JP4512767B2 - Usbデバイスの待機電力を省電力化する方法および省電力化するサーバコンピュータ - Google Patents
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このように利便性が高いバスパワーではあるが、USBデバイスを使用していない間も給電を行っており、USBデバイスが接続されるホストコンピュータの電力の無駄となっているといった問題が指摘されている。
また、「Suspend/Resume」を使用したとしても、USBデバイスに対して一定の電流は流れた状態であり電力を常時消費する。すなわち、パソコンなどのホストコンピュータでUSBデバイスを使用する場合(USBポートにUSBデバイスを挿して使用する場合)、ホストコンピュータの電源を入れている間、バスパワーが常時ONとなり給電される。
このため、「Suspend/Resume」を使用したとしても、一定電力を常時消費しつづけることになる問題がある。
ホストコンピュータは、アプリケーションから発行されるUSBデバイスへのコマンドやデータをTCP/IP等のネットワークプロトコル内部にカプセル化しUSBデバイスサーバに向けて送信する。USBデバイスサーバは、これを受信すると、カプセル化を解除し、コマンドやデータを抽出し、かかるコマンドやデータをUSBデバイスへ与える。このようにしてUSBデバイスサーバのシステムは、ホストコンピュータからネットワークを経由したUSBデバイスのリモートコントロールを可能としているのである。
また、本発明は、「Remote Wakeupモード」などの省電力機能を備えていないUSBデバイスに対しても省電力化を行い得ることを目的とする。
また、コマンド要求とは、ホストコンピュータにおいて、サーバコンピュータに接続されている周辺機器の状況を知りたい場合に検索を行うための要求(情報取得要求)や、実際にサーバコンピュータに接続されている周辺機器に対してデータ転送を行う場合に接続をするための要求(接続要求)をいうが、かかる情報取得要求や接続要求を必要としないシステム(最初から転送データそのものが送信されるシステム)である場合には、ホストコンピュータからサーバコンピュータへ送信される転送データそのものもコマンド要求の中に含まれるものとする。例えば、プリントサーバの場合、通常、情報取得要求や接続要求の送受信が行われないので、印刷対象データを受信したことをもって、コマンド要求を受信したものとみなし処理を行えばよい。
すなわち、サーバコンピュータが情報取得要求を受信すると、周辺機器のバスパワーをON状態にし、周辺機器の情報を取得・応答する。この後すぐに、周辺機器のバスパワーをOFFにはせず、所定時間ON状態のまま保持しておくのである。この間にホストコンピュータから情報取得要求を受け付けると、保持している周辺機器の情報を応答する。また、この間に周辺機器が抜かれたとしても、周辺機器のバスパワーがON状態であるため、サーバコンピュータは周辺機器が抜かれたことを認識することが可能である。周辺機器が抜かれた場合には、周辺機器の情報を消去する。
これと併せて、情報取得要求に関して、ユーザ指示型情報取得要求とポーリング型情報取得要求の2種類用意する。ユーザ指示型情報取得要求は、必ずバスパワーをON状態にし、その時の周辺機器の情報を正確にホストコンピュータに応答するのに対して、ポーリング型情報取得要求は、ホストコンピュータ側が周期的に自律的に行うもので、サーバコンピュータが周辺機器情報を保持していれば、それをホストコンピュータに応答し、周辺機器情報を保持していなければバスパワーをON状態にし、周辺機器の情報を取得しホストコンピュータに応答するものである。
また、通常のサーバコンピュータの使用方法として、始めに検索を行い、それから検索された機種に対し接続するという手順が考えられる。また、接続要求に対し、情報取得要求の方が多く行われると考えられる。
また、周辺機器を抜けばスイッチにより認識し、保持している周辺機器の情報を破棄する。
このような構成によって、情報取得要求に対しては、周辺機器のバスパワーはOFF状態のままホストコンピュータに対して応答することが可能となり、無駄な消費電力を大幅に低減することが可能となる。
