JP2018132844A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像データの転送時においても、転送効率の大幅な低下を回避しつつ、消費電力を削減できるようにする。【解決手段】 通信装置（１００）は、外部装置と通信が可能な通常動作モードと、前記通常動作モードよりも低い消費電力で動作する低電力モードとを有する通信手段と、前記外部装置に送信するデータを取得する間隔の時間である信号間隔時間を計算する信号間隔計算手段と、前記通常動作モードから前記低電力モードに遷移し、前記通常動作モードに復帰するために必要な最小時間を保持しておく遷移復帰時間保持手段と、前記信号間隔時間が前記遷移復帰時間よりも大きいと判定された場合は、前記通信手段の動作モードを前記低電力モードに遷移させ、前記信号間隔時間が前記遷移復帰時間よりも小さいと判定された場合は、前記通信手段の動作モードを前記通常動作モードから前記低電力モードに遷移させないようにする動作モード切替手段とを有する。【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の動作モードを有する通信装置に関するものである。

シリアルインターフェースの一つとしてＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ−Ｓｐｅｃｉａｌ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ Ｇｒｏｕｐによって策定されたＰＣＩ Ｅｘｐｒｅｓｓ（以下、ＰＣＩｅ）がある。ＰＣＩｅはＰＣ向けのパラレルインターフェースであるＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔバスのアーキテクチャの互換性を持ったシリアルインターフェースであり、ｐｏｉｎｔ−ｔｏ−ｐｏｉｎｔ接続やプロトコルを用いたデータ転送、自動的にステートを移行する電力管理といった特徴を持っている。

ＰＣＩｅの電力管理にはＡｃｔｉｖｅ Ｓｔａｔｅ Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（以下、ＡＳＰＭ）という機能が用いられる。ＡＳＰＭは、ソフトウェアの補助を受けずにハードウェアでリンクの状態を制御して電力管理を行うもので、Ｌ０、Ｌ０ｓ、Ｌ１ステートという複数のステートがある。

Ｌ０ステートはリンクがアクティブな状態で、データ転送が可能な状態である。Ｌ０ｓステートはリンクが電気的にアイドル状態になるが、ＰＬＬは動作しており、Ｌ０ステートよりも低い消費電力の状態である。各ポートが独立して制御可能なため送信側と受信側を同時に遷移する必要はない。Ｌ１ステートはリンクが電気的にアイドル状態で、ＰＬＬも停止しており、Ｌ０ｓステートよりもさらに低い消費電力の状態である。

リンクが電気的にアイドル状態で低電力状態であるＬ０ｓ、Ｌ１ステート時はデータ転送を行うことができない。また、Ｌ０ｓ、Ｌ１ステートからデータ転送可能なＬ０ステートに復帰するには、各ステートである程度の時間を必要とする。Ｌ０ｓステートからＬ０ステートへの復帰には、受信側でＰＬＬの同期の取り直しやビット同期、シンボル同期が必要なため、数ｎｓｅｃから数μｓｅｃの時間がかかる。Ｌ１ステートからＬ０ステートへの復帰には、ビット同期やシンボル同期の他にリンクの速度や幅を設定する必要があるため、数μｓｅｃから数十μｓｅｃの時間がかかる。

そのため、低電力状態のＬ０ｓ、Ｌ１ステート時にリアルタイム性の高い画像データが入力された場合、Ｌ０ステートに復帰する前に画像データを受信してしまい、一部の画像データが受信できず、期待とは異なる画像になる恐れがある。そのため、画像データの転送時、低電力状態への遷移を不許可にする方法が提案されている（特許文献１）。

特開２００９−１７６２９４号公報

リアルタイム性の高い画像データの転送の場合は、Ｌ０ｓ、Ｌ１ステートに遷移するとデータの欠落が発生する可能性があるため、特許文献１では画像データの転送時に低電力状態のＬ０ｓ、Ｌ１ステートに遷移せず、常にＬ０ステートにする例が示されている。しなしながら、このような方法では画像データの転送する際、常にＬ０ステートのままであるために無駄な消費電力が発生してしまう。

