JPH04311230A

JPH04311230A - Ｃｐｕアイドル状態検出装置

Info

Publication number: JPH04311230A
Application number: JP3077522A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Makino; 俊彦牧野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-04-10
Filing date: 1991-04-10
Publication date: 1992-11-04

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａ
ｌ　　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　　Ｕｎｉｔ、中央処理装
置）の動作状態を検出する技術に係わり、特に、アプリ
ケーションプログラムに依存せずにＣＰＵのアイドル状
態を検出して、ＣＰＵの動作を効率良く制御し、コンピ
ュータシステムの性能を向上させるのに好適なＣＰＵア
イドル状態検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電池駆動型のコンピュータシステ
ムでは、電池での動作時間を伸ばすために、電池の消費
を低減する技術が開発されている。例えば、電池駆動型
のパーソナルコンピュータは、様々なユニットに分かれ
ているために、動作状態により、使用されていないユニ
ットの電源を切断したり、クロックの供給を止めたりす
る方法が用いられている。しかし、このような方法では
、ＣＰＵや、メモリなどの常時動作している部分の消費
電力を低減させることはできない。

【０００３】このような問題に対応して、ＣＰＵの消費
電力が、動作クロック周波数に比例することを利用して
、動作クロック周波数を下げることにより、消費電力を
低減させる方法が考えられている。例えば、セイコーエ
プソン（株）発行のカタログ「ＰＡＣＫＡＧＥ　　ＰＣ
　　ＯＮＥ」に記載のように、スイッチ操作により、Ｃ
ＰＵの動作クロックを、１０ＭＨｚから６ＭＨｚに切替
るものがある。ＣＰＵの消費電力は、他のユニットに比
べて大きく、ＣＰＵの動作クロック周波数を下げて、消
費電力を低減させる方法は、効果が大きい。しかし、こ
の動作クロック周波数を下げるタイミングが問題となる
。すなわち、ＣＰＵが動作している時に、動作クロック周
波数を下げると、ＣＰＵの性能を低下させることになる
。そこで、ＣＰＵの動作周波数が下がってもコンピュー
タシステムの性能が低下しない時だけ、動作クロック周
波数を下げることが有効である。例えば、入力装置から
のキー入力待ちなど、入出力デバイスの事象の変化待ち
状態の時などは、ＣＰＵは実行中止中の状態、すなわち
、アイドル状態であり、動作クロック周波数を下げても
、コンピュータシステムの性能に影響しない。

【０００４】ＣＰＵのアイドル状態を検知する従来技術
の一つに、アプリケーションプログラム（以下、アプリ
ケーションと記載）の作成時に、作成者が判断して、ア
プリケーションで検出させる方法がある。しかし、この
場合、作成者の負担となるため、開発工数が増大する。また、アプリケーションによっては、消費電力の低減が
期待できない。さらに、このようなアプリケーションは
、機種に依存したものであり、他の機種とアプリケーシ
ョンとの互換性がなくなる。その他の方法として、図４
に示すＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ　　Ｉ／Ｏ　　Ｓｕｂｓｙ
ｓｔｅｍ、基本入出力サブシステム）と呼ばれ、周辺機
器などのハードウェアとのインタフェースをとる機能に
より、ＣＰＵのアイドル状態を検知する方法がある。

