JP4910067B1 - 電子機器および電子機器の省電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンド処理やレジューム処理が頻繁に行われることを避けることを実現する電子機器を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、電子機器は、第１の省電力処理手段と、第２の省電力処理手段と、制御手段とを具備する。第１の省電力処理手段は、稼働状態から第１の省電力状態への移行処理を実行する。第２の省電力処理手段は、前記第１の省電力状態から前記第１の省電力状態よりも消費電力の小さい第２の省電力状態への移行処理を実行する。制御手段は、前記稼働状態中に前記第２の省電力状態へ移行すべき状況となった際、前記第１の省電力状態で実行可能なタイマイベント処理が一定時間内に予定されているか否かを判定し、予定されている場合、前記第１の省電力状態に維持されるように、前記第１の省電力処理手段および前記第２の省電力処理手段を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、携帯電話機やＰＤＡ（Personal digital assistant）等の電子機器および同機器の省電力制御方法に関する。

近年、バッテリ駆動可能で携行容易な携帯機器が広く普及している。オペレーティングシステム（ＯＳ）を搭載した携帯機器では、行うべき処理がない場合に省電力化のために自動的にサスペンドし、その後、何らかの処理を行う必要が生じた場合に自動的にレジュームすることがある。サスペンドおよびレジュームは、ユーザの作業効率を悪化させることなく省電力化を図るための機能であり、サスペンド処理では、その時の状態を保持しながら携帯機器の動作を停止させ、一方、レジューム処理では、サスペンド処理によって動作を停止した携帯機器をサスペンド処理直前の状態に復帰させる。

このサスペンド処理やレジューム処理は、携帯機器のリソース管理を司るＯＳによって制御され、当該サスペンド処理やレジューム処理を効率的に行うための仕組み等がこれまでも種々提案されている。

特開２００７−１２２５６６号公報

ところで、携帯機器をサスペンド状態に移行させると、確かに、携帯機器の消費電力を低下させることはできる。その一方で、サスペンド処理やレジューム処理自体も（携帯機器が搭載するバッテリの）電力を消費する点に留意する必要がある。従って、サスペンド処理やレジューム処理が頻繁に行われることは避けるべきである。

しかしながら、これまでは、サスペンド処理やレジューム処理自体も電力を消費する点はあまり考慮されず、サスペンド処理やレジューム処理が頻繁に行われることを避けるための仕組みについては十分検討されていないのが実情であった。

本発明は、サスペンド処理やレジューム処理が頻繁に行われることを避けることを実現する電子機器および同機器の省電力制御方法を提供することを目的とする。

実施形態によれば、電子機器は、第１の省電力処理手段と、第２の省電力処理手段と、制御手段とを具備する。第１の省電力処理手段は、稼働状態から第１の省電力状態に移行する。第２の省電力処理手段は、前記第１の省電力状態から前記第１の省電力状態よりも消費電力の小さい第２の省電力状態に移行する。制御手段は、前記稼働状態から前記第２の省電力状態への移行が必要となった際、前記第１の省電力状態に関するタイマイベントがある期間内に予定されているか否かを判定し、前記タイマイベントが前記ある期間内に存在する場合、前記第１の省電力状態に移行して前記第２の省電力状態には移行せずに前記第１の省電力状態に維持されるように、前記第１の省電力処理手段および前記第２の省電力処理手段を制御する。

