JP2012027790A - 電子機器およびその制御プログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】 補助記憶装置等のデバイスの電源異常に起因した故障を防ぐ。
【解決手段】 一実施形態における電子機器は、電源回路15、通常電圧の供給を受けて動作するデバイス、電源スイッチ4、チップセット11、切替回路14、ボード管理コントローラ20を備えている。電源回路15は、バックアップ電圧Vを常時供給するとともに電源投入後に通常電圧Vを供給する。電源スイッチ4は、電源信号CPSを出力する。チップセット11は、電源信号CPSが入力されたとき、電源回路15に通常電圧Vの供給を開始させる。切替回路14は、電源スイッチ4からチップセット11に電源信号CPSを伝送する信号線上に設けられた接点140,141を開閉する。ボード管理コントローラ20は、バックアップ電圧Vを監視し、異常を検出したならば切替回路14を動作させて接点140,141を開く。
【選択図】 図1

Description

本発明の実施形態は、電源投入が指示されたことに応じて各デバイスへの電源供給を開始する電子機器およびその制御プログラムに関する。
一般的なコンピュータシステム等の電子機器は、複数のデバイスやICにて構成され、電圧や供給タイミングが異なる複数系統の電源が用意されている。複数系統の電源としては、AC電源接続時やバッテリ接続時に常時供給されるバックアップ系電源と、電源スイッチが押下げられる等して電源の供給開始が指示された後に供給される通常系電源の2種類に大別される。
各系統の電源は、電源装置から各デバイス等に直接供給される場合もあれば、マザーボード上の電源回路を経由して各デバイス等に供給される場合もある。特にラップトップPCや小型のPOS(Point Of Sales)端末のようにバッテリが内蔵された電子機器においては、電源装置から各デバイス等に直接供給される電源系統は1〜数系統に限定され、その他の大部分は前記電源回路にて変圧された後に各デバイス等に供給される。
特開2001−92738号公報
電源回路にて電源を変圧する際、回路素子の内部抵抗に起因した熱が発生する。電源回路では電解コンデンサ等の熱に弱い素子が多く使用されているため、排熱が不十分であると電源回路が劣化し、故障に至ることがある。さらに電源回路の故障に伴い、他のデバイス等が連鎖的に故障する虞もある。このような事態を防止するには、電源回路から発せられた熱を電子機器の筐体外に排熱する必要がある。しかしながら、前記ラップトップPCや小型のPOS端末においては、筐体サイズの制約や使用環境により、排熱の問題に直面することが多い。
電子機器が備えるHDD(Hard Disk Drive)等の補助記憶装置にはOS(Operating System)が記憶されている。上記のような電源回路の劣化等に起因して補助記憶装置に供給される電源に異常が生じたり定格温度以上に過熱されたりすると、補助記憶装置が故障して電子機器を起動できなくなることがある。このような場合、補助記憶装置の交換やOSのセットアップ等によって復旧可能であるが、作業に多大な時間を要する。
さらに補助記憶装置が故障すると、ユーザが作成して補助記憶装置に記憶したデータが失われかねない。例えば各種の店舗では、営業時間中の売上データをPOS端末の補助記憶装置に保存し、夜間にサーバに転送するとの運用が採られることが多い。この運用においては、補助記憶装置の故障により最大1日分の売上データを喪失し得ることになる。
これらの問題に対処すべく、RAID等で補助記憶装置を冗長化する手法も広く採られている。しかしながら、前述したようにマザーボード上の電源回路にて大半の電源を生成している環境では、電源回路の故障等が原因で、冗長化された補助記憶装置が一斉に故障する可能性もある。
このような事情から、補助記憶装置等のデバイスの電源異常に起因した故障を防ぐ手段を電子機器に講じる必要があった。
一実施形態における電子機器は、電圧供給手段と、通常電圧の供給を受けて動作するデバイスと、信号出力手段と、供給開始手段と、開閉手段と、監視手段とを備えている。