【０００５】図４は、ＣＰＵを用いたコンピュータシス
テムにおけるソフトウェア構成を示す説明図である。コ
ンピュータシステムを構成する、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂ
ｌｅ　　Ｄｉｓｋ　　Ｄｒｉｖｅ　　Ｕｎｉｔ、フロッ
ピディスク装置）や、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　　Ｒａ
ｙ　　Ｔｕｂｅ、陰極管装置）、および、キーボードな
どのハードウェア４１を動作させるＢＩＯＳ４２があり
、その上位にＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　　Ｓｙｓｔｅ
ｍ、オペレーティングシステム）４３があり、さらに、
その上に、アプリケーション４４がある。このＢＩＯＳ
４２は、機種により固定であるため、どのようなアプリ
ケーション４４を使用しても、ＣＰＵのアイドル状態の
検知が可能である。しかし、ＢＩＯＳ４２に、ＣＰＵの
アイドル状態の検知機能を盛り込むことにより、ソフト
ウェアの性能低下が起こり、ひいては、コンピュータシ
ステムの性能を低下させてしまう。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来のＣＰＵのアイドル状態の検出方法では、コ
ンピュータシステムの性能を維持したままで、ソフトウ
ェアに依存せずに検出処理を行なうことができない点で
ある。本発明の目的は、ＣＰＵのアイドル状態の検知を
ハードウェアにより行なうことにより、これら従来技術
の課題を解決し、ＣＰＵの動作を効率良く制御して、コ
ンピュータシステムの性能の向上を可能とするＣＰＵア
イドル状態検出装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明のＣＰＵアイドル状態検出装置は、（１）操作
者からのキー入力データ待ちを含む事象の変化待ちで、
実行中止中の状態であるＣＰＵのアイドル状態を検出す
るＣＰＵアイドル状態検出装置であり、ＣＰＵがメモリ
から読みだした、ＣＰＵをアイドル状態とする任意のア
イドル用命令の、予め任意に定めた時間内に発生した回
数を計測するアイドル用命令計測回路を設け、このアイ
ドル用命令計測回路による計測結果に基づき、ＣＰＵの
アイドル状態を検出することを特徴とする。また、（２
）上記（１）に記載のＣＰＵアイドル状態検出装置にお
いて、ＣＰＵからのステータス信号に基づき、ＣＰＵの
メモリからの命令の読みだしを検知し、かつ、ＣＰＵが
読み出した命令が、アイドル用命令か、もしくは、ＣＰ
Ｕが処理を実行する動作用命令のいずれであるかを解読
する命令解読回路と、この命令解読回路の解読で得たア
イドル用命令に基づき、カウントアップ信号を送出する
アイドル用命令制御回路と、このアイドル用命令制御回
路からのカウントアップ信号により、アイドル用命令の
発生回数を計測するカウンタ、および、このカウンタの
最初の計測時に時間の計測を開始し、かつ、予め任意に
定めた時間になるとカウンタを初期化するタイマからな
るアイドル用命令計測回路と、カウンタの計測結果が、
予め任意に定めたカウンタ値になれば、ＣＰＵがアイド
ル状態であることを示すアイドル状態通知信号を送出す
るカウンタ値比較回路と、命令解読回路の解読で得た動
作用命令に基づき、カウンタとタイマを初期化する動作
用命令制御回路とを設けたことを特徴とする。また、（
３）上記（２）に記載のＣＰＵアイドル状態検出装置に
おいて、カウンタ値比較回路は、カウンタが、タイマも
しくは動作用命令制御回路で初期化されるまで、アイド
ル状態通知信号の送出を継続することを特徴とする。ま
た、（４）上記（２）もしくは（３）のいずれかに記載
のＣＰＵアイドル状態検出装置において、ＣＰＵの動作
を制御するＣＰＵ制御回路を設け、このＣＰＵ制御回路
によるＣＰＵの制御を起動するアイドル状態通知信号を
送出することを特徴とする。また、（５）上記（２）か
ら（４）のいずれかに記載のＣＰＵアイドル状態検出装
置において、ＣＰＵの動作クロックの周波数を変更する
クロック制御回路を設け、このクロック制御回路の動作
を起動するアイドル状態通知信号を送出することを特徴
とする。そして、（６）上記（２）から（５）のいずれ
かに記載のＣＰＵアイドル状態検出装置において、ＣＰ
Ｕへの割込み動作を制御する割込み制御回路を設け、こ
の割込み制御回路によるＣＰＵへの割込み制御を起動す
るアイドル状態通知信号を送出することを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明においては、ハードウェアを用い、ＣＰ
Ｕのアイドル状態を、アイドル用命令の発生頻度に基づ
き検出する。すなわち、命令解読回路で、ＣＰＵが読み
出した命令が、ＣＰＵをアイドル状態とするアイドル用
命令であることを解読して、カウンタで、この命令を読
みだした回数を計測する。タイマは、このカウンタの最
初の計測時に時間の計測を開始し、かつ、ある一定時間
になるとカウンタを初期化する。カウンタ値比較回路は
、カウンタの値が、タイマで計測する一定の時間内で、
ある設定値となった時に、ＣＰＵのアイドル状態通知信
号を送出する。このようにして送出したアイドル状態通
知信号により、ＣＰＵを有するシステムは、ＣＰＵのア
イドル状態を検出し、動作クロックのダウンやストップ
、または、消費電力低減回路の起動、さらには、ＣＰＵ
への割込み動作を、効率良く行なうことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明を施したＣＰＵアイドル状態
検出装置の構成の一実施例を示すブロック図である。本
実施例のＣＰＵアイドル状態検出装置３は、ＣＰＵ１の
メモリ２から読みだした命令に基づき、ＣＰＵ１のアイ
ドル状態を検出するものであり、ＣＰＵ１がメモリ２か
ら読みだした命令が、後述のアイドル用命令か、動作用
命令かを解読する命令解読回路４、この命令解読回路４
で解読したアイドル用命令に基づき、後述のカウンタに
、カウントアップ信号を送出して起動をかけるアイドル
用命令制御回路５、このアイドル用命令制御回路５から
のカウントアップ信号に基づき、アイドル用の命令が読
み込まれた回数を計測するカウンタ６、このカウンタ６
の計測時間を監視するタイマ７、カウンタ６がある一定
回数に達すると、ＣＰＵ１がアイドル状態であることを
示すアイドル状態通知信号を送出するカウンタ値比較回
路８、そして、命令解読回路４で解読した動作用命令に
基づき、カウンタ６とタイマ７に、クリア信号あを送出
して初期化する動作用命令制御回路９により構成されて
いる。尚、カウンタ６とタイマ７で、本発明のアイドル
用命令計測回路を構成する。

