JPH0689130A - コンピュータシステムの状態監視方法および節電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 監視対象となるコンピュータシステムが実行
するソフトウェアに手を加えず、またソフトウェアを限
定せず、システムバスの信号を監視することで、ＣＰＵ
が小ループのプログラム処理を繰返していて実質的な仕
事の起動を待っている状態（実質休止状態）になってい
る可能性大であることを検出する。 【構成】 一定時間内にＣＰＵがアクセスしたアドレス
を記憶する動作と、一定時間内にＣＰＵが前記の記憶し
たアドレス以外のアドレスをアクセスするか否かを監視
する処理とを適宜に繰返し、ＣＰＵが小ループのプログ
ラム処理を繰返していることを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はコンピュータシステム
の状態監視方法および節電制御装置に関し、特に、ＣＰ
Ｕが小ループのプログラム処理を繰返していて実質的な
仕事の起動を待っている状態（これを実質休止状態と定
義する）になっていることを高確率で検出するための状
態監視方法と、この方法に従って実質休止状態でのＣＰ
Ｕの電力消費を低減させるための節電制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば特開平２−１７８８１８号公報に
見られるように、コンピュータシステムの各部の動作状
態に応じて、実質的な仕事を行っていない休止状態にな
っている部分への給電を停止することで、システム全体
の消費電力を減らすという技術があり、様々な形態で具
体的に実施されている。特にバッテリー駆動の可搬型パ
ーソナルコンピュータについては、小型・軽量のバッテ
リーでできるだけ長時間動作できるようにするために、
この種の節電技術が盛んに研究されている。

【０００３】従来のある種のパーソナルコンピュータで
はレスト・モードとスリープ・モードと呼ぶ２種類のス
タンバイ機能を備えている。レスト・モードは、一定時
間ＣＰＵが動作しないと、自動的に動作周波数を１６Ｍ
Ｈｚから１ＭＨｚに下げる機能である。さらに一定時間
が経過すると自動的にスリープ・モードに入る。スリー
プ・モードでは電源供給が停止する。どちらのモードで
動作していても、任意のキーを押すことで通常のモード
に復帰する。スタンバイ・モードに入る時間はユーザが
任意に設定することができる。

【０００４】ここで「一定時間ＣＰＵが動作しない」こ
とが節電状態（前記のスタンバイ・モード）に移行する
条件となっている。具体的には、キーボードからの入力
や通信コントローラからの入力など、ＣＰＵの仕事を起
動する外部要因が一定時間以上発生しなかった時に、節
電状態に移行するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】「ＣＰＵの仕事を起動
する要因が一定時間以上発生しない」ことをもってＣＰ
Ｕが実質休止状態にあると判定して節電モードに移行す
る従来の技術では、一般的なパーソナルコンピュータに
ついては、前記の「一定時間」を数１０秒以上に設定す
る必要があり、充分な節電効果が得られないという問題
がある。

【０００６】例えばワードプロセッサのソフトウェアを
使用している状態を想定する。この場合、キーボードか
らの入力のひとつひとつがＣＰＵの仕事の起動要因とな
り、ＣＰＵが入力信号に応じて、１文字をディスプレイ
に表示する非常に簡単な仕事や、かな漢字変換や文書の
移動といった少し時間のかかる処理や、ファイルの整理
のようにさらに時間のかかる仕事などを実行することに
なる。オペレーターが文書を考えながらキー入力する場
合、キー入力速度よりもＣＰＵの処理速度の方が圧倒的
に速い場合が多く、あるキー入力から次のキー入力まで
の間で数十ミリ秒から数秒程度の実質休止時間を生じる
機会が非常に多い。

【０００７】だからといって前述の従来の節電方法にお
ける「一定時間」を例えば１秒〜数秒程度に設定したの
では、少し時間のかかる文書の移動やファイルの整理な
どの仕事を行っている最中に節電状態に移行してしま
う。そこで充分な安全度を見込んで「一定時間」を充分
に長くして数１０秒〜数分間に設定する必要がある。そ
うすると頻繁に発生している短時間の実質休止状態に対
しては節電機能が働かず、充分な節電効果は得られな
い。

【０００８】この問題の解決手段として、ＣＰＵが実質
休止状態になったとき、ＣＰＵ自身がその都度外部回路
（節電制御回路）に節電可能であることを宣言するよう
に構成することが考えられる。こうするにはＣＰＵが実
行するソフトウェアにその機能を盛り込まなければなら
ない。既存のソフトウェアにこのような機能を付け加え
ることは甚しく面倒なことである。この発明は既存のソ
フトウェアに手を加えないということを一つの条件にし
ており、前記の対策はこの条件に当てはまらない。

