JPH0612150A

JPH0612150A - コンピュータ・システム

Info

Publication number: JPH0612150A
Application number: JP5054311A
Authority: JP
Inventors: Leo A Gladstein; リーオ・アルバート・グラッドステイン; Christopher D Jones; クリストファー・デーン・ジョーンズ; Kyriakos Leontiades; キリアコス・レオンティアデス; Paritosh D Patel; パリトッシュ・ディヌバーイ・パテル; Paul W Petroskey; ポール・ウィリアム・ペトロスキー
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1993-03-15
Publication date: 1994-01-21
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: EP0566264B1; CA2090707A1; DE69325411D1; DE69325411T2; KR960003069B1; KR930022182A; US5341503A; CA2090707C; JP2708344B2; EP0566264A1

Abstract

(57)【要約】【目的】バッテリの充電量を正確に測定し、バッテリ
・ゲージを維持する方法を改良すること。【構成】ディジタイザ・タブレット・コンピュータ
は、サービス・プロセッサ２４に接続された主プロセッ
サ２２を有し、サービス・プロセッサ２４は、ディジタ
イザ制御装置２６および電源サブシステム・マイクロコ
ントローラ２８に接続されている。サービス・プロセッ
サ２４は、バッテリに残っている電力の量と、現在の電
力消費率で電力が切れるまでの残り時間とを内容とす
る、バッテリ・ゲージを備えている。ゲージにおける残
り電力量は、消費された電力、付加された電力、および
非導通期間中に失われた電力の追跡によって求める。電
圧対時間放電曲線の２次導関数を使って、コンピュータ
が動作可能な残り時間を正確に見積もるための基準点を
求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、携帯型バッテリ作動式
コンピュータの分野に関する。さらに詳細に言うと、本
発明は、バッテリの充電量を正確に測定し、バッテリ・
ゲージを維持することにより、バッテリが切れそうにな
るまでコンピュータを操作し、かつバッテリが完全に切
れる前にデータをセーブするための情報をユーザに提供
する方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明は、以下の出願に関連を有する。

【０００３】（１）１９９１年１０月１８日出願の米国
意匠出願第７７９４８６号、"PEN BASED COMPUTER"

【０００４】（２）米国特許出願第８７０１２４号、"A
SYSTEM FOR DISTRIBUTED POWER MANAGEMENT IN PORTAB
LE COMPUTERS"

【０００５】（３）米国特許出願第８６９２７８号、"S
YSTEM TO SERVICE PROCESSOR INTERFACE FOR A TABLET
COMPUTER"

【０００６】（４）米国特許出願第８６９４１１号、"B
ATTERY MONITOR AND CELL REVERSALPROTECTION CIRCUI
T"

【０００７】一次電源として二次電池すなわち再充電可
能なバッテリを使用し、ユーザが様々な場所に持ち運ぶ
とともに様々なトランザクションを行うことができる、
ディジタイザ・タブレット・コンピュータが設計されて
いる。したがって、このような設計の主要な目的の１つ
は、上記の関連出願（２）で開示された電源管理技術を
使用し、バッテリの電力状態を正確に測定して、バッテ
リが完全に切れるまでどのくらい時間が残っているかを
ユーザに正確に示すことにより、バッテリの有効寿命を
できるだけ引き延ばすことであった。そのような情報の
表示が可能になれば、ユーザは、重大な現行データをセ
ーブできるのみならず、バッテリが完全に切れ、再充電
または交換が必要になるまで、できるだけ長くコンピュ
ータを使用することができる。

【０００８】従来の技術には、さまざまな種類の装置に
使用される再充電可能バッテリの充電量を追跡する装置
の例が多数ある。米国特許第４７２４５２８号では、単
一のマイクロプロセッサでバッテリを監視し、新規の充
電量とすでに消費済みの放電量を共に累計する、"BATTE
RY CHARGE MONITOR IN A COMPUTER SYSTEM"が開示され
ている。このシステムは、分散処理を実行せず、特にデ
ィジタイザ・タブレット・コンピュータを使用しない、
比較的単純で低性能のシステムである。

【０００９】米国特許第４９６５７３８号では、ＣＰＵ
およびメモリを備えた、バッテリの充電状態を監視する
ためのパック電子回路に、複数の再充電可能セルからな
るバッテリ・パックが組み込まれている。この特許で
は、バッテリ・パラメータが記憶され、充電電流および
放電電流の測定により、充電量および放電量が追跡され
る。

【００１０】米国特許第５０４７９６１号では、非常用
予備バッテリと共に使用する"AUTOMATIC BATTERY MONIT
ORING SYSTEM"が開示されている。このモニタは、バッ
テリの状態を追跡し、それを毎日プリントアウトする。
このシステムも、ＣＰＵおよびメモリと、ＬＣＤディス
プレイを備えている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のいずれ
の特許も、以下に詳述する本発明の方式、すなわちサー
ビス・プロセッサが電源サブシステム・マイクロコント
ローラの動作を制御して、再充電可能なバッテリを監視
し充電する、高性能分散処理システムを備えたバッテリ
作動式ディジタイザ・タブレット・コンピュータを開示
していない。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の態様の１つによ
れば、ディジタイザ・タブレットは、ペンまたはスタイ
ラスを使って磁界を発生させ、その磁界をディジタイザ
で検知して、ペンの位置を表す信号を生成する。スタイ
ラスは、手書き入力を含む情報をコンピュータに入力す
るための一次入力装置として使用される。手書き入力の
分析には高精度ディジタイザが必要であるが、このよう
なディジタイザは、複数の座標データを生成するので、
信号処理負荷が重くなる。この負荷に応じるため、コン
ピュータは分散処理を実施し、ディジタイザ情報の初期
処理が主プロセッサからサービス・プロセッサに委ねら
れる。サービス・プロセッサは、電源サブシステムを制
御し、バッテリ・ゲージとして機能するためにも使用さ
れる。

【００１３】本発明の別の態様によれば、コンピュータ
がオンのときバッテリ状態が繰り返し測定され、最新の
情報が揮発性メモリに一時的に記憶される。コンピュー
タは、遮断されると制御シーケンスでパワー・ダウンさ
れ、最新のバッテリ状態が、コンピュータを再始動する
ときに使用できるように、非揮発性ＲＡＭに記憶され
る。バッテリに残っている充電量またはエネルギーは、
コンピュータがバッテリで動作する場合には消費された
電力と、コンピュータを外部電源に接続する場合には付
加された充電量と、それ以外に自己放電で失われた放電
量も追跡することによって求められる。

【００１４】別の態様によれば、本発明は、バッテリが
切れそうになると、コンピュータが、パワー・ダウンし
て非揮発性メモリに重大なデータをセーブするのに十分
な電荷だけを残して自動的に遮断されるまでの残り時間
がどれくらいかを正確に予測する。これを実行する一般
的な方法は、バッテリ電圧を時間の関数として測定する
ことである。バッテリが切れそうになると、バッテリ電
圧は可変の変化率で変化し、それから残り時間を求める
ための比較的正確な測定が得られる。時間に対する電圧
の２次導関数を使用すると、変曲点を観測して、バッテ
リの残り時間を正確に予測するための開始点を確立する
ことができる。

【００１５】ディジタイザ・タブレットはまた、ニッケ
ル・カドミウム（ニッカド）バッテリを電源として使用
するようにも設計されている。これは、この種のバッテ
リには周知の利点が多数あるからである。しかし、時間
とともにバッテリに付加または除去される充電量を保持
するためのチップがバッテリ内に組み込まれていない限
り、ニッカド・バッテリの充電量を見積もるのは非常に
難しい。ニッカド・バッテリ・ゲージに関する別の問題
は、コンピュータにバッテリを挿入する際、バッテリが
完全に充電されていることもそうでないこともあること
である。バッテリが部分的にしか充電されていない場
合、「完全充電」の表示が出てから、「無充電」の表示
が出てシステムが遮断されるまでの時間がきわめて短く
なり、あるいは警告が全く出ない。したがって、別の態
様によれば、本発明は、内蔵バッテリ・チップなしでの
バッテリ充電量の追跡と、初期使用時に部分的しか充電
されていないバッテリの使用に関する問題を解決する。
部分的に充電されたバッテリの場合、本発明のバッテリ
・ゲージは、バッテリ放電曲線の「屈曲部」に達した時
点で残り時間を正確に予測することができる。このおか
げで、ユーザは、最初に部分的に充電されたバッテリの
場合でも、システム電源が切れる前に適切な警告（１０
ないし２０分）が出ると信頼して、ディジタイザ・タブ
レットを操作することができる。

【００１６】本発明のさらに別の態様では、サービス・
プロセッサが、バッテリに残っている充電量の割合と、
コンピュータが遮断されバッテリが切れるまでの現在の
電力消費率での残り時間を示す情報を提供する、バッテ
リ・ゲージを維持する。主プロセッサ（ホスト）は、サ
ービス・プロセッサからそのような情報を読み取り、主
プロセッサで実行中のプログラムによって判定される形
でその情報をユーザに提供するように表示を制御する、
プログラムを実行する。

【００１７】

【実施例】以下の説明は、複数の節に分かれており、最
初の節がディジタイザ・タブレット・コンピュータにつ
いての概説、次の節がサービス・プロセッサについての
概説、最後の節がバッテリ・ゲージおよび電源サブシス
テムの制御動作についての詳細な説明である。

【００１８】ディジタイザ・タブレット・コンピュー
タ：図面を参照すると、まず図１には、コンピュータの
各種構成要素を収納するためのケーシング１２を備えた
ディジタイザ・タブレット・コンピュータ（ＤＴＣ）１
０が示されている。ディジタイザ・タブレット・コンピ
ュータ１０は、ユーザが容易に様々な場所に持ち運びで
きるようなサイズおよび重量になっている。ハウジング
またはケーシング１２は、上述の関連意匠出願（１）に
記載されているような外観をする。ディジタイザ・タブ
レット・コンピュータ１０は、バックライト付き液晶デ
ィスプレイ（ＬＣＤ）１６の下に取り付けられたディジ
タイザ１４と、ペンまたはスタイラス１８を備えてい
る。ディジタイザ１４と、ペンまたはスタイラス１８
は、コンピュータに情報を入力し、コンピュータから情
報を取り出すための一次入出力手段を形成している。デ
ィジタイザ・タブレット・コンピュータ１０は、他の入
出力装置と接続するのが好都合な場所で使用される接続
用手段も備えている。たとえば、オプションのキーボー
ド２０は、家庭や事務所では使用できるが、現場では使
用できない。ディジタイザ・タブレット・コンピュータ
１０は、ＳＣＳＩディスケット・ポート、並列ポート、
ＲＳ２３２シリアル・ポート、およびＲＪ１１コネクタ
付きデータ／ファクシミリ・モデムなどのシステム入出
力装置（図示せず）も備えることができる。

【００１９】ペンまたはスタイラス１８は、バッテリで
動作し、コードおよびインクが不要な一次入力装置であ
り、ＬＣＤの上部表面と接触するとスイッチを閉じる可
動先端を備えている（これらの要素は図示せず）。スタ
イラス１８は磁界を発生させ、この磁界がディジタイザ
１４によって検知され、ペンの位置を示すＸ、Ｙ座標を
表す信号に変換される。磁界は、スイッチが開くと弱く
なり、スイッチが閉じると強くなるので、ディジタイザ
は、「接近（proximity）」座標と「ペン接地（pen dow
n）」座標を区別できる。次に、ディジタイザ・タブレ
ット・コンピュータ１０が、以下で詳述するようにＬＣ
Ｄを動作させて、ペン位置に近い画素を活動化し、その
結果、ユーザは実際にペンで書いている感じを得る。こ
の入力モードのため、このシステムをペン・コンピュー
タと呼ぶこともある。ディジタイザ１４は、導電ループ
のグリッドを有する検知機構（図示せず）を備えてい
る。ループ電流はスタイラスの磁界によって励起され、
スタイラスの位置に応じて変化する。電流はアナログで
あり、ディジタイザ制御装置２６によってディジタル値
に変換され、分析される。ディジタイザ制御装置２６
は、ループ内での電流の分布に基づいてスタイラスの位
置を求める。ディジタイザ制御装置２６は、スタイラス
座標を、さらに処理し主プロセッサ２２に送るため、サ
ービス・プロセッサ内のルーチン１０４（後述）に送
る。

