JP2009237998A - Power consumption control device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クロック周波数が可変のCPUを有する電気機器の消費電力技術であって、特には消費電力制御装置および方法に関する。 The present invention relates to a power consumption technique of an electric device having a CPU with a variable clock frequency, and more particularly to a power consumption control apparatus and method.
従来において、クロック周波数可変なCPUを有する電気機器のクロック周波数制御は、アイドリング状態における無駄な電力消費を抑制することに主眼を置いており、電力会社からの電力供給に応じた電力制御は想定していない。 Conventionally, the clock frequency control of an electric device having a CPU with a variable clock frequency has been focused on suppressing wasteful power consumption in an idling state, and power control according to power supply from an electric power company is assumed. Not.
従来の、電力会社からの電力供給状況に応じた電力制御は、電力会社が、大規模需要者との需給契約に従い、電力会社の電力需要逼迫時に、前記大規模需要者担当者との電話連絡等により、大電力を必要とする装置類の稼動停止又は間引き運転等により、需要量を削減する等の方法によって行われている(特許文献1、非特許文献1参照)。
しかしながら、これら事業者との需給契約によるピーク電力制御は従前から組織的に行われているのに対し、オフィスや家庭における、電力供給状態に応じたピーク電力制御はなされていない。これらオフィスや家庭には、ここ十数年来、パソコン等をはじめとする、クロック周波数可変なCPUを有する電気機器が激増し、それらによる電力需要は無視できないレベルにある。そこで、それら機器による電力需要を効果的に抑制する必要があったが、その実現方法は知られていなかった。 However, while peak power control based on supply and demand contracts with these businesses has been systematically performed, peak power control according to the power supply state in offices and homes has not been performed. In these offices and homes, the number of electric devices having CPUs with variable clock frequencies, such as personal computers, has increased dramatically over the past ten years, and the power demand due to them has not been negligible. Therefore, it was necessary to effectively suppress the power demand by these devices, but the realization method was not known.
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、その目的は、電力需要の逼迫に応じたAC電源周波数の減少量に応じて、クロック周波数可変なCPUを有する電気機器のクロック周波数を制御することができ、もって電力需要を減少させて電力需要の総量を減少させることができる消費電力制御装置および方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to control the clock frequency of an electric device having a CPU whose clock frequency is variable in accordance with the amount of decrease in the AC power frequency according to the tightness of power demand. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a power consumption control apparatus and method that can reduce the total amount of power demand by reducing the power demand.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の本発明は、規定の電源周波数によるAC電源によって動作する電気機器の消費電力を制御するための消費電力制御装置において、前記AC電源の前記電源周波数を測定するためのAC周波数測定部と、前記電気機器において動作しクロックの周波数の減少に対応し得るCPU部と、前記CPUの動作に必要な前記クロックの周波数を所定値から減少可能に出力するためのクロック部と、前記AC周波数測定部が測定した前記電源周波数の減少に応じて前記クロック部から出力される前記クロックの周波数を減少させて前記CPU部へ供給する制御を行うためのクロック周波数制御部と、を備える。 In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 is a power consumption control device for controlling power consumption of an electric device that operates with an AC power supply having a specified power supply frequency. An AC frequency measurement unit for measuring a power supply frequency, a CPU unit that operates in the electric device and can cope with a decrease in the clock frequency, and the clock frequency necessary for the operation of the CPU can be decreased from a predetermined value. A clock unit for outputting, and a control for reducing the frequency of the clock output from the clock unit according to a decrease in the power supply frequency measured by the AC frequency measuring unit and supplying the clock unit to the CPU unit A clock frequency control unit.
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1において、前記クロック周波数制御部は、前記電源周波数が予め設定した第1の所定値以下の周波数に減少した場合に前記クロックの周波数を減少させる。 Also, in the present invention of claim 2, the clock frequency control unit according to claim 1, wherein the clock frequency control unit decreases the frequency of the clock when the power supply frequency is decreased to a frequency equal to or lower than a first predetermined value set in advance. Let
また、請求項3に記載の本発明は、請求項2において、前記クロック周波数制御部は、前記電源周波数が予め設定した第2の所定値以上の周波数に上昇した場合に前記クロックの周波数を前記所定値に戻す。 Also, in the present invention described in claim 3, the clock frequency control unit according to claim 2, wherein the clock frequency control unit sets the frequency of the clock when the power supply frequency rises to a frequency equal to or higher than a second predetermined value set in advance. Return to the predetermined value.
