JP2008084230A - Ｕｓｂデバイス装置のサスペンド制御方法、ｕｓｂデバイス装置及びサスペンド制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＵＳＢホスト機器に依存せずにＵＳＢデバイス機器側で最適なサスペンド処理を行い、充分な消費電力の低減を実現する。
【解決手段】ＵＳＢケーブル３を接続してＵＳＢホスト機器１とＵＳＢデバイス機器２の間で通信を行う際、ＵＳＢデバイス機器２側のトランシーバ部５の監視部９にてパケットの監視を行い、一定期間有効なパケットがなくＳＯＦパケットのみが受信されている状況を検出した場合、それ以降はＵＳＢコントローラ部６に対してデータの送信を停止する。これによりＵＳＢコントローラ部６はバス上のアクティビティが無くなったと判断し、サスペンド状態へ移行する制御を行い、これにより消費電力の低減を図る。
【選択図】図１

Description

本発明はＵＳＢデバイス装置に関し、特にサスペンド状態への移行を制御するＵＳＢデバイス装置のサスペンド制御方法、ＵＳＢデバイス装置及びサスペンド制御プログラムに関する。

近年、携帯型電子機器においては、ＵＳＢ（Universal
Serial Bus）インターフェースに対応しているものが多く普及している。これら携帯型電子機器を周辺デバイス装置として、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）などのホスト機器にＵＳＢケーブルを介して接続することにより、両機器間の通信を可能としている。

図４は従来のＵＳＢホスト機器とＵＳＢデバイス機器のＵＳＢ接続時のサスペンド機能に関連する構成を示す図である。ＵＳＢＩ／Ｆ部４０を備えるＵＳＢホスト機器１０と、ＵＳＢトランシーバ部５０、ＵＳＢコントローラ部６０及び制御部７０を備えるＵＳＢデバイス機器２０とからなり、両者をＵＳＢケーブル３０で接続すると両機器間の通信が可能となる。

ところで、このＵＳＢデバイス機器２０が携帯型電子機器等の場合、同機器２０がバッテリーで駆動されるケースがほとんどであるため省電力についても考慮する必要がある。そこでＵＳＢの規格ではサスペンドという状態が定義されており、この状態に移行することによりＵＳＢケーブルで接続された状態でもＵＳＢデバイス機器２０の消費電力を低減することが可能となっている。これは、少なくとも３ミリ秒間、信号バス上に何のアクティビティも無いと、ＵＳＢデバイス機器２０は実行中のソフトウェアや動作中のデバイスを一時的に停止する等のサスペンド状態に入らなければならないという仕様である。

この種の機能を有する周辺装置であって、ホストコンピュータからＵＳＢケーブルに送出されたフレーム開始（ＳＯＦ；Start Of Frame）パケットを検出する信号検出部を備え、通常動作モードにおいては、前記信号検出部がＳＯＦパケットを検出しない期間が予め設定された期間を越えるときには、通常動作モードを低消費電力モードに切り換え、低消費電力モードにおいては、前記信号検出部がＳＯＦパケットを検出したときには、低消費電力モードを通常動作モードに切り換える機能を備えた周辺装置が提案されている（特許文献１参照）。
実用新案登録第３０６９３０８号公報

前述のように、ＵＳＢホスト機器１０等に接続可能なＵＳＢデバイス機器２０がバッテリーで動作する携帯型電子機器等の場合、消費電力の低減が必須課題となっており、ＵＳＢの規格としても省電力を目的としてサスペンドという停止状態が定義されている。

ところが、ＵＳＢホスト機器１０はＵＳＢデバイス機器２０とＵＳＢケーブルで接続された状態ではキープアライブのために常にＳＯＦパケットをＵＳＢデバイス機器２０側に出し続けており、ＵＳＢホスト機器１０自体が休止モード等にならない限り、ＵＳＢデバイス機器２０はサスペンド状態に移ることができないのが現状である。前記特許文献１記載の周辺装置においても、ホストコンピュータからのＳＯＦパケットが停止しない限りサスペンド状態に移ることができないことにかわりがない。

