JP4541127B2

JP4541127B2 - 電力制御情報管理装置

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Publication number: JP4541127B2
Application number: JP2004372169A
Authority: JP
Inventors: 正志森; 貴也菅ヶ谷; 宏明堺; 邦夫中岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2024-12-22
Also published as: JP2006178785A

Description

本発明は、組み込み系システムの電力制御を行う電力制御情報管理装置、電力制御情報生成装置、電力見積もり生成装置および電力制御装置に関するものである。

ファンクションレベルのソースプログラムに対して、消費電力値の見積もりを可能にするパワーエスティメーションの方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、組み込み系システムの電力制御においては、従来、アプリケーション中に電力制御命令を直接組み込むことで実現している。なお、ここで、組み込み系システムとは、ＰＣのような汎用の計算機システムではなく、例えば、エアーコンディショナー或いは電気炊飯器というような家電等の特定の目的を果たすための機器に組み込まれて、その機器の制御及びデータ処理を行う計算機システムを指している。

特開平１１−２３２１４７号公報

しかしながら、アプリケーション中に電力制御命令を組み込むと動作が複雑になり、アプリケーションの本来の動作確認を容易に行うことができない。また、組み込み系システムのＯＳには電力制御を行うためのモジュールが用意されているが、アプリケーションがきめ細かな電力制御を行うためには、複雑なＡＰＩを操作することが必要となり、この場合にも、アプリケーションのソフトウェア構造が複雑になっていた。また、構造が複雑なシステムにあっては、実質的に、消費電力の見積りを行うことが困難になっている。

このように、上記従来の技術によれば、組み込み系システムにおいては、アプリケーション中に電力制御を直接組み込むと動作が複雑になり、アプリケーションの本来の動作確認が容易でないという未解決の課題を有している。一方、ＯＳには電力制御を行うためのモジュールを持っているものもあるが、詳細な電力制御を行うためには、複雑なＡＰＩを操作することが必要となり、この場合にも、容易な作業ではないという未解決の課題を有している。さらにまた、構造が複雑なシステムにあっては、消費電力の見積りを行うことが実質的に困難になっているという未解決の課題を有している。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アプリケーションの動作確認を容易とし、電力制御動作のアルゴリズムを簡易とすることができ、さらに、消費電力の見積もりを容易とする電力制御情報管理装置、電力制御情報生成装置、電力見積もり生成装置および電力制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる電力制御情報管理装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される電力制御情報生成部および電力見積もり生成部とを備え、電力制御情報生成部は、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態に対して、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図における必要最小限となる状態を対応させるテーブルと、を入力として、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルとを出力し、電力見積もり生成部は、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態遷移事象に対応する動作の消費電力を記録したテーブルと、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブルと、を入力として、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションの電力制御動作に対応する消費電力見積もり値と、を出力する。

また、本発明にかかる電力制御情報生成装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される電力制御情報生成部とを備え、電力制御情報生成部は、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態に対して、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図における必要最小限となる状態を対応させるテーブルと、を入力として、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルと、を出力する。

また、本発明にかかる電力見積もり生成装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される電力見積もり生成部とを備え、電力見積もり生成部は、電力制御情報生成装置が生成した、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態遷移事象に対応する動作の消費電力を記録したテーブルと、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブルと、を入力として、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションの電力制御動作に対応する消費電力見積もり値と、を出力する。

また、この発明にかかる電力制御装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される状態遷移記憶部、状態遷移フィルタ部および制御実行部とを備え、状態遷移記憶部は、電力制御情報管理装置および電力制御情報生成装置のいずれかが出力した、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルと、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、の情報に基づいて、アプリケーションの基本動作にて発生した状態遷移事象をアプリケーションの電力制御に対応する状態遷移事象に変換し、この状態遷移をアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図上で実行し、状態遷移後の状態を記憶し、状態遷移フィルタ部は、変換された状態遷移事象をさらに、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図の状態遷移事象列に変換し、制御実行部は、変換後の状態遷移事象列に基づいて状態遷移事象に対応するハードウェアの電力制御部の制御動作を実行する。

また、この発明にかかる他の電力制御情報管理装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される電力制御情報生成部および電力見積もり生成部とを備え、電力制御情報生成部は、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態に対して、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図における必要最小限となる状態を対応させるテーブルと、を入力として、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルと、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブルと、を出力し、電力見積もり生成部は、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態遷移事象に対応する動作の消費電力を記録したテーブルと、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブルと、を入力として、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションの電力制御動作に対応する消費電力見積もり値と、を出力する。

