JP2004310174A

JP2004310174A - Ｕｓｂデバイス装置

Info

Publication number: JP2004310174A
Application number: JP2003099052A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ito; 正博伊藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】電池で動作するＵＳＢ規格のＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに対応したＵＳＢデバイス装置において、電池の残容量が少なくなった場合にＵＳＢ通信における消費電力を抑え、機器全体の動作可能時間を長くできるＵＳＢデバイス装置を提供する。
【解決手段】電池で動作するＵＳＢ規格のＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに対応したＵＳＢデバイス装置１００であって、電池の残容量が所定容量以下と判断され、かつＵＳＢ通信速度がＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄの場合には、ＵＳＢ通信速度をＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄからＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄに変更し、ＣＰＵ１０２や各種回路の動作クロック周波数をＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ通信用クロック周波数に変更する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池で動作するＵＳＢ規格のＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに対応したＵＳＢデバイス装置に関し、特に、ＵＳＢの通信速度を制御し消費電力を抑えるＵＳＢデバイス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＵＳＢはデジタルデータを高速に転送する規格で、主にＰＣとその他周辺機器を接続するためのインターフェイスとして広く普及している。ＵＳＢはツリー状のバスを構成し、唯一のホスト機能を持つもの（以下ホスト）を頂点に、複数のデバイス機能を持ったもの（以下デバイス）が接続される。
【０００３】
現時点での最新であるＵＳＢ２．０規格では、３種類の通信速度が規定されており、４８０ＭｂｐｓのＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ、１２ＭｂｐｓのＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ、１．５ＭｂｐｓのＬｏｗ−ｓｐｅｅｄがある。Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄはＵＳＢ２．０規格で新たに追加されたもので、ＵＳＢ１．１規格では、Ｆｕｌｌ−ｓｐｅｅｄとＬｏｗ−ｓｐｅｅｄがサポートされる。ＵＳＢ２．０規格対応のホストは、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ／Ｆｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ／Ｌｏｗ−ｓｐｅｅｄ全てをサポートし、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄデバイス、Ｆｕｌｌ−ｓｐｅｅｄデバイス、Ｌｏｗ−ｓｐｅｅｄデバイスのいずれも接続可能である。ＵＳＢ１．１規格対応のホストは、Ｆｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ／Ｌｏｗ−ｓｐｅｅｄをサポートし、Ｆｕｌｌ−ｓｐｅｅｄデバイス、Ｌｏｗ−ｓｐｅｅｄデバイスの接続可能である。Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄデバイスは、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄで動作するモードとＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄで動作するモード両方を備えているため、ＵＳＢ２．０規格対応のホストに接続する場合はＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄデバイス、ＵＳＢ１．１規格対応のホストに接続する場合はＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄデバイスとして動作する。
【０００４】
ＵＳＢでは、Ｄ＋とＤ−という２本の信号線と、ＶＢＵＳとＧＮＤという２本の電源線があり、Ｄ＋とＤ−がＨレベルとＬレベルに変化することで、デバイスの接続／切断の認識やデータ通信を行っている。ホストは、Ｄ＋とＤ−が共にＬレベルの場合接続デバイスなし、Ｄ＋がＨレベルかつＤ−がＬレベルの場合Ｆｕｌｌ−ｓｐｅｅｄデバイス接続、Ｄ＋がＬレベルかつＤ−がＨレベルの場合Ｌｏｗ−ｓｐｅｅｄデバイス接続と認識する。さらに、Ｆｕｌｌ−ｓｐｅｅｄデバイスの認識後、所定のリセットプロトコルによってＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄデバイスかＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄデバイスかの認識を行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄはＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄの４０倍の通信速度であるため、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄを実現するには、それを内蔵する機器自体の性能に対しても高いものが要求される。例えば、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄはＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄに比べ、ＵＳＢ制御回路の動作クロックを高くする、また、ＣＰＵの処理能力を向上させるために動作クロックを高くするといったことが必要となる。その結果として、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄを実現すると消費電力が増加してしまうという問題がある。
【０００６】
