JP2007310647A - Ｕｓｂ装置および給電制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のＵＳＢデバイスを実装しバスパワー給電タイプのＵＳＢ装置において特別のソフトを必要とせずに省電力状態時の消費電力を極力低くする。
【解決手段】電源スイッチ４はホストコンピュータ１からの電源をＵＳＢコントローラ７のみに、電源スイッチ５はＵＳＢコントローラによりオンオフ制御されてＣＰＵ８のみに、電源スイッチ６はＣＰＵによりオンオフ制御されてＥＴＣデバイス９のみにそれぞれ給電する。制御部電源スイッチ11は各ＣＰＵからオン／オフを制御されて電源を取り込む。電源制御部13はＣＰＵから指示されて任意の電源スイッチ４をオン／オフ制御する。起動制御テーブル12にはＵＳＢデバイス毎に起動優先順位，起動状態，起動間隔およびマスター権限が記録されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＵＳＢインタフェースを実装したデバイス（以下、「ＵＳＢデバイス」と記す）を実装したＵＳＢ装置に関し、特に複数のＵＳＢデバイスを実装しバスパワー給電タイプのＵＳＢ装置に対する給電制御に関する。

パソコンと周辺機器を接続する標準的なインタフェース規格の一つとしてＵＳＢが周知である。ＵＳＢはシリアルバス規格であり、そのシリアルバスは２本の差動信号線（Ｄ＋、Ｄ−），電源線（＋５Ｖ）およびグランド線（ＧＮＤ）の４本により構成され、専用のＵＳＢケーブルによって、ホストコンピュータとＵＳＢ装置が接続される。ＵＳＢデバイスへの電源供給には、ホストコンピュータからＵＳＢデバイスへ給電するバスパワー給電方法がよく利用される。

これまでは、単一機能を持たせ、ＵＳＢデバイスを一つだけ実装するＵＳＢ装置が多かったが、複数のＵＳＢデバイスが実装されたＵＳＢ装置も次々と開発されている。また、近年では、家庭内で常時起動の装置も増えている。例えば、家庭内サーバやＮＡＳ（Network Attached Storage）などである。これらの装置に接続されるＵＳＢ装置は、省電力化の必要性が重要視され、通常動作時の省電力化や、一時的に使用しないデバイスの動作を停止することで消費電力を低くする省電力機能を保持することを考慮に入れて開発されている。

図１０は、従来のＵＳＢ装置の一例（文献公知発明に係るものではない）を示す。このＵＳＢ装置20は、２つのＵＳＢデバイス21a，21bを実装し、ＵＳＢデバイス21の外部に、ＵＳＢコントローラ23およびＣＰＵ24を備えた電力管理部22を設けて、省電力状態への切替え機能を電力管理部22が管理するようにしている。

通常動作時には、ホストコンピュータ１からＶＢＵＳと電源スイッチ25を介して、ＵＳＢデバイス21のＵＳＢコントローラ７，ＣＰＵ８およびＥＴＣデバイス９へ電力を供給している。ＥＴＣデバイス９とは、ＵＳＢデバイス21の内でＵＳＢコントローラ７とＣＰＵ８を除いた余の部分をいう。

ＵＳＢデバイス21を消費電力状態へ切り替える場合は、ホストコンピュータ１から電力管理部22のＵＳＢコントローラ23を経由しＣＰＵ24に、どのＵＳＢデバイス21を省電力状態に切り替えたいかを伝える。ＣＰＵ24は、その指示に従い、該当のＵＳＢデバイス21、例えばＵＳＢデバイス21aの電源供給スイッチ25aを制御し、ＵＳＢデバイス21aへの電源供給を完全にシャットダウンする。

また、省電力状態からの復旧には、同様にホストコンピュータ１から電力管理部22へ復旧の通知をして動作状態へ復帰させる。この方法では、消費電力状態においては、電源スイッチ25を使用することによりＵＳＢデバイス21への電源供給を完全にシャットダウンしているため、ＵＳＢコントローラ７とＣＰＵ８は省電力状態から復旧するための動作に備えて電源が供給された状態である必要がなく、不必要な電力供給がなくなり省電力化効果が大きい。

また、ホスト機器からトランシーバに電源を供給し、複数のＵＳＢデバイスを実装したＵＳＢ装置に対するバスパワー給電に関するものではないが、ＵＳＢデバイスの内部で省電力化効果の増強を図ったものとして、従来技術の他の例（例えば、特許文献１参照）を簡略化し、かつトランシーバをＵＳＢ装置に置き換えて図１１に示す。

このＵＳＢ装置30は、ＵＳＢデバイス31のＵＳＢコントローラ７，ＣＰＵ８への電源供給の各箇所に、それぞれレギュレータ32、レギュレータ33を配備し、電源の供給を調整することによって、消費電力を低くするための対策を実現させている。レギュレータ32はＵＳＢコントローラ７を動作させるための電源回路であり、レギュレータ33はＣＰＵ８動作させるための電源回路である。なお、主電源34はＶＢＵＳ電圧やその他の電圧（図示省略）により定電圧を発生する電源回路である。

ホストコンピュータ１からの省電力状態への切り替え指示があった場合、ＵＳＢコントローラ７は、そのことをＣＰＵ８へ通知すると共に、ホストコンピュータ１からの復帰信号を検出する機能と、復帰信号を検出したときにレギュレータ33をオンする機能のみを動作させ、残りの機能を全て停止する。ＣＰＵ８は、ＵＳＢコントローラ７から通知を受けると、レギュレータ32を省電力状態に設定する。レギュレータ32は、ＵＳＢコントローラ７の上記機能を動作させるのに必要な電力量のみが発生できる程度に出力電流量を削減する。