また、この発明にかかる他の電力制御情報生成装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される電力制御情報生成部とを備え、電力制御情報生成部は、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態に対して、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図における必要最小限となる状態を対応させるテーブルと、を入力として、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルと、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブルと、を出力する。

また、この発明にかかる他の電力見積もり生成装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される電力見積もり生成部とを備え、電力見積もり生成部は、電力制御情報生成装置が生成した、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブルと、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態遷移事象に対応する動作の消費電力を記録したテーブルと、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブルと、を入力として、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、アプリケーションの電力制御動作に対応する消費電力見積もり値と、を出力する。

また、この発明にかかる他の電力制御装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される状態遷移記憶部、状態遷移フィルタ部および制御実行部とを備え、状態遷移記憶部は、電力制御情報管理装置および電力制御情報生成装置のいずれかが出力した、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルと、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブルと、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブルと、の情報に基づいて、アプリケーションの基本動作にて発生した状態遷移事象をアプリケーションの電力制御に対応する状態遷移事象に変換し、この状態遷移をアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図上で実行し、状態遷移後の状態を記憶し、状態遷移フィルタ部は、変換された状態遷移事象をさらに、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブルに基づいて、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図の状態遷移事象列に変換し、制御実行部は、変換後の状態遷移事象列に基づいて状態遷移事象に対応するハードウェアの電力制御部の制御動作を実行する。

また、この発明にかかるさらに他の電力制御装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される状態遷移記憶部、状態遷移フィルタ部および制御実行部とを備え、状態遷移記憶部は、電力制御情報管理装置および電力制御情報生成装置のいずれかが出力した、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルと、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブルと、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブルと、の情報に基づいて、アプリケーションの基本動作にて発生した状態遷移事象をアプリケーションの電力制御に対応する状態遷移事象に変換し、この状態遷移をアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図上で実行し、状態遷移後の状態を記憶し、状態遷移フィルタ部は、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対するある一定時間前までの状態保持時間の履歴をとり、状態保持時間見積もりを対応させるテーブルをこの履歴に基づいて作成および改訂する状態保持時間見積り部、変換された状態遷移事象をさらに、状態保持時間見積り部のテーブルの情報に基づいて、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図の状態遷移事象列に変換し、制御実行部は、変換後の状態遷移事象列に基づいて状態遷移事象に対応するハードウェアの電力制御部の制御動作を実行する。

さらに、この発明にかかるさらに他の電力制御装置は、演算装置と、記憶装置と、記憶装置に記憶され演算装置によって起動される状態遷移記憶部、状態遷移フィルタ部および制御実行部とを備え、状態遷移記憶部は、電力制御情報管理装置および電力制御情報生成装置のいずれかが出力した、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルと、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブルと、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブルと、の情報に基づいて、アプリケーションの基本動作にて発生した状態遷移事象をアプリケーションの電力制御に対応する状態遷移事象に変換し、この状態遷移をアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図上で実行し、状態遷移後の状態を記憶し、状態遷移フィルタ部は、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対するある一定時間前までの状態保持時間の履歴をとり、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブルをこの履歴に基づいて改訂する状態保持時間見積り部、変換された状態遷移事象をさらに、状態保持時間見積り部のテーブルの情報に基づいて、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図の状態遷移事象列に変換し、制御実行部は、変換後の状態遷移事象列に基づいて状態遷移事象に対応するハードウェアの電力制御部の制御動作を実行する。

上述のように構成することにより、アプリケーションの本来の動作と電力制御動作を分離し、本来のアプリケーション動作確認が容易になり、電力制御動作のアルゴリズムが簡易になり、消費電力見積もりが行いやすくなる電力制御情報管理装置、電力制御情報生成装置、電力見積もり生成装置および電力制御装置を提供することができる。

本発明にかかる電力制御情報管理装置、電力制御情報生成装置、電力見積もり生成装置および電力制御装置は、それぞれ組み込み系システムにおけるアプリケーション開発装置であって、アプリケーション本来の動作と省電力のための電力制御動作とを分離して開発できることを特徴とする。アプリケーションの電力制御の各モジュールの順序関係、モジュール依存関係をデータ構造として記述し、データベース化する。アプリケーションは、電力制御を細かく行うことなく状態変化を電力制御装置に通知することで電力制御を行うことにより、アプリケーションの検証や消費電力値見積もりを容易にする。

