JP2005182462A

JP2005182462A - 電子機器、ユニット駆動装置およびユニット駆動装置のインタフェース制御方法

Info

Publication number: JP2005182462A
Application number: JP2003422350A
Authority: JP
Inventors: Motoaki Ando; 元昭安藤; Reina Hosogaya; 玲奈細萱
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-07
Also published as: WO2005062157A1; US20060208097A1; CN1886715A

Abstract

【課題】取り外し自在に装着される拡張ユニットを駆動するユニット駆動装置のインタフェースを適切に制御することを可能とした電子機器を提供する。
【解決手段】ＵＳＢＳＤカードリーダ１５のデバイス検知部１５１は、デバイス挿入検知信号線を監視してＳＤカードスロット１６へのＳＤカードデバイス１７の装着有無を判定し、その判定結果をＵＳＢインタフェース制御部１５２に通知する。そして、ＵＳＢインタフェース制御部１５２は、ＳＤカードデバイス１７の未装着時には、ＳＢ１４との間のＵＳＢインタフェースを無効化すべくＵＳＢインタフェース用のＤ＋信号線に接続されたＵＳＢインタフェース制御信号線をＬｏｗに固定し、一方、ＳＤカードデバイス１７の装着時には、ＵＳＢインタフェースの有効／無効がＳＢ１４側の制御によって決定されるようにＵＳＢインタフェース制御信号線をＨｉ−ｚの状態に解放する。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えばＵＳＢインタフェースを介して接続される周辺機器を内蔵するパーソナルコンピュータにおける省電力化技術に関する。

近年、電源を投入したままの状態で接続や切断が行える、いわゆる活線挿抜可能なインタフェースであるＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェースを採用する周辺機器が広く普及し始めている。一方、この周辺機器が接続される例えばパーソナルコンピュータ等の電子機器本体側では、例えば省電力制御等を効率的に行うために、周辺機器の接続有無を検知することが必要である。このようなことから、従来より、このＵＳＢインタフェースを介した周辺機器の接続有無を検知するための仕組みが種々提案されている（例えば特許文献１、特許文献２等参照）。
米国特許第６，４１５，３４２号明細書特開２０００−３０５６７６号公報

ところで、ＵＳＢインタフェース規格におけるデータ転送の高速化も進んでおり、これに伴い、ＵＳＢインタフェースを採用する周辺機器を本体部に内蔵するパーソナルコンピュータも増えてきている。

ここで、ＳＤ（Secure Digital）メモリカード（Ｒ）に対するデータアクセスを実行するＵＳＢインタフェース仕様のＳＤカードリーダを本体部に内蔵する場合を想定する。この場合、前述の特許文献１の手法では、システムから見てＳＤカードリーダが常に接続された状態となるので、例えばＳＤメモリカード（Ｒ）の装着有無に応じて省電力機能を有効または無効にするといった制御を行うことができない。

一方、前述の特許文献２の手法では、ＳＤメモリカード（Ｒ）が未装着の場合、ＳＤカードリーダの存在をシステムから消すことは可能であるが、装着の場合には、その接続状態がＳＤカードリーダ側の制御で固定的に維持されてしまう。従って、何らかの状況下でＳＤメモリカード（Ｒ）を装着したままＳＤカードリーダの存在をシステム側の制御で能動的に消し、省電力機能を有効にするといった制御を行うことができない。

この発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、取り外し自在に装着される拡張ユニットを駆動するユニット駆動装置のインタフェースを適切に制御することを可能とした電子機器、ユニット駆動装置およびユニット駆動装置のインタフェース制御方法を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明の電子機器は、取り外し自在に装着される拡張ユニットを駆動するユニット駆動手段と、活線挿抜可能なインタフェースを介して前記ユニット駆動手段との間の通信を制御する通信コントローラと、を具備し、前記ユニット駆動手段は、前記拡張ユニットの装着有無を検出する検出手段と、前記検出手段により前記拡張ユニットの未装着が検出された場合、前記インタフェースを無効にし、前記拡張ユニットの装着が検出された場合、前記通信コントローラにより前記インタフェースの有効または無効が決定されるように前記インタフェースを制御するインターフェース制御手段とを備えたことを特徴とする。

また、本発明は、電子機器に内蔵され、取り外し自在に装着される拡張ユニットを駆動するユニット駆動装置において、前記拡張ユニットの装着有無を検出する検出手段と、前記検出手段により前記拡張ユニットの未装着が検出された場合、前記電子機器のシステムと接続するためのインタフェースを無効にし、前記拡張ユニットの装着が検出された場合、前記電子機器のシステムにより前記インタフェースの有効または無効が決定されるように前記インタフェースを制御するインターフェース制御手段とを具備することを特徴とする。