【０００９】また、コンピュータシステムがある一つの
ソフトウェアしか実行しないのであれば、そのソフトウ
ェアの内容を予め解析し、ＣＰＵがある特定のアドレス
群しかアクセスしない小ループを繰返している状態を検
知し、ＣＰＵの実質休止状態を適確につかむことができ
る。しかし様々なソフトウェアを対象とした場合、この
手法ですべてのソフトウェアに対応するというのは現実
的に困難である。

【００１０】この発明は以上のような技術的背景の下に
なされたもので、対象とするソフトウェアに手を加え
ず、また対象ソフトウェアを固定せずに、コンピュータ
システムのシステムバスの信号を外部から監視すること
で、ＣＰＵが小ループのプログラム処理を繰返していて
実質的な仕事の起動を待っている実質休止状態になった
ことを高確率で検出することができるようにした状態監
視方法を提供することを目的とする。また、その方法に
従ってＣＰＵの節電制御を効果的に行うことができるよ
うにした節電制御装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで第１の発明の方法
では、所定時間Ｔｘ内にＣＰＵがアクセスしたアドレス
を適宜なアドレスブロックに区分して記憶する処理Ａと
（ここで記憶したアドレス群またはアドレスブロック群
を学習アドレスとする）、その直後に前記時間Ｔｘに応
じて定まる所定時間Ｔｙ内に前記ＣＰＵが前記学習アド
レス以外のアドレスをアクセスしたか否かを監視する処
理Ｂとを、前記時間ＴｘとＴｙを適宜範囲内で適宜に変
化させながら繰返し、前記時間Ｔｙ内に前記学習アドレ
ス以外がアクセスされないという状態を生じる前記時間
Ｔｘのできるだけ小さな値Ｔｘ（min ）を適宜なアルゴ
リズムにより適宜な分解能で検出し、そのＴｘ（min ）
を検出したときに前記ＣＰＵがＴｘ（min ）以下の周期
で小ループのプログラム処理を繰返していて実質休止状
態になっている可能性が大であると判定する。

【００１２】また第２の発明の方法においては、前記時
間ＴｘとＴｙを下限値から上限値に向けて漸増させなが
前記処理Ａと処理Ｂを繰返し、前記Ｔｘ（min ）を検出
する。

【００１３】また第３の発明では、システムバスの信号
を次のように監視してＣＰＵが実質休止状態である可能
性大と判定する。

【００１４】（処理１） 一定時間Ｔａ内にＣＰＵがア
クセスしたアドレスを適宜なアドレスブロックに区分し
て記憶する。ここで記憶したアドレス群またはアドレス
ブロック群を学習アドレスとする。

【００１５】（処理２） 一定時間Ｔｂ内にＣＰＵが学
習アドレス以外のアドレスをアクセスしたか否かを監視
する。

【００１６】（処理３） 処理２において前記学習アド
レス以外がアクセスされなかった場合、前記時間Ｔａと
Ｔｂのうちの少くともＴａを適宜に短くして処理１と処
理２を再度行い、処理２において前記学習アドレス以外
へのアクセスが検出されるまで時間Ｔａを短縮しながら
処理１と処理２を繰返す。

【００１７】（処理４） 処理２において前記学習アド
レス以外へのアクセスが検出された場合、そのときの時
間Ｔａに応じて設定されたＴａより適宜に長い一定時間
Ｔｃ内にＣＰＵが前記学習アドレス以外のアドレスをア
クセスしたか否かを監視し、前記学習アドレス以外がア
クセスされなかった場合にＣＰＵが前記実質休止状態に
なっている可能性が大であると判定する。

【００１８】また第４の発明の方法では、適宜に設定し
た一定時間Ｔｘ内にＣＰＵがアクセスしたアドレスを適
宜なブロックに区分して記憶する処理Ａと（ここで記憶
したアドレス群またはアドレスブロック群を学習アドレ
スとする）、適宜に設定した一定時間Ｔｙ内に前記ＣＰ
Ｕが前記学習アドレス以外のアドレスをアクセスしたか
否かを監視する処理Ｂとを繰返し、前記時間Ｔｙ内に学
習アドレス以外のアドレスがアクセスされなかったとき
に前記ＣＰＵが前記Ｔｘ以下の周期で小ループのプログ
ラム処理を繰返していて実質休止状態になっている可能
性が大であると判定する。