前記電圧供給手段は、バックアップ電圧を常時供給するとともに、電源投入後に通常電圧を供給する。前記信号出力手段は、電源投入後に電源信号を出力する。前記供給開始手段は、電源信号が入力されたとき、電圧供給手段に通常電圧の供給を開始させる。前記開閉手段は、信号出力手段から供給開始手段に電源信号を伝送するための信号線上に設けられた接点を開閉する。そして、前記監視手段は、バックアップ電圧を監視し、異常を検出したならば開閉手段を動作させて接点を開く。
第1の実施形態における電子機器の回路構成を示すブロック図。 同実施形態におけるボード管理コントローラがシステム非稼働時に実行する処理のフローチャート。 同実施形態におけるボード管理コントローラがシステム稼働時に実行する処理のフローチャート。 第2の実施形態における電子機器の回路構成を示すブロック図。 同実施形態におけるボード管理コントローラがシステム非稼働時に実行する処理のフローチャート。 同実施形態におけるボード管理コントローラがシステム稼働時に実行する処理のフローチャート。
以下、第1,第2の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
各実施形態においては、パーソナルコンピュータ、POS端末、あるいはECR(Electric Cash Register)等の電子機器について例示する。
(第1の実施形態)
[回路構成]
図1は、本実施形態における電子機器の回路構成を示すブロック図である。
この制御回路は、被管理部であるマザーボード1と、ボード管理部2と、当該電子機器の筐体内部あるいは外部に設けられた電源装置3と、当該電子機器の筐体に設けられた電源スイッチ(SW)4(信号出力手段)とで構成されている。電源装置3は、商用交流電源やバッテリから電源を取り込んで当該制御回路に供給する。電源スイッチ4は、ユーザが指で押下げる機械式のスイッチであり、押下げ時には当該電子機器への電源投入を指示する電源信号CPSを出力する。
マザーボード1には、CPU(Central Processing Unit)10、チップセット11(供給開始手段)、ファン12、通信ポート13、切替回路14(開閉手段)、電源回路15、およびハードウェア(H/W)モニタ16等が実装されている。マザーボード1に実装された各デバイスは、チップセット11に接続されている。ボード管理部2には、ボード管理コントローラ20(BMC:監視手段)が実装されている。
CPU10は、当該電子機器の制御の中枢として機能するものであり、図示せぬメモリに記憶された動作プログラムに従って各種の演算を実行する。CPU10には、自身の温度Tを検出するサーミスタ10aが内蔵されている。
チップセット11は、CPU10および当該電子機器が備える各デバイス間のデータ受け渡しを管理する回路群である。なお、チップセット11には、ファン12、通信ポート13、電源回路15、ハードウェアモニタ16、および切替回路14の他に、マザーボード1に実装されたメモリや、OSを記憶したHDD等の補助記憶装置が接続されている。
ファン12は、CPU10に冷却風を送るCPUファンであり、例えばサーミスタ10aの検出温度に応じた回転数Rで回転する。通信ポート13は、LAN(Local Area Network)ケーブルを介して当該電子機器をイーサネット(登録商標)5に通信接続する。イーサネット5には、サーバ等の上位機器6が通信接続されている。
切替回路14は、電源スイッチ4およびボード管理コントローラ20からチップセット11に電源信号CPSを伝送するための信号線上に設けられており、ボード管理コントローラ20および電源スイッチ4に接続された接点140と、チップセット11に接続された接点141と、いずれのデバイスとも接続されていない接点142とを有している。接点140は、接点141,142のいずれか一方と接続される。ボード管理コントローラ20から出力される切替信号CSWが切替回路14に入力されると、切替回路14は、接点140,141が閉じている場合(接点140,141が接続された状態)には接点を開き(接点140,142が接続された状態)、接点140,141が開いている場合には接点140,141を閉じる。
電源スイッチ4から出力される電源信号CPSは、切替回路14の接点140,141が閉じているときに限ってチップセット11に送られる。チップセット11は、当該電子機器のシステム稼働時に電源信号CPSが入力されると電源回路15に通常電圧Vの供給開始を指示し、システム稼働時に電源信号CPSが入力されるとOSのシャットダウン処理の実行をCPU10に指示する。
