JP2015153124A - ホスト装置、ホスト装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents

ホスト装置、ホスト装置の制御方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】バス接続状態を維持しつつ、省電力化を図ることができるホスト装置、ホスト装置の制御方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】ホスト装置100は、データ処理部101と、バス通信部102と、切替部103とを備える。データ処理部101は、バス300を介してクライアント装置200からデータを取得し、取得したデータを処理する。バス通信部102は、バス300を介してクライアント装置200と通信可能である。切替部103は、バス300の接続先を切り替える。具体的には、切替部103は、データ処理部101の省電力モードへの移行に応じて、バス300の接続先をデータ処理部101からバス通信部102へと切り替える。【選択図】図1

Description

本発明はホスト装置、ホスト装置の制御方法、及びプログラムに関する。
近年、USB(Universal Serial Bus)デバイス装置(カメラや音楽プレーヤー等)と接続されるUSBホスト装置(PC(Personal Computer)等)の省電力化が望まれている。省電力方法として、USBを介する画像データや音声データの送受信が行われていない状態で、USBホスト装置のCPU(Central Processing Unit)を停止させ、省電力モードに移行する技術が知られている。
また、USBバスの省電力方法として、例えば、サスペンドモードが知られている(例えば、特許文献1参照)。サスペンドモードにおいては、一時的にUSBの接続状態が停止し、USBを介するデータ通信が行われない。
特開2008−84230号公報
しかしながら、省電力を図るために、CPUやUSBの動作を停止させると、USBデバイス装置とUSBホスト装置との間でのUSB接続状態が維持できなくなり、通信が切断されてしまう。その結果、省電力モードにおいては、USBデバイス装置との同期やコマンド発行ができなくなってしまうという問題があった。
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、バス接続状態を維持しつつ、省電力化を図ることができるホスト装置、ホスト装置の制御方法、及びプログラムを提供することを目的としている。
本発明の一態様にかかるホスト装置は、バスを介してクライアント装置と接続されるホスト装置であって、前記バスを介して前記クライアント装置からデータを取得し、取得したデータを処理するデータ処理手段と、前記バスを介して前記クライアント装置と通信可能なバス通信手段と、前記バスの接続先を切り替える切替手段と、を備え、前記切替手段は、前記データ処理手段の省電力モードへの移行に応じて、前記バスの接続先を前記データ処理手段から前記バス通信手段へと切り替えるものである。
本発明の一態様にかかるホスト装置の制御方法は、バスを介してクライアント装置と接続されるホスト装置の制御方法であって、前記バスを介して前記クライアント装置からデータを取得し、取得したデータを処理するデータ処理手段が省電力モードへ移行するステップと、前記データ処理手段の省電力モードへの移行に応じて、前記バスの接続先を、前記データ処理手段から、前記バスを介して前記クライアント装置と通信可能なバス通信手段へと切り替えるステップと、を備えるものである。
本発明の一態様にかかるプログラムは、バスを介してクライアント装置と接続されるホスト装置を制御するプログラムであって、コンピュータに、前記バスを介して前記クライアント装置からデータを取得し、取得したデータを処理するデータ処理手段を省電力モードへ移行させるステップと、前記データ処理手段の省電力モードへの移行に応じて、前記バスの接続先を、前記データ処理手段から、前記バスを介して前記クライアント装置と通信可能なバス通信手段へと切り替えさせるステップと、を実行させるものである。
本発明により、バス接続状態を維持しつつ、省電力化を図ることができるホスト装置、ホスト装置の制御方法、及びプログラムを提供することができる。
実施の形態1にかかるホスト装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態2にかかる通信モジュールの構成を示すブロック図である。 実施の形態2にかかる各動作シーケンスの電源ステートを示す図である。 実施の形態2にかかる省電力モードへの移行処理を説明するためのシーケンス図である。 実施の形態2にかかる省電力モードからの復帰処理を説明するためのシーケンス図である。 実施の形態2の変形例にかかる通信モジュールの構成を示すブロック図である。
<実施の形態1>
以下、図面を参照して本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本実施の形態にかかるホスト装置100の構成を示す図である。図1に示すように、ホスト装置100は、データ処理部101と、バス通信部102と、切替部103と、を備える。ホスト装置100は、データバス300を介して、クライアント装置200と接続される。