【００２０】ディジタイザ・タブレット・コンピュータ
１０は、以下に詳述するようにして各種の分散機能また
は操作を実行する、ホスト処理装置または主プロセッサ
２２、サービス・プロセッサ（ＳＰ）２４、ディジタイ
ザ制御装置２６、および電源サブシステム・マイクロコ
ントローラ（ＰＳＭ）２８から成る４つの異なるプログ
ラマブル・ディジタル・マイクロプロセッサまたはマイ
クロコントローラを備えている。処理装置２２、２４、
２６、２８は、それぞれ市販のモジュール、インテル
（Intel）８０３８６ＳＸマイクロプロセッサ、ナショ
ナル・セミコンダクタ（National Semiconductor）ＨＰ
Ｃ４６０６４高性能マイクロコントローラ、ＮＥＣ
７８Ｃ１０マイクロコントローラ、およびシグネティッ
クス（Signetics）８７Ｃ７５２マイクロコントローラ
で実施することが好ましい。

【００２１】主プロセッサ２２は、ローカル・バス３２
によって、主記憶装置３４、読取り専用メモリ（ＲＯ
Ｍ）３６、半導体メモリ・ファイル（ＳＳＦ）３８、お
よび非揮発性ランダム・アクセス・メモリ（ＮＶＲＡ
Ｍ）４０に接続されている。主記憶装置３４は、動的ラ
ンダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）として実施さ
れ、ペン・ベースのオペレーティング・システム（Ｏ
Ｓ）４２やアプリケーション・プログラム（ＡＰ）４４
などのプログラムが主プロセッサ２２によって実行され
ている間、それらのプログラムの揮発性記憶域となる。
オペレーティング・システム４２は、割込みハンドラ
（ＩＨ）４３を含んでいる。アプリケーション・プログ
ラム４４は、バッテリ・ゲージ情報を受け取って液晶デ
ィスプレイ１６上に表示する、バッテリ・ゲージ表示プ
ログラム（ＢＧＤＰ）４５を含んでいる。読取り専用メ
モリ３６は、電源オン自己試験（ＰＯＳＴ）プログラム
４６や基本入出力サービス（ＢＩＯＳ）４８などのプロ
グラムを永久的に格納している。半導体メモリ・ファイ
ル３８は、ハードディスクに比べて低い電力消費量で動
作し、通常ハード・ディスク上に格納されるタイプのフ
ァイル５０を格納する。たとえば、オペレーティング・
システム４２およびアプリケーション・プログラム４４
も、半導体メモリ・ファイル３８に格納され、主記憶装
置３４から実行するため、半導体メモリ・ファイル３８
から主記憶装置３４にロードされる。非揮発性ランダム
・アクセス・メモリ４０は、ＣＭＯＳ技術で実施でき、
リチウム・バッテリ（図示せず）を備えている。したが
って、バッテリ７４を取り出すか、あるいはバッテリ７
４が完全に放電した場合でも、非揮発性ランダム・アク
セス・メモリ４０に格納されたデータ５２は失われな
い。データ５２には、バッテリ・ゲージ・パラメータ
（ＢＧＰ）が含まれる。

【００２２】主プロセッサ２２はまた、割込み制御機構
５６を備えた市販の複数のサポート・チップ５４に接続
されている。割込み制御機構５６は、普通主プロセッサ
２２に送られる他の割込みを処理する（詳細は、本発明
と特に関係がない）が、以下に詳述するように、本発明
に関連する２つの割込みを受け取る。これらの割込みと
は、ＰＣＵＩＮＴおよびＬＯＷＢＡＴＴであり、サービ
ス・プロセッサ２４から割込み制御機構５６に送られ
る。ＰＣＵＩＮＴは、サービス・プロセッサ２４がオン
／オフ・ボタンの起動、高温条件、電源の変化（たとえ
ば、外部電源の追加や取外し）、充電障害やバッテリ故
障などを検出したときに生成される。ＬＯＷＢＡＴＴ
は、サービス・プロセッサ２４が低バッテリ状態を検出
したときに生成される。

【００２３】ローカル・バス３２は、バッファまたはバ
ス・インタフェース５８を介して、サービス・プロセッ
サ２４の入出力ポート６１に接続されたバス６０、ＶＧ
Ａグラフィクス・サポート６２、および電源制御レジス
タ（ＲＥＧＳ）６６に接続されている。上記のバスおよ
びバッファが主プロセッサ２２を上記の諸要素に接続し
ているので、主プロセッサ２２は、液晶ディスプレイ１
６の動作と、電源制御レジスタ６６の設定を介する電力
の分配とを制御し、サービス・プロセッサ２４をスレー
ブ装置として動作させる。ＶＧＡグラフィクス・サポー
ト６２は、線６４で液晶ディスプレイ１６に接続されて
いる。このようにしてスタイラス１８による「手書き入
力」を含めて、液晶ディスプレイ１６上に表示される各
種画面が、主プロセッサ２２によって制御される。

【００２４】電力分配システムは、電源スイッチ６８に
接続されその開閉を制御する、電源制御レジスタ６６を
備えている。電源スイッチ６８は、電源サブシステム
（ＰＳ）７２からバス７８を介して電力を受け取り、そ
の電力をパワー・プレーン７０に選択的に供給する。シ
ステムの各種の構成要素は、それぞれ異なるパワー・プ
レーン７０に接続されている。電源サブシステム７２
は、電源サブシステム・マイクロコントローラ（ＰＳ
Ｍ）２８と、再充電可能なニッケル／カドミウム・バッ
テリ７４を備えている。また、電源サブシステム７２
は、アダプタ（図示せず）を受けるコネクタ７６に接続
されている。このアダプタは、バッテリを充電しコンピ
ュータを作動させるため、外部電源からの直流電力を供
給する。アダプタをコネクタ７６に挿入し、外部電源に
接続すると、ディジタイザ・タブレット・コンピュータ
１０は外部電力によって作動し、必要に応じてバッテリ
７４が充電される。電源制御レジスタ６６がバス６０に
接続されアドレス可能なので、主プロセッサ２２は、ス
イッチ６８を制御しあるいはスイッチ６８をオン・オフ
するように選択的に電源制御レジスタ６６を設定し、電
源管理動作のためのパワー・アップとパワー・ダウンの
シーケンスを実行することができる。

【００２５】サービス・プロセッサ：サービス・プロセ
ッサ２４は、キーボード２０を任意選択でディジタイザ
・タブレット・コンピュータ１０に接続しサービス・プ
ロセッサ２４の制御下で作動させる、コネクタ８０に接
続されている。サービス・プロセッサ２４は、スピーカ
もしくはビーパ８２、オン／オフ・スイッチ８４、およ
びコントラスト／輝度増減スイッチ９７にも接続されて
いる。ビーパ８２は、サービス・プロセッサ２４の制御
下で作動し、バッテリ７４の充電量が低くなるとそれを
示す警告音を発する。オン／オフ・スイッチ８４は、ユ
ーザが操作し、ディジタイザ・タブレット・コンピュー
タ１０を選択的にオン／オフし、電源状態およびコンピ
ュータの状況に応じてさまざまな事象を発生させる手段
を提供する。ディジタイザ・タブレット・コンピュータ
１０には、正常電源状態、遊休（idle）電源状態、休眠
（sleep）電源状態、ゼロ電源状態の４つの電源状態が
ある。オン／オフ・スイッチ８４の動作は、ディジタイ
ザ・タブレット・コンピュータ１０のバッテリ動作時間
を引き延ばすためにディジタイザ・タブレット・コンピ
ュータ１０に組み込まれた、電源管理機構の一部であ
る。このような機構は、上述の関連出願（２）に詳しく
記載されており、クロック速度が変更でき、非活動状態
のときはシステム全体を休眠状態にして電力を節約し、
論理装置および入出力装置の各種セクションを非使用時
に電源オフ状態にできるように動作する。

【００２６】サービス・プロセッサ２４は、マイクロコ
ード９０を格納するための読取り専用メモリ８８と、マ
イクロコード・ルーチンがサービス・プロセッサ２４に
よって実行される間に生成され使用されるバッテリ・ゲ
ージ変数（ＢＧＶ）９３を含めた変数９４を格納するた
めのＲＡＭ９２とを備えている。また、サービス・プロ
セッサ２４には、ユーザが操作するコントラスト／輝度
増減スイッチ９７の制御下で液晶ディスプレイ１６の輝
度およびコントラストを制御するための、ポテンシオメ
ータ９６とスイッチ９７が接続されている。

【００２７】サービス・プロセッサ２４は、キーボード
２０、ディジタイザ１４、オン／オフ・スイッチ８４と
ポテンシオメータ９６とから成るシステム・ボタン、お
よび電源サブシステム７２を制御する。サービス・プロ
セッサ２４は、ディジタイザ１４および電源サブシステ
ム７２をサポートするがマウスはサポートしないように
修正された、標準のキーボード制御装置インタフェース
を介して、バス６０上で主プロセッサとインタフェース
接続されている。サービス・プロセッサ２４は、標準の
キーボード・インタフェースを介してキーボード２０と
相互接続し、割込み駆動式シリアル・インタフェースを
介してディジタイザ１４と相互接続し、キーボード・イ
ンタフェースに類似のポール・シリアル・インタフェー
スを介して電源サブシステム７２と相互接続している。
主プロセッサ２２は、キーボード・インタフェース、デ
ィジタイザ・インタフェース、および電源サブシステム
・インタフェースを管理するのに必要な入出力中心の処
理の大半を、サービス・プロセッサ２４に委ねる。サー
ビス・プロセッサ２４はまた、電源管理で主プロセッサ
を支援し、主プロセッサが休眠状態の間システムを監視
する。

【００２８】図２は、マイクロコード９０で定義される
サービス・プロセッサ・ルーチンと、バッテリ・ゲージ
の主論理を実施した関連ハードウェアを示している。ル
ーチンは一様な線幅の枠で示してあり、ハードウェアは
影付きの枠で示してある。このようなルーチンには、初
期設定／診断ルーチン１００、コマンド・インタープリ
タ／ＰＯＳＴルーチン１０２、ＵＡＲＴ割込み（ＩＮ
Ｔ）ハンドラ１０４、ならびに主ループ・ルーチン１０
６が含まれる。ここで、各種ルーチンの一般的動作につ
いて説明する。初期設定／診断ルーチン１００は、コン
ピュータが最初にゼロ電源状態からオンになるとき実行
される。このルーチンは、各種構成要素を初期設定し、
電源オン診断を実行する。このルーチンが首尾よく完了
すると、ディジタイザ・タブレット・コンピュータ１０
は正常電源状態に設定され、完全な動作が実行できる。
コマンド・インタプリンタ／ＰＯＳＴルーチン１０２
は、ホスト・コマンドを受け取って解釈し実行し、キー
ボードに送る必要があるホスト・データを処理し、サー
ビス・プロセッサ２４と主プロセッサ２２間でデータの
伝送または記入を行う。そのようなデータには、ＨＢＵ
ＦＦＥＲ１１２からのディジタイザ・データ、構成レジ
スタ１１３からの構成データ、レジスタ１２２からのレ
ジスタ・キーボード状態データ、および１２６からの電
源状態データが含まれる。

