JPH06301647A - ポータブルコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】バッテリ駆動時の電力消費を低減し、ポータブ
ルコンピュータのバッテリ使用可能時間の延長を図る。 【構成】ＡＣアダプタ３３がポータブルコンピュータに
接続されているか否かが電源コントローラ３１によって
検出され、接続されている場合にはＣＰＵ１１の動作電
源電圧は５Ｖ、クロック周波数は３３ＭＨｚに設定さ
れ、接続されていない場合にはＣＰＵ１１の動作電源電
圧は３．３Ｖ、クロック周波数は２５ＭＨｚに設定され
る。このように、バッテリ駆動時にはＣＰＵ１１の動作
電源電圧およびクロック周波数は、ＡＣ電源駆動時より
も低下される。したがって、バッテリ駆動時の電力消費
を低減できるようになり、バッテリ使用時間を十分に延
ばすことが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はポータブルコンピュー
タに関し、特にＡＣアダプタ等を介して外部から供給さ
れる１次電源または内蔵バッテリから供給される２次電
源によって駆動可能なポータブルコンピュータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ラップトップタイプまたはノー
トブロックタイプ等のポータブルコンピュータにおいて
は、ＡＣアダプタ等を介して外部から供給される１次電
源だけでなく、内蔵バッテリから供給される２次電源に
よっても駆動できるように構成されている。

【０００３】この種のポータブルコンピュータにおいて
は、バッテリ使用時間を延ばすために各種の電力節約モ
ードが用意されている。電力節約モードとしては、スリ
ープ機能が良く知られている。

【０００４】このスリープ機能は、キーボードからのキ
ー入力が一定時間ない場合にＣＰＵクロックを停止した
り、またハードディスクへのアクセスが所定時間行なわ
れなかった場合にハードディスク内の駆動モータを停止
させるといった機能である。

【０００５】しかしながら、このような従来のスリープ
機能は、Ｉ／Ｏアクセスが一定時間以上発生しないとい
うＣＰＵアイドルの発生に応答して実行されるものであ
るので、ＣＰＵアイドルが長時間発生されるような場合
には良いが、ＣＰＵアイドルの時間が比較的短い場合に
は電力節約の効果はほとんど期待できない。このよう
に、従来では、ＣＰＵアイドルが長時間発生され無い限
り、バッテリ使用時間を延ばすことは困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のポータブルコン
ピュータにおいては、ＣＰＵアイドルが長時間発生され
無い限り、バッテリ使用時間を延ばすことは困難であっ
た。この発明はこのような点に鑑みてなされたもので、
ＣＰＵアイドルの時間が比較的短い場合でもバッテリ駆
動時の電力消費を低減できるようにして、バッテリ使用
時間を十分に延ばすことができるポータブルコンピュー
タを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】この発明は、
外部から供給される１次電源または内蔵バッテリから供
給される２次電源によって駆動可能なポータブルコンピ
ュータにおいて、前記ポータブルコンピュータが前記１
次電源と前記２次電源のどちらによって駆動されている
かを検出する電源検出手段と、この電源検出手段の検出
結果に応じて、前記ＣＰＵに供給される動作電源電圧の
値を可変設定する電源回路と、前記電源検出手段の検出
結果に応じて、前記ＣＰＵに供給されるクロック信号の
周波数を可変設定するクロック発生回路とを具備し、２
次電源駆動時にはＣＰＵの動作電源電圧およびクロック
周波数が１次電源駆動時よりも低下されるように構成さ
れていることを特徴とする。

【０００８】このポータブルコンピュータにおいては、
例えばＡＣアダプタ等を介して供給される１次電源によ
って駆動されているか内蔵バッテリからの２次電源によ
って駆動されているかが電源検出手段によって検出さ
れ、その検出結果は電源回路およびクロック発生回路に
供給される。電源回路は、ポータプルコンピュータが１
次電源によって駆動されている時は例えは５Ｖの電源電
圧をＣＰＵに供給し、２次電源によって駆動されている
時は３．３Ｖの電源電圧をＣＰＵに供給する。クロック
発生回路は、ポータプルコンピュータが１次電源によっ
て駆動されている時は例えは３３ＭＨｚのクロック信号
をＣＰＵに供給し、２次電源によって駆動されている時
は２５ＭＨｚのクロック信号をＣＰＵに供給する。

