JP2000284867A - 低消費電力情報システム及び低消費電力周辺機器及び低消費電力IrDAControlドングル - Google Patents
低消費電力情報システム及び低消費電力周辺機器及び低消費電力IrDAControlドングルInfo
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Abstract
が周辺機器の消費電流以下であるようなシステムにおい
て、周辺機器を利用できないという問題があった。 【解決手段】 USBマイコン部3のみを常時動作さ
せ、マイコン部3が一定周期でハードウエアロジック4
及びFE(フロントエンド)7をアクティブ/スリープ
制御して周辺機器全体の平均消費電力を本体スリープ時
の平均消費電流以下に押さえる。FE7がアクティブ状
態の時に受信した外部信号をマイコン部3に通知し、本
体及び周辺機器を常時アクティブ状態に戻すことができ
る。
Description
する家電機器、情報機器等の低消費電力化に関する。
機器で遠隔操作したり有線接続の不便さを解消するため
に被制御機器とリモコンやキーボードなどの制御機器を
接続する手段として用いられる。
ャンネル変更や音量調整、コマンドの入力などの被制御
機器が動作中に提供する機能の操作だけでなく、被制御
機器電源の入切の操作も行う。
みは家電の場合あらかじめ組み込み設計されるが、情報
機器の場合は、汎用的に設計される場合が多い。
報交換のために米国の赤外線通信標準化団体IrDA
(Infrared Data Associatio
n)で規格化されたIrDA Controlは、情報
機器への接続または組み込みを行うさい、汎用性や設計
の容易さのために、その制御にUSB(Univers
al Serial Bus)を利用している。
と外付けのIrDA Control周辺機器(以下、
IrDA Controlドングルと呼ぶ)の接続形態
を示す。
とIrDA Controlドングル302はUSBケ
ーブルで接続される。ユーザーは赤外線でIrDA C
ontrolドングル302と接続されているIrDA
Controlキーボード303およびIrDA C
ontrolマウス304でPC300を制御すること
ができる。
機器は消費電力節約のため、長時間ユーザーが使用しな
い場合に自動的またはユーザーの指示によりスリープ状
態または電源OFFモードになるように設計されてい
る。
も、IrDA Controlキーボードやマウスなど
を操作することによってパソコンをスリープ状態から復
活できるよう、情報機器側に組み込まれているかまたは
USBケーブルを介して接続されているIrDA Co
ntrolドングルを常時機能させておきたい。
る電源供給形態は、次の2通りの方法が考えられる。一
つはACアダプタ等を介して直接外部から電源を供給す
る方法であり、もう一つはUSBケーブルを介して電源
を供給する方法である。
1.1)では、USBホストコントローラ動作時はUS
Bケーブルを通じて最大500mAの電流が周辺機器に
供給される。別途外部電源を設けるよりも、USBから
供給される電源を使うほうがユーザーがいちいち外部電
源を確保したりする必要がないため、使い勝手の面から
望ましい。
るときは、消費電流の節約のため、供給電流が一秒間当
たり平均2.5mAまでに減少する(最大待機電流は、1
μs以内であれば 100mAまで許される)。このた
め、IrDA Controlドングルの消費電流が
2.5mAを超える場合、パソコンがスリープ状態にあ
るときにIrDA Controlドングルを機能させ
ることはできないという問題点があった。
力システム及び低消費電力周辺機器及び低消費電力Ir
DA Control ドングルを提供することを目的
とする。
る低消費電力システムは、本体と本体から供給される電
源によって動作する周辺機器とで構成される情報システ
ムであって、各周辺機器のすべてまたは一部の機能を一
定サイクルでスリープ状態、アクティブ状態を切り替え
る(以下間欠動作と呼ぶ)ことにより、平均消費電流を
本体から供給される平均待機電流以下に抑えることによ
り、本体がスリープ状態のときでも周辺機器が外部から
の信号を検出でき、さらに検出結果によって本体をアク
ティブ状態に移行させることを特徴とする。
機器は、請求項1の低消費電力システムにおいて、周辺
機器が自身の機能の一部またはすべてを間欠動作させる
ことを特徴とする。
ntrolドングルは、請求項2の低消費電力システム
において、電気/光信号変換を行う赤外線トランシーバ
ーと、IrDA Control物理層規格に従って赤
外線トランシーバーを制御するハードウェアロジック
と、USB入出力インタフェースと、USB入出力イン
