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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein tragbares Computersystem und
ein Verfahren zur Steuerung eines Peripheriegeräts, wie eines Festplattenlaufwerks,
um Batterieenergie einzusparen.
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US 4907183 und
EP 0704804 beschreiben beide, wie
Energieabschaltung entweder zu einem Peripheriegerät oder entsprechend
zum ganzen Computersystem gesteuert werden kann, um Batterieenergie
zu erhalten.
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1 zeigt ausführlicher
eine schematische Perspektivansicht eines von einer Batterie betriebenen Computersystems.
Das Computersystem umfasst ein Hauptgehäuse 10, das eine Hauptplatte 11 zum
Berechnen von Daten, Ausführen
von Programmen und zur Systemsteuerung aufnimmt, eine Anzeige 20,
die Information bezüglich
des Betriebs des Computersystems anzeigt, ein Festplattenlaufwerk 12 („HDD"), in dem Systembetriebsprogramme
und andere Anwendungsprogramme und Software, verschiedene Daten
usw. gespeichert sind, und eine Batterie 13, die Energie
zuführt,
um das System zu betreiben. Es kann auch ein CD-ROM-Laufwerk (nicht gezeigt) im Computersystem
angebracht sein, um den Benutzern Zugriff auf andere Daten und Programme
zu ermöglichen,
wenn dies notwendig ist.
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2 stellt schematisch ein
Blockdiagramm des Computersystems dar, in dem das tragbare Computersystem
allgemein die folgenden Komponenten aufweist. Systembusse 210,
zum Beispiel einen Peripheriekomponentenanschlussbus (PCI), einen
Industriestandardarchitekturbus (ISA) usw., bilden Schnittstellen
für verschiedene
Signale und Daten, um Zielkomponenten zu ermöglichen, Daten zu berechnen,
Programme auszuführen
und das System zu steuern. Eine Eingabe-Ausgabe-Steuerung (I/O) 240 steuert
verschiedene Ports, zum Beispiel einen se riellen Port 244,
einen parallelen Port 246, einen Infrarotport (I/R) usw.
und ein Diskettenlaufwerk (FDD) 232. Eine Steuerung 230 für integrierte
Geräteelektronik
(IDE) steuert ein Festplattenlaufwerk (HDD) 232 und ein
CD-ROM-Laufwerk 234. Eine PCMCIA (personal computer memory
card international association) 270, ein statistischer
Direktzugriffspeicher (SRAM, statistical random access memory) 250,
ein Nurlesespeicher (ROM, read only memory) 272 und ein
statistischer Zugriffspeicher (RAM, random access memory) 272 sind
auch als interne Komponenten vorgesehen. Eine Zentraleinheit (CPU,
central processing unit) 276 und ein Mikrocomputer 212 steuert
eine Tastatur 214 und eine Maus 216 zum Eingeben
von Daten und Steuerparametern und steuert den Betrieb des Systems.
Ein Energieversorgungsteil 220 umfasst einen Adapter 222,
der elektrisch mit einer äußeren Energiequelle
und einer Batterie 224 verbunden ist.
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Mit
Bezug zu 3, die ein
Schema der Konfiguration eines normalen Festplattenlaufwerks darstellt, das
an ein Computersystem der Erfindung angepasst sein kann, sind ein
Gehäuse 310,
eine Daten enthaltende Platte 311, ein Spindelmotor 312 zum
Drehen der Platte 311 und ein mit einer Betätigung 314 gekoppelter Kopf 313,
der im HDD-Gehäuse 310 angebracht
ist, um bei Datenzugriffsvorgängen
Daten daraus herauszulesen oder Daten darauf zu schreiben, vorgesehen.
Ein Steuerschaltteil mit einer Steuerung ist im Gehäuse 310 vorgesehen,
um die zugeführte
Energiequelle und den Betrieb der HDD, die nicht gezeigt ist, zu
steuern.
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Das
tragbare Computersystem wird durch eine handelsübliche Energiequelle (Wechselstrom
110–220 Volt)
aktiviert, wobei der Adapter oder die Batterie verwendet werden,
aber nur das mit Batterie betriebene Computersystem wird unten beschrieben.