実施形態の電子機器の構成を概略的に示したブロック図。 実施形態の電子機器のサスペンド処理およびレジューム処理に関わる部分の機能ブロックを示す図。 実施形態の電子機器上で動作する電力制御モジュール１１の機能ブロックを示す図。 実施形態の電子機器上で動作するカーネル内のタイマリストの記憶内容を例示する図。 実施形態の電子機器におけるサスペンド処理手順の一例を示すタイミングチャート。 実施形態の電子機器におけるレジューム処理手順の一例を示すタイミングチャート。 実施形態の電子機器のサスペンド処理の流れの一例を示すフローチャート。 実施形態の電子機器のレジューム処理の流れの一例を示すフローチャート。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の電子機器の構成を概略的に示したブロック図である。この電子機器は、ＯＳを搭載した省電力計算機、例えば、モバイルＰＣ（Personal computer）やスマートフォンなどと称される多機能型の携帯電話機として実現されている。また、本電子機器は、搭載するＯＳの制御の下、サスペンド処理およびレジューム処理を適宜に実行する省電力機能を有する。なお、実施形態の電子機器は、モバイルＰＣやスマートフォンなどの省電力計算機に限らず、テレビジョン受像機などの家庭電化製品や、制御用計算機などとして実現することも可能である。

図１に示すように、本電子機器は、プロセッサ１、主メモリ２、外部記憶装置３および各種周辺装置４を備えている。

プロセッサ１は、プログラムを外部記憶装置３から主メモリ２にロードし、このロードしたプログラムの記述に沿って本電子機器を動作させるための演算処理装置である。プロセッサ１によって実行されるプログラムの中には、ＯＳ（カーネル）１０や、ＯＳ１０の制御下で動作する、後述する動作設定ユーティリティ２０や各種ユーザプログラム３０等が存在する。

主メモリ２は、プロセッサ１によって実行中のプログラムや当該プログラムによって入出力されるデータを一時的に格納するための揮発性の記憶媒体である。一方、外部記憶装置３は、主メモリ２の補助装置としてプログラムやデータを大量かつ恒久的に格納するための不揮発性の記憶媒体である。主メモリ２と外部記憶装置３との間では、内容の一部を入れ替えるいわゆるスワップが適宜に実行される。

また、各種周辺装置４は、ユーザからのデータ入力を受け付けるためのキーボードやポインティングデバイス、ユーザに対して画像や音声を出力するためのディスプレイやスピーカ、無線通信機能を提供するための無線通信モジュール等である。

図２は、実施形態の電子機器のサスペンド処理およびレジューム処理に関わる部分の機能ブロックを示す図である。

サスペンド処理およびレジューム処理は、カーネル内で行われることが多いが、一部の処理がデーモンなどと称されるプログラムによってカーネル外で行われることもある。ここでは、説明を簡単にするために、カーネル１０内で行われる、サスペンド処理およびレジューム処理の主要な部分についてのみ触れるものとする。

本電子機器では、サスペンド処理およびレジューム処理を、それぞれ上位処理と下位処理との２つに分ける。より具体的には、サスペンドは、上位サスペンド処理および下位サスペンド処理の２段階で行われ、レジュームは、下位レジューム処理および上位レジューム処理の２段階で行われる。ここでは、稼働状態から上位サスペンド処理のみを行った状態または（下位サスペンド処理後の）停止状態から下位レジューム処理のみを行った状態を半サスペンド状態または半レジューム状態と称する。つまり、半サスペンド状態と半レジューム状態とは同義である。また、ここでは、下位サスペンド処理後の停止状態を全サスペンド状態と称する。電力制御モジュール１１は、この２段階のサスペンド処理およびレジューム処理を実行するプログラムである。

サスペンド処理およびレジューム処理を２段階に分ける場合、一般的には、ソフトウェアに関する処理が上位処理、ハードウェアに関する処理が下位処理となる。この場合、カーネル１０は、サスペンド時、第１に、動作状態にある各種ユーザプログラム３０のアプリケーションプロセス３１のフリーズを上位サスペンド処理として実行し、第２に、各種周辺装置４の停止を下位サスペンド処理として実行する。一方、レジューム時、カーネル１０は、第１に、各種周辺装置４の再始動を下位レジューム処理として実行し、第２に、アプリケーションプロセス３１のフリーズ解除を上位レジューム処理として実行する。

サスペンドされた電子機器がレジュームする契機となるのは、アプリケーション処理や割り込み処理などであるが、割り込み処理の中には、アプリケーションの関与を必要とせずにカーネルのみで対処できるものも多い。即ち、これらの割り込み処理は、上位サスペンド処理が行われた段階の半サスペンド状態においても対処することが可能である。本実施形態では、この点に着目し、サスペンド処理およびレジューム処理を、それぞれ上位処理と下位処理との２つに分けたものである。