また、本発明は、電子機器に内蔵され、取り外し自在に装着される拡張ユニットを駆動するユニット駆動装置のインタフェース制御方法であって、前記拡張ユニットの装着有無を検出し、前記拡張ユニットの未装着が検出された場合、前記電子機器のシステムと接続するためのインタフェースを無効にし、前記拡張ユニットの装着が検出された場合、前記電子機器のシステムにより前記インタフェースの有効または無効が決定されるように前記インタフェースを制御することを特徴とする。

本発明によれば、取り外し自在に装着される拡張ユニットを駆動するユニット駆動装置のインタフェースを適切に制御することを可能とした電子機器、ユニット駆動装置およびユニット駆動装置のインタフェース制御方法を提供することができる。

以下、図面を参照してこの発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電子機器の構成の一部を示す図である。この電子機器は、例えばノート型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）であり、図示のように、ＣＰＵ１１、ノースブリッジ（ＮＢ）１２、システムメモリ１３、サウスブリッジ（ＳＢ）１４、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５およびＳＤカードスロット１６を有している。

ＣＰＵ１１は、このＰＣ１００の中核を担う装置であり、システムメモリ１３に格納された各種プログラムを実行して各部を駆動制御する。ＮＢ１２は、ＣＰＵ１１のローカルバスとＰＣＩバス等のシステムバスとを相互に接続する中継装置であり、システムメモリ１３に対するデータアクセスを制御するいわゆるメモリコントローラとしての機能を併せもつ。また、このＮＢ１２は、図示されない表示装置を表示制御するいわゆるディスプレイコントローラとしての機能も併せ持っている。システムメモリ１３は、このＰＣ１００の主記憶となる記憶媒体であり、ＣＰＵ１１によって実行される各種プログラムおよびこれらのプログラムの各種データを格納する。この各種プログラムの中の一つに、後述する省電力制御プログラム１３１（省電力制御手段）が存在する。

ＳＢ１４も、ＮＢ１２と同様、２つのバスの間を相互に接続する中継装置であり、ＵＳＢインタフェースを採用するＵＳＢＳＤカードリーダ１５との間の通信を制御するＵＳＢホストコントローラ（通信コントローラ）としての機能を併せ持つ。一方、このＳＢ１４とＵＳＢインタフェースで接続されるＵＳＢＳＤカードリーダ１５は、ＳＤカードスロット１６に装着された半導体メモリであるＳＤカードデバイス１７（拡張ユニット）に対するデータアクセスを制御する周辺機器（ユニット駆動手段）である。ここでは、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５およびＳＤカードスロット１６がＰＣ１００の本体部に内蔵されているものと想定する。つまり、ＳＢ１４とＵＳＢＳＤカードリーダ１５とを繋ぐＵＳＢインタフェース用のＤ＋信号線およびＤ−信号線が物理的に常時接続されている。

前述の省電力制御プログラム１３１は、ＰＣ１００のシステムとしての電力消費を低減させるべく各部を動作制御するためのプログラムであり、この省電力機能を有効とする条件の１つとして、ＳＢ１４とＵＳＢＳＤカードリーダ１５とを繋ぐＵＳＢインタフェースが無効の状態にあることが定義されている。従って、このＵＳＢＳＤカードリーダ１５をＰＣ１００の本体部に内蔵した結果、ＳＢ１４との間を繋ぐＵＳＢインタフェース用のＤ＋信号線およびＤ−信号線が物理的に常時接続されることになったとしても、例えばＳＤカードスロット１６にＳＤカードデバイス１７が装着されていない場合、このＵＳＢインタフェースを無効化することが好ましい。また、ＳＤカードスロット１６にＳＤカードデバイス１７が装着されている場合であっても、例えば図示されないバッテリから電力の供給を受けている最中に当該バッテリの残量が予め定められた量を下回ったいわゆるローバッテリ状態に陥った場合や、ＳＤカードデバイス１７を使用しない旨をユーザが明示した場合などのために、このＵＳＢインタフェースをＳＢ１４側から能動的に無効化できるようにすることが好ましい。そして、そのために、このＰＣ１００のＵＳＢＳＤカードリーダ１５は、デバイス検知部１５１（検出手段）とＵＳＢインタフェース制御部１５２（インタフェース制御手段）とを有している。

