JP6324021B2 - 複数の周辺インターフェースの電力管理のための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、概括的には、電子装置のインターフェースへの電力供給に関する。

消費者電子装置は周辺インターフェース（peripheral interface）または（インターフェース）ポートを備えているのが普通であり、電力を受け取り、可能性としてはホスト電子装置とデータを交換することができる。相互運用性を保証するため、周辺装置とも呼ばれるこれらの電子装置は業界標準に従って機能する。例示的な業界標準はファイアワイヤとも称されるIEEE1394、一般にUSBと称されるユニバーサル・シリアル・バスまたは一般にPoEと称される「イーサネット（登録商標）を通じた電力」〔パワー・オーバー・イーサネット〕である。これらの業界標準は、外部周辺装置への接続通信および電力供給のためにシリアル・バスにおいて使われるケーブル、コネクタおよび通信プロトコルを定義している。これらの規格は本来はデータ交換のために開発されたものだが、これらの規格に準拠する周辺インターフェースは電子装置にホストから電力を得ることも許容する。それにより、電子装置が独立した電源または外部ACアダプターを必要とすることが避けられる。これは、準拠する周辺インターフェースを備えたランプ、電気かみそりまたは低電力扇風機といった通信機能のない装置の開発をてこ入れした。周辺インターフェースをホストする例示的な装置は、パーソナル・コンピュータ、デジタル・スチール写真／ビデオ・カメラ、高精細度デジタル・テレビジョン、デジタル・セットトップボックス、スマートフォンおよびゲーム・コンソールである。業界標準は、一層よいデータ・スループットおよび増大した電力出力を提供するよう絶えず更新されている。たとえば、ホストまたはハブのようなホストする装置の個々のポートによって出力される電流は、USB 1.0、2.0および3.0に従う高電力USB周辺機器については500mA（ミリアンペア）に（2.5W相当；Wはワットを表す）、USB 3.0のUSB専用順電ポートについては1.5Aに（7.5W）制限されている。ファイアワイヤについては、数値は最大30VDCでの1.5Aとなる。PoEは15.4WまでのDC電力（最低44V DCおよび350mA）を各装置に提供する。PoE+としても知られる更新されたPoE規格は25.5Wまでの電力を提供する。

単一のインターフェース・ポートが提供できるよりも多くの電流を時折または常時引き出す装置は、同時に複数のポートに接続することを選ぶことができる。一般に「過電流」と称されるものによる過負荷からホストまたはハブを保護するために、電流制限回路が使われる。周辺インターフェース上での過電流条件は、ホストまたはハブによる周辺インターフェースの閉鎖（すなわち、対応する周辺インターフェースと電力回路との間の接続がオフにされる）に、よって周辺装置のプラグを抜くまでその周辺インターフェースおよびそれに接続された周辺装置を使い続けることができないことにつながることがある。そのようなプラグを抜く行動が過電流条件をリセットする。そのような過電流条件は、接続されている装置が短期間最大許容電流を超えるだけでも起こりうる。

特許文献１は、諸USBポート上で供給される最大許容電流の合計が尊重される限り、諸USB周辺機器がUSB規格によって規定される最大電流を超えられるようにする動的なUSB電力割り当てのための電子装置および方法を記述している。しかしながら、諸USBポート上で供給される全電流が全最大許容電流を超えると、ポート電力を切断するリレーを使ってポートが閉鎖される。このように、個々の各USBポートに提供される最大電流の制限は増大させられるものの、USBポートの閉鎖およびユーザーが応答しない周辺機器に直面するという問題は問題のままである。

よって、従来技術の解決策のさらなる最適化が必要とされている。

米国特許第8,218,279号

本発明は、従来技術のいくつかの不便な点を軽減することをねらいとする。

この目的に向け、本発明は、中でも、複数の周辺装置を電子装置に接続するための複数の周辺インターフェースの電力管理のための方法を含む。本方法は、前記複数の周辺インターフェースに送達される電流の和が所定の限界を超えることを検出する段階と；該検出の際に、前記複数の周辺インターフェースの少なくとも一つの周辺インターフェースを、選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流を制限するために選択する段階と；選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流をある最大値に制限する段階とを含み、前記最大値は、前記所定の限界から前記選択する段階において選択されなかった周辺インターフェースに送達される電流の和を引いたものに等しい。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記検出はさらに、前記所定の限界を超える所定の最短継続時間を考慮に入れることを含む。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法は、前記選択する段階において選択された、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェース上の信号を、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示すために変化させることを含む。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記信号のレベルは前記最大値によって決定される。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法は、前記選択する段階において選択された、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェース上でのメッセージの伝送を含み、前記メッセージは、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示す。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記メッセージは前記最大値を含む。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記選択する段階は、前記電子装置への接続に際して標準的な周辺装置についての所定の閾値の最大電流需要を超える最大電流需要を指定した周辺装置が接続されている、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法はさらに、非データ通信装置である周辺装置が接続されている、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法はさらに、専用充電ポートである、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法はさらに、低優先度装置である、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記複数の周辺インターフェースはユニバーサル・シリアル・バスのあるバージョンに基づく。

