JPH04233021A - マイクロコンピュータ - Google Patents
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
タに係り、特に、ディジタルデータを処理または記憶す
る電気的に動作する要素に電源を供給するパーソナルコ
ンピュータ電源に関する。
および特にIBMパーソナルコンピュータは、今日の社
会の多くの分野に対して計算機能を与えるために広く使
用されている。パーソナルコンピュータシステムは、単
一のシステムプロセッサおよび関連する揮発性および不
揮発性メモリを有するシステムユニット,表示モニタ,
キーボード,1つ以上のディスケットドライブ,固定デ
ィスク記憶装置,およびオプションとしてのプリンタで
構成されたデスクトップ,フロアスタンディングまたは
ポータブル式のマイクロコンピュータとして与えられる
のが普通である。これらのシステムの著しい特徴の1つ
は、これらの要素を電気的に接続するマザボードまたは
システムプレーナを使用することにある。これらのシス
テムは、主としてそれぞれのユーザに対して独立した計
算機能を与えるように設計されており、また価格も個人
や小企業向きに安価になされている。このようなパーソ
ナルコンピュータシステムには、例えばIBM社のPE
RSONAL COMPUTER ATやIBM社
のPERSONAL SYSTEM/2 Mode
ls25,30,50,55,60,65,70,およ
び80が知られている。
リに分類することができる。第1のファミリは、通常は
family I Modelsと呼ばれ、例えば
IBM社のPERSONAL COMPUTER
ATおよびその他の「IBMコンパティブル」マシンに
より示されるバスアーキテクチャを使用している。第2
のファミリは、Family II Models
と呼ばれ、例えばIBM社のPERSONAL SY
STEM/2 Models 50〜80により示
されるIBM社のMICRO CHANNEL バ
スアーキテクチャを使用している。Family I
モデルは、システムプロセッサとして一般的なIN
TEL8088または8086マイクロプロセッサを使
用するのが通常である。これらのプロセッサは1メガバ
イトのメモリをアドレスする機能を有している。Fam
ilyIIモデルは、高速INTEL80286,80
386,および80486マイクロプロセッサを使用す
るのが普通であり、これらのマイクロプロセッサは、よ
り低速のINTEL8086マイクロプロセッサをエミ
ュレートするリアルモードで、またはいくつかのモデル
に対して1メガバイトから4ギガバイトまでアドレス範
囲を拡張する保護モードで動作可能である。基本的には
、80286,80386,および80486プロセッ
サのリアルモードの特徴は、8086および8088マ
イクロプロセッサに対して書かれたソフトウェアとのハ
ードウェアコンパティビリティを与えることにある。
の要素を付勢する電力は、制御論理,スイッチングトラ
ンジスタ,電力変圧器,整流器,およびフィルタを用い
て、アメリカ合衆国で供給される110ボルト60ヘル
ツ電流などの商用ライン電圧や電流からパーソナルコン
ピュータの動作に要求される直流電圧や電流に電力を変
換する電源により供給されている。電源への供給電圧を
スイッチングすることにより、このような電源の動作を
制御するのが従来の方法である。上記の例では、このよ
うなスイッチングは110ボルト60ヘルツ主電源供給
電流をオン・オフ切り替えることにより実現されている
。一般に供給される商用電圧のこのようなスイッチング
は、パーソナルコンピュータの動作要素と共に通常使用
されるかなり低い電圧および電流に比べて少なくともあ
る程度は確実に動作するスイッチを必要としている。
細書に示されるように、パーソナルコンピュータ電源の
動作を制御するために低レベル電圧を使用する方法が提
案されている。この米国特許では、電話用リング検出器
が光学的に結合された半導体装置を通して作用し、比較
的高電圧の供給電流の通過を制御するようにしている。 しかしながら、このような回路では比較的高電圧のスイ
ッチの操作によりコンピュータ電源に対して手動制御が
