的动作模式的决定步骤。如图9的(c)所示，在执行中的任务B_1中使用了的硬件资源是传感器部4_2和MCU3。关于传感器部4_2，仅在任务B_2中预定了使用，所以运算处理部10在步骤S107中，作为预定了传感器部4_2的使用的接下来的任务，选择“任务B_2”。另一方面，关于MCU3，在任务A_2和任务B_2中预定了使用，相比于任务B_2，任务A_2的执行预定时刻更早，所以运算处理部10在步骤S107中，作为预定了MCU3的使用的接下来的任务，选择“任务A_2”。接下来，运算控制部10在步骤S108中，分别计算传感器部4_2和MCU3的待机时间。在计算传感器部4_2的待机时间的情况下，通过运算控制部10对当前执行中的任务B_1的执行预定时刻(1ms)和任务B_1的执行时间(2ms)进行相加，计算任务B_1的结束预定时刻(3ms)。然后，运算控制部10计算所计算出的任务B_1的结束预定时刻(3ms)与在步骤S107中选择了的任务B_2的执行预定时刻(56ms)之差(53ms)，将该差作为传感器部4_2的待机时间(53ms)。另外，在计算MCU3的待机时间的情况下，运算控制部10计算之前计算出的任务B_1的结束预定时刻(3ms)与在步骤S107中选择了的任务A_2的执行预定时刻(50ms)之差(47ms)，将该差作为MCU3的待机时间(47ms)。接下来，运算控制部10比较计算出的待机时间和盈亏平衡时间。在该情况下，传感器部4_2的待机时间(53ms)大于盈亏平衡时间Tbe5(10ms)，所以运算控制部10决定在任务B_1的结束之后使传感器部4_2过渡到备用模式。另一方面，MCU3的待机时间(47ms)大于盈亏平衡时间Tbe3(29ms)，所以运算控制部10决定在任务B_1的结束之后使MCU3过渡到备用模式STB3(电源切断)。
按照以上的步骤，计算各硬件资源的待机时间，决定各硬件资源的动作模式。
接下来，说明控制部10与MUC3之间的通信。
MCU3通过参照在运算控制部10的内部设置了的任务/模式寄存器(TASK/MODE_REG)16，掌握接下来应该执行的任务的种类、接下来应过渡的动作模式等。使用图10，具体说明利用了任务/模式寄存器16的控制部10与MUC3之间的通信步骤。
图10是示出变更MCU3的动作模式时的控制部10与MCU3之间的通信的流程的图。另外，该图所记载的步骤编号对应于上述图8的流程图的步骤编号。
首先，在步骤S101中，运算控制部10在使队列列表中的所有开头任务的执行状态成为“Ready”之后，对任务/模式寄存器16设定表示执行的任务的值。此处，设为执行任务A_1，对任务/模式寄存器16设定表示任务A_1的值。
运算控制部10在步骤S102中，对电源部2指示针对在执行的任务中使用的MCU3以及传感器部4_1的电源供给开始，并且对MCU3发出中断信号SINT_O而指示任务的执行。MCU3如果根据来自电源部2的电源供给和中断信号SINT_O从待机状态恢复，则首先读出在任务/模式寄存器16中设定了的信息。然后，MCU3执行由任务/模式寄存器16指示了的任务A_1。在该期间，运算控制部10通过进行上述步骤S103～S110的处理，进行基于任务的调度和各硬件资源的待机时间的动作模式的决定。此处，作为MCU3的接下来应过渡的动作模式，选择了备用模式STB2。
如果任务的执行完成，则MCU3对运算控制部10发出中断信号SINT_I。接收到中断信号SINT_I的运算控制部10在任务/模式寄存器16中设定指示备用模式STB2的值。然后，运算控制部10通过对MCU3发出中断信号SINT_O，来通知MCU3的动作模式被变更。接收到中断信号SINT_O的MCU3通过串行通信，读出任务/模式寄存器16的值。然后，MCU3在过渡到备用模式STB2之前，根据需要，进行使在各种寄存器中设定了的数据等退避到非易失性的存储器等这样的准备处理。在MCU3中，如果上述准备处理完成，则对运算控制部10发出中断信号SINC_I。接收到中断信号SINC_I的运算控制部10在步骤S110中，对电源部2指示使MCU3的电源供给状态变化。由此，MCU3以备用模式STB2动作。