本発明はまた、複数の周辺装置を接続する複数の周辺インターフェースの電力管理のための装置に関する。本装置は、前記複数の周辺インターフェースに送達される電流の和が所定の限界を超えるかどうかを検出する検出器と；該検出の際に、前記複数の周辺インターフェースの少なくとも一つの周辺インターフェースを、選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流を制限するために選択する選択器と；選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流をある最大値に制限する電流制限器とを有し、前記最大値は、前記所定の限界から前記選択器によって選択されなかった周辺インターフェースに送達される電流の和を引いたものに等しい。

本発明の装置のある変形実施形態によれば、本装置はさらに、前記所定の限界を超える所定の最短継続時間を考慮に入れるためのタイマーを有する。

本発明の装置のある変形実施形態によれば、本装置は、前記少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示すために前記選択器によって選択された前記少なくとも一つの周辺インターフェース上で変化する信号が提供されるインターフェース線を、前記周辺インターフェース上にさらに有する。

本発明の装置のある変形実施形態によれば、本装置は、選択された前記少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示す、前記選択器によって選択された前記少なくとも一つの周辺インターフェース上でのメッセージの伝送のためのメッセージ送信器をさらに有する。

本発明のさらなる利点は、本発明の具体的な、制約しない実施形態の記述を通じて明白となるであろう。これらの実施形態は、以下の図面を参照して記述される。
動的なUSB電力割り当てのための電子装置および方法のための従来技術の解決策を実装するホスト装置１０のブロック図である。 本発明に基づく周辺インターフェースの電力管理のための解決策の、限定しない例示的な実施形態に基づく構成２０のブロック図である。 たとえば図２の周辺インターフェース２４、２７のような本発明に基づく周辺インターフェースの限定しない例示的な実施形態を与える、図２の構成２０の詳細を示す図である。 本発明の限定しない例示的な実施形態に基づく電子装置４０のブロック図である。 限定しない例示的な実施形態に基づく本発明の方法の論理図である。

図１は、動的なUSB電力割り当てのための電子装置および方法のための従来技術の解決策を実装するホスト装置１０のブロック図である。電子装置１０は、複数のUSB装置１１〜１４に接続されている複数のUSBポート１０１〜１０４を備えている。装置１０は、USBポート１０１〜１０４のそれぞれにある種の最大電力レベルまでの電力を提供する電力回路（図示せず）を有する。装置１０はさらに、USBポート毎に一つのリレー回路として、前記USBポートに接続されたUSB装置への電力を切断することができるリレー回路１０５〜１０８と、全電流検出回路１０９と、コントローラ回路１１０とを有する。

電力回路は、ある所定の全限界まで、必要とされれば、同時に諸USBポートのすべてに十分な電力を供給できるような寸法にされる。USB規格によれば、典型的には、USBポート毎に500mAである。この従来技術のホスト装置は、個々のUSB装置が、USB規格に基づいてあらかじめ定められているUSBポート当たり利用可能な最大電流（すなわち500mA）より多くの電流を引き出すことを許容するが、全電流検出回路１０９がUSB装置１１〜１４の集合が所定の全限界より多くの電力、たとえば2Aを要求していることを検出する場合には、あるUSBポートへの電力供給はコントローラ１１０およびリレー１０５〜１０８のうちの一つによって切断される。これが起こると、そのUSBポートが再び使用されるためには、無効にされたUSBポートからUSB装置が除去される必要がある。標準的なUSB装置より多くの電流を必要とするUSB装置は、USBポートのシャットダウンを惹起することなく該USB装置を使うのに十分な電力を得るために、同時に複数のUSBポートに接続することができる。明らかに、たとえ装置１０がすべての周辺装置に十分な電力を供給できるとしても、これは他の周辺装置を装置１０に接続する可能性を減らす。また、すべてのUSBポートについて利用可能な全利用可能電力を超過しないことを保証するために、他のUSB装置を切断する必要があることがある。