常になされなければならないという問題点がある。
術の欠点に鑑みなされたもので、第1の目的はコンピュ
ータへの電源の比較的高い電圧にパーソナルコンピュー
タのユーザが不必要にさらされないようにすることにあ
る。この第1の目的に従い、主電源電圧を直接制御する
のに高電圧の光学的に隔離されたまたは電気機械式スイ
ッチを必要とせずに、手動的または遠隔的に制御されて
電源のパルス幅変調器の制御要素の動作を制御する比較
的低電圧の信号を送出する手段が提供される。
で低電流の電気信号によりパーソナルコンピュータの動
作に対する制御を可能にすることにある。この第2の目
的によれば、オペレータにより用いられる手動制御と同
様なやり方でコンピュータの動作要素に対する電力供給
を遠隔制御する可能性が開かれる。
、本発明によるマイクロコンピュータは、電気的に付勢
されるデータ処理・記憶要素とパルス幅変調スイッチン
グ電源とを有する。データ処理・記憶要素はディジタル
データを処理すると共に記憶する。パルス幅変調スイッ
チング電源は、交流主電源と接続され、そして直流電力
を前記データ処理・記憶要素に供給してその動作をイネ
ーブルする。スイッチング電源は、制御可能要素とこれ
に動作的に接続された信号発生回路とを有する。制御可
能要素は低電圧直流電気信号の有無に応答し、前記デー
タ処理・記憶要素に対する電力の供給をイネーブルおよ
びディスエーブルする。信号発生回路は前記制御可能要
素と交流主電源に動作的に接続され、主電源から低電圧
直流信号を制御可能に導出して前記制御可能要素に送出
する。これにより、マイクロコンピュータのユーザは、
前記信号発生回路から前記制御可能要素への前記低電圧
直流信号の印加を制御することにより、電気的に付勢さ
れるデータ処理・記憶要素の付勢を制御することができ
る。
示してある添付図面により更に詳細に説明されるが、当
業者はここに示した本発明を変形し、なお本発明の好ま
しい結果を実現できることが先ず理解されるべきである
。従って、以下に示す説明は、当業者に対する広い教示
であり、本発明に制限を加えるものではない。
体化するマイクロコンピュータが図示され、参照番号1
0で表示してある(図1)。上記のように、コンピュー
タ10は、関連するモニタ11,キーボード12,およ
びプリンタまたはプロッタ14を備えている。コンピュ
ータ10は、ディジタルデータを処理および記憶するた
めの電気的に付勢されるデータ処理・記憶要素を受け入
れる閉じかつシールドされた空間を画定する際にシャシ
19と協働作用する化粧仕上げ外部部材16(図2)お
よび内部シールド部材18により形成されたカバー15
を有する。これらの要素の少なくともあるものはプレー
ナ20上に装着され、このプレーナ20は、シャシ19
に装着されると共に上記要素や、フロッピィディスクド
ライブ、各種形態のダイレクトアクセス記憶装置、アク
セサリカードまたはボードなどのその他の関連する要素
を含むコンピュータ10の諸要素を電気的に接続する手
段を提供するものである。
示した前部パネル、および25で示した後部パネルを有
している(図2)。前部パネル24は、磁気または光学
ディスク用のディスクドライブやテープバックアップド
ライブなどのデータ記憶装置を受け入れる少なくとも1
つの開放ベイ(図示したものでは4個のベイ)を画定す
る。図示の場合、1対の上部ベイ26,28,および1
対の下部ベイ29,30が設けられている。上部ベイ2
6,28は第1サイズの周辺ドライブ(5.25インチ
ドライブとして知られるような)を受け入れるように構
成され、一方下部ベイは他のサイズの装置(3.5イン
チドライブとして知られるような)を受け入れるように
構成される。
ソナルコンピュータシステム10の一般的な動作につい
て簡単に示すことにする。図3を参照すると、本発明に
よるシステム10などのコンピュータシステムの各種要
素およびプレーナ20に装着された要素やI/Oスロッ
トへのプレーナの接続部材、およびパーソナルコンピュ
ータシステムのその他のハードウェアを示すパーソナル
コンピュータシステムのブロック図が示してある。プレ
ーナにはマイクロプロセッサで構成されたシステムプロ