続いて、ＣＰＵ８は、レギュレータ33および主電源34をオフする。この結果、ＵＳＢコントローラ７およびレギュレータ32以外の回路への電源電圧の供給が絶たれ、これらの飼いどの動作が停止する。

特開２００５−２７５６１２号公報（第１３頁、図７）

しかしながら、上述した第１の従来技術（図１０）では、ＵＳＢ装置20に、各ＵＳＢデバイス21の省電力化を管理するための電力管理部22が必要になるため、電力管理部22の動作をさせるための電力は常に必須になる。また、電力管理部22は、ＣＰＵ８による制御を受けているため、別途ＣＰＵ８のファームウェア等ソフトの開発コストが追加となってしまう。更に、ホストコンピュータ１との接続時に、電力管理部22用のドライバが必要になる。

また、上述した第２の従来技術（図１１）では、省電力状態の場合であっても、少なくともＵＳＢコントローラ７には、常時、電源の供給がされているため、ＵＳＢ装置30に一つのＵＳＢデバイス31のみを実装した場合はともかく、複数のＵＳＢデバイスが実装された場合には、全てのＵＳＢコントローラ７におけるトータルの電力は無視できない程度となる。

そこで、本発明の目的は、複数のＵＳＢデバイスを実装しバスパワー給電タイプのＵＳＢ装置において、特別のソフトを必要とせずに、省電力状態時の消費電力を極力低くしたＵＳＢ装置および給電制御方法を提供することにある。

本発明のＵＳＢ装置は、複数のＵＳＢデバイス（図１の3a，3b）を実装しホストコンピュータ（図１の１）からＵＳＢケーブルを経て電源が供給されるＵＳＢ装置（図１の２）において、各ＵＳＢデバイスは、ホストコンピュータと当該ＵＳＢデバイスの認識処理を実施認識後はホストコンピュータとの間でデータの送受信制御を行なうＵＳＢコントローラ（図１の７）と、ＵＳＢコントローラを経由したホストコンピュータからの指示に従い当該ＵＳＢデバイスの制御を司るＣＰＵ（図１の８）と、当該ＵＳＢデバイスの内でＵＳＢコントローラおよびＣＰＵを除いた余の回路部分であるＥＴＣデバイス（図１の９）と、ホストコンピュータからの電源をＵＳＢコントローラのみに給電する第１電源スイッチ（図１の４）と、ＵＳＢコントローラによりオンオフ制御されて第１電源スイッチを経たホストコンピュータからの電源をＣＰＵのみに給電する第２電源スイッチ（図１の５）と、ＣＰＵによりオンオフ制御されて第２電源スイッチを経たホストコンピュータからの電源をＥＴＣデバイスのみに給電する第３電源スイッチ（図１の６）で構成し、各ＵＳＢデバイスのＣＰＵからオン／オフを制御されてホストコンピュータから供給される電源を取り込む制御部電源スイッチ（図１の11）と、各ＵＳＢデバイスのＣＰＵからデータを読み書きすることが可能であってＵＳＢデバイス毎に起動優先順位，起動状態，起動間隔およびマスター権限が記録されている起動制御テーブル（図１の12）と、各ＵＳＢデバイスのＣＰＵから任意のＵＳＢデバイスの第１電源スイッチに対して電源供給をオン／オフ制御する電源制御部（図１の13）を有する共通起動制御部（図１の10）を設けたことを特徴とする。

本発明の第１の給電制御方法は、上記ＵＳＢ装置とホストコンピュータの接続時における給電制御方法であって、ＵＳＢデバイスの内の一つをマスターＵＳＢデバイスとして当該第１電源スイッチをオンに初期設定する第１段階と、ホストコンピュータに接続されるとマスターＵＳＢデバイスが起動制御テーブルを読み出す第２段階（図６のステップA1〜A3）と、優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスがマスターＵＳＢデバイスであった場合は、ＥＴＣデバイスへ電源を供給しＵＳＢコントローラはホストコンピュータと認識処理を開始する第３段階（ステップA4〜A6）と、優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスがマスターＵＳＢデバイスでなかった場合は、起動優先順位が最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスにマスター権限を委譲するために記録を書き替え電源制御部に対して新マスターＵＳＢデバイスへの電源供給を指示する第４段階（ステップA4，A7）と、新マスターＵＳＢデバイスにおいて第１電源スイッチをオン、旧マスターＵＳＢデバイスにおいて第１電源スイッチをオフする第５段階（ステップA8，A9）と、新マスターＵＳＢデバイスにおいて起動制御テーブルを読み出す第６段階（ステップA10〜A12）と、自身が優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスを確認の上、当該ＥＴＣデバイスへの電源供給をすると共に、ホストコンピュータと認識処理を開始し自身がマスターＵＳＢデバイスであることをホストコンピュータに報告する第７段階（ステップA13〜A16）と、第７段階において自身が優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスでない場合は、優先順位の高いＵＳＢデバイスの順に第５段階〜第７段階を繰り返す第８段階（ステップA17，A8〜A16）と、起動状態がオンの全ＵＳＢデバイスの起動が完了すると制御部電源スイッチをオフにする第９段階（ステップA18，A19）を有することを特徴とする。