また、電池で動作しＵＳＢデバイス機能を持つ装置の例であるデジタルカメラにおいて、撮影画像の高画素化に伴い通信機能の高速化が求められている一方で、電池の残容量が少ない状況では、多少の性能低下があっても消費電力を抑え、機器全体の動作可能時間を長くしたいといったニーズもある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、電池で動作するＵＳＢ規格のＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに対応したＵＳＢデバイス装置において、電池の残容量が少なくなった場合にＵＳＢ通信における消費電力を抑え、機器全体の動作可能時間を長くできるＵＳＢデバイス装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するために、本発明は、
電池で動作するＵＳＢ規格のＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに対応したＵＳＢデバイス装置であって、
前記電池の残容量を監視する電池残容量監視手段と、
前記電池の残容量が所定容量以下であるか否かを判定する電池残容量判定手段と、
前記電池残容量判定手段によって、前記電池の残容量が所定容量以下と判断され、かつＵＳＢ通信速度がＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄの場合には、
前記ＵＳＢ通信速度をＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄからＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄに変更するＵＳＢ通信速度変更手段と、
ＣＰＵや各種回路の動作クロック周波数をＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ通信用クロック周波数に変更するクロック変更手段と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のＵＳＢデバイス装置において、電池の残容量が少ない場合に、ＵＳＢ通信速度をＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄからＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄに変更し、ＣＰＵや各種回路の動作クロック周波数を低くすることで、消費電力を抑えることができる。この結果、機器全体の動作可能時間を長くできる。
【００１０】
上記構成を、改めて以下（１）〜（３）に整理して示す。
【００１１】
（１）電池で動作するＵＳＢ規格のＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに対応したＵＳＢデバイス装置において、
前記電池の残容量を監視する電池残容量監視手段と、
前記電池の残容量が所定容量以下であるか否かを判定する電池残容量判定手段と、
前記電池残容量判定手段によって、前記電池の残容量が所定容量以下と判断され、かつＵＳＢ通信速度がＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄの場合には、
前記ＵＳＢ通信速度をＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄからＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄに変更するＵＳＢ通信速度変更手段と、
ＣＰＵや各種回路の動作クロック周波数をＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ通信用クロック周波数に変更するクロック変更手段と、
を有することを特徴とするＵＳＢデバイス装置。
【００１２】
（２）前記ＵＳＢデバイス装置において、
前記電池残容量判定手段によって、前記電池の残容量が所定容量以下でないと判断され、かつＵＳＢ通信速度がＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄの場合には、
前記ＵＳＢ通信速度をＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄからＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに変更するＵＳＢ通信速度変更手段と、
ＣＰＵや各種回路の動作クロック周波数をＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信用クロック周波数に変更するクロック変更手段と、
を有することを特徴とする上記（１）記載のＵＳＢデバイス装置。
【００１３】
（３）前記ＵＳＢデバイス装置において、
ユーザからの設定を入力する入力手段と、
前記入力手段によって、前記電池残容量判定手段の判定基準を自由に設定する設定手段と、
を有することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のＵＳＢデバイス装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態を示す構成図である。１００は本発明のＵＳＢデバイス装置である。ＵＳＢデバイス装置１００においては、ＵＳＢデバイスコントローラ１０１と、ＣＰＵ１０２と、ＲＡＭ１０３と、ＲＯＭ１０４と、周辺回路１０５と、入力制御部２０１と、電源制御部２０２と、クロック制御部２０３とがバスで接続されている。
【００１６】
ＵＳＢデバイスコントローラ１０１はＵＳＢデバイス機能を実現する制御回路で、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄでＵＳＢ接続可能である。ＣＰＵ１０２は、プログラムに従いバスを介して装置全体を制御する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０２が動作するときにワークエリア等で使用される。ＲＯＭ１０４は、ＣＰＵ１０２のプログラムや各種設定データ等が保存される不揮発性メモリである。周辺回路１０５は、割り込み制御、タイマー制御等が行われる回路である。入力制御部２０１は、スイッチやダイアル等が使用される入力部２０４を制御し、ＵＳＢデバイス装置１００に対するユーザからの操作や設定を可能にする。電源制御部２０２は、アルカリ電池やリチウム電池といったものが使用される電源２０５の状態監視や制御を行い、ＵＳＢデバイス装置１００全体に電力を供給する。クロック制御部２０３は、ＵＳＢデバイスコントローラ１０１やＣＰＵ１０２などに供給するクロックの制御を行い、クロック周波数の変更が可能である。
【００１７】
