JP2020091703A

JP2020091703A - コンピュータシステム及び制御方法

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Publication number: JP2020091703A
Application number: JP2018228972A
Authority: JP
Inventors: 優貴平野; Yuki Hirano
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2020-06-11
Anticipated expiration: 2038-12-06
Also published as: JP7198065B2

Abstract

【課題】電源の再投入が可能になるまでの時間を短縮したコンピュータシステムを提供する。【解決手段】コンピュータ装置と、前記コンピュータ装置に対して、通常稼働モード又は省電力モードで電力を供給する電源装置と、前記電源装置による電力供給をバックアップするバックアップ電源装置とを含むコンピュータシステムにおいて、前記コンピュータ装置が、前記電源装置に対して、前記省電力モードへの移行を禁止し、前記コンピュータ装置が、シャットダウンするときに、前記バックアップ電源装置に対して、電力供給を禁止する。【選択図】図３

Description

本発明は、コンピュータシステム及び制御方法に関する。

例えば、特許文献１には、キャパシター５３を介して電源装置２の供給を受けて動作する制御回路１０と、電源装置２がオフに切り替えられたことを検出する低電圧検出部５５と、低電圧検出部５５により電源装置２がオフに切り替えられたことが検出された場合に、制御回路１０の消費電力を増大させる制御部としてのＣＰＵ１１と、を備えるプリンターが開示されている。

特開２０１４−１１２２７９

電源の再投入が可能になるまでの時間を短縮したコンピュータシステムを提供することを目的とする。

本発明に係るコンピュータシステムは、コンピュータ装置と、前記コンピュータ装置に対して、通常稼働モード又は省電力モードで電力を供給する電源装置と、前記電源装置による電力供給をバックアップするバックアップ電源装置とを有し、前記コンピュータ装置は、前記電源装置に対して、前記省電力モードへの移行を禁止する状態管理部と、前記コンピュータ装置がシャットダウンするときに、前記バックアップ電源装置に対して、電力供給を禁止する電源管理部とを含む。

好適には、前記コンピュータ装置は、ＡｄｖａｎｃｅｄＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄＰｏｗｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ規格に従って、動作し、前記状態管理部は、前記コンピュータ装置がシャットダウンした後も、ＳｔａｔｅＳ０のままに維持する。

好適には、前記電源管理部は、前記コンピュータ装置のシャットダウンシーケンス中に、バックアップ動作を禁止するバックアップ抑止信号を前記バックアップ電源装置に通知する。

好適には、前記コンピュータ装置は、オペレーティングシステムと、ＢＩＯＳと、メモリと、チップセットと、監視デバイスとを含み、前記チップセットは、前記オペレーティングシステムのシャットダウンシーケンスが開始された場合に、前記ＢＩＯＳにハードウェア割込みを指示し、前記ＢＩＯＳは、ハードウェア割込みが指示されると、バックアップ抑止信号を通知するよう前記チップセットに指示し、前記チップセットは、前記ＢＩＯＳからの指示に応じて、バックアップ抑止信号を生成し、バックアップ電源装置に通知する。

好適には、前記電源装置は、コンデンサを含み、外部からの電源供給が停止した場合には、コンデンサに蓄えられた電力を前記コンピュータ装置に供給する。

また、本発明に係る制御方法は、コンピュータ装置と、前記コンピュータ装置に対して、通常稼働モード又は省電力モードで電力を供給する電源装置と、前記電源装置による電力供給をバックアップするバックアップ電源装置とを含むコンピュータシステムにおいて、前記コンピュータ装置が、前記電源装置に対して、前記省電力モードへの移行を禁止するステップと、前記コンピュータ装置が、シャットダウンするときに、前記バックアップ電源装置に対して、電力供給を禁止するステップとを有する。