より具体的には、上記第５段階において、旧マスターＵＳＢデバイスの第１電源スイッチをオフすることによりオフされた制御部電源スイッチは、新マスターＵＳＢデバイスの第１電源スイッチをオンすることによりオンされる。

本発明の第２の給電制御方法は、上記ＵＳＢ装置の省電力状態への移行時における給電制御方法であって、ホストコンピュータからマスターＵＳＢデバイスに対して任意のＵＳＢデバイスを省電力状態へ移行させるための指示を行なう第１段階（図７のステップB1）と、省電力状態への移行対象のＵＳＢデバイスがマスターＵＳＢデバイス以外であった場合、マスターＵＳＢデバイスのＣＰＵは電源制御部に対し当該ＵＳＢデバイスへの電源供給を停止する指示を出す第２段階（ステップB2，B3）と、省電力状態への移行対象のＵＳＢデバイスがマスターＵＳＢデバイスであった場合、マスターＵＳＢデバイスのＣＰＵは、マスターの権限を自身以外の優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスへ委譲させるため、起動制御テーブルのマスターのパラメータをマスターＵＳＢデバイスから委譲先のＵＳＢデバイスへ書き換える第３段階（ステップB4）と、マスターＵＳＢデバイスは、自身の起動状態をオフへ書き替えてホストコンピュータへマスターが移行したことを報告する第４段階（ステップB5，B6）と、マスターであったＵＳＢデバイスは、自分に対する電源供給を停止するため電源制御部に電源供給停止指示を出し電源制御部は当該第１電源スイッチをオフにする第５段階（ステップB7）を有することを特徴とする。

本発明の第３の給電制御方法は、上記ＵＳＢ装置の省電力状態からの復旧時における給電制御方法であって、ホストコンピュータからマスターＵＳＢデバイスに対して任意のＵＳＢデバイスを省電力状態から復旧させるための指示を行なう第１段階（図８のステップC1）と、復旧対象が一つの場合、マスターＵＳＢデバイスは電源制御部へ当該ＵＳＢデバイスに対する電源供給指示を出し同時に起動制御テーブルに当該ＵＳＢデバイスの起動状態をオンに書き替える第２段階（ステップC2〜C4）と、当該ＵＳＢデバイスにおいて第１電源スイッチ〜第３電源スイッチがオンしＥＴＣデバイスへの電源供給をすると共にホストコンピュータと認識処理を開始しＵＳＢデバイスとしての動作を開始する第３段階（ステップC5〜C7）と、復旧対象が複数の場合、マスターＵＳＢデバイスは起動制御テーブルの読出し処理を行い、復旧対象のＵＳＢデバイスの内で優先順位の最も高いＵＳＢデバイスから順次に電源制御部へ電源供給指示を出し同時に起動制御テーブルに当該ＵＳＢデバイスの起動状態をオンに書き替える第４段階（ステップC2，C8〜C9）と、当該ＵＳＢデバイスにおいて第１電源スイッチ〜第３電源スイッチがオンしＥＴＣデバイスへの電源供給をすると共にホストコンピュータと認識処理を開始しＵＳＢデバイスとしての動作を開始する第５段階（ステップC6）を有することを特徴とする。

本発明の第4の給電制御方法は、上記ＵＳＢ装置の全ＵＳＢデバイス省電力化時における給電制御方法であって、ホストコンピュータからマスターＵＳＢデバイスに対して、現在起動しているＵＳＢデバイスの全てを省電力状態へ移行するための指示を行なう第１段階（図９のステップD1）と、マスターＵＳＢデバイスのＣＰＵは電源制御部に対し自分以外のＵＳＢデバイスへの電源供給を停止する指示を出す第２段階（ステップD2）と、ＣＰＵは当該第３電源スイッチをオフし同時にホストコンピュータへ全てのＵＳＢデバイスの起動が停止することを報告する第３段階（ステップD3）と、ＣＰＵは当該第２電源スイッチをオフにしする第４段階（ステップD4）を有することを特徴とする

本発明によれば、以下のようにしてＵＳＢ装置の消費電力を極力小さくする効果が得られる。しかも、ＵＳＢデバイスのＣＰＵは、給電制御に関しては電源スイッチのオンオフ制御と起動制御テーブルの読み書きを行なうだけであるため特別のソフトを必要としない。

１．起動状態を管理するマスターＵＳＢデバイスが固定されておらず、マスターＵＳＢデバイスを省電力状態にしたい場合でも、他の起動しているＵＳＢデバイスにマスター権限を移行させることができるため、マスターのＵＳＢコントローラやＣＰＵを常時起動しておく必要がない。

２．全てのＵＳＢデバイスが省電力状態にある場合は、マスターＵＳＢデバイスのＵＳＢコントローラ以外は、各種デバイスへの電源接続そのものが切断されるため、完全な電力供給停止状態である。

３．一つ以上のＵＳＢデバイスが起動状態の場合は、起動状態のＵＳＢデバイスの中からマスターＵＳＢデバイスの権限を与え、省電力の管理を実施するため、起動ＵＳＢデバイス以外のＵＳＢデバイスは、各種デバイスへの電源接続そのものが切断されるので、完全な電力供給停止状態であり、消費電力を最小にすることを可能にする。

４．共通起動制御部を使用する場合は、適時電源供給をオンし、使用後電源供給を停止することによって、ＵＳＢデバイスの省電力状態に関わらず、必要時以外の各種デバイスへの電源接続そのものが切断されるため、完全な電力供給停止状態となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