【０００９】このように、バッテリ駆動時にはＣＰＵの
動作電源電圧およびクロック周波数が、１次電源駆動時
よりも低下される。したがって、ＣＰＵアイドルの時間
に関係なくバッテリ駆動時の電力消費を低減できるよう
になり、バッテリ使用時間を十分に延ばすことが可能に
なる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。図１には、この発明の一実施例に係わるポー
タブルコンピュータのシステム構成が示されている。こ
のポータブルコンピュータは、液晶表示パネルとこれに
一体に設けられた透明タブレットとを有するペン入力型
のパーソナルコンピュータであり、ＡＣアダプタ３３を
介して供給される１次電源、またはＡＣアダプタ３３が
接続されてない時には内蔵バッテリ３２による２次電源
によって動作する。

【００１１】このシステムは、ＣＰＵ１１、入出力ゲー
トアレイ（Ｉ／Ｏ ＧＡ）１２、メインメモリ１３、増
設メモリ１４を備えている。メインメモリ１３および増
設メモリ１４は、メモリバス１に接続されている。

【００１２】また、このシステムには、ＢＩＯＳ−ＲＯ
Ｍ１５、フォントＲＯＭ１６、スーパーインテグレーシ
ョン回路（ＳＩ）２６、液晶コントローラ（ＬＣＤ−Ｃ
ＮＴ）２７、第１，第２のＩＣカードコントローラ（Ｉ
Ｃ−ＣＮＴ）２８，２９、キーボードコントローラ（Ｋ
ＢＣ）３０が設けられており、これらはＩＳＡ（Ｉnter
national Ｓtandard Ａssociation）仕様のシステムバ
ス２に接続されている。

【００１３】ＣＰＵ１１は、３．３Ｖ〜５Ｖの電源電圧
で動作可能であり、また２５ＭＨｚ乃至３３ＭＨｚのク
ロック信号によって正常に動作する。さらに、ＣＰＵ１
１は、スタティク回路を利用したハードウェアを有して
おり、クロックが停止されてもその時のステータスを保
持できるように構成されている。

【００１４】Ｉ／Ｏゲートアレイ１２は、ＣＰＵ１１お
よびメモリのサポート機能を実現するための専用ロジッ
クであり、メモリバス１に接続されたメインメモリ１
３、増設ＲＡＭ１４と、ＣＰＵ１１との間の入出力制御
を始め、システムバス２に接続された各種ユニットとＣ
ＰＵ１１との間の入出力制御を行なう。

【００１５】また、このＩ／Ｏゲートアレイ１２には、
システム制御に必要な機能を実現するためのユニット、
つまり、直接メモリアクセス制御のためのＤＭＡコント
ローラ、割り込みコントローラ（ＰＩＣ；Ｐrogrammabl
e Ｉnterrupt Ｃontroller ）、タイマ（ＰＩＴ；Ｐ
rogrammable Ｉnterval Ｔimer ）、シリアルＩ／Ｏコ
ントローラ（ＳＩＯ；Ｓerial Ｉnput／Ｏutput Ｃontr
oller ）、リアルタイムクロック（ＲＴＣ；Ｒeal Ｔim
e Ｃlock）が内蔵されている。

【００１６】ＣＰＵ１１およびＩ／Ｏゲートアレイ１２
間の通信は、専用のインターフェース線を介して実行さ
れる。ＣＰＵ１１とＩ／Ｏゲートアレイ１２間のインタ
ーフェース信号には、例えば、ＣＰＵクロック信号ＣＬ
Ｋ等が含まれている。

