JP2004362620A - コンピューター装置相互連結バスの電力管理システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図3
Description
(a)バスに接続された装置の電力引き出し要件と電源能力とに関する情報を維持する手段、
(b)装置によりそのバスから引き出される実電力量と装置によりそのバスに供給される実電力量とを決定する手段、
(c)装置により必要とされる総電力量がそのバスに対して利用できる最大電力量を超えないことを保証するようにそのバスに接続された装置の動作を制御する手段。これらの手段を用いて、そのシステムは多数の装置を動作させるためにかなり控え目な総電力量を効率的に利用することが出来る。
本発明の原理が様々なデータバス構造で有利に採用されても良いが、本発明は接続された装置の調停トポロジを有するIEEE P1394標準に適合したデータバスの範囲内で採用されるのが望ましい。IEEE P1394標準に適合したバスの実施についての関連局面が、上記同時系属米国特許出願書とそれに付録Aとして添付された「High Performance Serial Bus(ハイパフォーマンス・シリアル・バス)」の名称のIEEE標準文書P1394とで説明される。
Preq=I*V*Kdc*KPD/100
ここでKpdは給電効率係数、典型的には0.8、Kdcは予測負荷動作範囲と1ボルトDCから40ボルトDCまでの入力電圧範囲内のDC−DCコンバーターの最悪の場合の効率である、典型的には0.7、Vは名目動作電圧である、典型的には5ボルト、IはmAの単位で電力ラインからの最大予測電流消費である、そしてPreqは0.1ワット増分まで切り上げられた電力マネージャーに対して「要求された電力」データである。Kdcのコンバーター効率は、出力電圧許容効果を含む。
Pav=Isource*Vout/100
ここでVoutは、その装置がバス上にボルト単位で印加する最小電圧である、IsourceはmAでの装置の最悪の場合の電流源能力である、そしてPavは0.1ワットまで切り上げられた、電力マネージャーに対する「有効電力」データである。
勿論、他の電力折衝公式が採用されても良く、そして本発明の一般的原理と一致して他のシステム電力制約が採用されても良い。上記規則と制約は望ましい。
Claims (44)
- 装置相互連結バスに接続された少なくとも一つ以上の装置に供給される電力を管理するためのシステムにおいて、
前記装置に配分するのに利用出来る最大電力量に関する情報を維持する手段と、
複数の前記装置の各々の個別の電力要件に関する、各装置の一つ以上の動作状態の電力要件を含む情報を維持する手段と、
与えられた時間に前記装置の全てにより実際に使用された総電力量に関する情報を維持する手段と、
全装置により必要とされる総電力が前記最大有効電力を超えないことを保証するように前記装置の動作を制御する手段と
を有することを特徴とする。 - 利用できる最小電力量に関する情報を維持する前記手段は、
電力を提供している前記バスに接続された装置を識別する手段と、
前記装置が提供している総電力量を決定する手段とを含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 利用できる最大電力量に関する情報を維持する前記手段は、
電力を提供することが出来るが、電力を提供していない前記バスに接続された装置を識別する手段と、
前記装置の各々が前記バスに供給することが出来る総電力量を決定する手段とをさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のシステム。 - 前記バスに接続された装置の電力要件に関する情報を維持する前記手段は、
前記バスから電力を引き出すことが出来る前記バスに接続された全装置を識別する手段と、
前記装置の各々の全動作状態を識別する手段とを含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記装置の実電力要件に関する情報を維持する前記手段は、
各装置の現在動作状態を周期的に決定する手段を含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記装置の動作を制御する前記手段は、
バス上の、電力が要求される装置を識別するとともに前記の要求された装置の所望の動作状態を追加的に識別する電力使用要求を受ける手段と、
電力使用要求の認可に基づいて新総電力要件を周期的に決定する手段と、
新総電力量が前記の最大有効電力量を超えるかどうかを決定する手段と、
