【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パワーマネジメント（消費電力低減）システムに関し、特にコンピュータ装置のパワーマネジメントシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパワーマネジメントシステムの一例が、特開平４−３１１２３０号公報に記載されている（以下「従来技術１」という。）。図８に示すように、この従来のパワーマネジメントシステム（ＣＰＵアイドル検出装置）は、ＣＰＵがメモリから読み出した命令が、アイドル用命令か、動作用命令かを判断する手段と、アイドル用命令の発生頻度を計測する手段とから構成されている。
【０００３】
アイドル用命令、動作用命令の判断は、例えばアプリケーションは、キー入力検出を行うときは、ＢＩＯＳに対して、「ＩＮＴ１６」の命令を出す。アプリケーションは、直接ハードウェアを操作できないため、ＢＩＯＳにキー入力の有無を通知してもらい、キー入力があったときは、そのキーで入力されたデータを、また、キー入力が無いときは、キー入力がないことを、ＢＩＯＳから知らせてもらう。この様な場合、「ＩＮＴ１６」がアイドル用命令になる。一方、入出力装置のうち、例えば、フレキシブルディスクへのアクセス時は、ＣＰＵは読み取り動作を行うために仕事を行う。このように、ＣＰＵが仕事を行う必要のある命令が動作用命令となる。
【０００４】
この様な構成を有する従来のパワーマネジメントシステムは次のように動作する。
【０００５】
すなわち、アイドル用命令の発生頻度が高い場合はシステムがアイドル状態と判断しＣＰＵ動作クロックを下げることで、消費電力を低減させる。また、動作用命令が実行されるとシステムはアイドル状態ではなくなったと判断し、ＣＰＵ動作クロックを上げる。
【０００６】
また、従来のパワーマネジメントの一例（以下「従来技術２」という。）が、
著者 Ｉｎｔｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
題名 Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（ＡＴＰ） ＢＩＯＳ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ
発行年月日 Ｆｅｂｒｕａｒｙ １９９６
説明ページ ３４，３５
に記載されている。
【０００７】
パーソナルコンピュータにおける、パワーマネジメントのデファクトスタンダードであるＡｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（以後「ＡＰＭ」という。）では、ＣＰＵを停止して良い場合にＢＩＯＳに発行するＣＰＵ＿Ｉｄｌｅのインタフェースが定められている。ＢＩＯＳはＣＰＵ＿Ｉｄｌｅを受けるとＣＰＵにＨＡＬＴ命令、ＣＰＵを停止することで省電力制御する。ＣＰＵの復帰は割り込みで行う。
【０００８】
なお、ＡＰＭではＣＰＵ＿Ｂｕｓｙが規定されているが、マルチタスクＯＳでは、このインタフェースはサポートされておらず、使用できない。
【０００９】
【特許文献１】
特開平４−３１１２３０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第１の問題点は、これらはマルチタスクＯＳに対応していないという問題があった。
【００１１】
従来技術１では、プログラムのアイドル状態にあるときに発生する命令を、ハードウェアの仕組みにより検出しているが、マルチタスクＯＳでは、あるプログラムがアイドル状態になっていても、他のプログラムが動作している場合があり、正しい判断ができないためである。さらに、マルチタスクＯＳのアイドル状態時は、大抵ＪＭＰ命令、またはＬＯＯＰ命令が実行されているが、これらの命令は、アイドル時以外でも頻繁に利用されるため、これを検出してもアイドルの判断には使用することができない。
【００１２】
従来技術２では、ＣＰＵ＿ＩｄｌｅインタフェースによってＣＰＵを停止させるが、マルチタスクＯＳでは、タスク（プログラム）が動作中でも、別のタスクを動作させるために一瞬アイドル状態になり、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅインタフェースが発生する。従って、マルチタスクＯＳ環境では、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅインタフェースが発生したからと言って、システムがアイドル状態になったとは限らない。
【００１３】
また、ＣＰＵ＿ＩｄｌｅインタフェースでＣＰＵを停止させ、割り込みで復帰させることで、前述の一瞬のアイドルに対応する方法もある。例えば、一般的なＤＯＳ／Ｖパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」と言う。）では、最短のわりこみは５５ミリ秒おきに発生するインターバルタイマーがある。従って、ＣＰＵ＿ＩｄｌｅインタフェースでＣＰＵ停止しても、最大でも５５ミリ秒後には、インターバルタイマーの割り込みで復帰することができるので、もし、別のタスクが動作中であっても、すぐに動き出すことができる。しかし、この方法では、全てのタスクがアイドル中でＣＰＵは動作する必要が無くても、５５ミリ秒ごとにＣＰＵが復帰し、次にＣＰＵ＿Ｉｄｌｅインタフェースを発行してＣＰＵ停止の処理が行われるまでの間、ＣＰＵが動作をし、無駄な殿呂消費をしてしまう。