【００１０】ここで、アイドル用命令と動作用命令に関
しての説明を行なう。コンピュータシステム内では、入
出力装置が設けてあり、通常、ほとんどのアプリケーシ
ョンでは、ある処理が終了すると、次の処理に移動する
時に、ユーザからの指示を待ち、入力待ちの状態となる
。この入力待ちの時は、ＣＰＵ１は、待ち状態で、仕事
をしていないアイドル状態である。この入力待ちの状態
を発生させる命令がアイドル用命令である。例えば、ア
プリケーションは、キー入力検出を行なう時は、ＢＩＯ
Ｓに対して、「ＩＮＴ１６」の命令を出す。アプリケー
ションは、直接ハードウェアを操作できないため、ＢＩ
ＯＳに対して、キー入力の有無を検知してもらい、キー
入力があった時は、そのキーで入力されたデータを、ま
た、キー入力がない時は、キー入力がないことを、ＢＩ
ＯＳから知らせてもらう。このような場合、「ＩＮＴ１
６」がアイドル用命令となる。一方、入出力装置のうち
、例えば、フロッピディスクへのアクセス時は、ＣＰＵ
１は、読み取り動作を行なうために仕事を行なう。この
ように、ＣＰＵが仕事を行なう必要のある命令が動作用
命令となる。

【００１１】以下、このようなアイドル用命令および動
作用命令に対応した、本実施例のＣＰＵアイドル状態検
出装置３によるＣＰＵ１のアイドル状態の検出動作を説
明する。まず、命令解読回路４は、ＣＰＵ１とメモリ２
との間でやり取りされるデータと、ＣＰＵ１からのステ
ータス信号から、ＣＰＵ１のメモリ２からの命令の読み
だしを検知して、かつ、その命令を解読する。そして、
その結果を、アイドル用命令制御回路５、もしくは、動
作用命令制御回路９に送出する。命令解読回路４の解読
の結果、ＣＰＵ１のメモリ２から読みだした命令がアイ
ドル用命令であれば、アイドル用命令制御回路５が、カ
ウンタ６にカウントアップ信号を送出する。また、命令
が動作用命令であれば、動作用命令制御回路９が、カウ
ンタ６とタイマ７にクリア信号を出す。カウンタ６は、
アイドル用命令制御回路５からのカウントアップ信号に
より、カウンタ値をアップしていくが、カウントを開始
する時、すなわち、カウント値が、「０」から「１」に
なった時に、タイマ７にタイマスタート信号を出す。カ
ウンタ値比較回路９は、カウンタ６のカウンタ値が、予
め設定された値「ｎ」になっているか否かを比較する。そして、「ｎ」になっている時に、カウンタ値比較回路
９は、アイドル状態通知信号を発生する。タイマ７は、
カウンタ６からのタイマスタート信号で、時間（タイマ
値）の計測を開始して、タイマ値が予め設定された値「
ｔ」になると、カウンタ６に、タイムアウト信号を出す
。カウンタ６は、このタイムアウト信号を受けると、カ
ウンタをクリアして初期化する。このタイマ７を用いた
処理により、正しいアイドル状態の検出を行なうことが
できる。すなわち、カウンタ６をいつまでも動作させて
いると、いつかは、カウンタ値が「ｎ」となり、誤った
アイドル状態の検出を行なってしまうが、タイマ７で計
測する一定時間内のみのアイドル用命令をカウントする
ことにより、このような問題を避けることができる。

【００１２】このようにして、本実施例のＣＰＵアイド
ル状態検出装置３によれば、アイドル状態の検出を、ハ
ードウェアにより行ない、どのようなアプリケーション
においても、アイドル状態の検出を確実に行なうことが
できる。また、ソフトウェアへの処理の追加を必要とせ
ず、コンピュータシステムの性能の低下を避けることが
できる。そして、カウンタ値比較回路９で発生したアイ
ドル状態通知信号を用いて、コンピュータシステムは、
ＣＰＵ１のアイドル状態を認識して、ＣＰＵ１の動作ク
ロック周波数のダウンやストップ制御を行なったり、ま
たは、消費電力低減回路の起動、さらには、ＣＰＵ１へ
の割込み発生で、別動作を行なわせるなどの制御を行な
うことができる。