例えば、複数のパケットに分割されて転送される画像データの場合、各パケットの間隔では転送するデータが存在しない期間が存在する。その期間は低電力状態のＬ０ｓ、Ｌ１ステートに遷移して電力削減をすることが望ましい。特許文献１のような方法では、各パケットの間隔にかかわらず、画像データを転送している期間、常にＬ０ステートのためＡＳＰＭの効果を発揮できないことがある。

そこで、本発明は、画像データの転送時においても、転送効率の大幅な低下を回避しつつ、消費電力を削減できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る通信装置は、外部装置と通信が可能な通常動作モードと、前記通常動作モードよりも低い消費電力で動作する低電力モードとを有する通信手段と、前記外部装置に送信するデータを取得する間隔の時間である信号間隔時間を計算する信号間隔計算手段と、前記通常動作モードから前記低電力モードに遷移し、前記通常動作モードに復帰するために必要な最小時間を保持しておく遷移復帰時間保持手段と、前記信号間隔時間が前記遷移復帰時間よりも大きいと判定された場合は、前記通信手段の動作モードを前記低電力モードに遷移させ、前記信号間隔時間が前記遷移復帰時間よりも小さいと判定された場合は、前記通信手段の動作モードを前記通常動作モードから前記低電力モードに遷移させないようにする動作モード切替手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、画像データの転送時においても、転送効率の大幅な低下を回避しつつ、消費電力を削減することができる。

実施形態１における通信装置１００の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。 信号間隔計算部１１１の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。 通信部１０６が有する複数の動作モードの遷移の一例を説明するための状態遷移図である。 通信装置１００で行われる動作モード遷移手順の一例を説明するためのフローチャートである。 通信部１０６の動作モードが通常動作モードから低電力モードに遷移する場合における通信部１０６の動作を説明するためのタイミングチャートである。 通信部１０６の動作モードが通常動作モードから低電力モードに遷移しない場合における通信部１０６の動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

［実施形態１］
図１は、実施形態１における通信装置１００の構成要素の一例を説明するためのブロック図である。以下、図１を参照し、通信部１０６の動作モードが通常動作モードである場合を説明する。通常動作モードは、外部装置１０７と通信が可能な動作モードである。

ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０１は、通信装置１００の各構成要素の制御を行う。データは、システムバス１０２を介してメモリコントローラ１０３に送られ、メインメモリ１０４へ一時的に格納される。格納されたデータは、Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ（以下、ＤＭＡ）コントローラ１０５を用いて通信部１０６を介し、パーソナルコンピュータ等の外部装置１０７に送信される。

信号間隔計算部１１１は、ＤＭＡコントローラ１０５を用いてメインメモリ１０４から送られ、システムバス１０２を通り、通信部１０６が受信したデータを検出して、外部装置１０７に送信するデータを取得する間隔の時間である信号間隔時間を計算する。遷移復帰時間保持部１１２は、通常動作モードから低電力モードに遷移し、通常動作モードに復帰するために必要な最小時間である遷移復帰時間を保持する。

間隔比較部１１３は、信号間隔時間と遷移復帰時間とを比較し、信号間隔時間が遷移復帰時間以上である場合は、通常動作モードから低電力モードへの遷移許可信号を動作モード切替部１１４に発行し、信号間隔時間が遷移復帰時間よりも小さい場合は、通常動作モードから低電力モードへの遷移許可信号を動作モード切替部１１４に発行しないようにする。動作モード切替部１１４は、遷移許可信号を受信した場合、かつ外部装置１０７に転送するデータがない場合、通常動作モードから低電力モードに遷移する。

次に、図２を参照し、信号間隔計算部１１１の構成要素の一例を説明する。信号検出部２０１は、通信部１０６に送られるデータを受け取っている場合はＨＩＧＨとなり、通信部１０６に送られるデータを受け取っていない場合はＬＯＷとなるデータ検出信号を第１の検出カウント保持部２０３に発行する。カウンタ部２０２は、フリーランカウンタであり、通信部１０６の電源がオンになった状態からスタートする。

第１の検出カウント保持部２０３は、信号検出部２０１から発行されたデータ検出信号の立ち上がりを検出し、検出したときのカウンタ部２０２のカウント値を第１の信号検出カウント値として保持する。第２の検出カウント保持部２０４は、信号検出部２０１から発行されたデータ検出信号の立ち上がりを検出した場合に第１の検出カウント保持部２０３が保持しているカウント値を第２の信号検出カウント値として格納する。信号間隔制御部２０５は、第１の信号検出カウント値から第２の信号検出カウント値を減算して信号間隔時間を計算する。

