JP3810368B2 - 内部ｕｓｂハブを有するシステムで電力を管理する方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、コンピュータ・システムに関し、具体的には、内部ＵＳＢハブを有するシステムで電力を管理する方法およびシステムに関する。

ユニバーサル・シリアル・バス（Universal Serial Bus、ＵＳＢ）接続は、コンピュータ・システムで人気が高まっている。図１に、ＵＳＢコネクタを有する従来のコンピュータ・システム１０を示す。従来のコンピュータ・システム１０は、たとえばノートブック・コンピュータまたはデスク・トップ・コンピュータを含む複数のコンピュータ・システムとすることができる。従来のコンピュータ・システム１０には、ホスト１２、第１ＵＳＢコネクタ１４、ＵＳＢハブ１６、ＵＳＢコネクタ１８および２０、および電源２２が含まれる。ホスト１２には、集積回路が含まれ、したがって、コンピュータ・システム１０のオペレーティング・システム（明示的には図示せず）を動作させるプロセッサ（明示的には図示せず）が含まれる。たとえば、ホスト１２に、４つのＩＮＴＥＬ（商標）集積回路を含めることができる。したがって、ホスト１２に、ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ（商標）オペレーティング・システムを稼動させるＩＮＴＥＬ（商標）プロセッサを含めることができる。従来のコンピュータ・システム１０には、ＵＳＢコネクタ１４も含まれる。望むなら、従来のコンピュータ・システム１０に、別のＵＳＢコネクタ（明示的には図示せず）を含め、動作させることができる。ＵＳＢ接続性の普及により、従来のコンピュータ・システム１０が多数のＵＳＢコネクタを有することが望ましい。したがって、ホスト１２をＵＳＢコネクタ１８および２０に接続するＵＳＢハブ１６が設けられる。したがって、ＵＳＢハブ１６を用いると、追加のＵＳＢコネクタ１８および２０をコンピュータ・システム１０に統合することができる。動作するために、ＵＳＢハブを電源２２に接続し、電源２２から電力を供給することができる。通常、従来のコンピュータ・システム１０に、ハウジングに統合された構成要素１２、１４、１６、１８、２０、および２２が含まれる。

従来のコンピュータ・システム１０は機能するが、当業者は、従来のコンピュータ・システム１０が望ましいものより電力を多く使用する可能性があることをすぐに理解するであろう。ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ（商標）オペレーティング・システムおよびあるＩＮＴＥＬ（商標）プロセッサなどの、あるオペレーティング・システムおよびプロセッサの場合、ＵＳＢコネクタに接続されたＵＳＢデバイスの使用によって、プロセッサは、Ｃ３状態と称する最低電力状態に入れなくなる。言い換えると、あるＵＳＢホスト実施形態のゆえに、ホスト１２のオペレーティング・システムがＵＳＢデバイスの存在を検出すると、プロセッサがその最低電力状態に入れなくなる。従来のコンピュータ・システム１０で、ＵＳＢ仕様によって要求されるように、ホスト１２のオペレーティング・システムは、従来のコンピュータ・システム１０に統合されたＵＳＢハブ１６を、ＵＳＢデバイスとみなす。その結果、外部ＵＳＢデバイスが使用されない時であっても、ＵＳＢデバイスが必ず検出される。その結果、ホスト１２のプロセッサは、絶対に最低電力状態に入ることができない。したがって、従来のコンピュータ・システム１０が、望ましいものより電力を多く消費する可能性がある。これは、従来のコンピュータ・システム１０が、ノートブック機など、モバイル・モードを有するコンピュータ・システムである場合に特に問題である。そのようなコンピュータ・システムでは、電源２２に、モバイル・モードの時に従来のコンピュータ・システム１０に電力を供給するバッテリが含まれる。モバイル・モードの時には、たとえばホスト１２がアクティブに使用されていない時に、バッテリ電力を節約するために、ホスト１２が最低電力状態に入れることが望ましい。ホスト１２のプロセッサは、最低電力状態に入ることができないので、バッテリが、より速く放電される。バッテリが電荷を失い、ユーザは望む時に従来のコンピュータ・システム１０を使用できなくなる可能性がある。

したがって、必要なものは、ＵＳＢハブを有するコンピュータ・システムが電力を管理できるようにするシステムを提供するシステムおよび方法である。本発明は、そのような必要に対処する。

