JP2004348641A - コンピュータおよびその電源バックアップ方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】電源に異常が発生した際に、効果的にデータを保護する小型且つ安価なコンピュータを提供する。
【解決手段】電源ユニット２０、総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０により構成される。電源ユニット２０は、簡易バックアップ電源２３および異常検出部２４を有する。また、補助記憶装置６０は、不揮発性記憶装置６１、補助電源６２および高速バッファ６５を有する。電源ユニット２０への商用電源が停止すると、異常検出部２４で異常検出し、総合処理部３０で休止処理を行う時間中、簡易バックアップ電源２３から動作電源を供給すると共に主記憶部５０のデータを高速バッファ６５に書き込む退避処理を行う。そして、補助電源６２で高速バッファ６５のデータを不揮発性記憶装置６１に書き込む。
【選択図】 図１
【解決手段】電源ユニット２０、総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０により構成される。電源ユニット２０は、簡易バックアップ電源２３および異常検出部２４を有する。また、補助記憶装置６０は、不揮発性記憶装置６１、補助電源６２および高速バッファ６５を有する。電源ユニット２０への商用電源が停止すると、異常検出部２４で異常検出し、総合処理部３０で休止処理を行う時間中、簡易バックアップ電源２３から動作電源を供給すると共に主記憶部５０のデータを高速バッファ６５に書き込む退避処理を行う。そして、補助電源６２で高速バッファ６５のデータを不揮発性記憶装置６１に書き込む。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータに関し、特に商用交流電源を使用して動作電源を得るパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等において電源供給停止等の電源異常発生時の処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ、特にＰＣ等は、オフィス等での業務用のみならず一般家庭にも広く普及して使用されている。斯かるＰＣは、商用交流電源から交流―直流変換部で直流電圧に変換して動作電源を得るのが一般的である。ＰＣの電源供給は、ＰＣのユーザ（使用者）が、そのプラグをオフィスや家庭の商用交流電源のコンセントに差し込むことにより行われるのが一般的である。しかし、商用交流電源の停電や電源ケーブルを引っ掛けてプラグが抜けるといった予期しない（即ち、偶発的な）電源供給の停止が発生することもあり得る。
【０００３】
ＰＣへの電源供給を停止する場合には、事前にプログラムを終了させ、データを保護する操作を行わなければならない。その理由の１つは、コンピュータ上で動作するプログラムが電源供給停止により突然終了されると、プログラムの入出力データの情報が破壊され、再起動した際に正常にプログラムが動作しなくなるためである。プログラムおよび入出力データは、主に主記憶部のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に格納されている。電源供給を停止すると、記憶内容が消去されるので、データを保護するには、プログラムの終了時に主記憶部のデータを固定磁気ディスク装置等の電源供給が停止しても記憶内容が維持される装置（即ち、不揮発性記憶装置）に退避する処理が必要である。また、データの入出力先が他のコンピュータの場合もあるため、プログラム終了時に他のコンピュータに終了を通知する必要もある。
【０００４】
上述した一連の処理、即ちシャットダウン処理は、ＯＳ（オペレーティングシステム）により自動的に実行される。しかし、電源の供給が停止してからコンピュータの動作が停止するまでの短時間（約１秒未満）では、この処理を完了できない。そのために、コンピュータの電源供給を停止する際には、コンピュータのユーザは、事前にシャットダウン処理を開始する操作を実行する必要がある。このシャットダウン操作は、ユーザにとり面倒であり、コンピュータの普及率を高める上での１つの課題となっている。
【０００５】
具体的には、電源の供給を停止すると、これを検知して速やかにプログラム終了処理およびデータ保護処理を行い、これらの処理の完了後に自動的に停止するコンピュータが求められている。同様に、起動時においてもコンピュータを使用可能な状態にするためのプログラムの読み出しや実行、周辺機器の初期化に要する時間が長く、これらの起動時間を短縮することのニードも大きい。
【０００６】
これらの課題を解決又は軽減するための手段の１つとして、休止（ハイバネーション）機能を有するＯＳが普及しつつある。休止機能とは、固定磁気ディスク上にメモリの内容を全て退避してからコンピュータを停止することである。通常のシャットダウン処理では、主記憶部（メモリ）上のデータの大半は消去される。そのために、起動の際には再度プログラムを起動してその結果およびプログラム自体を主記憶部に格納する処理を実行する。他方、休止処理においては、起動後のデータおよびプログラムの殆どは、不揮発性記憶装置に退避される。そのため、固定磁気ディスク装置には、搭載メモリと略同じ容量の休止状態用のデータ退避領域が確保される。休止状態からの起動時には、対比されたデータを読み出すのみで電源供給停止前の状態に復帰可能であるので、復帰に要する時間は、通常の起動と比較して短縮される。しかし、メモリの内容を固定磁気ディスクに退避するための時間およびユーザによる操作が必要になる。そこで、短時間では完了しないという点においてもシャットダウン処理と同様であり、起動時間を短縮するという利点が主であり、上述した課題の根本的な解決策とはならない。
【０００７】
一方、電源供給停止の検出・通知機能およびバッテリを備えた無停電電源装置（以下、ＵＰＳという）をコンピュータに接続し、電源供給停止時にはバッテリを使用して運転を継続し、予め設定した時間が経過しても電源が復帰しない場合には、シャットダウン処理又は休止処理を自動実行する方法も提案され実用化されている。この技法の利点は、電源供給が停止した際にコンピュータの使用者が操作することなく自動的且つ安全にコンピュータが停止することである。しかし、ＵＰＳは、数分間の停電までは連続運用することを想定しているため、上述のシャットダウンおよび休止処理の間だけの電源バックアップという目的においては性能過多となり、価格およびスペース効率の面で難があり、完全な解決策とはならない。
【０００８】
そこで、例えば実願昭６２−１４０３１０号「バックアップ電源ユニット」の明細書には、電源供給停止時に主記憶部のデータを固定磁気ディスク等に退避する間、コンピュータ全体に電源を供給することによりデータを保護する技術を開示している。また、停電時に、優先順位の低い情報装置から順にバッテリからの給電を停止する情報処理システムの電源制御方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１８９５３８号公報（第２−３頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の如き従来技術は、幾つかの課題を有する。例えば、バックアップ電源からコンピュータ全体に電源を供給すると、無駄な電力消費を生じ、バッテリを小型化することができない。即ち、ＯＳによる休止処理においては、先ず実行中のプログラムが終了され、次に主記憶部上のデータを保持記憶装置に退避（データを不揮発性記憶装置にコピーする）し、この退避完了後に動作停止する。一般に、補助記憶装置への読み書き速度は、主記憶部の読み書き速度より遅いため、プログラムは終了しても退避処理の間の待ち時間が発生する。待ち時間中は、退避処理に無関係の機能を電力消費するため、バッテリの小型化を妨げる。更に、退避処理のみに着目すると、固定磁気ディスク装置への書き込み速度は、主記憶部の読み出し速度より遅いため、データの送受信においても待ち時間が繰り返し発生し、電源バックアップ時間が長くなり、バッテリの小型化を妨げる。上述の理由により、小型化および低価格化が求められるコンピュータ市場では普及困難である。