前記電源制御部が、所定時間の間前記周辺機器のバスパワーをON状態に保持し、所定時間経過後にバスパワーをOFF状態にし、
前記周辺機器接続管理部が、周辺機器情報を取得して、前記所定時間の間、前記周辺機器の状態変化に応じて前記周辺機器情報を更新し、所定時間経過後に前記周辺機器情報を消去し、
前記ホスト接続管理部が、所定時間の間、任意のホストコンピュータから情報取得要求を受け付けると、前記周辺機器情報を前記任意のホストコンピュータに応答することを特徴とする。
(A)前記コマンド要求がユーザ指示型情報取得要求である場合、
(a1)接続されている周辺機器のバスパワーがOFF状態のときは、前記電源制御部が、接続されている周辺機器のバスパワーをON状態にし、前記周辺機器接続管理部が周辺機器情報を取得して、前期ホスト接続管理部が前記いずれかのホストコンピュータに応答し、その後、第1の所定時間の間、前記電源制御部がバスパワーをON状態に継続し、前記周辺機器接続管理部が前記周辺機器の状態変化に応じて前記周辺機器情報を更新し、第1の所定時間が経過すると前記電源管理部がバスパワーをOFF状態にし、第2の所定時間の間、前記周辺機器接続管理部がバスパワーをOFF状態にした時点の前記周辺機器情報を保持し、第2の所定時間が経過すると前記周辺機器情報を消去し、
(a2)接続されている周辺機器のバスパワーがON状態のときは、
前記ホスト接続管理部が前記周辺機器情報を前記いずれかのホストコンピュータに応答し、第1の所定時間の計測を始動の状態に戻し、あらたに第1の所定時間の計測を開始し、
(B)前記コマンド要求がポーリング型情報取得要求である場合、
(b1)前記周辺機器接続管理部が前記周辺機器情報を保持しているときは、前記ホスト接続管理部が前記周辺機器情報を前記いずれかのホストコンピュータに応答し、
(b2)前記周辺機器情報を保持していないときは、前記電源管理部が前記周辺機器のバスパワーを一時的にON状態にし、前記周辺機器接続管理部が周辺機器情報を取得して、前記ホスト接続管理部が前記いずれかのホストコンピュータに応答し、第2の所定時間の間、前記周辺機器接続管理部が前記周辺機器情報を保持することを特徴とする。
サーバコンピュータ2は、その動作を制御するCPUと、CPUが実行時に参照するプログラムやデータが一時記憶されるRAM(ランダムアクセスメモリ)と、CPUが実行する所定のプログラムを格納しているROM(読み出し専用メモリ)と、LANのネットワークを介して通信するためのネットワークI/Fと、USBデバイスと接続し得るUSBポートを備えている。
実施例1のシステム構成は、前述した図1に示したものとする。また、サーバコンピュータの機能ブロックは、前述した図2に示したものである。以下、図3の実施例1のサーバコンピュータの動作シーケンス図を参照しながら説明する。
(1)先ず、USBデバイスが待機時は、USBのバスパワーはOFF状態であり、サーバコンピュータからUSBデバイスへの給電は行わない。この状態でUSBデバイスを抜き差ししても、サーバコンピュータは認識を行わない。
(2)次に、ホストコンピュータから情報取得要求を受信すると(ステップS11)、サーバコンピュータはUSBのバスパワーをOFF状態からON状態にする(ステップS12)。サーバコンピュータはここで初めて、USBデバイスがローカルに接続されていることを認識する。
(3)認識後、サーバコンピュータが接続されているUSBデバイスのUSBデバイス情報を取得し(ステップS13)、ホストコンピュータへ検索応答を行う(ステップS14)。
(4)ホストコンピュータへ応答の後、再びUSBのバスパワーをOFF状態にする(ステップS15)。
(5)ホストコンピュータから接続要求を受信すると(ステップS16)、サーバコンピュータはバスパワーを再びON状態にする(ステップS17)。そして、ホストコンピュータと接続処理を行い、ホストコンピュータがUSBデバイスを使用できる状態にする。ここで、接続処理とは、ホストコンピュータとサーバコンピュータとの間でUSBデータの送受信を行うために必要な論理的接続を確立することである。
(6)サーバコンピュータは、ホストコンピュータとの間では、LANネットワークを介してデータ通信し(ステップS18)、USBデバイスとの間では、USBケーブルを介してデータ通信する(ステップS19)。このLANネットワークのデータ通信プロトコルとUSBのデータ通信プロトコルとの間のプロトコル変換はサーバコンピュータ内で行っている。