【００１９】また第５の発明の装置は、ＣＰＵを高消費
電力の通常モードで動作させるか低消費電力の節電モー
ドで動作させるかを切換え制御する手段ａと、所定時間
Ｔｘ内にＣＰＵがアクセスしたアドレスを適宜なアドレ
スブロックに区分して記憶する手段ｂと（ここで記憶し
たアドレス群またはアドレスブロック群を学習アドレス
とする）、この手段ｂの動作に続いて前記時間Ｔｘに応
じて定まる所定時間Ｔｙ内に前記ＣＰＵが前記学習アド
レス以外のアドレスをアクセスしたか否かを監視する手
段ｃと、前記ＣＰＵが前記通常モードで動作している状
態において前記時間ＴｘとＴｙを適宜範囲内で適宜に変
化させながら前記手段ｂとｃの動作を繰返し、前記時間
Ｔｙ内に前記学習アドレス以外がアクセスされないとい
う状態を生じる前記時間Ｔｘのできるだけ小さな値Ｔｘ
（min ）を適宜なアルゴリズムにより適宜な分解能で検
出する手段ｄと、この手段ｄにより前記Ｔｘ（min ）を
検出したときに別に設定した除外条件が成立していなけ
れば前記ＣＰＵを前記節電モードで動作させる手段ｅ
と、前記ＣＰＵが前記節電モードで動作しているときに
前記学習アドレス以外のアドレスをアクセスすることを
検出する手段ｆと、この手段ｆにより前記学習アドレス
以外のアクセスが検出されたときに前記ＣＰＵを前記通
常モードで動作させる手段ｇとを備えている。

【００２０】また第６の発明の装置は、ＣＰＵを高消費
電力の通常モードで動作させるか低消費電力の節電モー
ドで動作させるかを切換え制御する手段ａと、所定時間
Ｔｘ内にＣＰＵがアクセスしたアドレスを適宜なアドレ
スブロックに区分して記憶する手段ｂと（ここで記憶し
たアドレス群またはアドレスブロック群を学習アドレス
とする）、この手段ｂの動作に続いて所定時間Ｔｙ内に
前記ＣＰＵが前記学習アドレス以外のアドレスをアクセ
スしたか否かを監視する手段ｃと、前記ＣＰＵが前記通
常モードで動作している状態において前記手段ｂとｃと
の動作を繰返し、前記時間Ｔｙ内に前記学習アドレス以
外のアクセスが検出されなかったときに別に設定した除
外条件が成立していなければ前記ＣＰＵを前記節電モー
ドで動作させる手段ｅと、前記ＣＰＵが前記節電モード
で動作しているときに前記学習アドレス以外のアドレス
をアクセスすることを検出する手段ｆと、この手段ｆに
より前記学習アドレス以外のアクセスが検出されたとき
に前記ＣＰＵを前記通常モードで動作させる手段ｇとを
備えている。

【００２１】

【作用】コンピュータシステムがある周期をもつループ
性のプログラムを実行している場合、そのループを構成
する命令群の格納されているメモリアドレスは、ほとん
どの命令において固有のものである。したがってループ
を繰返している状態では、ＣＰＵはある限られたアドレ
ス群を繰返しアクセスすることになる。その繰返し周期
をＴ0 とすると、第１および第２の発明においては、前
記時間ＴｘがＴ0より小さいと前記処理Ｂにおいて学習
アドレス以外へのアクセスが検出されるが、ＴｘがＴ0
より大きいと処理Ｂにおいて学習アドレス以外へのアク
セスが検出されなくなる。前述のＴｘ（min ）はＴ0 よ
り大きくてできるだけ小さい値である。このＴｘ（min
）を検出したということは、それより小さい周期のル
ープ性プログラムを繰返しているものと判定することが
できる。特に第２の発明では、より高速にＴｘ（min ）
を検出することができる。なお、Ｔｘに応じて定めるＴ
ｙは、Ｔｘより少し小さい値からＴｘの数倍程度の範囲
で適宜に選定する。

【００２２】第５の発明の装置では、第１の発明の方法
に従って前記Ｔｘ（min ）を検出したときに節電モード
になり、その後学習アドレス以外がアクセスされたとき
に通常モードに戻る。

