JP4702343B2 - 携帯端末装置 - Google Patents

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Description

この発明は、バーコードや2次元コードなどの光学的情報、あるいは、ICカードやRFID(Radio Frequency IDentification)に記録された情報を読取る携帯端末装置、さらには、PDA(Personal Digital Assistant)、携帯電話などの携帯端末装置に関し、システムプログラム(オペレーティングシステム)をCPUが実行することにより機能する携帯端末装置に関する。
従来、この種の携帯端末装置では、電気的なノイズなどによってシステムプログラムが破壊されてしまうことを回避するため、システムプログラムをフラッシュメモリなどの不揮発性メモリに格納しておき、起動時に不揮発性メモリに格納されているシステムプログラムを一旦RAMなどの揮発性メモリにロードして使用していた。
しかし、起動時に毎回システムプログラムを揮発性メモリにロードしたのでは、起動に時間がかかってしまう。また、揮発性メモリにロードされたシステムプログラムが電気的なノイズによって破壊されるおそれがあった。
そこで、起動前に予めシステムプログラムを揮発性メモリにロードしておくことにより、起動時間を短縮し、さらに、起動時に揮発性メモリにシステムプログラムがロード済みであるか否かをチェックし、ロード済みであれば、そのシステムプログラムが揮発性メモリ上で正常に起動できるか否かをチェックし、正常であればそのシステムプログラムを実行するという技術が提案されている(特許文献1)。
特開2003−131880号公報(第13〜16段落、図3)
従来の携帯端末装置は、メインバッテリと、メインバッテリによって充電されるサブバッテリとを備えており、電源が切られているときは、サブバッテリから、CPU、リアルタイムクロック(以下、RTCと略す)およびRAMへ電源が供給されている。
図5は、従来の携帯端末装置における消費電流の説明図である。従来のものは、電源が切れている期間中CPUは待機状態(スリープ状態)である。このため、電源が切られているときにサブバッテリから継続して供給する電流として、揮発性メモリに格納されているデータを保持するために揮発性メモリに供給する保持電流およびRTCへ供給する動作電流の他に、CPUの待機状態を保持するためにCPUへ供給する待機電流も必要である。
従って、電源が切れているときのサブバッテリの消費電力が大きくなるという問題がある。
また、電源が切れているときのサブバッテリの消費電力が大きいため、揮発性メモリのデータ保持時間が短くなり、起動時にはバッテリの電圧が低下しているという事態が起きやすい。このような事態になると、再度、不揮発性メモリからシステムプログラムを揮発性メモリへロードすることになり、起動に時間がかかってしまう。
この発明は、上述の諸問題を解決するためになされたものであり、電源が切れているときの消費電力を小さくすることができる携帯端末装置を実現することを目的とする。
この発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、この携帯端末装置を機能させるためのシステムプログラムを実行するCPU(11)と、前記システムプログラムが格納された不揮発性メモリ(20)と、前記不揮発性メモリから読出された前記システムプログラムと、前記システムプログラムが正常か異常かを検査するための検査データ(23)とを格納する揮発性メモリ(30)と、前記CPU、不揮発性メモリおよび揮発性メモリへ電力を供給する主電源(15)と、前記主電源にて電力を供給することができないときに前記揮発性メモリへ電力を供給する副電源(17)と、を備えており、前記CPUは、前記主電源が立ち上がったときに既に前記揮発性メモリに前記システムプログラムおよび検査データが格納されている場合は、その格納されている検査データに基づいて前記システムプログラムが正常か異常かを判定し、正常と判定した場合は、前記揮発性メモリに格納されている前記システムプログラムを実行し、異常と判定した場合は、前記不揮発性メモリから前記システムプログラムを読出して前記揮発性メモリに格納し、その格納されたシステムプログラムを実行する携帯端末装置(10)において、この携帯端末装置の電源が切れているときに所定の時間毎に前記CPUを起動させる起動手段(12)を備えており、前記CPUは、この携帯端末装置の電源が切れている状態において前記起動手段により起動されたときに、前記揮発性メモリに格納されている前記検査データを新たな検査データに更新する更新処理(S11)を実行するとともに、前記起動手段により起動するタイミングになったときに、最初の前記タイミングからの経過時間が、前記揮発性メモリに前記システムプログラムおよび検査データが格納された状態を前記副電源が維持できる時間を超えているか否かを判定し(S7)、超えていると判定した場合は前記不揮発性メモリから前記システムプログラムを読出して前記揮発性メモリに格納し(S13)、かつ、超えていないと判定した場合は前記更新処理(S11)を実行し、前記主電源は、この携帯端末装置の電源が切れている状態では、前記起動手段により起動して前記更新処理を実行する期間のみ前記CPUへ電力を供給するという技術的手段を用いる。