電源の再投入が可能になるまでの時間を短縮したコンピュータシステムを提供できる。

組込みコンピュータ２の構成を例示する図である。本実施形態における組込みコンピュータ２のシャットダウン処理（Ｓ１０）を説明するフローチャートである。図２のシャットダウン処理（Ｓ１０）において、組込みコンピュータ２でやり取りされる信号及び状態の変化を示す図である。比較例１における組込みコンピュータの動作を説明する図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１は、組込みコンピュータ２の構成を例示する図である。組込みコンピュータ２は、本発明に係るコンピュータシステムの一例である。
図１に例示するように、組込みコンピュータ２は、マザーボード２０と、ＡＴＸ電源３０と、ＵＰＳバッテリ４０とを有し、ＡＣＰＩ（ＡｄｖａｎｃｅｄＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄＰｏｗｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）規格に従って動作する。マザーボード２０は、本発明に係るコンピュータ装置の一例である。
マザーボード２０は、ハードウェア２００と、ＢＩＯＳ２１０と、ＯＳ２２０とを有し、ハードウェア２００は、ＣＰＵ２０２と、ＰＣＨ２０４と、監視デバイス２０６と、メモリ２０８とを含む。

ＣＰＵ２０２は、例えば、中央演算装置である。
ＰＣＨ２０４は、例えば、チップセットである。
監視デバイス２０６は、例えば、マザーボード２０の稼働状態、又は、電力供給状態を監視する装置である。
メモリ２０８は、例えば、揮発性メモリであり、主記憶装置として機能する。

ＢＩＯＳ２１０は、ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍであり、ＯＳ２２０の起動処理、及び、入出力処理を制御するプログラムである。
ＯＳ２２０は、オペレーティングシステムであり、組込みコンピュータ２を動作させるための基本ソフトウェアである。本例のＯＳ２２０は、ＡＣＰＩ規格に従って、電源管理を行う。

ＡＴＸ電源３０は、本発明に係る電源装置の一例である。例えば、ＡＴＸ電源３０は、コンデンサを含み、ＡＣケーブル３００及びコンセント３０２を介して、外部から供給されるＡＣ電源（一次側電源）をＤＣ電源（二次側電源）に変換して、マザーボード２０にＤＣ電源を供給する。本例のＡＴＸ電源３０は、ＡＴＸ規格に準拠しており、マザーボード２０が通常稼働モードである場合に、常駐電源及び非常駐電源を供給し、マザーボード２０が省電力モードである場合に、常駐電源のみを供給する。

ＵＰＳバッテリ４０は、本発明に係るバックアップ電源装置の一例である。例えば、ＵＰＳバッテリ４０は、監視デバイス２０６の監視結果に応じて、マザーボード２０にバックアップ電源を供給する。より具体的には、ＵＰＳバッテリ４０は、マザーボード２０の稼働中又は待機中において、ＡＴＸ電源３０からの電力供給が無くなった場合に、マザーボード２０にバックアップ電源を供給し、マザーボード２０がシャットダウンした後に、ＡＴＸ電源３０からの電力供給が停止しても、バックアップ電源を供給しないよう構成されている。

次に、本発明がなされた背景を説明する。
図４は、比較例１における組込みコンピュータの動作を説明する図である。
組込みコンピュータでは、ＡＣ電源の投入／切断により起動／シャットダウンを行う運用を取ることが多い。この運用の実現方法として、ＡＣ電源が切断された状態（ＳｔａｔｅＧ３）から、ＡＣ電源を投入することで、組込みコンピュータの電源の自動ＯＮ（ＳｔａｔｅＳ０に移行）を可能とするチップセットを採用している。
組込みコンピュータで主に採用しているＡＴＸ電源には、内部に大容量コンデンサが搭載しており、ＡＣ電源切断後もコンデンサに充電された電荷が放電し切るまでの数十秒間は、常駐電源が二次側に供給され続ける。チップセットは、電源のＳｔａｔｅを監視し、システム電源自動ＯＮの制御をするため、上述のコンデンサによる電源保持状態ではＡＣ電源が切断されたこと（ＳｔａｔｅＧ３に移行したこと)を認識できない。
そのため、ＡＣ電源切断からの数十秒間は、ＡＣ電源を再投入してもシステム電源自動ＯＮできない。すなわち、電源の再投入不可時間として時間を空ける運用が必要である。
この再投入不可時間は、装置異常時からの早期復旧を妨げるものであり、運用面で課題となっている。

より具体的には、図４に例示するように、通常、ＯＳをシャットダウンすると非常駐電源及び常駐電源の両方が供給される状態（ＳｔａｔｅＳ０）から、常駐電源のみ供給される状態（ＳｔａｔｅＳ５）に移行するため、二次側での消費電力が小さくなり、放電時間が長くなる。
そこで、ＯＳシャットダウン後も、ＳｔａｔｅＳ０のままであるよう設定変更する。この状態でＡＣ電源を切断することで、ＡＴＸ電源内部のコンデンサに充電された電荷により、常駐電源だけでなく非常駐電源にも供給し続けようとするため、放電時間を短縮することができる。