セッサ32が接続され、このシステムプロセッサ32は
高速CPUローカルバス34によりバス制御タイミング
ユニット35を介してメモリ制御ユニット36に接続さ
れ、このメモリ制御ユニット36は更に揮発性ランダム
アクセスメモリ(RAM)38に接続されている。マイ
クロプロセッサは適切なもの、例えばINTEL社から
販売されている80386が適している。
ック図を特に参照して説明されるが、本発明による装置
および方法はプレーナボードのその他のハードウェア構
成と共に使用してもよいように意図されている点につき
先ず理解されるべきである。例えば、システムプロセッ
サにはIntel80286または80486形マイク
ロプロセッサを用いてもよく、またシステムバスにはM
icrochannelまたはAT形のものを用いても
よい。
34(データ,アドレス,および制御要素で構成されて
いる。)はマイクロプロセッサ32,マス・コプロセッ
サ39,キャッシュコントローラ40,およびキャッシ
ュメモリ41を接続する。更に、CPUローカルバス3
4にはバッファ42が結合される。バッファ42自体は
、アドレス,データ,および制御要素で構成されたより
低速の(CPUローカルバスに比べて)システムバス4
4に接続される。このシステムバス44はバッファ42
と他のバッファ51の間に延在配置される。システムバ
ス44は更に、バス制御・タイミングユニット35およ
びDMAユニット48に接続される。このDMAユニッ
ト48は中央アービトレーション・ユニット49および
DMAコントローラ50で構成されている。バッファ5
1はシステムバス44とMICRO CHANNEL
バス52などのオプショナルな機能拡張用バスの間でイ
ンタフェースとして作用する。バス52にはMICRO
CHANNELアダプタカードを受け入れる複数の
I/Oスロット54が接続され、前記アダプタカードは
更にI/O装置またはメモリに接続される。
コントローラ50および中央アービトレーション・ユニ
ット49をI/Oスロット54およびディスケットアダ
プタ56に結合する。システムバス44には更に、メモ
リコントローラ59,アドレスマルチプレクサ60,お
よびデータバッファ61で構成されたメモリ制御ユニッ
ト36が接続される。メモリ制御ユニット36は更にR
AMモジュール38により代表されるランダムアクセス
メモリに接続される。更に、メモリ制御ユニット36は
、マイクロプロセッサ32への、およびそれからのアド
レスをRAM38の特定領域にマップする論理を有する
。この論理は、BIOSにより既に占有されたRAMを
再利用するために用いられる。更に、メモリ制御ユニッ
ト36により、ROM64をイネーブルまたはディスエ
ーブルするためのROMセレクト信号(ROMSEL)
が発生される。
こでは基本的な1メガバイトRAMモジュールを有する
ものとして示されるが、図3でオプションとしてのメモ
リモジュール65〜67により代表されるようにメモリ
を付加、接続してもよい。本発明は、接続のみを目的と
して、基本的な1メガバイトメモリモジュール38に関
して説明される。
9の間には他のバッファ68が結合される。プレーナI
/Oバス69はアドレス,データ,および制御要素をそ
れぞれ有している。プレーナバス69に沿って、各種の
I/Oアダプタ、およびディスプレイアダプタ70(こ
れはモニタ11を駆動するために用いられる。),クロ
ック72,以下ではNVRAMと呼ぶ不揮発性RAM7
4,RS232アダプタ76,パラレルアダプタ78,
複数のタイマ80,ディスケットアダプタ56,割込み
コントローラ84,およびリードオンリメモリ64など
のその他の要素が結合される。リードオンリメモリ64
はI/O装置とマイクロプロセッサ32のオペレーティ
ングシステムとをインタフェースするために用いられる
BIOSを有する。ROM64に格納されたBIOSは
RAM38にコピーでき、その実行時間を低減させるこ
とができる。ROM64は更にメモリ制御ユニット36
に応答する(ROMSEL信号を介して)。ROM64
がメモリコントローラ36によりイネーブルされたとき
は、BIOSはROMから取り出されて実行される。R