なお、上記括弧内の符号は、後述する発明の実施形態において記載されている符号と対応するものである。
(請求項1に係る発明の作用)
起動手段は、携帯端末装置の電源が切れているときに所定の時間毎にCPUを起動させる。そして、CPUは、この携帯端末装置の電源が切れている状態において起動手段により起動されたときに、揮発性メモリに格納されている検査データを新たな検査データに更新する更新処理を実行する。また、主電源は、この携帯端末装置の電源が切れている状態では、起動手段により起動して更新処理を実行する期間のみCPUへ電力を供給する。
さらに、CPUは、起動手段により起動するタイミングになったときに、最初のタイミングからの経過時間が、揮発性メモリにシステムプログラムおよび検査データが格納された状態を副電源が維持できる時間を超えているか否かを判定し、超えていると判定した場合は不揮発性メモリからシステムプログラムを読出して揮発性メモリに格納し、かつ、超えていないと判定した場合は更新処理を実行する。
(請求項1に係る発明の効果)
主電源は、この携帯端末装置の電源が切れている状態では、起動手段により起動して更新処理を実行する期間のみCPUへ電力を供給するため、電源が切れている期間中は継続してCPUへ電極を供給する従来のものよりも消費電力を小さくすることができる。
また、電源が切れている状態において起動手段により起動されたときに、揮発性メモリに格納されているシステムプログラムが正常か異常かを検査するための検査データを新たな検査データに更新することができるため、揮発性メモリに格納されているシステムプログラムが、起動タイミング間に電気的なノイズなどによって破壊されていることを起動タイミング毎に検出することができる。
さらに、起動手段が起動した最初のタイミングからの経過時間が、揮発性メモリにシステムプログラムおよび検査データが格納された状態を副電源が維持できる時間を超えている場合は、電圧低下によって揮発性メモリ内のシステムプログラムが異常になっているおそれがあるため、そのような場合は、再度、不揮発性メモリからシステムプログラムを読出して揮発性メモリに格納し、そのシステムプログラムを用いるので、携帯端末装置を正常に機能させることができる。
また、上記の経過時間が上記の時間を超えていない場合は、電圧低下によるシステムプログラムの異常の可能性はないため、検査データの更新のみを行うことにより、CPUの処理時間を短縮するとともに処理負荷を軽減することにより、CPUの消費電力を極力抑えることができる。
この発明に係る実施形態について図を参照しながら説明する。
[主な電気的構成]
この実施形態に携帯端末装置の主な電気的構成について図を参照しながら説明する。図1は、この実施形態に係る携帯端末装置の主な電気的構成をブロックで示す説明図である。
図1に示すように、この実施形態に係る携帯端末装置10は、CPU(Central Processing Unit)11と、書換え可能な不揮発性メモリであるフラッシュメモリ20と、書換え可能な揮発性メモリであるRAM(Random Access Memory)30とを備える。フラッシュメモリ20には、OS(オペレーティングシステム)などのシステムプログラムが格納された格納領域22と、そのシステムプログラムを読出すためのコンピュータプログラムであるローダが格納された格納領域21とが設けられている。フラッシュメモリ20としては、例えばEEPROM (Erasable Programmable Rom) を用いる。
RAM30には、ローダによりフラッシュメモリ20から読出され、展開されたシステムプログラムを格納するためのワーク領域31が設けられている。CPU11は、RAM30のワーク領域31に格納されたシステムプログラムに従って情報の読取りなど、種々のアプリケーションプログラムを実行する。
また、携帯端末装置10は、リアルタイムクロック(以下、RTCと略す)12と、着脱自在のメインバッテリ15と、サブバッテリ17と、電源回路16と、電源キー13と、電源オン発生&電源オン手段検出部(以下、電源オン検出部と略す)14とを備える。
メインバッテリ15は、CPU11およびRTC12が動作するための動作電源、RAM30の格納データを保持するための保持電流などを供給する。サブバッテリ17は、メインバッテリ15がオンしているときにメインバッテリ15によって充電され、電源が切れている期間中にRTC12へ動作電源を供給し、RAM30へ保持電流を供給する。