また、請求項4に記載の本発明は、請求項1において、前記クロック周波数制御部は、前記電源周波数の減少値と、それに対応して前記所定の周波数以下に減少して設定された前記クロックの周波数と、の対応関係をマッピングした対応表を備え、前記電源周波数の減少に応じて前記対応表にしたがって前記クロックの周波数を選択する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the clock frequency control unit is configured such that the clock frequency control unit is configured to decrease the power supply frequency and correspondingly decrease the predetermined frequency or less. And a correspondence table in which the correspondence relationship is mapped, and the frequency of the clock is selected according to the correspondence table in accordance with a decrease in the power supply frequency.
また、請求項5に記載の本発明は、請求項1において、前記クロック周波数制御部は、予め設定された演算式を備え、前記電源周波数の減少率に所定の定数を乗じてクロック周波数減少率を求める。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, the clock frequency control unit includes a preset arithmetic expression, and the clock frequency reduction rate is obtained by multiplying the power supply frequency reduction rate by a predetermined constant. Ask for.
また、請求項6に記載の本発明は、規定の電源周波数によるAC電源によって動作する電気機器の消費電力を制御するための消費電力制御方法において、AC周波数測定部において前記AC電源の前記電源周波数を測定するステップと、前記電気機器において動作するCPU部おいてクロックの周波数の減少に対応するステップと、クロック部において前記CPUの動作に必要な前記クロックの周波数を所定値から減少可能に出力するステップと、クロック周波数制御部において前記AC周波数測定部が測定した前記電源周波数の減少に応じて前記クロック部から出力される前記クロックの周波数を減少させて前記CPU部へ供給する制御を行うステップと、を有する。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power consumption control method for controlling power consumption of an electrical device that is operated by an AC power source with a specified power source frequency, wherein the power frequency of the AC power source is measured by an AC frequency measurement unit A step corresponding to a decrease in the clock frequency in the CPU section operating in the electric device, and a clock section that outputs the clock frequency necessary for the operation of the CPU to be decreased from a predetermined value. And a step of performing control to reduce the frequency of the clock output from the clock unit according to a decrease in the power supply frequency measured by the AC frequency measurement unit in the clock frequency control unit and to supply to the CPU unit. Have.
また、請求項7に記載の本発明は、請求項6において、前記クロック周波数制御部は、前記電源周波数が予め設定した第1の所定値以下の周波数に減少した場合に前記クロックの周波数を減少させるステップを有する。 Also, in the present invention described in claim 7, the clock frequency control unit according to claim 6, wherein the clock frequency control unit decreases the frequency of the clock when the power supply frequency is decreased to a frequency equal to or lower than a first predetermined value set in advance. A step of causing
また、請求項8に記載の本発明は、請求項7において、前記クロック周波数制御部は、前記電源周波数が予め設定した第2の所定値以上の周波数に上昇した場合に前記クロックの周波数を前記所定値に戻すステップを有する。 Further, in the present invention according to claim 8, the clock frequency control unit according to claim 7, wherein the clock frequency control unit sets the frequency of the clock when the power supply frequency rises to a frequency equal to or higher than a second predetermined value set in advance. Returning to a predetermined value.
また、請求項9に記載の本発明は、請求項6において、前記クロック周波数制御部は、前記電源周波数の減少値と、それに対応して前記所定の周波数以下に減少して設定された前記クロックの周波数と、の対応関係をマッピングした対応表を備え、前記電源周波数の減少に応じて前記対応表にしたがって前記クロックの周波数を選択するステップを有する。 Further, in the present invention according to claim 9, the clock frequency control unit according to claim 6, wherein the clock frequency control unit is configured to decrease the power supply frequency and correspondingly reduce the clock to be equal to or less than the predetermined frequency. A correspondence table in which a correspondence relationship is mapped to each frequency, and selecting a frequency of the clock according to the correspondence table according to a decrease in the power supply frequency.