ＵＳＢＳＤカードリーダ１５とＳＤカードスロット１６との間には、ＳＤカードデバイス１７側に同期信号を与えるためのＳＣＬＫ線と、ＳＤカードデバイス１７との間でデータを送受信するためのＳＤＩＯ線が敷設されている。また、これに加えて、この両者の間には、ＳＤカードデバイス１７の装着有無をＳＤカードスロット１６からＵＳＢＳＤカードリーダ１５に通知するためのデバイス挿入検知信号線が敷設されている。デバイス検知部１５１は、このデバイス挿入検知信号線の状態を監視して、ＳＤカードスロット１６へのＳＤカードデバイス１７の装着有無を検知し、その検知結果をＵＳＢインタフェース制御部１５２に通知する。なお、ＳＤカードスロット１６によるＳＤカードデバイス１７装着の検知機構は、例えば機械式のスイッチ等、所期の目的が達成されるものであるならばいずれを採用しても構わない。また、ここでは、ＳＤカードデバイス１７の未装着時にはデバイス挿入検知信号線がＨｉｇｈの状態、ＳＤカードデバイス１７の装着時にはデバイス挿入検知信号線がＬｏｗの状態にそれぞれ保たれるものとする。

図２には、ＵＳＢインタフェース制御部１５２の一構成例が示されている。図示のように、ＵＳＢインタフェース制御部１５２は、レジスタ１５２ａとトランジスタ１５２ｂとを有しており、トランジスタ１５２ｂの出力が、図１に示したＵＳＢインタフェース制御信号線に導かれている。このＵＳＢインタフェース制御信号線は、プルダウン抵抗を介してＵＳＢインタフェース用のＤ＋信号線と接続されている。

デバイス検知部１５１からＵＳＢインタフェース制御部１５２への通知は、レジスタ１５２ａへの制御データの書き込みという形式で実施され、ＳＤカードデバイス１７が装着されていない旨を示す制御データがレジスタ１５２ａに格納されている場合、トランジスタ１５２ｂにはＯＮ信号が供給される。その結果、ＵＳＢインタフェース制御信号線のプルダウン抵抗によりＵＳＢインタフェース用のＤ＋信号線はＬｏｗ側に固定され、このＳＢ１４との間のＵＳＢインタフェースは無効化される。つまり、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５の存在が、この電子機器のシステム上から消えることになる。

一方、ＳＤカードデバイス１７が装着されている旨を示す制御データがレジスタ１５２ａに格納されている場合、トランジスタ１５２ｂにはＯＰＥＮ信号が供給される。その結果、ＵＳＢインタフェース制御信号線はＨｉ−ｚのいわゆる解放状態となり、Ｄ＋信号線のＨｉｇｈ／Ｌｏｗ、つまりＳＢ１４との間のＵＳＢインタフェースの有効／無効は、ＳＢ１４側の制御によって決定されることになる。

図３には、この電子機器におけるＵＳＢインタフェース制御に関するタイミングチャートが示されている。

ＳＤカードデバイス１７がＳＤカードスロット１６に装着されると、デバイス挿入検知信号線がＨｉｇｈからＬｏｗに切り替わるので、これに伴い、ＵＳＢインタフェース制御信号線がＬｏｗからＨｉ−ｚに切り替わる。その結果、ＵＳＢインタフェース用のＤ＋信号線が（基本的には）ＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わり、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５の存在がシステムに認識され、必要に応じて、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５を介したＳＤカードデバイス１７に対するデータアクセスが実行される。

逆に、ＳＤカードデバイス１７がＳＤカードスロット１６が取り外されると、デバイス挿入検知信号線がＬｏｗからＨｉｇｈに切り替わるので、これに伴い、ＵＳＢインタフェース制御信号線がＨｉ−ｚからＬｏｗに切り替わる。その結果、ＵＳＢインタフェース用のＤ＋信号線がＨｉｇｈからＬｏｗからに切り替わり、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５の存在が再度システムから消えることになる。

ＳＢ１４は、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５との間のＵＳＢインタフェースを有効、つまりＤ＋信号線をＨｉｇｈに保つ方向に動作することを基本とする。従って、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５側でＤ＋信号線がＬｏｗに固定されていない限り、つまりＵＳＢインタフェース制御信号線がＨｉ−ｚであれば、このＤ＋信号線はＨｉｇｈとなる。但し、ＳＢ１４は、例えば省電力制御プログラム１３１からＵＳＢＳＤカードリーダ１５との間のＵＳＢインタフェースを無効に切り替える旨の指示を受けると、このＤ＋信号線を例外的にＬｏｗに制御する。この仕組みを備えることにより、前述したような一定の条件下、つまりローバッテリ状態に陥った場合やユーザからの明示的な指示を受けた場合に、ＳＤカードデバイス１７をＳＤカードスロット１６に収納した状態で、このＵＳＢＳＤカードリーダ１５の存在をシステムから消すことが可能となる。