图11示出实施方式1的数据处理装置中的任务的调度结果和MCU3的动作模式的过渡状态的一个例子。如上所述，任务A的执行周期Tc是50ms，执行时间Ton是1ms，任务B的执行周期Tc是55ms，执行时间Ton是1ms。另外，如上所述，MCU3在任务A和任务B这两者中使用。另外，在该图中，“1”表示备用模式STB1、“2”表示备用模式STB2、“3”表示备用模式STB3、斜线部表示通常动作模式(非备用模式)。
如该图所示，从任务B_1的执行完成至执行任务A_2的期间中的MCU3的待机时间是“47ms”，大于MCU3的备用模式STB3的盈亏平衡时间Tbe3(29ms)。因此，在该期间中，MCU3过渡到备用模式STB3，电源供给被切断。另外，从任务A_2的执行完成至执行任务B_2的期间中的MCU3的待机时间是“5ms”，大于MCU3的备用模式STB1的盈亏平衡时间Tbe1(2ms)，但小于备用模式STB2的盈亏平衡时间Tbe2(11ms)。因此，在该期间中，MCU3过渡到备用模式STB1。这样，根据MCU3的待机时间，动态地选择最佳的备用模式。
以上，根据实施方式1的数据处理装置，为了得到充分的功耗的削减效果，比较各个硬件资源的待机时间和备用模式所致的盈亏平衡时间BET，从而针对每个硬件资源决定最佳的备用模式，所以能够削减数据处理装置的功耗。特别地，作为高效地削减包括具有多个备用模式的设备(微型控制器等)的数据处理装置的功耗的方法，特别有效。另外，根据本数据处理装置，相比于如以往那样将硬件资源成为不需要动作的状态作为条件而转移到备用模式那样的单纯的控制方法，能够更高效地削减数据处理装置整体的功耗。另外，通过使用任务管理信息TMI，任务的调度变得容易，并且能够容易地计算硬件资源的待机时间。
<<实施方式2>>
实施方式2的数据处理装置除了实施方式1的数据处理装置的功能以外，还具备以使硬件资源的待机时间变长的方式，对临时调度了的任务的执行预定时刻进行变更(重新调度)的功能。
实施方式2的数据处理装置与实施方式1的数据处理装置10相比，其主要的硬件结构相同，在存储部13中储存的任务管理信息以及在存储部15中储存的队列列表的数据构造不同。
图12是示出实施方式2的任务管理信息的一个例子的图。该图所示的任务管理信息TMIA除了实施方式1的任务管理信息TMI以外，还包括宽限时间Tex的信息。宽限时间Tex是指：表示能够相对于应该执行任务的周期而错开的时间的信息。例如，如图12所示，在任务A的执行周期Tc是50ms、宽限时间Tex是Tc/4(12.5ms)的情况下，能够将接着在时刻0ms执行了的任务A_1执行的任务A_2的执行预定时刻设定在“50ms+12.5ms”的范围内。
图13是示出实施方式2的队列列表的一个例子的图。关于该图所示的队列列表QUE_LST A，与实施方式1的队列列表QUE_LST同样地，针对任务的每个种类制作列表32_0、32_1。关于队列列表QUE_LST A，在各个列表32_0、32_1中，除了实施方式1的列表31_0、31_1的信息以外，还包括表示“变更后的执行预定时刻(Rescheduled time)”的信息。在调度了的执行预定时刻(Scheduled time)被变更了的情况下，变更后的执行预定时刻的信息被写入到队列列表。
图14是示出实施方式2的任务的调度和动作模式的决定的流程的一个例子的图。图15是示出实施方式2的数据处理装置中的队列列表的更新的情形的图。例如，关于实施方式2的队列列表，依照图14的流程，按照图15的(a)、图15的(b)、图15的(c)、图15的(d)的顺序更新。
图14所示的流程图在代替步骤S106的处理而包括步骤S201～S203的处理的这一点上与图8的流程图不同。另外，对与图8的流程图相同的处理步骤，附加同一符号，省略其详细的说明。
首先，如果在电源接通后的上电复位等的解除之后对存储部13、14初始设定了任务管理信息TMIA以及硬件信息HWI，则运算控制部10根据任务管理信息TMIA制作队列列表，使队列列表中的所有种类的任务的开头任务的执行状态成为“Ready”(S101)。另外，其他任务成为“Wait”状态。此处，设为制作了图15的(a)所示的队列列表。