以下に、本発明にかかる電力制御情報管理装置、電力制御情報生成装置、電力見積もり生成装置および電力制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１.
図１は本発明にかかる実施の形態１の電力制御情報管理装置および電力制御装置のシステム構成図である。両装置は、ＣＰＵ（演算装置）１と記憶装置３とを有している。記憶装置３内には、電力制御情報管理装置１０１の要部を構成するプログラムが記憶されている。このプログラムはＣＰＵ１に起動されて電力制御情報管理装置１０１の動作をする。電力制御情報管理装置１０１は、ＣＰＵ１と記憶装置３とこのプログラムから構成されている。この装置１０１には、必要に応じてキーボード５とＣＲＴ７が付加されることもある。

また、記憶装置３内には、電力制御装置２０１の要部を構成するプログラムも記憶されている。このプログラムはＣＰＵ１に起動されて電力制御装置２０１の動作をする。電力制御装置２０１も、電力制御情報管理装置１０１と同様にＣＰＵ１と記憶装置３とこのプログラムから構成される。なお、ＣＰＵ１および記憶装置３は両装置に共通なものであるので、この明細書では、便宜上、記憶装置３に記憶されたプログラムを装置と呼んで説明する。

電力制御情報管理装置１０１は、電力制御情報を生成する電力制御情報生成部と、電力見積もりを生成する電力見積もり生成部とを有しているが、この部分をそれぞれ単独で動作させることができる。そのため、これらをそれぞれ単独で動作させたときの装置をそれぞれ電力制御情報生成装置５１、電力見積もり生成装置６１とする。

記憶装置３には、さらに各種データが記憶されている。図１においては、この各種データを簡略化したアルファベットのデータ名にて示している。まず、これらのデータについて説明する。

機器あるいは計算機システムの現在の状態に対して(状態遷移)事象が発生後にどの状態に遷移するかといったものを定義している情報を状態遷移図という。ここで、アプリケーションの基本動作の状態遷移図をＡｐｐＳ、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造をＡｐｐＰ、アプリケーションのアプリケーションがその上で動作するハードウェアの電力制御部の状態遷移図をＰｏｗＳと約束する。アプリケーションの基本動作を表現する状態遷移図の状態（ＡｐｐＳ（Ｓ）の各要素）にはその状態で動作するための必要最小限の電力制御部の状態遷移図ＰｏｗＳでの状態が決められており、それをＡｐｐＰｏｗＭｉｎ：ＡｐｐＳ（Ｓ）→ＰｏｗＳ（Ｓ）で与えられているとする。

（ａ）アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図
ＡｐｐＳ
（ｂ）アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造
ＡｐｐＰ
（ｃ）アプリケーションがその上で動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図
ＰｏｗＳ
（ｄ）状態遷移図における必要最小限となる状態を対応させるテーブル
ＡｐｐＰｏｗＭｉｎ
（ｅ）アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図
ＡｐｐＰｏｗＳ
（ｆ）アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブル
ＡｐｐＰｏｗＥ：ＡｐｐＳ（Ｅ）→ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｅ）
（ｇ）アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブル
ＡｐｐＰＴ：ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｓ）→［０，∞）
（ｈ）アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対するある一定時間前までの状態保持時間の履歴
ＡｐｐＰＨ：ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｓ）→［０，∞）ｘ．．．ｘ［０，∞）
（ｎ個の直積）
（ｉ）アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態遷移事象に対応する動作の消費電力を記録したテーブル
ＡｐｐＳ＿ＥＰ：ＡｐｐＳ（Ｅ）→［０，∞）
（ｊ）アプリケーションがその上で動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図の各状態に対応する消費電力が記録されたテーブル
ＰｏｗＳ＿ＳＰ：ＰｏｗＳ（Ｓ）→［０，∞）
（ｋ）アプリケーションがその上で動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図の各状態遷移事象に対応する消費電力が記録されたテーブル
ＰｏｗＳ＿ＥＰ：ＰｏｗＳ（Ｅ）→［０，∞）
（ｌ）アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象の確率構造
ＡｐｐＰｏｗＰ：［０，∞）ｘＥ→［０，１］
（ｍ）アプリケーションの電力制御動作に対応する消費電力見積もり値
Ｅ（ＡｐｐＰｏｗＰ）