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Das
durch Batterie aktivierte tragbare Computersystem ist bezüglich der
Zeitdauer, über
die es benutzt werden kann, eingeschränkt. In diesem Fall ist es
von Bedeutung, die Nutzungsdauer der Batterie zu verlängern. Es
ist auch sehr von Bedeutung, zu bestimmen, ob die geladene Batteriespannung
einen ersten niedrigen Batteriespannungspegel erreicht, der unter
dem normalen Betriebsspannungspegel liegt, oder einen zweiten niedrigen
Batteriespannungspegel, der unter dem ersten niedrigen Batteriespannungspegel
liegt. Wenn das tragbare Computersystem mit der Batterie verwendet
wird, bewirkt es den Verlust von Benutzerinformation und Daten aufgrund
eines Abschaltens der Energie durch Entladung der Batterie, wenn
die verwendete Information und neu erzeugte Daten nicht gespeichert
werden.
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Um
diese Probleme zu lösen,
wird das normale tragbare Computersystem mit vielen Systemmodi,
um den Energieverbrauch der Batterie zu verringern. Das Computersystem
stellt Funktionen zur Verfügung,
um verwendete Daten automatisch zu speichern und dann das System
abzuschalten, um den Verlust von Daten bedingt durch den Abfall
des Batteriespannungspegels zu vermeiden. Mit anderen Worten, die
Energiesystemmodi sind so eingestellt, dass sie den Energieverbrauch
der Batterie wie in den Tabellen 1 und 2 angegeben verringern.
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Tabelle 1
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Das
Computersystem zwingt zur Aktivierung von Komponenten gemäß dem folgenden
Energiesparmodus:
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Tabelle 2
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Das
Festplattenlaufwerksystem zwingt Komponenten gemäß dem Energiesparmodus zur
Aktivierung wie folgt:
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Mit
Bezug zu den Tabellen 1 und 2 ist bekannt, dass die Hauptkomponenten
des Computersystems und des Festplattenlaufwerksystems in jeweils
unterschiedliche Betriebsmodi gesetzt sind, um den Energieverbrauch
zu verringern. Das Festplattenlaufwerksystem wird in einem Standbymodus
gehalten, der die zum Mechanismus zugeführte Energie unterbricht, darunter
der Spindelmotor 312 und der Antrieb 314, aber
sein Steuerschaltungsteil mit der Steuerung wird im AN-Modus gehalten.
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Das
Computersystem führt
auch eine Stilllegungsfunktion durch, um den Verlust von Daten zu
verhindern, wenn der Batteriespannungspegel bedingt durch lange
Nutzung der Batterie abnimmt. Die Stilllegungsfunktion wird nun
mit Bezug zu den 4A bis 4C erläutert, wobei das Festplattenlaufwerk 300 in
den Standbymodus versetzt ist.
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Wenn
der Ausgabespannungspegel der Batterie, wegen der Zeitdauer der
Benutzung, auf einen ersten niedrigen Batteriespannungspegel fällt, wird
der Mechanismusteil mit dem Spindelmotor 312 und dem Antrieb 314 in
den Standbymodus versetzt, was die Energie unterbricht wie es in 4B gezeigt ist. Wenn danach
der Batteriepegel vom ersten niedrigen Batteriespannungspegel (LB)
auf einen zweiten niedrigen Batteriespannungspegel (LLB) fällt, erfasst
der Mikrocomputer 212 den LLB des Batterieausgabespannungspegels und
erzeugt eine Systemsteuerungsunterbrechung (SMI), der die Stilllegungsfunktion
befiehlt. Als Reaktion auf die SMI erzwingt die CPU 276,
dass die Energiequelle dem Spindelmotor 312 und dem Antrieb 314 zugeführt wird.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Festplattenlaufwerk 300 aktiviert,
um dem Computersystem das Speichern von Information und Daten auf
der Festplatte 311 zu ermöglichen und dann die Energiequelle
abzuschalten, was auf diese Weise den Verlust von Daten verhindert.
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Wenn
jedoch das Computersystem die Stilllegungsfunktion zum Aktivieren
des Festplattenlaufwerks beim zweiten niedrigen Batteriespan nungspegel
durchführt,
wobei aktuelle Information und Daten gespeichert werden und dann
die Energiequelle abgeschaltet wird, wird entsprechend des Betriebs
des Mechanismusteils der Betrag der abgezogenen Energie abrupt erhöht. Dies
bedeutet, dass das Computersystem einen relativ hohen Spannungspegel über dem
zweiten niedrigen Batteriespannungspegel verwenden muss, damit die
Energie dem Ausgabespannungspegel der Batterie entspricht. Aufgrund
dessen wird die Systemenergiequelle unterbrochen und das Computersystem
wird abgestellt, was zum Verlust der Informationen des Benutzers führt.