(7)ホストコンピュータから切断コマンドを受信すると(ステップS20)、論理的接続を切断し、USBのバスパワーをOFF状態にする(ステップS21)。
(1)先ず、USBデバイスが待機時は、サーバコンピュータ、USBハブそれぞれのバスパワーはOFF状態となっている。
(2)ホストコンピュータから情報取得要求を受信すると、サーバコンピュータは自身のUSBポートとUSBハブの全てポートのバスパワーをON状態にし、接続されている複数のUSBデバイスの情報を取得し保持する。ここで、USBハブに接続された全てのUSBデバイスの情報を取得するため、一旦全てのポートのバスパワーをON状態にする必要がある。そして、サーバコンピュータは、取得したUSBデバイス情報をホストコンピュータへ応答する。
(3)ホストコンピュータから接続要求を受信すると、サーバコンピュータは自身のUSBポートとUSBハブのポートのバスパワーをON状態にし、ホストコンピュータから指定されたUSBデバイスに対し接続処理を行う。この際、複数のUSBデバイスが接続されているので、接続要求の対象となったUSBデバイスへのポートのみバスパワーをON状態とし、それ以外のポートはバスパワーをOFF状態にする。
(4)ホストコンピュータから切断要求を受信すると、切断要求の対象となったUSBデバイスの切断処理を行い、バスパワーをOFF状態にする。
なお、USBハブが階層構造で複数接続されている場合も上記と同様となる。
(1)先ず、USBデバイスが待機時は、USBのバスパワーはOFF状態であり、サーバコンピュータからUSBデバイスへの給電は行わない。この状態でUSBデバイスを抜き差ししても、サーバコンピュータは認識を行わない。
(2)次に、ホストコンピュータから情報取得要求を受信すると(ステップS21)、サーバコンピュータはUSBのバスパワーをOFF状態からON状態にする(ステップS22)。サーバコンピュータはここで初めて、USBデバイスがローカルに接続されていることを認識する。
(3)認識後、サーバコンピュータが接続されているUSBデバイスのUSBデバイス情報を取得し(ステップS23)、ホストコンピュータへ検索応答を行う(ステップS24)。この後、すぐにUSBバスパワーをOFF状態にはしない。実施例1ではホストコンピュータへ応答の後、すぐにUSBのバスパワーをOFF状態にしたが(図1のステップS15)、実施例2ではホストコンピュータに応答した後、一定時間の間、バスパワーをON状態に保持し、一定時間の間に、別の情報取得要求を受け付けると保持しているUSBデバイス情報をホストコンピュータに応答するのである。
(4)ホストコンピュータに応答した後、一定時間の間に、ホストコンピュータから情報取得要求を受信すると(ステップS25)、サーバコンピュータは保持しているUSBデバイス情報をホストコンピュータに応答する(ステップS26)。
(5)サーバコンピュータは、バスパワーがON状態の間に、USBデバイスが接続(USBデバイスがサーバコンピュータのUSBポートに接続)されると、USBのバスパワーがON状態なので、USBデバイスを認識し、かかるUSBデバイスの情報を取得し保持する。また、USBデバイスが取り外し(USBデバイスがサーバコンピュータのUSBポートから取り外し)されると、保持していたUSBデバイス情報を破棄する(ステップS27)。すなわち、バスパワーON状態にあっては、サーバコンピュータは接続されたUSBデバイスの情報を動的にリアルタイムで把握し更新することができるのである。
(6)サーバコンピュータは、一定時間が経過すると、バスパワーをOFF状態にする(ステップS28)。
(7)ホストコンピュータから情報取得要求を受信すると(ステップS29)、サーバコンピュータはバスパワーを再びON状態にする(ステップS30)。サーバコンピュータは接続されているUSBデバイスの情報を取得し(ステップS31)、ホストコンピュータへ応答を行う(ステップS32)。
(8)ホストコンピュータから接続要求を受信すると(ステップS33)、ホストコンピュータと接続処理を行い、ホストコンピュータがUSBデバイスを使用できる状態にする。