【００１４】
第２の問題点は、従来技術１では、ハードウェアに特別な仕組みが必要であることである。
【００１５】
つまり、ＣＰＵが実行する命令を検出しはんだんするしくみがひつようだからである。
【００１６】
第３の問題点は、従来技術１では、ハードウェアだけで制御しているため、例えば周辺デバイスの省電力制御に制約があることである。
【００１７】
つまり、周辺デバイスの中には、電源供給を止めた後、復帰するときにソフトウェアによる初期化処理が必要なデバイスがあり、ハードウェアだけで制御する従来技術１では、これらのデバイスの初期化処理ができないからである。
【００１８】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、（１）マルチタスクＯＳでも利用できる、（２）ハードウェアに、ＣＰＵが実行する命令を検出し判断する特別な仕組みを必要としない、（３）レジューム時にソフトウェアによる初期化処理が必要なデバイスにも対抗可能、（４）アプリケーションプログラムに特別な作り込みを必要としない、との条件でもシステムのアイドル状態を的確に判断して、消費電力を低減できるパワーマネジメントシステムを提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１のパワーマネジメントシステムは、マルチタスクを管理するＯＳ層で、アイドルを検出する手段と、それを電力制御する部分（ＢＩＯＳ等）に通知する手段と、アイドルの発生頻度を計測するための、一定時間を計るタイマーとカウントを備え、アイドルの発生頻度が高ければ、システムはアイドル状態にあると判断し、省電力モードへ状態遷移するよう動作する。
【００２０】
また、高速モードへの状態遷移には、システムの動作開始に関わる割り込み、例えば、キーボードや、マウス等の割り込みを検出する手段を備え、その割り込みによって、高速モードへ状態遷移するよう動作する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態のコンピュータは、ハードウェア構成としては、プログラム制御によりクロックダウン等の省電力制御が可能なＣＰＵ１１１と、同じくプログラム制御により、電源ＯＦＦ等の省電力制御が可能な周辺デバイス１１３〜１１６から構成され、ソフトウェアは、状態遷移を制御するＢＩＯＳ１１０と、マルチタスキングを制御するＯＳ１０９と、各デバイスを制御するデバイスドライバ１０５〜１０８と、ユーザが望む処理を実行するアプリケーションプログラム１０１〜１０４とから構成されている。
【００２３】
次に、図１及び図２の状態遷移図、図３〜図５のフローチャートを参照して本実施の形態の全体の動作について詳細に説明する。
【００２４】
まず、図１におけるＯＳ１０９はマルチタスクＯＳで、複数存在するアプリケーションプログラム１０１〜１０４やデバイスドライバ１０５〜１０８を管理している。アプリケーションプログラムや、デバイスドライバが一切動作していないときは、ＯＳは、優先順位の最も低いＩｄｌｅ処理で待ち続ける。図５に示すように、ＯＳのＩｄｌｅ処理では、ＢＩＯＳのＣＰＵ＿Ｉｄｌｅ処理をｃａｌｌ（図１の１２２）し続ける。
【００２５】
ここで、例えば、キーボード（図１の１１４）を押下してアプリケーションプログラムを起動しようとすると、まずキーボードを制御するデバイスドライバ（図１の１０６）が割り込み起動され（実際にはＢＩＯＳ経由）、ＯＳを経由して、関連したアプリケーションが起動される。何らかのタスクが起動すると、優先順位の最も低いＩｄｌｅ処理は動作しなくなる。
【００２６】
この時の動作は、図２では、２０３である。キーボード（図１の１１４）を押下することによる割り込みによって、ＢＩＯＳはＣＰＵに対しては、クロックアップ等の高速化要求を出す（図１の１２４）。またＯＳに対しては、高速化の状態遷移を通知する（図１の１２３）。ＯＳは、省電力に関連するデバイスを管理するタスク（主にデバイスドライバ）に高速化の状態遷移を通知する（図１の１２１）。高速化の状態遷移の通知を受けたデバイスドライバは、デバイスに対して高速化のための適切な処理を行う。
【００２７】
一方、全てのタスクが終了すると、最も優先順位の低いＩｄｌｅタスクが動き出し、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅをｃａｌｌし続ける。
【００２８】
ＢＩＯＳは、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅを短時間に多数受けた場合にシステムをＩｄｌｅと判断し、省電力モードへ状態遷移させる。この時の動作は図２の２０４である。省電力化の状態遷移が発生すると、ＢＩＯＳはＣＰＵに対しては、クロックダウン等の省電力化要求を出す（図１の１２４）。またＯＳに対しては省電力化の状態遷移を通知する（図１の１２３）。ＯＳは、省電力に関係するデバイスを管理するタスク（主にデバイスドライバ）に省電力化の状態遷移を通知する（図１の１２１）。省電力化の状態遷移の通知を受けたデバイスドライバは、デバイスに対して省電力のための適切な処置を行う。
【００２９】
ＢＩＯＳがＩｄｌｅを判断する仕組みを具体的に説明すると、ＣＰＵ＿ＩｄｌｅをｃａｌｌされたＢＩＯＳでは、図３の動作を行う。すなわち、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅを受けた回数を数え（図３の３０１）、その回数が、基準値を上回っていればシステムはＩｄｌｅ状態と判断し省電力モードへ状態遷移させ（図２の２０４）、Ｉｄｌｅカウンタをクリアする。基準値を上回っていなければ、何もしない（高速モードにとどまる）。