アプリケーションの動作は電力制御部も含めて状態遷移図で表現する。状態遷移図ＳＴは、ＳＴ＝＜Ｓ，Ｅ，ｉ，ｄ＞で表現され、Ｓは状態の集合、Ｅは状態遷移事象の集合、ｉはＳの要素で初期状態を表す。ｄ：ＳｘＥ→Ｓ（ＳｘＥからＳへの関数）である。Ｓには、＜無効＞といった要素が入っているとして、ｄ（ｓ，ｅ）＝＜無効＞のときはｓに対して、状態遷移事象ｅは想定していないとする。

なお、以下での約束として状態遷移図ＳＴに対してＳＴ（Ｓ），ＳＴ（Ｅ），ＳＴ（ｉ），ＳＴ（ｄ），をそれぞれ、ＳＴ（Ｓ）＝Ｓ，ＳＴ（Ｅ）＝Ｅ，ＳＴ（ｉ）＝ｉ，ＳＴ（ｄ）＝ｄを意味することとする。

ｅｘ＝＜ｅ０，ｅ１，．．．，ｅｎ＞（ｅ０，ｅ１，．．．，ｅｎはＥの要素）のような状態遷移事象の列に対する状態遷移も考えられ、ｄの定義を拡張して、ｄ（ｓ，ｅｘ）＝ｄ（．．ｄ（ｄ（ｓ，ｅ０），ｅ１），．．．，ｅｎ）と常識的に定義する。

確率構造Ｐというときは、ここではＰ：［０，∞）ｘＥ→［０，１］として、Ｐ（ｔ，ｅ）は、ある時点ｔでｅが起こる確率とする。

以下の動作の説明にて必要となる、アプリケーションがその上で動作するハードウェアの電力制御部の状態について説明する。状態はたとえば、動作中／動作停止状態、クロック周波数（ＭＨｚ）、消費電力（ｍＷ）などの状態をしめしている。より一般には、他のハードウェアへのサービス提供可能性を意味している。２つの状態ａ，ｂがあったとき、状態ａが状態ｂより「大きいか等しい」（ａ≧ｂ）とは状態ｂで提供可能なサービスがすべて状態ａで提供可能であることと定める。

状態には順序づけがされており、ある状態とある状態が必ずしも比較できるとは限らないが任意の状態ａ，ｂに対して、かならずｃ≧ａ，ｃ≧ｂなる状態ｃが存在することを仮定する。

全ての状態ａ，ｂに対してａ≧ｂかｂ≧ａのどちらかが成り立つ場合を「全順序」という。多くの場合にはこの条件が当てはまる。全順序でない場合を想定するのはハードウェアが複数のモジュールから構成されており、それぞれのモジュール毎にＯＮ／ＯＦＦ，動作周波数、動作電圧などが自由に変えられる場合も想定しており、この条件下での電力制御部の状態を表現するには「全順序」でない場合も考えに入れる必要がある。

なお、電力制御部の任意の状態から任意の状態へ遷移させることが可能であるとする。ただし、直接、任意の状態から任意の状態に遷移させることが可能であるとは限らず、他の状態（複数の状態ということもある）を経由して初めて可能という場合もある。したがって一般には電力制御部の任意の状態から任意の状態への状態遷移は状態遷移事象列として表現される。

図２は本実施の形態の電力制御情報管理装置１０１を示す機能ブロック図である。電力制御情報管理装置１０１は、記憶装置３に記憶され演算装置１によって起動される。電力制御情報管理装置１０１は、電力制御情報生成部１１および電力見積もり生成部１２を有している。電力制御情報生成部１１を単独で動作させるものを電力制御情報生成装置５１とするとともに、電力見積もり生成部１２を単独で動作させるものを電力見積もり生成装置６１とすることは先に述べた通りである。

電力制御情報生成部１１は、記憶装置３に記憶されている以下のデータを入力する。すなわち、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図（ＡｐｐＳ）と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造（ＡｐｐＰ）と、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図（ＰｏｗＳ）と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態に対して、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図における必要最小限となる状態を対応させるテーブル（ＡｐｐＰｏｗＭｉｎ）とを入力する。

そして、電力制御情報生成部１１は、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図（ＡｐｐＰｏｗＳ）と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブル（ＡｐｐＰｏｗＥ）とを出力する。

