JP5865036B2 - 制御装置、記憶装置、及び表示装置 - Google Patents
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Description
《1−1》実施の形態1の構成
〔制御装置及び記憶装置〕
実施の形態1においては、列車又はバスなどの車両(公共交通機関)内や、駅又はバス停などの公共の場所において、広告、案内、車両の運行情報などを表示するための表示装置の一部を構成する記憶装置、この記憶装置の一部を構成する制御装置について説明する。実施の形態1に係る制御装置は、不揮発記憶部(例えば、不揮発メモリ)の動作を制御する装置である。実施の形態1においては、制御装置は、電源電圧が低下した場合においても装置内部の不揮発メモリの記憶内容が壊れないように保護する。制御装置は、電源遮断時に不揮発記憶部に電力を供給する電源としてコンデンサからなる第2の蓄電部を用い、この第2の蓄電部が持たなければならない蓄電容量を小さくすることができる。
第1の電力供給部101は、端子111を介して所定の入力電圧で電力を受け取り、所定の第1の電圧で電力を供給する。例えば、端子111から入力される電圧を100[V]、供給する電力の電圧を12[V]とすると、第1の電力供給部101は、100[V]から12[V]への電圧変換を行い、変換後の電圧で電力を供給する。第1の電力供給部101は、例えば、リニアレギュレータ若しくはスイッチングレギュレータなどの電源回路、又は、電源ICなどから構成される。
第1の蓄電部102は、第1の電力供給部101から供給される電力の一部を蓄積する。第1の蓄電部102は、第1の電力供給部101から供給される電力の電圧が低下したときに、蓄積している電力を供給する。第1の蓄電部102は、コンデンサから構成される。列車やバスなどの公共交通機関に搭載される不揮発記憶部の制御装置では、供給電力が突然遮断される可能性があるため、所定の期間、電源遮断が発生した場合でも、制御装置の動作を継続できるように、第1の蓄電部102が蓄積している電力を供給する。例えば、第1の電力供給部101が供給する電力の電圧が12[V]であり、制御装置が動作可能な最低電圧が6[V]であり、供給する電流の最大値が3[A]であり、電源遮断時に必要な動作継続時間が20[ms]であるとすると、第1の蓄電部102は、
3[A]×20[ms]=60[mC]
の電荷を蓄積する必要がある。したがって、第1の蓄電部102に要求される静電容量C1、は、
C1=60[mC]/(12[V]−6[V])
=10[mF]
となる。このような大きな静電容量を持つコンデンサとしては、例えば、電気二重層コンデンサを用いることができる。
電圧検出部103は、第1の電力供給部101から供給される電力の電圧を測定し、デジタル形式にて電圧測定値vnを出力する。電圧検出部103は、例えば、A/Dコンバータあるいは電源監視ICから構成することができる。電圧検出部103は、電圧測定値vnを、例えば、所定の周期で定期的に測定し出力しても良く、あるいは、電源制御部104からの要求に応じて測定し出力するようにしても良い。
電源制御部104は、電圧検出部103から受け取った電圧測定値vnから、電圧変化を検出し、制御装置の電源制御のために割り込み信号I0と第1のイネーブル信号E1を出力する。電源制御部104は、端子111からの電力供給開始後、電圧検出部103から受け取る電圧測定値vnが所定の電圧閾値VTONよりも大きくなると、第1のイネーブル信号E1により、第1のスイッチ108をオンにするとともに、第3の電力供給部110へ電力供給の開始を指示する。これにより、第3の電力供給部110による中央制御部109への電力供給が開始され、中央制御部109から第1のスイッチ108を介して不揮発記憶部107へのアクセスが可能となる。
第2の電力供給部105は、第1の電力供給部101と第1の蓄電部102から供給される電力の電圧を所定の第2の電圧に変換し、変換された第2の電圧で電力を供給する。例えば、第1の電力供給部101と第1の蓄電部102から入力される電圧を12[V]、第2の電圧を3.3[V]とすると、第2の電力供給部105にて、12[V]から3.3[V]への電圧変換を行い出力する。第2の電力供給部105として、例えば、リニアレギュレータやスイッチングレギュレータなどの電源回路あるいは電源ICを用いることができる。
第2の蓄電部106は、第2の電力供給部105から供給される電力の一部を蓄積する。また、第2の蓄電部106は、第2の電力供給部105から入力される電圧の低下時には、蓄積している電力を供給する。第2の蓄電部106は、端子111から供給される電力の電圧が低下したときに、不揮発記憶部107内部での記憶動作が完了するまでの間、不揮発記憶部107へ電力を供給する。
C2=(IM×TM)/(V4−Vm)
により求められる。例えば、不揮発記憶部107の最大消費電流IMを170[mA]、不揮発記憶部107内部での記憶動作が完了するまでの最長時間TMを0.5[s]、第2の電力供給部105から供給される電圧V4を3.3[V]、不揮発記憶部107が動作可能な最低電圧Vmを3.135[V]とすると、