【００３０】
なお、ＯＳによっては、数十ミリ秒単位のＩ／Ｏウェイト等によって、Ｉｄｌｅ処理が動くものもある。こういった場合のＩｄｌｅを積算してしまうことを防ぐため、図４に示すように、ＢＩＯＳは、一定時間毎にＩｄｌｅカウンタをクリアする。これによって、図３の処理と合わせ、単位時間あたりのＩｄｌｅ回数を出すことができる。
【００３１】
上記説明した処理により、単位時間あたりのＩｄｌｅ数を測定することができ、システムに応じて（ＣＰＵ性能などにより左右されるので）基準値を定めることで図２に示すような状態遷移が可能になる。
【００３２】
また、複数のタスクが動作中から、あるタスクが終了をＯＳに通知しても（図１の１２０）、他に動作中のタスクがあれば、優先順位の最も低いＩｄｌｅ処理は動作しない（ＯＳによって、動作することはあっても、動作し続けることはない → ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅがｃａｌｌされ続けることはない）。
【００３３】
従って、どれか一つでもタスクが動作中は、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅが連続発生することはないので、省電力モードへ状態遷移することはなく、本方式がマルチタスクＯＳにも対応可能であることが判る。
【００３４】
さらに、ソフトウェアで状態遷移を管理しているので、ソフトウェアによるデバイスの初期化など、状態遷移時にソフトウェアで必要な処理も行える。
【００３５】
上記説明した動きについて、階層的断面から説明した図６を参照しながらＩｄｌｅを判断する仕組みについて補正説明する。
【００３６】
まず、どのタスクも動作していないとき（図６の６０１）は、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅが多発している。キーボード等の押下による割り込み（図６の６０２）で、ＣＰＵを高速モードに状態遷移させる。同時にタスク１が開始される。タスク１が動作を始めると、Ｉｄｌｅ処理に回ってこなくなるため、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅインタフェースは殆ど発生しない。タスク１がタスク２を起動すると、ＯＳは状況に応じて、タスク１とタスク２を切り換え、それぞれが動作できるように制御する。タスク１の処理が終了（図６の６０３）しても、タスク２が動作している間は、Ｉｄｌｅ処理が殆ど行われることはないため、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅインタフェースは殆ど発生しない。ＢＩＯＳは、タイマの割り込みでＣＰＵ＿Ｉｄｌｅのカウンタをクリアすることで、単位時間あたりのＣＰＵ＿Ｉｄｌｅインタフェースの発生頻度を監視している。タスク２も終了（図６の６０４）し、動作しているタスクが無くなると、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅインタフェースが多発し、ＢＩＯＳはシステムがＢｕｓｙと判断し、ＣＰＵを省電力化する。
【００３７】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
これは、第１の実施の形態における、ＢＩＯＳの動作の変形である。
【００３９】
すなわち、構成は図１と同じ、状態遷移も図２と同じ、ＯＳの動作も図５と同じで、ＢＩＯＳの動作（図３，図４）に違いがある。第１の実施の形態では、ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅ処理において行っていたＩｄｌｅカウンタの比較判断と、状態遷移の処理を、タイマ割り込み処理において行うようにする（図７，図８）。
【００４０】
ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅ処理（図７）ではＩｄｌｅカウンタのカウントアップだけを行う。タイマ割り込み処理（図８）において、Ｉｄｌｅカウンタの比較を行い、基準値を超えていれば省電力モードへ状態遷移を行う。さらに、状態遷移の有無にかかわらずこの後でＩｄｌｅカウンタのクリア（初期化）を行う。
【００４１】
上記説明した処理により、第１の実施の形態と同様に、単位時間あたりのＩｄｌｅ数を測定することができ、システムに応じて（ＣＰＵ性能などにより左右されるので）基準値を定めることで図２に示すような状態遷移が可能になり、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
次に、第３の実施の形態について図９を参照して詳細に説明する。
【００４３】
これは、システムのＩｄｌｅ／Ｂｕｓｙの判断（図９の９０１−９０２間の状態遷移の判断）は、本発明の第１の実施の形態、または、本発明の第２の実施の形態のフローチャートを用い、図２の状態遷移を更に発展させたものである。
【００４４】