【００１１】
【発明の目的】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、電源供給停止の検出および電源バックアップ機能を備え、バッテリの消費電力を抑え、小型化且つ安価なコンピュータおよびその電源バックアップ方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため本発明によるコンピュータおよびその電源バックアップ方法は次のような特徴的な構成を採用している。
【００１３】
（１）商用交流電源の供給を受けて動作するコンピュータの電源停止等の異常発生時に、プログラム終了動作および主記憶部のデータの退避動作等の処理時間の異なる複数の処理動作を行うコンピュータの電源バックアップ方法において、バックアップ電源を、前記複数の処理動作の処理終了毎に順次停止させるコンピュータの電源バックアップ方法。
【００１４】
（２）前記電源の異常発生時に、前記コンピュータの主記憶部のデータは、高速バッファに書き込み、該書き込み後に前記高速バッファのデータを不揮発性記憶装置に書き込む上記（１）のコンピュータの電源バックアップ方法。
【００１５】
（３）前記電源が復帰した際には、前記不揮発性記憶装置に退避されたデータを、前記高速バッファに読み出し、前記コンピュータを再起動する上記（１）又は（２）のコンピュータの電源バックアップ方法。
【００１６】
（４）商用交流電源から各部の動作電源を供給する電源ユニットと、ＣＰＵを含み各種演算処理を行う総合処理部と、各種プログラムおよびデータを記憶する主記憶部を備えるコンピュータにおいて、
前記商用交流電源の異常を検出する異常検出部、第１バックアップ電源、前記異常検出部が前記電源異常を検出時に前記主記憶部のデータを退避する補助記憶装置を備え、該補助記憶装置は、前記第１バックアップ電源とは別の第２バックアップ電源を備えるコンピュータ。
【００１７】
（５）前記補助記憶装置は、高速バッファおよび不揮発性記憶装置を含む上記（４）のコンピュータ。
【００１８】
（６）前記補助記憶装置は、前記商用交流電源が正常時には、前記電源ユニットから動作電源の供給を受け、前記電源異常発生時には、前記第１バックアップ電源および前記第２バックアップ電源を切り換えて動作電源を受ける上記（４）又は（５）のコンピュータ。
【００１９】
（７）前記電源ユニットの一部として、外部に設けられた無停電電源装置（ＵＰＳ）を使用する上記（４）、（５）又は（６）のコンピュータ。
【００２０】
（８）前記第１および第２バックアップ電源の少なくとも一方に、大容量コンデンサを使用する上記（４）乃至（７）の何れかのコンピュータ。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコンピュータおよびその電源バックアップ方法の好適実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
先ず、図１は、本発明によるコンピュータの第１実施形態の構成を示すブロック図である。このコンピュータ（又は停電時データ保護機能付きコンピュータ）１０は、電源ユニット２０、総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部（メモリ）５０および補助記憶装置（又はデータ保護装置）６０により構成される。
【００２３】
電源ユニット２０は、交流―直流変換部２１、制御部２２、簡易バックアップ電源（第１バックアップ電源）２３および異常検出部２４を含んでいる。総合処理部３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、入出力部コントローラおよび主記憶部コントローラ等を含んでいる。入出力部４０は、キーボードおよび表示装置等コントローラおよび電源スイッチ等を含んでいる。また、補助記憶装置６０は、不揮発性記憶装置６１、補助電源（第２バックアップ電源）６２、補助記憶装置電源制御部６３、補助記憶装置電源切換部６４および高速バッファ６５を含んでいる。電源ユニット２０は、電源供給線により、各部、即ち総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０に通常の動作電源を供給する。また、電源ユニット２０、総合処理部３０および補助記憶装置６０は、電源切換制御線により相互接続されている。更に、総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０は、データバスにより相互接続されている。
【００２４】
電源ユニット２０は、商用交流電源を交流−直流変換部２１により直流に変換し、電源供給線を通じて総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０へ供給する。また、電源ユニット２０は、総合処理部３０により制御され、電源コントロール信号線を介して制御部２２に送られる制御信号により出力ＯＮ／ＯＦＦの制御が行われる。
【００２５】
また、電源ユニット２０は、上述の如く、簡易バックアップ電源２３、異常検出部２４および切換部２５を有する。交流−直流変換部２１に供給される商用交流電源に異常、即ち停電、周波数異常、電圧低下等が発生すると、異常検出部２４が斯かる異常を検出し、電源切換制御線を介して切換部２５に電源切換制御信号を送出する。切換部２５は、制御信号を受け、電源供給線に対して出力する電源を交流−直流変換部２１の出力から簡易バックアップ電源２３に切り換える。簡易バックアップ電源２３は、図２を参照して後述する如く、動作に必要最小限とされる時間だけ出力を維持可能な蓄電能力を備えている。
【００２６】
補助記憶装置６０には、ＯＳ（オペレーティングシステム）およびユーザのデータが格納されている。総合処理部３０は、入出力部４０からの制御に応じて、補助記憶装置６０から主記憶部５０にプログラムを読み込み、処理結果を入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０の何れか又は全てに対して出力する。これらの通信は、データバスを介して行われる。
【００２７】
上述の如く、補助記憶装置６０は、不揮発性記憶装置（電源を供給しなくてもデータを保持できる記憶装置）６１が内蔵され、固定磁気ディスク、不揮発性半導体メモリ等がこれに該当する。更に、補助記憶装置６０は、補助電源６２、補助記憶装置電源制御部６３および補助記憶装置電源切換部６４が設けられている。
【００２８】
補助記憶装置電源制御部６３は、電源切換制御線より電源切換信号を受信し、補助記憶装置電源切換部６４を制御して、補助記憶装置６０の動作に必要な電源を電源線から取得するか又は補助電源６２から取得するかを切り換える。また、データバスおよび不揮発性記憶装置６１の間には、高速バッファ６５が備えられている。高速バッファ６５には、半導体メモリが使用されており、電源が供給されないと記憶内容が消去されてしまうが、不揮発性記憶装置６１と比較して書き込みおよび読み出しに要する時間が十分に短いものである。この利点を利用して、例えば総合処理部３０の処理結果を補助記憶装置６０に書き込む場合の書き込み完了待ち時間を少なくする。
【００２９】
即ち、最初に高速バッファ６５に書き込み処理を開始し、同時に、高速バッファ６５に書き込まれたデータを不揮発性記憶装置６１に書き込む処理を実行する。ここで、不揮発性記憶装置６１に対する書き込み作業が完了していなくても、高速バッファ６５に全てのデータの書き込みが完了すれば、補助記憶装置６０の全体に対する書き込みは完了となる。この高速バッファ６５を使用することによるアクセス時間短縮の機構は、当業者に周知であるので詳細な説明は省略する。
【００３０】