[構成の説明]
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。図１は、本発明のＵＳＢ装置の一実施例を示すブロック図である。図１において、ホストコンピュータ１とＵＳＢ装置２はＵＳＢケーブルで接続されており、太線がＵＳＢインタフェースの電源ラインを示す。すなわち、ＵＳＢ装置２は、ホストコンピュータ１からＵＳＢケーブルを介してバスパワー給電される。

ＵＳＢ装置２は、２つのＵＳＢデバイス3a，3bと、ＵＳＢデバイス3a，3bに対する共通起動制御部10から構成される。ＵＳＢ装置２がホストコンピュータ１に接続されると、ホストコンピュータ１とＵＳＢ装置２内の各ＵＳＢデバイス３とでＵＳＢデバイス３の認識処理が実施され、完了後にホストコンピュータ１が各ＵＳＢデバイス３に対し制御できるようになる。

ＵＳＢデバイス３は、各々が独立したＵＳＢデバイスであり、ホストコンピュータ１と直接接続することによって、動作させることもできる。ＵＳＢデバイス３の具体例としては、ハードディスク，フラッシュメモリ，モデム，ＬＡＮアダプタ等がある。また、ＵＳＢデバイス３は、ＵＳＢコントローラ７，ＣＰＵ８，３つの電源スイッチ４〜６およびＥＴＣデバイス９から構成される。

ＵＳＢコントローラ７は、ＵＳＢのインタフェースを制御する一般的なＵＳＢコントローラチップである。ＵＳＢコントローラ７は、ホストコンピュータ１にＵＳＢケーブルに接続されることによって、ホストコンピュータ１との認識処理を実施し、認識後はホストコンピュータ１との間でデータの送受信の制御が可能となる。

ＣＰＵ７は、ＵＳＢコントローラ７を経由した、ホストコンピュータ１からの指示に従いＵＳＢデバイス３の制御を司る。ＥＴＣデバイス９は、ＵＳＢデバイス３の内でＵＳＢコントローラ７，ＣＰＵ８および電源スイッチ４〜６を除いた余の回路部分をいう。例えば、ハードディスク部分であり、フラッシュメモリ部分である。

電源スイッチ４は、ＵＳＢデバイス３の電源の入力部に第１の電源スイッチとして実装され、ホストコンピュータ１からＵＳＢケーブルを経て供給される電源をＵＳＢコントローラ７と電源スイッチ５に給電する。この電源スイッチ４への電源供給のオン／オフのスイッチング制御は、共通起動制御部10の電源制御部13によって行なわれる。

電源スイッチ５は、ＵＳＢコントローラ７とＣＰＵ８の間に第２の電源スイッチとして実装され、電源スイッチ４から給電される電源をＣＰＵ８と電源スイッチ６に給電する。この電源スイッチ５への電源供給のオン／オフのスイッチング制御はＵＳＢコントローラ７によって行なわれる。

電源スイッチ６は、ＣＰＵ８とＥＴＣデバイス９の間に第３の電源スイッチとして実装され、電源スイッチ５から給電される電源をＥＴＣデバイス９に給電する。この電源スイッチ６への電源供給のオン／オフのスイッチング制御はＣＰＵ８によって行なわれる。

共通起動制御部１０は、制御部電源スイッチ11，起動制御テーブル12および電源制御部13から構成される。起動制御テーブル12は、各ＵＳＢデバイス３のＣＰＵバスと接続され、共通ＣＰＵバスにて、各ＣＰＵ８からデータを読み書きすることが可能なメモリである。メモリは、不揮発性であって、電源が供給されていない場合でも、書き込まれたデータが消去されることはない。メモリ内には、ＵＳＢデバイス３毎に、起動優先順位，起動状態，起動間隔およびマスター権限がテーブルとして記録されている。起動状態とは、ホストコンピュータとの最初の接続時など最初にＵＳＢ装置に電源が供給された時の各ＵＳＢデバイスの起動する／しないの区別をいう。なお、起動制御テーブル12の内容は、常時、ホストコンピュータ１からマスターＵＳＢデバイス経由で書き換えることは可能であるため、起動制御を簡単に変更できる。

起動制御テーブル12は、全てのＵＳＢデバイスから共通に使用でき、不揮発性のメモリによるテーブルを保持しているため、ホストコンピュータ１に起動情報を保存しておく必要がない。このことは、ホストコンピュータ１を変更したとしても、同条件で起動制御がされることを可能としている。

また、起動制御テーブル12において、起動間隔のパラメータをＵＳＢデバイス毎に用意しているため、各ＵＳＢデバイスの起動動作を重複させることがなく、かつホストコンピュータとの認識処理においても複数のＵＳＢデバイスがホストコンピュータと同時に認識処理されることはない。

電源制御部13は、各ＵＳＢデバイス３のＣＰＵ８から、任意のＵＳＢデバイス３の電源スイッチ４に対して、電源供給をオン／オフの制御をすることを可能にする。また、最初の起動用として、ＵＳＢ装置２がホストコンピュータ１に接続された時は、初期設定として、ＵＳＢデバイス3aをマスターとし、ＵＳＢデバイス3aの電源スイッチ4aに対して電源オンの状態にする。また、全ての電源スイッチ４が電源オフにはならないよう制限する機能がある。

制御部電源スイッチ11は、ホストコンピュータ１からＵＳＢケーブルを経て供給される電源を共通起動制御部10へは給電するための電源スイッチであり、各ＵＳＢデバイス３のＣＰＵ８からオン／オフ制御することが可能である。