電源回路15は、電源装置3から電源を取り込み、これを変圧して通常電圧Vを生成し、マザーボード1に実装された各デバイスや前記補助記憶装置等に供給する。マザーボード1に実装された各デバイスや前記補助記憶装置等は、この通常電圧Vの供給を受けて動作する。また、電源回路15は、通常電圧Vの他にバックアップ電圧Vを生成し、これをボード管理コントローラ20に常時供給する。
ハードウェアモニタ16は、電源回路15から通常電圧Vが供給されている間、サーミスタ10aの検出温度T、ファン12の回転数R、および電源回路15から出力される通常電圧V等を監視し、監視対象の異常を検出したならばチップセット11を介してCPU10に当該異常を報知する。
ボード管理コントローラ20は、電源回路15からのバックアップ電圧Vの供給を受けて動作するものであり、次の(1),(2)の機能を備えている。
(1)電源回路15から各デバイスに通常電圧Vが供給されていないとき(システム非稼働時)、バックアップ電圧Vを監視し、異常を検出したならば切替回路14を動作させて接点140,141を開く機能。
(2)電源回路15から各デバイスに通常電圧Vが供給されているとき(システム稼働時)、通常電圧Vおよびハードウェアモニタ16によって収集される通常電圧V、温度T、および回転数R等を監視し、異常を検出したならば電源回路15から各デバイスへの通常電圧Vの供給を停止させるとともに、切替回路14を動作させて接点140,141を開く機能。
[ボード管理コントローラの動作]
ボード管理コントローラ20の具体的な動作につき、図2,図3を用いて説明する。なお、図2,図3に示す処理の開始時には、切替回路14の接点140,141が閉じている。
先ず、上記システム非稼働時の動作について説明する。
システム非稼働時において、ボード管理コントローラ20は、図2のフローチャートに沿って動作するようプログラム構成されている。すなわち、ボード管理コントローラ20は、電源回路15から供給されるバックアップ電圧Vを監視しつつ(ステップS101)、異常の発生を待つ(ステップS102のNo)。ここでの異常は、例えばバックアップ電圧Vが予め定められた標準値よりも所定値以上高い、あるいは同標準値よりも所定値以上低い場合等である。バックアップ電圧Vを異常とみなす具体的な基準は、当該電子機器の各デバイスの定格温度を考慮するなどして、経験的、実験的、あるいは理論的に定めればよい。
バックアップ電圧Vの異常を検出すると(ステップS102のYes)、ボード管理コントローラ20は、切替信号CSWを切替回路14に出力する(ステップS103)。この切替信号CSWが入力されたとき、切替回路14の接点140,141が開く。したがって、ユーザが電源スイッチ4を押下げたとしても、電源信号CPSがチップセット11に入力されないので、当該電子機器に電源を投入できなくなる。
ステップS103の後、ボード管理コントローラ20の処理は、エンドレスのループに入る。このループからは、例えば保守作業を担う者が保守専用の端末を当該電子機器に設けられた接続ポートに接続し、ボード管理コントローラ20をリセットすることで抜け出すことができる。
次に、上記システム稼働時の動作について説明する。
システム稼働時において、ボード管理コントローラ20は、図3のフローチャートに沿って動作するようにプログラム構成されている。すなわち、ボード管理コントローラ20は、システム非稼働時と同様にバックアップ電圧Vを監視するとともに、ハードウェアモニタ16にアクセスして電源回路15から出力される通常電圧V、サーミスタ10aの検出温度T、およびファン12の回転数R等を監視しつつ(ステップS201)、異常の発生を待つ(ステップS202のNo)。ここでの異常は、例えばバックアップ電圧V、通常電圧V、温度T、および回転数R等が予め定められた標準値よりも所定値以上高い、あるいは同標準値よりも所定値以上低い場合等である。バックアップ電圧V、通常電圧V、温度T、および回転数R等を異常とみなす具体的な基準は、当該電子機器の各デバイスの定格温度を考慮するなどして、経験的、実験的、あるいは理論的に定めればよい。
バックアップ電圧V、通常電圧V、温度T、および回転数R等のうち少なくとも1つの異常を検出すると(ステップS202のYes)、ボード管理コントローラ20は、電源信号CPSを出力する(ステップS203)。このとき、切替回路14の接点140,141は閉じている。したがって、ボード管理コントローラ20から出力された電源信号CPSは、切替回路14を介してチップセット11に入力され、チップセット11がCPU10にOSのシャットダウン処理の実行を指示する。この指示を受けたことに応じて、CPU10は、OSのシャットダウン処理を実行する。