また、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０に使用されるＯＳは、汎用のものであり、休止（ハイバネーション）機能を有するものである。ここで述べる休止機能とは、休止処理開始の指示により、実行中のプログラムを停止し、主記憶部５０に格納されているデータを補助記憶装置６０に退避し、電源ユニット２０に対して電源供給停止信号を送出して自動的にコンピュータ１０を停止する機能である。起動の際には、補助記憶装置６０に退避したデータを全て主記憶部５０に読み出すことにより、起動プログラムの実行が省略され、起動時間を短縮可能である。尚、休止処理開始の指示は、入出力部４０に備えられた電源スイッチ操作や実行中のプログラムによるものである。ＯＳによる休止処理は、当業者に周知であるので詳細な説明は省略する。
【００３１】
次に、図１に示す本実施形態のコンピュータ１０の動作を、図２のタイミングチャートを参照して説明する。図２において、（ａ）は外部からコンピュータ１０に供給される商用交流電源、（ｂ）は電源ユニット２０の出力供給源、（ｃ）はプログラム終了処理、（ｄ）は補助記憶装置６０内の電源、（ｅ）は主記憶部５０から補助記憶装置６０へのデータ退避処理および（ｆ）は高速バッファ６５から不揮発性記憶装置６１へのデータ書き込み処理を示す。
【００３２】
先ず、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０の停電時の動作を説明する。 図２のタイミングチャートは、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０の運用中に、何らかの理由により商用電源が入力されなくなった後のデータ保護および自動停止動作について、その流れを示すものである。商用電源の異常発生前に、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０は起動状態にあり、主記憶部５０にはプログラムが呼び出され、実行中とする。また、簡易バックアップ電源２３および補助電源６２は、蓄電（又は充電）が完了した状態であるものとする。
【００３３】
商用電源に、電源入力断、周波数異常又は電圧異常等の異常が発生する（図２（ａ）参照）と、異常検出部２４は、電源切換制御線を介して異常を示す信号を電源ユニット２０内の切換部２５、補助記憶装置電源制御部６３および総合処理部３０に送信する。切換部２５は、異常を示す信号を受信すると、電源供給線に供給する直流電源供給源を交流−直流変換部２１の出力から簡易バックアップ電源２３に切り換える（図２（ｂ）参照）。同時に、補助記憶装置電源制御部６３は、補助記憶装置電源切換部６４を制御し、補助記憶装置６０内の電源供給源を電源供給線から補助電源６２に切り換える（図２（ｄ）参照）。同時に、総合処理部３０は、ＯＳによる休止処理を開始させる（図２（ｃ）参照）。
【００３４】
総合処理部３０により開始された休止処理では、実行中のプログラムの終了処理および主記憶部５０から補助記憶装置６０へのデータ退避処理が開始される（図２（ｅ）参照）。高速バッファ６５から不揮発性記憶装置６１へのデータ書き込み処理も同時に開始される（図２（ｆ）参照）が、上述した書き込み速度の差により、主記憶部５０から高速バッファ６５へのデータ退避処理の方が高速バッファ６５から不揮発性記憶装置６１への書き込み処理よりも先に終了する。この時点で、補助記憶装置６０は、総合処理部３０に対して退避完了の信号を、データバスを介して発信する。
【００３５】
総合処理部３０は、補助記憶装置６０から退避完了の信号の通知を受け、電源ユニット２０の制御部２２に出力ＯＦＦの制御信号を出力する。これにより、電源ユニット２０は、電源供給線に対する電源供給を停止する。このとき、補助記憶装置６０は、補助電源６２により動作を継続している。補助記憶装置６０では、高速バッファ６５から不揮発性記憶装置６１への書き込みが継続されている。この書き込み動作が完了すると、高速バッファ６５は、補助記憶装置電源制御部６３に書き込み完了の信号を出力する。これにより、補助記憶装置電源制御部６３は、補助記憶装置６０の電源をＯＦＦにする。
【００３６】
その後、電源が復帰すると、補助記憶装置６０内に退避されたデータが主記憶部５０に再読み込みされ、これにより、高速起動が実現される。以上は、商用電源の異常（停電）を例に説明したが、通常のコンピュータ停止操作においても上述と同様の動作となる。即ち、コンピュータ１０を停止する際には、ブレーカを切断するか又は電源ケーブルを抜くといった方法で電源供給を停止させればよい。その後は、上述の動作と同様手順により休止処理およびコンピュータ１０の停止処理が自動実行される。
【００３７】
次に、図３のタイミングチャートを参照して、一般的なコンピュータにＵＰＳ（無停電電源装置）を接続した場合（図３中の下部分（Ｂ）参照）と本発明によるコンピュータ１０における商用交流電源からの電源供給停止時の動作（図３中の上部分（Ａ）参照）とを比較して説明する。このとき、両者共に電源供給停止時は、ＯＳによる休止処理が自動的に開始されるものとする。ＵＰＳは、一般に知られている如く、電源供給停止を検出・通知する機能とバッテリを備えたものである。
【００３８】
図３から明らかな如く、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０は、ＯＳによる休止処理に要する時間が短縮されていることが分かる。これは、上述した高速バッファ６５により主記憶部５０内のデータ退避処理が早く完了するためである。また、この実施形態では、高速バッファ６５の搭載に加え、電源バックアップ手段を２分割しているので、処理の完了した部分から先に電源供給を停止可能である。主記憶部５０のデータ退避処理が完了すると、補助記憶装置６０内のみ動作すれば良いので、電源ユニット２０に内蔵される簡易バックアップ電源２３は、出力を停止可能である。一般的なコンピュータの場合には、補助記憶装置６０への書き込み時間が完了するまでの時間が長いため、装置全体の電源バックアップを行うと処理が終了した部分も一括して電源供給することになる。しかし、本発明によると、休止処理に必要な部分のみの電源バックアップが行われ、無駄な消費電力を抑えることが可能である。
【００３９】
従って、この実施形態では休止処理に必要な蓄電容量を、従来の装置全体の電源バックアップに比べて少なくすることが可能である。これにより、小型の蓄電装置を採用でき、省スペースおよびコストダウンという効果を得ることが可能である。しかも、蓄電装置の充電に要する時間は、蓄電容量および放電時間に依存するので、これらを少なくすることにより、充電に必要な時間を短縮可能である。これにより、電源バックアップ運転により低下した蓄電装置の出力電圧が再度電源バックアップ運転を開始できるようになるまでの時間を短縮可能である。
【００４０】
これらの効果により、コンピュータ１０の操作における運転停止処理が容易になる。即ち、主電源の供給が停止すれば、自動的にデータ保護が行われるので、多数の端末を集中して管理する運用形態においては端末設置場所の電源ブレーカをＯＦＦにするだけで安全且つ迅速・容易に端末の運転を停止可能である。更に、簡易バックアップ電源２３および補助電源６２として、小容量のバッテリを使用することが想定されるが、上述した効果により蓄電容量が少なくてよいため、例えばコンデンサを代替品として使用可能である。コンデンサとバッテリを比較すると、バッテリは寿命が短く且つ寿命を過ぎて使用すると発火の危険がある等の欠点がある。従って、コンデンサを使用することにより信頼性の高いコンピュータが得られる。
【００４１】
次に、本発明の変形例について説明する。上述した本発明の第１実施形態の変形例について説明する。その基本構成は、図１の通りであるが、電源バックアップに関する機能を簡略化することが可能である。即ち、簡易バックアップ電源２３および補助電源６２は、電源バックアップ時間および消費電流が少なければ大容量のコンデンサとすることが可能である。この場合には、充電回路および切換部が簡略化され、切換部２５および補助記憶装置電源切換部６４は、ダイオード等の受動素子により構成し、切換制御を削除可能である。
【００４２】
次に、本発明によるコンピュータの第２実施形態を、図４のブロック図を参照して説明する。尚、このコンピュータ１０Ａにおいて、上述した第１実施形態のコンピュータ１０と対応する構成要素には、説明の便宜上、同様の参照符号を使用することとする。また、以下の説明では、主として相違点を中心に説明する。このコンピュータ１０Ａは、電源ユニット２０Ａ、総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０により構成される。更に、外部にＵＰＳ７０および外部記憶装置８０が設けられている。