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Um
diese Vorteile zu nutzen, ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
ein Computersystem und ein Steuerungsverfahren zum Steuern eines
Festplattenlaufwerks zur Verfügung
zu stellen, um Batterieenergie zu sparen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Verfügung
gestellt zur Steuerung eines tragbaren Computersystems mit einer
Batterie, einem Hauptsystem und mindestens einem Peripheriegerät zur Datenspeicherung,
wobei das Verfahren umfasst:
in einen Energiesparmodus überzugehen,
in dem die Energieversorgung des Peripheriegeräts unterbrochen wird, wenn
der Spannungspegel der Batterie auf einem normalen Spannungspegel
steht;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Energieversorgung
des Peripheriegeräts
wieder aufgenommen wird, wenn der Spannungspegel der Batterie unter
einen ersten Referenzspannungspegel Vref LB fällt, der niedriger ist als
der normale Spannungspegel; und
aktuelle Daten im Peripheriegerät gespeichert
werden, wenn der Spannungspegel der Batterie unter einen zweiten
Referenzspannungspegel Vref LLB fällt, der niedriger ist als
der erste Referenzspannungspegel.
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Bevorzugt
umfasst das Verfahren ferner, nach Speichern der aktuellen Daten
in einen Abschaltmodus überzugehen,
in dem sowohl die Energieversorgung des Hauptsystems als auch des
Peripheriegeräts
unterbrochen wird. Das Peripheriegerät kann ein Festplattenlaufwerk
sein.
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Das
Verfahren gemäß der Erfindung
kann umfassen:
zu bestimmen, ob eine externe Energiequelle
an das Computersystem angeschlossen ist;
wenn dies der Fall
ist, in einen Energiesparmodus überzugehen;
und,
wenn dies nicht der Fall ist:
zu bestimmen, ob der
Spannungspegel der Batterie normal ist, und, wenn dies der Fall
ist, in einen Energiesparmodus überzugehen;
zu
bestimmen, ob der Spannungspegel der Batterie unter den ersten Referenzspannungspegel
fällt und,
wenn dies der Fall ist, den Energiesparmodus zu deaktivieren.
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Das
Verfahren kann ferner umfassen:
zu bestimmen, ob der Spannungspegel
der Batterie unter den zweiten Referenzspannungspegel fällt, und, wenn
dies der Fall ist, den aktuellen Zustand des Computersystems im
Peripheriegerät
zu speichern und die Energieversorgung durch die Batterie abzuschalten.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein tragbares Computersystem
zur Verfügung
gestellt umfassend eine Batterie, ein Hauptsystem und mindestens
ein Peripheriegerät
zur Datenspeicherung, wobei das Computersystem so angeordnet ist,
dass:
es in einen Energiesparmodus übergeht, in dem die Energieversorgung
des Peripheriegeräts
unterbrochen wird, wenn sich der Spannungspegel der Batterie auf
einem normalen Spannungspegel befindet,
und dadurch gekennzeichnet,
dass das Computersystem außerdem
so angeordnet ist, dass es die Energieversorgung des Peripheriegeräts wieder
aufnimmt, wenn der Spannungspegel der Batterie unter einen ersten Referenzspannungspegel
(Vref LB) fällt,
der niedriger ist als der normale Spannungspegel; und
es aktuelle
Daten im Peripheriegerät
speichert, wenn der Spannungspegel der Batterie unter einen zweiten Referenzspannungspegel
(Vref LLB) fällt,
der niedriger ist als der erste Spannungspegel (Vref LB).
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Bevorzugt
umfasst das tragbare Computersystem:
Spannungspegel-Erfassungsmittel,
um den Ausgangsspannungspegel der Batterie zu erfassen;
Schaltmittel,
das zwischen der Batterie und dem Peripheriegerät geschaltet ist, um das Peripheriegerät ein- und
abzuschalten;
Batterieladestatus-Bestimmungsmittel, um ein
Spannungspegel-Signal vom Spannungspegel-Anzeigemittel zu empfangen,
dies mit dem ersten Referenzspannungspegel zu vergleichen und so
den Ladestatus der Batterie zu bestimmen und ein dementsprechendes
Steuersignal auszugeben; und
Steuermittel zur Steuerung des
Ein- und Abschaltens des Schaltmittels als Reaktion auf das besagte
Steuersignal.