【００１７】ＣＰＵクロック信号ＣＬＫとしては、クロ
ック発生ＬＳＩ５０から出力される２５ＭＨｚまたは３
３ＭＨｚのクロック信号ＯＳＣが利用される。このクロ
ック周波数の切り替え時には、Ｉ／Ｏゲートアレイ１２
は、クロック信号ＯＳＣのクロック周波数が安定するま
でＣＰＵ１１へのクロック供給を停止する。クロック信
号ＯＳＣのクロック周波数が安定した時、Ｉ／Ｏゲート
アレイ１２は、ＣＰＵクロック信号ＣＬＫを発生して、
ＣＰＵ１１をリスタートさせる。

【００１８】ここで、クロック信号の切り替えは、シス
テム本体へのＡＣアダプタ３３の脱着に応答して行われ
る。すなわち、システム本体にＡＣアダプタ３３が接続
されているか否かは電源コントローラ３１によって検出
され、ＡＣアダプタ３３が接続された時にはクロック発
生ＬＳＩ５０は３３ＭＨｚのクロック信号ＯＳＣを発生
し、ＡＣアダプタ３３が接続されてない時にはクロック
発生ＬＳＩ５０は２５ＭＨｚのクロック信号ＯＳＣを発
生する。

【００１９】メインメモリ１３は、例えば、標準で４Ｍ
バイトの記憶容量を有しており、ここには、オペレーテ
ィングシステム、処理対象のアプリケーションプログラ
ム、およびアプリケーションプログラムによって作成さ
れたユーザデータ等が格納される。オペレーティングシ
ステムは、ペン入力をサポートするＩ／Ｏシステムを含
んでいる。

【００２０】増設メモリ１４は、コンピュータシステム
本体に設けられた８８ピンの専用カードスロットにオプ
ション接続されるメモリカードである。この増設メモリ
カード１４は、専用のＤＲＡＭカードであり、２Ｍバイ
ト、４Ｍバイト、８Ｍバイト、１６Ｍバイト等の種類が
ある。

【００２１】ＣＰＵ１１、Ｉ／Ｏゲートアレイ１２、メ
インメモリ１３、増設メモリ１４は、それぞれ３．３Ｖ
／５Ｖで動作可能に構成されており、これらには、シス
テム本体にＡＣアダプタ３３が接続されている時には電
源コントローラ３１から５Ｖの電源電圧が供給され、Ａ
Ｃアダプタ３３が接続されてない時には電源コントロー
ラ３１から３．３Ｖの電源電圧が供給される。

【００２２】ＢＩＯＳ−ＲＯＭ１５は、ＢＩＯＳ（Ｂas
ic Ｉ／Ｏ Ｓystem ）を記憶するためのものであり、
プログラム書き替えが可能なようにフラッシュメモリに
よって構成されている。このＢＩＯＳには、電源投入時
にメモリや各種ハードウェアデバイスのテストおよび初
期設定するためのＩＲＴルーチンと、オペレーティング
システムからの要求にしたがって各種ハードウェアデバ
イスを制御するための各種プログラム等が含まれてい
る。

【００２３】スーパ−インテグレーション（ＳＩ）２６
は、ＲＳ２３２Ｃコネクタ３３との間でシリアルデータ
による通信制御を行なう一方、フロッピーディスクコネ
クタ（ＦＤＤコネクタ）３４、ハードディスクドライブ
（ＨＤＤ）３５、パラレルコネクタ３６、及びタブレッ
トコントローラ３７と接続され、それぞれとの間でパラ
レルデータによる通信制御を行なう。

【００２４】電源コントローラ（ＰＳＣ）３１は、ＣＰ
Ｕ１１からの指示に応じて各ユニットへの電源供給を制
御するためのものであり、電源スイッチ５２が０Ｎされ
ると、ＡＣアダプタ３３を介して外部から供給される１
次電源または内蔵バッテリ３２から供給される２次電源
を所望の電源電圧に変換して出力する。

【００２５】ＣＰＵ１１、Ｉ／Ｏゲートアレイ１２、メ
インメモリ１３、および増設メモリ１４に供給される電
源電圧の値は、ＡＣアダプタ３３の接続の有無に応じて
３．３Ｖ／５Ｖに変化される。