[動作の説明]
以上のように構成された本 の実施の形態の動作について説明する。

（１）ＵＳＢ装置２とホストコンピュータ１の接続時
ＵＳＢ装置２とホストコンピュータ１が接続された場合について、図２および図３に示す起動制御テーブル12の内容例と、図６に示すフローチャートを参照して説明する。起動制御テーブル12は、図２に示すような初期状態で保存されているとし、デバイスNo1はＵＳＢデバイス3a、デバイスNo2はＵＳＢデバイス3b、デバイスNo3はＵＳＢデバイス3c、デバイスNo4はＵＳＢデバイス3d、デバイスNo5はＵＳＢデバイス3e、デバイスNo6はＵＳＢデバイス3fと対応させる。

なお、図２〜図５は、図１のようにＵＳＢデバイス３が２つしかない場合は、起動優先順位の遷移等を説明し難いことから、ＵＳＢデバイス３を６つとして設けたものである。ここでの説明は、図１をベースに進めるが、適時に図２〜図５を参照して説明する。

ＵＳＢ装置２をホストコンピュータ１と接続すると、初回の接続であるので、ＵＳＢデバイス3aの電源スイッチ4aがオンとなっており、ホストコンピュータ１からの電源はＵＳＢコントローラ7aに供給される。ＵＳＢコントローラ7aは起動後、電源スイッチ5aをオンにし（図６のステップA1）、ＣＰＵ8aへの電源を供給させる。ＣＰＵ8aは、起動後に共通起動制御部10の制御部電源スイッチ11をオンにし（ステップA2）、共通起動制御部10を起動した後、起動制御テーブル12の読出し処理を行う（ステップA3）。

ＣＰＵ8aは、起動制御テーブル12を参照し、優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイス３を確認する（ステップA4）。図２のように、優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイス３が、マスターであるＵＳＢデバイス3aであった場合、すなわち自分自身であった場合は、自身のＵＳＢデバイスの電源スイッチ6aをオンにし（ステップA5）、ＥＴＣデバイス9aへ電源を供給する。そして、ＵＳＢコントローラ7aはホストコンピュータ１と認識処理を開始する（ステップA6）。

一方、起動制御テーブル12を参照し、図３の例のように、起動優先順位が最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイス３が自身以外のデバイスNo2であるＵＳＢデバイス3bである場合、ＣＰＵ8aは、ＵＳＢデバイス3bにマスター権限を移行させるため、起動制御テーブル12のデバイスNo2にマスターのパラメータの付加をする（ステップA7）。このように、マスターのパラメータが付加されたＵＳＢデバイス３をマスターＵＳＢデバイスという。

次に、マスターＵＳＢデバイス3bに対する電源を供給するため、ＣＰＵ8aは、電源制御部13に対し、新しいマスターＵＳＢデバイス3bへの電源供給指示を出す。電源制御部13は電源スイッチ4bをオンにして（ステップA8）マスターＵＳＢデバイス3bの起動を開始させる。その後、自身のＵＳＢデバイス3aに対する電源供給を止めるため、ＣＰＵ8aは電源制御部13に電源供給停止指示を出す。電源制御部13は電源スイッチ4aをオフにして（ステップA9）ＵＳＢデバイス3aの動作は停止する。このとき、ＵＳＢデバイス3aは、ＣＰＵ8aが共通起動制御部10の制御電源スイッチ11をオンにしていた状態も停止するため、共通起動制御部10も同時に起動を停止する。

マスターＵＳＢデバイス3bは、電源スイッチ4bがオンになることから、ＵＳＢコントローラ7bが起動し、電源スイッチ5bをオンにし（ステップA10）、ＣＰＵ8bへの電源を供給させる。ＣＰＵ8bは起動後、共通起動制御部10の制御部電源スイッチ11をオンにして（ステップA11）、共通起動制御部10を起動した後、起動制御テーブル12の読出し処理を行う（ステップA12）。

ＣＰＵ8bは、起動制御テーブル12を参照し、優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイス３を確認する（ステップA13）。この場合は、自身のＵＳＢデバイス3bが該当する筈なので、電源スイッチ6bをオンにし（ステップA14）、ＥＴＣデバイス9bへの電源供給をすると共に、ホストコンピュータ１と認識処理を開始する（ステップA15）。この時、同時に自分自身がマスターＵＳＢデバイス３であることをホストコンピュータ１に報告する（ステップA16）。以上はマスターＵＳＢデバイスにおける処理である。

ステップA6またはステップA16の後に、マスターＵＳＢデバイスは、起動制御テーブル12を読み出して、次の優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイス３を確認し（ステップA17）、そのＵＳＢデバイス３（第２ＵＳＢデバイスと称し、図３の例ではデバイスNo４のＵＳＢデバイス3dが該当する）に対し、電源制御部13への電源供給指示を出す（ステップA8）。ここからステップA13までが繰り返される。但し、上記説明でのマスターＵＳＢデバイスは第２ＵＳＢデバイスに読み替えされたい。

ステップA13において、今回は自身のＵＳＢデバイス3bが該当優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイス３に該当しないので、全ての起動するべきＵＳＢデバイス３の起動が完了したかを確認し（ステップA18）、完了なら制御部電源スイッチ11をオフにし（ステップA19）、共通起動制御部10の電源供給を停止する。