【００４３】
図４に示す如く、電源ユニット２０Ａを一般的なものに変更する。即ち、この電源ユニット２０Ａは、交流―直流変換部２１および制御部２２のみにより構成される。そして、ＵＰＳ（無停電電源装置）７０を代替として使用する。ＵＰＳ７０は、バッテリ７１、異常検出部７２、交流―直流変換部７３、直流―交流変換部７４、切替部７５および制御部７６を含んでいる。
【００４４】
商用交流電源が正常に供給されている場合には、コンピュータ１０Ａおよび外部記憶装置８０に対して商用交流電源が供給される。また、バッテリ７１は、直流電源で動作するため、交流−直流変換部７３により直流に変換後、充電が行われる。停電等の電源異常が発生すると、異常検出部７２が異常を検出し、制御部７６に通知する。制御部７６は、切換部７５を制御し、出力電源を商用交流電源から直流−交流変換部７４の出力に切換える。また、制御部７６は、コンピュータとの通信手段（ＲＳ−２３２Ｃ規格等）を備え、総合処理部３０に対する異常の通知や電源バックアップ時間の制御を行う。ＵＰＳ７０の機構および動作は、当業者に周知であるので、その詳細説明は省略する。上述の機構により、小型化、低価格化の利点は失われるが、外付けの光磁気ディスク装置等を使用する場合には周辺機器も含めての電源バックアップが可能となる。また、コンピュータ１０ＡからＵＰＳ７０に対して出力停止の制御も可能であるため、補助記憶装置６０の機能はそのまま使用し、休止処理に要する時間を短縮可能である。
【００４５】
更に、本発明の変形例として、図１の構成における補助記憶装置６０内の不揮発性記憶装置６１を分離することにより、汎用の固定磁気ディスク装置を使用することが可能になる。また、図１のコンピュータにおいては、電源バックアップ用の蓄電部を２箇所に備えているが蓄電部を更に分割して数量を増やし、休止処理の進行に合わせてより細かな部分的電源バックアップを行うことも可能である。
【００４６】
上述した各実施形態又は変形例では、蓄電部の分割および補助記憶装置６０の高速バッファ６５により電源バックアップ時間の短縮を図り、ＯＳによる休止処理により起動時間の短縮という効果を得ているが、コンピュータ又はＯＳの処理速度が十分に速ければ休止処理の代わりに通常のシャットダウンおよび起動処理を使用しても良い。シャットダウン処理においては、主記憶部５０のデータの退避処理は行われないため、補助記憶装置６０内の高速バッファ６５による効果は減少するが、段階的に機能が停止する点は休止処理と同一とみなすことができるので、蓄電部の分割による効果が得られる。
【００４７】
また、本発明の更なる変形例として、基本構成は図１の通りであるが、電源バックアップに関する機能を簡略化することも可能である。簡易バックアップ電源２３および補助電源６２は、電源バックアップ時間および消費電流が少なければ、大容量のコンデンサとすることが可能である。この場合には、充電回路および切換部が簡略化され、切換部２５および補助記憶装置電源切換部６４は、ダイオード等の受動素子により構成し、切換部２５を除去可能である。
【００４８】
また、別の変形例として、図４に示す如く、電源ユニット２０を一般的なものに変更し、ＵＰＳ（無停電電源装置）７０を代替として使用することも可能である。ＵＰＳ７０は、バッテリ７１および異常検出部７２を有し、商用交流電源が正常に供給されている場合には、コンピュータ１および外部記憶装置８０に対して商用交流電源が供給される。また、バッテリ７１は、直流電源で動作するため、交流−直流変換部７３により直流に変換後、充電が行われる。停電等の電源異常が発生すると、異常検出部７２が異常を検出し、制御部７６に通知する。制御部７６は、切換部７５を制御し、出力電源を商用交流電源から直流−交流変換部７４の出力に切換える。また、制御部７６は、コンピュータとの通信手段（ＲＳ−２３２Ｃ規格等）を備え、総合処理部３０に対する異常の通知や電源バックアップ時間の制御を行う。ＵＰＳ７０の構成および動作は当業者には周知であるので詳細説明は省略する。このような機構により、小型化、低価格化の利点は失われるが外付けの光磁気ディスク装置等を使用する場合は周辺機器も含めての電源バックアップが可能となる。また、コンピュータからＵＰＳに対して出力停止の制御も可能であるため、補助記憶装置６０の機能はそのまま使用し、休止処理に要する時間を短縮可能である。
【００４９】
また、更に別の実施形態の一例として、図１の構成における補助記憶装置６０内の不揮発性記憶装置６１を分離することにより、汎用の固定磁気ディスク装置を使用することが可能になる。更に、図１の構成においては電源バックアップ用の蓄電部を２箇所に備えているが蓄電部を更に分割して数量を増やし、休止処理の進行に合わせてより細かな部分的電源バックアップを行うことも出来る。
【００５０】
上述した各実施形態では、蓄電部の分割および補助記憶装置の高速バッファにより電源バックアップ時間の短縮を図り、ＯＳによる休止処理により起動時間の短縮という効果を得ているが、コンピュータ又はＯＳの処理速度が十分に速ければ休止処理の代わりに通常のシャットダウンおよび起動処理を使用しても良い。シャットダウン処理においては主記憶部のデータの退避処理は行われないため、補助記憶装置内の高速バッファによる効果は減少するが、段階的に機能が停止する点は休止処理と同一とみなすことができるので、蓄電部の分割による効果は得られる。
【００５１】
以上、本発明によるコンピュータおよびその電源バックアップ方法の種々の実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の端ある例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、複数のバックアップ電源を用意し、電源異常発生時にコンピュータが行わなければならない処理時間の異なる複数の処理動作の終了毎にバックアップ電源を停止する。従って、バックアップ電源の消費電力を低減でき、コンピュータを小型且つ安価にすることが可能である。また、バックアップ電源を、バッテリに代わり、電源の正常状態時に充電される大容量のコンデンサを使用することが可能である。
【００５３】
また、補助記憶装置に、高速バッファを使用して、電源異常発生時に主記憶部のデータを高速で書き込み、その高速バッファのデータを不揮発性記憶装置に書き込むことが可能であるので、より大電流容量を必要とする第１バックアップ電源の動作時間を短縮し、小型化することが可能である。更に、小型化を特に必要としない場合には、比較的安価に市販されているＵＰＳを活用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンピュータの第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すコンピュータの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明のコンピュータの利点を説明するため、一般的なコンピュータの動作と対比する動作説明図である。
【図４】本発明によるコンピュータの第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ コンピュータ
２０、２０Ａ 電源ユニット
２１、７３ 交流―直流変換部
２２、７６ 制御部
２３ 第１バックアップ電源（簡易バックアップ電源）
２４、７２ 異常検出部
２５、７５ 切換部
３０ 総合処理部
４０ 入出力部
５０ 主記憶部
６０ 補助記憶装置
６１ 不揮発性記憶装置
６２ 第２バックアップ電源（補助電源）
６３ 補助記憶装置電源制御部
６４ 補助記憶装置電源切換部
６５ 高速バッファ
７０ ＵＰＳ
７１ バッテリ
８０ 外部記憶装置
【発明の属する技術分野】