本発明の目的は、コンピュータ・システムで電力を管理する方法およびシステムを提供することである。

本発明の態様は、ホストと電源を含むコンピュータ・システム内で電力を管理するシステムであって、前記電源に接続されたユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ハブと、前記ＵＳＢハブに接続されたＵＳＢコネクタと、前記ＵＳＢハブに接続され、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されているかどうかを判定し、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されている場合に前記ＵＳＢハブを前記電源に接続することによって前記ＵＳＢハブを前記ホストに論理的に結合し、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されていない場合に前記ＵＳＢハブを前記電源から切り離すことで前記ＵＳＢハブを前記ホストから論理的に分離する接続／取外し検出ロジックとを含むシステムを提供する。

本明細書で開示されるシステムおよび方法によれば、本発明を用いると、ホストのプロセッサがより低い電力状態に入れるようにすることによって、コンピュータ・システムで電力を管理できるようになる。

本発明は、コンピュータ・システムの改良に関する。以下の説明は、当業者が本発明を作成し、使用することができるようにするために提示され、特許出願およびその要件に関して提供されるものである。好ましい実施形態に対するさまざまな修正は、当業者は容易に明らかとなり、本明細書に記載の包括的な原理を、他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明は、示される実施形態に制限されることを意図されたものではなく、本明細書に記載の原理および特徴に矛盾しない最も広い範囲に従うものである。

従来のコンピュータ・システムは、単一のユニットに統合された、ホスト、ＵＳＢハブ、および複数のＵＳＢコネクタを含む可能性がある。ホストには、通常は、従来のコンピュータ・システムのオペレーティング・システム（ＯＳ）を稼動させる少なくとも１つのプロセッサを含む１つまたは複数の集積回路が含まれる。ＵＳＢデバイスは人気が高まっているので、ＵＳＢハブがホストに結合される。ＵＳＢハブに結合されるのが、複数のＵＳＢコネクタであり、このＵＳＢコネクタによって、ＵＳＢデバイスを従来のコンピュータ・システムに結合できるようになる。そのような従来のコンピュータ・システムでは、従来のコンピュータ・システムと共に多数のＵＳＢデバイスを使用することができるが、当業者は、従来のコンピュータ・システムが、適当に電力を管理できない場合があることを理解するであろう。具体的に言うと、従来のコンピュータ・システムは、ＵＳＢ仕様によって要求されるように、ＵＳＢハブを、従来のコンピュータ・システムに接続されたＵＳＢデバイスとみなす。その結果、従来のコンピュータ・システムのホスト内のプロセッサは、ある電力モードに入ることができない。その結果、従来のコンピュータ・システムは、望まれるものより電力を多く消費する。

本発明は、コンピュータ・システムの電力を管理する方法およびシステムを提供する。コンピュータ・システムには、ホストが含まれる。方法およびシステムには、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ハブ、少なくとも１つのＵＳＢコネクタ、および接続／取外し検出ロジックを提供することが含まれる。少なくとも１つのＵＳＢコネクタは、ＵＳＢハブと結合される。接続／取外し検出ロジックは、ＵＳＢハブと結合される。接続／取外し検出ロジックは、ＵＳＢデバイスが少なくとも１つのＵＳＢコネクタに接続されているかどうかを判定し、ＵＳＢデバイスが少なくとも１つのＵＳＢコネクタに接続されていない場合に、ＵＳＢハブをホストから論理的に分離し、ＵＳＢデバイスが少なくとも１つのＵＳＢコネクタに接続されている場合に、ＵＳＢハブをホストに論理的に結合する。

本発明について、ある構成要素およびＯＳと特定の複数の構成要素に関して説明する。しかし、当業者なら、この方法およびシステムが、他の構成要素、他のＯＳ、および他の複数の構成要素について有効に動作することを理解するであろう。さらに、説明を明瞭にするために、本発明によるコンピュータ・システムの多くの部分を省略する。

本発明による方法およびシステムをより具体的に示すために、図２を参照されたい。図２は、本発明によるコンピュータ・システム１００の１実施形態を示す高水準ブロック図である。コンピュータ・システム１００には、ホスト１０２、第１ＵＳＢコネクタ１０４、ＵＳＢハブ１０６、ＵＳＢハブ１０６に接続されたＵＳＢコネクタ１０８および１１０、ＵＳＢハブ１０６に結合された電源１１２、接続／取外し検出ロジック１２０、およびコネクタ１２２が含まれる。ホスト１０２、第１ＵＳＢコネクタ１０４、ＵＳＢハブ１０６、ＵＳＢコネクタ１０８および１１０、および電源１１２は、図１に示された従来のシステム１０のホスト１２、第１ＵＳＢコネクタ１４、ＵＳＢハブ１６、ＵＳＢコネクタ１８および２０、および電源２２と実質的に同一であることが好ましい。