高速モード（図９の９０１）では、全てのデバイスがＯＮ状態で、消費電力も最も多い。省電力モード（図９の９０２）は、ＣＰＵは省電力モードで動作し、システムＢｕｓｙ中しか使用されることがなく、復帰に時間のかからない一部のデバイスがＯＦＦされる。スタンバイモード（図９の９０３）では、ＣＰＵのクロックは停止され、ＣＲＴ等、更に多くのデバイスの電源がＯＦＦされる。サスペンドモード（図９の９０４）では、メモリを保持する電力等、サスペンド状態を保てる必要最小限の電力以外は全てＯＦＦされる。
【００４５】
当然、消費電力の関係は、「高速モード＞省電力モード＞スタンバイモード＞サスペンドモード」のようになる。
【００４６】
次に状態遷移の様子を説明する。
【００４７】
高速モード（図９の９０１）から省電力モード（図９の９０２）への状態遷移には本発明の第１の実施の形態、または、本発明の第２の実施の形態を用いることで実現する。
【００４８】
ＢＩＯＳ（図１の１１０）は、省電力モードへ遷移したところでスタンバイ用のタイマを設定する。このスタンバイ用タイマが作動中に動作開始に関わる割り込みが発生して高速モードへ状態遷移すれば、このスタンバイ用のタイマはクリアする。スタンバイ用のタイマがクリアされること無くタイムアウトすれば、ＢＩＯＳはシステムを、スタンバイモード（図９の９０３）へ状態遷移させる。スタンバイモードに遷移すると、ＢＩＯＳは、サスペンド用のタイマをセットする。このサスペンド用タイマが作動中にキーボード、マウス等の割り込みが発生して省電力モードへ状態遷移すれば、このサスペンド用のタイマはクリアする。サスペンド用のタイマがクリアされることなくタイムアウトすれば、ＢＩＯＳはシステムを、サスペンドモード（図９の９０４）へ状態遷移させる。
【００４９】
上記説明したように、本発明の第１の実施の形態、または、本発明の第２の実施の形態に、タイマによる状態遷移を組み合わせることで、より効率的なパワーマネジメントシステムを構築することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、システムのＩｄｌｅ発生を、単位時間あたりで測定するため、システムのアイドル状態を的確に判断して、消費電力を低減できる、パワーマネジメントシステムを提供できる。
【００５１】
また、マルチタスクＯＳのＩｄｌｅ処理を検出するため、マルチタスクＯＳでも利用することができる。
【００５２】
また、ソフトウェアでシステムのアイドルの通知を受けカウントするため、ハードウェアに、ＣＰＵが実行する命令を検出し判断する特別な仕組みを必要としなくなる。
【００５３】
また、パワーマネジメントをソフトウェアで制御しておき、各デバイスドライバに状態遷移を通知することで、ソフトウェアによるデバイスの初期処理が可能なため、レジューム時にソフトウェアによる初期化処理が必要なデバイスにも対応可能となる。
【００５４】
また、パワーマネジメントの制御を、デバイスドライバを含むＯＳとＢＩＯＳだけで行っているため、アプリケーションプログラムに特別な作り込みを必要としなくなる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態の状態遷移を示す状態遷移図である。
【図３】第１の実施の形態の動作を示す流れ図である。
【図４】第１の実施の形態の動作を示す流れ図である。
【図５】第１の実施の形態の動作を示す流れ図である。
【図６】第１の実施の形態の動作を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に動作を示す流れ図である。
【図８】第２の実施の形態の動作を示す流れ図である。
【図９】第３の実施の形態の状態遷移を示す状態遷移図である。
【符号の説明】
１０１〜１０４ アプリケーションプログラム
１０５〜１０８ デバイスドライバ
１０９ ＯＳ
１１０ ＢＩＯＳ
１１１ ＣＰＵ
１１２ リアルタイムコントローラ
１１３ ＣＲＴ
１１４ キーボード
１１５〜１１６ 周辺デバイス
１２０ タスクからの終了やＷａｉｔの通知
１２１ ＯＳから各タスクへの状態遷移の通知インタフェース
１２２ ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅインタフェース
１２３ ＢＩＯＳ→ＯＳへの状態遷移の通知インタフェース
１２４ ＢＩＯＳ→ＣＰＵへの状態遷移の指示
２０１ 高速モード（処理能力は高いが消費電力も多い）
２０２ 省電力モード（消費電力は少ないが、処理能力も低い）
２０３ 高速モードへの状態遷移
２０４ 省電力モードへの状態遷移
３０１ ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅのカウントアップ処理
３０２ ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅのカウンタの比較処理
３０３ 省電力モードへの状態遷移処理
３０４ ＣＰＵ＿Ｉｄｌｅのカウンタクリア処理
９０１ 高速モード（処理能力は高いが消費電力も多い）
９０２ 省電力モード（消費電力は少ないが、処理能力も低い）
９０３ スタンバイモード（ＣＲＴ等、主なデバイスはＯＦＦ。しかし、サスペンドモードに比べ復帰は早い）