タフェースと通信をおこなうUSBトランシーバーと、
USBトランシーバーを制御するUSBペリフェラル
と、ハードウェアロジック及びUSBペリフェラルの制
御とデータ解析をおこなうマイコンとで構成され、US
B入出力インタフェースを通じて電力供給されているI
rDA Controlドングルにおいて、供給電流が
IrDA Controlドングル動作時の消費電流以
下に制限される場合にIrDA Controlドング
ルを一定間隔で間欠動作させることを特徴とする。
ntrolドングルは、請求項3のIrDA Cont
rolドングルにおいて、マイコンのみが常時起動し、
マイコンが一定周期で赤外線トランシーバー、ハードウ
ェアロジックのアクティブ/スリープ状態を制御するこ
とを特徴とする。
ntrolドングルは、請求項3のIrDA Cont
rolドングルにおいて、独立したタイマを備え、タイ
マにより一定周期でIrDA Controlドングル
のアクティブ状態/スリープ状態を制御することを特徴
とする。
ntrolドングルは、請求項3あるいは4あるいは5
のIrDA Controlドングルにおいて、本体ス
リープ時はIrDA Controlドングルのアクテ
ィブ状態/スリープ状態に関わらず赤外線トランシーバ
ー、ハードウェアロジック の送信部を常時停止させる
ことを特徴とする。
プ状態であっても、一定間隔で周辺機器を間欠動作させ
ることにより、周辺機器を介して外部からシステムにア
クセスできることになり、上記問題点を解決する。
更することなく、周辺機器の改良のみで周辺機器自身を
間欠動作させることが可能になり、上記問題点を解決す
る。
くにUSB及びIrDA Controlを利用したシ
ステムにおける上記問題点を解決する。
費電流の少ないタイマで間欠動作を管理することにより
マイコンもスリープさせることができるため、IrDA
Control ドングルのスリープ状態の消費電流
を減らすことが可能になり、間欠動作におけるアクティ
ブ状態である時間をより長くとることが可能になる。
態のときに使わない回路を常時スリープ状態にすること
によりアクティブ状態のIrDA Controlドン
グルの消費電流を減らすことが可能になり、間欠動作に
おけるアクティブ状態である時間をより長くとることが
可能になる。
明の実施の形態1の回路構成図である。
とする赤外線通信デバイスは、赤外線トランシーバーと
も呼ばれる電気信号-光信号変換用アナログ回路を含む
フロントエンド7(以下、FEと略す)と変復調や通信
の制御を行う制御部2で構成されている。
場合、FE7の制御をおこなうハードウェアロジック4
とそれを制御するUSBマイコン部3、メモリ5、RO
M6などが組み込まれている。
ンシーバー601がおこない、その制御はUSBペリフ
ェラル602がおこなっている。マイコン603はハー
ドウェアロジック4の制御、USBペリフェラル602
の制御及びデータの解析などをおこなう。
が大きいのはFE7であり、ついで制御部2内部のハー
ドウェアロジック4とマイコン603が電力を消費す
る。
消費電流のみを考える。
アロジック4(受信時)、 マイコン5の消費電流をそ
れぞれ、5mA、1mA、2mAとするとIrDA C
ontrolドングル1全体で8mAの電流を消費す
る。
電流量の変化を示す。
にするには、アクティブ状態サイクル時間Taの斜線部
面積に対してスリープ状態サイクル時間Tsの斜線部の
面積が大きくなるよう各サイクル時間を調整する必要が
ある。アクティブ時の消費電流をIa、スリープ時の消
費電流をIsとすると、 Ta×(Ia−2.5mA) ≦ Ts×(2.5mA−Is) --- (1) であり、USBの平均待機電流は1秒の周期で規定され
ているから、本実施の形態では間欠動作サイクルも1秒
とする。 従ってスリープ状態サイクル時間Tsは、 Ts= 1(s)−Ta --- (2) である。
と、 Ta≦(2.5mA−Is)÷(Ia−Is) --- (3) となる。
の電流値はすでに決まっているので、(3) 式からス
リープ状態の電流値が決まれば、アクティブ状態サイク
ル時間の上限を求めることができ、アクティブ状態サイ
クル時間を決めれば(2)式によりスリープ状態サイク
ル時間も決定することができる。
のみを常時起動しておき、マイコン603が一定周期で
ハードウェアロジック4とFE7をアクティブ/スリー
プ制御する。
各回路に対してはクロック109の供給を断つことによ
り制御できる。
より制御する。スリープ106がHighのときはFE
7はスリープ状態に、LowのときはFE7はアクティ
ブ状態になる。
路がアクティブであるときの消費電流は8mA、マイコ
ン603の消費電流は2mAであるから、式(3)か