図２に戻ると、接続／取外し検出ロジック１２０は、ＵＳＢコネクタ１０８および１１０に結合され、コネクタ１２２を介して電源１１２およびＵＳＢハブ１０６に結合される。接続／取外し検出ロジック１２０は、ＵＳＢデバイス（図示せず）が、ＵＳＢコネクタ１０８および１１０のいずれかに挿入されているかどうかを検出する。接続／取外し検出ロジック１２０は、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８および１１０のいずれにも接続されていない場合に、ＵＳＢハブ１０６をホスト１０２から論理的に分離するように機能する。さらに、接続／取外し検出ロジック１２０は、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８および１１０のいずれかに接続されている場合に、ＵＳＢハブ１０６をホスト１０２に論理的に結合する。接続／取外し検出ロジック１２０は、コネクタ１２２を制御することによってこれを行う。具体的に言うと、接続／取外し検出ロジック１２０は、コネクタ１２２を制御し、その結果、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８および１１０のいずれかに結合されている時にコネクタ１２２がＵＳＢハブ１０６を電源１１２に結合し、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８および１１０のいずれにも結合されていない時にコネクタ１２２がＵＳＢハブ１０６を電源１１２に結合しないようにする。したがって、電力は、ＵＳＢハブ１０６を介して提供されるＵＳＢコネクタ１０８および１１０の１つまたは複数が使用中である時に限って、ＵＳＢハブ１０６に供給される。

接続／取外し検出ロジック１２０を使用して、コンピュータ・システム１００が、よりよく電力を管理することができる。ホスト１０２のオペレーティング・システムは、電力がＵＳＢハブ１０６に供給される場合に限ってＵＳＢハブ１０６を認識することができる。接続／取外し検出ロジック１２０およびコネクタ１２２によって、電源１１２がＵＳＢハブ１０６に接続されることが保証されるので、オペレーティング・システムは、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８および１１０の１つまたは複数に接続される時に限ってＵＳＢハブ１０６を認識することができる。言い換えると、ＵＳＢハブ１０６は、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８および１１０のいずれにも結合されない時に、ホスト１０２から論理的に分離される。同様に、ＵＳＢハブ１０６は、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８および１１０の１つまたは複数に結合される時に、ホスト１０２に論理的に結合される。これは、ＵＳＢハブ１０６が、物理的に常時ホスト１０２に接続されたままである場合であってもそうである。したがって、ホスト１０２のオペレーティング・システムは、ＵＳＢコネクタ１０８および１１０の１つまたは複数が使用中である時に限って、ＵＳＢハブ１０６を、ホスト１０２に結合されたＵＳＢデバイスとみなす。したがって、これらの接続が使用中でない時には、ホスト１０２のプロセッサが、最低電力状態に入ることができる。したがって、電力が、ＵＳＢハブ１０６の存在に起因して不必要に使用されることがなくなる。したがって、コンピュータ・システム１００の電力をよりよく管理することができる。

図３は、本発明による、ＵＳＢハブを有するコンピュータ・システム１００’の第２の実施形態のブロック図である。コンピュータ・システム１００’には、コンピュータ・システム１００の構成要素に類似する構成要素が含まれる。その結果、これらの項目は、類似する符号が付けられている。しかし、説明をわかりやすくするために、いくつかの構成要素が図示されていない。コンピュータ・システム１００’には、ホスト１０２’、ホスト１０２’に接続されたＵＳＢコネクタ１０４’、ＵＳＢハブ１０６’、およびＵＳＢハブ１０６’に結合されたＵＳＢコネクタ１０８’および１１０’が含まれる。コンピュータ・システム１００’には、接続／取外し検出ロジック１２０’およびコネクタ１２２’も含まれる。しかし、コンピュータ・システム１００’では、コネクタ１２２’が、ホスト１０２’とＵＳＢハブ１０６’の間に結合される。接続／取外し検出ロジック１２０’は、やはり、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８’および１１０’のいずれにも接続されていない場合に、ＵＳＢハブ１０６’をホスト１０２’から論理的に分離する。また、接続／取外し検出ロジック１２０’は、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８’および１１０’のいずれかに結合されている場合に、ＵＳＢハブ１０６’をホスト１０２’に論理的に結合する。接続／取外し検出ロジック１２０’は、コネクタ１２２’を制御することによってこれらの機能を実行する。具体的に言うと、接続／取外し検出ロジック１２０’は、コネクタ１２２’を制御し、その結果、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８’および１１０’のいずれかに結合されている時に、コネクタ１２２’がＵＳＢハブ１０６’をホスト１０２’に結合するようにする。さらに、接続／取外し検出ロジック１２０’は、コネクタ１２２’を制御し、その結果、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８’および１１０’のいずれにも結合されていない時に、コネクタ１２２’がＵＳＢハブ１０６’をホスト１０２’に結合しないようにする。