９０４ サスペンドモード（サスペンド状態を保持できる最小限の電力（メモリ保持用の電力等）を除いて全てのデバイスの電源ＯＦＦ。復帰にも少し時間がかかる）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power management (power consumption reduction) system, and more particularly to a power management system for a computer apparatus.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional power management system is described in Japanese Patent Laid-Open No. 4-311230 (hereinafter referred to as “Prior Art 1”). As shown in FIG. 8, this conventional power management system (CPU idle detection device) includes means for determining whether an instruction read from the memory by the CPU is an idle instruction or an operation instruction, and generation of an idle instruction. And means for measuring the frequency.
[0003]
For example, when an application detects key input, the application issues an “INT16” command to the BIOS. Since the application cannot directly operate the hardware, the BIOS is notified of the presence or absence of key input. When there is a key input, the data input by the key is used. When there is no key input, the key is input. Ask the BIOS that there is no input. In such a case, “INT16” becomes an idle command. On the other hand, among the input / output devices, for example, when accessing the flexible disk, the CPU performs work to perform a reading operation. In this way, an instruction that the CPU needs to perform work becomes an operation instruction.
[0004]
The conventional power management system having such a configuration operates as follows.
[0005]
That is, when the frequency of generation of idle instructions is high, the system determines that the system is in an idle state and lowers the CPU operating clock, thereby reducing power consumption. When the operation instruction is executed, it is determined that the system is no longer in the idle state, and the CPU operation clock is increased.
[0006]
In addition, an example of conventional power management (hereinafter referred to as “Prior Art 2”)
Author Intel Corporation and Microsoft Corporation
Title Advanced Power Management (ATP) BIOS interface Specification
Publication date February 1996
Explanation page 34, 35
It is described in.
[0007]
In Advanced Power Management (hereinafter referred to as “APM”), which is the de facto standard for power management in personal computers, an interface of CPU_Idle to be issued to the BIOS when the CPU can be stopped is defined. When the BIOS receives the CPU_Idle, the BIOS controls the power saving by stopping the CPU with a HALT command. The CPU is restored by interruption.