データ処理部101は、例えば、CPU等の中央処理装置である。データ処理部101は、図示しないメモリに格納されたプログラムに基づいて、クライアント装置から取得したデータを処理する。ここで、データとは、例えば、テキストデータ、音声データ、画像データ、及び動画データ等が含まれる。また、データの処理とは、例えば、データの保存、加工、転送、複製等である。データ処理部101は、データバス301を介して、切替部103に接続される。
また、データ処理部101は、動作モード及び省電力モードを切り替えることができる。動作モードとは、データ処理部101がデータ処理を行う状態である。一方、省電力モードとは、例えば、データ処理部101のアイドル状態、休止状態、スリープ状態、及び停止状態等を含むモードを意味する。なお、省電力モードにおいても、データ処理部101が動作していてもよい。つまり、省電力モードは、データ処理部101における処理の有無にかかわらず、データ処理部101が動作モードよりも消費電力が低い状態である。
バス通信部102は、データバス300と接続された場合に、データバス300のアクティブ状態を維持し、データバス300を介して、クライアント装置200と通信することができる機能ブロックである。バス通信部102は、例えば、マイコン(マイクロコンピュータ)等である。バス通信部102は、データバス302を介して、切替部103に接続される。
切替部103は、データバス300〜302に接続される。切替部103は、クライアント装置200に接続されたデータバス300の接続先を切り替える。つまり、切替部103は、クライアント装置200とデータ処理部101とを接続したり、クライアント装置200とバス通信部102とを接続したりする。言い換えると、切替部103は、データバス300とデータバス301とを接続したり、データバス300とデータバス302とを接続したりする。
具体的には、切替部103は、データ処理部101が動作モードの場合(クライアント装置200からデータを取得したり、データの処理を行ったりする場合)、クライアント装置200(データバス300)とデータ処理部101(データバス301)とを接続する。一方、切替部103は、データ処理部101の動作モードから省電力モードへの移行に応じて、クライアント装置200(データバス300)の接続先を、データ処理部101(データバス301)からバス通信部102(データバス302)へ切り替える。これにより、データ処理部101が省電力モードの間は、クライアント装置200とバス通信部102とが接続された状態となる。バス通信部102は、データバス300を介してクライアント装置200と接続された場合、データバス300及びデータバス302を介して、クライアント装置200と通信可能な状態となる。言い換えると、バス通信部102は、データバス300を介してクライアント装置200と接続された場合、データバス300をアクティブ状態に維持する。
以上のように、本実施の形態にかかるホスト装置100の構成によれば、切替部103が、データ処理部101の省電力モードへの移行に応じて、クライアント装置200の接続先をデータ処理部101からバス通信部102へ切り替える。そして、バス通信部102は、クライアント装置200との間のデータバス300を介して、クライアント装置200と通信可能な状態となる。これにより、ホスト装置100は、データ処理部101が省電力モードであっても、データバス300を介してクライアント装置200と通信することができる。つまり、データ処理部101が省電力モードであっても、バス接続状態を維持することができる。その結果、ホスト装置100は、バス接続状態を維持しつつ、省電力化を図ることができる。
<実施の形態2>
本発明にかかる実施の形態2について説明する。本実施の形態にかかる通信モジュールの構成を示すブロック図を図2に示す。本実施の形態においては、図2の通信モジュール3をホスト装置として説明する。通信モジュール3は、USBデバイス装置1とUSBバス400を介して接続される。
<通信モジュール3の構成>
通信モジュール3は、CPU4と、USBマイコン5と、USBバススイッチ6と、DRAM(Dynamic Random Access Memory)メモリ7と、フラッシュメモリ8と、通信制御部9と、電源生成部10と、電源オンオフスイッチ11と、を備える。
CPU4(データ処理手段)は、USBホスト機能を内蔵するCPUであり、例えば、SoC(System On Chip)である。CPU4は、フラッシュメモリ8に格納されたプログラムに基づいて、通信モジュール3の各ブロックを制御する。
CPU4は、USB401を介してUSBバススイッチ6に接続される。また、CPU4は、ローカルバス403を介して、USBマイコン5に接続される。また、CPU4は、DRAMメモリ7及び通信制御部9に接続される。
USBマイコン5(バス通信手段)は、USBと接続可能な1チップのマイコンである。USBマイコン5は、USB402を介してUSBバススイッチ6に接続される。USBマイコン5は、USB400、402を介してUSBデバイス装置1と接続された場合、USB400、402のアクティブ状態を維持し、USBデバイス装置1と通信可能な状態となる。USBマイコン5は、ROM(Read Only Memory)及びRAMを有する。