接下来，运算控制部10使“Ready”状态的任务中的优先级最高的任务执行，并且使该任务的执行状态成为“Exe”(S102)。然后，运算控制部10设定队列列表中的与“Exe”状态的任务相同的种类的任务的执行预定时刻(S103)。此处，设为图15的(a)的队列列表中的任务A_1的执行状态成为“Exe”，如图15的(b)那样，作为与执行中的任务A_1相同的种类的任务A_2的执行预定时刻，设定了“50ms”。
接下来，运算控制部10判定在队列列表中是否存在“Ready”状态的其他任务(S104)。在存在“Ready”状态的其他任务的情况下，运算控制部10选择“Ready”状态的任务中的优先级最高的任务，设定选择了的任务的执行预定时刻(S105)。例如，在图15的(b)中，示出了将从执行中的任务A_1的执行开始时刻(0ms)起经过了任务A_1的执行时间(1ms)的时刻“1ms”设定为“Ready”状态的任务B_1的执行预定时刻的情况。之后的处理也按照与上述图8的流程图同样的步骤进行(S107～S112)。
另一方面，在步骤S104中，在不存在“Ready”状态的其他任务的情况下，运算控制部10选择“Wait”状态的任务中的执行预定时刻最早的任务(S201)。然后，运算控制部10判别在将在步骤S201中选择了的任务的执行开始预定时刻作为基点的宽限时间Tex的范围内，是否有预定了执行的其他任务(S202)。在宽限时间Tex的范围内调度了执行预定的其他任务的情况下，以使在步骤S201中选择了的“Wait”状态的任务和所述其他任务的时间间隔变短的方式，变更在步骤S201中选择了的“Wait”状态的任务的执行预定时刻(S203)。另外，在有多个“Wait”状态的任务的情况下，反复执行步骤S202、S203，以能够尽可能集中地执行任务的方式进行再调整。另一方面，在宽限时间Tex的范围内不存在预定了执行的其他任务的情况、或者在步骤S202中完成了执行预定时刻的变更的情况下，转移到步骤S107，按照与实施方式1同样的处理步骤，决定各硬件资源的动作模式(S107～S112)。
此处，使用图15的(c)，具体说明与基于上述步骤S201～S203的任务的执行预定时刻的变更有关的处理。
以下是图15的(c)的调度结果中的任务的执行预定时刻的变更的步骤。如图15的(c)所示，“Wait”状态的任务是任务A_2、任务B_2、以及任务A_3，各个执行开始预定时刻是“50ms”、“56ms”、以及“未定”。在步骤S201中，运算处理部10选择“Wait”状态的任务A_2、A_3、B_2中的执行预定时刻最早的“任务A_2”。接下来，运算处理部10在步骤202中，判断在从选择了的任务A_2的执行开始预定时刻起宽限时间Tex的范围内，是否有预定了执行的其他任务。具体而言，运算处理部10直至对选择了的任务A_2的执行预定时刻(50ms)加上任务A的宽限时间Tex(Tc/4＝12.5ms)而得到的时刻(62.5ms)为止，判断是否有其他任务。在图15的(c)的情况下，在直至时刻62.5ms的期间预定任务B_2(执行预定时刻56ms)的执行，所以运算控制部10判断为在宽限时间内有其他任务。接下来，运算处理部10以使任务A_2和任务B_2的时间间隔变短的方式，变更任务A_2的执行预定时刻。具体而言，以使任务A_2和任务B_2连续执行的方式，变更任务A_2的执行预定时刻。例如，如图15的(c)所示，任务B_2的执行预定时刻是“56ms”，任务A_2的执行时间是“1ms”，所以以使任务A_2和任务B_2连续执行的方式，将任务A_2的执行预定时刻从“50ms”变更为“55ms”。由此，从执行中的任务B_1的结束预定时刻到任务A_2的执行预定时刻的时间间隔变长。