一方、未完ならステップA17へ戻る。この時、各ＵＳＢデバイス３を起動させる間隔は、起動制御テーブル12に保存されている起動間隔以上となるよう制御する。例えば、図３〜図５では、ＵＳＢデバイス3bの起動間隔は10secである。マスターＵＳＢデバイス3bへの起動指示を出してから、10secの時間を経過させた後に新マスターＵＳＢデバイス3dの起動指示を実施する。

このように、共通起動制御部10を使用する場合は、適時に電源供給をオンし、使用後は電源供給を停止させる。また、マスターＵＳＢデバイス3bによって、起動指示がされた（電源制御部13へ電源供給指示が出された）第２ＵＳＢデバイス３ｄ等のマスターではないＵＳＢデバイス３は、電源スイッチ４がオンになった後、ＵＳＢコントローラ７が起動し、電源スイッチ５をオンにしＣＰＵ８への電源を供給させる。

ＣＰＵ８は起動後、起動制御テーブル部12へ起動制御テーブル12の読出し処理を行い、自分がマスターであるかどうかを確認する。ここで、マスターでないことを確認した後、電源スイッチ６をオンにし、ＥＴＣデバイス９への電源供給をすると共に、ホストコンピュータ１と認識処理を開始し、ＵＳＢデバイスとしての動作が開始される。

（２）省電力状態への移行時
次に、省電力状態への移行時について、図３および図４に示す起動制御テーブル12の内容例と、図７に示すフローチャートを参照して説明する。省電力状態への移行時は、ホストコンピュータ１からマスターＵＳＢデバイスに対して、任意のＵＳＢデバイス３を省電力状態へ移行させるための指示がされる（図７のステップB1）。

省電力状態への移行対象のＵＳＢデバイスがマスターＵＳＢデバイス以外であった場合は（ステップB2）、マスターＵＳＢデバイスのＣＰＵは、電源制御部12に対し当該ＵＳＢデバイスへの電源供給を停止する指示を出す（ステップB3）。この動作により、当該ＵＳＢデバイスはホストコンピュータからの電源供給が完全に遮断された省電力状態へ移行される。

一方、省電力状態への移行対象のＵＳＢデバイス３がマスターＵＳＢデバイスであった場合（ステップB2）、マスターＵＳＢデバイスのＣＰＵは、マスターの権限を自身以外の優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイス３へ委譲させるため、起動制御テーブル12のマスターのパラメータをマスターＵＳＢデバイスから委譲先のＵＳＢデバイスへ書き換える（ステップB4）。図３の例で、省電力状態への移行対象のＵＳＢデバイス３が3bである場合、デバイスNo4のＵＳＢデバイス3dにマスターの権限が委譲される。

また、図３におけるマスターＵＳＢデバイス3bは、図４に示すように、自身の起動状態をオフへ書き替える（ステップB5）。そして、ホストコンピュータ１へマスターが第２ＵＳＢデバイスへ移行したことを報告する（ステップB6）。その後、マスターであったＵＳＢデバイス3b（元ＵＳＢデバイスという）は、自分に対する電源供給を停止するため、電源制御部13に電源供給停止指示を出す。

電源制御部13は電源スイッチ4ｂをオフにし（ステップB7）、この結果、元ＵＳＢデバイス3ｂはホストコンピュータ１からの電源供給が完全に遮断された省電力状態となる。これらの一連動作により、第２ＵＳＢデバイス3dが、マスターＵＳＢデバイスに切り替わり、元マスターＵＳＢデバイス3ｂは電力を全く消費しない省電力状態へ移行する。

（３）省電力状態からの復旧時
次に、省電力状態から復旧する場合について、図４および図５に示す起動制御テーブル12の内容例と、図８に示すフローチャートを参照して説明する。省電力状態への移行時は、ホストコンピュータ１からマスターＵＳＢデバイスに対して、任意のＵＳＢデバイス３を指定して省電力状態からの復旧の指示がされる（図８のステップC1）。また、この場合、一つのＵＳＢデバイス３だけではなく、複数のＵＳＢデバイス３を対象に復旧の指示がされることもある。

復旧対象が一つ、例えば、図４で復旧対象がＵＳＢデバイス3bの場合は（ステップC2）、マスターＵＳＢデバイス3dは、電源制御部13へＵＳＢデバイス3bに対する電源供給指示を出す。同時に起動制御テーブル12にＵＳＢデバイス3bの起動状態をオンに書き替える（ステップC3）。書き替え後の起動制御テーブル12の内容は図５となる。

その後、ＵＳＢデバイス3bは、電源スイッチ4bがオンになった後、ＵＳＢコントローラ7bが起動し、電源スイッチ5bをオンにし、ＣＰＵ8bへの電源を供給させる。ＣＰＵ8bは起動後、起動制御テーブル部12へ起動制御テーブル（図３）の読み出し処理を行い（ステップC4）、自分がマスターであるかどうかを確認する（ステップC5）。ここで、マスターでないことを確認した後、電源スイッチ6bをオンにし、ＥＴＣデバイス9bへの電源供給をすると共に、ホストコンピュータ１と認識処理を開始し、ＵＳＢデバイスとしての動作が開始される（ステップC6）。なお、マスターは起動状態にあるため、復旧対象がマスターであればエラーとなる（ステップC7）。

また、復旧対象が複数、例えば、図４で復旧対象がＵＳＢデバイス3bおよび3eの場合は（ステップC2）、マスターＵＳＢデバイス3dは、起動制御テーブル12の読出し処理を行い、復旧対象のＵＳＢデバイスの内、優先順位の最も高いＵＳＢデバイス（この例では、ＵＳＢデバイス3b）を確認する（ステップC8）。そして、最初に優先順位の高いＵＳＢデバイス3b、次にＵＳＢデバイス3eの順番で、電源制御部13へ電源供給指示を出す（ステップC9）。同時に起動制御テーブル12に当該ＵＳＢデバイスの起動状態をオンに書き替え（ステップC10）、この後にステップC6へ移る。