また、請求項10に記載の本発明は、請求項6において、前記クロック周波数制御部は、予め設定された演算式を備え、前記電源周波数の減少率に所定の定数を乗じてクロック周波数減少率を求めるステップを有する。 According to a tenth aspect of the present invention, in the sixth aspect, the clock frequency control unit includes a predetermined arithmetic expression, and the clock frequency reduction rate is obtained by multiplying the power supply frequency reduction rate by a predetermined constant. A step for obtaining.
本発明によれば、電力需要の逼迫に応じたAC電源周波数の減少量に応じて、クロック周波数可変なCPUを有する電気機器のクロック周波数を制御することができ、もって電力需要を減少させて電力需要の総量を減少させることができる消費電力制御装置および方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to control the clock frequency of an electric device having a CPU with a variable clock frequency in accordance with the amount of decrease in the AC power supply frequency according to the tightness of power demand, thereby reducing power demand and reducing power consumption. It is possible to provide a power consumption control apparatus and method capable of reducing the total amount of demand.
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の消費電力制御装置の第1の実施の形態を説明するための説明図であって、AC電源10と、電気機器11と、電気機器11のAC周波数測定部12と、電気機器11のクロック周波数制御部13と、電気機器11のクロック部14と、電気機器11のCPU部15と、が示されている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining a first embodiment of a power consumption control device of the present invention, in which an AC power source 10, an
この図1に示した構成において、AC周波数測定部12でAC電源10から入力される電源周波数を測定し、クロック周波数制御部13に測定値を引き渡す。AC電源10の電源周波数は、一般的な商用電源の場合、東日本では50Hz、西日本では60Hzであるので、この周波数を測定する。
In the configuration shown in FIG. 1, the AC
クロック周波数制御部13では、たとえばAC電源10の電源周波数が通常の50Hzから図1中に示すように、たとえば所定値の49.8Hz以下になった場合に、クロック部14のクロック周波数を落とす制御を行う。クロック部14はCPU部15へクロック信号を供給しており、CPU部15の動作速度はクロック信号の周波数によって決定される。
In the clock
CPU部15は規定の周波数のクロック信号で動作するように設計されているが、その周波数以外のたとえば低い周波数においても正常動作することができる。また、クロック周波数が高くなるとCPU部15の動作速度は速くなるが、消費電力も大きくなり発熱も多くなる。逆に、クロック周波数が低くなるとCPU部15の動作速度は遅くなるものの、消費電力は小さくなり発熱量も少なくなる。
The
また、電源周波数の減少に伴いクロック周波数も減少させた状態において、その後、AC電源10の電源周波数が、たとえば所定値の49.9Hzを超えた場合にクロック周波数を減少前の規定値へ戻す。 Further, in a state where the clock frequency is also reduced with the reduction of the power supply frequency, when the power supply frequency of the AC power supply 10 exceeds a predetermined value of 49.9 Hz, for example, the clock frequency is returned to the specified value before the reduction.