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Daher
kann die Erfindung den steilen Anstieg des Energieverbrauchs beim
zweiten niedrigen Batteriespannungspegel und den Verlust von Informationen
und Daten des Benutzers, der bedingt ist durch Unterbrechung der
Energiezufuhr bevor der aktuelle Stand gespeichert ist, vermeiden
und die Betriebsdauer des Computersystems verlängern.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun als Beispiel mit Bezug zu den begleitenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine schematische Perspektivansicht
ist, die ein tragbares Computersystem darstellt;
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2 ein schematisches Blockdiagramm
ist, das die Konfiguration des Computersystems darstellt;
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3 eine schematische Perspektivansicht
ist, die die Konfiguration eines Festplattenlaufwerks darstellt;
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4A ein Schaubild ist, das
die Veränderung
des Ausgabepegels einer Batterie ausgehend von der Benutzungsdauer
des Computersystems darstellt;
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4B ein Schaubild ist, das
den Antriebsspannungspegel des Festplattenlaufwerks HDD darstellt;
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4C ein Taktdiagramm ist,
das die Veränderung
des Ausgabepegels einer Batterie ausgehend von der Benutzungsdauer
des Computersystems darstellt;
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5 ein schematisches Blockdiagramm
ist, das die Konfiguration des Computersystems gemäß der Erfindung
darstellt;
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6 eine Detailansicht ist,
die einen Spannungspegelerfassungsteil des Computersystems gemäß der Erfindung
darstellt; und
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7A und 7B ein Fließbild des Betriebs des Computersystems
gemäß der Erfindung
darstellt.
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Mit
Bezug zu 5 umfasst ein
tragbares Computersystem eine Batterie 410 zur Zufuhr der
Energiequelle zum Betreiben des Systems und mindestens eines Peripheriegeräts 430.
Ein Spannungspegel-Anzeigemittel 440 ist mit der Batterie 410 verbunden,
um den Ausgabespannungspegel der Batterie zu erfassen. Es ist ein
Schaltteil 420 zwischen der Batterie 410 und dem
Peripheriegerät 430 vorgesehen,
um das Peripheriegerät
an/aus zu schalten. Ein Batterieladestatus-Bestimmungsmittel 450 ist
mit dem Spannungspegel-Anzeigemittel 440 verbunden, um
ein Spannungspegel-Signal zu empfangen, den empfangenen Spannungspegel mit
einem Referenzspannungspegel zu vergleichen, den Ladestatus der
Batterie 410 zu bestimmen und ein dementsprechendes Steuersignal
(SMI) auszugeben. Ein Steuerteil 420 steuert das Anschalten
oder Abschalten des Schaltteils 420 in Reaktion auf das
Steuersignal (SMI). Es ist hier angemerkt, dass das Peripheriegerät etwa ein
Festplattenlaufwerk oder ein CD-Rom-Laufwerk ist.
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6 zeigt eine detaillierte
Schaltung des Spannungspegel-Erfassungsteils 440.
Wie in 6 gezeigt ist,
umfasst der Spannungspegel-Erfassungsteil 440 einen Spannungsanschluss 441 und
einen Erdanschluss 442, die entsprechend mit den beiden
Polen der Batterie 410 verbunden sind. Erste, zweite und
dritte Widerstände
R1, R2, R3 sind wiederum zwischen dem Spannungsanschluss 441 und
dem Erdanschluss 442 angeordnet. Es ist ein erster Knoten 443a zwischen
dem ersten und zweiten Widerstand R1, R2 ausgebildet und der zweite
Knoten 443b ist zwischen dem zweiten und dritten Widerstand
R2, R3 ausgebildet. Der erste und zweite Knoten 443a, 443b sind
jeweils mit dem Eingangsport des Batterieladestatus-Bestimmungsteils 450 verbunden,
der von einem Mikroprozessor gebildet ist. Deshalb wird der erste
Knoten 443a als ein erster Referenzspannungspegel Vref
LB betrachtet, der einen ersten niedrigen Batteriespannungspegel
anzeigt, und der zweite Knoten 443b wird einem zweiten
Referenzspannungspegel Vref LLB unterworfen, der einen zweiten niedrigen
Batteriespannungspegel darstellt, der niedriger ist als der erste
niedrige Batteriespannungspegel.