図２は、本発明に基づく周辺インターフェースの電力管理のための解決策の、限定しない例示的な実施形態に基づく構成２０のブロック図である。この構成は、たとえば、パーソナル・コンピュータ、たとえば家庭内の三大サービス（電話、テレビジョンおよびインターネット）を提供するゲートウェイまたはUSB、ファイアワイヤまたはイーサネット（登録商標）ハブにおいて実装される。構成２０は、周辺インターフェース２４および２７に各周辺インターフェース電力フィード２０７および２１２（「+Vcc」とマークされている）を介して接続する周辺装置２８および２９に電力を供給する。本構成を実装する装置は、任意的に、周辺装置２４および２７のそれぞれに設けられているデータ・バス２０１およびデータ線２０４／２１０を介して周辺装置とデータを交換する。構成２０は、各周辺インターフェース（２４、２７）のための電流制御回路（２２、２５）および電流測定回路（２３、２６）を有する。電流測定回路および電流制御回路は周辺インターフェース電流コントローラ２１に接続される（接続２０２／２０５および２０８／２１０を介して）。周辺インターフェース電流コントローラ２１は、すべての周辺インターフェースのために利用可能な最大全電流を考慮に入れつつ、個々に各周辺インターフェースに提供される電流を管理する。電流測定回路はその入力を周辺インターフェースから接続２０６および２１１を介して受け取る（「Im」とマークされている）。電流制御回路はその電流制御を周辺インターフェースに、接続２０３および２０９を介して出力する（「Vreg」とマークされている）。

図３は、たとえば図２の周辺インターフェース２４および２７のような本発明に基づく周辺インターフェースの限定しない例示的な実施形態を与える、図２の構成２０の詳細を示す図である。この実施形態では、精密調整可能な電流制限された電力分配スイッチ３０が使われる。たとえば、テキサス・インスツルメンツTPS2553である。製造業者のデータ・シートは、コンポーネント３４および３５を選ぶための情報を与えてくれる。コンポーネント３０は、入力ILIMに接続される外部抵抗器３３を介して決定される、75mAから1.7Aまでの間の電流制限閾値を提供する。本実施形態によれば、外部抵抗器３３はデジタル・ポテンシオメータまたはDCP、たとえばXICOR X9C104である。DCPの抵抗は、電流制御回路２２からの信号２０３（Vreg）によって制御される。本実施形態によれば、コンポーネント３０の「OUT」ピンを介して供給される電力は、周辺インターフェースに直接接続されるのではなく、回路３１を通過し、回路３１が周辺インターフェースに接続された周辺装置によって引き出される電流を起電力（electrical tension）に変換し、該起電力を電流測定回路２３に接続２０６（Im）を介して出力する。コンポーネント３０はさらなる接続：コンポーネント・イネーブル信号であるEN ３６、過電流および逆電圧条件の間、低レベルをアサートするFAULT出力３７をもつが、ここではこれ以上詳述しない。

図４は、先述した電力管理方法を実装する、本発明の限定しない例示的な実施形態に基づく電子装置４０のブロック図である。電子装置はたとえば、汎用パーソナル・コンピュータまたは専用の周辺インターフェース・ハブである。電子装置４０はCPUすなわち中央処理ユニット４２１０と、クロック・ユニット４２１１と、二つの周辺インターフェース４２１４および４２１３と、少なくとも４２１５０および４２１５１を含め複数のメモリ・ゾーンを有するNVMすなわち不揮発性メモリ４２１５と、少なくとも４２１６０および４２１６１を含め複数のメモリ・ゾーンを有する揮発性メモリ４２１６と、先述したユニットを相互接続する内部データ通信バス４２１４と、PSUすなわち電源ユニット４２１７とを有する。