[0008]
Note that CPU_Busy is defined in APM, but this interface is not supported and cannot be used in a multitasking OS.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 4-311230
[Problems to be solved by the invention]
However, the first problem is that these are not compatible with the multitasking OS.
[0011]
In the prior art 1, an instruction generated when the program is in an idle state is detected by a hardware mechanism. However, in a multitask OS, even if a certain program is in an idle state, another program operates. This is because the correct judgment cannot be made. Further, when the multitasking OS is in an idle state, a JMP instruction or a LOOP instruction is usually executed. However, these instructions are frequently used even when not in an idle state. Can not be used.
[0012]
In the prior art 2, the CPU is stopped by the CPU_Idle interface. However, in the multitask OS, even when the task (program) is operating, the CPU enters the idle state for a moment to operate another task, and the CPU_Idle interface is generated. Therefore, in the multitasking OS environment, just because the CPU_Idle interface is generated does not necessarily mean that the system is in the idle state.
[0013]
There is also a method for dealing with the above-mentioned momentary idle by stopping the CPU with the CPU_Idle interface and returning it with an interrupt. For example, in a general DOS / V personal computer (hereinafter referred to as “PC”), there is an interval timer in which the shortest occurrence occurs every 55 milliseconds. Therefore, even if the CPU is stopped by the CPU_Idle interface, it can be restored by interruption of the interval timer after 55 milliseconds at the maximum, so that even if another task is operating, it can start immediately. . However, with this method, even if all tasks are idle and the CPU does not need to operate, the CPU returns every 55 milliseconds, and then the CPU_Idle interface is issued until the CPU is stopped. During this time, the CPU operates and consumes a wasteful amount of money.
[0014]
The second problem is that the conventional technique 1 requires a special mechanism for hardware.
[0015]
In other words, this is because the mechanism for detecting and soldering instructions executed by the CPU is likely.
[0016]
The third problem is that, in the prior art 1, since control is performed only by hardware, for example, there is a restriction on power saving control of peripheral devices.
[0017]
That is, among peripheral devices, there is a device that requires initialization processing by software when power supply is stopped and then restored, and in the prior art 1 controlled only by hardware, initialization processing of these devices is performed. It is because it is not possible.
[0018]
Therefore, in view of the above problems, the present invention (1) can be used even in a multitasking OS, (2) hardware does not require a special mechanism for detecting and judging instructions executed by the CPU, and (3) during resume Power that can reduce power consumption by accurately judging the idle state of the system even under the condition that (4) application programs do not require special preparation, even with devices that require software initialization processing. The purpose is to provide a management system.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The first power management system of the present invention is an OS layer that manages multitasks, and measures an idle generation means, a means for notifying a part that controls power (such as BIOS), and an idle occurrence frequency. If the frequency of occurrence of idle is high, the system determines that the system is in an idle state and operates to make a state transition to the power saving mode.
[0020]
The state transition to the high-speed mode includes means for detecting an interrupt related to the start of system operation, for example, an interrupt such as a keyboard or a mouse, and operates to make a state transition to the high-speed mode by the interrupt.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
Referring to FIG. 1, the computer according to the first embodiment of the present invention has a hardware configuration such as a CPU 111 capable of power saving control such as clock-down by program control, and a power-off or the like by program control. The software consists of peripheral devices 113 to 116 capable of power saving control. The software includes a BIOS 110 that controls state transition, an OS 109 that controls multitasking, device drivers 105 to 108 that control each device, and a user desires It consists of application programs 101 to 104 that execute processing.
[0023]
Next, the overall operation of the present embodiment will be described in detail with reference to the state transition diagrams of FIGS. 1 and 2 and the flowcharts of FIGS.
[0024]
First, the OS 109 in FIG. 1 is a multitasking OS, and manages a plurality of existing application programs 101 to 104 and device drivers 105 to 108. When no application program or device driver is operating, the OS continues to wait in the idle process with the lowest priority. As shown in FIG. 5, in the idle processing of the OS, the BIOS CPU_Idle processing is continuously called (122 in FIG. 1).
[0025]
Here, for example, when an application program is started by pressing a keyboard (114 in FIG. 1), first, a device driver (106 in FIG. 1) that controls the keyboard is interrupted (actually via BIOS), and the OS The related application is started via. When any task is activated, the idle process with the lowest priority does not operate.