图16示出实施方式2的任务的调度结果和MCU3的动作模式的过渡状态的一个例子。如上所述，任务A的执行周期Tc是50ms、执行时间Ton是1ms、宽限时间Tex是Tc/4(＝12.5ms)，任务B的执行周期Tc是55ms、执行时间Ton是1ms、宽限时间Tex是Tc/2(＝27.5ms)。另外，如上所述，MCU3在任务A和任务B这两者中使用。另外，在该图中，“1”表示备用模式STB1，“2”表示备用模式STB2，“3”表示备用模式STB3，斜线部表示通常动作模式(非备用模式)。
如图16所示，通过由上述控制部1实施的调度变更，在任务B_1的执行中，任务A_2的执行预定时刻从“50ms”变更为“55ms”。由此，从任务B_1完成到执行任务A_2的MCU3的待机时间从“47ms”(参照图11)增加到52ms。即，MCU3的电源被切断的期间(以备用模式STB3动作的期间)变长。同样地，通过任务A_3的执行预定时刻被变更，从任务B_2完成到执行任务A_3的MCU3的待机时间从“42ms”(参照图11)增加到“52ms”，MCU3的电源被切断的期间变长。进而，在任务A_5以后，按照同样的原理变更任务B_5的执行预定时刻，从而从任务A_5完成到执行任务B_5的待机时间从“20ms”(参照图11)增加到“47ms”，MCU3的电源被切断的期间变长。
这样，根据实施方式2的数据处理装置，以使任务和任务的执行间隔变短的方式，重新估计调度结果，所以能够进一步延长硬件资源的待机时间。由此，能够使各硬件资源成为备用状态的期间变长，所以能够进一步削减数据处理装置的功耗。特别地，如本实施方式那样，在包括具有切断电源的备用模式和不切断电源的备用模式的设备(微型计算机等)的数据处理装置的情况下，通过待机时间变长而过渡到电源被切断的备用模式的概率变高，所以能够期待电力的进一步削减。
<<实施方式3>>
实施方式3的数据处理装置除了实施方式1的数据处理装置的功能以外，还具备根据备用模式变更电源部2的调节器电路的电路电流的功能。
图17是例示实施方式3的数据处理装置中的调节器电路20_n的内部结构的图。如该图所示，对各硬件资源供给电源的调节器电路20_n构成为包括差动放大器DAMP、和作为输出驱动器的MOS晶体管PD。通过差动放大器DAMP以使输出电压VIN_n成为恒定的方式控制MOS晶体管PD的栅极电压，对硬件资源供给稳定的电源电压。
图18是例示调节器电路中的差动放大器DAMP的差动放大级的电路结构的图。如该图所示，在实施方式3的数据处理装置中，差动放大器DAMP的差动放大级的偏置电流(例如尾电流)IBS根据电源供给目的地的硬件资源的动作模式而可变。例如，在对MCU3供给电源电压的调节器电路20_n的情况下，在MCU3以备用模式动作的情况下，偏置电流IBS比通常动作模式时小。例如，在MCU3过渡到第1、第2备用模式STB1、STB2(有电源供给)的情况下，使偏置电流IBS比通常动作模式时小。在备用模式STB1、STB2中，不要求比通常动作模式时高的电流的源能力，所以即使减少差动放大器DAMP的偏置电流来降低了调节器电路的响应性，也能够充分地应对。另一方面，在MCU3过渡到备用模式STB3(电源切断)的情况下，使偏置电流IBS成为“0(零)”，切断调节器电路20_n的差动放大器DAMP的电路电流。另外，关于对传感器部4_1、4_2供给电源的调节器电路20_1、20_2，也同样地，根据传感器部4_1的动作模式，变更偏置电流IBS。
以上那样，通过根据硬件资源的动作模式使电源部2的调节器电路的电路电流变化，能够在担保调节器电路所要求的响应性的同时，进一步削减数据处理装置的消耗电流。
<<实施方式4>>
实施方式4的数据处理装置除了实施方式1的数据处理装置的功能以外，还具备根据温度变更盈亏平衡时间BET的功能。具体而言，控制部1具有多个硬件信息HWI，根据从外部输入了的温度信息选择某一个硬件信息，使用选择了的硬件信息的盈亏平衡时间来决定各硬件资源的动作模式。
图19例示实施方式4的数据处理装置。该图所示的数据处理装置在MCU3的内部具有温度传感器6。控制部1输入由温度传感器6检测到的温度信息。另外，在本实施方式中，例示了将温度传感器6设置于MCU3的内部的情况，但只要是数据处理装置100的内部，则对温度传感器6的设置场所没有特别限定。