PSU ４２１７は、電力をユニット４２１０（CPU）、４２１１（クロック）、４２１２／４２１３（周辺インターフェース）、４２１５および４２１６（メモリ）に提供する。内部データ通信バス４２１４は、CPU ４２１０、周辺インターフェース４２１４および４２１３、NVM ４２１５およびVM ４２１６に通信手段を提供する。クロック・ユニット４２１１は、これらのユニットに、その動作の同期のためおよび他のタイミング目的のための共通の時間基準を提供する。周辺インターフェース４２１４および４２１３はそれぞれ、例示的な装置２８および２９のような、互換の周辺装置への接続のためにそれぞれの物理インターフェース・リンク４１００および４１０１をもつ。物理インターフェース・リンクは、接続される周辺装置に電力をフィードするための図２の２０７／２１２のような電力線を少なくとも有し、任意的に、２０４／２１０のような少なくとも一つのデータ通信線を有する。NVM ４２１５はたとえば、ROM（読み出し専用メモリ）、PROM（プログラム可能型読み出し専用メモリ）、EEPROM（電気的に消去可能なプログラム可能型読み出し専用メモリ）、NVRAM（不揮発性ランダム・アクセス・メモリ）またはHDD（ハードディスク・ドライブ）またはこれらの組み合わせである。VM ４２１６はたとえば、RAM（ランダム・アクセス・メモリ）である。NVM ４２１５のメモリ・ゾーン４２１５０は、CPU ４２１０による本発明の方法の実行のためのコンピュータ読み取り可能な命令を有するコンピュータ可読プログラムを記憶するための記憶部を有する。プログラムは、電子装置４０の立ち上げに際してVM ４２１６メモリ・ゾーン４２１６０にコピーされ、CPU ４２１０はこのメモリ・ゾーンからプログラム命令をフェッチする。NVM ４２１５メモリ・ゾーン４２１５１は、プログラムによって使用され、停電やスタンバイモード入りを乗り越えて持続的であるためにこのメモリ・ゾーンに定期的に保存される変数またはパラメータのような持続的なデータを有する。持続的データはたとえば、プログラムの実行の間にVM ４２１６メモリ・ゾーン４２１６１に記憶された変数またはパラメータ、たとえば、周辺インターフェースに送達される電流の和が超えられているかどうかを検出する段階において使用される所定の限界のコピーを含む。電子装置は、特に、電流の和を検出する手段を有する：周辺インターフェース４２１２および４２１３はそれらに送達される電流をCPU ４２１０に通信し、該CPU ４２１０がそれらの和を計算し、和が持続的データ・メモリ・ゾーン４２１５１に記憶されている所定の限界を超えているかどうかを検証する。電子装置はまた、該検出に際して、一つまたは複数の周辺インターフェースを、これらに送達される電流の制限のための選択をする具体的手段を有する：CPU ４２１０が、VM ４２１６に記憶されているプログラムの、選択を行うことに関係する部分を実行する。電子装置はまた、選択された周辺インターフェース（単数または複数）に送達される電流を、前記所定の限界から電流を制限するために選択されていない周辺インターフェースに送達される電流の和を引いたものである最大値に制限する具体的手段を有する：CPU ４２１０がVM ４２１６に記憶されているプログラムの、選択された周辺インターフェースに送達される電流を制限することおよび先述した最大値を計算することに関係する部分を実行し、CPU ４２１０がその後、その最大値を関係する周辺インターフェース（単数または複数）に通信するまたは設定する。

図５は、限定しない例示的な実施形態に基づく、本発明の方法の論理図である。本方法はたとえば、図４の電子装置４０によって、あるいは図２の構成２０を有する電子装置によって実装される。

５００の初期化段階では、本方法のために使われる変数が初期化される。たとえば、ホスト装置４０のメモリVM ４２１６のレジスタ４２１６１または周辺インターフェース電流コントローラ２１内のレジスタに記憶されている変数である。

判断段階５０１では、前記複数の周辺インターフェースに送達される電流の和が所定の限界を超える（過電流状況とも称される）かどうかの検出が行われる。図４の装置４０では、これはたとえば、CPU ４２１０とインターフェース４２１２および４２１３との間での内部データ通信バス４２１４を介した通信を介して行われる。それらのインターフェースがCPUに、引き出される電流についての情報を送信するのである。所定の限界はたとえば、メモリ４２１６の持続的データ・ゾーン４２１５１に記憶されている。電流の和の計算はたとえば、CPU ４２１０によってなされる。あるいはまた、図２の例示的な構成２０を参照するに、検出は、周辺インターフェース・コントローラ２１を有する検出器によってなされる。該検出器は、周辺装置によって引き出される電流についての情報を電流測定回路２３および２６からたとえば図３の回路３１を介して受領する、前記和を計算し、その和を周辺インターフェース電流コントローラ２１に記憶されている所定の限界と比較する。

そのような過電流状況が検出段階５０１において検出されない場合、方法は５００１を介して検出段階５０１を繰り返す。

しかしながら、検出段階５０１においてそのような過電流状況が検出される場合には、前記複数のインターフェースの周辺インターフェースのどれが電流制限のために選ばれるかが、選択段階５０２において決定される。この選択はたとえば、図４の装置４０のCPU ４２１０によって、あるいは図２の構成２０の周辺インターフェース電流コントローラ２１を有する選択器によってなされる。