(9)サーバコンピュータは、ホストコンピュータとの間では、LANネットワークを介してデータ通信し(ステップS34)、USBデバイスとの間では、USBケーブルを介してデータ通信する(ステップS35)。このLANネットワークのデータ通信プロトコルとUSBのデータ通信プロトコルとの間のプロトコル変換はサーバコンピュータ内で行っている。
(10)ホストコンピュータから切断コマンドを受信すると(ステップS36)、切断処理を行い、USBのバスパワーをOFF状態にする(ステップS37)。
(11)また、最後の情報取得要求を受信した後から一定時間が経過していれば、USBのバスパワーをOFF状態にする(ステップS37)。
図6は、サーバコンピュータにおいて、ホストコンピュータからのコマンド要求を受け付け、そのコマンド要求の種類に応じた処理を行うフローである。
(2)かかるコマンド要求が、情報取得要求である場合、バスパワーはON状態かを確認する(ステップS411)。OFFの状態であれば、バスパワーをON状態にし(ステップS412)、USBデバイス情報の取得と保持を行う(ステップS413)。そして、当該取得したUSBデバイス情報をホストコンピュータに応答する(ステップS414)。ステップS411においてバスパワーの状態がONであれば、サーバコンピュータが保持しているUSBデバイス情報をホストコンピュータへ応答する(ステップS414)。
(3)かかるコマンド要求が、接続要求である場合、バスパワーはON状態かを確認し(ステップS421)、OFF状態であれば、バスパワーをON状態にし(ステップS422)、接続処理を行う(ステップS423)。ステップS421において、バスパワーの状態がONであれば接続処理を行う(ステップS423)。かかる接続処理は、ホストコンピュータとサーバコンピュータとの間でネットワークを経由したUSBデータの送受信を行うための論理的接続を確立するためのものである。
(4)かかるコマンド要求が、切断要求である場合、切断処理を行う(ステップS431)。かかる切断処理は、ホストコンピュータとサーバコンピュータとの間に確立されたUSBデータ送受信のための論理的接続を切断するためのものである。次にステップS432において、バスパワーをOFFにする。そしてステップS433において、USBデバイス情報を破棄する。
(2)接続中でなければ、最後に情報取得要求を取得してから一定時間が経過したかを確認する(ステップS52)。一定時間経過していなければ、バスパワーはONの状態を継続する。一定時間経過していれば、バスパワーをOFF状態にし(ステップS53)、USBデバイス情報を破棄する(ステップS54)。なお、ここで一定時間は、サーバコンピュータの管理者が任意に設定することができる。
また、通常のサーバコンピュータの使用方法として、始めに検索を行い、接続を希望する機器が利用可能であることを確認した後に、検索された周辺機器の機種に対し接続するという手順が考えられる。したがって、実際に機器に接続するよりも検索の方が頻度高く行われると考えられる。
以下、図9および図10を参照して、サーバコンピュータでスイッチを使用した手順について説明する。
(1)先ず、USBデバイスがサーバコンピュータに挿入されると(図10におけるステップS11)、スイッチ26を介し、USBデバイスが物理的に接続されたことをサーバコンピュータが認識する。サーバコンピュータでは、電源制御部23によってUSBのバスパワーをON状態にする(ステップS12)。
(2)サーバコンピュータは、周辺機器接続管理部25によってUSBデバイス情報を取得し保持する(ステップS13)。その後、電源制御部23によってUSBのバスパワーをOFF状態にする(ステップS14)。
(3)ホストコンピュータからネットワーク通信部21を介して情報取得要求を受信すると(ステップS15)、保持しているUSBデバイス情報を返す(ステップS16)。このとき、USBのバスパワーをON状態にはしない。
(4)ホストコンピュータからUSBデバイスの接続要求を受信すると(ステップS17)、USBデバイスのバスパワーをON状態とし(ステップS18)、ホストコンピュータでの使用が終了した後に当該ホストコンピュータからの切断要求を受信すると(ステップS19)、USBデバイスのバスパワーをOFF状態とする(ステップS20)。