【００２６】さらに、電源コントローラ（ＰＳＣ）３１
は、システムがパワーオフの状態においてもバックアッ
プ電源ＢＫを発生し、それをメインメモリ１３、画像メ
モリ（ＶＲＡＭ）３８に供給する。

【００２７】タブレットコントローラ３７は、透明タブ
レット３９を介してスタイラスペンによって入力される
座標点を検出し、それをスーパーインテグレーション２
６、システムバス２を介してＩ／Ｏゲートアレイ１２へ
送出する。

【００２８】液晶コントローラ２７は、液晶表示パネル
４０の表示制御を行なうものであり、システムバス２を
介してＣＰＵ１１から送られてくる表示データを画像メ
モリ（ＶＲＡＭ）３８に展開し、それを液晶表示パネル
４０に表示する。液晶表示パネル４０は、例えば縦６４
０ドット×横４８０ドットのドットマトリックスで構成
される透過型のものであり、蛍光表示管を用いたバック
ライトがその背面側に配置されている。

【００２９】ＩＣカードコントローラ２８，２９は、６
８ピンのＰＣＭＣＩＡ（ＰersonalＣomputer Ｍemory
Ｃard Ｉnternational Ａssociatuon）カード４４，４
５のリード／ライト制御を行なう。キーボードコントロ
ーラ３０は、キーボード４６を介してオプション接続さ
れるキーボードのキー入力制御を行なう。

【００３０】クロック発生ＬＳＩ５０は、例えばＶＣＯ
を含むＰＬＬ回路によって構成されており、検出信号Ａ
Ｃ−ＯＮが“０”の時は２５ＭＨｚのクロック信号を発
生し、検出信号ＡＣ−ＯＮが“１”の時は３３ＭＨｚの
クロック信号を発生する。

【００３１】図２には、電源コントローラ３１の具体的
な回路構成が示されている。電源コントローラ３１は、
電源マイコン５１と電源回路５３から構成されている。
電源マイコン５１は、内部ＲＯＭ５４、内部ＲＡＭ５
５、制御ユニット５６、パラレルＩ／Ｏ５７、Ｉ／Ｏド
ライバ５８、Ａ／Ｄ変換回路６７及びシリアルＩ／Ｏ６
８を備えており、内部ＲＯＭ５４のプログラムにしたが
って電源管理を行うと共に、電流検出器６６からの検出
信号に応じてバッテリ３２の充電制御を行う。電源回路
５３には、チャージユニット６２、スイッチ回路６３、
ＤＣ−ＤＣコンバータ６４，６５が設けられている。

【００３２】スイッチ回路６３は、電源スイッチ５２の
オン／オフ操作に応じて電源電圧（５Ｖ、１２Ｖ、３．
３／５Ｖ）の供給を許可／禁止するためのものであり、
パラレルＩ／Ｏ５７およびＩ／Ｏドライバ５８を介して
送られてくる制御信号（ａ）に応じて、ＡＣアダプタ３
３およびバッテリ３２とＤＣーＤＣコンバータ６４との
間を接続または遮断する。

【００３３】ＤＣーＤＣコンバータ６４は、ＡＣアダプ
タ３３を介して供給される１次電源またはバッテリ３２
からの２次電源を受けることにより、装置内の各回路の
動作用電源として例えば５Ｖ、１２Ｖ、３．３／５Ｖの
電圧を生成し、各回路に供給する。

【００３４】チャージユニット６２は、ＡＣアダプタ３
３を介して供給される１次電源を利用してバッテリユニ
ット３２を充電する。ＤＣーＤＣコンバータ６５は、バ
ッテリ３２からの２次電源を受けることによりバックア
ップ電圧ＶＢＫを生成し、バックアップが必要な各回路
に供給する。

【００３５】この電源コントローラ３１においては、Ａ
Ｃアダプタ３３が接続されると、ＡＣアダプタ３３から
の１次電源がＡ／Ｄコンバータ６７を介して制御ユニッ
ト５６に送られることにより、制御ユニット５６によっ
てＡＣアダプタ３３の接続／非接続が検出される。ＡＣ
アダプタ３３が接続された場合には“１”レベルの検出
信号ＡＣ−ＯＮがＩ／Ｏドライバ５８から出力され、Ａ
Ｃアダプタ３３が接続されてない場合には“０”レベル
の検出信号ＡＣ−ＯＮがＩ／Ｏドライバ５８から出力さ
れる。