次いで、段階５０３において、選択段階５０２において選択された前記一つまたは複数の周辺インターフェースに送達される電流が制限値に制限される。該制限値は、最大電流値であり、先に論じた所定の限界から、選択段階５０２において電流制限のために選択されなかった周辺インターフェースに送達される電流の和を引いたものに等しいものとして計算される。図４の例示的な実施形態を参照するに、この電流制限は、内部データ通信バス４２１４を介してインターフェース４２１２および／またはインターフェース４２１３に制限値を通信するCPU ４２１０によってなされる。図３の構成２０を参照するに、電流制限は、電流制御回路２２および／または２５を制御する周辺インターフェース・コントローラ２１によってなされ、該電流制御回路２２および／または２５は、たとえば、図３のDCP ３３の抵抗の値を調整することによって、インターフェース２４および／または２７の制御電流Vregを設定する。一例として、本発明の方法によって管理される四つの周辺インターフェースに接続された四つの周辺装置A、B、C、Dがあり、そのうちそれぞれ350mA、250mAおよび500mAを消費する三つの「標準的」周辺装置A、BおよびCならびに1000mAを消費する「非標準的」装置Dがあると考える。さらに、この例によれば、所定の限界は2Aに設定されており、「非標準的」装置Dが制限のために選ばれると考えると、その際、最大値はたとえば2000mA−(350mA_A＋250mA_B＋500mA_C)＝2000mA−1100mA＝900mA_Dとして計算され、その際、非標準的な装置Dに供給される電流はこの値に制限される。より正式には、これは次の公式によって表せる。

ここで、I_maxは、上記で論じた、選択段階５０２において選ばれた前記少なくとも一つの周辺インターフェースについての限界として設定される電流の最大値である。I_limitは前記所定の限界に対応する電流の値である。iは選択段階５０２において選択されなかった周辺インターフェースの番号に対応する。I_periphiは、そのような周辺インターフェースのうちの周辺インターフェースiに供給される電流に対応する。

最後に、方法は５００２を介して繰り返し、検出段階５０１に戻る。

本方法は、いくつかの周辺装置がそれぞれ前記所定の限界を超えるのに十分な電流を引き出すときにも適用可能である。たとえば、それぞれ500mAを引き出している二つの装置AおよびBならびにそれぞれ1100mAを引き出している二つの周辺装置CおよびDがある。組み合わせA+B+CまたはA+B+DまたはC+Dのそれぞれが2Aの所定の限界を超える。選択段階においてCおよびDの両方が電流制限のために選ばれる場合（たとえば両方の周辺機器が「標準的な」周辺装置より多くの電流を引き出しているため）、式(1)によれば、CおよびD両方については2A−(0.5_A＋0.5_B)＝1Aが利用可能なまま残り、結果として、CおよびDに送達される電流の和は1Aに制限される。あるいはまた、選択段階においてたとえばCのみが電流を制限するために選ばれる場合には（たとえば装置Cが「データ通信していない」または「非標準的」周辺装置であるため）、式(1)は2A−(0.5_A＋0.5_B＋1.1_D)＝−0.1Aを与える。この場合、たとえCに送達される電流が0であっても、周辺機器A〜Dによって引き出される全電流は所定の限界を0.1A超えてしまう。その際、本方法が逐次反復されるにつれて、Dに送達される電流（1.1A）は1Aに制限される。式(1)が2A−(0.5_A＋0.5_B＋0_C)＝1Aを与えるからである。

本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記検出は、前記所定の限界を超える所定の最短継続時間を考慮に入れることを含む。この機能はたとえば、タイマー・ユニット（装置４０のクロック４２１１のような）を使って実装される。これは、ハードディスクが読み出しまたは書き込み動作のためにアクセスされる際に外部ハードディスクのスピンドル・モーターが電源投入されるときに発生する電流のような超過電流スパイクを許容するという利点がある（一般に、殺到（inrush）電流と称される）。この超過電流スパイクは、図３のコンデンサ３５のような、周辺装置に電力をフィードする周辺インターフェースの電力線に取り付けられたコンデンサによって提供されることができる。あるいはまた、PSUは、所定の最短時間の間、過電流を提供することを許容する回路を有する。所定の最短時間は、PSUまたは周辺インターフェースのハードウェアのようなハードウェアによって決定される値に設定される。

上記の変形実施形態の任意のものと有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法は、前記選択する段階において選択された、前記少なくとも一つの周辺インターフェース上の信号を、前記一つまたは複数の周辺インターフェースに送達される電流の制限を示すために変化させる段階を含む。この変形は、周辺インターフェースに接続されている関わっている周辺装置（単数または複数）に、引き出される電流を減らすまたはその装置のユーザーに起こっている過電流状況について通知する機会を提供する。そのような信号は、周辺インターフェース上の他の線を補足する専用のインターフェース・ピン上で提供されることができる。