また、ＵＰＳバッテリが搭載されている場合も課題が発生する。一般的なＵＰＳバッテリは、停電と、正常なシステム電源断（ＯＳシャットダウンによるＳｔａｔｅＳ５への移行）とを区別するために、ＯＳシャットダウン時にバックアップ抑止信号を制御する。バックアップ抑止信号は、ＯＳシャットダウン（ＳｔａｔｅＳ５移行）を起点に制御され、正常なＯＳシャットダウン時には、バッテリバックアップ状態に移行しないよう制御する。ＳｔａｔｅＳ５が無効に設定された場合（すなわち、ＯＳシャットダウン後も、ＳｔａｔｅＳ０のままであるよう設定変更された場合）では、バックアップ抑止信号を出すことができず、正常なＯＳシャットダウンの場合においても、ＵＰＳバッテリは、停電発生と誤認識し、バッテリバックアップ状態に移行してしまう。つまり、ＳｔａｔｅＳ５が無効に設定された場合は、ＵＰＳバッテリが使用できないという課題がある。

また、常駐電源−ＧＮＤ間に、放電用部品を接続した放電回路を追加し、常駐電源ラインでの消費電流を多くすることで、ＡＣ電源切断時のＡＴＸ電源内部のコンデンサに充電された電荷の放電時間を短縮させることができる。この方式は、アナログの放電部品追加による放電方式のため、バッテリバックアップ制御へは影響を及ぼさない。
しかし、電流が放電用部品に常時流れてしまうため、消費電力が増加すること、放電用部品が異常高温になるため、安全面で問題があること、実装面積の大きな放電用部品を複数追加するためのスペースが必要になること等から、小型の組込みコンピュータには適さない。

そこで、本実施形態の組込みコンピュータ２では、マザーボード２０が、ＡＴＸ電源３０に対して、省電力モードへの移行を禁止して、ＯＳ２２０のシャットダウン後も通常稼働モードを維持し、ＯＳ２２０がシャットダウンするときに、マザーボード２０が、ＵＰＳバッテリ４０に対して、バックアップ抑止信号を出力して、電力供給を禁止する。
これにより、ＡＴＸ電源３０の内部に充電された電荷の放電が早くなり、組込みコンピュータ２に対する電源再投入が早期に可能になる。

図２は、本実施形態における組込みコンピュータ２のシャットダウン処理（Ｓ１０）を説明するフローチャートである。
図３は、図２のシャットダウン処理（Ｓ１０）において、組込みコンピュータ２でやり取りされる信号及び状態の変化を示す図である。
なお、組込みコンピュータ２の起動処理時に、ＢＩＯＳ２１０（状態管理部）は、ＡＣＰＩを経由して、ＳｔａｔｅＳ５を無効とする設定情報をメモリ２０８に格納しており、これにより、ＯＳ２２０に対して、ＳｔａｔｅＳ５を無効する旨を事前に通知している。
ステップ１００（Ｓ１００）において、組込みコンピュータ２は、ユーザによるシャットダウン操作がなされるまで待機し（Ｓ１００：Ｎｏ）、ユーザがシャットダウン操作を行うと（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、Ｓ１０５の処理に移行する。

ステップ１０５（Ｓ１０５）において、組込みコンピュータ２のＯＳ２２０は、シャットダウン処理を開始する。
ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ＯＳ２２０は、シャットダウン実行を契機として、ＰＣＨ２０４の制御レジスタにアクセスする。

ステップ１１５（Ｓ１１５）において、ＰＣＨ２０４は、制御されたレジスタの状態を受けて、ハードウェア割込み（ＳＭＩ）を生成し、ＢＩＯＳ２１０に通知する。
ステップ１２０（Ｓ１２０）において、ＢＩＯＳ２１０は、ハードウェア割込みを受け取ったのを契機として、ＰＣＨ２０４の制御レジスタにアクセスする。
ステップ１２５（Ｓ１２５）において、ＰＣＨ２０４（電源管理部）は、制御されたレジスタの状態を受けて、バックアップ抑止信号を生成し、生成されたバックアップ抑止信号をＵＰＳバッテリ４０に通知する。