【００１３】次に、ＣＰＵアイドル状態検出装置３を設
けたコンピュータシステムの動作を、図２を用いて説明
する。尚、ここでは、アイドル用命令をキー入力検出と
する。図２は、図１におけるＣＰＵアイドル状態検出装
置を設けたコンピュータシステムの処理動作の一実施例
を示すフローチャートである。図２（ａ）は、特に、キ
ー入力の有無を判定して分岐する処理である。キー入力
が有れば（ステップ２０１）、通常通り、入力したデー
タを取り込み（ステップ２０２）、処理を行ない（ステ
ップ２０３）、終了する（ステップ２０４）。一方、ス
テップ２０１において、キー入力がない時は、図中の２
１で示すループとなり、このループが、アイドル状態と
なる。この図２（ａ）で示した場合は、キー入力検出の
命令だけで、アイドル状態といえる。ところが、図２（
ｂ）の場合では、キー入力検出の命令だけでは、アイド
ル状態とは判断できない。すなわち、処理を実行中（ス
テップ２０５）でも、途中でキー入力検出を行ない（ス
テップ２０６）、キー入力が有った時は、中断などの別
処理を行ない（ステップ２０７、２０８）、キー入力が
ない時は、処理を続行する（ステップ２０９）。このよ
うな処理動作の時は、キー入力検出命令だけでは、アイ
ドル状態とはいえない。このため、本実施例では、図１
のタイマ７を用いて、アイドル用命令が、連続して、一
定時間内に一定回数発生すると、アイドル状態として検
出するようにする。

【００１４】図３は、図１におけるＣＰＵアイドル状態
検出装置の本発明に係わる処理動作の一実施例を示すフ
ローチャートである。図１のＣＰＵ１のアイドル状態を
検出する処理である。図１におけるＣＰＵ１のメモリ２
からの読みだし命令を、図１の命令解読回路４により、
アイドル用命令か、または、動作用命令かに解読する（
ステップ３０１）。ここで、アイドル用命令と解読した
時は、図１のアイドル用命令制御回路から、カウントア
ップ信号を図１のカウンタ６に送出し、カウントアップ
する（ステップ３０２）。そして、図１のカウンタ６の
カウンタ値「Ｎ」のチェックを行なう（ステップ３０３
）。カウンタ値が「Ｎ＝１」であり、最初のアイドル用
命令であれば、図１のタイマ７をスタートして（ステッ
プ３０４）、このタイマ７による時間の計測値（タイマ
値）に基づく処理を行なう。すなわち、タイマ値が、予
め設定された値「ｔ」になっていると（ステップ３０５
）、図１のカウンタ６をクリア（初期化）し（ステップ
３０６）。そして、図１のタイマ７をクリアする（ステ
ップ３０７）。この図１のタイマ７を用いた処理により
、正しいアイドル状態の検出を行なうことができる。すなわち、図１のカウンタ６をいつまでも動作させてい
ると、図２（ｂ）で示したような処理フローでも、いつ
かは、カウンタ値が「ｎ」となり、誤ったアイドル状態
の検出を行なってしまうが、一定時間「ｔ」内のみのア
イドル用命令をカウントすることにより、このような問
題を避けることができる。

【００１５】ステップ３０３において、図１のカウンタ
６のカウンタ値が「Ｎ＞１」の時、すなわち、アイドル
用命令のカウントがすでに進められている時、あるいは
、ステップ３０４のタイマスタート後に、図１のカウン
タ値比較回路８で、図１のカウンタ６のカウント値「Ｎ
」が、予め設定した値「ｎ」になっているか否かを判定
する（ステップ３０８）。「Ｎ≠ｎ」であれば、ステッ
プ３０１に戻り、次の命令を待つ。また、カウント値「
Ｎ＝ｎ」になれば、図１のＣＰＵ１がアイドル状態であ
る判断して、図１のカウンタ値比較回路８で、アイドル
状態通知信号を発生する（ステップ３０９）。尚、ステ
ップ３０１で、動作用命令と判定した時は、無条件で、
図１のカウンタ６とタイマ７をクリアする（ステップ３
１０、３１１）。このようにして、アイドル状態の検出
を、正確に行なう。