上記の変形実施形態と有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記信号のレベルは前記最大値によって決定される。すると、関わっている周辺装置（単数または複数）は、超えるべきではない電流の最大値を決定し、可能性としてはその電流消費を可能性としてはリアルタイムに適応させることができる。前記信号のレベルはたとえば、前記最大値に比例する。たとえば、電流が制限されないとき、前記信号のレベルは0Vであり、たとえば2Aが利用可能であることを示す。5Vの最大は0mAが利用可能であることを示す。2.5Vの値は1Aが利用可能であることを示す。ある変形実施形態によれば、前記信号のレベルは反比例する。ある変形実施形態によれば、前記信号のレベルは段階的に適応され、各段階は電流の漸進的な制限を示す。

上記の変形実施形態の任意のものと有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法は、前記選択する段階において選択された、前記一つまたは複数の周辺インターフェース上でのメッセージの伝送を含み、前記メッセージは、前記一つまたは複数の周辺インターフェースに送達される電流の制限を示す。周辺インターフェース上の信号の変化についての先に論じた変形と同様に、この変形は、選択された周辺装置に対して、制限する段階において電流が制限されることを示す。そのようなメッセージ伝送は、メッセージ送信器ユニット（図示せず）によって保証されることができる。

上記の実施形態と有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記メッセージは前記最大値を含む。それにより、選択された周辺装置は、引き出される電流を、前記メッセージにおいて与えられる最大値まで減らすことができる。

上記の実施形態の任意のものと有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記選択する段階は、前記周辺インターフェースへの接続に際して標準的な周辺装置についての所定の閾値の最大電流需要を超える最大電流需要を指定した周辺装置が接続されている、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記一つまたは複数の周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択することを含む。これはたとえば、「標準的」周辺装置でない装置を、電流制限の選択のために優先することを許容する。「標準的な周辺装置」の概念はたとえば、周辺インターフェースの実装の標準に基づき、関連する業界標準によって定義される。たとえば、500mAより多くを引き出すUSB装置は非標準的な装置であると考えられる。

上記の実施形態の任意のものと有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法はさらに、非データ通信装置である周辺装置が接続されている、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記一つまたは複数の周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む。「非データ通信装置」は、それが接続されている周辺インターフェースを介して前記電子装置と通信しない周辺装置である。この変形は、過電流状況が起こるときに、主として、先述した冷却ファンまたは電気かみそりのような非データ通信周辺装置に与えられる電流を制限し、その間、外部ハードディスク・ドライブに必要とされる電流は提供するという利点がある。

上記の実施形態の任意のものと有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法はさらに、専用充電ポートである前記一つまたは複数の周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む。この変形は、過電流状況が起こるときに、主として、純粋な充電装置に与えられる電流を制限し、その間、先述した外部ハードディスク・ドライブのようなデータ通信装置に必要とされる電流は提供し続けるという利点がある。

上記の実施形態の任意のものと有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、本方法はさらに、低優先度である、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む。この変形は、周辺装置のための優先度クラスの定義または優先周辺インターフェースの定義を含む。過電流状況が起こるとき、低優先度周辺装置または周辺インターフェースに与えられる電流は制限され、その間、（より）高い優先度の周辺装置または周辺インターフェースに必要とされる電流は提供し続ける。

上記の実施形態の任意のものと有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、前記複数の周辺インターフェースはユニバーサル・シリアル・バスのあるバージョン、たとえばUSB1.0、2.0もしくは3.0または他のバージョンに基づくか、IEEE1394ファイアワイヤのあるバージョンに基づくか、PoE（パワー・オーバー・イーサネット）のあるバージョンに基づく。

上記の実施形態の任意のものと有利に組み合わせられる本発明の方法のある変形実施形態によれば、電流制限のために時間スロット予約機構が使われる。たとえば、装置は、指定された時間の間または指定された数の時間スロットの間、「標準的」USB装置の最大電流消費である500mAを一時的に超えるために時間スロットを予約することができる。時間スロットは所定の継続時間を有している。ある変形実施形態によれば、時間スロット予約は、前記時間スロット継続時間の間に周辺装置によって必要とされる最大電流を有する。この変形実施形態は、時間スロット管理コントローラを必要とするが、諸周辺装置の電流消費を時間的にならし、過電流状況が発生するのを避けることを許容する。時間スロット管理コントローラは、図４の電子装置４０のプログラム４２１５０に追加されることができる。あるいは時間スロット管理モジュールが、この目的のために図２の構成２０の周辺インターフェース電流コントローラ２１に追加されることができる。

このように、本発明は、引用した従来技術によって可能であるよりも周辺装置に電力を供給するより柔軟な管理を許容する。数ある利点の中でも、本発明は、過電流の状況が発生したときに周辺装置に電力を提供し続けることを許容する。本発明の諸変形の利点のなかでも、周辺装置は、過電流状況が発生していることを通知され、結果としてその電流消費を適応させ、過電流状況を惹起する動作を遅延もしくは延期させることができる。このように、本発明の利点の一つによれば、周辺装置は、たとえ引き出すことのできる全最大電流が諸周辺インターフェースをホストしている電子装置が提供できる全最大電流を超える場合でも、周辺装置が正しく機能し続けることができる。