[0026]
The operation at this time is 203 in FIG. The BIOS issues a request for speeding up such as clock-up to the CPU by an interrupt caused by pressing the keyboard (114 in FIG. 1) (124 in FIG. 1). Further, the OS is notified of the state transition of high speed (123 in FIG. 1). The OS notifies a task (mainly a device driver) that manages devices related to power saving of the state transition of high speed (121 in FIG. 1). The device driver that has received the notification of the state transition of the speedup performs an appropriate process for speeding up the device.
[0027]
On the other hand, when all the tasks are completed, the Idle task with the lowest priority starts to move and continues to call CPU_Idle.
[0028]
When the BIOS receives a large number of CPU_Idles in a short time, the BIOS determines that the system is Idle and makes a state transition to the power saving mode. The operation at this time is 204 in FIG. When the power saving state transition occurs, the BIOS issues a power saving request such as clock down to the CPU (124 in FIG. 1). In addition, the OS is notified of the power saving state transition (123 in FIG. 1). The OS notifies the task (mainly the device driver) that manages devices related to power saving of the power saving state transition (121 in FIG. 1). The device driver that has received the power saving state transition notification performs appropriate measures for power saving on the device.
[0029]
The mechanism by which the BIOS determines Idle will be described in detail. The BIOS in which CPU_Idle is called performs the operation shown in FIG. That is, the number of times of receiving CPU_Idle is counted (301 in FIG. 3), and if the number exceeds the reference value, the system determines that it is in the Idle state and makes a transition to the power saving mode (204 in FIG. 2). To clear. If it does not exceed the reference value, do nothing (stay in high-speed mode).
[0030]
Depending on the OS, the idle processing may be moved by an I / O wait in units of several tens of milliseconds. In order to prevent the accumulation of Idle in such a case, the BIOS clears the Idle counter at regular intervals as shown in FIG. Thus, in combination with the processing of FIG. 3, the number of idles per unit time can be obtained.
[0031]
With the above-described processing, the number of idles per unit time can be measured, and the state transition as shown in FIG. 2 can be performed by setting a reference value according to the system (because it depends on the CPU performance and the like). Become.
[0032]
Also, even if a task is notified to the OS when a plurality of tasks are operating (120 in FIG. 1), the idle process with the lowest priority will not operate if there are other operating tasks (OS Will continue to work, but will not continue → CPU_Idle will not continue to be called).
[0033]
Therefore, it can be seen that the CPU_Idle does not continuously occur while any one of the tasks is operating, so that the state does not transit to the power saving mode, and the present system can be applied to the multitasking OS.
[0034]
Furthermore, since the state transition is managed by software, processing necessary for the software at the time of state transition such as device initialization by software can be performed.
[0035]
Regarding the movement described above, a mechanism for determining Idle will be described with reference to FIG. 6 described from a hierarchical section.
[0036]
First, when no task is operating (601 in FIG. 6), CPU_Idle occurs frequently. The CPU changes state to the high-speed mode by interruption (602 in FIG. 6) by pressing the keyboard or the like. At the same time, task 1 is started. When task 1 starts operating, it will not go to idle processing, so the CPU_Idle interface hardly occurs. When task 1 starts task 2, the OS switches between task 1 and task 2 according to the situation, and controls so that each can operate. Even when the processing of task 1 is completed (603 in FIG. 6), while the task 2 is operating, the idle processing is hardly performed, so the CPU_Idle interface hardly occurs. The BIOS monitors the frequency of occurrence of the CPU_Idle interface per unit time by clearing the CPU_Idle counter by a timer interrupt. When the task 2 is also finished (604 in FIG. 6) and there are no tasks in operation, the CPU_Idle interface occurs frequently, and the BIOS determines that the system is busy and saves power to the CPU.
[0037]
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0038]
This is a modification of the operation of the BIOS in the first embodiment.
[0039]
That is, the configuration is the same as in FIG. 1, the state transition is the same as in FIG. 2, the OS operation is the same as in FIG. 5, and the BIOS operation (FIGS. 3 and 4) is different. In the first embodiment, the Idle counter comparison determination and the state transition process, which have been performed in the CPU_Idle process, are performed in the timer interrupt process (FIGS. 7 and 8).
[0040]
In the CPU_Idle process (FIG. 7), only the Idle counter is counted up. In the timer interrupt process (FIG. 8), the Idle counter is compared. If the reference value is exceeded, the state transition is made to the power saving mode. Further, the idle counter is cleared (initialized) after this regardless of the state transition.