次に、図３を参照し、通信部１０６が有する複数の動作モードの遷移の一例を説明する。各動作モードにおいて間隔比較部１１３での信号間隔時間と遷移復帰時間との比較結果より動作モード切替部１１４が受信する遷移許可信号の有無と外部装置１０７に送信するデータの有無に応じて、動作モードが遷移または復帰する。

通常動作モード３０１は、外部装置１０７と通信が可能な動作モードである。通常動作モード３０１の場合は、動作モード切替部１１４が遷移許可信号を受信し、かつ外部装置１０７に転送するデータがない場合、通常動作モード３０１から低電力モード３０２に遷移する。動作モード切替部１１４が遷移許可信号を受信していない場合、低電力モード３０２に遷移せず、通常動作モード３０１のままである。

低電力モード３０２は、通常動作モード３０１よりも低い消費電力で動作する動作モードである。リンクが電気的にアイドル状態になりデータ転送ができないため、外部装置１０７に送信する転送データがある場合は低電力モード３０２から通常動作モード３０１に復帰する。

次に、図４に示すフローチャートを参照し、通信装置１００で行われる動作モード遷移手順の一例を説明する。動作モード遷移手順の開始は、電源オン時である。このとき、動作モードの初期状態は通常動作モード３０１である。

ステップＳ４０１は、電源オンを受けてカウンタ部２０２のカウントアップを開始する。ステップＳ４０２は、通信部１０６が外部装置１０７に送信するデータを受信したか判定する。外部装置１０７に送信するデータを受信した場合はステップＳ４０３に進み、外部装置１０７に送信するデータを受信していない場合は再びステップＳ４０２で判定する。ステップＳ４０３は、通信部１０６の動作モードを判定する。通信部１０６の動作モードが低電力モード３０２である場合はステップＳ４０４に進み、通信部１０６の動作モードが通常動作モード３０１である場合はステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０４は、通信部１０６の動作モードを低電力モード３０２から通常動作モード３０１に復帰させる。

ステップＳ４０５は、信号検出部２０１でシステムバス１０２からデータを検出した場合に、データ検出信号の値をＨＩＧＨにする。ステップＳ４０６は、ステップＳ４０５で検出したデータ検出信号を第１の検出カウント保持部２０３で検出した場合に、第１の検出カウント保持部２０３が保持しているカウント値を第２の検出カウント保持部２０４に第２の信号検出カウント値として格納する。

ステップＳ４０７は、ステップ４０５で検出したデータ検出信号を第１の検出カウント保持部２０３で検出した場合に、カウンタ部２０２のカウント値を第１の検出カウント保持部２０３で第１の信号検出カウント値として格納する。ステップＳ４０８は、ステップＳ４０６で第２の検出カウント保持部２０４に格納した第２の信号検出カウント値からステップＳ４０７で第１の検出カウント保持部２０３に保持した第１の信号検出カウント値を信号間隔制御部２０５で減算を行い、信号間隔時間を計算する。

ステップＳ４０９は、ステップＳ４０８で計算した信号間隔時間と遷移復帰時間保持部１１２で保持している遷移復帰時間を間隔比較部１１３で比較し、信号間隔時間と遷移復帰時間の大小関係を判定する。信号間隔時間が遷移復帰時間よりも小さい場合はステップＳ４１０に進み、信号間隔時間が遷移復帰時間以上である場合はステップＳ４１１に進む。ステップＳ４１０は、通常動作モード３０１から低電力モード３０２への遷移許可信号を動作モード切替部１１４に発行せず、通常動作モード３０１として動作する。

ステップＳ４１１は、通常動作モード３０１から低電力モード３０２への遷移許可信号を間隔比較部１１３が動作モード切替部１１４に発行する。ステップＳ４１２は、動作モード切替部１１４が遷移許可信号を受信し、外部装置１０６へデータの送信終了時に低電力モード３０２に遷移する。ステップＳ４１３は、外部装置１０６に送信するデータがあるのか判定する。送信するデータがない場合は図４に示すフローを終了し、送信するデータがある場合はステップＳ４０２に進む。