また、電力見積もり生成部１２は、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造（ＡｐｐＰ）と、アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態遷移事象に対応する動作の消費電力を記録したテーブル（ＡｐｐＳ＿ＥＰ）と、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図（ＰｏｗＳ）と、その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブル（ＰｏｗＳ＿ＳＰ，ＰｏｗＳ＿ＥＰ）とを入力する。

そして、電力見積もり生成部１２は、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象の確率構造（ＡｐｐＰｏｗＰ）と、アプリケーションの電力制御動作に対応する消費電力見積もり値（ＡｐｐＰｏｗＰ）と、を出力する。

図３は本実施の形態の電力制御装置２０１を示す機能ブロック図である。電力制御装置２０１は、記憶装置３に記憶され演算装置１によって起動される。電力制御装置２０１は、状態遷移記憶部２１、状態遷移フィルタ部２２および制御実行部２３を有している。

状態遷移記憶部２１は、電力制御情報管理装置１０１および電力制御情報生成装置５１のいずれかが出力した、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図（ＡｐｐＰｏｗＳ）と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブル（ＡｐｐＰｏｗＥ）と、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図（ＰｏｗＳ）と、の情報に基づいて、アプリケーションの基本動作にて発生した状態遷移事象をアプリケーションの電力制御に対応する状態遷移事象に変換し、この状態遷移をアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図（ＡｐｐＰｏｗＳ）上で実行し、状態遷移後の状態を記憶する。

状態遷移フィルタ部２２は、変換された状態遷移事象をさらに、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図の状態遷移事象列に変換する。そして、制御実行部２３は、この変換後の状態遷移事象列に基づいて状態遷移事象に対応するハードウェア（図中Ｈ／Ｗ）の電力制御部２４の制御動作を実行する。

次に、電力制御情報管理装置１０１の動作を説明する。図４は本実施の形態の電力制御情報管理装置１０１の電力制御情報生成部１１の動作を示すフローチャートである（電力制御情報生成装置５１の動作を示すフローチャートでもある）。なお、フローチャートによる動作説明においては、冗長となることをさけるため、各データを符号にて呼ぶこととする。図４において、電力制御情報生成部１１は、まず、ＡｐｐＰｏｗＳの構築をする（ステップＳ１１）。ＡｐｐＳを、状態遷移先（現在の状態に対して(状態遷移)事象が発生後の状態）の違いを考慮にいれて、ＡｐｐＰｏｗＭｉｎの値によって分類することによって同値類を作成する。ＡｐｐＳ（Ｓ），ＡｐｐＳ（Ｅ）の同値類をそれぞれＡｐｐＰｏｗＳ（Ｓ），ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｅ）とするが、ＡｐｐＰｏｗＳ（ｄ）も、ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｓ），ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｅ）上に同値類に矛盾せずに自然に定めることができる。

次に、電力制御情報生成部１１は、ＡｐｐＰｏｗＥの作成をする（ステップＳ１２）。上記のＡｐｐＰｏｗＳ構築の中間で得られるＡｐｐＳ（Ｅ）からＡｐｐＰｏｗＳ（Ｅ）への同値類分類がちょうどＡｐｐＰｏｗＥになる。

図５は本実施の形態の電力制御情報管理装置１０１の電力見積もり生成部１２の動作を示すフローチャートである（電力見積もり生成装置６１の動作を示すフローチャートでもある）。図５において、電力見積もり生成部１２は、まず、確率構造ＡｐｐＰｏｗＰの構築をする（ステップＳ２１）。基本的には、ＡｐｐＰｏｗＳは、ＡｐｐＳを状態遷移先の違いを考慮にいれて、ＡｐｐＰｏｗＭｉｎの値によって分類することによって構築しているので、ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｅ）もＡｐｐＳ（Ｅ）を同値類に分類したものになっており、このことから、ＡｐｐＰをもとに同じ同値類にはいっているもの事象の確率値の総和をとって同値類の確率値にすることによりＡｐｐＰｏｗＰを構築できる。

次に、電力見積もり生成部１２は、消費電力見積もりのＥ（ＡｐｐＰｏｗＰ）の計算をする（ステップＳ２２）。ステップＳ２１にて、ＡｐｐＰｏｗＰが構築されているので、これを測度として、ＡｐｐＳ＿ＥＰ、ＰｏｗＳ＿ＥＰ、ＰｏｗＳ＿ＳＰの値を（時間方向およびＥ方向の両方に）積分（あるいは総和）することによって得ることができる。