【００１６】以上、図１から図３を用いて説明したよう
に、本実施例のＣＰＵアイドル状態検出装置によれば、
ＣＰＵのアイドル状態を、ハードウェアにより検出する
。このことにより、どのようなアプリケーションにおい
ても、アイドル状態の検出を確実に行なうことができる
。また、ソフトウェアへの処理の追加がないために、シ
ステムの性能の低下を防ぐことができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、キー入力待ちなどにお
けるＣＰＵのアイドル状態を、ソフトウェアに依存せず
、ハードウェアで検出することにより、ＣＰＵの動作を
効率良く制御して、コンピュータシステムの性能を向上
させることが可能である。

【００１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を施したＣＰＵアイドル状態検出装置の
構成の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１におけるＣＰＵアイドル状態検出装置を設
けたコンピュータシステムの処理動作の一実施例を示す
フローチャートである。

【図３】図１におけるＣＰＵアイドル状態検出装置の本
発明に係わる処理動作の一実施例を示すフローチャート
である。

【図４】ＣＰＵを用いたコンピュータシステムにおける
ソフトウェア構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　ＣＰＵ２　　メモリ３　　ＣＰＵアイドル状態検出装置４　　命令解読回路５　　アイドル用命令制御回路６　　カウンタ７　　タイマ８　　カウンタ値比較回路９　　動作用命令制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　操作者からのキー入力データ待ちを含
む事象の変化待ちで、実行中止中の状態であるＣＰＵの
アイドル状態を検出するＣＰＵアイドル状態検出装置で
あり、上記ＣＰＵがメモリから読みだした、上記ＣＰＵ
をアイドル状態とする任意のアイドル用命令の、予め任
意に定めた時間内に発生した回数を計測するアイドル用
命令計測手段を設け、該アイドル用命令計測手段による
計測結果に基づき、上記ＣＰＵのアイドル状態を検出す
ることを特徴とするＣＰＵアイドル状態検出装置。
【請求項２】　　請求項１に記載のＣＰＵアイドル状態
検出装置において、上記ＣＰＵからのステータス信号に
基づき、該ＣＰＵの上記メモリからの命令の読みだしを
検知し、かつ、該ＣＰＵが読み出した命令が、上記アイ
ドル用命令か、もしくは、上記ＣＰＵが処理を実行する
動作用命令のいずれであるかを解読する命令解読手段と
、該命令解読手段の解読で得た上記アイドル用命令に基
づき、カウントアップ信号を送出するアイドル用命令制
御手段と、該アイドル用命令制御手段からのカウントア
ップ信号により、上記アイドル用命令の発生回数を計測
するカウンタ、および、該カウンタの最初の計測時に時
間の計測を開始し、かつ、予め任意に定めた時間になる
と上記カウンタを初期化するタイマからなる上記アイド
ル用命令計測手段と、上記カウンタの計測結果が、予め
任意に定めたカウンタ値になれば、上記ＣＰＵがアイド
ル状態であることを示すアイドル状態通知信号を送出す
るカウンタ値比較手段と、上記命令解読手段の解読で得
た上記動作用命令に基づき、上記カウンタとタイマを初
期化する動作用命令制御手段とを設けたことを特徴とす
るＣＰＵアイドル状態検出装置。
【請求項３】　　請求項２に記載のＣＰＵアイドル状態
検出装置において、上記カウンタ値比較手段は、上記カ
ウンタが、上記タイマ、もしくは、上記動作用命令制御
手段で初期化されるまで、上記アイドル状態通知信号の
送出を継続することを特徴とするＣＰＵアイドル状態検
出装置。
【請求項４】　　請求項２もしくは請求項３のいずれか
に記載のＣＰＵアイドル状態検出装置において、上記Ｃ
ＰＵの動作を制御するＣＰＵ制御手段を設け、該ＣＰＵ
制御手段による上記ＣＰＵの制御を起動する上記アイド
ル状態通知信号を送出することを特徴とするＣＰＵアイ
ドル状態検出装置。
【請求項５】　　請求項２から請求項４のいずれかに記
載のＣＰＵアイドル状態検出装置において、上記ＣＰＵ
の動作クロックの周波数を変更するクロック制御手段を
設け、該クロック制御手段の動作を起動する上記アイド
ル状態通知信号を送出することを特徴とするＣＰＵアイ
ドル状態検出装置。
【請求項６】　　請求項２から請求項５のいずれかに記
載のＣＰＵアイドル状態検出装置において、上記ＣＰＵ
への割込み動作を制御する割込み制御手段を設け、該割
込み制御手段による上記ＣＰＵへの割込み制御を起動す
る上記アイドル状態通知信号を送出することを特徴とす
るＣＰＵアイドル状態検出装置。