【００２９】ＵＡＲＴ割込みハンドラ１０４は、ディジ
タイザ制御装置２６から情報（Ｘ、Ｙ座標またはコマン
ド応答）を受け取り、ＵＢＵＦＦＥＲ１１４に格納し
て、後で主ループ・ルーチン１０６のディジタイザ・デ
ータの処理ルーチン１１６で処理できるようにする。主
ループ・ルーチン１０６は、背景処理を実行し、一連の
ルーチン１１６、１１８、１２０、１２４、１２８をル
ープする。ルーチン１１６は、ディジタイザ座標をフォ
ーマットしてフィルタし、その結果を、ホスト・コンピ
ュータに送るためにＨＢＵＦＦＥＲ１１２に格納してお
く。ルーチン１１８は、ディジタイザの状態に基づいて
各種ディジタイザ・コマンドを発行し、かつ主プロセッ
サ２２からのコマンドを発行する。ルーチン１２８は、
遊休モードの開始時および終了時に、状態間の切換えに
必要な状態遷移処理を実行する。ルーチン１２０は、キ
ーボード・ポーリング・ループであり、キーボード・イ
ンタフェース・クロック（図示せず）をモニタし、走査
コードとコマンド応答データとを含むキーボード・デー
タを受け取る。最後に、ルーチン１２４は、電力ポーリ
ング・ループであり、電力インタフェース機構クロック
（図示せず）をモニタし、以下に詳述する電力パケット
を含むデータなどの電源サブシステム・データをシリア
ル・リンクを介して受け取る。ルーチン１２４は、約４
分の１秒ごとに実行され、電源サブシステム・マイクロ
コントローラ２８で生成される電源クロックを使用して
データを転送またはクロック・インする。また、ルーチ
ン１２４は、バッテリ７４に残っているエネルギーの量
と、バッテリが切れるまでの残り時間とを示すバッテリ
・ゲージの一部として機能する。バッテリ・ゲージの動
作の詳細については後で説明する。

【００３０】サービス・プロセッサ２４は、以下の変数
およびフラグをＲＡＭ９２に格納する。すべての時間単
位は２秒である。したがって、時間変数の値が５の場合
は、１０秒を意味する。充電量（エネルギー）単位は、
別段の指定がないかぎり、ワット２秒（２ワット秒）で
ある。したがって、充電量変数の値が５の場合は、１０
ワット秒を意味する。

【００３１】"ｖ＿ａｖｇ" １０秒間のバッテリ電圧平
均値。直前の１０秒間の平均バッテリ電圧を表す。単位
は０．１１７Ｖである。したがって、値が１４５の場
合、１７Ｖを表す。この単位は、測定バッテリ電圧の分
解能に該当する。

【００３２】"ｓａｍｅ＿ｖ＿Ｔ"または"ｓｖｔ" この
カウンタは、バッテリ電圧が同じ値のままである時間を
カウントする。２秒ごとに増分され、ｖ＿ａｖｇが変化
すると０に初期設定される。バッテリ電圧の降下率を測
定し、放電曲線が屈曲部領域に達したときの残り時間を
計算するのに使用される。基本的に、サービス・プロセ
ッサから見た、時間対電圧の放電曲線は下り階段状にな
り、ｓｖｔは各ステップの幅、つまり電圧が同じステッ
プすなわち電圧レベルにとどまる時間を表す。バッテリ
電圧の現変化率は、（０．１１７）×２／ｓｖｔＶ／
秒である（２を掛けるのは、ｓｖｔが２秒単位だからで
ある）。

【００３３】"ｏｌｄ＿ｓｖｔ" 前の同一電圧ステップ
にある時間。単位は２秒である。電圧降下率の変化を計
算するのに使用される（時間に対する電圧の第２導関
数）。電圧降下率の変化と現降下率（ｓｖｔ）は、バッ
テリ放電曲線の屈曲部に達した後のバッテリの残り時間
を計算するのに使用される。この率の変化は、Ｒ＝ｓｖ
ｔ／ｏｌｄ＿ｓｖｔで表される。これは、電圧が現レベ
ルにとどまる時間の、電圧が前のレベルにとどまった時
間に対する比である。残り時間ＴＲは、複数［（ｓｖｔ
＊Ｒ＊＊１）＋（ｓｖｔ＊Ｒ＊＊２）＋．．．＋（ｓｖ
ｔ＊Ｒ＊＊ｎ）］の合計である。ここで、＊＊は累乗を
示し、ｎは現電圧Ｃｖとバッテリ警告電圧Ｗｖの間の電
圧ステップの数である（図３参照）。

【００３４】"ｍｉｎ＿ｓｖｔ＿ｌｏａｄ" 現ｓｖｔス
テップ中の最小負荷。

【００３５】"ｍａｘ＿ｓｖｔ＿ｌｏａｄ" 現ｓｖｔス
テップ中の最大負荷。

【００３６】"ｍａｘ＿ｓｖｔ" 現最大同一電圧時間。
これは、放電曲線の変曲点における勾配の測度である。
初期バッテリ充電量を示す。ｍａｘ＿ｓｖｔが６５より
小さい場合、サービス・プロセッサ２４は、電源サブシ
ステム・マイクロコントローラ２８から発行されたバッ
テリ警告を検出すると低バッテリ警告を発行する（ＰＳ
バッテリ警告）。

【００３７】"ｋｎｅｅ＿ｄｏｎｅフラグ" 少なくとも
１回「曲線の屈曲部」補正が行われた場合、１に設定さ
れる。

【００３８】"ｌ＿ａｖｇ" １０秒間のバッテリ負荷平
均値。直前の１０秒間の平均を表す。単位は０．１４８
Ｗである。したがって、値が８０の場合、１１．８Ｗを
表す。

【００３９】"ｗｃ" 警告充電量。これは、電源サブシ
ステムから第１のバッテリ警告が発行されたときバッテ
リに残っている充電量である。単位はワット分である。

【００４０】"ｓａｖｅ＿ｃｈａｒｇｅ" ホスト（主プ
ロセッサ）がシステム状態をセーブするのに必要な充電
量。単位はワット分である。これによって、サービス・
プロセッサ２４がＰＳバッテリ警告を受け取った後いつ
ホストに警告を発行するかが決まる。サービス・プロセ
ッサ２４は、ホスト警告の発行を遅延させて、バッテリ
の寿命を延ばす。

【００４１】"ｐｆ＿ｔｉｍｅ" 電力変動タイマ。直前
の電力変動が最近起こったものでない場合、値は０であ
る。サービス・プロセッサ２４は、大きな電力変動（ｌ
＿ａｖｇの６％を超える）を検知するたびに、このカウ
ンタを１分に初期設定し、カウント・ダウンを開始す
る。このカウンタが非０の間、残り時間の「曲線の屈曲
部」の見積りは行われない。なぜなら、この見積りは電
圧レベルに依存するが、電力変動がバッテリ電圧の降下
率を乱すからである。

【００４２】"ｆｃ１" 完全に充電されたバッテリの公
称完全充電量の割合。省略時の値は９４％である。公称
完全充電量は３８８８０×２ワット秒（２１．６Ｗ時に
相当する）である。

【００４３】"ｆｃ２" オプションのハーフ・バッテリ
の公称完全充電量の割合。省略時の値は４５％である。

【００４４】"ｃｃ" 未調整の消費済み放電量。調整す
るには"ｃｆ"を掛け、１００で割る。単位はワット２秒
（２ワット秒）である。

【００４５】"ａｃ" 付加された充電量。単位はワット
２秒である。

【００４６】"ｃｆ" 消費済み放電率。初期設定時に１
００になり、ホストで修正されないかぎり１００のまま
である。ホストは、この放電率と、ｆｃ１およびｆｃ２
とを修正することにより、古くなったバッテリ、または
以前より容量の大きいもしくは小さい新しいバッテリに
対するバッテリ・ゲージ９３の動作を調整できる。

【００４７】変数"ｆｃｌ"、"ａｃ"、および"ｃｃ"が、
主なバッテリ・ゲージ変数（ＢＧＶ）９３であり、それ
から所与の時にバッテリに残っている充電量が(fcl×38
880＋ac−cc)として計算できることに留意されたい。残
っている充電量の割合は、（残っている充電量×１００
／公称充電量）として計算できる。ここで、公称充電量
は３８８８０に等しい。

【００４８】主プロセッサ（ホスト）２２は、いくつか
のコマンドを使用して、バッテリ・ゲージ情報をユーザ
に表示するため、サービス・プロセッサから読み取り、
非揮発性ランダム・アクセス・メモリ４０にバッテリ・
ゲージ・パラメータ５３をセーブし、それから復元す
る。以下に、これらのコマンドについて説明する。バッ
テリ・ゲージ動作には、これらのコマンドのパラメータ
の一部だけを使用する。

【００４９】ｘＢ０００Ｒｅａｄｐｏｗｅｒ＿ｓｔ
ａｔｅ（電源状態読取り）"ｐｏｗｅｒ＿ｓｔａｔｅ"
は、サービス・プロセッサ２４がＰＣＵＩＮＴ割込みま
たはＬＯＷＢＡＴＴ割込みの理由を保持するための変数
であると共に、バッテリが存在するかどうかをシステム
に知らせるフラグでもある。サービス・プロセッサ２４
は、このコマンドを受け取ると、ホスト（ポートｘ６
０）にｐｏｗｅｒ＿ｓｔａｔｅを返し、ホストがＬＯＷ
ＢＡＴＴ割込み事象またはＰＣＵ割込み事象の理由を判
定できるようにする。ｐｏｗｅｒ＿ｓｔａｔｅの情報が
関係するのは、^ｎｏｂａｔｔｅｒｙ（バッテリな
し）^ビット以外は、ＰＣＵＩＮＴの後だけである。

【００５０】ｐｏｗｅｒ＿ｓｔａｔｅバイトでは、次の
とおり、複数の状態が報告できる。

【００５１】ビット０〜１バッテリ状態００−バッテリ正常、または外部電源が接続されてい
る。

【００５２】１０−低バッテリ警告（ビット０＝０、ビ
ット１＝１）。サービス・プロセッサ２４は、この値を
セットする前に、ホスト割込みを発生させるＬＯＷＢＡ
ＴＴ信号をアサートしておく。ｘＢ０００の発行によ
り、ホストは割込みの理由を判定できる。ＬＯＷＢＡＴ
Ｔがアサートされている間、ホストがＦＵＬＬＰＤＮを
アサートするまで、サービス・プロセッサ２４は一定速
度でスピーカのビープ音をオン／オフにする。ＦＵＬＬ
ＰＰＮがアサートされた時点でＬＯＷＢＡＴＴの発行は
停止し、サービス・プロセッサ２４は遊休状態になる。
サービス・プロセッサは、遊休状態になるまで、キーボ
ード・データ、ディジタイザ・データ、およびホスト・
コマンドを正常に処理し続ける。

【００５３】通常、システムは、低バッテリ警告を受け
取った後は、ユーザ入力を無視し、ただちにユーザのデ
ータを半導体メモリ・ファイル（ＳＳＦ）３８にセーブ
し、休眠状態（ＦＵＬＬＰＤＮ活動状態）に入る。サー
ビス・プロセッサ２４がビープ音を定期的に発する場合
は、この自動データ・セーブが実行されていることを示
すので、ユーザは（たとえば、完全に充電された予備品
と交換するために）バッテリを取り外そうとしてはなら
ない。ユーザは、このとき外部電源の接続を選択でき
る。接続された時点で、サービス・プロセッサはビープ
音を止める。このときオン／オフ・スイッチ８４を押し
てもビープ音が止まり、（電源ＬＥＤを除き）システム
がオフになるが、システムは半導体メモリ・ファイル３
８にユーザ・データをセーブし続ける。システムがＦＵ
ＬＬＰＤＮを活動化した後、サービス・プロセッサ２４
は、ビープ音を止め、遊休状態になる。

【００５４】０１−バッテリ不良またはバッテリ切れ
（ビット０＝１、ビット１＝０）。この値は、サービス
・プロセッサ２４が、バッテリ切れを検出した後にセッ
トする。これは、ユーザ・データをセーブする時間がた
ぶんないことをシステムに知らせる信号である。サービ
ス・プロセッサ２４は、低バッテリの場合と同様にスピ
ーカから定期的にビープ音を発する。数秒以内に外部電
源を接続しないかぎり、システム・マシン状態は失われ
る。

