JP2009187418A - 電源停止型コンピュータシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 必要な時だけ電源が投入され、既定時間アイドリング状態が続くとＣＰＵを停止させることによりシステムを省電力化するコンピュータシステムを提供する。
【解決手段】 ネットワークで店舗端末から暗号化されたデータを受信して暗号解読する通信手段と、受信したデータを既定のブロック化された固定アドレスに格納するメモリ手段と、前記店舗端末から受信したデータを計算処理するデータ処理手段と、前記メモリ手段の接続相手を選択制御する外部制御可能型ラッチ回路とで構成されるユニットを複数組み合わせたコンピュータシステムであって、前記ラッチ回路は電源が切断されても電源切断直前の状態を保持するようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、必要な時だけ電源が投入され、既定時間アイドリング状態が続くと、次にアクセスがあるまで電源を切断してＣＰＵを停止させることによりシステムを省電力化するコンピュータシステムに関する。

従来の汎用パーソナルコンピュータの構成は、図４に示されるように、ペンティアム（登録商標）などのＣＰＵ１０１を搭載したマザーボード１０２に、ＢＩＯＳを搭載したプログラム格納可能な不揮発性メモリ１０３、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）などのＯＳをインストールしたハードディスク１０４、ＣＰＵ１０１の作業領域としてのメモリ１０５、更にヒューマンインターフェースとしてのキーボード１０６、マウス１０７が接続され、ＣＰＵ１０１の処理結果などを表示するディスプレイ１０８が備えられている。

前記汎用のコンピュータに電源を入れるとマンマシンインターフェースを持つ汎用ノイマンコンピュータの常として、起動するまでに時間がかかる。これは、通常において下記のようなプロセスを順番に実行しないと機能しないからである。
（１）コンピュータの電源が入ると、ビデオカードのＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）が起動し、続く初期化のプロセスを画面に表示する。
（２）ロゴマークやシステムチェック状態の画面表示。
（３）表示が可能となった後、マザーボードにあるＢＩＯＳを起動し、メモリ異常チェックや、その他のデバイス（ハードディスク、ＤＶＤドライブや、フレキシブルディスク、ディスプレイ、キーボード、マウス、外部インターフェースカード等）にあるＢＩＯＳの起動を実行する。
（４）すべてのＢＩＯＳが無事に起動したことを確認して起動プロセスを終了する。
（５）所定のＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）を起動し、予め設定された順序で起動ドライブを検索する。
（６）ハードディスクが起動すると、前記ＢＩＯＳはＭＢＲ（Ｍａｓｔｅｒ Ｂｏｏｔ Ｒｅｃｏｒｄ）を読み込み、ハードディスクに書き込まれたＯＳを起動させる。
（７）ハードディスクから前記ＭＢＲが読み込まれると、ハードディスク上に書き込まれている起動プログラムやＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）などのＯＳに保存された設定に従って、所定のＯＳが起動する。

例として、Ｐｅｎｔｉｕｍ（登録商標）１．８ＧＨｚのＣＰＵと１ＧＢのメモリと１２０ＧＢのハードディスクにＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＸｐＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌをインストールしたコンピュータで起動時間を測定すると、（１）〜（２）までに約１秒、（３）から（６）までに２秒、（７）から初期画面が出るまでに数秒（デフォルトでスタートアッププログラムに登録されているプログラムの数等に依存して早くて１分前後、遅いと数分の場合もある）かかり全ての動作を完了して、操作が可能になるまでに１分以上かかっているのが現状である。

上記の起動時間問題の要因のひとつはハードディスクの機械的な動作時間であり、必要なデータを読み出す際に、ディスクの回転やヘッドの移動など機械的な動作をともなうため、どうしても読み出しまでに時間がかかってしまう。

この問題を改善する目的でフラッシュメモリだけで構成したシリコンディスクやハードディスクとフラッシュメモリを組み合わせたハイブリッドＨＤＤも開発されている。フラッシュメモリは電源を切っても内容が保持されるので、コンピュータの電源を切る（シャットダウンや休止状態への移行をする）際に、再開に必要なデータをフラッシュメモリに蓄えることで、次回のＯＳの起動が高速化されると言われている。

例えば、米国シーゲート社の製品Ｍｏｍｅｔａｓ５４００ＰＳＤは、２５６ＭＢのフラッシュメモリとハードディスクを組み合わせたもので、フラッシュメモリを利用することで休止状態からの復帰時間が従来モデルに比べて最大２０％高速になり、ディスクの回転時間も短縮することにより、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）の立ち上げ時間を約半分に短縮したと言われているが、それでもコンピュータの起動には１分以上はかかってしまうのが現状である。

しかも、何かのプログラムを実行している最中に電源を切ってしまうとディスク内部のデータが部分的に破壊され、次に電源を入れるとスキャンディスクなどでディスクに保存されたデータの確認が必要となり、この確認が終わらないと前記ＯＳのブート作業が始まらない。