C2=(170[mA]×0.5[s])/(3.3[V]−3.135[V])
≒516[mF]
となる。これ以上の静電容量を持つコンデンサとして、例えば、電気二重層コンデンサを用いることができる。
不揮発記憶部107は、第2の電力供給部105から供給される電力により動作し、中央制御部109から入力されるデータの記憶(データ書き込み)及び記憶しているデータの中央制御部109への出力(データ読み出し)を行う。不揮発記憶部107は、電力供給の停止後も記憶内容を保持する。不揮発記憶部107として、例えば、SSD(Solid State Drive)を用いることができる。不揮発記憶部107は、例えば、図2に示すような構成である。
第1のスイッチ108は、電源制御部104から入力される第1のイネーブル信号E1に基づき、中央制御部109から不揮発記憶部107へのデータ書き込み信号と不揮発記憶部107から中央制御部109へのデータ読み出し信号を接続又は遮断する。第1のスイッチ108として、例えば、汎用ロジックのANDゲートを用いることができる。第1のスイッチ108は、例えば、図3(a)、(b)に示すような構成により、書き込み制御信号と第1のイネーブル信号E1の論理積演算又は読み出し制御信号と第1のイネーブル信号E1の論理積演算により、接続又は遮断を行う。
中央制御部109は、第3の電力供給部110から供給される電力により動作する。また、中央制御部109は、電源制御部104から入力される割り込み信号I0により、不揮発記憶部107へのデータ書き込みと不揮発記憶部107からのデータ読み出しを停止又は再開する。中央制御部109は、例えば、CPU(Central Processing Unit)とRAM(Random Access Memory)により構成される。
第3の電力供給部110は、第1の電力供給部101から供給される電力の電圧を変換し、所定の第3の電圧にて電力を供給する。また、第3の電力供給部110は、電源制御部104から入力される第1のイネーブル信号E1により、電力の供給を開始又は停止する。例えば、第1の電力供給部101と第1の蓄電部102から入力される電圧を12[V]、第3の電圧を1.2[V]とすると、第3の電力供給部110は、12[V]から1.2[V]への電圧変換を行う。第2の電力供給部105として、例えば、リニアレギュレータやスイッチングレギュレータなどの電源回路あるいは電源ICを用いることができる。
vd=(v1−v2)/T1
により得られる。電圧測定値v1は、第1の電圧閾値VT1よりも小さくなったことを検出したときの電圧測定値を使用しても良い。
KT2=(VT1−VT2)/TC
により求めることができる。
以上のような実施の形態1の構成によれば、第1の蓄電部102を備えているため、電源遮断が発生した場合でも、電源遮断後の所定の期間、制御装置の動作を継続できる。
図8は、本発明の実施の形態2による制御装置及び記憶装置2の構成を概略的に示すブロック図である。図8において、図1に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。実施の形態2に係る制御装置及び記憶装置2は、第2のスイッチ301と、中央制御補助部302とを備える点が、実施の形態1に係る制御装置及び記憶装置1と相違する。
図9は、本発明の実施の形態3に係る表示装置3の構成を概略的に示すブロック図である。図9において、図8に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。実施の形態3に係る表示装置3は、実施の形態2に示した記憶装置2に、第4の電力供給部401と表示部402を備えた構成である。なお、図1に示される記憶装置1に、第4の電力供給部401と表示部402を備えることによって、表示装置を構成することも可能である。
Claims (16)
- 第1の電圧で電力を供給する第1の電力供給部と、
前記第1の電力供給部から供給される電力の一部を蓄積し、前記第1の電圧が低下したときに、蓄積している電力を供給する第1の蓄電部と、
前記第1の電圧を第2の電圧に変換し、不揮発記憶部に、前記第2の電圧で電力を供給する第2の電力供給部と、
前記第2の電力供給部から供給される電力の一部を蓄積し、前記第2の電圧が低下したときに、前記不揮発記憶部に、蓄積している電力を供給するコンデンサを含む第2の蓄電部と、
第1のスイッチと、
前記第1のスイッチを通して前記不揮発記憶部にアクセスする中央制御部と、
前記第1の電圧を第3の電圧に変換し、前記中央制御部に、前記第3の電圧で電力を供給する第3の電力供給部と、
前記第1の電圧を測定し、該第1の電圧の測定値を出力する電圧検出部と、
前記第1の電圧の測定値に基づいて、前記中央制御部、前記第1のスイッチ、及び前記第3の電力供給部を制御する電源制御部と
を備え、
前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値の低下に応じて、前記中央制御部によるアクセスを停止させ、前記第1のスイッチをオフにし、前記第3の電力供給部による電力供給を停止させる