次に、図５に示すタイミングチャートを参照し、通信部１０６の動作モードが通常動作モード３０１から低電力モード３０２に遷移する場合における通信部１０６の動作を説明する。タイミングチャートについて通信部１０６がデータ＃１とデータ＃２を検出し、間隔比較部１１３で信号間隔時間と遷移復帰時間とを比較する例を用いて説明する。タイミングチャート開始時、通信部１０６の動作モードは通常動作モード３０１である。

通信部受信データ５０１は、メインメモリ１０４からシステムバス１０２を通り、通信部１０６が受信したデータであるデータ＃１とデータ＃２である。データ検出信号５０２は、通信部１０６が受信したデータであるデータ＃１とデータ＃２を信号検出部２０１で検出中にＨＩＧＨとなり、通信部１０６が受信したデータを検出していない場合はＬＯＷとなる。カウント値５０３は、カウンタ部２０２でカウントアップしていきオーバーフローしたら０に戻る動作を続ける。

第１の信号検出カウント値５０４は、データ＃１のデータ検出信号５０２の立ち上がりを検出したときのカウント値５０３をカウント値＃１、データ＃２のデータ検出信号５０２の立ち上がりを検出したときのカウント値５０３をカウント値＃２として第１の検出カウント保持部２０３に格納する。第２の信号検出カウント値５０５は、データ＃２のデータ検出信号５０２の立ち上がりを検出したときの第１の検出カウント保持部２０３に格納されているカウント値＃１を第２の検出カウント保持部２０４に格納する。

信号間隔時間５０６は、データ＃２のデータ検出信号５０２の立ち上がりが検出したときの第１の検出カウント保持部２０３と第２の検出カウント保持部２０４とに格納されている値の差分（カウント値＃１−カウント値＃２）であり、信号間隔制御部２０５で計算される。

遷移復帰時間５０７は、低電力モード３０２から通常動作モード３０１に復帰の待ち時間であり、決められた一定の値である。比較結果５０８は、データ＃２のデータ検出信号５０２の立ち上がりが検出されたときに間隔比較部１１３が信号間隔時間と遷移復帰時間との比較を行った結果である。比較結果５０８は、信号間隔時間（カウント値＃１−カウント値＃２に相当）が遷移復帰時間以上であることを示している。またデータ検出信号５０２の立ち上がりのタイミングで比較を行うため、通信部１０６がデータを受信する前は、比較結果がなしとなる。

遷移許可信号５０９は、動作モード切替部１１４に対して間隔比較部１１３が遷移許可信号の発行と未発行を示しており、動作モード切替部１１４に対して間隔比較部１１３が遷移許可信号を発行中にＨＩＧＨとなり、動作モード切替部１１４に対して間隔比較部１１３が遷移許可信号を発行していない場合はＬＯＷとなる。比較結果５０８で遷移復帰時間に対して信号間隔時間が大きい結果が得られたため、動作モード切替部１１４に対して間隔比較部１１３が遷移許可信号を発行する。

動作モード５１０は、通信部１０６の動作モードを示しており、外部装置１０７へのデータ送信が終了した場合に、動作モード切替部１１４で受信した遷移許可信号５０９のＨＩＧＨ／ＬＯＷにより動作モードの遷移を判定する。図５はデータ＃２の外部装置１０７への送信終了時に移許可信号５０９がＨＩＧＨであるため、低電力モード３０２に遷移する。データ＃３を外部装置１０７に送信する場合に通常動作モード３０１に復帰する。外部装置送信データ５１１は、通信部１０６が送信するデータ＃１、データ＃２、データ＃３は遅延せずに外部装置１０７に送られることを示している。

次に、図６に示すタイミングチャートを参照し、通信部１０６の動作モードが通常動作モード３０１から低電力モード３０２に遷移しない場合における通信部１０６の動作を説明する。タイミングチャートについて通信部１０６がデータ＃１とデータ＃２を検出し、間隔比較部１１３で信号間隔時間と遷移復帰時間とを比較する例を用いて説明する。タイミングチャート開始時、通信部１０６の動作モードは通常動作モード３０１である。