ステップS203の後、ボード管理コントローラ20は、シャットダウン処理の完了を待ち受けている(ステップS204のNo)。シャットダウン処理の完了時には、電源回路15から各デバイスへの通常電圧Vの供給が停止する。したがって、ボード管理コントローラ20からハードウェアモニタ16にアクセスできなくなる。このようにハードウェアモニタ16にアクセスできなくなったことを以って、ボード管理コントローラ20は、シャットダウン処理が完了したと判定し(ステップS204のYes)、切替信号CSWを切替回路14に出力する(ステップS205)。この切替信号CSWが入力されたとき、切替回路14が接点140,141を開く。これ以降、ユーザが電源スイッチ4を押下げたとしても、電源信号CPSがチップセット11に入力されないので、当該電子機器に電源を投入できなくなる。
ステップS205の後、ボード管理コントローラ20の処理は、エンドレスのループに入る。このループからは、例えば保守作業を担う者が保守専用の端末を当該電子機器に設けられた接続ポートに接続し、ボード管理コントローラ20をリセットすることで抜け出すことができる。
以上説明したように、本実施形態では、システム非稼働時にボード管理コントローラ20によってバックアップ電圧Vの異常が検出されると、ボード管理コントローラ20から切替回路14に切替信号CSWが出力され、電源スイッチ4からチップセット11に電源信号CPSを送る信号線が切断される。
さらに、システム稼働時にボード管理コントローラ20によって通常電圧Vの異常が検出されると、OSのシャットダウン処理が実行されて各デバイスへの通常電圧Vの供給が停止された後、ボード管理コントローラ20から切替回路14に切替信号CSWが出力され、電源スイッチ4からチップセット11に電源信号CPSを送る信号線が切断される。
このような構成であれば、何らかの電源異常が生じた後には、電源スイッチ4を押下げたとしても、マザーボード1に実装された各デバイスや補助記憶装置等に通常電圧Vが供給されなくなる。したがって、マザーボード1に実装された各デバイスや補助記憶装置等の電源異常に起因した故障を確実に防止することができる。
また、システム稼働時には電源異常だけでなく、CPU10のサーミスタ10aの検出温度Tやファン12の回転数R等も監視され、これらに異常が検出された際にも電源異常の場合と同様にOSのシャットダウン処理が実行され、電源スイッチ4からチップセット11に電源信号CPSを送る信号線が切断される。したがって、マザーボード1に実装された各デバイスや補助記憶装置等の故障を防止する効果がより確実なものになる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
本実施形態では、ボード管理コントローラ20によって電源異常等が検出された際に、その旨が上位機器6に報知される点で、第1の実施形態と異なる。第1の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
[回路構成]
図4は、本実施形態における電子機器の回路構成を示すブロック図である。ボード管理部2には、ボード管理コントローラ20に加え、同コントローラ20と接続され、バックアップ電圧Vの供給を受けて動作する通信ポート21(通信手段)が実装されている。通信ポート13は、LANケーブルを介してボード管理部2をイーサネット5に通信接続する。
本実施形態におけるボード管理コントローラ20は、第1の実施形態において説明した(1),(2)の機能に加え、次の(3)(4)の機能を備えている。
(3)電源異常等を検出したとき、通信ポート21を介して当該異常の発生を上位機器6に報知する機能。
(4)通信ポート21に入力されるコマンドを読み込んで動作する機能。
[ボード管理コントローラの動作]
ボード管理コントローラ20の具体的な動作につき、図5,図6を用いて説明する。なお、図5,図6に示す処理の開始時には、切替回路14の接点140,141が閉じている。