ステップ１３０（Ｓ１３０）において、ＵＰＳバッテリ４０は、ＰＣＨ２０４から通知されたバックアップ抑止信号を受けて、バッテリバックアップモードへ移行しないように動作する。
ステップ１３５（Ｓ１３５）において、マザーボード２０は、事前の設定に応じて、ＳｔａｔｅＳ５への移行を無効とし、ＳｔａｔｅＳ０で待機する。

ステップ１４０（Ｓ１４０）において、マザーボード２０は、ＯＳ２２０のシャットダウンが完了すると、モニター（不図示）に、電源遮断が可能である旨を表示させる。
ステップ１４５（Ｓ１４５）において、ＡＣケーブル３００が抜去されると、ＡＴＸ電源３０の一次側電源の供給が停止する。
ステップ１５０（Ｓ１５０）において、ＡＴＸ電源３０は、ＳｔａｔｅＳ０の状態にあるマザーボード２０に対して、常駐電源及び非常駐電源を供給して、内部のコンデンサに蓄積された電荷を放電する。

以上説明したように、本実施形態の組込みコンピュータ２は、ＵＰＳバッテリ４０が搭載された状態であっても、省電力モードへの移行を禁止した状態でＯＳ２２０をシャットダウンし、ＡＴＸ電源３０の内部に充電された電荷を早期に放電することができる。したがって、電源の再投入不可時間が短縮される。
さらに、本組込みコンピュータ２は、ＳｔａｔｅＳ５無効状態でＡＣ電源を切断しても、バッテリバックアップモードへ誤って移行することなく、電源ＯＦＦ状態（ＳｔａｔｅＧ３）へ移行することができる。

２…組込みコンピュータ
２０…マザーボード
２００…ハードウェア
２１０…ＢＩＯＳ
２２０…ＯＳ
３０…ＡＴＸ電源
４０…ＵＰＳバッテリ

Claims

コンピュータ装置と、
前記コンピュータ装置に対して、通常稼働モード又は省電力モードで電力を供給する電源装置と、
前記電源装置による電力供給をバックアップするバックアップ電源装置と
を有し、
前記コンピュータ装置は、
前記電源装置に対して、前記省電力モードへの移行を禁止する状態管理部と、
前記コンピュータ装置がシャットダウンするときに、前記バックアップ電源装置に対して、電力供給を禁止する電源管理部と
を含む
コンピュータシステム。
前記コンピュータ装置は、ＡｄｖａｎｃｅｄＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎａｎｄＰｏｗｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ規格に従って、動作し、
前記状態管理部は、前記コンピュータ装置がシャットダウンした後も、ＳｔａｔｅＳ０のままに維持する
請求項１に記載のコンピュータシステム。
前記電源管理部は、前記コンピュータ装置のシャットダウンシーケンス中に、バックアップ動作を禁止するバックアップ抑止信号を前記バックアップ電源装置に通知する
請求項１に記載のコンピュータシステム。
前記コンピュータ装置は、オペレーティングシステムと、ＢＩＯＳと、メモリと、チップセットと、監視デバイスとを含み、
前記チップセットは、前記オペレーティングシステムのシャットダウンシーケンスが開始された場合に、前記ＢＩＯＳにハードウェア割込みを指示し、
前記ＢＩＯＳは、ハードウェア割込みが指示されると、バックアップ抑止信号を通知するよう前記チップセットに指示し、
前記チップセットは、前記ＢＩＯＳからの指示に応じて、バックアップ抑止信号を生成し、バックアップ電源装置に通知する
請求項３に記載のコンピュータシステム。
前記電源装置は、コンデンサを含み、外部からの電源供給が停止した場合には、コンデンサに蓄えられた電力を前記コンピュータ装置に供給する
請求項４に記載のコンピュータシステム。
コンピュータ装置と、前記コンピュータ装置に対して、通常稼働モード又は省電力モードで電力を供給する電源装置と、前記電源装置による電力供給をバックアップするバックアップ電源装置とを含むコンピュータシステムにおいて、
前記コンピュータ装置が、前記電源装置に対して、前記省電力モードへの移行を禁止するステップと、
前記コンピュータ装置が、シャットダウンするときに、前記バックアップ電源装置に対して、電力供給を禁止するステップと
を有する制御方法。