【００３６】検出信号ＡＣ−ＯＮは、Ｉ／Ｏゲートアレ
イ１２に送られると共に、ＤＣ−ＤＣコンバータ６４に
送られる。ＤＣ−ＤＣコンバータ６４は、“１”レベル
の検出信号ＡＣ−ＯＮを受信した時は３．３／５Ｖの電
源線上に５Ｖの電源電圧を発生し、“０”レベルの検出
信号ＡＣ−ＯＮを受信した時は３．３／５Ｖの電源線上
に３．３Ｖの電源電圧を発生する。

【００３７】図３には、Ｉ／Ｏゲートアレイ１２に設け
られているクロック制御回路の構成が示されている。ク
ロック制御回路は、図示のように、ＡＮＤゲート１２
１、Ｄフリップフロップ１２２、およびカウンタ１２３
から構成されている。クロック発生ＬＳＩ５０から出力
されるクロック信号ＯＳＣは、ＡＮＤゲート１２１の第
１入力に供給されると共に、反転されてＤフリップフロ
ップ１２２のクロック入力（Ｃ）およびカウンタ１２３
のクロック入力（ＣＬＫ）に供給される。

【００３８】電源コントローラ３１からの検出信号ＡＣ
−ＯＮは、Ｄフリップフロップ１２２のデータ入力
（Ｄ）およびカウンタ１２３のカウント開始入力（ＣＯ
ＵＮＴ）に供給される。

【００３９】カウンタ１２３は、検出信号ＡＣ−ＯＮが
“１”レベルに立ち上がると、クロック入力（ＣＬＫ）
に入力されるクロック信号ＯＳＣのパルスをカウントし
初め、カウント値が所定値に達した時にエンド信号（Ｅ
ＮＤ）によってＤフリップフロップ１２２をリセットす
る。

【００４０】Ｄフリップフロップ１２２は、検出信号Ａ
Ｃ−ＯＮが“１”レベルに立ち上がると、次ぎのクロッ
ク信号ＯＳＣの立下がりで“１”をラッチし、“１”レ
ベルのマスク信号ＭＡＳＫを発生する。このマスク信号
ＭＡＳＫは、ＣＰＵクロックＣＬＫの供給を停止させる
ためのものであり、判定されてＡＮＤゲート１２１の第
２入力に供給される。

【００４１】次に、図４のタイミングチャートを参照し
て、ＣＰＵクロックＣＬＫと電源電圧３．３Ｖ／５Ｖの
切り替え動作を説明する。ＡＣアダプタ３３が接続され
ていない状態においては、ＣＰＵ１１には３．３Ｖの電
源電圧が供給されており、またＣＰＵクロックＣＬＫの
周波数は２５ＭＨｚである。

【００４２】この状態で、ＡＣアダプタ３３が接続され
ると、電源コントローラ３１から出力される検出信号Ａ
Ｃ−ＯＮは“０”から“１”レベルに変化される。これ
によって、ＣＰＵ１１に供給される電源電圧は３．３Ｖ
から５Ｖに変化し、またクロック発生ＬＳＩから発生さ
れるクロック信号ＯＳＣは２５ＭＨｚから３３ＭＨｚま
で徐々に変化される。

【００４３】また、検出信号ＡＣ−ＯＮの“０”から
“１”レベルへの変化に応答して、マスク信号ＭＡＳＫ
が“１”となり、カウンタ１２３によって一定時間（１
ｍｓ〜１０ｍｓ）経過したことが検出されるまでの期間
は、ＣＰＵクロックＣＬＫの供給が停止される。