なお、以下の説明では、電源回路16がメインバッテリ15から供給された直流電源を所定の電圧の直流電源に変換し、それをCPU11、RAM30およびRTC12などへ供給している状態を電源オンの状態といい、供給していない状態を電源オフの状態または電源が切れている状態という。
RTC12は、現在の日付時刻を計測する機能と、現在の日付時刻が予め設定された日付時刻になったときに割込み信号を出力する機能と、予め設定された時間間隔で定期的に割込み信号を出力する機能とを有する。各割込み信号は、例えば、ワンショットパルスである。電源オン検出部14は、RTC12から出力される割込み信号、あるいは、電源キー13のオン操作により電源キー13のスイッチから出力されるスイッチング信号を入力し、その入力した信号の種類を判別し、電源キー13がオン操作されたこと、あるいは、RTC12の計測時間が電源オンを指示する時間になったことを検出する。
そして、電源オン検出部14は、割込み信号またはスイッチング信号を入力すると、電源オンを指示する電源オン信号を電源回路16へ出力する。また、電源オン検出部14は、電源をオンした手段が、電源キー13のオン操作によるものか、あるいは、RTC12からの指示によるものかを特定するための起動手段情報をCPU11へ出力する。
メインバッテリ15は、電源オン検出部14から出力される電源オン信号を入力することで立上がり、電源回路16へ直流電源(DC)を供給する。電源回路16は、メインバッテリ15から供給された直流電源を所定の電圧(例えば5V)に変換する。また、電源回路16は、電源キー13のオン操作による電源オンの場合は、変換された直流電源を動作電源としてCPU11、RTC12、フラッシュメモリ20およびRAM30へ供給し、RTC12による電源オンの場合は、変換された直流電源をCPU11へのみ供給する。また、サブバッテリ17は、電源オフの期間、RTC12へ動作電源を供給し、RAM30へ保持電流を供給する。
[固定情報]
次に、フラッシュメモリ20からRAM30に転送されたシステムプログラムが正常か異常かを判定するための固定情報(検査データまたは整合性データともいう)について図2を参照して説明する。図2は、図1に示す携帯端末装置に備えられたフラッシュメモリおよびRAMに格納されるデータの一部を示す説明図であり、(a)はフラッシュメモリから固定情報をRAMへ転送する様子を模式的に示す模式図、(b)は固定情報の構成を示す説明図である。
図2(a)に示すように、フラッシュメモリ20においてシステムプログラムが格納された格納領域22には、固定情報a,b,cをそれぞれ格納するための固定情報a格納領域22aと、固定情報b格納領域22bと、固定情報c格納領域22cとが設けられている。固定情報a〜cの格納領域には、図2(b)に示す固定情報23が格納されている。
固定情報23は、固定情報23の書込み箇所(書込みアドレス)を特定するための固定情報番号23aと、固定情報23bと、日付時刻情報23cと、CRC(Cyclic Redundancy Check)チェックサム23dとから構成される。なお、CRCチェックサムに代えてパリティチェックサムなどを用いても良い。
固定情報a〜cとして用いる情報は任意であり、例えば、a,b,cなどの文字を示すキャラクタ情報を固定情報として用いることができる。日付時刻情報23cは、固定情報23を更新するときにRTC12から取得した日付時刻を示す情報であり、固定情報23を更新する毎に変化する情報である。
RAM30のワーク領域31には、固定情報1,2,3をそれぞれ格納するための固定情報1格納領域31aと、固定情報2格納領域31bと、固定情報3格納領域31cとが設けられている。固定情報1〜3として格納する情報は任意であり、例えば、1,2,3などの文字を示すキャラクタ情報を固定情報として用いることができる。
また、RAM30には、フラッシュメモリ20から転送された固定情報a〜cを格納するための固定情報格納領域32が設けられている。固定情報格納領域32には、フラッシュメモリ20から転送された固定情報a,b,cをそれぞれ格納するための固定情報a格納領域32aと、固定情報b格納領域32bと、固定情報c格納領域32cとが設けられている。さらに、RAM30には、携帯端末装置10の性能(例えば通信速度など)など、ユーザが変更可能な設定値を格納するための設定値格納領域33が設けられている。設定値格納領域33には、固定情報y,zをそれぞれ格納するための固定情報y格納領域33aと、固定情報z格納領域33bとが設けられている。
[消費電流]
次に、この発明の特徴である消費電流について図3を参照して説明する。図3は、電源オフ時とオン時における消費電流を示す説明図である。
電源がオフになっている期間(ta,ta,ta・・)は、サブバッテリ17からRAM30およびRTC12へ保持電流が供給されており、CPU11へ動作電源は全く供給されていない。また、RTC12が計測する日付時刻が、固定情報を更新するタイミングt1,t2,t3・・tnになると、電源がオンし、CPU11へ動作電源が供給され、CPU11が起動し、後述する固定情報の更新処理などが実行される。このとき、CPU11の動作電流が消費される。そして、CPU11が更新処理を終了すると、再び電源がオフになり、CPU11への動作電源の供給が停止する。