【００５５】サービス・プロセッサ２４は、次の３つの
場合に^ＤｅａｄＢａｔｔｅｒｙ（バッテリ切れ）^を
報告する。

【００５６】１：パワー・アップ時に、サービス・プロ
セッサ２４のバッテリ切れテストで、バッテリが切れそ
うであることが示された場合。

【００５７】２：正常動作中に、電源サブシステムが^
ＢａｔｔｅｒｙｎｏｔＯＫ（バッテリ不良）^を報
告した場合。

【００５８】３．正常動作中に、ユーザが外部電源を切
断し、かつサービス・プロセッサ２４が、バッテリが切
れそうであることを発見した場合。サービス・プロセッ
サ２４は、外部電源の切断を、バッテリ切れ検出時のパ
ワー・アップ（電源投入）とまったく同様に処理する。

【００５９】上記のすべての場合に、サービス・プロセ
ッサ２４はＬＯＷＢＡＴＴを発行し、これによってシス
テム割込みが発生する。

【００６０】１１−バッテリ切れテスト。サービス・プ
ロセッサ２４は、バッテリが切れていないかどうかのテ
スト中にこの値をセットする。これが発生するのは、パ
ワー・アップ時と、外部電源を取り外した直後である。
省略時のバッテリ・テスト時間は２０秒である。

【００６１】残りのビット２〜７は、本発明に関係のな
い目的に使用されるので、説明を簡単にするため省略す
る。

【００６２】ｘＢ００ＡＲｅａｄ％ｂａｔｔｅｒ
ｙｃｈａｒｇｅｌｅｆｔ（残っているバッテリ充電
量の割合の読取り）：サービス・プロセッサ２４は、こ
のコマンドを受け取ると、上述の計算式に従って、残っ
ているバッテリ充電量を計算する。次にサービス・プロ
セッサ２４は、主プロセッサ２２に、残っているバッテ
リ・エネルギーの割合を表すバイトを返す。ｘＦＦとい
う値は、サービス・プロセッサ２４が、新たに挿入され
たバッテリのバッテリ電圧からバッテリ充電量を見積り
中であることを意味する。外部電源を取り外してから、
新たに挿入されたバッテリの初期バッテリ充電量の見積
りが出るまでに約２０秒（バッテリ切れテスト時間と等
しい）かかる。

【００６３】サービス・プロセッサ２４は、バッテリ・
ゲージ変数９３を維持して、残っているバッテリ・エネ
ルギーを追跡する。サービス・プロセッサ２４は、電源
サブシステム（ＰＳ）７２を定期的にポーリングし、エ
ネルギー消費量と、外部電源によるバッテリへのエネル
ギー付加とを追跡する。また、バッテリの取外しおよび
挿入を追跡し、非揮発性ランダム・アクセス・メモリ４
０を使って、ＰＳパラメータであるバッテリ・ゲージ・
パラメータ５３を格納する。バッテリ・ゲージ・パラメ
ータ５３は、システムがオフになったときのバッテリの
状態を表す。これらのパラメータには、内蔵充電器によ
ってバッテリに付加された充電量、システムによって消
費された充電量などが含まれる。

【００６４】パワー・アップ（電源投入）時に、サービ
ス・プロセッサ２４がバッテリ・ゲージを維持できるよ
うに、システム電源オン・コードが、サービス・プロセ
ッサ２４にバッテリ・ゲージ・パラメータ５３を与えな
ければならない。コマンドｘＢＢ４０〜ｘＢＢ５Ｆは、
システムがシステム・パワー・ダウン時に、ＰＳパラメ
ータを読み取り、非揮発性ランダム・アクセス・メモリ
４０にセーブするために使用する。コマンドｘＢＢ６０
〜ｘＢＢ７Ｆは、システムがシステム・パワー・アップ
時に、ＰＳパラメータをサービス・プロセッサ２４に送
付し、バッテリ・ゲージ変数９３の一部としてＲＡＭ９
２に記憶するために使用する（図１）。

【００６５】システムがパワー・アップ時にＰＳパラメ
ータを渡さない場合、または新規バッテリが挿入された
場合、サービス・プロセッサ２４は、バッテリ電圧を読
み取ることにより、バッテリの充電状態を見積もろうと
する。バッテリ放電曲線（電圧対時間）は長時間にわた
ってかなり平坦になるので、この方法による充電量の見
積りは確実ではない。また、均等に充電されたバッテリ
でも、その電圧のレベルは、バッテリごとに異なる。ユ
ーザが、交換した新規バッテリのバッテリ・ゲージを読
み取る前に外部電源を切断し、バッテリ切れテストが完
了するまで約２０秒間待たなければならないことに留意
されたい。

【００６６】サービス・プロセッサ２４は、バッテリ電
圧からバッテリ充電量を見積もらなければならない場
合、完全に充電されたバッテリであると判断する傾向が
ある。したがって、ユーザが完全に充電されたバッテリ
を挿入しないかぎり、放電曲線が屈曲部に達するまでバ
ッテリ・ゲージの読取り値は高すぎるままであり、屈曲
部に達した時点で、サービス・プロセッサ２４は、電圧
降下率を使って残りの充電量を見積もる別のアルゴリズ
ムに切り換えてしまう。これを避けるため、ユーザは、
内蔵充電器または外部充電器を使って、不確定な充電状
況の新規バッテリを完全に充電する必要がある。

【００６７】ユーザが内蔵充電器を使用して、放電した
または部分的に充電された、新たに挿入したバッテリを
充電し、充電が完了しないうちに外部電源を取り外した
場合、バッテリ・ゲージの読取り値は^ｆｕｌｌｃｈ
ａｒｇｅ^を示す。

【００６８】ユーザが完全に充電された全セル・バッテ
リを挿入し、または内蔵充電器および外部電源を使って
全セル・バッテリを完全に充電し、あるいはその両方を
行う場合、バッテリ・ゲージは平均で完全充電量の１％
〜１０％以内の正確な値を示すと予想される。たいてい
の場合、バッテリ・ゲージが不正確になるのは、バッテ
リの老朽化などのバッテリ自身の変化が原因であると思
われる。

【００６９】新規のニッカド・バッテリを内蔵電源サブ
システムで定格容量（全セル・バッテリでは２１．６ワ
ット時）まで充電するには、完全充電−完全放電サイク
ルを２ないし３回繰り返さねばならない。サービス・プ
ロセッサ２４にはバッテリが新しいか古いかを知るすべ
はないので、初期充電−放電サイクル中のバッテリ・ゲ
ージ読取り値はそれほど正確ではない。

【００７０】ｘＢ００ＢＲｅａｄｂａｔｔｅｒｙ
ｃｈａｒｇｅｔｉｍｅｒｅｍａｉｎｉｎｇ（バッテ
リ残り時間読取り）：サービス・プロセッサ２４は、こ
のコマンドを受け取ると、将来の動作が現電力レベルで
行われると推定して、バッテリ警告割込みが生じるまで
の残り時間を算出する。次にサービス・プロセッサ２４
は、現電力レベルで残りの動作秒数を表す２つのバイト
を返す。まず低次バイトが返され、次に高次バイトが返
される。分解能は２秒である。

【００７１】ｘＦＦＦＦの値は、サービス・プロセッサ
２４が、新たに挿入されたバッテリのバッテリ電圧から
バッテリ充電量を見積もり中であり、残り時間の見積り
は利用できないことを意味している。

【００７２】残り時間は、電源サブシステムの負荷検出
回路で測定される、システムの瞬間電力消費量に応じて
変わる。たとえば、バッテリ・ゲージ計算時に、バック
ライトがオンであり、システムが半導体メモリ・ファイ
ル３８に書込みを実行している場合の残り時間は、バッ
クライトがオフであり、半導体メモリ・ファイル３８へ
の書込みが実行されていない場合よりかなり短くなる。
負荷検出回路におけるノイズおよび量子化誤差のため
に、同じ実システム負荷に対して、読取り値が最高で１
分（±３０秒）変わることがある。

【００７３】外部電源が存在し、バッテリを充電中のと
き、サービス・プロセッサ２４に利用可能な負荷値に
は、バッテリの充電に使用される負荷が含まれる。した
がって、「残り時間」は、外部電源を取り外したときよ
りもかなり短くなる。正確な時間の読取り値を得るに
は、まず外部電源を切断して、数秒間待たねばならな
い。ただし、充電量の割合の読取り値は正確になる（こ
の場合も、ユーザが最初に完全に充電されたバッテリを
使用することが条件である）。

【００７４】ＸＢＢ４０−ＸＢＢ５ＦＲｅａｄＰＳ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｂｙｔｅｓｘ００ｔｏ
ｘ１Ｆ（ＰＳパラメータ・バイトｘ００〜ｘ１Ｆの読取
り）：サービス・プロセッサ２４は、要求された電源サ
ブシステム（ＰＳ）パラメータ・バイトを返す。この場
合、ｘ４０がパラメータ・バイト０に対応し、ｘ４１が
バイト１に対応し、以下同様である。サービス・プロセ
ッサ２４は、これらのバイトを使って、バッテリ切れ検
出、温度上昇の検知、およびバッテリ・ゲージを実施す
る。システムがパワー・アップ時にパラメータを渡さな
い場合、サービス・プロセッサ２４は内部省略時値を使
用する。しかし、内部省略時値を使用すると、バッテリ
・ゲージの動作が不正確になる場合がある。システム処
理装置によって格納されるＰＳパラメータ（バッテリ・
ゲージ・パラメータ５３）には、定数と変数の２種類が
ある。定数パラメータはｘ００〜ｘ０Ｆである。変数パ
ラメータはｘ１０〜ｘ１Ｆである。

【００７５】定数バッテリ・ゲージ・パラメータは、サ
ービス・プロセッサ２４で修正されない。これらの値
は、システムによって決定される。通常、システムは、
パワー・アップ時に定数パラメータを書き込むだけでよ
い。パワー・アップ時、システムは、自己試験コマンド
（ｘＡＡ）の直後に、これらのパラメータをサービス・
プロセッサ２４に渡す。定数バッテリ・ゲージ・パラメ
ータには、高温バッテリ警告限界、バッテリ切れテスト
・パラメータ、バッテリのエネルギー容量などのパラメ
ータがある。サービス・プロセッサ２４は、これらのパ
ラメータすべての内部省略時値を有しており、システム
がパワー・アップ時にこれらのパラメータを渡さない場
合、あるいは渡された値が０の場合、これらの省略時値
を使用する。システムがこれらのパラメータを変更でき
るようにすれば、柔軟性が得られる。たとえば、サービ
ス・プロセッサ（ＳＰ）マイクロコードを更新しなくて
も、容量の大きな新しいバッテリが導入できるようにな
る。

【００７６】変数バッテリ・ゲージ・パラメータは、サ
ービス・プロセッサ２４が動作中にその値を修正できる
パラメータまたは変数である。通常、システムは、パワ
ー・ダウン時にサービス・プロセッサ２４から変数パラ
メータを読み取り、パワー・アップ時にそれらのパラメ
ータをサービス・プロセッサ２４に書き込む。これらの
パラメータは、非揮発性ランダム・アクセス・メモリ４
０に保持され、パワー・アップ時に自己試験コマンド
（ＸＡＡ）の直後にサービス・プロセッサ２４に渡され
る。システムは、パワー・ダウンの直前にこれらの変数
を読み取り、非揮発性ランダム・アクセス・メモリ４０
にセーブしなければならない。変数バッテリ・ゲージ・
パラメータの例は、消費済み充電量、付加充電量、バッ
テリ警告電圧などである。バッテリ警告電圧などその一
部は、サービス・プロセッサ２４に内部省略時値がある
パラメータなので、システムがパワー・アップ時にこれ
らのパラメータを渡さない場合でも、サービス・プロセ
ッサ２４は動作できる。また、サービス・プロセッサ２
４は、動作中に、実マシン・ハードウェアをよりよく反
映するようにこれらのパラメータを修正することができ
る。たとえば、バッテリ警告電圧は、マシンごとに公称
（省略時）値と異なる可能性がある。サービス・プロセ
ッサ２４は、これを計算し、特定のマシンの実バッテリ
警告電圧を求めることができる。消費済み放電量など他
のパラメータは変数であり、システムがパワー・アップ
時にサービス・プロセッサ２４にこれを渡しパワー・ダ
ウン時にセーブしないかぎり、バッテリ・ゲージ動作な
ど、一部のＳＰ動作が正常に行われなくなる。