このように、従来のＵＳＢデバイス機器２０は実質的に殆どサスペンド状態になることはなく、ＵＳＢデバイス機器２０の消費電力は抑えられていないという問題がある。

（目的）
本発明の目的は、前述の課題を解決するものであり、ホスト機器に依存せずにデバイス機器側で最適にサスペンド処理を行え、充分な消費電力の低減を実現できる手段を提供する事にある。

本発明は、ＵＳＢインターフェースを介して接続されたＵＳＢホスト機器とＵＳＢデバイス機器において、当該ＵＳＢデバイス機器側で通信状況の監視を行い、一定期間有効な通信が行われない場合にはデバイス機器側で任意にサスペンド処理を行うことで、ＵＳＢデバイス装置の消費電力を抑えることを可能としている。つまり、
本発明のサスペンド制御方法は、ＵＳＢインターフェースを介して通信を行うＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御方法であって、ＵＳＢデバイス機器側でＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合にサスペンド状態へ移行する制御を行い、前記サスペンド状態においては、ＳＯＦパケット以外の信号を受信した場合にサスペンド状態を解除する制御を行うことを特徴とする。より具体的には、受信したパケットを監視する監視部を含むＵＳＢトランシーバ部とＵＳＢ通信の制御を行うＵＳＢコントローラ部とを有するＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御方法であって、前記監視部はＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合に、それ以降は前記ＵＳＢトランシーバ部からＵＳＢコントローラ部に対してパケットデータの送信を停止し、前記ＵＳＢコントローラ部はパケットデータの停止によりサスペンド状態に移行し、前記監視部は前記サスペンド状態においてＳＯＦパケット以外のパケットを受信した場合に、ＵＳＢコントローラ部に対してパケットデータ又はレジューム信号を送信し、前記ＵＳＢコントローラ部はパケットデータの受信又はレジューム信号の受信によりサスペンド状態を解除することを特徴とする。

本発明のＵＳＢデバイス機器は、ＵＳＢインターフェースを介して通信を行うＵＳＢデバイス機器であって、ＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合にサスペンド状態へ移行し、ＳＯＦパケット以外のパケットを受信した場合にサスペンド状態を解除することを特徴とする。より具体的には、受信したパケットを監視する監視部を含むＵＳＢトランシーバ部とＵＳＢ通信の制御を行うＵＳＢコントローラ部とを有し、前記監視部はＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合に、それ以降は前記ＵＳＢトランシーバ部からＵＳＢコントローラ部に対してパケットデータの送信を停止し、前記ＵＳＢコントローラ部はパケットデータの停止によりサスペンド状態に移行し、前記監視部は前記サスペンド状態においてＳＯＦパケット以外のパケットを受信した場合に、ＵＳＢコントローラ部に対してパケットデータの送信し又はレジューム信号を送信し、前記ＵＳＢコントローラ部はパケットデータの停止又はレジューム信号の受信によりサスペンド状態を解除することを特徴とする。

本発明のサスペンド制御用プログラムは、ＵＳＢインターフェースを介して通信を行うＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御を行うサスペンド制御用プログラムであって、コンピュータに、ＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合にサスペンド状態へ移行する機能を実現することを特徴とし、前記サスペンド状態においては、ＳＯＦパケット以外の信号を受信した場合にサスペンド状態を解除する機能を実現することを特徴とする。

本発明はＵＳＢケーブルを接続してＵＳＢホスト機器とＵＳＢデバイス機器の間で通信を行う際、ＵＳＢデバイス機器側のトランシーバ部にてパケットの監視を行い、一定期間有効なパケットがなくＳＯＦパケットのみが送信されている状況を検出した場合、それ以降はＵＳＢコントローラ部に対してデータの送信を停止する。これによりＵＳＢコントローラ部はデータ処理が不要となり、また、バス上のアクティビティが無くなったと判断することで、サスペンド状態へ移行することができ、これにより充分な消費電力の低減を図る事が可能となる。

本発明によれば、ＵＳＢホスト機器の動作の停止等に依存することなく、ＵＳＢデバイス機器側の判断で、有効な通信のない期間はサスペンド状態に移行することができるため、ＵＳＢデバイス機器のＵＳＢ接続時の消費電力の低減が可能となる。