図６は本実施の形態の電力制御装置２０１の動作を示すフローチャートである。図６において、電力制御装置２０１は、まず、現在の状態をｓとし、状態遷移記憶部２１にてｅをＡｐｐＰｏｗＥ（ｅ）に変換する。そして、ＰｏｗＳ（ｄ）（ｓ，（ＡｐｐＰｏｗＥ（ｅ））が＜無効＞だったら状態遷移は行わずにここで動作を終了する。＜無効＞でなければ現在の状態をこの値に更新する（ステップＳ３１）。

次に、電力制御部の任意の状態から任意の状態へ遷移させることが可能であることから、ただし、１ステップの状態遷移とは限らず状態遷移列の可能性もあるが、状態遷移フィルタ部２２にて、ＡｐｐＰｏｗＥ（ｅ）に対応する状態遷移列に変換する（ステップＳ３２）。

次に、ハードウェアの電力制御部２４の状態をｐｓとする。制御実行部２３は、状態遷移フィルタ部２２にて得られた状態遷移列の状態遷移を順に実行し、ハードウェアの電力制御部２４の状態を変化させてゆく（ステップＳ３３）。ハードウェアの電力制御部２４の状態は、この最後の状態に更新する。

このように、本実施の形態の電力制御情報管理装置１０１、電力制御情報生成装置５１、電力見積もり生成装置６１および電力制御装置２０１においては、アプリケーション本来の動作と電力制御動作を分離し、本来のアプリケーション動作確認が容易になり、電力制御動作のアルゴリズムが簡易になり、消費電力見積もりが行いやすくなる。

実施の形態２．
図７は本発明にかかる実施の形態２の電力制御情報管理装置１０２を示す機能ブロック図である。電力制御情報管理装置１０２は、記憶装置３に記憶され演算装置１によって起動される。電力制御情報管理装置１０２は、電力制御情報生成部１５および電力見積もり生成部１６を有している。また、これら電力制御情報生成部１５および電力見積もり生成部１６をそれぞれ単独で動作させたときの装置をそれぞれ電力制御情報生成装置５２、電力見積もり生成装置６２とする。

本実施の形態の電力制御情報生成部１５は、実施の形態１の電力制御情報生成部１１はの出力に加えて、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブル（ＡｐｐＰＴ）とを出力する。一方、電力見積もり生成部１６は、実施の形態１の電力見積もり生成部１２と同じ動作をする。

図８は本実施の形態の電力制御装置２０２を示す機能ブロック図である。電力制御装置２０２は、記憶装置３に記憶され演算装置１によって起動される。電力制御装置２０２は、状態遷移記憶部２５、状態遷移フィルタ部２６および制御実行部２７を有している。

状態遷移記憶部２５は、電力制御情報管理装置１０２および電力制御情報生成装置５２のいずれかが出力した、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図（ＡｐｐＰｏｗＳ）と、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブル（ＡｐｐＰｏｗＥ）と、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブル（ＡｐｐＰＴ）と、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図（ＰｏｗＳ）と、その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブル（ＰｏｗＳ＿ＳＰ，ＰｏｗＳ＿ＥＰ）と、の情報に基づいて、アプリケーションの基本動作にて発生した状態遷移事象をアプリケーションの電力制御に対応する状態遷移事象に変換し、この状態遷移をアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図（ＡｐｐＰｏｗＳ）上で実行し、状態遷移後の状態を記憶する。

状態遷移フィルタ部２６は、変換された状態遷移事象をさらに、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対して状態保持時間見積もりを対応させるテーブル（ＡｐｐＰＴ）に基づいて、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図の状態遷移事象列に変換する。また、制御実行部２７は、変換後の状態遷移事象列に基づいて状態遷移事象に対応するハードウェアの電力制御部２４の制御動作を実行する。

次に、本実施の形態の電力制御情報管理装置１０２の動作を説明する。図９は本実施の形態の電力制御情報管理装置１０２の電力制御情報生成部１５の動作を示すフローチャートである。電力制御情報生成部１５は、まず、ＡｐｐＰｏｗＳの構築をする（ステップＳ４１）。ＡｐｐＳを、状態遷移先の違いを考慮にいれて、ＡｐｐＰｏｗＭｉｎの値によって分類することによって同値類を作成する。ＡｐｐＳ（Ｓ），ＡｐｐＳ（Ｅ）の同値類をそれぞれＡｐｐＰｏｗＳ（Ｓ），ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｅ）とするが、ＡｐｐＰｏｗＳ（ｄ）も、ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｓ），ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｅ）上に同値類に矛盾せずに自然に定めることができる。