なお、ソフトウェアに関する処理を上位処理、ハードウェアに関する処理を下位処理とする分け方に限らず、レジュームする契機となる処理の一部を行えるという条件を満たす状態が（ソフトウェアをフリーズさせた状態の他に）存在するのであれば、その状態を半サスペンド状態と定義することで、他の分け方を採用することも可能である。いずれの分け方においても、半サスペンド状態（第１の省電力状態）よりも全サスペンド状態（第２の省電力状態）の方が消費電力は小さくなる。

図３は、電力制御モジュール１１の機能ブロックを示す図である。

図３に示すように、電力制御モジュール１１は、サスペンド制御モジュール１１１、上位サスペンド処理モジュール１１２、下位サスペンド処理モジュール１１３、レジューム制御モジュール１１４、上位レジューム処理モジュール１１５および下位レジューム処理モジュール１１６を有している。

上位サスペンド処理モジュール１１２は、上位サスペンド処理を実行するプログラムであり、下位サスペンド処理モジュール１１３は、下位サスペンド処理を実行するプログラムである。また、サスペンド制御モジュール１１１は、上位サスペンド処理モジュール１１２と下位サスペンド処理モジュール１１３とを制御することにより、２段階のサスペンド処理を実現するためのプログラムである。

一方、上位レジューム処理モジュール１１５は、上位レジューム処理を実行するプログラムであり、下位レジューム処理モジュール１１６は、下位レジューム処理を実行するプログラムである。また、レジューム制御モジュール１１４は、上位レジューム処理モジュール１１５と下位レジューム処理モジュール１１６とを制御することにより、２段階のレジューム処理を実現するためのプログラムである。

サスペンドされた電子機器がレジュームする契機となるアプリケーション処理や割り込み処理は、外部要因などによって予定時刻が決められないものと、予定時刻が予め決められるものとに大別される。例えば定期的にデバイス（各種周辺処理４の中の１つ）の状態を監視するデバイスドライバ１２のパトロール処理などが後者である。この種の処理は、タイマイベントなどと称される。タイマイベントの予定時刻は、カーネル１０内のタイマリスト１４に記憶されている。図４は、カーネル１０内のタイマリスト１４の記憶内容を例示する図である。

図４に示すように、タイマリスト１４には、タイマイベント毎に、その予定時刻（フィールドａ１）、その種類（フィールドａ２）およびその内容（フィールドａ３）が記憶されている。フィールドａ２内の「上位」、「下位」は、半サスペンド状態においても対処することが可能か否かを判定するために用いられる情報である。「下位」と記憶されたタイマイベントが、例えば周期割り込みなど、半サスペンド状態においても対処することが可能なタイマイベントである。

アプリケーション処理の終了などに起因して、本電子機器をサスペンドする場合、電力制御モジュール１１のサスペンド制御モジュール１１１は、このタイマリスト１４を参照して、「下位」の種類のタイマイベントが一定時間内に実行されるか否かを調べる。「下位」の種類のタイマイベントが一定時間内に実行されることが判明した場合、サスペンド制御モジュール１１１は、上位サスペンド処理モジュール１１２による上位サスペンド処理のみを実行し、本電子機器を半サスペンド状態に保つ。

その後、タイマリスト１４に記憶された予定時刻が到来して、「下位」の種類のタイマイベントが完了した際、サスペンド制御モジュール１１１は、下位サスペンド処理モジュール１１３による下位サスペンド処理を実行し、本電子機器を全サスペンド状態に移行させる。図５は、このケースでの本電子機器におけるサスペンド処理手順を示すタイミングチャートである。