この問題は、磁気記録方式のハードディスクだけの問題ではなく、例えばハードディスクと不揮発性の半導体メモリであるフラッシュメモリを組み合わせたハイブリッドＨＤＤや、フラッシュメモリによるハードディスクの場合でも同じ問題が発生する。

上記のような突然の停電でも異常を起こさずにシステムを早期に復旧させるために、最初にマスタ記憶装置への書き込みを行い、マスタ記憶装置への書き込みが完了してから、スレーブ記憶装置への書き込みを行ってデータを順次書き込んで２重化を行いシステムの信頼性向上を目指したシステムであって、データの書き込み中のある瞬間に異常電源断が発生したとしても、その瞬間には一方の記憶装置に対して書き込みを行っているだけであり、他方の記憶装置に対しては書き込み中ではないので、書き込み中ではない他方の記憶装置には、信頼性の高いデータが保持されていることが保証され、次回の電源ＯＮ時には、他方の記憶装置に保持されているデータを用いて正常に復旧処理を行うことができるデータ２重化システムが知られている（特許文献１）。

また、データを保持するメインメモリないしはディスクとＣＰＵとの間に、障害検出と訂正を行う機能部を具備するキャッシュメモリ制御部を介在させ、ＣＰＵからデータへのアクセスはキャッシュメモリ制御部を中継し、ＣＰＵからデータへのアクセスを制御するキャッシュアクセス制御方式に適用するキャッシュメモリにおけるデータの訂正不可能障害の救出方法において、アクセス要求のあるデータが、キャッシュメモリに登録されており、予め定めたキャッシュヒット回数よりも多くヒットした場合には、定められたエントリが空きエントリであればそこに当該データの複製データを作成し、定められたエントリが空きエントリでなく複製データがあれば複製データを消去したそのエントリに当該データの複製データを作成し、定められたエントリが空きエントリでなく複製データでもない場合は、当該データの複製データを作成しないキャッシュメモリにおけるデータの訂正不可能障害の救出方法が知られている（引用文献２）。

更に、コンピュータを、記録媒体に記録された画像データと該画像データに基づいて生成された縮小画像データや家電機器用データなどの互いに関連付けられた複数種類のデータの読み取りが可能であるかをチェックする読み取りチェック手段２５、複数種類のデータの内の所定の種類のデータの読み取りができない場合に、該記録媒体に記録された他の種類のデータを用いて所定の種類のデータを修復するデータ修復手段２６、読み取り可能な種類のデータと修復された所定の種類のデータとを他の記録媒体にバックアップするバックアップ手段２７として機能させることにより、記録媒体に記録された複数種類のデータを確実に他の記録媒体にバックアップすることができるデータ修復プログラム及びデータ修復方法が知られている（引用文献３）。

また読み書き可能な不揮発メモリデバイスにおいて、該不揮発メモリの領域を細分化することによりメモリマッピング時間を短縮し、実データ書き込み前に書き込み領域を退避して、電源断に備え、複数の領域にまたがるデータ書き込みが発生した場合に、２つ以上の領域を同時にバックアップすることによりデータ不整合を防止する内容が知られている（特許文献４）。

更に、不揮発メモリにおいて、一括消去可能な複数のブロックに分割され、ブロックには、ブロックの論理アドレスが格納され、ファイルが複数のブロックに亘る場合には、次のブロックの論理アドレスである連結アドレスが格納され、ファイルがブロックで終了している場合には、最終ブロックであることを示すフラグが格納され、連結アドレスが指し示す論理アドレスが存在しないことが検出されたとき、ブロックの連結アドレスが指し示すブロックとして新規ブロックが割り当てられ、新規ブロックに正しく読めるページまでのデータがコピーされ、新規ブロックに最終ブロックであることを示すフラグを格納する外部記憶装置が知られている（特許文献５）。
特開２００６−７９５２２ 特開２００５−４２９０ 特開２００７−１８２７３ 特開２００８−４０１１ 特開２０００−１６３３０２

特許文献１においては、マスタ記憶装置とスレーブ記憶装置の２組の記憶装置を備えることで突然の電源断でもデータが失われることのない様にしているが、システムの中の記憶装置だけの対策であり、システム全体の停電対策にはならない。

特許文献２においては、データを第１の記憶手段、第２の記憶手段へ順次書き込むことで２重化を行う構成であり、電源断が発生した時にも必ず一方の記憶手段は正常で信頼性の高いデータが保持されているため、次回の電源起動時には、正常な記憶装置に保持されているデータを用いて正常に復旧処理を行うことができるが、復帰処理は記憶装置のみであり、システム自体はリセットしてから起動する必要があるので起動時間の短縮には寄与しない。