【００７７】以下の省略時値は、^ｘ^が先頭に付かない
かぎり１０進数である。定数ＰＳパラメータの諸バイト
は次のとおりである。

【００７８】ｘ００−高周囲温度警告限界のＡ／Ｄ値。
省略時値は２３であり、６０℃に相当する。

【００７９】ｘ０１−高バッテリ温度警告限界のＡ／Ｄ
値。省略時値は３４であり、４２℃に相当する。

【００８０】ｘ０２−２５０ｍｓ単位のバッテリ切れテ
スト時間。省略時値は８０であり、約２０秒に相当す
る。

【００８１】ｘ０３−オプション・フラグ。これを使っ
て、ホストはバッテリ・ゲージ動作用の各種オプション
を設定できる。以下に例を示す。

【００８２】ビット０〜３予約済み。

【００８３】ビット４半セル。１にセットされる
と、バッテリが半セル・バッテリであると見なすように
とサービス・プロセッサ２４に知らせる。省略時値は０
である（全セル・バッテリ）。

【００８４】ビット５予約済み。

【００８５】ビット６屈曲部コード活動化。１にセ
ットされると、放電曲線の屈曲部を検出し、電圧降下変
化率を使ってバッテリ切れの時間を予測する、ＳＰコー
ドが活動化される。省略時値は１である。

【００８６】ビット７電圧テーブル。０にセットさ
れると、完全に充電されたバッテリに対して重みをつけ
た電圧テーブルが使用される。１にセットされると、部
分的に充電されたバッテリに対して重みをつけたテーブ
ルが使用される。省略時値は０である。

【００８７】以上に基づき、このバイトの省略時値は２
である。

【００８８】ｘ０４−第１電圧限界。バッテリ切れテ
スト中にバッテリ電圧がこれより低い値まで降下した場
合、バッテリ切れが無条件で宣言される。省略時値は１
４７である。

【００８９】ｘ０５−警告充電量。これは、ＰＳバッ
テリ警告がアサートされたときバッテリに残っている、
ワット分単位の充電量である。省略時値は５０である。

【００９０】ｘ０６−セーブ充電量。これは、ホスト
がシステム電源オフの前にシステム状態をセーブするの
に必要な、ワット分単位の充電量である。電源をオンに
したとき、システムが電源オフ時に終了した状態から開
始するように、システム状態をセーブしておく必要があ
る。省略時値は２８である。

【００９１】ｘ０７−予約済み。

【００９２】ｘ０８−フル・バッテリ率。ユーザに表
示されるバッテリ完全充電状態からバッテリ警告状態ま
でのバッテリ充電量における、公称フル・バッテリ充電
量の割合。省略時値は９４である。

【００９３】ｘ０９−ハーフ・バッテリ率。ユーザに
表示されるバッテリ完全充電状態からバッテリ警告状態
までのバッテリ充電量における、公称ハーフ・バッテリ
充電量の割合。省略時値は４５である。

【００９４】ｘ０Ａ〜ｘ０Ｆ予約済み。

【００９５】変数ＰＳパラメータの各バイトは次のとお
りである。

【００９６】ｘ１０−消費済み放電量低次バイト。こ
れは、２ワット秒単位の、消費済み放電量の低次バイト
である。消費済み放電量とは、システムで消費される累
積バッテリ・エネルギーである。省略時値は０である。

【００９７】ｘ１１−消費済み放電量高次バイト。こ
れは、２ワット秒単位の、消費済み放電量の高次バイト
である。省略時値は０である。

【００９８】ｘ１２−付加充電量低次バイト。これ
は、２ワット秒単位の、付加充電量の低次バイトであ
る。付加充電量とは、外部電源を接続したときにバッテ
リに付加された累積エネルギーである。省略時値は０で
ある。

【００９９】ｘ１３−付加充電量高次バイト。これ
は、２ワット秒単位の、付加充電量の高次バイトであ
る。省略時値は０である。

【０１００】ｘ１４−電圧警告。電源サブシステム７
２が、低バッテリ警告を発生し、それがサービス・プロ
セッサ２４で検出された時点でのバッテリ電圧を表すＡ
／Ｄ値。省略時値は１４６である。

【０１０１】ｘ１５−見積り割合。このバッテリの初
期見積り割合。省略時値は０である。

【０１０２】ｘ１６−純消費済み放電量低次バイト。
純消費済み放電量の低次バイト。省略時値は０である。

【０１０３】ｘ１７−純消費済み放電量高次バイト。
純消費済み放電量の高次バイト。省略時値は０である。

【０１０４】ｘ１８−消費済み放電量率。消費済み放
電量を調整するための％率。省略時値は１００である。

【０１０５】ｘ１９−ＰＳフラグ。これは、以下の意
味を持つフラグのバイトである。

【０１０６】ビット０〜６−予約済みであり、サービス
・プロセッサ２４が使用する。省略時値は０である。

【０１０７】ビット７−非揮発性ランダム・アクセス・
メモリ初期設定済み。ホストがこのビットをセットす
る場合、変数バッテリ・ゲージ・パラメータがその省略
時値に初期設定されたことを意味する。システムは、パ
ワー・アップ時にサービス・プロセッサ２４に書き込む
変数バッテリ・ゲージ・パラメータが、直前のパワー・
ダウン時に読み取って非揮発性ランダム・アクセス・メ
モリ４０に格納したパラメータと同じでない場合、この
ビットをセットしなければならない。たとえば、システ
ムＣＭＯＳバックアップ・バッテリを取り外す場合にこ
の状況が発生することがある。この場合、ホストはバッ
テリ・ゲージ・パラメータ５３の省略時値を送らなけれ
ばならない。このビットは、ホストがサービス・プロセ
ッサ２４に送った後、サービス・プロセッサ２４がクリ
アするので、次回にホストが読み取ってセーブするとき
は０になる。

【０１０８】これは、ホストが行う、変数バッテリ・ゲ
ージ・パラメータに対する唯一の修正である。

【０１０９】ｘ１Ａ−自己放電量低次バイト。バッテ
リ自己放電量の低次バイト。ホストは、直前のパワー・
ダウンからの経過時間に１７を掛けて、このパラメータ
を計算しなければならない。パワー・ダウン時にホスト
がこのパラメータを読み取ったとき、サービス・プロセ
ッサ２４は０を返す。パワー・ダウン時間は、非揮発性
システム・タイマから求められる。

【０１１０】Ｘ１Ｂ−自己放電量高次バイト。バッテ
リ自己放電量の高次バイト。

【０１１１】ｘ１Ｃ〜ｘ１Ｆ予約済み。

【０１１２】パラメータ０はＸＢＢ４０が読み取り、パ
ラメータ１はｘＢＢ４１が読み取り、以下同様である。
ホストは、任意の順序でパラメータを読み取ることがで
きる。しかし、ホストは低次バイトから高次バイトへと
いう順序でパラメータを書き込まなければならない（以
下を参照）。予約済みパラメータの場合、サービス・プ
ロセッサ２４は０を返す。

【０１１３】ｘＢＢ６０ＰＰ〜ｘＢＢ７ＦＰＰＷｒｉ
ｔｅＰＳｐａｒａｍｅｔｅｒｓｘ００ｔｏｘ１
Ｆ（バッテリ・ゲージ・パラメータｘ００〜ｘ１Ｆの書
込み）ＰＰは、該当するパラメータの値を表すバイトである。
サービス・プロセッサ２４は、この値を内部に格納し、
バッテリ切れ検出、温度上昇制御、またはバッテリ・ゲ
ージ・アルゴリズムでこれを使用する。システムがパワ
ー・アップ時に特定のパラメータを渡さない場合、ある
いは０を渡す場合、サービス・プロセッサ２４は内部省
略時値を使用する。パラメータの定義については、ＸＢ
Ｂ４０〜ＸＢＢ５Ｆを参照されたい。

【０１１４】ホストは、システム・パワー・アップから
２秒以内に、自己試験コマンド（ＸＡＡ）の直後に、こ
れらのコマンドを送らなければならない。コマンドは、
ＸＢＢ６０ＰＰ、ｘＢＢ６１ＰＰ、、、ｘＢＢ７９ＰＰ
という順序である必要がある。ホストは、予約済みパラ
メータをスキップすることも、それらの任意の値を送る
こともできる。サービス・プロセッサ２４は、予約済み
パラメータの値を無視する。コマンドｘＢＢ７ＢＰＰを
受け取ると、必要なパラメータがすべて受取り済みであ
るため、サービス・プロセッサ２４は、電源サブシステ
ム動作が開始できることを認識する。これが必要なの
は、電源サブシステムの初期設定および制御を正常に行
うのにこれらのパラメータが不可欠だからである。ホス
トがＸＡＡの直後以外の時にこれらのコマンドを送る
と、バッテリ・ゲージが正常に動作しないことがある。

【０１１５】バッテリ・ゲージ動作：バッテリ・ゲージ
の機能は、ディジタイザ・タブレット・コンピュータ１
０全体に分散されている。ゲージは、主としてサービス
・プロセッサ２４で実施され、電源サブシステム・マイ
クロコントローラ２８がかなり関与し、また主プロセッ
サ（ホスト）２２も少し関与する。システム電力が印加
された後、主プロセッサ２２は、バッテリ・ゲージの作
動に必要なパラメータ（ＢＧＰ５３）をサービス・プロ
セッサ２４に送る。これらのパラメータには、直前のシ
ステム・パワー・ダウン中に非揮発性ランダム・アクセ
ス・メモリ４０にセーブされた、バッテリの純充電量
（エネルギー含有量）が含まれる。パラメータの１つ
は、主プロセッサ２２で、パワー・ダウン時間に１時間
あたりのバッテリ自己放電率を掛けて計算される自己放
電量である。サービス・プロセッサ２４は、これらのパ
ラメータを使って、バッテリ充電量の現状態を計算する
（ただし、マシンがオフの間にバッテリを交換していな
いものとする）。電源サブシステム・マイクロコントロ
ーラ２８は、システムがオフの間にバッテリが交換され
たかどうかを検出することができ、そのような事象があ
ればサービス・プロセッサ２４に通知する。そうする
と、サービス・プロセッサ２４は電源サブシステム・マ
イクロコントローラ２８のポーリングを始め、電源サブ
システム・マイクロコントローラ２８から電圧および負
荷の定期的（４分の１秒ごと）報告の受取りを開始す
る。

【０１１６】図３は、平均電圧"ｖ＿ａｖｇ"を放電時間
に対してプロットしたニッカド放電曲線の一般形状を示
している。"ｃｖ"は、現在の電圧、すなわち、時間ｔ１
で測定される最新レベルを表す。拡大挿入図の電圧曲線
は、ｖ＿ａｖｇの測定間隔または分解能に相当する一定
量の電圧降下に対して変化する時間をプロットした、一
連のステップである。"ｏｌｄ＿ｓｖｔ"は、電圧が一定
であった、ｔ３とｔ４の間の時間である。"ｓｖｔ"は、
電圧がｔ４とｔ５の間でやはり一定、つまり同一の値の
ままである、ｏｌｄ＿ｓｖｔの直後のステップの時間で
ある。曲線の「屈曲部（knee）」は、バッテリが切れる
前の電圧が比較的急激に降下する際に発生し、おおざっ
ぱに言うと、時間ｔ１とｔ２の間の領域で生じる。屈曲
部において、曲線の２次導関数から変曲点が求められ
る。変曲点は、警告電圧に達してコンピュータが遮断さ
れるまでの残り時間をそれから見積もるための正確な点
として使用できる。

