JP3425888B2 - 省電力回路 - Google Patents

省電力回路

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JP3425888B2
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大地 小林
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各デバイスがCP
Uのスペシャルサイクルを認識して各デバイス自身を一
斉に省電力状態に移行させる省電力回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のスペシャルサイクルによる省電力
回路の一例が、特開平8−297607号公報に記載さ
れている。この公報に記載された特殊バスサイクルに応
答してキャッシュメモリを定電力モードに移行させる回
路は、マイクロプロセッサ,メインメモリ,キャッシュ
メモリデバイスがバスで接続されるコンピュータシステ
ムで、バス特殊サイクルを検出する検知手段と、検知手
段でバス特殊サイクルを検知したとき第1の信号をアサ
ートする手段と、第1の信号に応答しキャッシュメモリ
デバイスを低電力モードにおく手段とを備える。
【0003】クロックを遅くするためマクロプロセッサ
は、システム要求に応答して停止許可アクノリッジ特殊
サイクルを実行する。システムが時間の予め決定された
期間がアイドルであるとき、このシステム要求は、コン
ピュータシステムによりアサートされる。ホルト命令が
実行されるとき、ホルト特殊サイクルは、マイクロプロ
セッサにより発生される。停止許可アクノリッジおよび
ホルト特殊サイクルは、マイクロプロセッサを停電力状
態におく。チップ選択入力がデアサートされる間、同期
SRAMを低電力モードにおくために、そのアドレスス
トローブ入力は、アサートされる。非同期のSRAM用
には、そのチップ選択入力のデアサートがSRAMを低
電力モードに移行させる。
【0004】これはCPUと密接して動作するL2の省
電力のみに着目したもので、基本的には、スペシャルサ
イクルが発行されたときにL2キャッシュの省電力化を
はかるものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−297607号公報に記載の特殊バスサイクルに応
答してキャッシュメモリを定電力モードに移行させる回
路は、スペシャルサイクルで省電力状態に移行させるの
をL2キャッシュのみに制限しているという点で制限が
あった。これはPCIなど他のデバイスは、従来型のア
イドル状態検出による省電力への移行によるものだけで
まかなうという視点でとらえられており、スペシャルサ
イクルが汎用バスにも通知されているという視点での発
明では無いためである。
【0006】さらにまた、省電力回路として、その時点
で使用していないデバイスをI/Oレジスタなどを用い
て個別に省電力状態に移行させるという技術があった。
この従来技術は、デバイスの個別制御をおこなうため、
例えばサスペンド/レジュームのように全デバイスを省
電力状態に移行させる場合でも個別に設定をおこなう必
要があり、APM BIOSなどソフトウェアの助けを
借りなければOSが実行することはできなかった。
【0007】本発明の目的は、CPUのスペシャルサイ
クルが汎用バスにも通知されることを利用して各デバイ
スがそのスペシャルサイクルを認識してそのデバイス自
身を一斉に省電力状態に移行させる省電力回路を提供す
ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の省電力回路は、
ホルト状態に移行したことを各デバイスに通知するため
の第1のスペシャルサイクルを生成しホストバスへ出力
するCPUと、前記ホストバスを介して前記第1のスペ
シャルサイクルを取得し、前記第1のスペシャルサイク
ルをPCIバスプロトコルに基づいた第2のスペシャル
サイクルに変換しPCIバスへ出力するバスブリッジ手
段と、前記PCIバスを介して前記第2のスペシャルサ
イクルを取得し、前記第2のスペシャルバスサイクルに
より省電力状態に移行する動作を決定し、同時に前記省
電力状態にできる複数個のPCIデバイスを備える省電
力回路であって、前記PCIデバイスは、前記PCIバ
スから前記第2のスペシャルサイクルを取得し、前記第
2のスペシャルサイクルをインターフェースするPCI
インターフェース回路と、前記PCIインターフェース
回路から送られてきた前記第2のスペシャルサイクルを
取得し、取得した前記第2のスペシャルサイクルが省電
力状態にするものであるか否かを判断し、前記省電力状
態であるとき指示するサイクルデコーダと、予めどこを
どのように前記省電力状態にするかの情報を複数種類格
納するレジスタと、前記指示を取得すると前記レジスタ
から前記省電力状態の情報を取得し、PCIデバイスに
内蔵されているデバイスおよび接続されているデバイス
を前記情報にもとづき前記省電力状態にするPM制御回
とを備えることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明による省電力回路は、パー
ソナルコンピュータ全体の消費電力を低減するために各
デバイスを別々に省電力状態に移行させていたものをそ