このようにして、CPU部15へ供給するクロック周波数を電力事情の逼迫により電源周波数が減少した場合に連動して減少させる制御を行うことで、電気機器11の消費電力を減少させるための制御を実現している。
In this way, the control for reducing the power consumption of the
<第2の実施の形態>
図2は、本発明の消費電力制御装置の第2の実施の形態を説明するための図であって、AC電源20と、電気機器21と、電気機器21のAC周波数測定部22と、電気機器21のクロック周波数制御部23と、電気機器21のクロック部24と、電気機器21のCPU部25と、クロック周波数制御部23の対応表26と、が示されている。
<Second Embodiment>
FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the power consumption control device of the present invention, in which an AC power source 20, an
この図2に示した構成において、AC周波数測定部22でAC電源20から入力される電源周波数を測定し、クロック周波数制御部23に測定値を引き渡す。クロック周波数制御部23では予め設定された対応表26に従い、AC電源20の電源周波数減少率に応じてクロック部24のクロック周波数の減少率を選択することにより、CPU部25の消費電力を減少させ、電気機器21の消費電力をも減少させるための制御を実行する。
In the configuration shown in FIG. 2, the AC
この対応表26は図2に示すように、AC周波数減少率が0.1%未満の場合はクロック周波数は100%(規定値)とし、AC周波数減少率が0.1〜0.2%の場合はクロック周波数は75%としている。このようにAC周波数減少率が大きくなるにつれてクロック周波数を減少させている。対応表26の構成は、その一例を図2に示したが、これに限定されるものではなく、設計の意図に応じて様々に設定され得るものである。 As shown in FIG. 2, when the AC frequency reduction rate is less than 0.1%, the correspondence table 26 has a clock frequency of 100% (specified value) and an AC frequency reduction rate of 0.1 to 0.2%. In this case, the clock frequency is 75%. Thus, the clock frequency is reduced as the AC frequency reduction rate increases. An example of the configuration of the correspondence table 26 is shown in FIG. 2, but is not limited to this, and can be variously set according to the design intention.
なお、対応表26に替えて、
クロック周波数減少率=AC周波数減少率×定数
といった形の式で与えてもよい。
In addition, instead of the correspondence table 26,
You may give by the type | formula of the form of a clock frequency reduction rate = AC frequency reduction rate x constant.
以上説明した本発明の実施の形態によれば、電力需要の逼迫に応じたAC電源周波数の減少量に応じて、クロック周波数可変なCPUを有する電気機器のクロック周波数を制御することができ、もって電力需要を減少させて電力需要の総量を減少させることができる消費電力制御装置および方法を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention described above, it is possible to control the clock frequency of an electric device having a CPU whose clock frequency is variable according to the amount of decrease in the AC power supply frequency according to the tight power demand. It is possible to provide a power consumption control apparatus and method capable of reducing the total power demand by reducing the power demand.
10、20…AC電源
11、21…電気機器
12、22…AC周波数測定部
13、23…クロック周波数制御部
14、24…クロック部
15、25…CPU部
26…対応表
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10, 20 ...
Claims (10)
前記AC電源の前記電源周波数を測定するためのAC周波数測定部と、
前記電気機器において動作しクロックの周波数の減少に対応し得るCPU部と、
前記CPUの動作に必要な前記クロックの周波数を所定値から減少可能に出力するためのクロック部と、
前記AC周波数測定部が測定した前記電源周波数の減少に応じて前記クロック部から出力される前記クロックの周波数を減少させて前記CPU部へ供給する制御を行うためのクロック周波数制御部と、
を備えることを特徴とする消費電力制御装置。 In a power consumption control device for controlling the power consumption of an electrical device that operates with an AC power source at a specified power frequency,
An AC frequency measurement unit for measuring the power supply frequency of the AC power supply;
A CPU unit that operates in the electrical device and can cope with a decrease in the frequency of the clock;
A clock unit for outputting the frequency of the clock necessary for the operation of the CPU so as to be decrementable from a predetermined value;
A clock frequency control unit for performing control to reduce the frequency of the clock output from the clock unit in accordance with a decrease in the power supply frequency measured by the AC frequency measurement unit and to supply to the CPU unit;
A power consumption control device comprising:
前記電源周波数が予め設定した第1の所定値以下の周波数に減少した場合に前記クロックの周波数を減少させること
を特徴とする請求項1に記載の消費電力制御装置。 The clock frequency control unit
2. The power consumption control device according to claim 1, wherein the frequency of the clock is decreased when the power supply frequency is decreased to a frequency equal to or lower than a first predetermined value set in advance.
前記電源周波数が予め設定した第2の所定値以上の周波数に上昇した場合に前記クロックの周波数を前記所定値に戻すこと
を特徴とする請求項2に記載の消費電力制御装置。 The clock frequency control unit
3. The power consumption control device according to claim 2, wherein the frequency of the clock is returned to the predetermined value when the power supply frequency rises to a frequency equal to or higher than a second predetermined value set in advance.