(5)USBデバイスが抜かれると、スイッチを介して、USBデバイスが物理的に切断されたことを認識する(ステップS21)。そして、保持していたUSBデバイス情報を消去・破棄する(ステップS22)。
2 サーバコンピュータ
3 LANネットワーク
4 USBハブ
5,5a,5b,5c USBデバイス
21 ネットワーク通信部
22 ホスト接続管理部
23 電源制御部
24 周辺機器インタフェース部
25 周辺機器接続管理部
26 スイッチ
30 USBデバイスサーバ
USB−HC USBホストコントローラ
Claims (8)
- 1乃至複数のホストコンピュータと、1乃至複数の周辺機器が接続されたサーバコンピュータとがネットワークを介して接続されたシステムにおいて、いずれかの前記ホストコンピュータから前記サーバコンピュータに対しコマンド要求があった時、前記サーバコンピュータが、接続されている周辺機器のバスパワーを一時的にON状態にする方法であって、
前記コマンド要求が情報取得要求である場合、
前記サーバコンピュータが、接続されている周辺機器のバスパワーをON状態にし、周辺機器情報を取得し、前記いずれかのホストコンピュータに前記周辺機器情報を応答し、その後、所定時間の間、接続されている周辺機器のバスパワーのON状態を継続し、前記所定時間の間、周辺機器の状態変化に応じて前記周辺機器情報を更新し、前記所定時間の間、任意のホストコンピュータからの別の情報取得要求を受け付けると、前記周辺機器情報を前記任意のホストコンピュータに応答し、前記所定時間経過後にバスパワーをOFF状態にし、前記周辺機器情報を消去することを特徴とする周辺機器の待機電力を省電力化する方法。 - 1乃至複数のホストコンピュータと、1乃至複数の周辺機器が接続されたサーバコンピュータとがネットワークを介して接続されたシステムにおいて、いずれかの前記ホストコンピュータから前記サーバコンピュータに対しコマンド要求があった時、前記サーバコンピュータが、接続されている周辺機器のバスパワーを一時的にON状態にする方法であって、
(A)前記コマンド要求がユーザ指示型情報取得要求である場合、
(a1)接続されている周辺機器のバスパワーがOFF状態のときは、前記サーバコンピュータが、接続されている周辺機器のバスパワーをON状態にし、前記周辺機器情報を取得して前記いずれかのホストコンピュータに応答し、その後、第1の所定時間の間、バスパワーをON状態に継続し、前記周辺機器の状態変化に応じて前記周辺機器情報を更新し、第1の所定時間が経過するとバスパワーをOFF状態にし、第2の所定時間の間、バスパワーをOFF状態にしたときの前記周辺機器情報を保持し、第2の所定時間が経過すると前記周辺機器情報を消去し、
(a2)接続されている周辺機器のバスパワーがON状態のときは、前記周辺機器情報を前記いずれかのホストコンピュータに応答し、第1の所定時間の計測を始動の状態に戻し、あらたに第1の所定時間の計測を開始し、
(B)前記コマンド要求がポーリング型情報取得要求である場合、
(b1)前記サーバコンピュータが前記周辺機器情報を保持しているときは、前記周辺機器情報を前記いずれかのホストコンピュータに応答し、
(b2)前記周辺機器情報を保持していないときは、接続されている周辺機器のバスパワーを一時的にON状態にし、前記周辺機器情報を取得して前記いずれかのホストコンピュータに応答し、第2の所定時間の間、前記周辺機器情報を保持することを特徴とする周辺機器の待機電力を省電力化する方法。 - 前記サーバコンピュータの接続部に周辺機器の抜き差しを検知し得る手段を更に設け、周辺機器の挿入を認識した時に前記周辺機器のバスパワーを一時的にON状態にし、前記周辺機器情報を取得し、その後、前記周辺機器が抜かれるまで、前記1乃至複数のホストコンピュータのいずれかからの情報取得要求に対して、保持している前記周辺機器情報を応答することを特徴とする請求項1又は2に記載の周辺機器の待機電力を省電力化する方法。
- 前記周辺機器がUSB(Universal Serial Bus)対応機器若しくはIEEE1394対応機器であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の周辺機器の待機電力を省電力化する方法。