１０はＰＣなどのＵＳＢホスト機能を持つ装置であり、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄでＵＳＢ接続可能である。ＵＳＢホスト装置１０とＵＳＢデバイス装置１００は、それぞれのＵＳＢコネクタ間をＵＳＢケーブルで接続し、ＵＳＢ通信を行う。
【００１８】
次に動作について、図２〜４のフローチャートを用いて説明する。
【００１９】
図２は、ＵＳＢデバイス装置１００がＵＳＢホスト装置１０とＵＳＢ通信の準備を行う場合のフローチャートである。
【００２０】
ＵＳＢデバイス装置１００は、ＵＳＢ通信を可能にするためＵＳＢデバイスコントローラ１０１等の所定の初期化処理を行う（ステップＳ０１）。この段階において、ＵＳＢデバイス装置１００は、Ｄ＋とＤ−をＬレベルにしており、ＵＳＢホスト装置１０にＵＳＢケーブルで接続されていても、ＵＳＢホスト装置１０はＵＳＢデバイス装置１００が接続されたことを認識しない。次に、電源制御部２０２から電源２０５の残容量を得て、所定の残容量以下かどうかを判断する（ステップＳ０２）。所定の残容量以下である場合は（ステップＳ０２のＹＥＳ）、ＵＳＢデバイスコントローラ１０１にＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信を禁止する設定を行う（ステップＳ０３）。さらに、クロック制御部２０３がＵＳＢデバイスコントローラ１０１やＣＰＵ１０２などに供給しているクロックを、Ｆｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ通信を行うのに十分なクロック周波数に変更する（ステップＳ０４）。所定の残容量以下でない場合は（ステップＳ０２のＮＯ）、ＵＳＢデバイスコントローラ１０１にＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信を許可する設定を行う（ステップＳ０５）。さらに、クロック制御部２０３がＵＳＢデバイスコントローラ１０１やＣＰＵ１０２などに供給しているクロックを、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信を行うのに十分なクロック周波数に変更する（ステップＳ０６）。Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信禁止及び許可いずれの場合も、ＵＳＢホスト装置１０にＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄデバイスとして認識されるようＤ＋をＨレベルにし、ＵＳＢ接続可能な状態にする（ステップＳ０７）。
【００２１】
図３は、ＵＳＢ接続可能な状態となったＵＳＢデバイス装置１００がＵＳＢホスト装置１０に接続され、ＵＳＢ通信を開始するまでのフローチャートである。
【００２２】
ＵＳＢ接続可能な状態となったＵＳＢデバイス装置１００がＵＳＢホスト装置１０に接続されると、ＵＳＢホスト装置１０はＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄデバイスが接続されたと認識し、ＵＳＢデバイス装置１００に対しリセットを発行する（ステップＳ１１）。次に、ＵＳＢデバイス装置１００は、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信許可状態かどうかを判断する（ステップＳ１２）。Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信許可状態である場合は（ステップＳ１２のＹＥＳ）、ＵＳＢデバイス装置１００はＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄデバイスとして所定のリセットプロトコルを開始し、ＵＳＢホスト装置１０はそのリセットプロトコルによって、ＵＳＢデバイス装置１００がＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄデバイスであることを認識する（ステップＳ１３）。以後、ＵＳＢデバイス装置１００とＵＳＢホスト装置１０はＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信を行う（ステップＳ１４）。Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信許可状態でない場合は（ステップＳ１２のＮＯ）、ＵＳＢデバイス装置１００は前述のリセットプロトコルを開始しないため、ＵＳＢデバイス装置１００とＵＳＢホスト装置１０はＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ通信を行う（ステップＳ１５）。
【００２３】
図４は、ＵＳＢデバイス装置１００の動作中における、電池残容量監視のフローチャートである。
【００２４】
ＵＳＢデバイス装置１００は、電源制御部２０２から通知される電源２０５の残容量変化をＣＰＵ１０２の割り込み機能等を用いて常に監視している（ステップＳ２１）。電源２０５の残容量が所定量変化した場合（ステップＳ２１のＹＥＳ）、まずＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信許可状態かどうかを調べる（ステップＳ２２）。Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信許可状態である場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、さらに、電源２０５の残容量が所定の残容量以下かどうかを判断する（ステップＳ２３）。所定の残容量以下である場合（ステップＳ２３のＹＥＳ）、ＵＳＢデバイス装置１００は、Ｄ＋をＬレベルにしてＵＳＢ接続不可能状態にする（ステップＳ２５）。このとき、すでにＵＳＢホスト装置１０とＵＳＢ通信を行っていた場合、ＵＳＢホスト装置１０はＵＳＢデバイス装置１００が切断されたと認識し、ＵＳＢデバイス装置１００に対する通信をすべて中断する。さらに、ＵＳＢデバイスコントローラ１０１にＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信を禁止する設定を行い（ステップＳ２６）、クロック制御部２０３がＵＳＢデバイスコントローラ１０１やＣＰＵ１０２などに供給しているクロックを、Ｆｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ通信を行うのに十分なクロック周波数に変更し（ステップＳ２７）、再び、Ｄ＋をＨレベルにしてＵＳＢ接続可能な状態にする（ステップＳ３１）。この後は、図３で示されるフローチャートに従ってＵＳＢホスト装置１０とＵＳＢ通信を行う。Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信許可状態でない場合（ステップＳ２２のＮＯ）、さらに、電源２０５の残容量が所定の残容量以下かどうかを判断する（ステップＳ２４）。