新総電力量が最大有効電力量を超えるという決定に応じて、前記電力使用要求を認可するか、または否定する電力折衝手段とを含むことを特徴とする請求項5に記載のシステム。 - 前記電力折衝手段は前記最大有効電力よりも大きくないレベルに要求される総電力量を維持するために電力使用要求が受信される一つ以上の前記装置のアクティブ化をを延期する手段を含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記電力折衝手段は電力使用認可を新たに要求される装置に与えるために、先に認可された装置への電力使用認可を無効にする手段を含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記電力折衝手段は、有効総電力量を増すために、前記バスに電力を提供することが出来る追加装置をアクティブ化させる手段を含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 追加装置をアクティブ化させる前記手段は前記バスを通じて前記インアクティブ装置にソフト・パワー・オン・コマンドを伝送する手段を含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 少なくとも一つ以上の前記装置はバッテリー電源能力を含み、そして前記電力折衝手段は前記装置を前記バッテリーで給電するのに利用できる余剰電力量が不十分である時に前記装置の前記バッテリー電源能力をアクティブ化させる手段と前記余剰電力が前記装置を給電するのに十分である時に前記装置の前記バッテリー電源能力をインアクティブ化させる手段とを含むことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記バッテリー電源装置は非バッテリー駆動装置により前記バスに提供される電圧以下の電圧レベルで前記バスに電力を出力し、それにより前記バッテリー駆動装置は非バッテリー駆動装置が前記バスに電力を供給していない時に前記バスに電力を出力し、そして少なくとも一つ以上のバッテリー駆動装置が前記バスに電力を提供している時には前記バスから電力を引き出すことを特徴とする請求項11に記載のシステム。
- 前記バスは前記バスに接続された装置により必要とされる電力を除いて動作のための最小限の電力量を必要とすることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記バスは各々が動作のための最小電力を必要とする中継局を有する中継バスであることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記中継ノードの各々は前記バスに直接接続された装置の電力要件に関する情報を蓄積、そして伝送する手段を含むことを特徴とする請求項14に記載のシステム。
- 前記中継ノードの各々はシステム設置時にハードワイヤードされる前記情報を含むことを特徴とする請求項15に記載のシステム。
- 装置相互連結バスに接続された装置に提供される電力を管理するシステムであって、前記電力は前記バスを通じて前記装置に供給され、前記装置の各々は各々が異なる電力量を必要とする複数の動作状態で動作することが出来る、前記システムにおいて、
前記バスに接続された装置により前記バスから実際に引き出された総電力量に関する情報を維持し、そして前記バスを通じて前記装置に利用できる総電力量に関する情報を維持する手段と、
前記バスを通じて、所望の装置と前記装置の所望の動作状態とを指定する電力使用要求を受ける手段と、
前記電力使用要求の認可を与えるのに十分な有効余剰電力があるかどうかを決定する手段と、
前記決定に応じて、前記電力使用要求を認可するかまたは否定する手段と
を有することを特徴とする。 - 利用できる電力量が不十分であるという決定に応じて、電力使用要求が前記余剰電力の増加が終るまで受信された前記装置の動作を延期する順序付け手段をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載のシステム。
- 利用できる余剰電力量が不十分であるという決定に応じて、増加余剰電力を提供して、電力使用要求が受信された動作装置を動作可能にするために前記装置の動作状態を低電力要件レベルに変更するコントロール手段を更に含むことを特徴とする請求項18に記載のシステム。
- 前記コントロール手段は増加余剰電力を提供するためにアクティブ装置をインアクティブ化する手段を含むことを特徴とする請求項19に記載のシステム。