【００２３】また第３の発明の方法では、ループ性プロ
グラムの繰返し周期をＴ0 とすると、前記時間ＴａがＴ
0 より大きいと、処理２において学習アドレス以外への
アクセスは検出されない。したがって時間Ｔａが徐々に
短縮され、ＴａがＴ0 とほぼ等しくなると、処理２にお
いて学習アドレス以外へのアクセスが検出される。この
時のＴａに応じてＴｃが決定される。そしてＴｃ内に学
習アドレス以外がアクセスされなかった場合に実質休止
状態の可能性大と判定する。なお、Ｔａの初期値は実質
休止状態となり得るループ性プログラムの繰返し周期の
ほぼ最大値に合わせて決定しておく。

【００２４】また第４の発明の方法では、前記時間Ｔｘ
は比較的小さい適切な値に固定されており、そのＴｘよ
り小さな周期で繰返されるループ性プログラムを検出す
ることになる。第６の発明の装置では、第４の発明の方
法に従って実質休止状態を検出して節電モードに入り、
前記学習アドレス以外がアクセスされたときに通常モー
ドに戻る。

【００２５】

【実施例】図１は前記第３の発明の状態監視方法に基づ
く節電制御装置を付加したコンピュータシステムの概略
構成を示している。監視対象であるコンピュータシステ
ム１のシステムバス２に状態判定・節電コントローラ３
が接続されるとともに、このコントローラ３の制御のも
とで動作するアドレス記憶・比較回路４がアドレスバス
とコマンドバスに接続される。コンピュータシステム１
はいくつかの機能部分に分かれ、各部分に対してそれぞ
れ給電スイッチ回路６を介して電源から動作電力が供給
される。コントローラ３は以下のようにしてコンピュー
タシステム１のＣＰＵが実質休止状態であると判定した
ときに、ＣＰＵに給電するスイッチ回路６をオフにし、
また必要に応じて再びオンにする。

【００２６】図２、図３、図４は状態判定・節電コント
ローラ３の制御手順を示している。初期設定処理１００
に続く最初のステップ１０１ではアドレス記憶・比較回
路４をクリアした後、一定時間Ｔａだけアドレス記憶モ
ードで動作させる。これにより時間Ｔａ内にＣＰＵがア
クセスしたアドレスがアドレス記憶・比較回路４に記憶
される。なお、時間Ｔａの初期値は《Ｔａの初期値につ
いて》の項の説明のように決定する。また、アドレス記
憶・比較回路４で記憶するアドレス情報は必ずしも１番
地単位ではなく、《アドレスブロックの区分について》
のように適宜なブロック単位でアクセスされたか否かを
判定する。ステップ１０１で記憶したアドレス群を以下
では学習アドレスとする。

【００２７】次にコントローラ３はステップ１０２に進
み、アドレス記憶・比較回路４を一定時間Ｔｂ（この実
施例ではＴａと同じとする）だけアドレス比較モードで
動作させる。するとアドレス記憶・比較回路４は、その
一定時間Ｔａ内にＣＰＵがアクセスするアドレスと前記
学習アドレスとを逐次比較し、学習アドレス以外のアド
レスがアクセスされたときに不一致信号を出力してコン
トローラ３に与える。ステップ１０２にて学習アドレス
以外がアクセスされなかった場合（不一致信号が出力さ
れなかった場合）、ステップ１０３に進み、前記の時間
ＴａをΔｔだけ短縮してステップ１０１に戻る。したが
って、ステップ１０２で学習アドレス以外のアドレスが
アクセスされたことを検出するまでは、時間Ｔａを少し
ずつ短縮しながらステップ１０１と１０２を繰返す。

【００２８】ステップ１０１、１０２、１０３の繰返し
は周期サーチ・アドレス学習処理であり、ＣＰＵが小ル
ープのプログラムを繰返している場合に、その繰返し周
期Ｔ0 とほぼ等しくなるまで時間Ｔａを短縮するととも
に、そのループ繰返しによってアクセスされているアド
レス群を記憶する。つまりＴａがＴ0 にほぼ等しくなる
と、ステップ１０２にて学習アドレス以外のアクセスが
検出され、その時ステップ２００に進む。

【００２９】ステップ２００は状態監視処理であり、周
期サーチ・アドレス学習処理１００、１０１、１０２、
１０３で決定された時間Ｔａの２倍の時間Ｔｃ内にＣＰ
Ｕが学習アドレス以外のアドレスをアクセスしたか否か
を監視する。つまりアドレス記憶・比較回路４を時間Ｔ
ｃだけアドレス比較モードで動作させ、その間に不一致
信号が出力されるか否かを監視する。ＣＰＵが小ループ
を繰返し実行しているのでない場合は、ステップ２００
にて学習アドレス以外のアクセスが検出され、その場合
は最初のステップ１００に戻ってＴａを初期値に戻し、
再び周期サーチ・アドレス学習処理１０１、１０２、１
０３を行う。