（構成の説明）
以下、本発明の一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は本実施の形態の構成を示すシステム構成図である。本システムはＵＳＢ通信を行うためのインターフェースのＵＳＢＩ／Ｆ部４を備えるＵＳＢホスト機器１と、ＵＳＢトランシーバ部５、ＵＳＢコントローラ部６及び制御部７を備えるＵＳＢデバイス機器２とからなり、ＵＳＢホスト機器１とＵＳＢデバイス機器２がＵＳＢケーブル３を介して接続され、ＵＳＢホスト機器１とデバイス機器２との間で種々の情報の送受信が可能である。

本実施の形態におけるＵＳＢトランシーバ部５は、ＵＳＢプロトコルの物理層を担い、ＵＳＢバスとのインターフェースを可能とするために信号レベルの変換等を行う回路であり、ＵＳＢトランシーバ部５の機能として、信号変換を行う変換部８に加え、以下詳述するパケットの監視を行う監視部９を有している。

ＵＳＢコントローラ部６は、ＵＳＢプロトコルの論理層を担い、ＵＳＢ通信の制御を行う回路であり、パケットデータの受信の停止によりサスペンド状態となり、ＵＳＢトランシーバ部５側からの通信の再開を促すパケットデータの受信やレジューム（Resume）信号の受信（検知）によりサスペンド状態から復帰し、通常の通信を再開できる状態となる。

制御部７はソフトウェアによりＵＳＢデバイス機器２に応じた機能を実現する制御を行うとともに、ＵＳＢコントローラ部６の制御を行い、ＵＳＢデバイス機器の種類及びその通信内容に応じて、記憶、読み出し、画像処理、表示、印字等の各種処理の制御機能を有する。

本実施の形態のＵＳＢホスト機器１及びＵＳＢデバイス機器２のより具体的な構成及び機能は以下のとおりである。
ＵＳＢホスト機器１は、ＵＳＢＩ／Ｆ部４を介してＵＳＢケーブル３（ＵＳＢバス）に対し、１ｍｓごとに反復されるＳＯＦパケットを送信して時間を前記ＳＯＦパケットで開始するフレーム単位に区切り、前記ＳＯＦパケットに続いてトークン（Ｔｏｋｅｎ）・パケットを送信し、ＵＳＢデバイス機器２に対する転送方向やアドレス、エンドポイント等を通知し、データ・パケット等を送信する機能を有する。一方、アドレス指定されたＵＳＢデバイス機器２はデータ・パケット、ハンドシェイク・パケット等で応答することを可能とし、周期的にＵＳＢデバイス機器２との通信を行う機能を有する。したがって、ＵＳＢバス上でＳＯＦパケットとそれ以降の各パケットが送受信されていなければ、ＵＳＢバスは有効な通信状態とならない。

ＵＳＢデバイス機器２のＵＳＢトランシーバ部５内の監視部９は、ＵＳＢケーブル３上の各種パケットを受信し、ＵＳＢホスト機器１からのＳＯＦパケットとそれ以降のパケットとを検出可能であり、ＵＳＢバスは有効な通信の期間か否かを、ＳＯＦパケットのみが検出されるか、又はＳＯＦパケットとそれ以降のパケットとが検出されるかで判断し、有効な通信の期間に受信したパケットを変換部５に送信する。

このため監視部９にはＳＯＦ受信カウンタ９１を備え、ＳＯＦパケットのみの検出時に、当該検出毎に前記ＳＯＦ受信カウンタ９１で前記ＳＯＦパケットをカウントし、ＳＯＦパケット及びそれ以降のパケットの検出時に、前記ＳＯＦカウンタ９１のカウント値をクリアする機能を有し、前記ＳＯＦ受信カウンタ９１のカウント値が規定値を超えた場合に有効な通信状態でないとして、それ以降は、ＵＳＢトランシーバ部５からＵＳＢコントローラ部６に対するデータ送信を停止（バスはアイドル状態に）し、ＵＳＢコントローラ部６側をサスペンド状態に制御する機能、前記サスペンド状態でＳＯＦパケット以外のパケットを受信した場合に、直ちにサスペンド状態を解除させ通信の再開を促すため、パケットデータ又はレジューム信号をＵＳＢコントローラ部６側に送信する機能、及び、当該サスペンド状態か否かの情報を記憶する機能等を有する。