- 装置相互連結バスに接続された装置に提供される電力を管理するシステムであって、前記バスは電力を搬送し、前記装置は異なる電力量を必要とする装置の異なる複数の動作状態で動作することが出来る、前記システムにおいて、
もしあれば、前記バスで利用できる余剰電力に関する情報を維持する手段と、
前記バスから電力を必要とする前記バスに接続される装置の全てに関する、その装置の動作状態の各々に対する装置の電力要件を含む情報を維持する手段と、
前記バスを通じて、所望の装置と前記装置の所望の動作状態とを指定する電力使用要求を受信する手段と、
もしあれば、余剰電力が、前記電力使用要求の認可を与えるのに十分であるかどうかを決定する手段と、
前記決定に応じて、前記使用要求を認可、または否定する手段と
から構成されることを特徴とする。 - 利用できる電力量が不十分であるという決定に応じて、電力使用要求が前記余剰電力の増加が終るまで受信された前記装置の動作を延期する順序付け手段を更に含むことを特徴とする請求項21に記載のシステム。
- 利用できる余剰電力量が不十分であるという決定に応じて、増加余剰電力を提供して、電力使用要求が受信された動作装置を動作可能にするために前記装置の動作状態を低電力要件レベルに変更するコントロール手段を更に含むことを特徴とする請求項22に記載のシステム。
- 前記コントロール手段は増加余剰電力を提供するためにアクティブ装置をインアクティブ化する手段を含むことを特徴とする請求項23に記載のシステム。
- 前記装置の動作を制御する前記手段は、
バスを通じて、電力が要求される装置を識別するとともに、前記の要求された装置の所望の動作状態を追加的に識別する電力使用要求を受ける手段と、
電力使用要求の認可に基づいて新総電力要件を周期的に決定する手段と、
新総電力量が前記最大有効電力量を超えるかどうかを決定する手段と、
新総電力量が最大有効電力量を超えるという決定に応じて、前記電力使用要求を認可、または否定する電力折衝手段とを含むことを特徴とする請求項21に記載のシステム。 - 前記電力折衝手段は前記最大有効電力よりも大きくないレベルに必要とされる総電力量を維持するために電力使用要求が受信される一つ以上の前記装置のアクティブ化を延期する手段を含むことを特徴とする請求項25に記載のシステム。
- 前記電力折衝手段は電力使用認可を新たに要求された装置に与えるために、先に認可された装置への電力使用認可を無効にする手段を含むことを特徴とする請求項25に記載のシステム。
- 前記電力折衝手段は利用できる総電力量を増すために、前記バスに電力を提供することが出来る追加装置をアクティブ化する手段を含むことを特徴とする請求項25に記載のシステム。
- 追加装置をアクティブ化する前記手段は前記バスを通じて前記インアクティブ装置にソフト・パワー・オン・コマンドを伝送する手段を含むことを特徴とする請求項25に記載のシステム。
- 前記バスは前記バスに接続された装置により必要とされる電力を除いて動作のための最小限の電力量を必要とすることを特徴とする請求項21に記載のシステム。
- 前記バスは各々が動作のための最小電力を必要とする中継局を有する中継バスであることを特徴とする請求項21に記載のシステム。
- 前記中継ノードの各々は前記ノードに直接接続された装置の電力要件に関する情報を蓄積し、そして伝送する手段を含むことを特徴とする請求項31に記載のシステム。
- 前記中継ノードの各々はシステム設置時にハードワイーヤードされた前記情報を含むことを特徴とする請求項32に記載のシステム。
- 装置相互連結バスに接続された装置に提供され、前記バスを通じて搬送される電力を管理する方法において、
前記バス上に、もしあれば、前記装置により前記バスから現在引き出される電力とバスそれ自体により必要とされる電力とを上回る前記バス上で利用できる電力量である総余剰電力量を指定する情報を受ける過程と、
各装置の各動作状態の電力要件を指定する情報を含む、前記バスから電力を引き出すことが出来る前記バスに接続された装置の全てを指定する情報を受けて、格納する過程と、
前記バスを通じて、装置と前記装置の所望の動作状態を指定する電力使用要求を受ける過程と、
もしあれば、余剰電力が前記の要求された状態で前記装置を動作させるのに十分であるかどうかを決定する過程と、
もしその余剰電力が十分であるならば、前記バス要求を認可し、そしてもし前記余剰電力が不十分であるならば、前記バス要求を否定する過程と
を有することを特徴とする。 - もし前記電力使用要求が否定されるならば、前記の要求された動作状態で前記の要求された装置に給電するのに十分な量に、もしあれば、余剰電力が増加するのが終るまで前記電力使用要求を認可することを延期する過程を更に含むことを特徴とする請求項34に記載の方法。