特許文献３においては、画像データと該画像データに基づいて生成された縮小画像データや家電機器用データなどの互いに関連付けられた複数種類のデータが記録された記録媒体に対して、上記複数種類のデータの読み取りが可能であるかをチェックし、その中の所定の種類のデータが読み取れない場合に、該記録媒体に記録された他の種類のデータを用いて所定の種類のデータを修復し、読み取り可能な種類のデータと修復された所定の種類のデータとを他の記録媒体に記録する制御を行い、記録媒体に記録された複数種類のデータを確実に他の記録媒体にバックアップすることはできるが、システム全体は再起動する必要があり、起動時間の短縮には寄与していない。

特許文献４においては、不揮発記憶装置のデータ書き込みの基本パターンにおいて、作業中ビットを走査して作業中ビットが立ったままだった場合は、電源断等によって前回作業が中断したと判断して、バックアップ領域から作業中ビットが立ったままの領域へデータを戻し、作業中ビットを落とし、次に書き換え領域からバックアップ領域へデータを退避し、書き換え領域のデータ終端が領域間を跨いでいるかどうかを判断し、跨いでいれば退避を継続、跨いでいなければ退避を完了し、次に書き換え領域の作業中ビットを立て、データを書き換え、パリティを計算書き換えし、作業中ビットを落としているが、停電のバックアップは不揮発記憶装置のみであり、システム全体のバックアップではない。

特許文献５においては、不揮発性メモリは、一括消去可能な複数のブロックに分割され、ブロックには、ブロックの論理アドレスが格納され、ファイルが複数のブロックに亘る場合には次のブロックの論理アドレスである連結アドレスが格納され、ファイルがブロックで終了している場合には最終ブロックであることを示すフラグが格納され、連結アドレスが指し示す論理アドレスが存在しないことが検出されたとき、ブロックの連結アドレスが指し示すブロックとして新規ブロックが割り当てられ、新規ブロックに正しく読めるページまでのデータがコピーされ、新規ブロックに最終ブロックであることを示すフラグが格納されるが、この仕組みでは停電時において、不揮発メモリのデータが修復されるだけでありシステム全体はバックアップされない。

上記の特許文献では解決されず、本発明によって解決しようとする問題点は、突然の異常電源断が発生しても電源復帰後に短時間で復旧できるコンピュータシステムを提供することである。

本発明は、必要な時だけ電源が投入され、既定時間アイドリング状態が続くと、次にアクセスがあるまで電源を切断してＣＰＵを停止させることによりシステムを省電力化するコンピュータシステムを提供するために、ネットワークで店舗端末からデータを受信する通信手段と、受信したデータを既定のブロック化された固定アドレスに格納するメモリ手段と、前記店舗端末から受信したデータを計算処理するデータ処理手段と、前記メモリ手段の接続相手を選択制御する外部制御可能型ラッチ回路とで構成されるユニットを複数組み合わせたコンピュータシステムであって、前記メモリ手段とデータ処理手段とラッチ回路は電源が切断されても電源切断直前の状態を保持するようにした。これにより複数ＭＰＵでマッピングを可能とした。

これにより、稼働時は大電力を消費するコンピュータシステムであっても非稼働時は待機電力のみを消費し、省エネルギーのみならずハードウェアの寿命を延命するのでコンピュータシステム全体の耐久性も向上する。

また、前記ラッチ回路が、不揮発性メモリで構成され、電源が瞬断されても処理状態を維持すること、前記データ処理手段をＭＰＵとプログラム格納可能な不揮発性メモリで構成すること、前記通信手段が店舗端末からデータを受信したことをトリガーとして前記通信手段から前記ＭＰＵの電源投入指令を出し、共通クロックの既定倍数時間毎にバケツリレー方式で連鎖的にＭＰＵを順次起動させること、前記通信手段が店舗端末から受信するデータは暗号化されていて、前記通信手段によって復号化されること、複数の前記ＭＰＵが固有アドレスを持つ前記メモリ手段のデータを共有し、前記ラッチ回路による切替で使用されることなども考えられる。

本発明の電源停止型コンピュータシステムは、業務毎に小電力ＭＰＵをあてコマンドで区切ったバッチ処理によるプログラムを使うことにより、従来は２４時間連続稼働しなくてはならなかったオンラインシステムがオンデマンド処理できるようになるので大幅な電力の節約と機器寿命の延命が可能となり、京都議定書において決議されたＣＯ_２排出量低減に寄与する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一機能を有するものは同一の符号とし、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明における電源停止型コンピュータシステムの構成図である。第１の店舗にある３台のＰＯＳ端末７ａ〜７ｃに一旦蓄積されたＰＯＳデータは、ローカルサーバー５上で動作するデータベースサーバーソフト上に蓄積される。その後、夜間になると、前記ローカルサーバー５で暗号化されたＰＯＳデータが全国の店舗にあるローカルサーバー５から、ネットワーク４を介して送信され、暗号・復号モデムで復号されたＰＯＳデータが電源停止型コンピュータシステム１に送信され、復号やデータ処理の後、統合データベース３に売上データとしてまとめられる。

