JP2014021807A - 電子機器及びその起動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の充電時間を短縮する。
【解決手段】電子機器１が備える電池１１０は、ホスト機器２からＵＳＢケーブル３を介して供給される電流により充電される。サブＣＰＵ１０２は、電子機器１の充電起動モードでの起動が可能であると判定した場合、電源制御回路１１１を制御して、電子機器１内のＤＲＡＭ１０８及び主要動作部１０９を除く構成部（メインＣＰＵ１０１、ＵＳＢコントローラ１０４、フラッシュメモリ１０５、メモリコントローラ１０６、ＳＲＡＭ１０７）に電力の供給を開始する。メインＣＰＵ１０１は、充電起動モード時に起動すると、フラッシュメモリ１０５から充電起動プログラムを読み込んで、ＳＲＡＭ１０７に展開する。メインＣＰＵ１０１は、充電起動プログラムを実行することで、ＵＳＢコントローラ１０４を制御し、ホスト機器２との間でエニュメレーション及びネゴシエーションを実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器及びその起動制御方法に関する。

パソコン等と周辺機器を接続するためのインタフェースとして、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）は、広く普及している。ＵＳＢ規格では、バスパワーにより、ＵＳＢホスト（パソコン等）からＵＳＢデバイス（周辺機器）に対して電力が供給されるようになっている。これにより、ＵＳＢデバイスは、自己が備える二次電池を充電することができる。

また、ＵＳＢ規格では、接続直後においては、ＵＳＢホストからＵＳＢデバイスに対して、最大１００ｍＡの電流しか供給されないが、ＵＳＢデバイスとＵＳＢホストとの間でエニュメレーション及びネゴシエーションが行われることで、ＵＳＢホストから最大５００ｍＡ（ＵＳＢ２．０の場合）の電流が供給されるようになっている。

このようなＵＳＢ規格における電力の供給に関し、従来より様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ＵＳＢハード・ディスクにおいて、パソコンとＵＳＢインタフェースを介して接続されたときに、コマンドを発行するパソコン側で異常が生じることのないように、外付け接続されたＵＳＢハード・ディスクとして標準的な動作を行う通常モードと、パソコンからＵＳＢインタフェースを介して供給される電源を利用して内蔵バッテリを充電する充電モードを選択して動作する旨が記載されている。

特開２００５−３３９０６７号公報

ところで、従来のＵＳＢデバイスでは、接続時の起動処理において、上記のエニュメレーション等の処理を実行する前に、充電に関与しない回路（例えば、ＵＳＢデバイスがビデオカメラの場合には、光学装置、イメージセンサ、画像処理回路や画像用メモリなど）にも電力を供給し、初期化等の処理を行っていた。このため、二次電池の残量が少ない場合などでは、このような起動処理を直ちに実行するのが困難であった。そうすると、上記したような、供給電流を１００ｍＡから５００ｍＡに直ちに増加させることができず、結果として、充電の長時間化を招いてしまうという問題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、二次電池の充電時間の短縮化を図れる電子機器及びその起動制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器は、
外部機器と所定のインタフェース規格に基づく伝送路により通信可能に接続する接続部と、
自機器における主要動作を行う主要動作部と、
前記主要動作部を制御すると共に、前記接続部を介して前記外部機器と通信を行うメイン制御部と、
前記主要動作部を動作させるための命令が少なくとも記述された通常起動プログラムと、前記外部機器と前記インタフェース規格に基づいた所定の初期化処理を実行するための命令が少なくとも記述された充電起動プログラムと、を記憶する起動プログラム記憶部と、
前記外部機器から前記伝送路を介して供給される電流により充電される二次電池と、
起動スイッチがＯＦＦの状態で前記外部機器から前記電流の供給が開始された場合の動作モードである充電起動モード時に自機器の起動が可能であるか否かを判定し、起動が可能であると判定した場合に、自機器内の予め決められた構成部に電力の供給を開始する電源制御部と、を備え、
前記メイン制御部は、前記充電起動モード時に起動すると、前記起動プログラム記憶部から前記充電起動プログラムを読み込んで実行し、一方、前記充電起動モードとは異なる動作モード時に起動すると、前記起動プログラム記憶部から前記通常起動プログラムを読み込んで実行することを特徴とする。