OM64がメモリ制御ユニット36によりディスエーブ
ルされたときは、ROMはマイクロプロセッサ32から
のアドレス照合には応答しない(即ち、BIOSはRA
Mから取り出されて実行される。)。
用され、NVRAM74はシステムコンフィギュレーシ
ョンデータを格納するために使用される。即ち、NVR
AMはシステムの現在のコンフィギュレーションを記述
する値を格納することになる。例えば、NVRAMは、
固定ディスクまたはディスケットの容量,ディスプレイ
の種類,メモリ容量,時刻,日付けなどを記述する情報
を格納する。特に重要なのは、NVRAMは、メモリコ
ントローラ36により使用されてBIOSがROMまた
はRAMから取り出されて処理されるか否か、そしてB
IOS RAMによる使用が意図されるRAMを再利
用するか否かを決定するデータ(1ビットで可能である
。)を格納する。更に、これらのデータはSET C
onfigurationなどの特定のコンフィギュレ
ーション・プログラムが実行される場合は常にNVRA
Mに格納される。SET Cnfiguration
プログラムの目的は、システムのコンフィギュレーショ
ンを特徴づける値をNVRAMに格納することにある。
はコンピュータの上記要素に関連してコンピュータ10
の諸要素に電力を供給する電源(図2で90で示した)
が装着される。好適には、また一般にパーソナルコンピ
ュータ分野で知られ適用されているように、電源90は
、交流主電源と接続されかつ直流電力をデータ処理・記
憶要素に供給してその動作をイネーブルするパルス幅変
調スイッチング電源である。このような電源は、例えば
、1989年の著作権の下でニューヨークのBrand
y社により刊行された「The Winn Ros
ch Hardware Bible」に示されて
いる。 これによれば、スイッチング形の電源は線形のものより
も効率的であると共に安価な場合が多い。これらの設計
は多様であるが、通常のスイッチング電源は入力された
60Hzの商用電力を20kHzの範囲内の高周波のパ
ルスに変換する。電流の周波数が増加されると同時に、
この電流はパルス幅変調として知られるディジタル手法
により調整される。各々の電力パルスの幅は給電される
コンピュータ回路の必要度に応じて変えられる。パルス
の幅は電流を電気的にオン・オフ・スイッチすることに
より制御され、従ってこの手法の名称が与えられる。こ
のようなスイッチングは、このような機能のために設計
され、ここでは図示または説明されない一連の他の回路
要素と共に動作する特殊目的のチップ内で行われる。こ
のような説明は、当業者にはよく知られていると考えら
れるのでここでは省略する。これらのパルスは変圧器に
より電圧が低減され、整流およびろ波により純粋な直流
に変換される。
コストを2つの方法で得ている。即ち、スイッチング調
整は、電力の熱への変換が少ないのでより効率的である
。エネルギーを損失する代りに、スイッチングレギュレ
ータは全ての電流をオン・オフに切り換えている。更に
、高周波のため変圧器およびフィルタ回路はより小形で
あり、安価である。今日のパーソナルコンピュータのほ
どんど全てはスイッチング電源を使用している。
は、コンピュータの動作要素に対して電圧を供給するか
否かの制御は通常の商用電圧源をオン・オフして行われ
る。米国ではこのような商用主電源は110ボルト60
Hz交流を供給している。ユーザに対する危険性および
Underwriters Laboratries
などが定めている安全規制は、パーソナルコンピュータ
の設計者には既知である。
の有無に応答してパルス幅変調器の「オン」または「オ
フ」状態を制御することによってデータ処理・記憶要素
に対する電力の供給をイネーブルおよびディスエーブル
する制御可能要素と、この制御可能要素および交流主電
源と動作的に接続されて主電源から低電圧直流信号を制
御可能に導出して前記制御可能要素に送出する信号発生
回路とで構成される。このような接続により、コンピュ
ータのユーザは、信号発生回路から制御可能要素への低
電圧直流信号の印加を制御することにより電気的に付勢
されるデータ処理・記憶要素の付勢を制御することがで