図２は本発明における電源停止型コンピュータシステムのユニット構成図である。暗号・復号モデム２には、左側の矢印で前記ネットワーク４からＰＯＳデータが入力され、自律型Ｉ／Ｏインターフェース８に送られる。

暗号・復号モデム２は、図１のローカルサーバー５、６にて暗号化されたＰＯＳデータに対して復号する機能を持ち、ＰＯＳ端末７ａ〜７ｇで生成したＰＯＳデータを平文化して自律型Ｉ／Ｏインターフェース８に送出する。

自律型Ｉ／Ｏインターフェース８から先のプログラマブル・トグルスイッチ１０以降のオフラインＣＰＵ１４については、タスクが終了してデータ入力が無い場合は、所定の時間を経過すると電源が切断されていて、自律型Ｉ／Ｏインターフェース８からの信号入力がトリガーとなってオフラインＣＰＵ１４を起動させる仕組みになっている。

自律型Ｉ／Ｏインターフェース８からの信号入力により起動したプログラマブル・トグルスイッチ１０は所定のプロトコルに従ってメインメモリ（ＲＡＭ）１１とＭＰＵユニット１２ａ〜１２ｅとメインメモリ（ＲＡＭ）１１を既定のプロトコルに従って接続の切替を行うことにより所定のデータ処理を行う。

上記において、ＭＰＵユニット１２ａ〜１２ｅは演算処理をするマイクロプロセッサＭＰＵとプログラム格納可能な不揮発性メモリで構成されている。

ＭＰＵユニットは、処理速度によって分けられた業務処理を終了したときは、それぞれ終了フラグを立て、加えて自立型Ｉ／Ｏインターフェース８が受信をしないときは、即座に節電モードに入る。

また、上記複数のＭＰＵユニット１２ａ〜１２ｅがデータを共有するために、メインメモリ（ＲＡＭ）内に領域設定された共通のメモリ領域を適宜切り替えながら使用することにより従来のマンマシンインターフェースを持つ汎用ノイマンコンピュータのように頻繁なメモリマッピングをすることなくデータ処理ができるようになる。

前記所定のデータを受信すると、プログラマブル・トグルスイッチ１０はスイッチｃ０とスイッチｃ１を接続して、メインメモリ（ＳＲＡＭ）１１の所定アドレスのデータを自律型Ｉ／Ｏインターフェース８に戻し、自律型Ｉ／Ｏインターフェース９を介して統合データベース３に処理済みデータを格納する。

また統合データベース３のデータは、自律型Ｉ／Ｏインターフェース９からメインメモリ（ＳＲＡＭ）１１に書き込まれ、自律型Ｉ／Ｏインターフェース９を介してＤＢアクセス端末１３で表示することが出来る。

一連のデータ処理が終了し、所定の時間、例えば５分間何も自律型Ｉ／Ｏインターフェース８からプログラマブル・トグルスイッチ１０に信号が送られて来ない場合は、プログラマブル・トグルスイッチ１０以降のオフラインＣＰＵ１４は電源を切断して節電モードに入る。

前記節電モードにおいて、プログラマブル・トグルスイッチ１０及びＳＲＡＭ１１は内部の状態を保持し、次に自律型Ｉ／Ｏインターフェース８からプログラマブル・トグルスイッチ１０に信号が送られて来た時にすぐ所定のデータ処理ができるレイアウトとなっている。

また、何らかの外的な電源障害によってシステム全体の電源が切断された場合においても、プログラマブル・トグルスイッチ１０は動作停止寸前の状態を保持し、次に電源が投入された時に、ＭＰＵ並びにプログラマブル・トグルスイッチ１０自身、メインメモリ（ＲＡＭ）１１のデータを使って停電直前の作業を継続することができる。

なお、統合データベース３については、従来のシステム、例えば統合データベースとしてマイクロソフト社のＳＱＬサーバーや、オラクル・インターナショナル・コーポレーション社のＯＲＡＣＬＥ（登録商標）などのリレーショナルデーターベースＲＤＢが使える。

また、ＤＢアクセス端末１３も、既存のサーバーや市販データベースと接続可能なコンピュータシステムを使うことができる。

上記において、例えばＰＯＳの販売データと商品ごとの部門マスタから販売実績を抽出し、部門ごとに集計を実行する場合は、ＭＰＵユニットを５個並列に設けることにより５つのコマンドで処理することが出来る。