図６に示す通信部受信データ５０１、データ検出信号５０２、カウント値５０３、第１の信号検出カウント値５０４、第２の信号検出カウント値５０５、信号間隔時間５０６及び遷移復帰時間５０７は、図５で説明したものと同様であるのでそれらの説明を省略する。比較結果６０８は、データ＃２のデータ検出信号５０２の立ち上がりが検出されたときに間隔比較部１１３が信号間隔時間と遷移復帰時間との比較を行った結果である。比較結果６０８は、信号間隔時間（カウント値＃１−カウント値＃２に相当）が遷移復帰時間よりも小さいことを示している。

遷移許可信号６０９は、動作モード切替部１１４に対して間隔比較部１１３が遷移許可信号の発行、未発行を示している。比較結果６０８で遷移復帰時間に対して信号間隔時間が小さい結果が得られたため、動作モード切替部１１４に対して間隔比較部１１３が遷移許可信号を発行しないようにする。

動作モード６１０は、通信部１０６の動作モードを示しており、外部装置１０７へのデータ送信が終了した場合に、動作モード切替部１１４で受信した遷移許可信号６０９の有無により動作モードの遷移を判定する。図６はデータ＃２の外部装置１０７への送信終了時に移許可信号６０９がＨＩＧＨであるため、低電力モード３０２に遷移せず、通常動作モード３０１として動作する。外部装置送信データ６１１は、通信部１０６が送信するデータ＃１、データ＃２、データ＃３は遅延せずに外部装置１０７に送られることを示している。

なお、実施形態１では、ステップＳ４０２で通信部１０６が外部装置１０７に送信するデータを受信したと判定した際にステップＳ４０４で通常動作モードに復帰するとしたが、通信部１０６が外部装置１０７からデータを受信したと判定した際に通常動作モードに復帰するようにしてもよい。

以上説明したように、実施形態１によれば、データの転送間隔に応じて通常動作モード又は低電力モードへの遷移を制御することにより、画像データの転送時においても、転送効率の大幅な低下を回避しつつ、消費電力を削減することができる。

１００ 通信装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ システムバス
１０３ メモリコントローラ
１０４ メインメモリ
１０５ ＤＭＡコントローラ
１０６ 通信部
１０７ 外部装置
１１１ 信号間隔計算部
１１２ 遷移復帰時間保持部
１１３ 間隔比較部
１１４ 動作モード切替部

Claims (5)

1. 外部装置と通信が可能な通常動作モードと、前記通常動作モードよりも低い消費電力で動作する低電力モードとを有する通信手段と、
   前記外部装置に送信するデータを取得する間隔の時間である信号間隔時間を計算する信号間隔計算手段と、
   前記通常動作モードから前記低電力モードに遷移し、前記通常動作モードに復帰するために必要な最小時間を保持しておく遷移復帰時間保持手段と、
   前記信号間隔時間が前記遷移復帰時間よりも大きいと判定された場合は、前記通信手段の動作モードを前記低電力モードに遷移させ、前記信号間隔時間が前記遷移復帰時間よりも小さいと判定された場合は、前記通信手段の動作モードを前記通常動作モードから前記低電力モードに遷移させないようにする動作モード切替手段と
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 前記信号間隔計算手段は、
   前記通信手段がバスからデータを受け取ったことを検出する信号検出手段と、
   フリーランカウンタであるカウンタ手段と、
   前記信号検出手段により信号を検出した場合に前記カウンタ値を保持する第１の検出カウント保持手段と、
   前記信号検出手段により信号を検出した場合に前記第１の検出カウント保持手段により保持されているカウント値を格納する第２の検出カウント保持手段と
   を有し、
   前記第１の検出カウント保持手段により保持されている第１の信号検出カウント値と前記第２の検出カウント保持手段により保持されている第２の信号検出カウント値の差分から前記信号間隔時間を計算することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記低電力モードはリンクが電気的アイドル状態となり、前記外部装置と通信を止めることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記通信手段の動作モードが前記低電力モードである場合、前記外部装置に送信するデータを前記通信手段が前記バスから受け取った場合に前記通信手段の動作モードを前記低電力モードから前記通常動作モードに復帰させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
5. 前記通信手段の動作モードが前記低電力モードである場合、前記外部装置から受信するデータを前記通信手段が受け取った場合に前記通信手段の動作モードを前記低電力モードから前記通常動作モードに復帰させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の通信装置。