前記外部機器から前記伝送路を介して供給される電流の値は、前記初期化処理の実行後に上昇する仕様となっているのが好ましい。

前記電源制御部は、前記充電起動モード時に、前記二次電池の残量と、前記外部機器から供給を受けている前記電流の値と、に基づいて、自機器の起動が可能であるか否かを判定するようにしてもよい。

また、上記目的を達成するため、本発明に係る電子機器の起動制御方法は、
自機器における主要動作を行う主要動作部と、
前記主要動作部を制御すると共に、外部機器と所定のインタフェース規格に基づく伝送路を介した通信を行うメイン制御部と、
前記外部機器から前記伝送路を介して供給される電流により充電される二次電池と、を備える電子機器の起動制御方法であって、
起動スイッチがＯＦＦの状態で前記外部機器から前記電流の供給が開始された場合の動作モードである充電起動モード時に自機器の起動が可能であるか否かを判定し、起動が可能であると判定した場合に、自機器内の予め決められた構成部に電力の供給を開始し、
前記メイン制御部は、前記充電起動モード時に起動すると、前記外部機器と前記インタフェース規格に基づいた所定の初期化処理を実行するための命令が少なくとも記述された充電起動プログラムを実行し、一方、前記充電起動モードとは異なる動作モード時に起動すると、前記主要動作部を動作させるための命令が少なくとも記述された通常起動プログラムを実行することを特徴とする。

本発明によれば、接続する外部機器から効率的に電流の供給を受けることができ、二次電池の充電時間の短縮化が図れる。

本発明の一実施形態に係る電子機器の構成を示すブロック図である。 ＵＳＢ接続時の起動処理の手順を示すフローチャートである。 起動プログラム読込用ヘッダの構成を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電子機器１の構成を示すブロック図である。この電子機器１は、例えば、ビデオカメラであり、図１に示すように、メインＣＰＵ１０１と、サブＣＰＵ１０２と、ＵＳＢポート１０３と、ＵＳＢコントローラ１０４と、フラッシュメモリ１０５と、メモリコントローラ１０６と、ＳＲＡＭ１０７と、ＤＲＡＭ１０８と、主要動作部１０９と、電池１１０と、電源制御回路１１１と、を備える。

ＵＳＢポート１０３は、ＵＳＢケーブル３と接続するためのインタフェースである。ＵＳＢケーブル３は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格に準拠した通信ケーブルである。ＵＳＢコントローラ１０４は、メインＣＰＵ１０１からの指令に従って、ＵＳＢポート１０３を使用して、パーソナルコンピュータ等のホスト機器２とデータ通信を行う。

フラッシュメモリ１０５は、メインＣＰＵ１０１の起動時に実行される各種の起動プログラム（ブートプログラム）等を記憶する。メモリコントローラ１０６は、メインＣＰＵ１０１からの指令に従って、フラッシュメモリ１０５にアクセスし、メインＣＰＵ１０１から供給されるデータの書き込みや、読み出したデータをメインＣＰＵ１０１に供給する処理を行う。

ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）１０７は、通常動作時において、キャッシュメモリとして使用されるメモリである。また、ＳＲＡＭ１０７は、動作モードが充電起動モード（詳細は後述する）の場合、メインＣＰＵ１０１によってフラッシュメモリ１０５から読み出された充電起動プログラムの展開先として使用される。

ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）１０８は、主記憶装置として使用されるメモリである。また、ＤＲＡＭ１０８は、動作モードが通常起動モード（詳細は後述する）の場合、メインＣＰＵ１０１によってフラッシュメモリ１０５から読み出された通常起動プログラムの展開先として使用される。

主要動作部１０９は、この電子機器１の本来的な機能（例えば、ビデオカメラとしての機能）を実現するための構成部であり、例えば、光学装置、イメージセンサ、画像処理回路や画像用メモリなどで構成される。

電池１１０は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池であり、電子機器１の各構成部へ電源制御回路１１１を介して電力を供給する。電池１１０は、ホスト機器２からＵＳＢケーブル３を介して供給される電力によって充電される。なお、図示はしないが、電池１１０は、商用電源からＡＣアダプタを介して供給される電力によっても充電され得る。