まず、元データとして販売店コード（１）、商品コード（２）、販売日（３）、売れ数（４）、売上げ（５）、レジでの値引き額（６）の６項目からなる販売データ（ＵＲＥ）をＰＯＳから受信する。
0001000000720071201117 8335 -145
0001000000720071203 221154700
0001000000720071205 85 59500
0001000000720071206 29320527-17
0001000000720071207 445311500
00020000007 2007120215011768-1268
00020000007 20071203 588411600
0002000000720071204444310800

次に、統合データベース３から、商品コード（１）、商品の部門コード（２）、部門名（３）の項目からなる部門マスタ（ＢＵＭＯＮ）を検索する。
0000007001野菜
0000017001野菜
0000021002果物
0000025002果物
0000027001野菜
0000030001野菜
0000043001野菜

ここで第１番目のＭＰＵを使って、Ｌｉｎｕｘコマンド“ａｗｋ”を使って、前記販売データ（ＵＲＥ）から、２００７年１２月１日の実績を抽出する。
awk'$3==”20071201”ｕｒｅ＞ｆｉｌｅ１
(ｆｉｌｅ１)
00010000007 20071201117 8335 -145
0003 0000007 2007120153038118-1018
00040000007 2007120163045200-1100
0006 0000007 20071201586410200
0007 00000072007120179 55300
0009 0000007 20071201552386400

次に第２番目のＭＰＵで“join”コマンドで部門マスタとマッチングして各商品コードに部門コードと部門名を付ける。
joinl key=2bumon filel〉ｆｉｌｅ２
(ｆｉｌｅ２)
00010000007001野菜200712011178335-145
00030000007001野菜2007120153038118-1018
00040000007001野菜2007120163045200-1100
00060000007001野菜20071201586410200
00070000007001野菜200712017955300
00090000007001野菜20071201552386400

更に、第３番目のＭＰＵで“ｓｏｒｔ”コマンドを使って、部門コードで集計する準備として、部門コードで並び替える。
SOrt十2-3 file2〉 file3
(file3)
00010000007001野菜200712011178335-145
00010000017001野菜200712013152700
00010000030001野菜200712015751725000
00010000043001野菜2007120148206400
00010000048001野菜200712014151992000
00010000053001野菜20071201406216270-1090

次に、“ｓｍ２”コマンドを使って部門コードが同じ行の販売データを合計する。
Sm2346 8file3 〉 file4
(fiIe4)
001野菜283429152686222-259292
002果物226580127594914-190124
003魚介類299646174203262-263102
004肉類10223664339689-89249
005調味料19819574318782-166282
006乾物そのほか9776340032336-89066
007米4502334668039-30189
008和風冷蔵6312023714794-63064
010飲料10837863973976-94756
011酒類2037210088493-22153

更に、“ｓｍ５”コマンドを使って全ての部門の販売合計を算出する。
Sm51235 f=e4〉 file5
(file5)
1:部門コード2:部門名 3:売れ数合計4:売上げ合計5:レジ値引き額合計)
001野菜283429152686222-259292
002果物226580127594914-190124
003魚介類299646174203262-263102
004肉類10223664339689-89249
005調味料19819574318782-166282
006乾物そのほか9776340032336-89066
007米4502334668039-30189
008和風冷蔵6312023714794-63064
010飲料10837863973976-94756
011酒類2037210088493-22153
@@@@@@@1444742765620507-1267277

上記においては、各コマンド別にＭＰＵを使ったが、コマンドのインタープリターを使ってプログラム上内で分岐させることにより上記５つのコマンドを単一プログラム化することも可能である。

図３は、電源停止型コンピュータシステムのユニットにおけるデータフローの例である。最上段が図２にある機能ブロック位置を表し、その下に信号の入出力タイミングを矢印で記載した。

アクションａ１により、各店舗のＰＯＳローカルサーバー５、６からのＰＯＳデータが暗号・復号モデム２に入力され、ＰＯＳデータはデコードされる。アクションａ２によって、受信データは自律型Ｉ／Ｏインターフェース８に転送されて復号化後に、ＰＯＳデータはデコードされる。

自立型Ｉ／Ｏインターフェース８に送られたデータは、アクションａ３によってプログラマブル・トグルスイッチ１０に送られ、更にアクションａ４でメインメモリ（ＲＡＭ）１１にＰＯＳデータを書き込まれる。

メインメモリ（ＲＡＭ）１１に格納されたデータはアクションａ５で指定されたＭＰＵユニット１２ａ〜ｅのいずれかのＭＰＵユニットに送られてデータ処理される。

データ処理されたデータはアクションａ６でメインメモリ（ＲＡＭ）１１に戻される。ここでの処理は、プログラマブル・トグルスイッチ１０の設定プログラムによってＭＰＵユニット１２ａ〜１２ｃのいずれかにデータを渡してデータ処理させる。