ＵＳＢコントローラ部６は、ＵＳＢトランシーバ部５からのパケットデータの停止により実行中の処理機能や動作中のデバイスを一時的に停止する等のサスペンド状態とし、サスペンド状態においてはパケットデータ又はレジューム信号の受信によりサスペンド状態を解除し、通常の通信を再開する機能を有する。

（動作の説明）
図２は本実施の形態のデバイス機器の処理を示すフローチャート図である。図２に示すフローチャートを使用して本実施の形態の動作を詳細に説明する。

ＵＳＢトランシーバ部５の監視部９では、信号ラインからパケットを受信すると（ステップＡ１）、受信したパケットをモニタしてＳＯＦパケットのみであるか否かを判別する（ステップＡ２）。ＳＯＦパケットのみであれば、ＳＯＦ受信カウンタをインクリメントする（ステップＡ３）。監視部９はＳＯＦ受信カウンタ値と規定値とを比較し（ステップＡ４）、ＳＯＦ受信カウンタのカウンタ値が規定値以下であればそのままのデータを変換部８に送信する（ステップＡ６）。ＳＯＦ受信カウンタが規定値を超えた場合、変換部８へのデータ送信を停止し、バスをアイドル状態とし、サスペンド状態へ移行させるとともに該サスペンド状態の情報を記憶する（ステップＡ５）。

ステップＡ２で、ＳＯＦパケット以外の信号を受信した場合、監視部９はＳＯＦ受信カウンタのクリアを行う（ステップＡ７）。その後、サスペンド状態か否かの情報の確認を行い（ステップＡ８）、サスペンド状態でなければそのままデータを変換部８に送信する（ステップＡ６）。ステップＡ８で、サスペンド状態の情報が確認された場合は、通信の再開を促すためのレジューム信号の送信を行い（バス状態をＤａｔａ ｋ状態等にすることで通知）、通常状態へ移行させる（ステップＡ９）。なお、ステップＡ５、Ａ９では、サスペンド状態か否かの情報の記憶処理も行われる。

（他の実施の形態）
以上の実施の形態では、受信パケットの監視を監視部のハードウエア構成で実施して好適な例を示したが、本発明はプログラム制御により動作させるように構成できることは明らかである。

図３は本発明の他の実施の形態の監視部の構成例を示す図である。本実施の形態ではＵＳＢトランシーバ部５内の監視部１０におけるパケットの受信及び監視等の機能について、ＵＳＢケーブル３からのパケットを検出するパケット検出部１３と、コンピュータ制御構成とした監視制御部（ＣＰＵ）１１とメモリ部（ＲＡＭ及びＲＯＭ）１２とからなり、監視制御部１１は前記メモリ（ＲＯＭ）１２内に格納されたＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御を行うサスペンド制御用プログラムにより制御可能に構成したものである。監視制御部１１は、メモリ部１２に格納されたサスペンド制御用プログラムを読み込み、当該プログラムにより制御されパケット検出部１３を制御する。

本実施の形態のパケット検出部１３はＵＳＢホスト機器１からのパケットを受信し、監視制御部（ＣＰＵ）１１による制御により以下の機能を実現する。つまり、パケットの種類を判定し、有効な通信の期間に受信したパケットを変換部５に送信する。また、ＵＳＢホスト機器１からのＳＯＦパケットとそれ以降のパケットとを識別可能であり、ＵＳＢバスが有効な通信の期間か否かを、ＳＯＦパケットのみが検出されたか、又はＳＯＦパケットとそれ以降のパケットとが検出されたかで判断する。

ＳＯＦパケットのみの検出時には、当該検出毎に監視制御部１１はカウント機能を実現し、ＳＯＦパケット及びそれ以降のパケットの検出時に、前記カウント機能によるカウント値のクリア機能を実現し、前記カウント値が規定値以上の場合に有効な通信状態でないとして、それ以降はＵＳＢトランシーバ部５からＵＳＢコントローラ部６に対するデータ送信を停止（バスはアイドル状態に）する機能を実現する。これにより、ＵＳＢコントローラ部６はバス上のアクティビティが無くなったと判断し、サスペンド状態へ移行する。