【０１１７】前述のように、サービス・プロセッサ（Ｓ
Ｐ）２４は、ルーチン１２４の一部として電源サブシス
テム７２に定期的にポーリングし（図２）、これから参
照する図４および図５に示す動作を実行する。サービス
・プロセッサ２４は、ステップ１４０で電源サブシステ
ム（ＰＳ）７２にポーリングし、それに応じてステップ
１４２で、電源サブシステム７２からデータ・パケット
形式のＰＳデータまたは情報を受け取る。ポーリング
は、約２５０ミリ秒ごとに繰り返し行われる。各データ
・パケットは、長さ８バイトである。システム・パワー
・アップ後の第１回のポーリングに応じて、データ・パ
ケットには次の情報が入っている。

【０１１８】"Battery changed while the machine was
off（マシンがオフの間にバッテリが交換された）"−
電源サブシステム・マイクロコントローラ２８は、外部
電源が存在する場合、マシンがオフの間も正常に動作す
る。しかしマシンがオフの間にバッテリを交換すること
がある。電源サブシステム・マイクロコントローラ２８
は、バッテリが取り外されたことを検知すると、この事
象を記憶し、最初の機会（つまり、次に電源をオンにす
るとき）にサービス・プロセッサ２４に通知する。外部
電源はないがバッテリが存在する場合、電源サブシステ
ム・マイクロコントローラ２８は「停止」状態になる。
この状態では、電源サブシステム・マイクロコントロー
ラ２８のＲＡＭの内容が保存され、ＲＡＭの特別の「シ
グナチャ（signature）」領域が、バッテリ電力がある
かぎり影響を受けずに残る独特のパターンでセットアッ
プされる。バッテリを取り外すと（外部電源がない場
合）、シグナチャ・パターンが破壊されるので、次回に
電力が印加され、電源サブシステム・マイクロコントロ
ーラ２８が電源オン手順を実施するとき、電源サブシス
テム・マイクロコントローラ２８は、「電力が途絶し
た」、つまり電力が存在しない状態にマシンが遭ったと
判断することができる。したがって、電源サブシステム
・マイクロコントローラ２８は、マシンがオフの間にバ
ッテリが交換されたと判断し、パワー・アップ時にこの
情報をサービス・プロセッサ２４に送る。

【０１１９】"Cumulative charge added to the batter
y while the machine was off（マシンがオフの間にバ
ッテリに累積充電量が付加された）" 電源サブシステ
ム・マイクロコントローラ２８は、外部電源が存在しな
い場合にバッテリを充電する、充電器を制御する。電源
サブシステム・マイクロコントローラ２８は付加された
充電量を累計し、最初の機会にこの充電量をサービス・
プロセッサ２４に送る。マシンがオフの間に充電が行わ
れると、電源サブシステム７２からサービス・プロセッ
サ２４への最初の伝送時に、付加された充電量がサービ
ス・プロセッサ２４に与えられる。マシンがオンであ
り、外部電源が存在するときにも充電を行うことができ
る。この場合、電源サブシステム７２からサービス・プ
ロセッサ２４への定期的情報伝送の一環として、付加さ
れた充電量がサービス・プロセッサ２４に報告される。

【０１２０】コンピュータ１０がオンの間、電源サブシ
ステム・マイクロコントローラ２８はサービス・プロセ
ッサ２４に定期的情報パケットを送る。各パケットに
は、バッテリ・ゲージに関する次の情報が入っている。

【０１２１】「バッテリ電圧」電源サブシステム・マ
イクロコントローラ２８は、バッテリ電圧を測定し、ボ
ードＡ／Ｄ変換器上で８ビットを使って測定値をディジ
タル値に変換し、この値をサービス・プロセッサ２４に
送る。電圧測定値の分解能は約０．１１７ｍＶである。

【０１２２】「バッテリ負荷」電源サブシステム・マ
イクロコントローラ２８は、バッテリ負荷を測定し、ボ
ードＡ／Ｄ変換器上で８ビットを使って測定値をディジ
タル値に変換し、この値をサービス・プロセッサ２４に
送る。負荷測定値の分解能は約０．１５Ｗである。

【０１２３】「ＰＳフラグ」電源サブシステム・マイ
クロコントローラ２８は、^Batteryfully charged（バ
ッテリ完全充電済み）^フラグを設定することにより、
バッテリを完全に充電したことをサービス・プロセッサ
２４に通知する。

【０１２４】「付加充電量」電源サブシステム・マイ
クロコントローラ２８は、バッテリの充電中に付加され
たバッテリ充電量を測定する。電源サブシステム・マイ
クロコントローラ２８は、この情報をサービス・プロセ
ッサ２４に送る。付加された充電量の分解能は約２ワッ
ト秒である。

【０１２５】ステップ１４２の後、ステップ１４４で、
バッテリが存在するかどうか判定する。存在しない場合
は、ステップ１５２で、「見積り保留（estimate pendi
ng）」状態をセットしてバッテリ・ゲージ・レベルの見
積りの準備をし、次にステップ１５０にスキップする。
バッテリが存在する場合は、ステップ１４５で、保留さ
れている見積りがあるかどうか調べる。それがある場合
は、ステップ１４７で、電圧テーブルからバッテリ・ゲ
ージ・レベルを見積もる。保留中の見積りがない場合
は、ステップ１４７の完了後、ステップ１４６で、デー
タ・パケットで受け取った電圧から新規の電圧平均"ｖ
＿ａｖｇ"を算出する。次に、ステップ１４８で、新規
の電圧が直前の電圧と異なるかどうか判定する。同じで
ある場合は、ステップ１５０を実行する。ステップ１４
８で、新規にまたは最近に算出された"ｖ＿ａｖｇ"が直
前の"ｖ＿ａｖｇ"と異なると判定された場合は、ステッ
プ１５４で、新規の電圧が直前の電圧より下がってい
る、つまりステップ・ダウンであるかどうか判定する。
そうでなく、したがってステップ・アップである場合
は、ステップ１５６からステップ１５０に進み、電圧の
ステップ・アップを無視する。ステップ・ダウンしてい
る場合は、ステップ１５８で、"ｓｖｔ"が"ｏｌｄ＿ｓ
ｖｔ"より下がっているかどうか判定し、下がっている
場合は、ステップ１６０で、最初に、電圧対時間曲線の
屈曲部が見つかったことを示すフラグをセットし、以後
は単に次のステップにスキップする。ステップ１６２
で、充電量の降下率を算出し、ステップ１６４で、後述
の公式を使って、バッテリ警告電圧レベルに達するまで
の残り時間を算出する。

【０１２６】次にステップ１６６で、残り時間に基づい
てバッテリ・ゲージ・レベルを見積もり、ステップ１６
８で、見積もられたバッテリ・ゲージ・レベルが現ゲー
ジ・レベルと大幅に異なるかどうか判定する。違いが２
５％を上回る場合、ステップ１７０で、現バッテリ・ゲ
ージ・レベルを見積もられたバッテリ・ゲージ・レベル
で置き換える。ステップ１６６、１６８、１７０の目的
は、完全に充電されていないバッテリをシステムに接続
すると生じる可能性がある不正確さを補正することであ
る。最初の部分的充電量を使い切らないうちに屈曲部に
達すると、残り充電量が正確にリセットでき、したがっ
て、以後の充電−放電サイクルにより、そのレベルを正
確に維持することができる。

【０１２７】ステップ１５８または１６８でＮＯと判定
された場合、あるいはステップ１７０が完了した後、ス
テップ１７２で、"ｏｌｄ＿ｓｖｔ"を最新の"ｓｖｔ"で
置き換え、ステップ１７４で、現"ｓｖｔ"を０にセット
して、次の時間間隔を開始する。ステップ１７６で、現
時間間隔の最大"ｓｖｔ負荷"および最小"ｓｖｔ負荷"を
共に現負荷に設定することにより初期設定する。次に、
ステップ１５０で、直前の値と現負荷を比較して、現ｓ
ｖｔ期間の最大"ｓｖｔ負荷"および最小"ｓｖｔ負荷"を
更新する。次に、ステップ１７８で、新規の負荷平均を
算出する。さらに、ステップ１８０で、データ・パケッ
トのフラグを使用して、バッテリが完全に充電されてい
ると電源サブシステムが報告したかどうか判定する。報
告している場合は、ステップ１９６で、バッテリ・ゲー
ジ・レベル"ｆｕｌｌ"をセットし、リターン・ステップ
１９２に進む。

【０１２８】バッテリが完全に充電されていると報告さ
れていない、すなわち^battery full^フラグがセットさ
れていない場合は、ステップ１８２で、最初に提供され
たパケット情報から、バッテリが交換されたかどうか判
定する。交換されている場合は、ステップ１９８で、現
バッテリ電圧に基づいて初期バッテリ・ゲージ設定を算
出し、結果に応じてゲージを設定した後、リターン・ス
テップ１９２を介して戻る。ステップ１９８が実行され
るのはパワー・アップ時だけであり、それ以降はステッ
プ１９８は迂回してステップ１８０からステップ１８４
に進む。バッテリが交換されていない場合、および図の
ルーチンをそれ以降通過する際は、ステップ１８４で、
充電量が付加されたかどうか判定する。最初の通過時に
は、コンピュータがオフの間に付加された充電量がそれ
に含まれる。それ以降の通過時には、外部電源に接続中
に付加された充電量が含まれる。どちらかの方法で充電
量が付加された場合、ステップ２００で、バッテリ・ゲ
ージのレベルにその値を加える。ステップ１８４または
ステップ２００の後、ステップ１８６で、消費済み放電
量を１０秒ごとに算出する。消費済み放電量と付加充電
量を組み合わせて、バッテリ・ゲージのレベルを決定す
る。電圧ｖ＿ａｖｇが一定のままであるとき、その期間
中に消費された充電量に従って、１０秒ごとにバッテリ
・ゲージ・レベルが決定されることに留意されたい。ス
テップ１６０以後に曲線の屈曲部に達し、あるいはそれ
が見つかったときは、電圧降下があるたびに、１６０以
後のステップでバッテリ・ゲージ・レベルが調整され
る。したがって、屈曲部に達した後にバッテリ・ゲージ
・レベルを求める方法は２つある。

【０１２９】ステップ１８８で、ハードウェア・バッテ
リ警告時に残っているユーザ充電量を算出する。バッテ
リ警告は、上記の関連出願（４）に詳しく記載されてい
るようにバッテリ・モニタによって生成され、バッテリ
電圧が所定の値より下がると発生する。バッテリ警告が
発生すると、電源サブシステム・マイクロコントローラ
２８からサービス・プロセッサ２４に定期的に送られる
電源状況バイトのバッテリ警告ビットがセットされる。
ステップ１９０で、ハードウェア・バッテリ警告があっ
たかどうか判定する。なかった場合は、ステップ１９４
で、バッテリ・ゲージを、ステップ１８８で算出した新
規のユーザ充電量に設定する。

【０１３０】電源サブシステム：次のバイトは、電源サ
ブシステム・マイクロコントローラ２８がバッテリ・ゲ
ージ・サポートのために使用する。

【０１３１】ＤＣＨＧＣＮＴＬ既存のバッテリに付加
された充電量を表す２バイト変数の低次バイト。この２
つのバイトは、可能なときサービス・プロセッサ２４に
送られ、伝送後にクリアされる。このデータの単位は２
ワット秒である。