本発明はコンピュータに関し、特に商用交流電源を使用して動作電源を得るパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等において電源供給停止等の電源異常発生時の処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータ、特にＰＣ等は、オフィス等での業務用のみならず一般家庭にも広く普及して使用されている。斯かるＰＣは、商用交流電源から交流―直流変換部で直流電圧に変換して動作電源を得るのが一般的である。ＰＣの電源供給は、ＰＣのユーザ（使用者）が、そのプラグをオフィスや家庭の商用交流電源のコンセントに差し込むことにより行われるのが一般的である。しかし、商用交流電源の停電や電源ケーブルを引っ掛けてプラグが抜けるといった予期しない（即ち、偶発的な）電源供給の停止が発生することもあり得る。
【０００３】
ＰＣへの電源供給を停止する場合には、事前にプログラムを終了させ、データを保護する操作を行わなければならない。その理由の１つは、コンピュータ上で動作するプログラムが電源供給停止により突然終了されると、プログラムの入出力データの情報が破壊され、再起動した際に正常にプログラムが動作しなくなるためである。プログラムおよび入出力データは、主に主記憶部のＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）に格納されている。電源供給を停止すると、記憶内容が消去されるので、データを保護するには、プログラムの終了時に主記憶部のデータを固定磁気ディスク装置等の電源供給が停止しても記憶内容が維持される装置（即ち、不揮発性記憶装置）に退避する処理が必要である。また、データの入出力先が他のコンピュータの場合もあるため、プログラム終了時に他のコンピュータに終了を通知する必要もある。
【０００４】
上述した一連の処理、即ちシャットダウン処理は、ＯＳ（オペレーティングシステム）により自動的に実行される。しかし、電源の供給が停止してからコンピュータの動作が停止するまでの短時間（約１秒未満）では、この処理を完了できない。そのために、コンピュータの電源供給を停止する際には、コンピュータのユーザは、事前にシャットダウン処理を開始する操作を実行する必要がある。このシャットダウン操作は、ユーザにとり面倒であり、コンピュータの普及率を高める上での１つの課題となっている。
【０００５】
具体的には、電源の供給を停止すると、これを検知して速やかにプログラム終了処理およびデータ保護処理を行い、これらの処理の完了後に自動的に停止するコンピュータが求められている。同様に、起動時においてもコンピュータを使用可能な状態にするためのプログラムの読み出しや実行、周辺機器の初期化に要する時間が長く、これらの起動時間を短縮することのニードも大きい。
【０００６】
これらの課題を解決又は軽減するための手段の１つとして、休止（ハイバネーション）機能を有するＯＳが普及しつつある。休止機能とは、固定磁気ディスク上にメモリの内容を全て退避してからコンピュータを停止することである。通常のシャットダウン処理では、主記憶部（メモリ）上のデータの大半は消去される。そのために、起動の際には再度プログラムを起動してその結果およびプログラム自体を主記憶部に格納する処理を実行する。他方、休止処理においては、起動後のデータおよびプログラムの殆どは、不揮発性記憶装置に退避される。そのため、固定磁気ディスク装置には、搭載メモリと略同じ容量の休止状態用のデータ退避領域が確保される。休止状態からの起動時には、対比されたデータを読み出すのみで電源供給停止前の状態に復帰可能であるので、復帰に要する時間は、通常の起動と比較して短縮される。しかし、メモリの内容を固定磁気ディスクに退避するための時間およびユーザによる操作が必要になる。そこで、短時間では完了しないという点においてもシャットダウン処理と同様であり、起動時間を短縮するという利点が主であり、上述した課題の根本的な解決策とはならない。
【０００７】
一方、電源供給停止の検出・通知機能およびバッテリを備えた無停電電源装置（以下、ＵＰＳという）をコンピュータに接続し、電源供給停止時にはバッテリを使用して運転を継続し、予め設定した時間が経過しても電源が復帰しない場合には、シャットダウン処理又は休止処理を自動実行する方法も提案され実用化されている。この技法の利点は、電源供給が停止した際にコンピュータの使用者が操作することなく自動的且つ安全にコンピュータが停止することである。しかし、ＵＰＳは、数分間の停電までは連続運用することを想定しているため、上述のシャットダウンおよび休止処理の間だけの電源バックアップという目的においては性能過多となり、価格およびスペース効率の面で難があり、完全な解決策とはならない。
【０００８】
そこで、例えば実願昭６２−１４０３１０号「バックアップ電源ユニット」の明細書には、電源供給停止時に主記憶部のデータを固定磁気ディスク等に退避する間、コンピュータ全体に電源を供給することによりデータを保護する技術を開示している。また、停電時に、優先順位の低い情報装置から順にバッテリからの給電を停止する情報処理システムの電源制御方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−１８９５３８号公報（第２−３頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の如き従来技術は、幾つかの課題を有する。例えば、バックアップ電源からコンピュータ全体に電源を供給すると、無駄な電力消費を生じ、バッテリを小型化することができない。即ち、ＯＳによる休止処理においては、先ず実行中のプログラムが終了され、次に主記憶部上のデータを保持記憶装置に退避（データを不揮発性記憶装置にコピーする）し、この退避完了後に動作停止する。一般に、補助記憶装置への読み書き速度は、主記憶部の読み書き速度より遅いため、プログラムは終了しても退避処理の間の待ち時間が発生する。待ち時間中は、退避処理に無関係の機能を電力消費するため、バッテリの小型化を妨げる。更に、退避処理のみに着目すると、固定磁気ディスク装置への書き込み速度は、主記憶部の読み出し速度より遅いため、データの送受信においても待ち時間が繰り返し発生し、電源バックアップ時間が長くなり、バッテリの小型化を妨げる。上述の理由により、小型化および低価格化が求められるコンピュータ市場では普及困難である。
【００１１】
【発明の目的】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、電源供給停止の検出および電源バックアップ機能を備え、バッテリの消費電力を抑え、小型化且つ安価なコンピュータおよびその電源バックアップ方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため本発明によるコンピュータおよびその電源バックアップ方法は次のような特徴的な構成を採用している。
【００１３】
（１）商用交流電源の供給を受けて動作するコンピュータの電源停止等の異常発生時に、プログラム終了動作および主記憶部のデータの退避動作等の処理時間の異なる複数の処理動作を行うコンピュータの電源バックアップ方法において、バックアップ電源を、前記複数の処理動作の処理終了毎に順次停止させるコンピュータの電源バックアップ方法。
【００１４】
（２）前記電源の異常発生時に、前記コンピュータの主記憶部のデータは、高速バッファに書き込み、該書き込み後に前記高速バッファのデータを不揮発性記憶装置に書き込む上記（１）のコンピュータの電源バックアップ方法。
【００１５】
（３）前記電源が復帰した際には、前記不揮発性記憶装置に退避されたデータを、前記高速バッファに読み出し、前記コンピュータを再起動する上記（１）又は（２）のコンピュータの電源バックアップ方法。
【００１６】
（４）商用交流電源から各部の動作電源を供給する電源ユニットと、ＣＰＵを含み各種演算処理を行う総合処理部と、各種プログラムおよびデータを記憶する主記憶部を備えるコンピュータにおいて、
前記商用交流電源の異常を検出する異常検出部、第１バックアップ電源、前記異常検出部が前記電源異常を検出時に前記主記憶部のデータを退避する補助記憶装置を備え、該補助記憶装置は、前記第１バックアップ電源とは別の第２バックアップ電源を備えるコンピュータ。
【００１７】