- もし前記電力使用要求が否定されるならば、前記装置の動作状態をより少ない電力を要求する状態に変更するように一つ以上の現在動作装置を制御する過程を更に含むことを特徴とする請求項34に記載の方法。
- 電力を前記バスに供給することが出来る装置の電力出力を指定する情報を受ける過程と、
前記電力使用要求を認可するのに必要とされる総電力量の決定に応じて、一つ以上の前記装置をアクティブ化、またはインアクティブ化させるように前記電力供給装置を制御する過程とを更に含むことを特徴とする請求項34に記載の方法。 - 電力が装置相互連結バス上で搬送されるシステムであって、前記バスに接続された装置を、その装置により前記バスから引き出される総電力量が利用できる総電力量を超えないことを保証するように制御するシステムにおいて、
各装置の複数の動作状態の各々に対する電力入力要件とそのバスに電力を供給することが出来る全装置の電力出力能力とを含む、前記バスに接続された全装置の電力入出力能力、前記装置の各々が前記バスから引き出する現在電力、及び前記装置の各々により前記バスに供給される現在電力を特定する情報を格納するデータベース手段と、
前記データベース内の前記情報から前記バス上で利用可能な、もしあれば、現在余剰電力を決定する手段と、
装置とその装置の新動作状態とを特定する電力使用要求を受ける手段と、
前記電力使用要求が追加電力に基づいて認可されるかどうかを決定する手段とを含むことを特徴とするシステム。 - バスに電力を供給することが出来る一つ以上の、バッテリー駆動されるか、または非バッテリー駆動されるかの何れかである装置を有する、装置相互連結バスにおいて、
非バッテリー駆動装置が前記バスに電力を供給していない時に前記バスに電力を提供するように前記バッテリー駆動装置を制御する手段と、
少なくとも一つ以上の非バッテリー駆動装置が前記バスに電力を供給している時に前記バスから電力を引き出すように前記バッテリー駆動装置を制御する手段とから構成されることを特徴とする。 - 前記バッテリー駆動装置は第1電圧で電力を供給し、そして前記非バッテリー駆動装置は第2高電圧で電力を供給し、そして前記バスから電力を引き出すために前記バッテリー駆動装置を制御する前記手段は前記バスに前記バッテリー駆動装置を接続する過電圧保護回路を含み、前記過電圧保護回路は、前記非バッテリー駆動装置により前記バスに供給されるより高い電圧を検出する手段と、前記決定に応じて前記バスへのバッテリー電力の供給を終了する手段とを有することを特徴とする請求項39に記載の改良。
- コンピューター・システムにおいて、
装置相互連結バス、
前記バスに接続された複数の前記バスに電力を供給することが出来るバッテリー駆動装置と、
前記バスに接続された複数の前記バスに電力を供給することが出来る非バッテリー駆動装置と、
非バッテリー駆動装置が前記バスに電力を供給していない時だけ前記バスに電力を供給し、そしてそうでない時には前記バスから電力を引き出すように前記バッテリー駆動装置を制御する手段と
を有することを特徴とするコンピュータ・システム。 - 前記バッテリー駆動装置は前記非バッテリー駆動装置が電力を供給する電圧レベル以下の電圧レベルでのみ前記バスに電力を供給することができ、
前記制御する手段は各バッテリー駆動装置の電源に接続された過電圧保護回路を含み、
その保護回路が
前記バス上で搬送される電力の電圧レベルを検出する手段と、
前記バスの前記電圧がバッテリー駆動装置のバッテリー電源により提供された前記電圧を超えるならば前記バスから前記バッテリー電源を切断する手段とを含んで、
前記バッテリー駆動装置のバッテリー電源は少なくとも一つ以上の非バッテリー駆動装置が前記バスに電力を供給し始めると自動的に切断され、そして非バッテリー駆動装置が前記バスに電力を供給していない時には自動的に再接続されることを特徴とする請求項41に記載のコンピューター・システム。 - 装置相互連結バス上で搬送される電力を管理するシステムにおいて、
前記装置への前記バス上で利用できる電力量を決定する手段と、
前記決定に応じて、前記バスに接続された装置の動作を制御する手段とから構成されることを特徴とするシステム。 - 制御する前記手段は電源を有する以前インアクティブであった装置が電力を前記バスに提供させ、それにより前記バス上で利用できる電力量を増加させるために前記装置をアクティブ化する手段を含むことを特徴とする請求項43に記載のシステム。
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