きる。本実施例においては、制御可能要素はパルス幅変
調器制御回路(図4の91)であり、これはMotor
ola社からSG1525A/11527Aシリーズの
装置として市販されている従来の形態のものである。上
記信号発生回路は、コンパレータ92およびこのコンパ
レータに信号を供給する第1および第2の信号回路を含
むいくつかの要素で構成される。
、適切な小形変圧器96により主電源電圧から変換され
た整流電流を供給される分圧器94,95によって定め
られる低電圧直流基準信号を受取る。コンパレータ92
は更に、第1の電圧とそれよりも高い第2の電圧の間で
変化する制御された低電圧イネーブル・ディスエーブル
信号を受取る。このイネーブル・ディスエーブル信号は
、抵抗器98と関連するツェナダイオード99により形
成される調整された分圧器によって与えられる。これら
の抵抗器とダイオードとの接続点はこの接続点を接地す
るスイッチ装置の形態の電流ドレインに接続されている
。上記スイッチ装置は、主電源の電圧(通常は100ボ
ルト以上のオーダの)から区別される低い論理レベル電
圧(通常は5ボルト)で機能し、手動スイッチ100ま
たはコンピュータ論理で動作可能なスイッチ101の形
にすることができる。いずれの場合も、スイッチ100
または101の動作は、イネーブル・ディスエーブル信
号のために第1および第2の電圧の間で選択するように
機能する。コンパレータ92は、印加された信号電圧の
変化に応答して、制御回路91の停止または禁止ピンへ
信号を送出するかあるいは送出せず、そしてこれにより
コンピュータ内の給電されるデータ処理・記憶要素に供
給される電力を制御する。コンピュータ論理で動作可能
なスイッチ101は、例えば、電気通信装置と組合せる
ことができ、これによれば、コンピュータ10の電力オ
ン・オフ状態を遠隔制御することができる。
る電源の主電力変圧器の二次または出力側に対して制御
が行われ、従ってユーザは危険な電圧から分離される。
チ100を操作して電源のオン・オフ機能を制御し、ま
たこれにより電力会社または利用設備から得られる主電
源を通して通常供給される高電圧,大電流にさらされる
ことを回避しながらコンピュータを使用することができ
る。以上のように図面および明細書では本発明の好適な
実施例が示され、また特定の用語が使用されているが、
これらは一般には記述的な意味での用語を用いているの
みであり、本発明に制限を加えるものではない。
手動または遠隔的に制御されて電源のパルス幅変調制御
要素の動作を制御する比較的低電圧信号の送出を行うこ
とによりコンピュータ電源の比較的高い電圧からパーソ
ナルコンピュータのユーザを保護できる効果があり、更
にオペレータの手動制御と適合する形でコンピュータの
動作要素に対する電源の供給を遠隔制御することが可能
になる。
視図である。
装置,および平面ボードを含む図1のパーソナルコンピ
ュータの要素およびこれらの要素の間の関係を示す展開
斜視図である。
よび制御要素の回路図である。
コプロセッサ 40 キャッシュコントローラ 41 キャッシュメモリ 42,51 バッファ 44 システムバス 49 中央アービトレーション・ユニット50 D
MAコントローラ 52 オプション機能拡張用バス 54 I/Oスロット 65〜67 オプション・メモリモジュール91
パルス幅変調器制御回路 92 コンパレータ 94,95 分圧器 96 小形変圧器 98 抵抗器 99 ツェナダイオード 100 手動スイッチ
Claims (9)
- 【請求項1】ディジタルデータを処理および記憶する電
気的に付勢されるデータ処理・記憶要素と、交流主電源
に接続されると共に直流電力を前記データ処理・記憶要
素に供給してそれらの動作をイネーブルするパルス幅変
調スイッチング電源とを備え、このパルス幅変調スイッ
チング電源は、低電圧直流電気信号の有無に応答して、
前記データ処理・記憶要素に対する電力の供給をイネー
ブルおよびディスエーブルする制御可能要素と、この制
御可能要素と交流主電源に接続されて、前記交流主電源
から低電圧直流信号を制御可能に導出して前記制御可能
要素に送出する信号発生回路とを有し、前記信号発生回