図４および図５は、この電子機器におけるＵＳＢインタフェース制御に関する動作手順を示すフローチャートであり、図４はＵＳＢＳＤカードリーダ１５側、図５はＳＢ１４を含むシステム側の動作手順をそれぞれ示している。

ＵＳＢＳＤカードリーダ１５では、まず、ＵＳＢインタフェース制御部１５２が、ＵＳＢインタフェース制御信号線をＬｏｗに制御する（ステップＡ１）。次に、デバイス検知部１５１が、ＳＤカードスロット１６へのＳＤカードデバイス１７の装着をデバイス挿入検知信号線を監視することによって調べ（ステップＡ２）、ＳＤカードデバイス１７が装着されていれば（ステップＡ２のＹＥＳ）、その旨をＵＳＢインタフェース制御部１５２に通知する。そして、この通知を受けたＵＳＢインタフェース制御部１５２は、ＵＳＢインタフェース制御信号線をＨｉ−ｚに制御する（ステップＡ３）。

また、この後、デバイス検知部１５１は、ＳＤカードスロット１６からのＳＤカードデバイス１７の取り外しをデバイス挿入検知信号線を監視することによって調べ（ステップＡ４）、ＳＤカードデバイス１７が取り外されていれば（ステップＡ４のＹＥＳ）、その旨をＵＳＢインタフェース制御部１５２に通知する。そして、この通知を受けたＵＳＢインタフェース制御部１５２は、ＵＳＢインタフェース制御信号線をＬｏｗに制御する（ステップＡ５）。

一方、ＳＢ１４を含むシステム側では、省電力制御プログラム１３１が、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５の存在をシステムが認識している場合（ステップＢ１のＹＥＳ）、バッテリ稼働中かどうかを調べる（ステップＢ２）。もし、バッテリ稼働中であれば（ステップＢ２のＹＥＳ）、省電力制御プログラム１３１は、続いて、ローバッテリ状態に陥っていないかどうかを調べ（ステップＢ３）、陥っていれば（ステップＢ３のＹＥＳ）、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５との間のＵＳＢインタフェースを無効に切り替える旨をＳＢ１４に指示した後（ステップＢ４）、システムの省電力機能を有効にする（ステップＢ５）。この省電力機能の有効化は、ＵＳＢＳＤカードリーダ１５の存在をシステムが認識していない場合（ステップＢ１のＮＯ）にも実施する。また、バッテリ稼働中ではない場合（ステップＢ２のＮＯ）、および、バッテリ稼働中であるがローバッテリ状態には陥っていない場合（ステップＢ３のＮＯ）、省電力制御プログラム１３１は、システムの省電力機能を無効にする（ステップＢ６）。

以上のように、この電子機器によれば、ＳＤカードスロット１６に取り外し自在に装着されるＳＤカードデバイス１７に対するデータアクセスを制御するＵＳＢＳＤカードリーダ１５のＵＳＢインタフェースが適切に制御される。

なお、前述の例では、電子機器の本体部に内蔵されるＵＳＢデバイスがＵＳＢＳＤカードリーダ１５である場合を説明したが、例えば複数の他の電子機器との間をＵＳＢインタフェース接続するためのハブ装置をＵＳＢＳＤカードリーダ１５に代えても、このＵＳＢインタフェース制御の手法は有効である。また、電子機器の本体部に内蔵されるＵＳＢデバイスに限らず、ケーブルを介して外部接続されるＵＳＢデバイスであっても、このＵＳＢインタフェース制御の手法は有効である。

つまり、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明の実施形態に係る電子機器の構成の一部を示す図同実施形態の電子機器に内蔵されるＵＳＢデバイスが備えるＵＳＢインタフェース制御部の一構成例を示す図同実施形態の電子機器におけるＵＳＢインタフェース制御に関するタイミングチャート同実施形態の電子機器におけるＵＳＢインタフェース制御に関する動作手順を示すフローチャート（ＵＳＢデバイス側）同実施形態の電子機器におけるＵＳＢインタフェース制御に関する動作手順を示すフローチャート（システム側）