のデバイスが同じバスに接続されていることを用いて一
斉にその省電力状態に移行させることで効率化をはかる
ものである。
【0010】本発明の実施例の構成を図1を参照して詳
細に説明する。図1は、本発明の省電力回路の構成を表
すブロック図である。省電力回路は、図1に示すように
自分がホルト状態に移行したことをインターフェースす
るデバイスに通知するためのスペシャルサイクルを生成
するCPU10と、Hostバスを介してCPU10の
生成するバスサイクルが立ち上がる汎用的なバスであ
り、スペシャルサイクルをPCIバスプロトコルに基づ
いたスペシャルサイクルに変換する機能をもつバスブリ
ッジと呼ばれるデバイスであるHost−to−PCI
Bridge12と、PCIバスを介してPCIのバ
スサイクルまたはスペシャルサイクルを取得し、PCI
バスサイクルに反応して自身を省電力状態に移行させる
など、その動作を決定する通常のPCIデバイスに相当
するPCIデバイス14を備える。またCPUがその実
行する命令を記憶したり、データの読み出し/書き込み
といった処理をおこなうことのできる部分を主記憶(M
ain Memory)というが、それ以外の各デバイ
スが同等の機能を実現するためのメモリである例えば表
示メモリなどに相当するメモリでPCIデバイス14に
接続するローカルメモリ16とを備える。
【0011】PCIデバイス14は、PCIバスを介し
てPCIバスサイクルをやり取りし、PCIバスのタイ
ミング信号などを生成するPCIインターフェース18
と、PCIインターフェース18から渡されたPCIバ
スサイクルの情報をデコードし、PCIバスサイクルが
自回路に対するアクセスであるかどうかを判断し、そう
であれば内部の各制御回路に適当な処理をおこなうよう
通知するサイクルデコーダ20と、PCIデバイス14
が制御下に置いているメモリ(ここでは表示メモリで通
常はDRAMが使用される)であるローカルメモリ16
の制御部であり、サイクルデコーダ20からの指示を取
得し、メモリ制御に必要な各種信号を生成し、データの
授受をおこなうローカルメモリ制御回路22と、何段階
かの省電力状態を格納するレジスタ24と、PCIデバ
イス14全体の省電力機能を管理する部分であり、何段
階か用意された省電力状態のなかからレジスタ24に設
定される値によりどの状態に移行するかを決定し、その
状態に移行するために必要な処理をおこなうよう各制御
部に通知する処理をおこなうPM制御回路26とを有す
る。
【0012】次に、本発明の実施例の動作を説明する。
CPU10は、命令を実行した演算などの結果を外部デ
バイスなどに通知するためバスサイクルを発生する。C
PU10によって生成されたバスサイクルは、HOST
−to−PCI Bridge12によってPCIのバ
スサイクルに変換されPCIバス上に起動される。PC
Iデバイス14は、PCIバス上に起動されたバスサイ
クルが自分に対するものであるかどうかを判断する必要
があるのでPCIインターフェース回路18でそのバス
サイクルを受け取る。PCIデバイス14は、PCIイ
ンターフェース回路18からサイクルデコーダ20へバ
スサイクルを渡す。
【0013】サイクルデコーダ20は、PCIバス上で
起動されているサイクルが自分自身に対するものである
かどうか判断する。自分に対するもので無い場合、サイ
クルデコーダ20はPCIインターフェース回路18に
通知せずそのサイクルには反応しない。自分自身に対す
るサイクルである場合、サイクルデコーダ20はPCI
インターフェース回路16に自身へのアクセスであるこ
とを伝える。PCIインターフェース回路16は、PC
Iバスに必要な信号を生成する。サイクルデコーダ20
は、さらにどの部分へのアクセスであるのかを判断す
る。例えばローカルメモリへのアクセスであればローカ
ルメモリ制御回路22へ、レジスタ24へのアクセスで
あればレジスタ24に通知する。
【0014】PM制御回路26は、PCIデバイス14
に設けられている何段階かの省電力状態への移行を管理
する。実際にどの状態に移行するかまたは移行するのは
いつかなどは、レジスタ24に設定された値によって制
御する。またPM制御回路26は、省電力状態に移行し
たときにローカルメモリ16の消費電力を少なくするた
め、ローカルメモリ制御回路22に省電力状態へ移行す
ることを通知する。さらに現在のシステムは、ローカル
メモリ16としてSDRAMなどが使用されているの
で、ローカルメモリ制御回路22が省電力状態への移行
を通知されたときにおこなわれる処理としてはSDRA
Mにセルフリフレシュコマンドを発行しローカルメモリ
制御回路22自身の動作は停止するなどが想定される。
【0015】さて、ここでパーソナルコンピュータが省
電力状態に移行する場面を考える。現在パーソナルコン
ピュータで多く使用されているオペレーティングシステ
ム(以下OS)は、装置がアイドル状態であると判断す
るとCPU10にホルト命令(動作を停止するといった
意味の命令)を実行させる。ここで特に現在使用されて
いるメジャーなCPUであるIntel社のCPUは、
ホルト命令実行時に消費電力を大幅に低減する機能を備
えている。このCPUと本願発明の省電力回路とを組み
合わせることは、非常に有効な省電力の手段となる。
【0016】ホルト命令を実行するとCPU10は、ス
ペシャルサイクルを生成してCPU10がホルト状態に