このように、CPU11への動作電源は、電源がオフになっている期間は全く供給されず、固定情報を更新する期間のみ供給することができる。
従って、電源がオフになっている期間もサブバッテリ17からCPU11へ待機用の電流を継続して供給するものよりもサブバッテリ17の消費電力を小さくすることができる。
また、サブバッテリ17の消費電力を小さくすることができるため、RAM30のデータ保持時間を長くすることができるので、起動時にRAM30にシステムプログラムが格納されていないという事態が生じ難い。
従って、起動時に再度フラッシュメモリ20からシステムプログラムをRAM30にロードすることにより、起動に時間がかかってしまうおそれが小さい。
[固定情報の更新処理]
次に、CPU11が実行する固定情報の更新処理の流れについて、それを示す図4のフローチャートを参照しながら説明する。
電源キー13のオン操作により、あるいは、RTC12の計測時間が電源オンを指示する時間になったことにより電源がオンすると、CPU11が起動し、ローダが起動する(ステップ(以下、Sと略す)1)。そして、CPU11は、RTC12(図1)の状態が正常か異常かを判定し(S2)、正常であると判定した場合は(S2:Yes)、RAM30の固定情報格納領域32に格納されている固定情報a〜cが総て正常か異常かをチェックする(S3)。
また、S2においてRTC12が正常ではない、つまり異常(例えば、RTC12が動作していなかったなど)であると判定した場合は(S2:No)、RTC12へ現在の日付時刻(初期の日付時刻)を設定する(S12)。
S3において、RAM30の固定情報格納領域32に格納されている固定情報a〜cが総て正常であると判定した場合は(S3:Yes)、RTC12から現在の日付時刻tnを取得する(S4)。
続いて、RAM30の固定情報格納領域32に格納されている固定情報から前回の日付時刻t(n-1)を取得し(S5)、S4にて取得した現在の日付時刻tnおよびS5にて取得した日付時刻t(n-1)に基づいて、S5にて取得した日付時刻、つまり前回RAM30の固定情報をチェックしたときの日付時刻から現在の日付時刻が経過するまでの経過時間Δtを算出する(S6)。
続いて、CPU11は、S6にて算出した経過時間Δtが、予め設定された規定時間tbを経過しているか否かを判定する(S7)。
規定時間tbは、電源がオフになっている期間にサブバッテリ17がRTC12へ動作電源を供給し、かつ、RAM30へ保持電流を供給することのできる時間である。ここで、経過時間Δtが規定時間tbを経過していると判定した場合は(S7:Yes)、携帯端末装置10からメインバッテリ15を一度外してから装着した可能性があるため、フラッシュメモリ20に格納されているシステムプログラムおよび固定情報a〜cをローダによって読出し、それをRAM30へコピーする(S13)。
また、CPU11は、経過時間Δtが規定時間tbを経過していないと判定した場合は(S7:No)、電源オン検出部14から入力した起動手段情報を取得する(S8)。
続いて、CPU11は、RAM30に格納されている固定情報a〜cの各日付時刻情報23cを、先のS4にてRTC12から取得した現在の日付時刻を示す情報にそれぞれ更新する(S9)。
続いて、CPU11は、先のS8にて取得した起動手段情報に基づいて、今回のルーチンにおいて電源がオンした原因は、電源キー13をオン操作したことによるものであるか、あるいは、RTC12の計測時間が予め設定された起動時間になったことによるものかを判定する(S10)。
ここで、電源キー13をオン操作したことによるものではない、つまり、RTC12の計測時間が予め設定された起動時間になって電源オンを指示したことによるものであると判定した場合は(S10:No)、RAM30に格納されている固定情報a〜cの各日付時刻情報23cを、先のS4にてRTC12から取得した現在の日付時刻を示す情報にそれぞれ更新する(S11)。
続いて、RTC12により定期的に電源をオンしてCPU11を起動させ、S1〜S11を実行する起動プログラムをセットし(S16)、電源をオフする(S17)。また、S10において電源キー13をオン操作したことによるものであると判定した場合は(S10:Yes)、これからユーザーが携帯端末装置10を使用しようとしている状態にあるから、RAM30にコピーされているシステムプログラムを実行する(S14)。続いて、定期的に現在の日付時刻を用いてRAM30の固定情報格納領域に格納されている固定情報a〜cの日付時刻情報23cを更新する(S15)。そして、ユーザ情報を読み込んでアプリケーションプログラムを実行するなど、いわゆるシステムプログラムと呼ばれている部分の処理に入る。