符号の説明

１１…ＣＰＵ、１２…ノースブリッジ（ＮＢ）、１３…システムメモリ、１４…サウスブリッジ（ＳＢ）、１５…ＵＳＢＳＤカードリーダ、１６…ＳＤカードスロット、１７…ＳＤカードデバイス、１００…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、１３１…省電力制御プログラム、１５１…デバイス検知部、１５２…ＵＳＢインタフェース制御部、１５２ａ…レジスタ、１５２ｂ…トランジスタ。

Claims

取り外し自在に装着される拡張ユニットを駆動するユニット駆動手段と、
活線挿抜可能なインタフェースを介して前記ユニット駆動手段との間の通信を制御する通信コントローラと、
を具備し、
前記ユニット駆動手段は、
前記拡張ユニットの装着有無を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記拡張ユニットの未装着が検出された場合、前記インタフェースを無効にし、前記拡張ユニットの装着が検出された場合、前記通信コントローラにより前記インタフェースの有効または無効が決定されるように前記インタフェースを制御するインタフェース制御手段と
を備えたことを特徴とする電子機器。
前記インタフェースは、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）インタフェースであり、前記インタフェース制御手段は、前記ＵＳＢインタフェースのＤ＋信号線をＬｏｗ側に固定するための信号線を有し、前記インタフェースを無効にする場合、前記信号線をＬｏｗに制御して前記Ｄ＋信号線をＬｏｗ側に固定し、前記通信コントローラにより前記インタフェースの有効または無効が決定されるようにする場合には、前記信号線をＨｉ−ｚに制御して前記Ｄ＋信号線を解放することを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記インタフェースが有効か否かを前記通信コントローラに問い合わせ、有効である場合には、システムの電力消費を低減するための省電力機能を無効にする省電力制御手段をさらに具備し、
前記通信コントローラは、前記省電力制御手段からの要求に応じて、前記インタフェースの有効および無効を切り替えることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
システムに電力を供給するバッテリをさらに具備し、
前記省電力制御手段は、前記バッテリの残量が予め定められた値を下回った場合に、前記インタフェースを無効に切り替える旨を前記通信コントローラに要求することを特徴とする請求項３記載の電子機器。
前記ユニット駆動手段は、前記拡張ユニットとして装着された記憶媒体に対するデータ入出力を制御するメディア駆動装置であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
前記ユニット駆動手段は、前記拡張ユニットとして装着された他の電子機器との間のデータ通信を中継するハブ装置であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
電子機器に内蔵され、取り外し自在に装着される拡張ユニットを駆動するユニット駆動装置において、
前記拡張ユニットの装着有無を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記拡張ユニットの未装着が検出された場合、前記電子機器のシステムと接続するためのインタフェースを無効にし、前記拡張ユニットの装着が検出された場合、前記電子機器のシステムにより前記インタフェースの有効または無効が決定されるように前記インタフェースを制御するインタフェース制御手段と
を具備することを特徴とするユニット駆動装置。
前記インタフェースは、ＵＳＢインタフェースであり、前記インタフェース制御手段は、前記ＵＳＢインタフェースのＤ＋信号線をＬｏｗ側に固定するための信号線を有し、前記インタフェースを無効にする場合、前記信号線をＬｏｗに制御して前記Ｄ＋信号線をＬｏｗ側に固定し、前記電子機器のシステムにより前記インタフェースの有効または無効が決定されるようにする場合には、前記信号線をＨｉ−ｚに制御して前記Ｄ＋信号線を解放することを特徴とする請求項７記載のユニット駆動装置。
電子機器に内蔵され、取り外し自在に装着される拡張ユニットを駆動するユニット駆動装置のインタフェース制御方法であって、
前記拡張ユニットの装着有無を検出し、
前記拡張ユニットの未装着が検出された場合、前記電子機器のシステムと接続するためのインタフェースを無効にし、前記拡張ユニットの装着が検出された場合、前記電子機器のシステムにより前記インタフェースの有効または無効が決定されるように前記インタフェースを制御する
ことを特徴とするユニット駆動装置のインタフェース制御方法。
前記インタフェースは、ＵＳＢインタフェースであり、前記インタフェースを無効にする場合、前記ＵＳＢインタフェースのＤ＋信号線をＬｏｗ側に固定するための信号線をＬｏｗに制御して前記Ｄ＋信号線をＬｏｗ側に固定し、前記電子機器のシステムにより前記インタフェースの有効または無効が決定されるようにする場合には、前記信号線をＨｉ−ｚに制御して前記Ｄ＋信号線を解放することを特徴とする請求項９記載のユニット駆動装置のインタフェース制御方法。