次に、電力制御情報生成部１５は、ＡｐｐＰｏｗＥの作成をする（ステップＳ４２）。上記のＡｐｐＰｏｗＳ構築の中間で得られるＡｐｐＳ（Ｅ）からＡｐｐＰｏｗＳ（Ｅ）への同値類分類がちょうどＡｐｐＰｏｗＥになる。

図１０は本実施の形態の電力制御情報管理装置１０１の電力見積もり生成部１６の動作を示すフローチャートである。電力見積もり生成部１６は、まず、確率構造ＡｐｐＰｏｗＰの構築をする（ステップＳ５１）。基本的には、ＡｐｐＰｏｗＳはＡｐｐＳを状態遷移先の違いを考慮にいれてＡｐｐＰｏｗＭｉｎの値によって分類することによって作成しているので、ＡｐｐＰｏｗＳ（Ｅ）もＡｐｐＳ（Ｅ）を同値類に分類したものになっており、このことから、ＡｐｐＰをもとに同じ同値類にはいっているものの事象の確率値の総和をとって同値類の確率値にすることによりＡｐｐＰｏｗＰを構築できる。

次に、電力見積もり生成部１６は、消費電力見積もりのＥ（ＡｐｐＰｏｗＰ）の計算をする（ステップＳ５２）。ステップＳ５１にてＡｐｐＰｏｗＰが構築されているので、これを測度として、ＡｐｐＳ＿ＥＰ、ＰｏｗＳ＿ＥＰ、ＰｏｗＳ＿ＳＰの値を（時間方向およびＥ方向の両方に）積分（あるいは総和）することによって得る。そして、本実施の形態の電力見積もり生成部１６においては、ハードウェアの電力制御部２４の状態が、電力制御装置の動作を考慮にいれるため、ＡｐｐＰｏｗＭｉｎが示す値に必ずしもならないので、ＡｐｐＰＴを考慮にいれて計算しなくてはならない。なお、ＡｐｐＰＴはＡｐｐＰｏｗＰから計算する。

図１１は本実施の形態の電力制御装置２０２の動作を示すフローチャートである。
電力制御装置２０２においては、まず、現在の状態をｓとし、状態遷移記憶部２５にてｅをＡｐｐＰｏｗＥ（ｅ）に変換する。そして、ＰｏｗＳ（ｄ）（ｓ，（ＡｐｐＰｏｗＥ（ｅ））が＜無効＞だったら状態遷移は行わずにここで動作を終了する。そうでなければ現在の状態をこの値に更新する（ステップＳ６１）。

次に、ハードウェアの電力制御部２４の状態をｐｓ０とする。ＡｐｐＰｏｗＥ（ｅ）に対応する電力制御部２４の任意の状態から任意の状態へ遷移させることが可能であることから、ただし、１ステップの状態遷移とは限らず状態遷移列の可能性もあるが、状態遷移フィルタ部２６にて、ＡｐｐＰｏｗＥ（ｅ）に対応する状態遷移列に変換する。この状態遷移列が最後に指し示す状態をｐｓ１とする。この状態がｐｓ１＜＝ｐｓ０かつｐｓ１に推移させても消費電力を小さくできる効果がないと判断できる場合（ＡｐｐＰＴ，ＰｏｗＳ＿ＥＰ，ＰｏｗＳ＿ＳＰを使用して消費電力を計算する）、ｐｓ１＜＝ｐｓ０なるｐｓ１で、最後に指し示す状態がｐｓ１になる状態遷移列でもっとも消費電力が小さくなるものを選択する（これもＡｐｐＰＴ，ＰｏｗＳ＿ＥＰ，ＰｏｗＳ＿ＳＰを使って消費電力を計算して判断する）。そうでない場合は、もとの状態遷移列を選択する（ステップＳ６２）。

次に、ハードウェアの電力制御部２４の状態をｐｓとする。制御実行部２７は、状態遷移フィルタ部２６にて得られた状態遷移列の状態遷移を順に実行し、ハードウェアの電力制御部２４の状態を変化させてゆく（ステップＳ６３）。ハードウェアの電力制御部２４の状態は、この最後の状態に更新する。