更に、監視制御部１１はパケット検出部１３で検出したパケットにＳＯＦパケット以外のパケットが含まれている場合には、パケットデータ又はレジューム信号を変換部８を介してＵＳＢコントローラ部６に送信し、サスペンド状態を解除する。なお、サスペンド状態か否かの情報は前記メモリ（ＲＡＭ）１２等に格納して受信したパケットの種類による前述の制御において参照することができる。

また、本発明は図３に示すように監視部内におけるプログラム制御により監視機能及びサスペンド機能を実現する代わりに、図１に示す構成で制御部７のプログラム制御により図３と同様のパケット受信部の制御機能を実現するように構成することが可能であることはいうまでもない。

本発明の一実施の形態の構成を示すシステム構成図である。 本実施の形態のデバイス機器の処理を示すフローチャート図である。 本発明の他の実施の形態の構成を示す図である。 従来のＵＳＢホスト機器とＵＳＢデバイス機器のＵＳＢ接続時のサスペンド機能に関連する構成を示す図である。

符号の説明

１、１０ ＵＳＢホスト機器
２、２０ ＵＳＢデバイス機器
３、３０ ＵＳＢケーブル
４、４０ ＵＳＢＩ／Ｆ部
５、５０ ＵＳＢトランシーバ部
６、６０ ＵＳＢコントローラ部
７、７０ 制御部
８ 変換部
９、１０ 監視部
１１ 監視制御部
１２ メモリ部
１３ パケット検出部

Claims (10)

1. ＵＳＢインターフェースを介して通信を行うＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御方法であって、ＵＳＢデバイス機器側でＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合にサスペンド状態へ移行する制御を行うことを特徴とするＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御方法。
2. 前記サスペンド状態において、ＳＯＦパケット以外の信号を受信した場合にサスペンド状態を解除する制御を行うことを特徴とする請求項１記載のＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御方法。
3. 受信したパケットを監視する監視部を含むＵＳＢトランシーバ部とＵＳＢ通信の制御を行うＵＳＢコントローラ部とを有するＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御方法であって、前記監視部はＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合に、それ以降は前記ＵＳＢトランシーバ部からＵＳＢコントローラ部に対してパケットデータの送信を停止し、前記ＵＳＢコントローラ部はパケットデータの停止によりサスペンド状態に移行することを特徴とするＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御方法。
4. 前記監視部は前記サスペンド状態においてＳＯＦパケット以外のパケットを受信した場合に、ＵＳＢコントローラ部に対してパケットデータ又はレジューム信号を送信し、前記ＵＳＢコントローラ部はパケットデータの受信又はレジューム信号の受信によりサスペンド状態を解除することを特徴とする請求項３記載のＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御方法。
5. ＵＳＢインターフェースを介して通信を行うＵＳＢデバイス機器であって、ＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合にサスペンド状態へ移行することを特徴とするＵＳＢデバイス機器。
6. ＳＯＦパケット以外のパケットを受信した場合にサスペンド状態を解除することを特徴とする請求項５記載のＵＳＢデバイス機器。
7. 受信したパケットを監視する監視部を含むＵＳＢトランシーバ部とＵＳＢ通信の制御を行うＵＳＢコントローラ部とを有し、前記監視部はＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合に、それ以降は前記ＵＳＢトランシーバ部からＵＳＢコントローラ部に対してパケットデータの送信を停止し、前記ＵＳＢコントローラ部はパケットデータの停止によりサスペンド状態に移行することを特徴とするＵＳＢデバイス機器。
8. 前記監視部は前記サスペンド状態においてＳＯＦパケット以外のパケットを受信した場合に、ＵＳＢコントローラ部に対してパケットデータの送信し又はレジューム信号を送信し、前記ＵＳＢコントローラ部はパケットデータの停止又はレジューム信号の受信によりサスペンド状態を解除することを特徴とする請求項７記載のＵＳＢデバイス機器。
9. ＵＳＢインターフェースを介して通信を行うＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御を行うサスペンド制御用プログラムであって、コンピュータに、ＳＯＦパケットのみの受信が連続的に規定数を超えた場合にサスペンド状態へ移行する機能を実現することを特徴とするＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御用プログラム。
10. 前記サスペンド状態において、ＳＯＦパケット以外の信号を受信した場合にサスペンド状態を解除する機能を実現することを特徴とする請求項７記載のＵＳＢデバイス機器のサスペンド制御用プログラム。

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