本発明の実装は、図示した実施形態に限定されない。たとえば、読者は、図２および図４が二つの周辺インターフェースをもつ実施形態を示しているが、本発明の方法および装置は、３個、４個、５個、１０個またはより少数またはより多数など、任意の数の周辺インターフェースとともに機能するのに好適であることを理解するであろう。

同様に、読者は、本方法または本発明の実装が図５に描かれたような実装に制約されないこと、段階は異なる順序で、あるいは処理時間を稼ぐために並列に実行されることができることを理解するであろう。

本発明は、USB、ファイアワイヤまたはPoEのような本稿で論じた標準周辺インターフェースおよびプロトコルに限定されるものではなく、独自のものでも標準化されたものでも、シリアルでもパラレルでも、周辺インターフェースを介して接続された周辺装置に電力が供給される任意の種類の周辺インターフェースに適用可能である。

論じられた変形は、別個に使われても、あるいはそれらの間で組み合わされて特に有利な本発明の変形実施形態を提供してもよい。

記載された実施形態のいくつかは電子回路の使用を論じているが、専用の電子回路によって実装されるとして呈示されているいくつかの機能は、代わりに、本発明を実装する電子装置の生産コストを削減するため、ソフトウェアにおいて実装されてもよい。

あるいはまた、本発明は、ハードおよびソフトウェア・コンポーネントの混合を使って実装される。ここで、専用のハードウェア・コンポーネントが代替的にはソフトウェアで実行される機能を提供する。ある特定の実施形態によれば、本発明は、完全にハードウェアで、たとえば専用コンポーネント（たとえばASIC、FPGAまたはVLSIのような）（それぞれApplication Specific Integrated Circuit［特定用途向け集積回路］、Field-Programmable Gate Array［現場プログラム可能なゲート・アレイ］およびVery Large Scale Integration［超大規模集積］）として、あるいは装置内に統合された相異なる電子コンポーネントとして実装され、あるいはハードウェアおよびソフトウェアの混合の形で実装される。
いくつかの付記を記載しておく。
〔付記１〕
複数の周辺装置を電子装置に接続するための複数の周辺インターフェースの電力管理のための方法であって、当該方法は：
前記複数の周辺インターフェースに送達される電流の和が所定の限界を超えることを検出する段階と；
該検出の際に、前記複数の周辺インターフェースのうち少なくとも一つの周辺インターフェースを、選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流を制限するために選択する段階と；
選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流をある最大値に制限する段階とを含み、前記最大値は、前記所定の限界から前記選択する段階において選択されなかった周辺インターフェースに送達される電流の和を引いたものに等しい、
ことを特徴とする方法。
〔付記２〕
前記検出がさらに、前記所定の限界を超える所定の最短継続時間を考慮に入れることを含む、付記１記載の方法。
〔付記３〕
当該方法が、前記選択する段階において選択された、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェース上の信号を、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示すために変化させることを含む、付記１または２記載の方法。
〔付記４〕
前記信号のレベルが前記最大値によって決定される、付記３記載の方法。
〔付記５〕
当該方法が、前記選択する段階において選択された、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェース上でのメッセージの伝送を含み、前記メッセージは、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示す、付記１ないし４のうちいずれか一項記載の方法。
〔付記６〕
前記メッセージが前記最大値を含む、付記５記載の方法。
〔付記７〕
前記選択する段階が、前記電子装置への接続に際して標準的な周辺装置についての所定の閾値の最大電流需要を超える最大電流需要を指定した周辺装置が接続されている、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む、付記１ないし６のうちいずれか一項記載の方法。
〔付記８〕
当該方法がさらに、非データ通信装置である周辺装置が接続されている、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む、付記１ないし７のうちいずれか一項記載の方法。
〔付記９〕
当該方法がさらに、専用充電ポートである、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む、付記１ないし８のうちいずれか一項記載の方法。
〔付記１０〕
当該方法がさらに、低優先度装置である、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む、付記１ないし９のうちいずれか一項記載の方法。
〔付記１１〕
前記複数の周辺インターフェースがユニバーサル・シリアル・バスのあるバージョンに基づく、付記１ないし１０のうちいずれか一項記載の方法。
〔付記１２〕
複数の周辺装置を接続する複数の周辺インターフェースの電力管理のための装置であって、当該装置は：
前記複数の周辺インターフェースに送達される電流の和が所定の限界を超えるかどうかを検出する検出器と；
該検出の際に、前記複数の周辺インターフェースの少なくとも一つの周辺インターフェースを、選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流を制限するために選択する選択器と；
選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流をある最大値に制限する電流制限器とを有し、前記最大値は、前記所定の限界から前記選択器によって選択されなかった周辺インターフェースに送達される電流の和を引いたものに等しい、
ことを特徴とする装置。
〔付記１３〕
前記所定の限界を超える所定の最短継続時間を考慮に入れるためのタイマーをさらに有する、付記１２記載の装置。
〔付記１４〕
前記少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示すために、前記選択器によって選択された前記少なくとも一つの周辺インターフェース上で変化する信号が提供されるインターフェース線を、前記周辺インターフェース上にさらに有する、付記１２または１３記載の装置。
〔付記１５〕
選択された前記少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示す、前記選択器によって選択された前記少なくとも一つの周辺インターフェース上でのメッセージの伝送のためのメッセージ送信器をさらに有する、付記１２ないし１４のうちいずれか一項記載の装置。