ら、 Ta ≦ 83ms となり、ここでは、アクティブ状態サイクル時間を80
msとすることにする。よって、スリープ状態サイクル
時間は式(2)より、920msとなる。
hにすると同時にマイコン603以外の制御部2内部回
路へのクロック供給を遮断してスリープ状態に入る。ス
リープ状態で920ms経過した後に、マイコン603
はスリープ106をLowにすると同時に制御部2内部
の各回路へのクロック供給を再開させてアクティブ状態
に入る。80msの経過後、再度スリープ状態に入り、
以後、赤外線信号を受信するか、またはUSBホストコ
ントローラがアクティブ状態になるまで繰り返す。
クティブ状態のときに、FE7が外部からの光信号10
5を受信すると、光電気変換回路9で電気受信信号10
3に変換されハードウェアロジック4で解析される。
rDA Controlの信号であった場合のみ、US
Bマイコン部3に通知する。通知されたUSBマイコン
部3はUSBを介して、本体を起動させる。
trolドングル1は間欠動作をやめ、アクティブ状態
に戻る。
出はIrDA Controlドングル1がアクティブ
状態のときのみ可能である。
ザーは何度もIrDA Controlキーボードやマ
ウスを何度も操作しなければならない。
路構成図である。
コン603よりも消費電力の少ないタイマ12を追加し
スリープ状態からの回復をタイマ12に制御させること
により、マイコン603もスリープ状態にする。
に、タイマイネーブル107をHighにしてタイマ1
2を有効にする。
ェイクアップ108をHighにして制御部2を起動さ
せ、さらにハードウェアロジック4はFE7をアクティ
ブ状態にする。
イネーブル107をLowにしてタイマを無効にし、一
定時間アクティブ状態を続けたのち、再度タイマを有効
にしてスリープ状態に入る。
リープしている時は、FE7、ハードウェアロジック4
に加えマイコン603もスリープするため、電流をほと
んど消費しない。ここでは簡単のため、IrDA Co
ntrolドングル1のスリープ状態の電流値は0アン
ペア(A)とする。
サイクル時間を求めると、 Ta ≦ 312.5ms となる。
ル時間を300msとする。
3倍以上の長さのアクティブ状態サイクル時間をとるこ
とができる。
グル1は実施の形態1よりも外部信号を検出しやすくな
り、ユーザーの使い勝手は向上する。
形態で使用するタイマ12の回路構成図である。
タイマとして使用している。
とスイッチ202が電源に接続される。すると、ウェイ
クアップ108はRC1次フィルタの時定数で立ちあが
りHighになる。
スイッチの接続が解除され、C(コンデンサ)201は
放電し初期状態に戻る。
間Tは以下の式で求められる。
msとし逆算すると、RC=0.136となる。
すると、C201の値は1.36μFとなる。
路構成図である。
状態の消費電流を減らすために、FE7の電気-光変換
回路8と光-電気変換回路9の電源を独立にし、USB
スリープ時は電気-光変換回路8をスリープさせる。
る送信関連の回路へのクロック供給も遮断する。
うための制御線であり、HighにすることでFE7お
よびハードウェアロジック4にUSBがスリープ状態に
あることを、LowでUSBがアクティブ状態であるこ
とを通知する。
費電流を3mA、ハードウェアロジック4送信部の消費
電流を0.5mAとすると、アクティブ状態のときにI
rDA Controlドングル1が消費する電流は
4.5mAである。
ると、実施の形態2と比較して1.5倍以上アクティブ
状態サイクル時間をとることができる。
グル1は実施の形態1、2よりも外部信号を検出しやす
くなり、ユーザーの使い勝手が向上する。
3では周辺機器のアクティブ時の消費電流がシステムの
最大待機電流(ここでは100mA)を上回らなかった
が、仮に周辺機器のアクティブ時の消費電流がシステム
の最大待機電流より大きいシステムであっても、周辺機
器の電源部にコンデンサを配置することによって、待機
時に周辺機器を機能させることができる。間欠動作のス
リープ状態の時は電源部のコンデンサに充電させ、アク
ティブ状態のときは最大待機電流では不足する分の電流
をこのコンデンサから供給させることにより、可能にな
る。
することで、アクティブ状態サイクル時間をより長くと
ることが可能である。
FEとハードウェアロジックをともに間欠動作させてい
たが、FEのみか、またはFEとハードウエアロジック
の両方をアクティブ状態のときの消費電流が平均待機電
流を十分下回るようであれば、FEのみか、またはFE
とハードウェアロジックの両方を常時アクティブにさせ
る。
は、FEが受信可能帯域内の赤外線光を検出すると、I
rDA Controlドングルをアクティブ状態にす