接続／取外し検出ロジック１２０’を使用して、コンピュータ・システム１００’が、よりよく電力を管理することができる。ホスト１０２’のオペレーティング・システムは、ホスト１０２’がＵＳＢハブ１０６’に結合される場合に限って、ＵＳＢハブ１０６’を認識することができる。接続／取外し検出ロジック１２０’およびコネクタ１２２’によって、ＵＳＢハブ１０６’がホスト１０２’に結合されるので、オペレーティング・システムは、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８’および１１０’の１つまたは複数に接続される時に限ってＵＳＢハブ１０６’を認識することができる。言い換えると、ＵＳＢハブ１０６’は、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８’および１１０’のいずれにも結合されない時に、ホストから論理的に分離される。同様に、ＵＳＢハブ１０６’は、ＵＳＢデバイスがＵＳＢコネクタ１０８’および１１０’の１つまたは複数に結合される時に、ホストに論理的に結合される。したがって、ホスト１０２’のオペレーティング・システムは、ＵＳＢコネクタ１０８’および１１０’の１つまたは複数が使用中である時に限って、ＵＳＢハブ１０６’を、ホスト１０２’に結合されたＵＳＢデバイスとみなす。したがって、これらの接続が使用中でない時には、ホスト１０２’のプロセッサが、最低電力状態に入ることができる。したがって、電力が、ＵＳＢハブ１０６’の存在に起因して不必要に使用されることがなくなる。したがって、コンピュータ・システム１００’の電力をよりよく管理することができる。

図４は、本発明による、ＵＳＢハブ１０６”を有するコンピュータ・システム１００”の第２の実施形態のより詳細なブロック図である。コンピュータ・システム１００”には、コンピュータ・システム１００の構成要素に類似する構成要素が含まれる。その結果、これらの項目は、類似する符号が付けられている。しかし、説明をわかりやすくするために、いくつかの構成要素が図示されていない。コンピュータ・システム１００”には、コンピュータ・システム１００”のホストに常駐するプロセッサ１０２”、ＵＳＢハブ１０６”、ＵＳＢコネクタ１０８”および１１０”が含まれる。コンピュータ・システム１００”には、接続／取外し検出ロジック１２０”およびコネクタ１２２”も含まれる。さらに、コンピュータ・システム１００”には、過渡サプレッサ１２４も含まれる。過渡サプレッサ１２４は、ＵＳＢデバイス（図示せず）が、コネクタ１０８”および１１０”の１つにホット・アタッチされる時の静電気の放電に起因する損傷を防ぐのに使用される。接続取外し検出ロジックには、集積回路１２６および１２８と論理ゲート１３０、１３２、および１３４が含まれる。コネクタ１２２”は、ＦＥＴである。したがって、コネクタ１２２”は、コネクタ１２２”が、ＵＳＢハブ１０６”をプロセッサ１０２”から物理的に分離しないという点で、この単語の従来の意味でのコネクタではない。そうではなく、コネクタ１２２”は、ＵＳＢハブ１０６”をプロセッサ１０２”に論理的に結合またはプロセッサ１０２”から分離できるようにするという意味でのコネクタである。ＵＳＢデバイスが、ＵＳＢコネクタ１０８”または１１０”に接続される時に、接続／取外し検出ロジック１２０”が、オンである信号（Ｈ８ＵＳＢＯＮ）を供給する。この信号がオンである時に、ＦＥＴ１２２”がターン・オンする。したがって、プロセッサ１０２”とＵＳＢハブ１０６”の間の信号線１２１は、ＵＳＢデバイスがコネクタ１０８”または１１０”の１つに接続されている時に、ハイに駆動される。その結果、ＵＳＢハブ１０６”は、ＵＳＢコネクタ１０８”または１１０”が使用中である時に限ってプロセッサ１０２”に接続される。したがって、プロセッサ１０２”は、ＵＳＢコネクタ１０８”または１１０”が使用されている時に限って、ＵＳＢハブ１０６”をＵＳＢデバイスとして認識する。それ以外の時には、プロセッサ１０２”は、ＵＳＢハブ１０６”がコンピュータ・システム１００”に存在しないかのように振る舞う。したがって、プロセッサ１０２”は、ＵＳＢコネクタ１０８”および１１０”が使用されていない時に、最低電力状態に入ることができる。したがって、コンピュータ・システム１００”で電力がよりよく管理される。