（５）前記補助記憶装置は、高速バッファおよび不揮発性記憶装置を含む上記（４）のコンピュータ。
【００１８】
（６）前記補助記憶装置は、前記商用交流電源が正常時には、前記電源ユニットから動作電源の供給を受け、前記電源異常発生時には、前記第１バックアップ電源および前記第２バックアップ電源を切り換えて動作電源を受ける上記（４）又は（５）のコンピュータ。
【００１９】
（７）前記電源ユニットの一部として、外部に設けられた無停電電源装置（ＵＰＳ）を使用する上記（４）、（５）又は（６）のコンピュータ。
【００２０】
（８）前記第１および第２バックアップ電源の少なくとも一方に、大容量コンデンサを使用する上記（４）乃至（７）の何れかのコンピュータ。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のコンピュータおよびその電源バックアップ方法の好適実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
先ず、図１は、本発明によるコンピュータの第１実施形態の構成を示すブロック図である。このコンピュータ（又は停電時データ保護機能付きコンピュータ）１０は、電源ユニット２０、総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部（メモリ）５０および補助記憶装置（又はデータ保護装置）６０により構成される。
【００２３】
電源ユニット２０は、交流―直流変換部２１、制御部２２、簡易バックアップ電源（第１バックアップ電源）２３および異常検出部２４を含んでいる。総合処理部３０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、入出力部コントローラおよび主記憶部コントローラ等を含んでいる。入出力部４０は、キーボードおよび表示装置等コントローラおよび電源スイッチ等を含んでいる。また、補助記憶装置６０は、不揮発性記憶装置６１、補助電源（第２バックアップ電源）６２、補助記憶装置電源制御部６３、補助記憶装置電源切換部６４および高速バッファ６５を含んでいる。電源ユニット２０は、電源供給線により、各部、即ち総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０に通常の動作電源を供給する。また、電源ユニット２０、総合処理部３０および補助記憶装置６０は、電源切換制御線により相互接続されている。更に、総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０は、データバスにより相互接続されている。
【００２４】
電源ユニット２０は、商用交流電源を交流−直流変換部２１により直流に変換し、電源供給線を通じて総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０へ供給する。また、電源ユニット２０は、総合処理部３０により制御され、電源コントロール信号線を介して制御部２２に送られる制御信号により出力ＯＮ／ＯＦＦの制御が行われる。
【００２５】
また、電源ユニット２０は、上述の如く、簡易バックアップ電源２３、異常検出部２４および切換部２５を有する。交流−直流変換部２１に供給される商用交流電源に異常、即ち停電、周波数異常、電圧低下等が発生すると、異常検出部２４が斯かる異常を検出し、電源切換制御線を介して切換部２５に電源切換制御信号を送出する。切換部２５は、制御信号を受け、電源供給線に対して出力する電源を交流−直流変換部２１の出力から簡易バックアップ電源２３に切り換える。簡易バックアップ電源２３は、図２を参照して後述する如く、動作に必要最小限とされる時間だけ出力を維持可能な蓄電能力を備えている。
【００２６】
補助記憶装置６０には、ＯＳ（オペレーティングシステム）およびユーザのデータが格納されている。総合処理部３０は、入出力部４０からの制御に応じて、補助記憶装置６０から主記憶部５０にプログラムを読み込み、処理結果を入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０の何れか又は全てに対して出力する。これらの通信は、データバスを介して行われる。
【００２７】
上述の如く、補助記憶装置６０は、不揮発性記憶装置（電源を供給しなくてもデータを保持できる記憶装置）６１が内蔵され、固定磁気ディスク、不揮発性半導体メモリ等がこれに該当する。更に、補助記憶装置６０は、補助電源６２、補助記憶装置電源制御部６３および補助記憶装置電源切換部６４が設けられている。
【００２８】
補助記憶装置電源制御部６３は、電源切換制御線より電源切換信号を受信し、補助記憶装置電源切換部６４を制御して、補助記憶装置６０の動作に必要な電源を電源線から取得するか又は補助電源６２から取得するかを切り換える。また、データバスおよび不揮発性記憶装置６１の間には、高速バッファ６５が備えられている。高速バッファ６５には、半導体メモリが使用されており、電源が供給されないと記憶内容が消去されてしまうが、不揮発性記憶装置６１と比較して書き込みおよび読み出しに要する時間が十分に短いものである。この利点を利用して、例えば総合処理部３０の処理結果を補助記憶装置６０に書き込む場合の書き込み完了待ち時間を少なくする。
【００２９】
即ち、最初に高速バッファ６５に書き込み処理を開始し、同時に、高速バッファ６５に書き込まれたデータを不揮発性記憶装置６１に書き込む処理を実行する。ここで、不揮発性記憶装置６１に対する書き込み作業が完了していなくても、高速バッファ６５に全てのデータの書き込みが完了すれば、補助記憶装置６０の全体に対する書き込みは完了となる。この高速バッファ６５を使用することによるアクセス時間短縮の機構は、当業者に周知であるので詳細な説明は省略する。
【００３０】
また、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０に使用されるＯＳは、汎用のものであり、休止（ハイバネーション）機能を有するものである。ここで述べる休止機能とは、休止処理開始の指示により、実行中のプログラムを停止し、主記憶部５０に格納されているデータを補助記憶装置６０に退避し、電源ユニット２０に対して電源供給停止信号を送出して自動的にコンピュータ１０を停止する機能である。起動の際には、補助記憶装置６０に退避したデータを全て主記憶部５０に読み出すことにより、起動プログラムの実行が省略され、起動時間を短縮可能である。尚、休止処理開始の指示は、入出力部４０に備えられた電源スイッチ操作や実行中のプログラムによるものである。ＯＳによる休止処理は、当業者に周知であるので詳細な説明は省略する。
【００３１】
次に、図１に示す本実施形態のコンピュータ１０の動作を、図２のタイミングチャートを参照して説明する。図２において、（ａ）は外部からコンピュータ１０に供給される商用交流電源、（ｂ）は電源ユニット２０の出力供給源、（ｃ）はプログラム終了処理、（ｄ）は補助記憶装置６０内の電源、（ｅ）は主記憶部５０から補助記憶装置６０へのデータ退避処理および（ｆ）は高速バッファ６５から不揮発性記憶装置６１へのデータ書き込み処理を示す。
【００３２】
先ず、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０の停電時の動作を説明する。 図２のタイミングチャートは、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０の運用中に、何らかの理由により商用電源が入力されなくなった後のデータ保護および自動停止動作について、その流れを示すものである。商用電源の異常発生前に、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０は起動状態にあり、主記憶部５０にはプログラムが呼び出され、実行中とする。また、簡易バックアップ電源２３および補助電源６２は、蓄電（又は充電）が完了した状態であるものとする。
【００３３】