路から前記制御可能要素への前記低電圧直流信号の供給
を制御することにより、前記データ処理・記憶要素の付
勢を制御するマイクロコンピュータ。 - 【請求項2】前記制御可能要素はパルス幅変調制御回路
を備える請求項1記載のマイクロコンピュータ。 - 【請求項3】前記信号発生回路は、コンパレータと、こ
のコンパレータに低電圧直流基準信号を供給する第1の
信号回路と、前記コンパレータに第1の電圧と第2の電
圧の間で変化する低電圧イネーブル・ディスエーブル信
号を制御可能に供給する制御可能な第2の信号回路とを
備え、前記コンパレータは、前記基準信号および前記第
1の電圧を有する前記イネーブル・ディスエーブル信号
を供給されたとき、前記制御可能要素に前記低電圧直流
電気信号を送出する請求項1記載のマイクロコンピュー
タ。 - 【請求項4】前記第1の信号回路は、前記基準信号に対
して予め選択された電圧レベルを確立する分圧器を備え
る請求項3記載のマイクロコンピュータ。 - 【請求項5】前記第2の信号回路は、前記イネーブル・
ディスエーブル信号に対し予め選択された電圧レベルお
よび電流ドレインを確立する分圧器を備える請求項3記
載のマイクロコンピュータ。 - 【請求項6】前記第2の信号回路は、前記イネーブル・
ディスエーブル信号に対し第1および第2の電圧の間で
選択し、これにより前記データ処理・記憶要素に供給さ
れる電力を制御する手動スイッチを備える請求項5記載
のマイクロコンピュータ。 - 【請求項7】前記第2の信号回路は、イネーブル・ディ
スエーブル信号に対し第1および第2電圧の間で選択し
、これにより前記データ処理・記憶要素に供給される電
力を制御するコンピュータ論理動作スイッチを備える請
求項5記載のマイクロコンピュータ。 - 【請求項8】ディジタルデータを処理および記憶する電
気的に付勢されるデータ処理・記憶要素と、交流主電源
に接続されると共に直流電力を前記データ処理・記憶要
素に供給してそれらの動作をイネーブルするパルス幅変
調スイッチング電源とを備え、前記パルス幅変調スイッ
チング電源は、低電圧直流電気信号の有無に応答して、
前記データ処理・記憶要素に対する電力の供給をイネー
ブルおよびディスエーブルする制御可能パルス幅変調器
と、前記制御可能パルス幅変調器および交流主電源に接
続されて、前記交流主電源から低電圧直流信号を制御可
能に導出して前記制御可能パルス幅変調器に送出する信
号発生回路とを有し、前記信号発生回路は、コンパレー
タと、このコンパレータに低電圧直流基準信号を供給す
る第1の信号回路と、前記コンパレータに第1の電圧と
第2の電圧の間で変化する低電圧イネーブル・ディスエ
ーブル信号を制御可能に供給する制御可能な第2の信号
回路とを備え、前記コンパレータは、前記第1の電圧を
有する前記イネーブル・ディスエーブル信号および前記
基準信号を供給されたとき、前記制御可能パルス幅変調
器に前記低電圧直流電気信号を送出し、前記信号発生回
路から前記制御可能パルス幅変調器への前記低電圧直流
信号の供給を制御することにより、前記データ処理・記
憶要素の付勢を制御するマイクロコンピュータ。 - 【請求項9】前記第2の信号回路は、前記イネーブル・
ディスエーブル信号に対し予め選択された電圧レベルお
よび電流ドレインを確立する分圧器と、イネーブル・デ
ィスエーブル信号に対し第1および第2の電圧の間で選
択し、これにより前記データ処理・記憶要素に供給され
る電力を制御する手動スイッチとを備える請求項8記載
のマイクロコンピュータ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US536751 | 1990-06-14 | ||
US07/536,751 US5008829A (en) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | Personal computer power supply |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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