また、USBマイコン5は、USB400、402を介して、USBデバイス装置1からデータ転送要求(コマンド)を受信する。さらに、USBマイコン5は、USB400、402を介して、USBデバイス装置1と通信モジュール3との動作クロック等の同期をとる。
また、USBマイコン5は、USBバススイッチ6のバス切り替えを制御する。さらに、USBマイコン5は、電源オンオフスイッチ11の電源オンオフを制御する。
USBバススイッチ6(切替手段)は、USB400〜402に接続される。USBバススイッチ6は、USBマイコン5からの制御信号に応じて、USBデバイス装置1(デバイスCPU2)の接続先を切り替える。具体的には、USBバススイッチ6は、USB400と接続させるバスを、USB401からUSB402へ、または、USB402からUSB401へ切り替える。
DRAMメモリ7は、通常のプログラム動作での使用の他に、CPU4が省電力モードへ移行する際に、CPU4の内部レジスタ内のデータの退避領域として使用されるメモリである。
フラッシュメモリ8は、CPU4の動作を制御するためのプログラムを格納する。
通信制御部9は、通信モジュール3の外部機器と有線または無線により通信を行う。通信制御部9は、CPU4からの指示に基づいて、CPU4から受信したデータを送信する。また、通信制御部9は、通信モジュール3の外部機器から受信したデータを、CPU4に送信する。
電源生成部10は、通信モジュール3のCPU4や他のブロックに供給するための電源を生成する。電源生成部10は、生成した電源を電源オンオフスイッチ11に供給する。電源生成部10は、外部電源から電源を生成する電源回路であってもよいし、電力を蓄電しているバッテリ等であってもよい。
電源オンオフスイッチ11は、USBマイコン5の制御信号に応じて、CPU4及びフラッシュメモリ8に対して電源を供給したり、停止したりする。
<通信モジュール3の動作>
続いて、本実施の形態にかかる通信モジュール3の動作の概要について、図3〜図5を参照して説明する。図3は、各動作シーケンスにおけるCPU4とUSBマイコン5の電源ステートを示す図である。図4は、CPU4の省電力モードへの移行処理を示すシーケンス図である。図5は、CPU4の省電力モードからの復帰処理を示すシーケンス図である。
まず、CPU4の省電力モードへの移行処理について説明する。電源生成部10をオンすると同時に、USBマイコン5が、チップ内部ROMより起動して、CPU電源オンオフスイッチ11及びUSBバススイッチ6を制御する。CPU4は、CPU電源オンオフスイッチ11及びUSBバススイッチ6のオンと同時に、フラッシュメモリ8のプログラムを読み出して、起動する。つまり、CPU4の電源ステートがActiveモード(動作モード)になる(図3のS1参照)。そして、DRAMメモリ7にファームウェア一式が展開され、CPU4に内蔵されたUSBホスト機能が動作開始する。これにより、CPU4が、USBデバイス装置1を認識し、USB動作可能状態となる。
このとき、USBマイコン5はUSB未接続であるため、USBマイコン5の電源ステートは、PowerDownモード(省電力モード)に移行する(ステップS101)。
次に、CPU4は、USBデバイス装置1からのデータ転送要求を受信する。そして、CPU4は、USB400経由で、受信したデータをDRAMメモリ7に格納し、格納したデータを通信制御部9を経由して外部機器へ転送する(ステップS102)。
なお、図3に示すように、ステップS1〜S3においては、CPU4の電源ステートはActiveモード(動作モード)であり、CPU4はUSB接続状態となっている。つまり、USBバススイッチ6は、USBデバイス装置1とCPU4とを、USB400、401を介して接続する。一方、USBマイコン5の電源ステートはPowerDownモード(省電力モード)であり、USBマイコン5はUSB未接続状態となっている。つまり、USB400とUSB402とは接続されていないため、USBデバイス装置1とUSBマイコン5とは通信できない。
次に、データ転送終了後、CPU4は、USBマイコン5にローカルバス403経由でUSB設定情報を通知する(ステップS103)。これにより、USBマイコン5は、省電力モードから復帰し、Activeモード(動作モード)に移行する(ステップS104、図3のS4)。そして、USBマイコン5は、USB設定情報を取得する(ステップS105)。
USBマイコン5は、USBバススイッチ6に対して、スイッチの切り替えを指示する(ステップS106)。これにより、USBバススイッチ6は、USBをUSBマイコン5側に接続変更する(ステップS107)。つまり、USBバススイッチ6は、USB400とUSB401とを切断し(ステップS108)、USB400とUSB402とを接続する(ステップS109)。これにより、USBデバイス装置1とUSBマイコン5とが接続される。したがって、USB400の接続が維持される(ステップS5)。なお、ステップS107〜S109の切り替え処理により、CPU4はUSB未接続状態となり、USBマイコン5はUSB接続状態となる(図3のS5参照)。