具体的には、アクションａ５で、ＭＰＵ−１（１２ａ）に演算処理を開始させ、更にＭＰＵ−２（１２ｂ）、そしてＭＰＵ−３（１２ｃ）と順次データ処理を連続して実行させる。データ処理はプログラムによっては複数回行われ、その都度ＭＰＵユニット１２ａ〜１２ｃとＳＲＡＭ１１の間をデータが行き来する。

プログラム処理が終わったデータはアクションａ７で、メインメモリ（ＲＡＭ）１１から自律型Ｉ／Ｏインターフェース９に送られ、アクションａ８で統合データベース３に格納される。

統合データベース３のデータは、アクションａ９によって自律型Ｉ／Ｏインターフェース９に送られ、更にアクションａ１０においてメインメモリ（ＲＡＭ）１１にデータ転送される。

更にデータはメインメモリ（ＲＡＭ）１１からアクションａ１１において自律型Ｉ／Ｏインターフェース９に送られ、更にアクションａ１２において自律型Ｉ／Ｏインターフェース９からＤＢアクセス端末１３に転送され、該データは画面表示される。

上記において、ＭＰＵユニット１２ａ〜１２ｃに電源が投入されると、デフォルト動作として前記プログラム格納可能な不揮発性メモリをアクセスして前記命令コードなどを逐次実行することにより演算機能ブロックとして働く。例えば、前記プログラム格納可能な不揮発性メモリにひとつのコマンドを実行するプログラムを格納しておけば、ひとつのＭＰＵユニットがひとつのコマンドを実行する機能を持たせることができる。

前記プログラム格納可能な不揮発性メモリに格納するプログラム内にインタープリタプログラムを置くことにより、複数のコマンドがひとつのＭＰＵユニットに入力された場合に、入力コマンド別に実行プログラムを選択することができるのでひとつのＭＰＵユニットを単機能ではなく多機能ＭＰＵユニットとして構成することができるようになる。

上記の通り、ＭＰＵユニット１２ａ〜ｃによって演算処理されたＰＯＳデータは一連の処理が終了するとアクションａ８によってＳＲＡＭ１１に送られて保存されるが、ＭＰＵユニット１２ａ〜ｃは、演算途中で電源が落ちた時にも、内部遷移状態を維持し、再び電源が投入された時には電源遮断直前の状態から自動復帰する機能を持ち、一連の処理が終了した状態ではメモリをクリアし、デフォルト状態で処理データを待つモードとなり、同時に処理フラグを降ろす。

また、各店舗からデータの要求があったときは、統合データベース３にセッションを開き、データを取得することができる（アクションａ１３）。

メインメモリ１１にはあらかじめ計算された固定サイズでパーティションされたメモリブロックが割り当てられている。これによりＭＰＵなどからのアクセスが高速化される。また従来の動的メモリアロケーション方式とは異なりスタティックメモリでメモリアクセスが出来るので、電源切断の後に電源が再投入された場合でも電源切断直前の状態を維持し、作業を継続できる。

多店舗システム、特に全国展開するフランチャイズチェーンなどにおいては業界のサービス競争で生き残るため長時間営業が常態化し、各店舗に設置されたＰＯＳシステムからのデータ受信も２４時間体制をとらざるを得ない一方、受信データ量は一定しないので、常に最大の受信キャパシティーを維持する必要があったが、本発明の電源停止型コンピュータシステムにおいては、外部と通信する通信インターフェース以降のいわゆるメインフレームをオフライン化して外部からデータを受信した時だけ動作させるので大幅な省電力が可能となり、電力会社の発電量も減らすことができるので日本国としての京都議定書で設定したＣＯ_２削減目標を達成する原動力ともなり得る。

電源停止型コンピュータシステムの構成図 電源停止型コンピュータシステムのユニット構成図 電源停止型コンピュータシステムのデータフロー例 従来の汎用パーソナルコンピュータの構成

符号の説明

１…電源停止型コンピュータシステム、 ２…暗号・復号モデム、 ３…統合データベース、 ４…ネットワーク、 ５…ローカルサーバー、 ６…ローカルサーバー、 ７ａ〜ｇ…ＰＯＳ端末、 ８…自律型Ｉ／Ｏインターフェース、 ９…自律型Ｉ／Ｏインターフェース、１０…プログラマブル・トグルスイッチ、 １１…メインメモリ（ＲＡＭ）、１２ａ〜ｃ…ＭＰＵユニット、 １３…ＤＢアクセス端末、 １４…オフラインＣＰＵ、 １５…ディスプレイ、 １６…書き出し用ＭＰＵ、 １７…入出力ポート、 １８…チップイネーブル端子、 １０１…ＣＰＵ、 １０２…マザーボード、 １０３…プログラム格納可能な不揮発性メモリ， １０４…ハードディスク、 １０５…メモリ、 １０６…キーボード、 １０７…マウス、 １０８…ディスプレイ。