内部ＵＳＢハブを有するシステムで電力を管理する方法およびシステムを開示した。本発明を、図示の実施形態によって説明したが、当業者なら、この実施形態に対する変形形態がある可能性があること、また、これらの変形形態が本発明の趣旨および範囲に含まれることを、すぐに理解するであろう。したがって、当業者なら、請求項の趣旨および範囲から逸脱せずに、多数の修正を行うことができる。

ＵＳＢハブを有する従来のコンピュータ・システムのブロック図である。 本発明による、ＵＳＢハブを有するコンピュータ・システムの１実施形態のブロック図である。 本発明による、ＵＳＢハブを有するコンピュータ・システムの第２の実施形態のブロック図である。 本発明による、ＵＳＢハブを有するコンピュータ・システムの第２の実施形態のより詳細なブロック図である。

Claims (6)

1. ホストと電源を含むコンピュータ・システム内で電力を管理するシステムであって、
   前記電源に接続されたユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ハブと、
   前記ＵＳＢハブに接続されたＵＳＢコネクタと、
   前記ＵＳＢハブに接続され、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されているかどうかを判定し、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されている場合に前記ＵＳＢハブを前記電源に接続することにより前記ＵＳＢハブを前記ホストに論理的に結合し、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されていない場合に前記ＵＳＢハブを前記電源から切り離すことにより前記ＵＳＢハブを前記ホストから論理的に分離する接続／取外し検出ロジックと
   を含むシステム。
2. 前記接続／取外し検出ロジックが、前記ホストに結合され、
   前記接続／取外し検出ロジックが、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されていない場合に前記ＵＳＢハブを前記ホストから論理的に切り離す、請求項１に記載のシステム。
3. 前記接続／取外し検出ロジックが、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されていない時に第１信号を供給し、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されている時に第２信号を供給し、前記システムが、さらに、
   前記ホスト、前記接続／取外し検出ロジック、および前記ＵＳＢハブに結合されたコネクタであって、第１信号に応答して前記ＵＳＢハブを前記ホストに接続し、第２信号に応答して前記ＵＳＢハブを前記ホストから切り離すコネクタを含む、請求項２に記載のシステム。
4. 前記接続／取外し検出ロジックが、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されていない時に第１信号を供給し、ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されている時に第２信号を供給し、
   前記システムが、さらに、
   前記電源、前記接続／取外し検出ロジック、および前記ＵＳＢハブに結合されたコネクタであって、第１信号に応答して前記ＵＳＢハブを前記電源に接続し、第２信号に応答して前記ＵＳＢハブを前記電源から切り離すコネクタを含む、請求項１に記載のシステム。
5. デバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されていない時に、前記コンピュータ・システムが、最低電力状態に入ることを許可される、請求項１に記載のシステム。
6. ホストと、前記ホストに接続されたユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ハブと、前記ＵＳＢハブに接続された電源と、前記ＵＳＢハブに接続されたＵＳＢコネクタと、前記ＵＳＢハブに接続された接続／取外し検出ロジックとを含むコンピュータ・システムにおいて電力を制御する方法であって、
   （ａ）ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されているかどうかを判定するステップと、
   （ｂ）ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されていない場合に前記接続／取外し検出ロジック前記ＵＳＢハブを前記電源から切り離すことにより前記ＵＳＢハブを前記ホストから論理的に分離するステップと、
   （ｃ）ＵＳＢデバイスが前記ＵＳＢコネクタに接続されている場合に前記接続／取外し検出ロジックが前記ＵＳＢハブを前記電源に接続することにより前記ＵＳＢハブを前記ホストに論理的に結合するステップと
   を含む方法。

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