また、CPU4は、USBマイコン5からのUSB接続完了通知を受けて、CPU4を省電力モードに移行するために、Suspend to DRAMモード(省電力モード)に移行する(図3のS6参照)。
Suspend to DRAMモードへの移行処理として、CPU4は、CPU4の内部レジスタのデータをDRAMメモリ7へ退避させ(ステップS110)、DRAMメモリ7をセルフリフレッシュモードへと移行させる(ステップS111)。これらの処理が完了すると、CPU4は、省電力モードへの移行完了通知をUSBマイコン5に通知する(ステップS112)。
USBマイコン5は、CPU4からの省電力モード移行完了通知を受けると、電源オンオフスイッチ11に対して、スイッチの切り替えを指示する(ステップS113)。電源オンオフスイッチ11は、USBマイコン5からの指示に応じて、スイッチを切り替え(ステップS114)、CPU4とフラッシュメモリ8を電源オフし(ステップS115)、CPU4を省電力モードに移行させる。ただし、CPU4が省電力モードに移行している間、USBデバイス装置1は、USBマイコン5とUSB接続が維持されている。つまり、USBデバイス装置1とUSBマイコン5とを接続するUSB400、402はアクティブ状態であり、USBデバイス装置1とUSBマイコン5とは通信可能な状態である。
続いて、CPU4の省電力モードからの復帰処理について説明する。図4からの続きで、CPU4は、電源オフ(省電力モード)になっているとする(ステップS201)。このとき、USBデバイス装置1が、通信モジュール3に対してデータ転送要求を発行すると、USBマイコン5は、USB400を介して、データ転送要求(コマンド)を受信する(ステップS202)。なお、USBマイコン5は、USB400を介して、USBデバイス装置1との同期をとってもよい。つまり、USBマイコン5は、CPU4の省電力モード中に、USB400、402を介して、USBデバイス装置1からのコマンドを受信したり、USBデバイス装置1との同期をとったりすることができる。
そして、USBマイコン5は、CPU4を起動させるために、電源オンオフスイッチ11に対して、スイッチの切り替えを指示する(ステップS203)。電源オンオフスイッチ11は、USBマイコン5の指示に応じて、スイッチを切り替え(ステップS204)、CPU4の電源をオンする(ステップS205)。これにより、CPU4がシステムを起動する。
CPU4は、起動後に、DRAMメモリ7にSuspend情報が保持されているか否かを確認する(ステップS206)。Suspend情報が保持されている場合、CPU4は、フラッシュメモリ8からの起動ではなく、DRAMメモリ7から起動を行い、高速起動を実現する(ステップS207、図3のS7参照)。これにより、CPU4の電源ステートは、Activeモード(動作モード)に移行する(図3のS8参照)。
また、USBマイコン5は、USB設定情報をCPU4に通知する(ステップS208)。CPU4は、USBマイコン5からローカルバス403経由でUSB設定情報を取得する(ステップS209)。これにより、CPU4は、USB転送準備を実施する。そして、CPU4は、USB転送準備が完了すると、その旨をUSBマイコン5に通知する(ステップS210)。
USBマイコン5は、CPU4のUSB転送準備完了の通知を受けると、USBバススイッチ6に対して、スイッチの切り替えを指示する(ステップS211)。USBバススイッチ6は、USBマイコン5からの指示に応じて、USBをCPU4側に接続変更する(ステップS212)。つまり、USBバススイッチ6は、USB400とUSB402とを切断し(ステップS214)、USB400とUSB401とを接続する(ステップS213)。USBマイコン5は、USB未接続を検出すると、省電力モードに移行する(ステップS215、図3のS9)。CPU4は、USBデバイス装置1から受信したデータを、DRAMメモリ7に格納し、格納したデータを通信制御部9を経由して送信する。
以上のように、本実施の形態にかかる通信モジュール3の構成によれば、USBバススイッチ6が、CPU4の省電力モードの移行に応じて、USB400とUSB401とを切断し、USB400とUSB402とを接続する。このため、CPU4が省電力モードに移行した後においても、USBデバイス装置1と通信モジュール3との間のUSB接続は維持される。その結果、USB接続状態を維持しつつ、省電力化を図ることができる。
また、本実施の形態においては、CPU4が省電力モードに移行する際に、USBデバイス装置1とCPU4との接続を切断し、CPU4が省電力モードから復帰する際に、USBデバイス装置1とCPU4とを接続する。つまり、本発明は、USBの接続切替できる構成があればよく、USBのサスペンドモードを必要としない。したがって、USBのサスペンドモードに対応できないシステムに対しても、本発明を適用することができる。
<変形例>
本実施の形態にかかる変形例について説明する。変形例にかかる通信モジュール3のブロック図を図6に示す。図6の構成においては、USBマイコン5が、通信制御部9の通信状態を監視している点が、図2に示した構成と異なっている。なお、その他の構成については、図2に示した構成と同様であるため、説明を省略する。