以上のように、RTC12により最初に起動したタイミングからの経過時間Δtが、RAM30にシステムプログラムおよび各固定情報が格納された状態をサブバッテリ17が維持できる時間tbを経過していない場合は、電圧低下によるシステムプログラムの異常の可能性はないため、検査データの更新のみを行うことにより、CPU11の処理時間を短縮するとともに処理負荷を軽減することにより、CPU11の消費電力を極力抑えることができる。
また、電源が切れている状態においてRTC12により起動されたタイミング毎に、RAM30の固定情報を新たな固定情報に更新することができる。
従って、RAM30に格納されているシステムプログラムが、起動タイミング間に電気的なノイズなどによって破壊されていることを起動タイミング毎に検出することができ、破壊が検出された場合は、フラッシュメモリ20からシステムプログラムをRAM30へ再ロードすることにより、常に正常なシステムプログラムをRAM30に格納しておくことができる。
つまり、電源キー13のオン操作によって起動したときは、RAM30に格納されているシステムプログラムは正常な状態である確率が高くなるため、使用時にシステムプログラムを再ロードすることにより起動時間が遅くなるおそれが小さい。
さらに、RTC12により最初に起動したタイミングからの経過時間Δtが、RAM30にシステムプログラムおよび各固定情報が格納された状態をサブバッテリ17が維持できる時間tbを経過している場合は、電圧低下によってRAM30内のシステムプログラムが異常になっているおそれがあるため、そのような場合は、再度、フラッシュメモリ20からシステムプログラムを読出してRAM30に格納し、そのシステムプログラムを用いるので、携帯端末装置10を正常に機能させることができる。
この発明の実施形態に係る携帯端末装置の主な電気的構成をブロックで示す説明図である。 図1に示す携帯端末装置に備えられたフラッシュメモリおよびRAMに格納されるデータの一部を示す説明図であり、(a)はフラッシュメモリから固定情報をRAMへ転送する様子を模式的に示す模式図、(b)は固定情報の構成を示す説明図である。 電源オフ時とオン時における消費電流を示す説明図である。 CPU11が実行する固定情報の更新処理の流れを示すフローチャートである。 従来の携帯端末装置における消費電流の説明図である。
符号の説明
10・・携帯端末装置、11・・CPU、12・・RTC(起動手段)、
15・・メインバッテリ(主電源)、17・・サブバッテリ(副電源)、
20・・フラッシュメモリ(不揮発性メモリ)、23・・固定情報(検査データ)、
30・・RAM(揮発性メモリ)。

Claims (1)

  1. この携帯端末装置を機能させるためのシステムプログラムを実行するCPUと、
    前記システムプログラムが格納された不揮発性メモリと、
    前記不揮発性メモリから読出された前記システムプログラムと、前記システムプログラムが正常か異常かを検査するための検査データとを格納する揮発性メモリと、
    前記CPU、不揮発性メモリおよび揮発性メモリへ電力を供給する主電源と、
    前記主電源にて電力を供給することができないときに前記揮発性メモリへ電力を供給する副電源と、を備えており、
    前記CPUは、
    前記主電源が立ち上がったときに既に前記揮発性メモリに前記システムプログラムおよび検査データが格納されている場合は、その格納されている検査データに基づいて前記システムプログラムが正常か異常かを判定し、正常と判定した場合は、前記揮発性メモリに格納されている前記システムプログラムを実行し、異常と判定した場合は、前記不揮発性メモリから前記システムプログラムを読出して前記揮発性メモリに格納し、その格納されたシステムプログラムを実行する携帯端末装置において、
    この携帯端末装置の電源が切れているときに所定の時間毎に前記CPUを起動させる起動手段を備えており、
    前記CPUは、
    この携帯端末装置の電源が切れている状態において前記起動手段により起動されたときに、前記揮発性メモリに格納されている前記検査データを新たな検査データに更新する更新処理を実行するとともに、
    前記起動手段により起動するタイミングになったときに、最初の前記タイミングからの経過時間が、前記揮発性メモリに前記システムプログラムおよび検査データが格納された状態を前記副電源が維持できる時間を超えているか否かを判定し、超えていると判定した場合は前記不揮発性メモリから前記システムプログラムを読出して前記揮発性メモリに格納し、かつ、超えていないと判定した場合は前記更新処理を実行し、
    前記主電源は、
    この携帯端末装置の電源が切れている状態では、前記起動手段により起動して前記更新処理を実行する期間のみ前記CPUへ電力を供給することを特徴とする携帯端末装置。
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