【０１３２】ＤＣＨＧＣＮＴＨ既存のバッテリに付加
された充電量の高次バイト。

【０１３３】ＤＣＨＧＲＡＴＥこのバイトは、既存の
バッテリに２秒ごとに付加される充電量を表す。このバ
イトの単位は２ワット秒である。このバイトは、２秒ご
とに累計充電量（ＤＣＨＧＣＮＴＬ、ＤＣＨＧＣＮＴ
Ｈ）に付加される。このバイトはまた、「充電率」とみ
なされ、電源サブシステム７２が異なる率で充電すると
き変更される。

【０１３４】フラグ−次のフラグは、電源サブシステム
・マイクロコントローラ２８がバッテリ・ゲージ・サポ
ートのために使用する。

【０１３５】ＩＷＣＨＡＮＧＥＤ−このフラグは、バッ
テリが取り外されたことを電源サブシステム７２が検出
したときセットされ、サービス・プロセッサ２４に送ら
れたときクリアされる。

【０１３６】ＩＷＦＩＬＬＥＤ−このフラグは、バッテ
リが完全に充電されたことを電源サブシステム・マイク
ロコントローラ２８が検出したときセットされ、サービ
ス・プロセッサ２４に送られたときクリアされる。

【０１３７】充電量レベルの分からないバッテリをディ
ジタイザ・タブレット・コンピュータ１０に挿入する
と、電源サブシステム・マイクロコントローラ２８は、
バッテリの充電を開始し、バッテリ温度が３分間１．５
℃以上上昇したとき、バッテリ電圧がＤＣ２８Ｖを超え
たとき、あるいはバッテリに３６ワット時より多くのエ
ネルギーが入ったとき、バッテリが充電されたと宣言す
る。

【０１３８】図６を参照すると、電源サブシステム７２
は、前述のとおり、電源サブシステム・マイクロコント
ローラ２８およびバッテリ７４を備えている。電源サブ
システム７２はさらに、バッテリ・モニタ２０２、電源
制御論理機構２０４、バッテリ変換器アセンブリ２０
６、および始動制御機構２０８を備えている。ユーザが
オン／オフ・スイッチ８４（図１）を押すと、ＳＴＡＲ
Ｔ信号が線２０９を介して始動制御機構２０８に送ら
れ、始動制御機構２０８はＳＴＡＲＴＭと−ＬＲＯＮの
２つの信号を発生する。ＳＴＡＲＴＭは、ユーザがオン
／オフ・スイッチ８４を押し、電源（バッテリまたは外
部）が存在するとき生成される。−ＬＲＯＮは、オン／
オフ・スイッチ８４を押すか、外部電源（ＤＣＩＮ）を
導入するか、あるいはディジタイザ・タブレット・コン
ピュータ１０に新規のバッテリを挿入するとき生成され
る。−ＬＲＯＮは、電源サブシステム・マイクロコント
ローラ２８およびバッテリ・モニタ２０２に送られる、
ＲＥＳＥＴ信号を生成する。電源サブシステム・マイク
ロコントローラ２８は、始動制御機構２０８に送られ
る、ＬＡＴＣＨＰＯＷ信号を生成する。このおかげで、
オン／オフ・スイッチ８４を放した後も−ＬＲＯＮは引
き続き活動状態となる。−ＬＲＯＮはまた、始動制御機
構２０８から低電力線形（ＬＰＬ）調整器２１０にも送
られ、ＬＰＬ調整器２１２の出力に接続されたスイッチ
２１３にも制御信号を提供する。ＤＣＩＮ信号およびＢ
ＡＴＴ信号はそれぞれ、その出力がＬＰＬ調整器２１０
および２１２に接続されている、２つのダイオードＤ１
およびＤ２に送られる。これらの調整器は、スイッチ２
１１に送られ、あるいはコネクタＣを介して変換器２２
８に送られる、１２Ｖ信号を生成する。スイッチ２１１
は、電源サブシステム・マイクロコントローラ２８から
のＣＨＧＯＦＦ信号によって制御され、充電器を閉じ
る。スイッチ２１１が閉じると、ＬＰＬ調整器２１０の
出力がコネクタＤを介して充電器２３０に送られる。Ｌ
ＰＬ調整器２１２の出力は、スイッチ２１３に直接送ら
れ、あるいはコネクタＡを介してバッテリ・モニタ２０
２に送られる。スイッチ２１３は、コネクタＢを介して
センサ２２９に接続されており、センサ２２９に電力を
供給する。

【０１３９】バッテリ７４は、直列接続された１５個の
ニッカド・セルを備えている。セルは、２つの中央タッ
プによって、それぞれ５つのセルから成る３つのグルー
プ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃに分けられている。中央タッ
プは、バッテリ・モニタ２０２に接続され、バッテリ・
モニタ２０２にグループ７４Ａから電圧ＢＡＴＴ５を供
給し、グループ７４Ｂから電圧ＢＡＴＴ１０を供給す
る。また、接地信号ＧＮＤと、グループ７４Ｃからの電
圧信号ＢＡＴＴもバッテリ・モニタ２０２に送られる。
また、バッテリ７４は、その抵抗がバッテリ温度に比例
する、サーミスタ７４Ｔを備えている。バッテリ・モニ
タ２０２は、バッテリ・エネルギーの使用拡張、および
上述の関連出願（４）に詳しく記載されているセル・リ
バーサル保護という２つの目的で、５つのバッテリ・セ
ルからなるバンクまたはグループ３つをモニタする。バ
ッテリ・モニタ２０２は、２本の線２１４および２１５
で電源サブシステム・マイクロコントローラ２８に接続
されており、これらの線を介してバッテリ電圧およびバ
ッテリ温度を表す信号を送る。バッテリ温度は、サーミ
スタ７４Ｔの抵抗を測定し、それを温度値に変換するこ
とによって求められる。これらの信号は、アナログ−デ
ィジタル（Ａ／Ｄ）ポートを介して電源サブシステム・
マイクロコントローラ２８に入力され、ＲＡＭ２１８
に格納される。また、バッテリ・モニタ２０２は、直流
５．５０Ｖよりも降下したバンクがあることを検出した
とき、バッテリ警告信号ＷＡＲＮＮＯＴを発生し、その
信号を線２１６を介して電源サブシステム・マイクロコ
ントローラ２８に送る。この信号は電源サブシステム・
マイクロコントローラ２８に割り込み、そうすると電源
サブシステム・マイクロコントローラ２８はサービス・
プロセッサ２４に通知を行う。バッテリ・モニタ２０２
はまた、バッテリ・バンク７４Ａ、７４Ｂ、または７４
Ｃからの電圧が直流５．０Ｖよりも降下したとき、非常
遮断信号である−ＥＭ信号を発生させる。この信号は、
２１８を介して電源制御論理機構２０４に送られ、また
線電源サブシステム・マイクロコントローラ２８に送ら
れて、バッテリを変換器から切断させる。

【０１４０】バッテリ変換器アセンブリ２０６は、電源
制御機構２２３、ＤＣ／ＤＣ変換器２２８、およびバッ
テリ充電器２３０を備えている。電源制御機構２２３
は、線２２０を介してバッテリ７４に接続され、線２２
２を介して外部電源コネクタ７６に接続されており、ど
の電源がコンピュータを作動させるかを選択する。外部
電源コネクタ７６が外部電源に接続されると、ＤＣＩＮ
電力が供給される。モニタ２２４は、外部電源が利用で
きるかどうかを検出し、電源制御論理機構２０４に信号
を送る。電源制御論理機構２０４は、その信号を受け取
ると、線２２６上に信号ＭＡＩＮＧＡＴＥを発生し、電
源制御機構２２３に、ＤＣ／ＤＣ変換器２２８を外部電
源に接続させる。外部電源が存在しないとき、電源制御
機構２２３は変換器をバッテリに作動可能に接続する。

【０１４１】ＤＣ／ＤＣ変換器２２８は、線７８上に＋
５Ｖ、＋１２Ｖ、および−２８Ｖを供給する。ＤＣ／Ｄ
Ｃ変換器２２８はまた、コンピュータに全電力を出力し
ているとき、信号ＦＵＬＬＰＷＲを発行する。この信号
は、そのような条件をモニタするため、電源サブシステ
ム・マイクロコントローラ２８に入力される。ＤＣ／Ｄ
Ｃ変換器２２８はまた、システムで使用または消費され
る電力負荷を求めるために電源サブシステム・マイクロ
コントローラ２８のＡ／Ｄポートに送られる、アナログ
負荷信号ＶＣＯＭＰを出力する。ＤＣ／ＤＣ変換器２２
８は、電源サブシステム・マイクロコントローラ２８か
らの信号ＰＳＥＮによってオン・オフされる。ＤＣ／Ｄ
Ｃ変換器２２８は、＋５Ｖ線上の過電流もしくは過電
圧、または＋１２Ｖ線上の短絡によって遮断される。セ
ンサ２２９は、ＤＣ／ＤＣ変換器２２３の動作中、過熱
条件から保護し、そのような条件をモニタするために、
電源サブシステム・マイクロコントローラ２８に温度信
号ＴＳＥＮＳＥを入力する。

【０１４２】電源サブシステム・マイクロコントローラ
２８は、線２５０〜２５２を介して電源制御論理機構２
０４に接続されており、電源サブシステム・マイクロコ
ントローラ２８と電源制御論理機構２０４の間で、それ
ぞれＷＡＫＥ信号、電源オンＰＣＯＮ信号、および外部
電源への接続を示すＥＸＴＳＲＣ信号を送る。電源サブ
システム・マイクロコントローラ２８はまた、充電障害
が起こったとき、バッテリ充電器２３０からＦＡＵＬＴ
信号を受け取る。電源サブシステム・マイクロコントロ
ーラ２８はさらに、電源管理信号−ＦＵＬＬＰＤＮおよ
びＳＩＧＷＡＫＥＵＰを受け取る。−ＦＵＬＬＰＤＮ
は、コンピュータが中断状態になり、低電力を引き出す
ようになることを示す。この信号は、電源サブシステム
・マイクロコントローラ２８が、低電力状態に入ったと
きに使用する。ＳＩＧＷＡＫＥＵＰ信号は、通信を行う
ために電源サブシステム・マイクロコントローラ２８を
休眠状態から覚醒させるときに使用される。ＰＷＲＣＬ
Ｋ信号およびＰＷＲＤＡＴＡ信号はクロック信号および
データ信号であり、サービス・プロセッサ２４に送られ
る。

【０１４３】変換器２２８は、米国特許第４９０２９５
７号に記載されている回路と類似の回路を使用してい
る。図７を参照すると、統合制御機構２３１は、ＤＣ／
ＤＣ変換器２２８とバッテリ充電器２３０の両方に使用
される。変換器が使用する状態を図７に示し、充電器が
使用する状態を図８に示す。統合制御機構２３１は、ラ
ッチ２３２からの信号によってオン・オフされる電界効
果トランジスタである、電源装置Ｑ１を備えている。制
御論理機構２３４および比較機構２３５はそれぞれ、ラ
ッチ２３２のセットおよびリセットを制御する。

【０１４４】電源装置Ｑ１がオンになると、インダクタ
Ｌ１中を流れる入力電流およびインダクタＬ２中を流れ
る出力電流が電源装置Ｑ１中を流れる。インダクタＬ１
とインダクタＬ２は、ＬＣフィルタ・ネットワークの一
部である。電源装置Ｑ１は、比較機構２３５への電流が
基準電流Ｉｒｅｆｉと等しくなるとオフに切り換えられ
る。Ｉｒｅｆｉ電流は、エラー増幅器２３８および電圧
−電流変換器２３６を使って生成される。信号ＶＣＯＭ
Ｐは、電源スイッチＱ１におけるピーク電流をプログラ
ミングし、したがってシステムがバッテリで作動してい
るとき、各測定間隔での負荷を決定するための信号を形
成する。信号ＶＣＯＭＰは、ＰＳＭ制御装置のＡ／Ｄチ
ャネルに供給される。各種バッテリ電圧のＶＣＯＭＰと
バッテリ電源との関係は、システムに格納され、バッテ
リが供給する平均電力を判定し、それに応じた残り燃料
レベルを調整するのに使用される。