この時、各ＵＳＢデバイス３を起動させる間隔は、起動制御テーブル12に保存されている起動間隔以上となるよう制御する。また、マスターが自分よりも、優先順位の高いＵＳＢデバイスを省電力状態から復旧させる場合でも、マスター権限は継続とする。この例では、ＵＳＢデバイス3bが起動しても、ＵＳＢデバイス3dからＵＳＢデバイス3bへのマスターの権限の移行は行われない。

（４）全ＵＳＢデバイスの省電力化
次に、全てのＵＳＢデバイス３に対して省電力の指示がされた場合について、図３に示す起動制御テーブル12の内容例と、図９に示すフローチャートを参照して説明する。

ホストコンピュータ１からマスターＵＳＢデバイス3bに対して、現在起動しているＵＳＢデバイスの全てを省電力状態へ移行する指示がされる（図９のステップD1）。マスターＵＳＢデバイス3bのＣＰＵ8bは、電源制御部13に対し、自分以外のＵＳＢデバイス３（ＵＳＢデバイス3a，3c〜3f）への電源供給を停止する指示を出す（ステップD2）。この時の順番は特に規定しない。次に、ＣＰＵ8bは電源スイッチ6bをオフにする。同時に、ホストコンピュータ１へ全てのＵＳＢデバイス3a〜3fの起動が停止することを報告する（ステップD3）。

その後、電源スイッチ5bをオフにする（ステップD4）。この結果、電源スイッチはマスターＵＳＢデバイス3bの電源スイッチ4bのみがオンになった状態になる。この状態は、ＵＳＢ装置２全体としてみた場合でも、マスターのＵＳＢデバイス3bのＵＳＢコントローラ7bのみに電源が供給された状態であることから、必要最低限のレベルの省電力状態であると言える。

また、この状態から復旧する場合は、最初にＵＳＢ装置とホストコンピュータ１が接続された場合（１）と同様の制御で起動される。

本発明のＵＳＢ装置の一実施例を示すブロック図 本発明における起動制御テーブルの第１の内容を示す図 本発明における起動制御テーブルの第２の内容を示す図 本発明における起動制御テーブルの第３の内容を示す図 本発明における起動制御テーブルの第４の内容を示す図 本発明のＵＳＢ装置とホストコンピュータの接続時におけるフローチャート 本発明のＵＳＢ装置の省電力状態への移行時におけるフローチャート 本発明のＵＳＢ装置の省電力状態からの復旧時におけるフローチャート 本発明のＵＳＢ装置の全ＵＳＢデバイス省電力時におけるフローチャート 従来の第１のＵＳＢ装置を示すブロック図 従来の第２のＵＳＢ装置を示すブロック図

符号の説明

１ ホストコンピュータ
２ ＵＳＢ装置
３ ＵＳＢデバイス
４〜６ 電源スイッチ
７ ＵＳＢコントローラ
８ ＣＰＵ
９ ＥＴＣデバイス
10 共通起動制御部
11 制御部電源スイッチ
12 起動制御テーブル
13 電源制御部

Claims (6)