電源制御回路１１１は、電池１１０の充電制御を行い、上記したように、各構成部への電力の供給を行う。また、電源制御回路１１１は、サブＣＰＵ１０２からの指令に従って、電池１１０の残量を検出し、サブＣＰＵ１０２に通知する。なお、図示はしないが、電源制御回路１１１は、商用電源からＡＣアダプタを介して供給される電力を受電できる構成を備えており、かかる受電が可能な状態で、図示しない電源スイッチ（起動スイッチ）がＯＮされると、ＡＣアダプタから供給される電力を電池１１０を含む各構成部に供給する。

サブＣＰＵ１０２は、上記の電源スイッチがＯＮされた場合、又は、電源スイッチがＯＦＦの状態でホスト機器２とＵＳＢ接続した場合に、電源制御回路１１１から供給される電力により起動し、現在の動作モード（詳細は後述する）と、電池１１０の残量と、に基づいて、各構成部への電力供給の開始要否の判定を行う。そして、サブＣＰＵ１０２は、電力供給開始（電源ＯＮ）が必要であると判定した構成部に電力を供給するよう電源制御回路１１１に要求する。なお、本発明の電源制御部の機能は、サブＣＰＵ１０２及び電源制御回路１１１によって実現される。

メインＣＰＵ１０１は、フラッシュメモリ１０５等に記憶されている各種のプログラムを実行することで、電子機器１全体の動作制御を行う。

続いて、以上のように構成される電子機器１のＵＳＢ接続時の起動処理について、図２のフローチャートに沿って説明する。この起動処理は、ユーザにより、電子機器１の電源スイッチがＯＦＦ状態でホスト機器２にＵＳＢ接続されることで開始される。

ホスト機器２にＵＳＢ接続されると、ホスト機器２から第１の電流がＵＳＢケーブル３を介して電子機器１に供給される。すると、電子機器１の電源制御回路１１１は、この第１の電流に基づいて電池１１０の充電を開始する（ステップＳ１０１）。また、電源制御回路１１１は、サブＣＰＵ１０２に電力を供給する。これによりサブＣＰＵ１０２は起動する（ステップＳ１０２）。ここで、第１の電流とは、ＵＳＢ接続されてから、ＵＳＢ規格に基づいた初期化処理（エニュメレーション及びネゴシエーション）が完了するまでの間、ホスト機器２から供給される電流である。第１の電流の値は、ＵＳＢ規格で予め決められており、本実施形態では、１００ｍＡである。

起動したサブＣＰＵ１０２は、起動時における現在の動作モードを取得する（ステップＳ１０３）。本実施形態の電子機器１では、起動時における動作モードとして、充電起動モードと、通常起動モードの２つのモードがある。充電起動モードは、電源スイッチがＯＦＦの状態でホスト機器２（外部機器）から電流の供給が開始されることで起動する場合の動作モードである。一方、通常起動モードは、電源スイッチがＯＮされることで起動する場合の動作モードである。

サブＣＰＵ１０２は、取得した動作モードが充電起動モードであるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、この起動処理は、上記したように、電子機器１の電源スイッチがＯＦＦ状態でホスト機器２にＵＳＢ接続されることで開始されたため、現在の動作モードは充電起動モードとなっている。

動作モードが充電起動モードであると判定すると（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、サブＣＰＵ１０２は、電池１１０の残量を取得する（ステップＳ１０５）。より詳細には、サブＣＰＵ１０２は、電源制御回路１１１に電池１１０の残量の検出を要求する。かかる要求に応答して、電源制御回路１１１は電池１１０の残量を検出し、その検出結果をサブＣＰＵ１０２に出力する。

サブＣＰＵ１０２は、ホスト機器２から供給されている第１の電流と、取得した電池１１０の残量と、に基づいて、電子機器１の充電起動モードでの起動が可能であるか否か、換言すると、充電起動モードでの起動が可能となる電力が確保できているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。その結果、上記の電力が確保できている場合（ステップＳ１０６；ＹＥＳ）、サブＣＰＵ１０２は、ステップＳ１０７の処理を実行する。一方、上記の電力が確保できていない場合（ステップＳ１０６；ＮＯ）、サブＣＰＵ１０２の処理は進むことなく、引き続き、第１の電流（１００ｍＡの電流）で電池１１０は充電される。

ステップＳ１０７では、サブＣＰＵ１０２は、電源制御回路１１１に対して、予め決められた構成部への電力供給（電源ＯＮ）を要求する。かかる要求に応答して、電源制御回路１１１は、メインＣＰＵ１０１、ＵＳＢコントローラ１０４、フラッシュメモリ１０５、メモリコントローラ１０６、ＳＲＡＭ１０７に電力を供給する（ステップＳ１０７）。