前記電源周波数の減少値と、それに対応して前記所定の周波数以下に減少して設定された前記クロックの周波数と、の対応関係をマッピングした対応表を備え、
前記電源周波数の減少に応じて前記対応表にしたがって前記クロックの周波数を選択すること
を特徴とする請求項1に記載の消費電力制御装置。 The clock frequency control unit
A correspondence table that maps a correspondence relationship between a decrease value of the power supply frequency and the frequency of the clock that is set to be correspondingly lower than the predetermined frequency;
The power consumption control apparatus according to claim 1, wherein the clock frequency is selected according to the correspondence table in accordance with a decrease in the power supply frequency.
予め設定された演算式を備え、前記電源周波数の減少率に所定の定数を乗じてクロック周波数減少率を求めること
を特徴とする請求項1に記載の消費電力制御装置。 The clock frequency control unit
2. The power consumption control apparatus according to claim 1, further comprising an arithmetic expression set in advance, wherein the clock frequency reduction rate is obtained by multiplying the power supply frequency reduction rate by a predetermined constant.
AC周波数測定部において前記AC電源の前記電源周波数を測定するステップと、
前記電気機器において動作するCPU部おいてクロックの周波数の減少に対応するステップと、
クロック部において前記CPUの動作に必要な前記クロックの周波数を所定値から減少可能に出力するステップと、
クロック周波数制御部において前記AC周波数測定部が測定した前記電源周波数の減少に応じて前記クロック部から出力される前記クロックの周波数を減少させて前記CPU部へ供給する制御を行うステップと、
を有することを特徴とする消費電力制御方法。 In a power consumption control method for controlling the power consumption of an electrical device that operates with an AC power source at a specified power frequency,
Measuring the power supply frequency of the AC power supply in an AC frequency measurement unit;
A step corresponding to a decrease in the frequency of the clock in the CPU section operating in the electrical device;
Outputting the frequency of the clock necessary for the operation of the CPU in the clock unit so as to be reduced from a predetermined value;
Performing a control to reduce the frequency of the clock output from the clock unit in response to a decrease in the power supply frequency measured by the AC frequency measurement unit in the clock frequency control unit and to supply to the CPU unit;
A power consumption control method characterized by comprising:
前記電源周波数が予め設定した第1の所定値以下の周波数に減少した場合に前記クロックの周波数を減少させるステップを有すること
を特徴とする請求項6に記載の消費電力制御方法。 The clock frequency control unit
The power consumption control method according to claim 6, further comprising a step of decreasing the frequency of the clock when the power supply frequency is decreased to a frequency equal to or lower than a first predetermined value set in advance.
前記電源周波数が予め設定した第2の所定値以上の周波数に上昇した場合に前記クロックの周波数を前記所定値に戻すステップを有すること
を特徴とする請求項7に記載の消費電力制御方法。 The clock frequency control unit
8. The power consumption control method according to claim 7, further comprising a step of returning the frequency of the clock to the predetermined value when the power supply frequency rises to a frequency equal to or higher than a predetermined second predetermined value.
前記電源周波数の減少値と、それに対応して前記所定の周波数以下に減少して設定された前記クロックの周波数と、の対応関係をマッピングした対応表を備え、
前記電源周波数の減少に応じて前記対応表にしたがって前記クロックの周波数を選択するステップを有すること
を特徴とする請求項6に記載の消費電力制御方法。 The clock frequency control unit
A correspondence table that maps a correspondence relationship between a decrease value of the power supply frequency and the frequency of the clock that is set to be correspondingly lower than the predetermined frequency;
The power consumption control method according to claim 6, further comprising a step of selecting a frequency of the clock according to the correspondence table according to a decrease in the power supply frequency.
予め設定された演算式を備え、前記電源周波数の減少率に所定の定数を乗じてクロック周波数減少率を求めるステップを有すること
を特徴とする請求項6に記載の消費電力制御方法。 The clock frequency control unit
7. The power consumption control method according to claim 6, further comprising a step of obtaining a clock frequency reduction rate by multiplying a reduction rate of the power supply frequency by a predetermined constant, provided with a preset arithmetic expression.
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