システム非稼働時において、ボード管理コントローラ20は、図5のフローチャートに沿って動作するようプログラム構成されている。すなわち、ボード管理コントローラ20は、第1の実施形態と同様に、電源回路15から供給されるバックアップ電圧Vを監視しつつ(ステップS101)、異常の発生を待ち(ステップS102のNo)、バックアップ電圧Vの異常を検出すると(ステップS102のYes)、切替信号CSWを切替回路14に出力する(ステップS103)。
しかる後、ボード管理コントローラ20の処理は、エンドレスのループに入る。このループにおいて、ボード管理コントローラ20は、バックアップ電圧Vに関する異常の発生を、通信ポート21およびイーサネット5を介して上位機器6に報知する(ステップS104)。この処理は、当該ループが打ち切られるまで継続される。
次に、システム稼働時の動作について説明する。
システム稼働時において、ボード管理コントローラ20は、図6のフローチャートに沿って動作するようにプログラム構成されている。すなわち、ボード管理コントローラ20は、通常電圧V、サーミスタ10aの検出温度T、ファン12の回転数R、およびバックアップ電圧V等を監視しつつ(ステップS201)、異常の発生を待ち(ステップS202のNo)、各監視対象のうち少なくとも1つの異常を検出すると(ステップS202のYes)、電源信号CPSを出力し(ステップS203)、シャットダウン処理が完了すると(ステップS204のYes)、切替信号CSWを切替回路14に出力する(ステップS205)。
しかる後、ボード管理コントローラ20の処理は、エンドレスのループに入る。このループにおいて、ボード管理コントローラ20は、当該異常の発生を、通信ポート21およびイーサネット5を介して上位機器6に報知する(ステップS206)。この処理は、当該ループが打ち切られるまで継続される。なお、ステップS206における報知内容は、バックアップ電圧V、サーミスタ10aの検出温度T、ファン12の回転数R、および電源回路15から出力される通常電圧V等のうちいずれに関する異常が発生したのかを示す情報を含むものであってもよいし、単に異常が発生したことを示すものであってもよい。
上位機器6は、イーサネット5および通信ポート21を介してボード管理コントローラ20にコマンドを入力し、ボード管理コントローラ20を遠隔操作する機能を備えている。上記コマンドには、切替信号CSWの出力、電源信号CPSの出力、および図5,図6におけるエンドレスのループの打ち切りを指示するもの等が含まれる。
ボード管理コントローラ20は、切替信号CSWの出力を指示するコマンドが通信ポート21に入力されると切替信号CSWを出力し、電源信号CPSの出力を指示するコマンドが通信ポート21に入力されると電源信号CPSを出力し、上記エンドレスのループの打ち切りを指示するコマンドが通信ポート21に入力されると図5に示したフローチャートに沿う動作を開始し、バックアップ電圧Vを監視しつつ(ステップS101)、異常の発生を待つ(ステップS102)。
以上説明したように、本実施形態における電子機器のボード管理部2には通信ポート21が設けられ、ボード管理コントローラ20によってバックアップ電圧V等の異常が検出されるとその旨が通信ポート21を介して上位機器6に報知される。このような構成であれば、切替回路14の接点140,141が開いて当該電子機器に電源を投入できない状態であっても、ユーザは上位機器6に報知された情報からその原因を知ることができる。
また、ボード管理コントローラ20および通信ポート21はいずれも常時供給されるバックアップ電圧Vによって動作するため、システム稼働時,システム非稼働時のいずれにおいても上位機器6からボード管理コントローラ20を遠隔操作できる。
(変形例)
なお、前記実施形態に開示された構成は、実施段階において各構成要素を適宜変形して具体化できる。
例えば、前記実施形態ではマザーボード1に実装された1つの電源回路15から供給される通常電圧Vおよびバックアップ電圧Vをボード管理コントローラ20の監視対象とする場合を例示した。しかしながら、より多数の電源回路がマザーボード1等に実装されているならば、各電源回路から出力される電圧をボード管理コントローラ20の監視対象に含めてもよい。さらに、電源装置3から直接いずれかのデバイスに電圧が供給されるならば、その電圧をボード管理コントローラ20の監視対象に含めてもよい。