图20是例示实施方式4的硬件信息的图。如该图所示，在控制部1的存储部14中，储存多个硬件信息HWI_TM、HWI_TH、HWI_TL。各个硬件信息与温度对应地设置。例如，如对应于温度范围从-40度至0度的硬件信息HWI_TL、对应于温度范围从0度至40度的硬件信息HWI_TM、对应于温度范围从40度至80度的硬件信息HWI_TH等那样，将与温度范围对应的硬件信息储存到存储部14。例如，控制部1定期地接收通过温度传感器5得到的温度信息，根据该温度信息，选择在存储部14中储存了的硬件信息中的某一个。例如，在利用温度传感器5的检测结果是“25度”的情况下，控制部1利用对应于温度范围从0度至40度的硬件信息HWI_TM的盈亏平衡时间的信息，与上述待机时间Tw进行比较，决定各硬件资源的动作模式。另外，关于其他控制内容，与实施方式1相同。
如上所述，一般，已知备用模式所致的盈亏平衡时间BET根据温度而变化。因此，通过如实施方式4的数据处理装置那样根据温度变更盈亏平衡时间，能够更准确地选择最佳的备用模式，不依赖于温度，而能够高效地削减数据处理装置的功耗。
<<实施方式5>>
实施方式5的数据处理装置除了实施方式1的数据处理装置的功能以外，还具备根据任务的执行结果变更任务的执行周期的功能。
例如，考虑数据处理装置100每50ms地执行作为“将传感器部4_1的检测结果引入到MCU3的处理”的“任务A”的情况。在该情况下，MCU3每50ms地接收传感器部4_1的检测结果。MCU3比较在任务A_n中接收了的传感器部4_1的检测结果、和基于在比任务A_n以前执行了的任务(例如紧接在前面的任务A_n-1)的传感器部4_1的检测结果，计算传感器部4_1的检测结果变化了何种程度。在传感器部4_1的检测结果的变化量未超过规定的阈值的情况下，MCU3以使任务A的执行周期变长的方式，更新任务A的执行周期Tc的值。具体而言，MCU3访问控制部1的存储部13，将在此储存了的任务管理信息TMI中的任务A的执行周期Tc变更为比初始值的“50ms”大的值(例如“60ms”)。
由此，在通过定期的任务的执行得到的结果(数据)不怎么变化的情况下，以使任务的执行周期变长的方式，重新估计任务的执行调度，所以能够延长在该任务中使用的硬件资源(在上述例子的情况下，是MCU3以及传感器部4_1)的待机时间。
以上那样，根据实施方式5的数据处理装置，通过重新估计任务的执行周期，能够延长硬件资源的待机时间，所以能够期待电力的进一步削减。
以上，根据实施方式，具体说明了由本发明者完成的发明，但本发明不限于此，当然能够在不脱离其主旨的范围内实现各种变更。
例如，例示了将实施方式3至5的数据处理装置的结构以及功能应用于实施方式1的数据处理装置的情况，但还能够将上述功能以及结构应用于实施方式2的数据处理装置。
例示了数据处理装置100是传感器系统的情况，但不限于此，还能够应用于例如电池驱动的便携终端等其他系统。
另外，如上所述，控制部1的设置场所不限于电源IC的内部，但控制部1即使在其他硬件资源是备用状态的情况下也需要起动，所以在系统的规格上，优选在切断电源的机会少的电源IC、实时时钟(RTC)IC等的内部形成控制部1，但还能够设置于MCU3的内部，也能够仅通过控制部1形成为单独的IC。
另外，作为具有多个备用模式(STB1、STB2、STB3)的设备，例示了MCU3，但不限于此，只要是具有多个备用模式的设备，则也可以是DSP、存储器模块、模拟IC等。
另外，例示了电源部2中的调节器电路20_1～20_n是LDO的情况，但只要是能够实施应该对硬件资源供给的电压值的变更、针对硬件资源的电源电压的切断等控制的结构，则不限于LDO，也可以是开关调节器、电荷泵电源等其他电源电路。

Claims (19)

1.一种数据处理装置，其特征在于，具有：
多个硬件资源，具有至少一个备用模式；
控制部，用于进行使用规定的所述硬件资源实现的任务的执行和所述硬件资源的动作状态的控制；以及
电源部，根据来自所述控制部的指示，控制针对各硬件资源的电源供给，