通常のサスペンド手順では、図５に示したケースの場合、アプリケーション処理が終了した時点で、ここでいう全サスペンド状態に移行するためのサスペンド処理を行う。そして、割り込み処理の際、（稼働状態に復帰するための）レジューム処理を行って一旦稼働状態に復帰し、割り込み処理の完了後に、再度、サスペンド処理を行うこととなる。つまり、短時間にサスペンド処理２回とレジューム処理１回とを行う必要がある。

負荷を軽減するために、アプリケーション処理が終了した時点でサスペンド処理をまったく行わず、稼働状態を保つこともできるが、稼働状態では消費電力が大きすぎて問題となることもある。これに対して、本電子機器では、図５に示したケースの場合、前述したように、半サスペンド状態を保つことで、省電力化を図りつつ、通常のサスペンド手順でのサスペンド処理１回分に相当する、上位サスペンド処理と下位サスペンド処理とをそれぞれ１回ずつ行うだけで済ませること（負荷の軽減）をも同時に実現する。

なお、電力制御モジュール１１のサスペンド制御モジュール１１１は、本電子機器をサスペンドする際、前述したように、「下位」の種類のタイマイベントが一定時間内に実行されるか否かを調べるが、この「一定時間」を図２に示した設定情報格納テーブル１３から取得する。動作設定ユーティリティ２０は、この設定情報格納テーブル１３内の値を設定するために用意されたマンマシン・インタフェース用のプログラムである。動作設定ユーティリティ２０が提供するＧＵＩ（Graphical user interface）画面を介して、半サスペンド状態を保つ機能の有効／無効を設定することもできる。

また、全サスペンド状態にある時、割り込みなどの半サスペンド状態においても対象することが可能なイベントが発生した場合、電力制御モジュール１１のレジューム制御モジュール１１４は、下位レジューム処理モジュール１１６による下位レジューム処理のみを実行し、本電子機器を半サスペンド状態に移行させる。この時、レジューム制御モジュール１１４は、タイマリスト１４を参照して、「上位」の種類のタイマイベントが一定時間内に実行されるか否かを調べる。

「上位」の種類のタイマイベントが一定時間内に実行されることが判明した場合、レジューム制御モジュール１１４は、本電子機器を半サスペンド状態に移行させる要因となった今回のイベントの処理が終了した後も、本電子機器を半サスペンド状態に保つ。

その後、タイマリスト１４に記憶された予定時刻が到来したら、レジューム制御モジュール１１４は、上位レジューム処理モジュール１１５による上位レジューム処理を実行して、本電子機器を稼働状態に復帰させる。図６は、このケースでの本電子機器におけるレジューム処理手順を示すタイミングチャートである。

通常のレジューム手順では、図６に示したケースの場合、レジューム処理を行って割り込み処理を実行し、その完了後に、一旦サスペンド処理を行う。そして、アプリケーション処理を実行する際に、再度、レジューム処理を行うこととなる。つまり、短時間にレジューム処理２回とサスペンド処理１回とを行う必要がある。

負荷を軽減するために、割り込み処理が終了した時点でサスペンド処理をまったく行わず、稼働状態を保つこともできるが、稼働状態では消費電力が大きすぎて問題となることもある。これに対して、本電子機器では、図６に示したケースの場合、前述したように、半サスペンド状態を保つことで、省電力化を図りつつ、通常のレジューム手順でのレジューム処理１回分に相当する、下位レジューム処理と上位レジューム処理とをそれぞれ１回ずつ行うだけで済ませること（負荷の軽減）をも同時に実現する。

図７は、本電子機器のサスペンド処理の流れの一例を示すフローチャートである。

電力制御モジュール１１のサスペンド制御モジュール１１１は、すべてのアプリケーション処理が終了した時（ステップＡ１のＹＥＳ）、タイマリスト１４を参照して、一定時間内に実行される「下位」の種類のタイマイベントが存在するか否かを調べる（ステップＡ２）。

存在しない場合（ステップＡ２のＮＯ）、サスペンド制御モジュール１１１は、上位サスペンド処理モジュール１１２による上位サスペンド処理を実行すると共に（ステップＡ３）、下位サスペンド処理モジュール１１３による下位サスペンド処理を実行して（ステップＡ４）、本電子機器を全サスペンド状態に移行させる。