商用電源に、電源入力断、周波数異常又は電圧異常等の異常が発生する（図２（ａ）参照）と、異常検出部２４は、電源切換制御線を介して異常を示す信号を電源ユニット２０内の切換部２５、補助記憶装置電源制御部６３および総合処理部３０に送信する。切換部２５は、異常を示す信号を受信すると、電源供給線に供給する直流電源供給源を交流−直流変換部２１の出力から簡易バックアップ電源２３に切り換える（図２（ｂ）参照）。同時に、補助記憶装置電源制御部６３は、補助記憶装置電源切換部６４を制御し、補助記憶装置６０内の電源供給源を電源供給線から補助電源６２に切り換える（図２（ｄ）参照）。同時に、総合処理部３０は、ＯＳによる休止処理を開始させる（図２（ｃ）参照）。
【００３４】
総合処理部３０により開始された休止処理では、実行中のプログラムの終了処理および主記憶部５０から補助記憶装置６０へのデータ退避処理が開始される（図２（ｅ）参照）。高速バッファ６５から不揮発性記憶装置６１へのデータ書き込み処理も同時に開始される（図２（ｆ）参照）が、上述した書き込み速度の差により、主記憶部５０から高速バッファ６５へのデータ退避処理の方が高速バッファ６５から不揮発性記憶装置６１への書き込み処理よりも先に終了する。この時点で、補助記憶装置６０は、総合処理部３０に対して退避完了の信号を、データバスを介して発信する。
【００３５】
総合処理部３０は、補助記憶装置６０から退避完了の信号の通知を受け、電源ユニット２０の制御部２２に出力ＯＦＦの制御信号を出力する。これにより、電源ユニット２０は、電源供給線に対する電源供給を停止する。このとき、補助記憶装置６０は、補助電源６２により動作を継続している。補助記憶装置６０では、高速バッファ６５から不揮発性記憶装置６１への書き込みが継続されている。この書き込み動作が完了すると、高速バッファ６５は、補助記憶装置電源制御部６３に書き込み完了の信号を出力する。これにより、補助記憶装置電源制御部６３は、補助記憶装置６０の電源をＯＦＦにする。
【００３６】
その後、電源が復帰すると、補助記憶装置６０内に退避されたデータが主記憶部５０に再読み込みされ、これにより、高速起動が実現される。以上は、商用電源の異常（停電）を例に説明したが、通常のコンピュータ停止操作においても上述と同様の動作となる。即ち、コンピュータ１０を停止する際には、ブレーカを切断するか又は電源ケーブルを抜くといった方法で電源供給を停止させればよい。その後は、上述の動作と同様手順により休止処理およびコンピュータ１０の停止処理が自動実行される。
【００３７】
次に、図３のタイミングチャートを参照して、一般的なコンピュータにＵＰＳ（無停電電源装置）を接続した場合（図３中の下部分（Ｂ）参照）と本発明によるコンピュータ１０における商用交流電源からの電源供給停止時の動作（図３中の上部分（Ａ）参照）とを比較して説明する。このとき、両者共に電源供給停止時は、ＯＳによる休止処理が自動的に開始されるものとする。ＵＰＳは、一般に知られている如く、電源供給停止を検出・通知する機能とバッテリを備えたものである。
【００３８】
図３から明らかな如く、停電時データ保護機能付きコンピュータ１０は、ＯＳによる休止処理に要する時間が短縮されていることが分かる。これは、上述した高速バッファ６５により主記憶部５０内のデータ退避処理が早く完了するためである。また、この実施形態では、高速バッファ６５の搭載に加え、電源バックアップ手段を２分割しているので、処理の完了した部分から先に電源供給を停止可能である。主記憶部５０のデータ退避処理が完了すると、補助記憶装置６０内のみ動作すれば良いので、電源ユニット２０に内蔵される簡易バックアップ電源２３は、出力を停止可能である。一般的なコンピュータの場合には、補助記憶装置６０への書き込み時間が完了するまでの時間が長いため、装置全体の電源バックアップを行うと処理が終了した部分も一括して電源供給することになる。しかし、本発明によると、休止処理に必要な部分のみの電源バックアップが行われ、無駄な消費電力を抑えることが可能である。
【００３９】
従って、この実施形態では休止処理に必要な蓄電容量を、従来の装置全体の電源バックアップに比べて少なくすることが可能である。これにより、小型の蓄電装置を採用でき、省スペースおよびコストダウンという効果を得ることが可能である。しかも、蓄電装置の充電に要する時間は、蓄電容量および放電時間に依存するので、これらを少なくすることにより、充電に必要な時間を短縮可能である。これにより、電源バックアップ運転により低下した蓄電装置の出力電圧が再度電源バックアップ運転を開始できるようになるまでの時間を短縮可能である。
【００４０】
これらの効果により、コンピュータ１０の操作における運転停止処理が容易になる。即ち、主電源の供給が停止すれば、自動的にデータ保護が行われるので、多数の端末を集中して管理する運用形態においては端末設置場所の電源ブレーカをＯＦＦにするだけで安全且つ迅速・容易に端末の運転を停止可能である。更に、簡易バックアップ電源２３および補助電源６２として、小容量のバッテリを使用することが想定されるが、上述した効果により蓄電容量が少なくてよいため、例えばコンデンサを代替品として使用可能である。コンデンサとバッテリを比較すると、バッテリは寿命が短く且つ寿命を過ぎて使用すると発火の危険がある等の欠点がある。従って、コンデンサを使用することにより信頼性の高いコンピュータが得られる。
【００４１】
次に、本発明の変形例について説明する。上述した本発明の第１実施形態の変形例について説明する。その基本構成は、図１の通りであるが、電源バックアップに関する機能を簡略化することが可能である。即ち、簡易バックアップ電源２３および補助電源６２は、電源バックアップ時間および消費電流が少なければ大容量のコンデンサとすることが可能である。この場合には、充電回路および切換部が簡略化され、切換部２５および補助記憶装置電源切換部６４は、ダイオード等の受動素子により構成し、切換制御を削除可能である。
【００４２】
次に、本発明によるコンピュータの第２実施形態を、図４のブロック図を参照して説明する。尚、このコンピュータ１０Ａにおいて、上述した第１実施形態のコンピュータ１０と対応する構成要素には、説明の便宜上、同様の参照符号を使用することとする。また、以下の説明では、主として相違点を中心に説明する。このコンピュータ１０Ａは、電源ユニット２０Ａ、総合処理部３０、入出力部４０、主記憶部５０および補助記憶装置６０により構成される。更に、外部にＵＰＳ７０および外部記憶装置８０が設けられている。
【００４３】
図４に示す如く、電源ユニット２０Ａを一般的なものに変更する。即ち、この電源ユニット２０Ａは、交流―直流変換部２１および制御部２２のみにより構成される。そして、ＵＰＳ（無停電電源装置）７０を代替として使用する。ＵＰＳ７０は、バッテリ７１、異常検出部７２、交流―直流変換部７３、直流―交流変換部７４、切替部７５および制御部７６を含んでいる。
【００４４】
商用交流電源が正常に供給されている場合には、コンピュータ１０Ａおよび外部記憶装置８０に対して商用交流電源が供給される。また、バッテリ７１は、直流電源で動作するため、交流−直流変換部７３により直流に変換後、充電が行われる。停電等の電源異常が発生すると、異常検出部７２が異常を検出し、制御部７６に通知する。制御部７６は、切換部７５を制御し、出力電源を商用交流電源から直流−交流変換部７４の出力に切換える。また、制御部７６は、コンピュータとの通信手段（ＲＳ−２３２Ｃ規格等）を備え、総合処理部３０に対する異常の通知や電源バックアップ時間の制御を行う。ＵＰＳ７０の機構および動作は、当業者に周知であるので、その詳細説明は省略する。上述の機構により、小型化、低価格化の利点は失われるが、外付けの光磁気ディスク装置等を使用する場合には周辺機器も含めての電源バックアップが可能となる。また、コンピュータ１０ＡからＵＰＳ７０に対して出力停止の制御も可能であるため、補助記憶装置６０の機能はそのまま使用し、休止処理に要する時間を短縮可能である。
【００４５】
更に、本発明の変形例として、図１の構成における補助記憶装置６０内の不揮発性記憶装置６１を分離することにより、汎用の固定磁気ディスク装置を使用することが可能になる。また、図１のコンピュータにおいては、電源バックアップ用の蓄電部を２箇所に備えているが蓄電部を更に分割して数量を増やし、休止処理の進行に合わせてより細かな部分的電源バックアップを行うことも可能である。
【００４６】