【００４４】一定時間経過してクロック信号ＯＳＣが３
３ＭＨｚに安定されると、マスク信号ＭＡＳＫが“０”
となってＣＰＵクロックＣＬＫの供給が再開され、ＣＰ
Ｕ１１の動作が再開される。そして、以降は、ＣＰＵ１
１は、５Ｖの電源電圧、３３ＭＨｚのクロック信号の下
で動作する。

【００４５】この状態で、ＡＣアダプタ３３がコンピュ
ータ本体から外されると、同様にして、ＣＰＵ１１の動
作電源電圧が５Ｖから３．３Ｖに、クロック周波数が３
３ＭＨｚから２５ＭＨｚにそれぞれ切り替えられる。

【００４６】以上のように、この実施例においては、ポ
ータプルコンピュータがＡＣアダプタ３３を介して供給
される１次電源によって駆動されているか内蔵バッテリ
３２からの２次電源によって駆動されているかが、電源
コントローラ３１によって検出され、その検出結果がＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ６４およびクロック発生ＬＳＩ５０
に供給される。ＤＣ−ＤＣコンバータ６４は、ポータプ
ルコンピュータが１次電源によって駆動されている時は
５Ｖの電源電圧をＣＰＵ１１に供給し、２次電源によっ
て駆動されている時は３．３Ｖの電源電圧をＣＰＵ１１
に供給する。クロック発生ＬＳＩ５０は、ポータプルコ
ンピュータが１次電源によって駆動されている時は例え
は３３ＭＨｚのクロック信号をＣＰＵ１１に供給し、２
次電源によって駆動されている時は２５ＭＨｚのクロッ
ク信号をＣＰＵ１１に供給する。

【００４７】このように、バッテリ駆動時にはＣＰＵ１
１の動作電源電圧およびクロック周波数は、ＡＣ電源駆
動時よりも低下される。したがって、ＣＰＵアイドルの
時間に関係なくバッテリ駆動時の電力消費を低減できる
ようになり、バッテリ使用時間を十分に延ばすことが可
能になる。

【００４８】なお、この実施例では、ＣＰＵ１１のステ
ータスがクロックを停止しても破壊されない場合を例に
とって説明したが、クロックを切り替える前にＣＰＵ１
１のレジスタをメインメモリ１３にセーブし、クロック
切り替え後にメインメモリ１３の内容をＣＰＵ１１にリ
ストアすれば、他の構成のＣＰＵについても同様にして
適用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ＣＰＵアイドルの時間が比較的短い場合でもバッテ
リ駆動時の電力消費を低減できるようになり、バポータ
ブルコンピュータのバッテリ使用時間を十分に延ばすこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るポータプルコンピュ
ータのシステム構成を示すブロック図。

【図２】同実施例のポータプルコンピュータに設けられ
ている電源コントローラの具体的構成の一例を示す回路
図。

【図３】同実施例のポータプルコンピュータに設けられ
ているＩ／Ｏゲートアレイの一部を抽出して示す回路
図。

【図４】同実施例のポータプルコンピュータにおけるＣ
ＰＵのクロック周波数および動作電圧の切り替え動作を
説明するタイミングチャート。

【符号の説明】

１１…ＣＰＵ、１２…Ｉ／Ｏゲートアレイ、１３…メイ
ンメモリ、３１…電源コントローラ、３２…バッテリ、
３３…ＡＣアダプタ、５０…クロック発生ＬＳＩ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から供給される１次電源または内蔵
   バッテリから供給される２次電源によって駆動可能なポ
   ータブルコンピュータにおいて、 前記ポータブルコンピュータが前記１次電源と前記２次
   電源のどちらによって駆動されているかを検出する電源
   検出手段と、 この電源検出手段の検出結果に応じて、前記ＣＰＵに供
   給される動作電源電圧の値を可変設定する電源回路と、 前記電源検出手段の検出結果に応じて、前記ＣＰＵに供
   給されるクロック信号の周波数を可変設定するクロック
   発生回路とを具備し、 ２次電源駆動時にはＣＰＵの動作電源電圧およびクロッ
   ク周波数が１次電源駆動時よりも低下されるように構成
   されていることを特徴とするポータブルコンピュータ。