1. 複数のＵＳＢデバイスを実装しホストコンピュータからＵＳＢケーブルを経て電源が供給されるＵＳＢ装置において、
   前記各ＵＳＢデバイスは、
   前記ホストコンピュータと当該ＵＳＢデバイスの認識処理を実施し認識後は前記ホストコンピュータとの間でデータの送受信制御を行なうＵＳＢコントローラと、
   前記ＵＳＢコントローラを経由した前記ホストコンピュータからの指示に従い当該ＵＳＢデバイスの制御を司るＣＰＵと、
   当該ＵＳＢデバイスの内で前記ＵＳＢコントローラおよび前記ＣＰＵを除いた余の回路部分であるＥＴＣデバイスと、
   前記ホストコンピュータからの電源を前記ＵＳＢコントローラのみに給電する第１電源スイッチと、
   前記ＵＳＢコントローラによりオンオフ制御されて前記第１電源スイッチを経た前記ホストコンピュータからの電源を前記ＣＰＵのみに給電する第２電源スイッチと、
   前記ＣＰＵによりオンオフ制御されて前記第２電源スイッチを経た前記ホストコンピュータからの電源を前記ＥＴＣデバイスのみに給電する第３電源スイッチで構成し、
   前記各ＵＳＢデバイスのＣＰＵからオン／オフを制御されて前記ホストコンピュータから供給される電源を取り込む制御部電源スイッチと、
   前記各ＵＳＢデバイスのＣＰＵからデータを読み書きすることが可能であって前記ＵＳＢデバイス毎に起動優先順位，起動状態，起動間隔およびマスター権限が記録されている起動制御テーブルと、
   前記各ＵＳＢデバイスのＣＰＵから任意の前記ＵＳＢデバイスの第１電源スイッチに対して電源供給をオン／オフ制御する電源制御部を有する共通起動制御部を設けたことを特徴とするＵＳＢ装置。
2. 請求項１記載のＵＳＢ装置と前記ホストコンピュータの接続時における給電制御方法であって、
   前記ＵＳＢデバイスの内の一つをマスターＵＳＢデバイスとして当該第１電源スイッチをオンに初期設定する第１段階と、
   前記ホストコンピュータに接続されると前記マスターＵＳＢデバイスが前記起動制御テーブルを読み出す第２段階と、
   優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスがマスターＵＳＢデバイスであった場合は、前記ＥＴＣデバイスへ電源を供給し前記ＵＳＢコントローラは前記ホストコンピュータと認識処理を開始する第３段階と、
   優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスがマスターＵＳＢデバイスでなかった場合は、起動優先順位が最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスに前記マスター権限を委譲するために前記記録を書き替え前記電源制御部に対して新マスターＵＳＢデバイスへの電源供給を指示する第４段階と、
   前記新マスターＵＳＢデバイスにおいて第１電源スイッチをオン、前記旧マスターＵＳＢデバイスにおいて第１電源スイッチをオフする第５段階と、
   前記新マスターＵＳＢデバイスにおいて前記起動制御テーブルを読み出す第６段階と、
   自身が優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスを確認の上、当該ＥＴＣデバイスへの電源供給をすると共に、前記ホストコンピュータと認識処理を開始し自身がマスターＵＳＢデバイスであることを前記ホストコンピュータに報告する第７段階と、
   第７段階において自身が優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスでない場合は、優先順位の高いＵＳＢデバイスの順に第５段階〜第７段階を繰り返す第８段階と、
   前記起動状態がオンの全ＵＳＢデバイスの起動が完了すると前記制御部電源スイッチをオフにする第９段階を有することを特徴とする給電制御方法。
3. 前記第５段階において、前記旧マスターＵＳＢデバイスの第１電源スイッチをオフすることによりオフされた前記制御部電源スイッチは、前記新マスターＵＳＢデバイスの第１電源スイッチをオンすることによりオンされることを特徴とする請求項２記載の給電制御方法。
4. 請求項１記載のＵＳＢ装置の省電力状態への移行時における給電制御方法であって、
   前記ホストコンピュータからマスターＵＳＢデバイスに対して任意のＵＳＢデバイスを省電力状態へ移行させるための指示を行なう第１段階と、
   省電力状態への移行対象のＵＳＢデバイスがマスターＵＳＢデバイス以外であった場合、マスターＵＳＢデバイスのＣＰＵは前記電源制御部に対し当該ＵＳＢデバイスへの電源供給を停止する指示を出す第２段階と、
   省電力状態への移行対象のＵＳＢデバイスがマスターＵＳＢデバイスであった場合は、マスターＵＳＢデバイスのＣＰＵは、マスターの権限を自身以外の優先順位の最も高く起動状態がオンであるＵＳＢデバイスへ委譲させるため、前記起動制御テーブルのマスターのパラメータをマスターＵＳＢデバイスから委譲先のＵＳＢデバイスへ書き換える第３段階と、
   マスターＵＳＢデバイスは、自身の起動状態をオフへ書き替えて前記ホストコンピュータへマスターが移行したことを報告する第４段階と、
   マスターであったＵＳＢデバイスは、自分に対する電源供給を停止するため前記電源制御部に電源供給停止指示を出し前記電源制御部は当該第１電源スイッチをオフにする第５段階を有することを特徴とする給電制御方法。
5. 請求項１記載のＵＳＢ装置の省電力状態からの復旧時における給電制御方法であって、
   前記ホストコンピュータからマスターＵＳＢデバイスに対して任意のＵＳＢデバイスを省電力状態から復旧させるための指示を行なう第１段階と、
   復旧対象が一つの場合、マスターＵＳＢデバイスは前記電源制御部へ当該ＵＳＢデバイスに対する電源供給指示を出し同時に前記起動制御テーブルに当該ＵＳＢデバイスの起動状態をオンに書き替える第２段階と、
   当該ＵＳＢデバイスにおいて前記第１電源スイッチ〜第３電源スイッチがオンし前記ＥＴＣデバイスへの電源供給をすると共に前記ホストコンピュータと認識処理を開始しＵＳＢデバイスとしての動作を開始する第３段階と、
   復旧対象が複数の場合、マスターＵＳＢデバイスは前記起動制御テーブルの読出し処理を行い、復旧対象のＵＳＢデバイスの内で優先順位の最も高いＵＳＢデバイスから順次に前記電源制御部へ電源供給指示を出し同時に前記起動制御テーブルに当該ＵＳＢデバイスの起動状態をオンに書き替える第４段階と、
   当該ＵＳＢデバイスにおいて前記第１電源スイッチ〜第３電源スイッチがオンし前記ＥＴＣデバイスへの電源供給をすると共に前記ホストコンピュータと認識処理を開始しＵＳＢデバイスとしての動作を開始する第５段階を有することを特徴とする給電制御方法。
6. 請求項１記載のＵＳＢ装置の全ＵＳＢデバイス省電力化時における給電制御方法であって、
   前記ホストコンピュータからマスターＵＳＢデバイスに対して、現在起動しているＵＳＢデバイスの全てを省電力状態へ移行するための指示を行なう第１段階と、
   マスターＵＳＢデバイスのＣＰＵは、前記電源制御部に対し自分以外のＵＳＢデバイスへの電源供給を停止する指示を出す第２段階と、
   前記ＣＰＵは当該第３電源スイッチをオフし同時に前記ホストコンピュータへ全てのＵＳＢデバイスの起動が停止することを報告する第３段階と、
   前記ＣＰＵは当該第２電源スイッチをオフにしする第４段階を有することを特徴とする給電制御方法。

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