る。
を常時アクティブにしている場合は、検出した赤外線光
を解析しIrDA Control信号であることを判
断したのちにIrDA Controlドングルをアク
ティブ状態にする。
号を検出することが可能になると同時にサイクル管理が
不要になる。また、FEとハードウェアロジックの両方
がアクティブ状態のときは FEのみがアクティブ状態
のときよりも、誤動作が少なくなる。
4、5において、外部赤外線信号を検出したときIrD
A Controlドングルはスリープ状態にある本体
をアクティブ状態にするが、本体がアクティブ状態にな
るまでの間に、IrDA Controlドングルの消
費電流が平均待機電流2.5mA 以上になることがあ
る。
グル全体をアクティブ状態にするのではなく、本体の制
御に必要なUSBマイコンのみをアクティブ状態にし、
その他のIrDA Controlドングル内部回路を
スリープ状態にすることにより、平均消費電流を下げる
ことができる。
ontrolドングルに十分な電流が供給されるように
なった後で、IrDA Controlドングルを完全
にアクティブ状態にする。
まで間のIrDA Controlドングル消費電流を
2.5mA以下にすることができる。
バイスを搭載した情報システムの消費電力を削減できる
だけでなく、本体スリープ時に電力制限を受けている状
態でも赤外線通信デバイスを使用することが可能にな
る。
変更することなく、周辺機器の改良だけで所望の機能を
達成できる。
している状態でも、他のIrDAControl機器が
IrDA Controlドングルに一定間隔で赤外線
接続することが可能になる。
時間比率が大きくなり、よりユーザーに快適な環境を与
える。
において、マイコンによるサイクル管理が不要になり、
かつスリープ時間の短縮が可能になる。
5の発明において、より消費電流を削減でき、スリープ
時間の短縮が可能になる。
たはUSBのみならず、スリープ時に供給電力が制限さ
れるすべてのシステムにおいて使用が可能である。
る。
Claims (6)
- 【請求項1】 本体と本体から供給される電源によって
動作する周辺機器とで構成される情報システムであっ
て、 各周辺機器のすべてまたは一部の機能を一定サイクルで
間欠動作させることにより、平均消費電流を本体から供
給される平均待機電流以下に抑え、 本体がスリープ状態のときでも周辺機器が外部からの信
号を検出し、 さらに検出結果によって本体をアクティブ状態に移行さ
せることを特徴とする低消費電力情報システム。 - 【請求項2】 請求項1のシステムの周辺機器であっ
て、 周辺機器自身の機能の一部またはすべてを間欠動作させ
ることを特徴とする低消費電力周辺機器。 - 【請求項3】 請求項2の低消費電力周辺機器であっ
て、 電気/光信号変換を行う赤外線トランシーバーと、 IrDA Control物理層規格に従って赤外線ト
ランシーバーを制御するハードウェアロジックと、 USB入出力インタフェースと、 USB入出力インタフェースと通信をおこなうUSBト
ランシーバーと、 USBトランシーバーを制御するUSBペリフェラル
と、 ハードウェアロジック及びUSBペリフェラルの制御と
データ解析をおこなうマイコンとで構成され、 USB入出力インタフェースを通じて電力供給されてい
るIrDA Controlドングルにおいて、 供給電流がIrDA Controlドングル動作時の
消費電流以下に制限される場合に、 IrDA Controlドングルを一定間隔で間欠動
作させることを特徴とする低消費電力IrDA Con
trolドングル。 - 【請求項4】 請求項3の低消費電力IrDA Con
trolドングルにおいて、 マイコンのみが常時起動し、 マイコンが一定周期で赤外線トランシーバーと、ハード
ウェアロジックを、アクティブ/スリープ状態に制御す
ることを特徴とする低消費電力IrDA Contro
lドングル。 - 【請求項5】 請求項3の低消費電力IrDA Con
trolドングルにおいて、 独立したタイマを備え、 タイマにより一定周期でIrDA Controlドン
グルのアクティブ状態/スリープ状態を制御することを
特徴とする低消費電力IrDA Controlドング
ル。 - 【請求項6】 請求項3あるいは4あるいは5のIrD
A Controlドングルにおいて、 本体スリープ時はIrDA Controlドングルの
アクティブ状態/スリープ状態に関わらず、 赤外線トランシーバー、ハードウェアロジックの送信部
を常時停止させることを特徴とする低消費電力IrDA
Controlドングル。
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