所述控制部根据用于决定执行所述任务的定时的信息，进行所述任务的执行预定时刻的调度，并且根据所述调度的结果，计算直至所述硬件资源在接下来的所述任务的执行中被利用为止的待机时间，通过比较计算出的所述待机时间和预先设定了的该硬件资源的所述备用模式所致的盈亏平衡时间，针对每个所述硬件资源，决定是否使该硬件资源过渡到备用模式。
2.根据权利要求1所述的数据处理装置，其特征在于，
用于决定执行所述任务的定时的信息包括表示执行所述任务的周期的信息、表示所述任务的执行时间的信息、以及指示所述任务的执行中使用的所述硬件资源的信息，
所述控制部根据执行所述任务的周期，调度任务的执行预定时刻，并且根据使用由所述资源信息指示了的规定的硬件资源的规定的任务的执行完成时刻、与使用所述规定的硬件资源并接着所述规定的任务执行的任务的执行预定时刻的差分，计算所述规定的硬件资源的所述待机时间，
所述执行完成时刻是通过对使用所述规定的硬件资源的任务的执行开始时刻加上所述任务的执行时间而计算的。
3.根据权利要求2所述的数据处理装置，其特征在于，
作为所述多个硬件资源，包括具有电源的供给未被切断的第1备用模式和电源的供给被切断的第2备用模式的设备，
作为所述设备的所述盈亏平衡时间，包括所述第1备用模式所致的第1盈亏平衡时间和所述第2备用模式所致的第2盈亏平衡时间，所述第2盈亏平衡时间大于所述第1盈亏平衡时间，
所述控制部在使所述设备过渡到备用模式时，在所计算出的所述设备的待机时间大于所述第1盈亏平衡时间且小于所述第2盈亏平衡时间的情况下，使所述设备过渡到所述第1备用模式，在所计算出的所述设备的待机时间大于所述第2盈亏平衡时间的情况下，使所述设备过渡到所述第2备用模式。
4.根据权利要求3所述的数据处理装置，其特征在于，
所述设备是微型控制器。
5.根据权利要求3所述的数据处理装置，其特征在于，
所述控制部能够以使被进行了所述调度的所需的任务的执行开始预定时刻、与接着的执行预定的任务的执行开始预定时刻的时间间隔变短的方式，在规定的时间范围内变更所述所需的任务的执行预定时刻。
6.根据权利要求5所述的数据处理装置，其特征在于，
用于决定执行所述任务的定时的信息还包括表示能够相对于应该执行所述任务的周期而错开的时间的宽限时间的信息，
所述控制部在将被调度了的所述所需的任务的执行开始预定时刻作为基点在所述宽限时间的范围内调度了所述接着的执行预定的任务的执行的情况下，以与所述所需的任务连续地执行所述接着的执行预定的任务的方式，变更所述所需的任务的执行预定时刻。
7.根据权利要求3所述的数据处理装置，其特征在于，
与温度信息对应地设定了多个由所述备用模式所致的盈亏平衡时间，
所述控制部根据输入了的温度信息，选择某一个所述盈亏平衡时间，使用选择了的所述盈亏平衡时间，决定是否使所述硬件资源过渡到备用模式。
8.根据权利要求3所述的数据处理装置，其特征在于，
所述电源部与各个硬件资源对应地具有多个用于对所述硬件资源供给电源电压的调节器电路，
所述控制部在使所述硬件资源过渡到备用模式时，以使与该硬件资源对应的所述调节器电路的电路电流变小的方式进行控制。
9.根据权利要求8所述的数据处理装置，其特征在于，
所述控制部在使所述设备过渡到所述第2备用模式的情况下，以切断与所述设备对应的所述调节器电路的动作电流的方式进行控制，在使所述设备过渡到所述第1备用模式的情况下，以使与所述设备对应的所述调节器电路的动作电流比通常时变小的方式进行控制。
10.根据权利要求4所述的数据处理装置，其特征在于，
作为所述任务，包括所述微型控制器从外部周期性地接收数据的第1任务，
所述微型控制器通过所述第1任务的执行，计算在所需的定时接收了的数据与在这以前的定时接收了的数据的变化量，在该变化量未超过规定的阈值的情况下，以使所述第1任务的执行周期变长的方式，更新用于决定执行所述任务的定时的信息。
11.一种数据处理装置，其特征在于，具有：
多个硬件资源，具有至少一个备用模式；
控制部，用于进行使用规定的所述硬件资源实现的任务的执行和所述硬件资源的动作状态的控制；以及
电源部，根据来自所述控制部的指示，控制针对各硬件资源的电源供给，