- 1乃至複数のホストコンピュータとネットワークを介して接続されるサーバコンピュータであって、
前記ホストコンピュータとの間でコマンド要求を受信し応答を行うネットワーク通信部と、前記コマンド要求を解析処理するホスト接続管理部と、1乃至複数の周辺機器と接続するための周辺機器インタフェース部と、前記周辺機器のバスパワーを制御する電源制御部と、周辺機器接続管理部を備え、
前記1乃至複数のホストコンピュータのうち、いずれかのホストコンピュータからコマンド要求があり、該コマンド要求が情報取得要求であった場合、
前記電源制御部が、所定時間の間前記周辺機器のバスパワーをON状態に保持し、所定時間経過後にバスパワーをOFF状態にし、
前記周辺機器接続管理部が、周辺機器情報を取得して、前記所定時間の間、前記周辺機器の状態変化に応じて前記周辺機器情報を更新し、所定時間経過後に前記周辺機器情報を消去し、
前記ホスト接続管理部が、所定時間の間、任意のホストコンピュータから情報取得要求を受け付けると、前記周辺機器情報を前記任意のホストコンピュータに応答することを特徴とする周辺機器の待機電力を省電力化するサーバコンピュータ。 - 1乃至複数のホストコンピュータとネットワークを介して接続されるサーバコンピュータであって、
前記ホストコンピュータとの間でコマンド要求を受信し応答を行うネットワーク通信部と、前記コマンド要求を解析処理するホスト接続管理部と、1乃至複数の周辺機器と接続するための周辺機器インタフェース部と、前記周辺機器のバスパワーを制御する電源制御部と、周辺機器接続管理部を備え、
(A)前記コマンド要求がユーザ指示型情報取得要求である場合、
(a1)接続されている周辺機器のバスパワーがOFF状態のときは、前記電源制御部が、接続されている周辺機器のバスパワーをON状態にし、前記周辺機器接続管理部が周辺機器情報を取得して、前期ホスト接続管理部が前記いずれかのホストコンピュータに応答し、その後、第1の所定時間の間、前記電源制御部がバスパワーをON状態に継続し、前記周辺機器接続管理部が前記周辺機器の状態変化に応じて前記周辺機器情報を更新し、第1の所定時間が経過すると前記電源管理部がバスパワーをOFF状態にし、第2の所定時間の間、前記周辺機器接続管理部がバスパワーをOFF状態にした時点の前記周辺機器情報を保持し、第2の所定時間が経過すると前記周辺機器情報を消去し、
(a2)接続されている周辺機器のバスパワーがON状態のときは、
前記ホスト接続管理部が前記周辺機器情報を前記いずれかのホストコンピュータに応答し、第1の所定時間の計測を始動の状態に戻し、あらたに第1の所定時間の計測を開始し、
(B)前記コマンド要求がポーリング型情報取得要求である場合、
(b1)前記周辺機器接続管理部が前記周辺機器情報を保持しているときは、前記ホスト接続管理部が前記周辺機器情報を前記いずれかのホストコンピュータに応答し、
(b2)前記周辺機器情報を保持していないときは、前記電源管理部が前記周辺機器のバスパワーを一時的にON状態にし、前記周辺機器接続管理部が周辺機器情報を取得して、前記ホスト接続管理部が前記いずれかのホストコンピュータに応答し、第2の所定時間の間、前記周辺機器接続管理部が前記周辺機器情報を保持することを特徴とする周辺機器の待機電力を省電力化するサーバコンピュータ。 - 前記サーバコンピュータの接続部に周辺機器の抜き差しを検知し得るスイッチを更に備え、
前記スイッチで周辺機器の挿入を認識した時に、前記電源制御部で前記周辺機器のバスパワーを一時的にON状態にし、前記周辺機器情報を取得し、前記ホスト接続管理部で前記周辺機器が抜かれるまで保持されている前記周辺機器情報を前記ホストコンピュータからの情報取得要求に対して応答することを特徴とする請求項5又は6に記載の周辺機器の待機電力を省電力化するサーバコンピュータ。 - 前記周辺機器インタフェース部は、USB(Universal Serial Bus)対応機器若しくはIEEE1394対応機器に対するインタフェース機能を有することを特徴とする請求項5乃至7のいずれかの周辺機器の待機電力を省電力化するサーバコンピュータ。
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