一方、一定時間内に実行される「下位」の種類のタイマイベントが存在しない場合（ステップＡ２のＹＥＳ）、サスペンド制御モジュール１１１は、上位サスペンド処理モジュール１１２による上位サスペンド処理のみを実行し（ステップＡ５）、本電子機器を半サスペンド状態に保つ。サスペンド制御モジュール１１１は、「下位」の種類のタイマイベントが終了するのを待機し（ステップＡ６）、当該タイマイベントが終了したら（ステップＡ６のＹＥＳ）、下位サスペンド処理モジュール１１３による下位サスペンド処理を実行して（ステップＡ４）、本電子機器を全サスペンド状態に移行させる。

図８は、本電子機器のレジューム処理の流れの一例を示すフローチャートである。

割り込みなどの半サスペンド状態においても対象することが可能なイベントが発生した場合、電力制御モジュール１１のレジューム制御モジュール１１４は、まず、下位レジューム処理モジュール１１６による下位レジューム処理を実行する（ステップＢ１）。この時、レジューム制御モジュール１１４は、タイマリスト１４を参照して、一定時間内に実行される「上位」の種類のタイマイベントが存在するか否かを調べる（ステップＢ２）。

存在した場合（ステップＢ２のＹＥＳ）、レジューム制御モジュール１１４は、本電子機器を半サスペンド状態に保ったまま、「上位」の種類のタイマイベントの予定時刻が到来するのを待機し（ステップＢ３）、到来したら（ステップＢ３のＹＥＳ）、上位レジューム処理モジュール１１５による上位レジューム処理を実行して（ステップＢ４）、本電子機器を稼働状態に復帰させる。

一定時間内に実行される「上位」の種類のタイマイベントが存在しない場合（ステップＡ２のＮ）、レジューム制御モジュール１１４は何もしない。その結果、サスペンド制御モジュール１１１の制御下で、下位サスペンド処理モジュール１１３による下位サスペンド処理が実行され、本電子機器は、全サスペンド状態に移行する。

以上のように、本電子機器においては、サスペンド処理やレジューム処理が頻繁に行われることを避けることが実現される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…プロセッサ、２…主メモリ、３…外部記憶装置、４…各種周辺装置、１０…ＯＳ（カーネル）、１１…電力制御モジュール、１２…デバイスドライバ、１３…設定情報格納テーブル、１４…タイマリスト、２０…動作設定ユーティリティ、３０…各種ユーザプログラム、３１…アプリケーションプロセス、１１１…サスペンド制御モジュール、１１２…上位サスペンド処理モジュール、１１３…下位サスペンド処理モジュール、１１４…レジューム制御モジュール、１１５…上位レジューム処理モジュール、１１６…下位レジューム処理モジュール。

Claims (13)