ことを特徴とする制御装置。 - 前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値が所定の第1の電圧閾値より小さくなったとき、前記中央制御部による前記不揮発記憶部へのアクセスを禁止することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値が所定の第1の電圧閾値より小さくなった後に、前記第1の電圧閾値以上に大きくなったとき、前記中央制御部による前記不揮発記憶部へのアクセスを許可することを特徴とする請求項2に記載の制御装置。
- 前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値の低下速度が、所定の電圧低下速度閾値より大きいときに、前記第1のスイッチをオフにして前記中央制御部から前記不揮発記憶部へのアクセスを遮断することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値の低下速度が、所定の電圧低下速度閾値より大きいときに、前記第3の電力供給部による前記中央制御部への電力供給を停止することを特徴とする請求項4に記載の制御装置。
- 前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値が、前記第1の電圧閾値よりも低い所定の第2の電圧閾値より小さくなったとき、前記第1のスイッチをオフにして前記中央制御部から前記不揮発記憶部へのアクセスを遮断することを特徴とする請求項2又3に記載の制御装置。
- 前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値が、前記第1の電圧閾値よりも低い所定の第2の電圧閾値より小さくなったとき、前記第3の電力供給部による前記中央制御部への電力供給を停止することを特徴とする請求項6に記載の制御装置。
- 前記第1のスイッチによる前記アクセスの遮断は、前記中央制御部から前記不揮発記憶部への書き込みコマンドが終了した時点で、実行されることを特徴とする請求項4から7までのいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記第1のスイッチによる前記アクセスの遮断は、前記中央制御部から前記不揮発記憶部への書き込みコマンドが終了した時点で、実行され、
前記第3の電力供給部による前記中央制御部への電力供給の停止は、前記第1のスイッチをオフにした後に、実行される
ことを特徴とする請求項5又は7に記載の制御装置。 - 前記第3の電力供給部による前記中央制御部への電力供給の停止は、前記第1のスイッチをオフにした後に、実行されることを特徴とする請求項5又は7に記載の制御装置。
- 前記第2の蓄電部は、電気二重層コンデンサであることを特徴とする請求項1から10までのいずれか1項に記載の制御装置。
- 前記電源制御部は、マイクロコントローラであることを特徴とする請求項1から11までのいずれか1項に記載の制御装置。
- 受信したデータを前記中央制御部に供給する中央制御補助部と、
前記中央制御補助部に、前記第2の電力供給部と前記第2の蓄電部からの電力を供給するオン状態又は供給しないオフ状態に切替える第2のスイッチと、
をさらに備え、
前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値が、前記第2の電圧閾値より小さくなったときに、前記第2のスイッチをオフにして前記中央制御補助部への電力供給を停止する
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の制御装置。 - 前記不揮発記憶部と、
前記不揮発記憶部を制御する請求項1から13までのいずれか1項に記載の制御装置と
を有することを特徴とする記憶装置。 - 前記中央制御部から供給される映像データに基づく映像を表示する表示部と、
前記第1の電圧を第4の電圧に変換し、前記表示部に、前記第4の電圧で電力を供給する第4の電力供給部と、
請求項14に記載の記憶装置と
を有し、
前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値が、所定の第3の電圧閾値より小さくなったとき、前記第4の電力供給部による前記表示部への電力供給を停止する
ことを特徴とする表示装置。 - 前記中央制御部から供給される映像データに基づく映像を表示する表示部と、
前記第1の電圧を第4の電圧に変換し、前記表示部に、前記第4の電圧で電力を供給する第4の電力供給部と、
記憶装置と
を有し、
前記記憶装置は、
前記不揮発記憶部と、
前記不揮発記憶部を制御する請求項2、3、6、7、及び13のいずれか1項に記載の制御装置と
を有し、
前記電源制御部は、前記第1の電圧の測定値が、所定の第3の電圧閾値より小さくなったとき、前記第4の電力供給部による前記表示部への電力供給を停止し、
前記第3の電圧閾値は、前記第1の電圧閾値よりも大きい又は等しい
ことを特徴とする表示装置。
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