メインＣＰＵ１０１は、このようにして電力が供給されることで起動すると、メモリコントローラ１０６を制御して、現在の動作モード、即ち、充電起動モードに応じた起動プログラム（充電起動プログラム）をフラッシュメモリ１０５から読み込み（ステップＳ１０８）、ＳＲＡＭ１０７に展開する。具体的に説明すると、先ず、メインＣＰＵ１０１は、フラッシュメモリ１０５に格納されている起動プログラム読込用ヘッダ（図３参照）から、充電起動についての各種情報、即ち、初期設定値、充電起動プログラムの読込開始アドレス（物理アドレス）及び読込サイズ（バイト単位）、実行開始アドレス等を読み出して取得する。ここで、初期設定値には、例えば、充電起動プログラム実行の際のパラメータ等を含まれる。

次に、メインＣＰＵ１０１は、メモリコントローラ１０６を介してフラッシュメモリ１０５にアクセスして、取得した読込開始アドレスから、取得した読込サイズ分のデータ（即ち、充電起動プログラム）を読み込む。そして、メインＣＰＵ１０１は、ＳＲＡＭ１０７にアクセスして、取得した実行開始アドレスが示すアドレスに、読み込んだ充電起動プログラムを書き込んで展開する。

充電起動プログラムには、エニュメレーション及びネゴシエーションを実行するための命令等が記述されている。メインＣＰＵ１０１は、ＳＲＡＭ１０７に展開した充電起動プログラムを実行することで、ＵＳＢコントローラ１０４を制御し、ホスト機器２との間でエニュメレーション及びネゴシエーションを実行する（ステップＳ１０９）。

これにより、ホスト機器２は、電子機器１をＵＳＢデバイスとして認識し、第１の電流より大きい値の電流である第２の電流をＵＳＢケーブル３を介して電子機器１に供給する。すると、電子機器１の電源制御回路１１１は、今度はこの第２の電流に基づいて電池１１０の充電を開始する（ステップＳ１１０）。第２の電流は、エニュメレーション及びネゴシエーションの実行後にホスト機器２から供給される電流である。第２の電流の値は、ＵＳＢ規格で予め決められており、本実施形態では、５００ｍＡである。

以上でＵＳＢ接続時の起動処理は完了する。なお、電源スイッチがＯＮされることで実行される起動処理については、従来技術とほぼ同様である。以下、この場合の起動処理について簡単に説明する。

サブＣＰＵ１０２は、電子機器１の通常起動モードでの起動が可能となる電力が確保できていると判定すると、電源制御回路１１１に対して、予め決められた構成部への電力供給（電源ＯＮ）を要求する。かかる要求に応答して、電源制御回路１１１は、メインＣＰＵ１０１、ＵＳＢコントローラ１０４、フラッシュメモリ１０５、メモリコントローラ１０６、ＳＲＡＭ１０７、ＤＲＡＭ１０８、主要動作部１０９に電力を供給する。

メインＣＰＵ１０１は、起動すると、メモリコントローラ１０６を介してフラッシュメモリ１０５にアクセスして、通常起動についての各種情報、即ち、初期設定値、通常起動プログラムの読込開始アドレス（物理アドレス）及び読込サイズ（バイト単位）、実行開始アドレス等を読み出して取得する。

次に、メインＣＰＵ１０１は、メモリコントローラ１０６を介してフラッシュメモリ１０５にアクセスして、取得した読込開始アドレスから、取得した読込サイズ分のデータ（即ち、通常起動プログラム）を読み込む。そして、メインＣＰＵ１０１は、ＤＲＡＭ１０８にアクセスして、取得した実行開始アドレスが示すアドレスに、読み込んだ通常起動プログラムを書き込んで展開する。

通常起動プログラムには、主要動作部１０９等を動作させるための命令等が記述されている。メインＣＰＵ１０１は、ＤＲＡＭ１０８に展開した通常起動プログラムを実行することで、主要動作部１０９等を含む各構成部の初期化処理等を実行する。