所述控制部根据用于决定执行所述任务的定时的信息，进行所述任务的执行预定时刻的调度，并且根据所述调度的结果，指示针对规定的所述硬件资源的电源供给和针对该硬件资源的所述任务的执行，
所述控制部在进行所述调度时，能够以使所需的任务的执行开始预定时刻、与接着的执行预定的任务的执行开始预定时刻的时间间隔变短的方式，在规定的时间范围内变更所述所需的任务的执行预定时刻。
12.根据权利要求11所述的数据处理装置，其特征在于，
用于决定执行所述任务的定时的信息包括执行所述任务的周期、所述任务的执行时间、指示所述任务的执行中使用的所述硬件资源的资源信息、以及表示能够相对于应该执行所述任务的周期而错开的时间的宽限时间，
所述控制部根据执行所述任务的周期，调度任务的执行预定时刻，并且在将被进行了所述调度的规定的任务的执行开始预定时刻作为基点，在所述宽限时间的范围内调度了其他任务的执行的情况下，以与所述规定的任务连续地执行所述其他任务的方式，变更所述规定的任务的执行预定时刻。
13.根据权利要求12所述的数据处理装置，其特征在于，
所述控制部根据所述调度的结果，计算直至所述硬件资源在接下来的所述任务的执行中被利用为止的待机时间，并且通过比较计算出的所述待机时间与预先设定了的该硬件资源的所述备用模式所致的盈亏平衡时间，针对每个所述硬件资源，决定是否使该硬件资源过渡到备用模式。
14.根据权利要求13所述的数据处理装置，其特征在于，
所述控制部根据使用由所述资源信息指示了的规定的硬件资源的规定的任务的执行完成时刻、与使用所述规定的硬件资源并接着所述规定的任务执行的任务的执行预定时刻的差分，计算所述规定的硬件资源的所述待机时间，
所述执行完成时刻是通过对使用所述规定的硬件资源的任务的执行开始时刻加上所述任务的执行时间而计算的。
15.根据权利要求13所述的数据处理装置，其特征在于，
作为所述硬件资源，包括具有电源的供给未被切断的第1备用模式和电源的供给被切断的第2备用模式的微型控制器，
作为所述微型控制器的所述盈亏平衡时间，包括所述第1备用模式所致的第1盈亏平衡时间和所述第2备用模式所致的第2盈亏平衡时间，所述第2盈亏平衡时间大于所述第1盈亏平衡时间，
所述控制部在使所述微型控制器过渡到备用模式时，在所计算出的所述微型控制器的待机时间大于所述第1盈亏平衡时间且小于所述第2盈亏平衡时间的情况下，使所述微型控制器过渡到所述第1备用模式，在所计算出的所述微型控制器的待机时间大于所述第2盈亏平衡时间的情况下，使所述微型控制器过渡到所述第2备用模式。
16.根据权利要求13所述的数据处理装置，其特征在于，
与温度信息对应地设定了多个由所述备用模式所致的盈亏平衡时间，
所述控制部根据输入了的所述温度信息，选择某一个所述盈亏平衡时间，使用选择了的所述盈亏平衡时间，决定是否使所述硬件资源过渡到备用模式。
17.根据权利要求15所述的数据处理装置，其特征在于，
所述电源部与各个硬件资源对应地具有多个用于对所述硬件资源供给电源电压的调节器电路，
所述控制部在使所述硬件资源过渡到备用模式时，以使与该硬件资源对应的所述调节器电路的电路电流变小的方式进行控制。
18.根据权利要求17所述的数据处理装置，其特征在于，
所述控制部在使所述微型控制器过渡到所述第1备用模式的情况下，以切断与所述微型控制器对应的所述调节器电路的动作电流的方式进行控制，在使所述微型控制器过渡到所述第2备用模式的情况下，以使与所述微型控制器对应的所述调节器电路的动作电流比通常时变小的方式进行控制。
19.根据权利要求13所述的数据处理装置，其特征在于，
作为所述硬件资源，包括微型控制器，
作为所述任务，包括所述微型控制器从外部周期性地接收数据的第1任务，所述微型控制器通过所述第1任务的执行，计算在所需的定时接收了的数据和在这以前的定时接收了的数据的变化量，在该变化量未超过规定的阈值的情况下，以使所述第1任务的执行周期变长的方式，更新用于决定执行所述任务的定时的信息。
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