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Das
Computersystem wird wie in den 7A und 7B gezeigt betrieben. In
diesem Fall ist das Peripheriegerät 430 ein Festplattenlaufwerk,
aber die Erfindung ist nicht auf Festplattenlaufwerke beschränkt. Das Verfahren,
nach dem das Computersystem das Peripheriegerät steuert, ist wie folgt.
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Das
tragbare Computersystem 400 führt bei Schritt S10 zunächst ein
Verfahren durch zur Bestimmung, ob eine externe Energiequelle damit
verbunden ist. Bei Schritt S20 wird ein Energiesparmodus des Peripheriegeräts 430 aktiviert,
wenn eine externe Quelle vorhanden ist. Der Ausgabespannungspegel
der Batterie 410 wird erfasst, wenn die externe Quelle
nicht vorhanden ist, und dann wird in Schritt S30 bestimmt, ob der
Ausgabespannungspegel der Batterie 410 die normale Betriebs spannung
des Systems ist. Der Energiesparmodus des Peripheriegeräts 430 wird
aktiviert, wie bei Schritt S30, wenn der Ausgabespannungspegel normal
ist.
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Dann
wird bei Schritt S40 bestimmt, ob der Ausgabespannungspegel gleich
der ersten Referenzspannung Vref LB ist, wenn der Ausgabespannungspegel
der Batterie 410 nicht die normale Betriebsspannung des Systems
ist. Der Ausgabespannungspegel wird kontinuierlich erfasst, bis
sie auf die erste Referenzspannung Vref LB fällt.
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Danach
wird der Energiesparmodus des Peripheriegeräts 430 desaktiviert
und wiederum wird bei Schritt S50 die Energiespannung der Batterie 410 auf
das Peripheriegerät
aufgebracht, wenn der Ausgangsspannungspegel gleich der ersten Referenzspannung
Vref LB ist. Danach wird Schritt S50 durchgeführt und der Ausgabepegel der
Batterie 410 erfasst. Es wird in Schritt S60 bestimmt,
ob der Ausgabespannungspegel gleich der zweiten Referenz Vref LLB
ist.
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Bei
Schritt S70 speichert das Computersystem 400 laufende Informationen
und Daten, die verwendet werden, in das Peripheriegerät 410,
wenn der Ausgabespannungspegel der Batterie gleich der zweiten Referenz
Vref LLB ist. Andererseits wird der Ausgabespannungspegel der Batterie überwacht,
bis er die zweite Referenzspannung Vref LLB erreicht, bei Schritt
S60, wenn der Ausgabespannungspegel nicht gleich der zweiten Referenz
Vref LLB ist. Nach Durchführung
des Schritts S70 speichert das Computersystem laufende Informationsdaten
und schaltet sich selbst ab.
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Wie
oben beschrieben löst
die Erfindung die oben erwähnten
Probleme wie folgt. Die vom Computersystem verwendete Energiemenge
ist relativ höher
als die der Batterie, falls das Computersystem ein Peripheriegerät aktiviert
und laufende Daten speichert, wenn der Ausgabespan nungspegel der
Batterie auf dem zweiten niedrigen Batteriespannungspegel ist. Aufgrund
dessen wird die Systemenergiequelle unterbrochen und das Computersystem
abgestellt, was aus dem Verlust von Benutzerinformationen und Daten
resultiert.
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Im
Gegensatz dazu aktiviert ein tragbares Computersystem gemäß der Erfindung
zunächst
das Peripheriegerät,
wenn der Ausgabespannungspegel auf einem ersten niedrigen Batteriespannungspegel
ist, der höher
ist als der zweite niedrige Batteriespannungspegel. Auch speichert
das tragbare Computersystem den laufenden Zustand, wenn der Ausgabespannungspegel
auf dem zweiten niedrigen Batteriespannungspegel ist. Deshalb kann
die Erfindung einen steilen Anstieg der verbrauchten Energiemenge
beim zweiten niedrigen Batteriespannungspegel und den Verlust von
Benutzerinformationen und -daten, bedingt durch das Abschalten der
Energiequelle, bevor der laufende Zustand gespeichert wird, verhindern
und die Betriebsdauer des Computersystems verlängern.