Claims (15)

1. 複数の周辺装置を電子装置に接続するための複数の周辺インターフェースの電力管理のための方法であって、当該方法は：
   前記複数の周辺インターフェースに送達される電流の和が所定の限界を超えることを検出する段階と；
   該検出の際に、前記複数の周辺インターフェースのうち少なくとも一つの周辺インターフェースを、選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流を0でない最大値に制限するために選択する段階と；
   選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流を、前記電子装置内の電流制限器を介して、前記0でない最大値に制限する段階とを含み、前記0でない最大値は、前記所定の限界から前記選択する段階において選択されなかった周辺インターフェースに送達される電流の和を引いたものに等しい、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記検出がさらに、前記所定の限界を超える所定の最短継続時間を考慮に入れることを含む、請求項１記載の方法。
3. 当該方法が、前記選択する段階において選択された、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェース上の信号を、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示すために変化させることを含む、請求項１または２記載の方法。
4. 前記信号のレベルが前記最大値によって決定される、請求項３記載の方法。
5. 当該方法が、前記選択する段階において選択された、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェース上でのメッセージの伝送を含み、前記メッセージは、前記選択された少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示す、請求項１ないし４のうちいずれか一項記載の方法。
6. 前記メッセージが前記最大値を含む、請求項５記載の方法。
7. 前記選択する段階が、前記電子装置への接続に際して標準的な周辺装置についての所定の閾値の最大電流需要を超える最大電流需要を指定した周辺装置が接続されている、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む、請求項１ないし６のうちいずれか一項記載の方法。
8. 当該方法がさらに、非データ通信装置である周辺装置が接続されている、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む、請求項１ないし７のうちいずれか一項記載の方法。
9. 当該方法がさらに、専用充電ポートである、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む、請求項１ないし８のうちいずれか一項記載の方法。
10. 当該方法がさらに、低優先度装置である、前記複数の周辺インターフェースのうちの前記少なくとも一つの周辺インターフェースの間で、電流を制限するために選択をすることを含む、請求項１ないし９のうちいずれか一項記載の方法。
11. 前記複数の周辺インターフェースがユニバーサル・シリアル・バスのあるバージョンに基づく、請求項１ないし１０のうちいずれか一項記載の方法。
12. 複数の周辺装置を接続する複数の周辺インターフェースの電力管理のための装置であって、当該装置は：
    前記複数の周辺インターフェースに送達される電流の和が所定の限界を超えるかどうかを検出する検出器と；
    該検出の際に、前記複数の周辺インターフェースの少なくとも一つの周辺インターフェースを、選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流を0でない最大値に制限するために選択する選択器と；
    選択された該少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流を0でない最大値に制限する電流制限器とを有し、前記0でない最大値は、前記所定の限界から前記選択器によって選択されなかった周辺インターフェースに送達される電流の和を引いたものに等しい、
    ことを特徴とする装置。
13. 前記所定の限界を超える所定の最短継続時間を考慮に入れるためのタイマーをさらに有する、請求項１２記載の装置。
14. 前記少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示すために、前記選択器によって選択された前記少なくとも一つの周辺インターフェース上で変化する信号が提供されるインターフェース線を、前記周辺インターフェース上にさらに有する、請求項１２または１３記載の装置。
15. 選択された前記少なくとも一つの周辺インターフェースに送達される電流の制限を示す、前記選択器によって選択された前記少なくとも一つの周辺インターフェース上でのメッセージの伝送のためのメッセージ送信器をさらに有する、請求項１２ないし１４のうちいずれか一項記載の装置。

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