【０１４５】外部電源が接続されると、イネーブル信号
ＣＵＰＳＥＮによって、充電器２３０がオンになり、あ
るいは制御される。コンピュータがオンかオフのいずれ
かに切り替わり、バッテリが完全に充電されていないと
きは、充電が行われる。バッテリ充電器２３０は、線２
２０でバッテリに接続されており、この線を介して、バ
ッテリを充電するための電力を供給する。

【０１４６】電源サブシステム・マイクロコントローラ
２８は、バッテリ７４の充電に、図８に示すハードウェ
アを使用する。この設計のコアは、米国特許第４９０２
９５７号に記載のＤＣ／ＤＣ変換器回路を使用してい
る。しかし、変換器は、エラー増幅器２３８および基準
電圧を使って一定の出力電圧を生成する構成ではなく、
固定電源装置電流を持つ可変出力電圧変換器として構成
されている。こうする必要があるのは、ニッカド・バッ
テリの電圧が充電中一定でないからである。

【０１４７】電源装置Ｑ１がオンになると、Ｌ１中を流
れる入力電流およびＬ２中を流れる出力電流が電源装置
中を流れる。比較機構２３５への電流が基準電流Ｉｒｅ
ｆｉと等しくなると、電源装置Ｑ１はオフになる。Ｉｒ
ｅｆｉは、ＲＡＴＥ信号にのこぎり波状電圧を加えて生
成される。ＲＡＴＥ信号は電源サブシステム・マイクロ
コントローラ２８で制御される。ソフトウェアで制御可
能なＰＷＭ信号は、高周波フィルタ２４２でフィルタリ
ングされた後、演算増幅器２４４で緩衝される。

【０１４８】固定ＤＣＩＮ電圧の場合、バッテリへの電
流は、バッテリ電圧とＲＡＴＥ電圧の関数である。この
関係を図に示す。電源サブシステム・マイクロコントロ
ーラ２８は、バッテリ電圧、システム必要電力量、バッ
テリ温度、および周囲温度をモニタし、充電中２秒ごと
にＲＡＴＥ信号を調整する。そのような各間隔中、ＲＡ
ＴＥ信号は付加された充電量に正比例し、電源サブシス
テム・マイクロコントローラ２８はそれに応じて、ＲＡ
ＴＥ信号に基づいてデータ・パケットに入れてサービス
・プロセッサ２４に送られる付加充電量情報を形成す
る。電源サブシステム・マイクロコントローラ２８はま
た、バッテリへの充電電流の量に従ってＦＩＬＬＲＡ
ＴＥバイトを調整する。

【０１４９】表１は、充電率を示す。

【表１】

【０１５０】表２は、３つの充電率での充電特性を示
す。欄（Ａ）は、ＤＣボルト単位のバッテリ電圧、
（Ｂ）はアンペア単位の最小電流、（Ｃ）はアンペア単
位の最大電流、（Ｄ）はアンペア単位の、バッテリに流
入する平均電流、（Ｅ）はワット単位の、バッテリに流
入する平均電力、（Ｆ）は２ワット秒単位の充電率であ
る。

【表２】

【０１５１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施したディジタイザ・タブレット・
コンピュータの概略図である。

【図２】図１に示すサービス・プロセッサ２４における
ハードウェアとマイクロコード・ルーチンの相互作用を
示す概略図である。

【図３】本発明のある態様を説明するのに使用される用
語の定義に役立つ、バッテリ電圧と時間の関係を示すグ
ラフである。

【図４】バッテリ・ゲージ動作の主論理のフロー・チャ
ートである（Ａ−Ａで図４と図５は結合される）。

【図５】バッテリ・ゲージ動作の主論理のフロー・チャ
ートである（Ａ−Ａで図４と図５は結合される）。

【図６】図１に示す電源サブシステムをさらに詳細に示
すブロック図である。

【図７】図６に示す直流−直流変換器の動作を示すブロ
ック図である。

【図８】図６に示すバッテリ充電器の動作を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０ディジタイザ・タブレット・コンピュータ１４ディジタイザ１８ペンまたはスタイラス２０キーボード２２主プロセッサ２４サービス・プロセッサ２６ディジタイザ制御装置２８電源サブシステム・マイクロコントローラ３４主記憶装置３６読取り専用メモリ４０非揮発性ランダム・アクセス・メモリ６６電源制御レジスタ７２電源サブシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クリストファー・デーン・ジョーンズアメリカ合衆国40324、ケンタッキー州ジョージタウン、ショーニー・トレール203 (72)発明者キリアコス・レオンティアデスアメリカ合衆国33431、フロリダ州ボカ・ラトン、22番ストリート、ノース・ウエスト353 (72)発明者パリトッシュ・ディヌバーイ・パテルアメリカ合衆国33442、フロリダ州ディアフィールド・ビーチ、パラディアン・サークル3503 (72)発明者ポール・ウィリアム・ペトロスキーアメリカ合衆国33487、フロリダ州ボカ・ラトン、ナッサウ・ドライブ5600

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バッテリで作動するコンピュータ・システ
ムにおいて、前記コンピュータ・システムを作動させるための電気エ
ネルギーを供給するバッテリと、前記バッテリに接続され、前記コンピュータ・システム
が消費している充電量を示す第１の信号を発生する手段
を備えた変換器と、前記バッテリに接続され、制御信号に応答して選択的に
動作し、該制御信号に対応する充電量を外部電源から前
記バッテリに付加する充電器と、前記変換器および前記充電器に接続され、前記第１の信
号を定期的に読み取り、前記バッテリから消費された充
電量の情報を含む情報パケットを形成する電源サブシス
テム・コントローラであって、前記充電器を制御し、充
電期間中に前記バッテリに付加された充電量を前記制御
信号から求めるように動作し、かつ前記の付加された充
電量の表示を前記パケットに含めるように動作する、電
源サブシステム・コントローラとを備えた電源サブシス
テムと、前記バッテリに接続され、該バッテリに含まれる充電量
を示すバッテリ情報を格納するためのメモリを備え、前
記電源サブシステムを定期的にポーリングして、該電源
サブシステムから前記情報パケットを受け取るように動
作し、該情報パケットが示す付加された充電量および消
費された充電量に従って該バッテリ情報を修正するよう
に動作する、サービス・プロセッサとを含むコンピュー
タ・システム。
【請求項２】ディスプレイを含むビデオ・システムと、前記ディスプレイおよび前記サービス・プロセッサ接続
され、該サービス・プロセッサから前記バッテリ情報を
読み取り、該ディスプレイ上に該バッテリ情報を選択的
に表示するように動作する主プロセッサとを備える、請
求項１に記載のコンピュータ・システム。
【請求項３】表示される前記バッテリ情報が、前記バッ
テリ中に残っている相対充電量または前記バッテリが切
れるまでの残り時間、あるいはその両方を含む、請求項
２に記載のコンピュータ・システム。
【請求項４】前記ディスプレイに結合されたディジタイ
ザと、ユーザによって操作され、前記コンピュータ・シ
ステムにユーザ情報を入力するために該ディジタイザに
対して異なる相対位置の間で移動可能なスタイラスと、
前記ディジタイザと前記サービス・プロセッサの間に接
続され、前記スタイラスの前記ディジタイザに対する相
対位置をスタイラスの位置を示すディジタル座標に変換
することができ、前記サービス・プロセッサに該ディジ
タル座標を送るように動作するディジタイザ制御装置と
を備えた、前記サービス・プロセッサに接続されて動作
可能なディジタイジング・サブシステムを備え、前記サービス・プロセッサが、前記ディジタル座標を処
理し、座標情報を、前記ディスプレイ上で表示するため
に前記主プロセッサに送るように動作する、請求項３に記載のコンピュータ・システム。
【請求項５】前記サービス・プロセッサが前記電源サブ
システムを定期的にポーリングして、前記情報パケット
を受け取り、前記ディジタイザ制御装置が、前記サービス・プロセッ
サに割り込んで、前記サービス・プロセッサに前記ディ
ジタル座標を伝送し、前記サービス・プロセッサが、前記主プロセッサに割り
込んで、該主プロセッサに前記座標情報を送る、請求項４に記載のコンピュータ・システム。
【請求項６】前記サービス・プロセッサが、前記主プロ
セッサからのコマンドを実行するスレーブ装置として該
主プロセッサと通信し、該コマンドが、前記サービス・
プロセッサからの前記バッテリ情報を読み取るためのコ
マンドを少なくとも１つ含む、請求項２に記載のコンピ
ュータ・システム。
【請求項７】前記コマンドが、前記バッテリが切れるま
での残り時間の表示を読み取るためのコマンドを少なく
とも１つ含み、前記サービス・プロセッサが、前記残り時間の表示を読
み取るためのコマンドを受け取ると、該残り時間の長さ
を算出し、前記主プロセッサにその表示を送る、請求項６に記載のコンピュータ・システム。
【請求項８】前記サービス・プロセッサが、電圧降下の
変化率と、現バッテリ電圧及び所定の警告電圧レベルの
間に残っている固定サイズの電圧降下時間間隔の数とに
従って、前記残り時間の長さを算出する、請求項７に記
載のコンピュータ・システム。
【請求項９】非揮発性メモリ（ＮＶＭ）と、前記ＮＶＭおよび前記サービス・プロセッサに接続さ
れ、前記コンピュータ・システムがパワー・ダウンする
際に、該サービス・プロセッサから前記バッテリ情報を
読み取って前記ＮＶＭに格納し、前記コンピュータ・シ
ステムがパワー・アップする際に、該ＮＶＭから前記バ
ッテリ情報を読み取って前記サービス・プロセッサに格
納し、前記バッテリが前記コンピュータ・システムから
取り外されるまでは、前記サービス・プロセッサが前記
バッテリ情報を正確に維持する、電源管理手段とを備え
る、請求項２に記載のコンピュータ・システム。
【請求項１０】前記電源サブシステム・コントローラ内
にあり、前記バッテリが取り外されたことを示し、前記
コンピュータ・システムがパワー・アップする際に、前
記サービス・プロセッサに、前記バッテリが取り外され
たとの表示を送る手段を備える、請求項９に記載のコン
ピュータ・システム。
【請求項１１】前記主プロセッサ内にあり、前記コンピ
ュータ・システムがパワー・ダウンしている時間の長さ
を測定し、該時間中にバッテリの自己放電によって消費
された充電量を算出するための手段と、前記主プロセッサ内にあり、前記コンピュータ・システ
ムがパワー・アップする際に、前記サービス・プロセッ
サに前記算出された充電量を伝送し、前記自己放電によ
って消費された充電量に従って前記バッテリ情報を調整
するための手段とを備える、請求項１０に記載のコンピ
ュータ・システム。
【請求項１２】前記バッテリおよび前記電源サブシステ
ム・コントローラに接続され、バッテリ電圧を測定して
電圧信号を生成するバッテリ・モニタを備え、前記電源サブシステム・コントローラが、前記情報パケ
ットに前記バッテリ電圧を表す電圧値を含めるように動
作し、前記サービス・プロセッサが、所定の期間中、前記情報
パケット中で受け取った前記電圧値から平均電圧"ｖ＿
ａｖｇ"を求め、そのような"ｖ＿ａｖｇ"が一定のまま
である時間の長さを求めるように動作する、請求項２に記載のコンピュータ・システム。
【請求項１３】前記サービス・プロセッサが、前記"ｖ＿ａｖｇ"が一定である期間中に消費された充電
量を求め、前記バッテリ情報を調整する第１の調整手段
と、前記"ｖ＿ａｖｇ"の降下に応答して、電圧変化率を比較
し、所定の警告レベルに達するまでの動作時間の見積り
に従って前記バッテリ情報を調整する第２の調整手段と
を備える、請求項１２に記載のコンピュータ・システ
ム。