また、ボード管理コントローラ20や通信ポート21は、バックアップ電圧Vの供給を受けて動作するとした。しかしながら、ボード管理コントローラ20等の動作電圧はシステム稼働時,非稼働時を問わずに常時供給されるものであればよく、例えば小型のバッテリをボード管理部2に実装し、このバッテリから供給される電圧でボード管理コントローラ20等を動作させてもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
…通常電圧、V…バックアップ電圧、1…マザーボード、2…ボード管理部、3…電源装置、4…電源スイッチ、5…イーサネット、6…上位機器、10…CPU、10a…サーミスタ、11…チップセット、12…ファン、13…通信ポート、14…切替回路、15…電源回路、16…ハードウェアモニタ、20…ボード管理コントローラ、140,141…接点

Claims (6)

  1. バックアップ電圧を常時供給するとともに、電源投入後に通常電圧を供給する電圧供給手段と、
    前記通常電圧の供給を受けて動作するデバイスと、
    電源投入後に電源信号を出力する信号出力手段と、
    前記電源信号が入力されたとき、前記電圧供給手段に前記通常電圧の供給を開始させる供給開始手段と、
    前記信号出力手段から前記供給開始手段に前記電源信号を伝送するための信号線上に設けられた接点を開閉する開閉手段と、
    前記バックアップ電圧を監視し、異常を検出したならば前記開閉手段を動作させて前記接点を開く監視手段と、
    を備えていることを特徴とする電子機器。
  2. 外部機器と通信する通信手段をさらに備え、
    前記監視手段は、前記バックアップ電圧の異常を検出したとき、前記通信手段を介して当該異常の発生を外部機器に報知することを特徴とする請求項1に記載の電子機器。
  3. 電源投入後に通常電圧を供給する電圧供給手段と、
    前記通常電圧の供給を受けて動作するデバイスと、
    電源投入後に電源信号を出力する信号出力手段と、
    前記電源信号が入力されたとき、前記電圧供給手段に前記通常電圧の供給を開始させる供給開始手段と、
    前記信号出力手段から前記供給開始手段に前記電源信号を伝送するための信号線上に設けられた接点を開閉する開閉手段と、
    前記通常電圧を監視し、異常を検出したならば前記電圧供給手段から前記デバイスへの前記通常電圧の供給を停止させるとともに、前記開閉手段を動作させて前記接点を開く監視手段と、
    を備えていることを特徴とする電子機器。
  4. 外部機器と通信する通信手段をさらに備え、
    前記監視手段は、前記通常電圧の異常を検出したとき、前記通信手段を介して当該異常の発生を外部機器に報知することを特徴とする請求項3に記載の電子機器。
  5. バックアップ電圧を常時供給するとともに電源投入後に通常電圧を供給する電圧供給手段、前記通常電圧の供給を受けて動作するデバイス、電源投入後に電源信号を出力する信号出力手段、及び前記電源信号が入力されたとき前記電圧供給手段に前記通常電圧の供給を開始させる供給開始手段を備えた電子機器の制御プログラムであって、
    前記電子機器に、
    前記バックアップ電圧を監視する機能と、
    前記バックアップ電圧の異常を検出したならば、前記信号出力手段から前記供給開始手段に前記電源信号を伝送するための信号線上に設けられた接点を開閉する開閉手段を動作させて前記接点を開く機能と、
    を実現させるための制御プログラム。
  6. 電源投入後に通常電圧を供給する電圧供給手段、前記通常電圧の供給を受けて動作するデバイス、電源投入後に電源信号を出力する信号出力手段、及び前記電源信号が入力されたとき前記電圧供給手段に前記通常電圧の供給を開始させる供給開始手段を備えた電子機器の制御プログラムであって、
    前記電子機器に、
    前記通常電圧を監視する機能と、
    前記通常電圧の異常を検出したならば、前記電圧供給手段から前記デバイスへの前記通常電圧の供給を停止させる機能と、
    前記通常電圧の供給を停止させた後、前記信号出力手段から前記供給開始手段に前記電源信号を伝送するための信号線上に設けられた接点を開閉する開閉手段を動作させて前記接点を開く機能と、
    を実現させるための制御プログラム。
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