入ったことを外部デバイスに通知する。CPU10が生
成したスペシャルサイクルは、Host−to−PCI
Bridge14によってPCIバスプロトコルに基
づいたPCIのスペシャルサイクルに変換されPCIバ
ス上に通知される。PCIデバイス14は、上述のよう
な手続きに基づいてそのサイクルを受け、サイクルデコ
ーダ20でそのサイクルをデコードする。サイクルデコ
ーダ20は、そのサイクルが、スペシャルサイクルであ
ることを認識するとPM制御回路26に通知する。PM
制御回路26は、レジスタ24から設定されている移行
すべき電力状態への移行を開始する。
【0017】本実施例では、ローカルメモリ制御回路2
2に対して、セルフリフレッシュコマンドを発行するよ
う要求し、ローカルメモリ制御回路22の処理終了を待
ち、その後省電力状態に移行する。また本実施例は、P
CIデバイス14のみを解説しているが、実際のパーソ
ナルコンピュータでは最低でも数個のPCIデバイスを
持ち、これらが同時に省電力に移行することが可能であ
る。これにより、複数のデバイスの消費電力を同時に抑
えることができる。
【0018】次に、本発明の他の実施例の構成を図2を
参照し詳細に説明する。図2は、本発明の省電力回路の
他の実施例の構成を表すブロック図である。PCIデバ
イス14は、ローカルメモリ制御回路22とレジスタ2
4の間に演算回路28を入れる。グラフィックデバイス
などの場合、レジスタ24に演算に必要なデータを書き
込みスタートさせることで処理を内蔵の演算回路28に
させてCPU10はホルト命令で待つという状態が想定
できる。このような場合にPCIデバイスが省電力状態
に落ちるのは好ましくない。これを防ぐために演算回路
28から動作中であることを表す信号を取り出し、サイ
クルデコーダ20からの通知される省電力状態への移行
を示す信号をマスクすることによって強制的な移行を制
限することができる。
【0019】
【発明の効果】本発明の省電力回路は、基本的にCPU
が停止するので特に他の信号の監視をおこなわなくとも
良いという効果がある。また、他のデバイスの監視をし
てより高度なシステムを作製することも可能である。さ
らに省電力回路は、PCIデバイス全体といった機能的
に全く共通点のない各デバイスを同時に省電力状態に移
行できる。さらに省電力回路は、全てのデバイスについ
て同時に省電力化がおこなえるため、システム全体の消
費電力の低減が顕著となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の省電力回路の構成を表すブロック図で
ある。
【図2】本発明の省電力回路の他の実施例の構成を表す
ブロック図である。
【符号の説明】
10 CPU 12 Host−to−PCI Bridge 14 PCIデバイス 16 ローカルメモリ 18 PCIインターフェース 20 サイクルデコード 22 ローカルメモリ制御回路 24 レジスタ 26 PM制御回路 28 演算回路

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホルト状態に移行したことを各デバイスに
    通知するための第1のスペシャルサイクルを生成しホス
    トバスへ出力するCPUと、 前記ホストバスを介して前記第1のスペシャルサイクル
    を取得し、前記第1のスペシャルサイクルをPCIバス
    プロトコルに基づいた第2のスペシャルサイクルに変換
    しPCIバスへ出力するバスブリッジ手段と、 前記PCIバスを介して前記第2のスペシャルサイクル
    を取得し、前記第2のスペシャルバスサイクルにより省
    電力状態に移行する動作を決定し、同時に前記省電力状
    態にできる複数個のPCIデバイスを備える省電力回路
    であって、 前記PCIデバイスは、 前記PCIバスから前記第2のスペシャルサイクルを取
    得し、前記第2のスペシャルサイクルをインターフェー
    スするPCIインターフェース回路と、前記PCIイン
    ターフェース回路から送られてきた前記第2のスペシャ
    ルサイクルを取得し、取得した前記第2のスペシャルサ
    イクルが省電力状態にするものであるか否かを判断し、
    前記省電力状態であるとき指示するサイクルデコーダ
    と、 予めどこをどのように前記省電力状態にするかの情報を
    複数種類格納するレジスタと、 前記指示を取得すると前記レジスタから前記省電力状態
    の情報を取得し、PCIデバイスに内蔵されているデバ
    イスおよび接続されているデバイスを前記情報にもとづ
    き前記省電力状態にするPM制御回路と、を備えること
    を特徴とする省電力回路。
  2. 【請求項2】前記CPUから前記ホルト状態に移行した
    ときに出力される前記第1のスペシャルサイクルは、前
    記CPU上で動作しているオペレーティングシステムに
    より出力されることを特徴とする請求項1に記載の省電
    力回路。
  3. 【請求項3】省電力機能が付加された前記CPUと、前
    記省電力回路とを組み合わせることが可能であることを
    特徴とする請求項2に記載の省電力回路。
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