以上説明したように、本発明の本実施形態に係る電子機器１は、電源スイッチがＯＦＦの状態でホスト機器２とＵＳＢ接続した際、換言すると、充電を目的として、ホスト機器２とＵＳＢ接続した際、充電に必要な最小限の構成部のみの電源をＯＮにし（電力を供給し）、ＵＳＢ充電専用の起動プログラムを実行する。これにより、電子機器１は、最小限の消費電力で、ホスト機器２に自己をＵＳＢデバイスとして認識させるための初期化処理（エニュメレーション及びネゴシエーション）を実行することができ、ホスト機器２から、第１の電流（１００ｍＡ）より大きい値の電流である第２の電流（５００ｍＡ）の供給を受けることができる。

したがって、従来に比べ、第１の電流による充電時間を短縮でき、より早く、第２の電流による充電を開始できるため、結果として、電池１１０（二次電池）の充電時間の短縮化が図れる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、上記実施形態では、電子機器１は、ＵＳＢケーブル３を介してホスト機器２と接続していたが、ＵＳＢ接続の態様に限定はない。例えば、本発明の電子機器をＵＳＢコネクタを備える構成にして、かかるＵＳＢコネクタをホスト機器２のＵＳＢポートに差し込むことで両者をＵＳＢ接続するようにしてもよい。

また、ＵＳＢ接続時の起動処理において、メインＣＰＵ１０１は、高速で動作することを要求されないため、動作クロックを可変にできる場合であれば、この起動処理では、通常より動作クロックを低下させるようにしてもよい。このようにすると、ＵＳＢ充電起動における消費電力のさらなる低減化が図れる。

１ 電子機器
２ ホスト機器
３ ＵＳＢケーブル
１０１ メインＣＰＵ
１０２ サブＣＰＵ
１０３ ＵＳＢポート
１０４ ＵＳＢコントローラ
１０５ フラッシュメモリ
１０６ メモリコントローラ
１０７ ＳＲＡＭ
１０８ ＤＲＡＭ
１０９ 主要動作部
１１０ 電池
１１１ 電源制御回路

Claims (4)

1. 外部機器と所定のインタフェース規格に基づく伝送路により通信可能に接続する接続部と、
   自機器における主要動作を行う主要動作部と、
   前記主要動作部を制御すると共に、前記接続部を介して前記外部機器と通信を行うメイン制御部と、
   前記主要動作部を動作させるための命令が少なくとも記述された通常起動プログラムと、前記外部機器と前記インタフェース規格に基づいた所定の初期化処理を実行するための命令が少なくとも記述された充電起動プログラムと、を記憶する起動プログラム記憶部と、
   前記外部機器から前記伝送路を介して供給される電流により充電される二次電池と、
   起動スイッチがＯＦＦの状態で前記外部機器から前記電流の供給が開始された場合の動作モードである充電起動モード時に自機器の起動が可能であるか否かを判定し、起動が可能であると判定した場合に、自機器内の予め決められた構成部に電力の供給を開始する電源制御部と、を備え、
   前記メイン制御部は、前記充電起動モード時に起動すると、前記起動プログラム記憶部から前記充電起動プログラムを読み込んで実行し、一方、前記充電起動モードとは異なる動作モード時に起動すると、前記起動プログラム記憶部から前記通常起動プログラムを読み込んで実行する、
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記外部機器から前記伝送路を介して供給される電流の値は、前記初期化処理の実行後に上昇する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記電源制御部は、前記充電起動モード時に、前記二次電池の残量と、前記外部機器から供給を受けている前記電流の値と、に基づいて、自機器の起動が可能であるか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器。
4. 自機器における主要動作を行う主要動作部と、
   前記主要動作部を制御すると共に、外部機器と所定のインタフェース規格に基づく伝送路を介した通信を行うメイン制御部と、
   前記外部機器から前記伝送路を介して供給される電流により充電される二次電池と、を備える電子機器の起動制御方法であって、
   起動スイッチがＯＦＦの状態で前記外部機器から前記電流の供給が開始された場合の動作モードである充電起動モード時に自機器の起動が可能であるか否かを判定し、起動が可能であると判定した場合に、自機器内の予め決められた構成部に電力の供給を開始し、
   前記メイン制御部は、前記充電起動モード時に起動すると、前記外部機器と前記インタフェース規格に基づいた所定の初期化処理を実行するための命令が少なくとも記述された充電起動プログラムを実行し、一方、前記充電起動モードとは異なる動作モード時に起動すると、前記主要動作部を動作させるための命令が少なくとも記述された通常起動プログラムを実行する、
   ことを特徴とする電子機器の起動制御方法。

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