本発明は、必要な時だけ電源が投入され、既定時間アイドリング状態が続くと、次にアクセスがあるまで電源を切断してＣＰＵを停止させることによりシステムを省電力化するコンピュータシステムを提供するために、ネットワーク経由で店舗端末からデータを受信・処理する電源停止型コンピュータシステムであって、
この電源停止型コンピュータシステムは、通信手段と、自律型Ｉ／Ｏインターフェースと、前記店舗端末から送られたデータにより制御されるプログラマブル・トグルスイッチと、前記店舗端末から受信したデータを計算処理するデータ処理手段と、受信したデータをブロック化された固定アドレスに格納する共有メモリと、処理済みデータを格納する統合データベースとで構成されており、
前記共有メモリは、前記プログラマブル・トグルスイッチによって、前記自律型Ｉ／Ｏインターフェース、前記データ処理手段および前記統合データベースのいずれか１つと選択的に接続され、
前記データ処理手段は、ＭＰＵユニットとプログラム格納可能な不揮発性メモリからなり、
前記データ処理手段、前記プログラマブル・トグルスイッチおよび前記共有メモリは、電源を切断した状態で電源遮断直前の内部状態を保持し、
前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースに店舗端末からネットワーク経由でデータが入力されない時には、前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースが、前記プログラマブル・トグルスイッチと前記データ処理手段との電源を切断し、
前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースに店舗端末からネットワーク経由でデータが入力された時には、前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースが、店舗端末からの信号入力をトリガーとして前記プログラマブル・トグルスイッチと前記データ処理手段とを起動させ、
前記プログラマブル・トグルスイッチが起動することで、前記共有メモリと前記データ処理手段との間の接続を前記プログラムに従って切り替えた上で、所定のデータ処理を行って処理済みデータを作成し、前記共有メモリの所定アドレスに書き込み、
前記データ処理手段が所定の作業を終了した時には、前記プログラマブル・トグルスイッチは、前記共有メモリの所定アドレスに保存した処理済みデータを前記共有メモリから前記プログラマブル・トグルスイッチを介して前記統合データベースに格納するようにした。

また、前記通信手段が店舗端末から受信するデータは暗号化されていて、前記通信手段によって復号化されるようにすることも考えられる。

本発明は、必要な時だけ電源が投入され、既定時間アイドリング状態が続くと、次にアクセスがあるまで電源を切断してＣＰＵを停止させることによりシステムを省電力化するコンピュータシステムを提供するために、ネットワーク経由で店舗端末からのＰＯＳデータを受信・処理するために通信手段と、自律型Ｉ／Ｏインターフェースと、プログラマブル・トグルスイッチと、データ処理手段と、共有メモリと、統合データベースで構成された電源停止型コンピュータシステムにおいて、前記通信手段が前記ネットワーク経由で店舗端末から受信したＰＯＳデータを自律型Ｉ／Ｏインターフェースに送信する機能を持ち、前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースが前記通信手段から受信した前記ＰＯＳデータを前記プログラマブル・トグルスイッチに送信する機能を持ち、前記プログラマブル・トグルスイッチが前記共有メモリのスイッチと前記自律型Ｉ／Ｏインターフェース、前記データ処理手段および前記統合データベースのいずれか１つのスイッチとを選択的に接続することにより、前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースと接続される時は前記ＰＯＳデータを受信して設定プログラムに従った制御を受ける機能を持ち、
前記データ処理手段がＭＰＵユニットとプログラム格納可能な不揮発性メモリによって構成されると共に、前記店舗端末から受信したデータを計算処理する機能を持ち、前記共有メモリが前記プログラマブル・トグルスイッチを介して前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースから入力した前記ＰＯＳデータをブロック化された固定アドレスに格納する機能を持ち、前記統合データベースが前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースを介して前記プログラマブル・トグルスイッチと接続され、プログラム処理が済んだデータを格納する機能を持ち、前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースにデータが入力されない時には、プログラマブル・トグルスイッチとＭＰＵユニットの電源が切断され、この電源切断状態において、前記データ処理手段、前記プログラマブル・トグルスイッチおよび前記共有メモリは電源遮断直前の内部状態を保持し、前記自律型Ｉ／Ｏインターフェースにデータが入力された時には、プログラマブル・トグルスイッチとＭＰＵが起動され、前記プログラマブル・トグルスイッチが起動することにより該プログラマブル・トグルスイッチが前記共有メモリと前記データ処理手段との間の接続を前記プログラムに従って切り替えた上で、前記データ処理手段が所定のデータ処理を行って処理済みデータを作成し、データ処理手段が前記共有メモリの所定アドレスに前記処理済みデータを書き込み、前記データ処理手段が所定の作業を終了した時には、前記共有メモリの所定アドレスに保存した処理済みデータが自律型Ｉ／Ｏインターフェースを介して統合データベースに格納されるようにした。