実施の形態３．
図１２は本発明にかかる実施の形態３の電力制御装置２０３を示す機能ブロック図である。電力制御装置２０３は、記憶装置３に記憶され演算装置１によって起動される。電力制御装置２０３は、状態遷移記憶部３１、状態遷移フィルタ部３２、制御実行部３３および状態保持時間見積もり部３４を有している。

本実施の形態の状態遷移フィルタ部３２は、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図の各状態に対するある一定時間前までの状態保持時間の履歴（ＡｐｐＰＨ）をとり、状態保持時間見積もりを対応させるテーブル（ＡｐｐＰＴ）をこの履歴に基づいて作成および改訂する状態保持時間見積り部、変換された状態遷移事象をさらに、状態保持時間見積り部のテーブル（ＡｐｐＰＴ）の情報に基づいて、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図の状態遷移事象列に変換する。

図１３は本実施の形態の電力制御装置２０３の動作を示すフローチャートである。電力制御装置２０３において、ステップＳ７１〜Ｓ７３は、実施の形態２のステップＳ６１〜Ｓ６３と同様である。本実施の形態におては、ステップＳ７４にて、状態保持時間見積り部３４にて、ＡｐｐＰＨ（ｓ）を最新の値に更新し、（ひとつの方法として）移動平均的にＡｐｐＰＴ（ｓ）を更新する。

以上のように、本発明にかかる電力制御情報管理装置、電力制御情報生成装置、電力見積もり生成装置および電力制御装置は、例えば、エアーコンディショナー或いは電気炊飯器というような家電等の特定の目的を果たすための機器に組み込まれて、その機器の制御及びデータ処理を行う組み込み系システムにおけるアプリケーション開発装置に用いられて有用なものである。

本発明にかかる実施の形態１の電力制御情報管理装置および電力制御装置のシステム構成図である。実施の形態１の電力制御情報管理装置を示す機能ブロック図である。実施の形態１の電力制御装置を示す機能ブロック図である。実施の形態１の電力制御情報管理装置の電力制御情報生成部の動作を示すフローチャートである（電力制御情報生成装置の動作を示すフローチャートでもある）。実施の形態１の電力制御情報管理装置の電力見積もり生成部の動作を示すフローチャートである（電力見積もり生成装置の動作を示すフローチャートでもある）。実施の形態１の電力制御装置の動作を示すフローチャートである。本発明にかかる実施の形態２の電力制御情報管理装置を示す機能ブロック図である。実施の形態２の電力制御装置を示す機能ブロック図である。実施の形態２の電力制御情報管理装置の電力制御情報生成部の動作を示すフローチャートである。実施の形態２の電力制御情報管理装置の電力見積もり生成部の動作を示すフローチャートである。実施の形態２の電力制御装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態３の電力制御装置を示す機能ブロック図である。実施の形態３の電力制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ＣＰＵ（演算装置）
３記憶装置
１１，１５電力制御情報生成部
１２，１６電力見積もり生成部
２１，２５，３１状態遷移記憶部
２２，２６，３２状態遷移フィルタ部
２３，２７，３３制御実行部
２４ハードウェアの電力制御部
３４状態保持時間見積り部
５１，５２電力制御情報生成装置
６１，６２電力見積もり生成装置
１０１，１０２電力制御情報管理装置
２０１，２０２，２０３電力制御装置

Claims

演算装置と、記憶装置と、該記憶装置に記憶され前記演算装置によって起動される電力制御情報生成部および電力見積もり生成部とを備え、
前記電力制御情報生成部は、
アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図と、
アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、
アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、
アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態に対して、アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図における必要最小限となる状態を対応させるテーブルと、を入力として、
アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、
アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルと、を出力し、
前記電力見積もり生成部は、
前記電力制御情報生成部が生成した、アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移図と、
前記電力制御情報生成部が生成した、アプリケーションの基本動作の状態遷移事象に対してアプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象に対応させるテーブルと、
アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、
アプリケーションの基本動作に対応する状態遷移図の各状態遷移事象に対応する動作の消費電力を記録したテーブルと、
アプリケーションが動作するハードウェアの電力制御部に対応する状態遷移図と、
その各状態遷移および状態に対応する消費電力が記録されたテーブルと、を入力として、
アプリケーションの電力制御動作に対応する状態遷移事象の確率構造と、
アプリケーションの電力制御動作に対応する消費電力見積もり値と、を出力する
ことを特徴とする電力制御情報管理装置。