[0041]
As described in the first embodiment, the number of idles per unit time can be measured by the above-described processing, and the reference value is determined according to the system (because it depends on the CPU performance and the like). State transition as shown in FIG. 2 becomes possible, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0042]
Next, a third embodiment will be described in detail with reference to FIG.
[0043]
This is because the Idle / Busy determination of the system (determination of state transition between 901 and 902 in FIG. 9) is performed according to the flowchart of the first embodiment of the present invention or the second embodiment of the present invention. It is a further development of the state transition of FIG.
[0044]
In the high-speed mode (901 in FIG. 9), all devices are in the ON state and the power consumption is the largest. In the power saving mode (902 in FIG. 9), the CPU operates in the power saving mode and is used only during the system busy, and some devices that do not take time to recover are turned off. In the standby mode (903 in FIG. 9), the CPU clock is stopped, and the power of more devices such as the CRT is turned off. In the suspend mode (904 in FIG. 9), power other than the necessary minimum power that can maintain the suspend state, such as the power to hold the memory, is turned off.
[0045]
Naturally, the relationship of power consumption is “high speed mode> power saving mode> standby mode> suspend mode”.
[0046]
Next, the state transition will be described.
[0047]
The state transition from the high speed mode (901 in FIG. 9) to the power saving mode (902 in FIG. 9) is realized by using the first embodiment of the present invention or the second embodiment of the present invention. To do.
[0048]
The BIOS (110 in FIG. 1) sets a standby timer when transitioning to the power saving mode. If an interrupt related to the start of operation occurs while the standby timer is operating and the state transitions to the high-speed mode, the standby timer is cleared. If the time-out occurs without the standby timer being cleared, the BIOS causes the system to transition to the standby mode (903 in FIG. 9). When transitioning to the standby mode, the BIOS sets a suspend timer. If an interrupt from the keyboard, mouse, or the like is generated while the suspend timer is operating and the state transitions to the power saving mode, the suspend timer is cleared. If the suspend timer times out without being cleared, the BIOS causes the system to transition to the suspend mode (904 in FIG. 9).
[0049]
As described above, it is possible to construct a more efficient power management system by combining the state transition by the timer with the first embodiment of the present invention or the second embodiment of the present invention. it can.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the occurrence of idle in the system is measured per unit time, it is possible to provide a power management system that can accurately determine the idle state of the system and reduce power consumption.
[0051]
Further, since the idle process of the multitask OS is detected, the multitask OS can also be used.
[0052]
In addition, since the system idle notification is counted by software, the hardware does not require a special mechanism for detecting and judging the instruction executed by the CPU.
[0053]
In addition, the power management is controlled by software, and the status transition is notified to each device driver, so the device can be initialized by software, so it can be used for devices that require software initialization during resume. It becomes.
[0054]
Further, since the power management is controlled only by the OS and the BIOS including the device driver, there is an effect that it is not necessary to specially make the application program.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a state transition diagram showing a state transition of the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the first exemplary embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the first exemplary embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the first exemplary embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating an operation of the first embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing an operation according to the second embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the second exemplary embodiment.
FIG. 9 is a state transition diagram showing state transition of the third embodiment.
[Explanation of symbols]
101-104 Application program 105-108 Device driver 109 OS
110 BIOS
111 CPU
112 Real-time controller 113 CRT
114 Keyboard 115 to 116 Peripheral device 120 Termination from task and Wait notification 121 Notification interface for state transition from OS to each task 122 CPU_Idle interface 123 Notification interface for state transition from BIOS to OS 124 Status transition from BIOS to CPU Instruction 201 High-speed mode (high processing power but high power consumption)
202 Power saving mode (low power consumption but low processing capacity)
203 State transition to high speed mode 204 State transition to power saving mode 301 CPU_Idle count-up process 302 CPU_Idle counter comparison process 303 State transition process to power saving mode 304 CPU_Idle counter clear process 901 High speed mode High but power consumption)
902 Power saving mode (low power consumption but low processing capacity)
903 Standby mode (CRT and other major devices are OFF, but recovery is faster than in suspend mode)
904 Suspend mode (except for the minimum power that can hold the suspend state (memory retention power, etc.), all devices are powered off.