1. 稼働状態から第１の省電力状態に移行する第１の省電力処理手段と、
   前記第１の省電力状態から前記第１の省電力状態よりも消費電力の小さい第２の省電力状態に移行する第２の省電力処理手段と、
   前記稼働状態から前記第２の省電力状態への移行が必要となった際、前記第１の省電力状態に関するタイマイベントがある期間内に予定されているか否かを判定し、前記タイマイベントが前記ある期間内に存在する場合、前記第１の省電力状態に移行して前記第２の省電力状態には移行せずに前記第１の省電力状態に維持されるように、前記第１の省電力処理手段および前記第２の省電力処理手段を制御する制御手段と、
   を具備する電子機器。
2. 前記タイマイベントに関する予定時刻を記録するタイマーリスト記録手段を具備し、
   前記制御手段は、現在時刻と前記タイマーリスト記録手段に記録された前記タイマイベントに関する予定時刻との比較に基づき、前記タイマイベントの処理が前記ある期間内に予定されているか否かを判定する、
   請求項１記載の電子機器。
3. 前記第１の省電力状態は、動作状態にあるプログラムを停止させた状態であり、
   前記第２の省電力状態は、１以上のデバイスに対する電力供給を遮断した状態である、
   請求項２記載の電子機器。
4. 前記タイマイベントが前記ある期間内に予定されている場合に前記第１の省電力状態に維持されるように前記制御手段が実行する前記第１の省電力処理手段および前記第２の省電力処理手段に対する制御の作動有無を設定する設定手段を具備する請求項１記載の電子機器。
5. 前記設定手段は、前記ある期間を設定する請求項４記載の電子機器。
6. 前記第１の省電力状態から前記稼働状態に移行する第１の復帰処理手段と、
   前記第２の省電力状態から前記第１の省電力状態に移行する第２の復帰処理手段と、
   をさらに具備し、
   前記制御手段は、前記第２の復帰処理手段に前記第１の省電力状態への移行を実行させた際、前記稼働状態に関する第２のタイマイベントが前記ある期間内に予定されているか否かを判定し、前記第２のタイマイベントが前記ある期間内に存在する場合、前記第２のタイマイベントに関する予定時刻まで前記第１の省電力状態を維持し、前記第２のタイマイベントの予定時刻に、前記第１の復帰処理手段に前記稼働状態への移行を実行させる
   請求項１記載の電子機器。
7. 第１の省電力状態から稼働状態に移行する第１の復帰処理手段と、
   前記第１の省電力状態よりも消費電力の小さい第２の省電力状態から前記第１の省電力状態に移行する第２の復帰処理手段と、
   前記第２の復帰処理手段に前記第１の省電力状態への移行を実行させた際、前記稼働状態に関するタイマイベントがある期間内に予定されているか否かを判定し、前記タイマイベントが前記ある期間内に存在する場合、前記タイマイベントに関する予定時刻まで前記第１の省電力状態を維持し、前記タイマイベントの予定時刻に、前記第１の復帰処理手段に前記稼働状態への移行を実行させる制御手段と、
   を具備する電子機器。
8. 前記タイマイベントに関する予定時刻を記録するタイマーリスト記録手段を具備し、
   前記制御手段は、現在時刻と前記タイマーリスト記録手段に記録された前記タイマイベントに関する予定時刻との比較に基づき、前記タイマイベントの処理が前記ある期間内に予定されているか否かを判定する、
   請求項７記載の電子機器。
9. 前記第１の省電力状態は、動作状態にあるプログラムを停止させた状態であり、
   前記第２の省電力状態は、１以上のデバイスに対する電力供給を遮断した状態である、
   請求項７記載の電子機器。
10. 前記タイマイベントが前記ある期間内に予定されている場合に前記第１の省電力状態に維持されるように前記制御手段が実行する前記第１の復帰処理手段および前記第２の復帰処理手段に対する制御の作動有無を設定する設定手段を具備する請求項６記載の電子機器。
11. 前記設定手段は、前記ある期間を設定する請求項１０記載の電子機器。
12. 稼働状態、第１の省電力状態および前記第１の省電力状態よりも消費電力の小さい第２の省電力状態間を移行する電子機器の省電力制御方法であって、
    前記稼働状態から前記第２の省電力状態への移行が必要となった際、前記第１の省電力状態に関するタイマイベントがある期間内に予定されているか否かを判定し、
    前記タイマイベントが前記ある期間内に存在する場合、前記第１の省電力状態に移行して前記第２の省電力状態には移行せずに前記第１の省電力状態に維持する
    省電力制御方法。
13. 前記第２の省電力状態から前記第１の省電力状態に移行した際、前記稼働状態に関する第２のタイマイベントが前記ある期間内に予定されているか否かを判定し、
    前記第２のタイマイベントが前記ある期間内に存在する場合、前記第２のタイマイベントに関する予定時刻まで前記第１の省電力状態を維持し、
    前記第２のタイマイベントの予定時刻に、前記稼働状態への移行を実行する
    請求項１２記載の省電力制御方法。

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