本発明は、必要な時だけ電源が投入され、既定時間アイドリング状態が続くと、次にアクセスがあるまで電源を切断してＣＰＵを停止させることによりシステムを省電力化するコンピュータシステムを提供するために、ネットワーク経由で店舗端末からのＰＯＳデータを受信・処理するために通信手段と、第１および第２の自律型Ｉ／Ｏインターフェースと、プログラマブル・トグルスイッチと、データ処理手段と、共有メモリと、統合データベースで構成された電源停止型コンピュータシステムにおいて、
前記通信手段が前記ネットワーク経由で店舗端末から受信したＰＯＳデータを前記第１の自律型Ｉ／Ｏインターフェースに送信する機能を持ち、
前記第１の自律型Ｉ／Ｏインターフェースが前記通信手段から受信した前記ＰＯＳデータを前記プログラマブル・トグルスイッチに送信する機能を持ち、
前記プログラマブル・トグルスイッチが前記共有メモリのスイッチと前記第１および第２の自律型Ｉ／Ｏインターフェース、および前記データ処理手段のいずれか１つのスイッチとを選択的に接続することにより、前記第１の自律型Ｉ／Ｏインターフェースと接続される時は前記ＰＯＳデータを受信して設定プログラムに従った制御を受ける機能を持ち、
前記データ処理手段がＭＰＵとプログラム格納可能な不揮発性メモリによって構成されると共に、前記店舗端末から受信したデータを計算処理する機能を持ち、
前記共有メモリが前記プログラマブル・トグルスイッチを介して前記第１の自律型Ｉ／Ｏインターフェースから入力した前記ＰＯＳデータをブロック化された固定アドレスに格納する機能を持ち、
前記統合データベースが前記第２の自律型Ｉ／Ｏインターフェースを介して前記プログラマブル・トグルスイッチと接続され、プログラム処理が済んだデータを格納する機能を持ち、
前記第１の自律型Ｉ／Ｏインターフェースにデータが入力されない時には、プログラマブル・トグルスイッチとＭＰＵの電源が切断され、この電源切断状態において、前記データ処理手段、前記プログラマブル・トグルスイッチおよび前記共有メモリは電源遮断直前の内部状態を保持し、
前記第１の自律型Ｉ／Ｏインターフェースにデータが入力された時には、プログラマブル・トグルスイッチとＭＰＵが起動され、前記プログラマブル・トグルスイッチが起動することにより該プログラマブル・トグルスイッチが前記共有メモリと前記データ処理手段との間の接続を前記設定プログラムに従って切り替えた上で、前記データ処理手段が所定のデータ処理を行って処理済みデータを作成し、前記プログラマブル・トグルスイッチを介して前記共有メモリの所定アドレスに前記処理済みデータを書き込み、
前記データ処理手段が所定の作業を終了した時には、前記共有メモリの所定アドレスに保存した処理済みデータが前記第２の自律型Ｉ／Ｏインターフェースを介して統合データベースに格納されるようにした。

Claims (6)

1. ネットワークで店舗端末からデータを受信する通信手段と、受信したデータを既定のブロック化された固定アドレスに格納するメモリ手段と、前記店舗端末から受信したデータを計算処理するデータ処理手段と、前記メモリ手段の接続相手を選択制御する外部制御可能型ラッチ回路とで構成されるユニットを複数組み合わせたコンピュータシステムであって、
   前記メモリ手段とデータ処理手段とラッチ回路は電源が切断されても電源切断直前の状態を保持していることを特徴とする電源停止型コンピュータシステム。
2. 請求項１に記載のコンピュータシステムにおいて、
   前記ラッチ回路は、不揮発性メモリで構成され、電源が瞬断されても処理状態を維持することを特徴とする電源停止型コンピュータシステム。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載のコンピュータシステムにおいて、
   前記データ処理手段はＭＰＵとプログラム格納可能な不揮発性メモリで構成されていることを特徴とする電源停止型コンピュータシステム。
4. 請求項３に記載のコンピュータシステムにおいて、
   前記通信手段が店舗端末からデータを受信したことをトリガーとして前記通信手段から前記ＭＰＵの電源投入指令を出し、共通クロックの既定倍数時間毎にバケツリレー方式で連鎖的にＭＰＵを順次起動させることを特徴とする電源停止型コンピュータシステム。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコンピュータシステムにおいて、
   前記通信手段が店舗端末から受信するデータは暗号化されていて、前記通信手段によって復号化されることを特徴とする電源停止型コンピュータシステム。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のコンピュータシステムにおいて、
   複数の前記ＭＰＵが固有アドレスを持つ前記メモリ手段のデータを共有し、前記ラッチ回路によりＭＰＵを選択することにより共有メモリとの接続を切り替えて使用されることを特徴とする電源停止型コンピュータシステム。