USBマイコン5は、CPU4が省電力モードの最中にUSB接続の維持管理が可能である。このUSBマイコン5は、通信制御部9を経由して、通信状態を監視できる機能を有する。通信状態とは、例えば、通信の有無、通信レート、無線電波強度等を含む情報である。これにより、CPU4側が電源オフ状態でシステムが省電力モードの最中でも、USBマイコン5がUSBデバイス装置1に通信状況を通知することが可能となる。通信モジュールの有線通信や無線通信の通信状態をUSBデバイス側に常に通知する必要がある場合に有効的な手段である。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更及び組み合わせをすることが可能である。
また、上述のホスト装置及び通信モジュールの任意の処理は、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
また、コンピュータが上述の実施の形態の機能を実現するプログラムを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現される場合だけでなく、このプログラムが、コンピュータ上で稼動しているOS(Operating System)もしくはアプリケーションソフトウェアと共同して、上述の実施の形態の機能を実現する場合も、本発明の実施の形態に含まれる。さらに、このプログラムの処理の全てもしくは一部がコンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットによって行われて、上述の実施の形態の機能が実現される場合も、本発明の実施の形態に含まれる。
1 USBデバイス装置
2 車両運転支援装置
3 通信モジュール
4 CPU
5 USBマイコン
6 USBバススイッチ
7 DRAMメモリ
8 フラッシュメモリ
9 通信制御部
10 電源生成部
11 電源オンオフスイッチ
100 ホスト装置
101 データ処理部
102 バス通信部
103 切替部
200 クライアント端末

Claims (9)

  1. バスを介してクライアント装置と接続されるホスト装置であって、
    前記バスを介して前記クライアント装置からデータを取得し、取得したデータを処理するデータ処理手段と、
    前記バスを介して前記クライアント装置と通信可能なバス通信手段と、
    前記バスの接続先を切り替える切替手段と、
    を備え、
    前記切替手段は、前記データ処理手段の省電力モードへの移行に応じて、前記バスの接続先を前記データ処理手段から前記バス通信手段へと切り替えるホスト装置。
  2. 前記バス通信手段は、
    前記データ処理手段の省電力モードへの移行に応じて、動作モードへ移行し、
    前記データ処理手段の動作モードへの移行に応じて、省電力モードへ移行する請求項1に記載のホスト装置。
  3. 前記バス通信手段は、前記バスを介して、前記クライアント装置と接続されている間、前記バスのアクティブ状態を維持する請求項1または2に記載のホスト装置。
  4. 前記バス通信手段は、前記データ処理手段を、省電力モードから動作モードへ移行させる請求項1〜3のいずれか一項に記載のホスト装置。
  5. 前記バス通信手段は、前記バスを介して前記クライアント装置と接続されている場合、前記クライアント装置からのコマンドを受信する請求項1〜4のいずれか一項に記載のホスト装置。
  6. 前記バス通信手段は、前記バスを介して前記クライアント装置と接続されている場合、前記クライアント装置との同期をとる請求項1〜5のいずれか一項に記載のホスト装置。
  7. 前記データ処理手段が取得した前記データを送信する通信手段をさらに備え、
    前記バス通信手段は、前記データ処理手段が省電力モードの場合、前記通信手段の通信状態を取得し、前記バスを介して、前記クライアント装置に対して前記通信状態を通知する請求項1〜6のいずれか一項に記載のホスト装置。
  8. バスを介してクライアント装置と接続されるホスト装置の制御方法であって、
    前記バスを介して前記クライアント装置からデータを取得し、取得したデータを処理するデータ処理手段が省電力モードへ移行するステップと、
    前記データ処理手段の省電力モードへの移行に応じて、前記バスの接続先を、前記データ処理手段から、前記バスを介して前記クライアント装置と通信可能なバス通信手段へと切り替えるステップと、を備えるホスト装置の制御方法。
  9. バスを介してクライアント装置と接続されるホスト装置を制御するプログラムであって、
    コンピュータに、
    前記バスを介して前記クライアント装置からデータを取得し、取得したデータを処理するデータ処理手段を省電力モードへ移行させるステップと、
    前記データ処理手段の省電力モードへの移行に応じて、前記バスの接続先を、前記データ処理手段から、前記バスを介して前記クライアント装置と通信可能なバス通信手段へと切り替えさせるステップと、
    を実行させるプログラム。
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