上述した各実施形態又は変形例では、蓄電部の分割および補助記憶装置６０の高速バッファ６５により電源バックアップ時間の短縮を図り、ＯＳによる休止処理により起動時間の短縮という効果を得ているが、コンピュータ又はＯＳの処理速度が十分に速ければ休止処理の代わりに通常のシャットダウンおよび起動処理を使用しても良い。シャットダウン処理においては、主記憶部５０のデータの退避処理は行われないため、補助記憶装置６０内の高速バッファ６５による効果は減少するが、段階的に機能が停止する点は休止処理と同一とみなすことができるので、蓄電部の分割による効果が得られる。
【００４７】
また、本発明の更なる変形例として、基本構成は図１の通りであるが、電源バックアップに関する機能を簡略化することも可能である。簡易バックアップ電源２３および補助電源６２は、電源バックアップ時間および消費電流が少なければ、大容量のコンデンサとすることが可能である。この場合には、充電回路および切換部が簡略化され、切換部２５および補助記憶装置電源切換部６４は、ダイオード等の受動素子により構成し、切換部２５を除去可能である。
【００４８】
また、別の変形例として、図４に示す如く、電源ユニット２０を一般的なものに変更し、ＵＰＳ（無停電電源装置）７０を代替として使用することも可能である。ＵＰＳ７０は、バッテリ７１および異常検出部７２を有し、商用交流電源が正常に供給されている場合には、コンピュータ１および外部記憶装置８０に対して商用交流電源が供給される。また、バッテリ７１は、直流電源で動作するため、交流−直流変換部７３により直流に変換後、充電が行われる。停電等の電源異常が発生すると、異常検出部７２が異常を検出し、制御部７６に通知する。制御部７６は、切換部７５を制御し、出力電源を商用交流電源から直流−交流変換部７４の出力に切換える。また、制御部７６は、コンピュータとの通信手段（ＲＳ−２３２Ｃ規格等）を備え、総合処理部３０に対する異常の通知や電源バックアップ時間の制御を行う。ＵＰＳ７０の構成および動作は当業者には周知であるので詳細説明は省略する。このような機構により、小型化、低価格化の利点は失われるが外付けの光磁気ディスク装置等を使用する場合は周辺機器も含めての電源バックアップが可能となる。また、コンピュータからＵＰＳに対して出力停止の制御も可能であるため、補助記憶装置６０の機能はそのまま使用し、休止処理に要する時間を短縮可能である。
【００４９】
また、更に別の実施形態の一例として、図１の構成における補助記憶装置６０内の不揮発性記憶装置６１を分離することにより、汎用の固定磁気ディスク装置を使用することが可能になる。更に、図１の構成においては電源バックアップ用の蓄電部を２箇所に備えているが蓄電部を更に分割して数量を増やし、休止処理の進行に合わせてより細かな部分的電源バックアップを行うことも出来る。
【００５０】
上述した各実施形態では、蓄電部の分割および補助記憶装置の高速バッファにより電源バックアップ時間の短縮を図り、ＯＳによる休止処理により起動時間の短縮という効果を得ているが、コンピュータ又はＯＳの処理速度が十分に速ければ休止処理の代わりに通常のシャットダウンおよび起動処理を使用しても良い。シャットダウン処理においては主記憶部のデータの退避処理は行われないため、補助記憶装置内の高速バッファによる効果は減少するが、段階的に機能が停止する点は休止処理と同一とみなすことができるので、蓄電部の分割による効果は得られる。
【００５１】
以上、本発明によるコンピュータおよびその電源バックアップ方法の種々の実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の端ある例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、複数のバックアップ電源を用意し、電源異常発生時にコンピュータが行わなければならない処理時間の異なる複数の処理動作の終了毎にバックアップ電源を停止する。従って、バックアップ電源の消費電力を低減でき、コンピュータを小型且つ安価にすることが可能である。また、バックアップ電源を、バッテリに代わり、電源の正常状態時に充電される大容量のコンデンサを使用することが可能である。
【００５３】
また、補助記憶装置に、高速バッファを使用して、電源異常発生時に主記憶部のデータを高速で書き込み、その高速バッファのデータを不揮発性記憶装置に書き込むことが可能であるので、より大電流容量を必要とする第１バックアップ電源の動作時間を短縮し、小型化することが可能である。更に、小型化を特に必要としない場合には、比較的安価に市販されているＵＰＳを活用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるコンピュータの第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すコンピュータの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明のコンピュータの利点を説明するため、一般的なコンピュータの動作と対比する動作説明図である。
【図４】本発明によるコンピュータの第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０、１０Ａ コンピュータ
２０、２０Ａ 電源ユニット
２１、７３ 交流―直流変換部
２２、７６ 制御部
２３ 第１バックアップ電源（簡易バックアップ電源）
２４、７２ 異常検出部
２５、７５ 切換部
３０ 総合処理部
４０ 入出力部
５０ 主記憶部
６０ 補助記憶装置
６１ 不揮発性記憶装置
６２ 第２バックアップ電源（補助電源）
６３ 補助記憶装置電源制御部
６４ 補助記憶装置電源切換部
６５ 高速バッファ
７０ ＵＰＳ
７１ バッテリ
８０ 外部記憶装置
Claims (8)
- 商用交流電源の供給を受けて動作するコンピュータの電源停止等の異常発生時に、プログラム終了動作および主記憶部のデータの退避動作等の処理時間の異なる複数の処理動作を行うコンピュータの電源バックアップ方法において、
バックアップ電源を、前記複数の処理動作の処理終了毎に順次停止させることを特徴とするコンピュータの電源バックアップ方法。 - 前記電源の異常発生時に、前記コンピュータの主記憶部のデータは、高速バッファに書き込み、該書き込み後に前記高速バッファのデータを不揮発性記憶装置に書き込むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータの電源バックアップ方法。
- 前記電源が復帰した際には、前記不揮発性記憶装置に退避されたデータを、前記高速バッファに読み出し、前記コンピュータを再起動することを特徴とする請求項１又は２に記載のコンピュータの電源バックアップ方法。
- 商用交流電源から各部の動作電源を供給する電源ユニットと、ＣＰＵを含み各種演算処理を行う総合処理部と、各種プログラムおよびデータを記憶する主記憶部を備えるコンピュータにおいて、
前記商用交流電源の異常を検出する異常検出部、第１バックアップ電源、前記異常検出部が前記電源異常を検出時に前記主記憶部のデータを退避する補助記憶装置を備え、該補助記憶装置は、前記第１バックアップ電源とは別の第２バックアップ電源を備えることを特徴とするコンピュータ。 - 前記補助記憶装置は、高速バッファおよび不揮発性記憶装置を含むことを特徴とする請求項４に記載のコンピュータ。
- 前記補助記憶装置は、前記商用交流電源が正常時には、前記電源ユニットから動作電源の供給を受け、前記電源異常発生時には、前記第１バックアップ電源および前記第２バックアップ電源を切り換えて動作電源を受けることを特徴とする請求項４又は５に記載のコンピュータ。
- 前記電源ユニットの一部として、外部に設けられた無停電電源装置（ＵＰＳ）を使用することを特徴とする請求項４、５又は６に記載のコンピュータ。
- 前記第１および第２バックアップ電源の少なくとも一方に、大容量コンデンサを使用することを特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載のコンピュータ。
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