外部のＡＣアダプター装着等により、電源２０５の残容量が増加し、所定の残容量以下でない場合（ステップＳ２４のＮＯ）、ＵＳＢデバイス装置１００は、Ｄ＋をＬレベルにしてＵＳＢ接続不可能状態にする（ステップＳ２８）。このとき、すでにＵＳＢホスト装置１０とＵＳＢ通信を行っていた場合、ＵＳＢホスト装置１０はＵＳＢデバイス装置１００が切断されたと認識し、ＵＳＢデバイス装置１００に対する通信をすべて中断する。さらに、ＵＳＢデバイスコントローラ１０１にＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信を許可する設定を行い（ステップＳ２９）、クロック制御部２０３がＵＳＢデバイスコントローラ１０１やＣＰＵ１０２などに供給しているクロックを、Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信を行うのに十分なクロック周波数に変更し（ステップＳ３０）、再び、Ｄ＋をＨレベルにしてＵＳＢ接続可能な状態にする（ステップＳ３１）。この後は、図３で示されるフローチャートに従ってＵＳＢホスト装置１０とＵＳＢ通信を行う。
【００２５】
また、上記説明において、電源２０５の残容量が所定の残容量以下かどうかを判断する基準となる値は、入力部２０４を操作してユーザが自由に設定できるようにしても良い。そうすることで、ユーザの好みや目的に応じてＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信可能時間の調整をすることができる。ユーザが設定した値は、ＲＯＭ１０４に保存しておくことで、次にＵＳＢデバイス装置１００を動作させるときに有効であり、再度入力をやり直す必要はない。
【００２６】
以上説明したように、電池残容量が所定の残容量以下である場合に、ＵＳＢ通信速度をＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄからＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄに変更し、ＣＰＵや各種回路の動作クロック周波数をＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ通信用クロック周波数に変更することで、消費電力を減らし、機器全体の動作可能時間を長くすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載のＵＳＢデバイス装置によれば、
電池の残容量が少ない場合、ＵＳＢ通信速度をＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄからＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄに変更し、ＣＰＵや各種回路の動作クロック周波数を低くすることで、消費電力を抑え、機器全体の動作可能時間を長くすることができる。
【００２８】
請求項２記載のＵＳＢデバイス装置によれば、
外部電源の接続等によって電池の残容量が回復した場合、ＵＳＢ通信速度をＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄからＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに変更し、ＣＰＵや各種回路の動作クロック周波数を高くすることで、本来の性能を発揮できる状態に自動的に戻すことができる。
【００２９】
請求項３記載のＵＳＢデバイス装置によれば、
電池残容量判定の基準をユーザが自由に設定できることで、ＵＳＢ通信速度の変更タイミングや機器全体の動作可能時間を目的に応じて調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す構成図
【図２】ＵＳＢデバイス装置１００がＵＳＢホスト装置１０とＵＳＢ通信の準備を行う場合のフローチャート
【図３】ＵＳＢ接続可能な状態となったＵＳＢデバイス装置１００がＵＳＢホスト装置１０に接続され、ＵＳＢ通信を開始するまでのフローチャート
【図４】ＵＳＢデバイス装置１００の動作中における、電池残容量監視のフローチャート
【符号の説明】
１０ＰＣ等のＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ対応ＵＳＢホスト機能を持つ装置
１００本発明のＵＳＢデバイス装置
１０１Ｈｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ対応ＵＳＢデバイスコントローラ
１０２ＣＰＵ
１０３ＲＡＭ
１０４ＲＯＭ
１０５周辺回路
２０１入力制御部
２０２電源制御部
２０３クロック制御部
２０４入力部
２０５電源

Claims

電池で動作するＵＳＢ規格のＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに対応したＵＳＢデバイス装置において、
前記電池の残容量を監視する電池残容量監視手段と、
前記電池の残容量が所定容量以下であるか否かを判定する電池残容量判定手段と、
前記電池残容量判定手段によって、前記電池の残容量が所定容量以下と判断され、かつＵＳＢ通信速度がＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄの場合には、
前記ＵＳＢ通信速度をＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄからＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄに変更するＵＳＢ通信速度変更手段と、
ＣＰＵや各種回路の動作クロック周波数をＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄ通信用クロック周波数に変更するクロック変更手段と、
を有することを特徴とするＵＳＢデバイス装置。
前記ＵＳＢデバイス装置において、
前記電池残容量判定手段によって、前記電池の残容量が所定容量以下でないと判断され、かつＵＳＢ通信速度がＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄの場合には、
前記ＵＳＢ通信速度をＦｕｌｌ−ｓｐｅｅｄからＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄに変更するＵＳＢ通信速度変更手段と、
ＣＰＵや各種回路の動作クロック周波数をＨｉｇｈ−ｓｐｅｅｄ通信用クロック周波数に変更するクロック変更手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載のＵＳＢデバイス装置。
前記ＵＳＢデバイス装置において、
ユーザからの設定を入力する入力手段と、
前記入力手段によって、前記電池残容量判定手段の判定基準を自由に設定する設定手段と、
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のＵＳＢデバイス装置。