【００３０】ＣＰＵが小ループを繰返し実行している場
合、ステップ２００では学習アドレス以外のアクセスが
検出されず、その場合にステップ２１０に進む。このよ
うにしてＣＰＵが小ループを繰返し実行していることを
検出する。ＣＰＵが小ループのプログラム処理を繰返し
ているのは、多くの場合、実質的な仕事の起動を待って
いる実質休止状態である。ただし実質休止状態といえな
い場合もある。ステップ２１０では《除外条件につい
て》で説明するように、コンピュータシステム１の各種
内部情報から実質休止状態とは判定しない除外条件が成
立するかどうかをチェックする。除外条件が成立しない
場合、一応実質休止状態と判定してステップ２２０に進
む。除外条件が成立した場合はステップ２１１で時間Ｒ
１だけ遅延して最初のステップ１００に戻る。遅延時間
Ｒ１についても《除外条件について》に説明している。

【００３１】ＣＰＵが実質休止状態であると判定した場
合はステップ２２０において、ＣＰＵに対してパワーダ
ウン要求信号を出力し、必要なデータを退避させるなど
のパワーダウン準備処理をＣＰＵに促し、ステップ２３
０でＣＰＵからパワーダウン準備完了の応答が来るのを
待つ。

【００３２】ＣＰＵからパワーダウン準備完了の応答が
あったなら、以下に説明する復帰タイマの起動条件が成
立しているか否かをチェックし（ステップ２４０）、成
立していれば復帰タイマを起動（ステップ２５０）して
からステップ３００に進み、給電スイッチ回路６を制御
してＣＰＵに対する動作電源の供給を停止する。

【００３３】その後状態判定・節電コントローラ３はス
テップ４００に進み、《復帰信号について》で説明する
ように、ＣＰＵの実質的な仕事を起動するキー入力信号
などが発生するかどうかをチェックする。復帰信号が発
生すればステップ５００に進み、ＣＰＵに動作電源を供
給して再スタートさせる。また復帰信号がなくても、先
のステップ２５０で復帰タイマを起動した場合はステッ
プ４１０から４１１に進み、復帰タイマがタイムアップ
したときステップ５００に進んで再スタート制御を実行
する。なお再スタート制御は、まず給電スイッチ回路６
を制御してＣＰＵに動作電源を供給した後、ＣＰＵに対
してリセット信号群と再スタート信号を供給する。

【００３４】再スタート後の次のステップ６００では、
再スタートが復帰タイマによってなされたのかキー入力
などの復帰信号によってなされたのかをチェックし、復
帰信号によって再スタートしたのであれば、ステップ６
１０で時間Ｒ２だけ遅延し、状態監視処理２００に戻
る。また復帰タイマにより再スタートしたのであれば、
ステップ６２０で時間Ｒ３だけ遅延し、最初のステップ
１００に戻って周期サーチ・アドレス学習処理１０１、
１０２、１０３を最初からやり直す。Ｒ２、Ｒ３の遅延
処理についてはそれぞれ《遅延時間Ｒ２について》《遅
延時間Ｒ３について》で説明する。またステップ２４０
における復帰タイマの起動条件は《復帰タイマの起動条
件について》に説明する。

【００３５】《Ｔａの初期値について》Ｔａの初期値は
コントローラ３内にて保持され、この初期値の設定はシ
ステムバス２を経由してコンピュータシステム１のＣＰ
Ｕ動作により行われる。検出目的とする小ループ周期よ
り大きな周期が値として使用されるが、大きすぎると処
理１０１、１０２、１０３のループ回数が多くなり、実
質的に節電の効果が低下する。このことを考慮し、節電
の効果が最良となるように設定する。

【００３６】《アドレスブロックの区分について》最良
の小ループ検出確度を得るためには、アドレス記憶・比
較回路４で記憶するアドレス単位にて１番地単位である
ことが必要であるが、実装上これを適宜なブロック情報
は記憶することが必要である。このブロック単位量は、
検出しようとする小ループの処理のために発生する番地
の連続性を考慮することにより１番地単位とした場合に
近似する検出確度を得ることが可能である。

【００３７】《除外条件について》ＣＰＵの実質的な仕
事の起動の待ちの判定処理を含む小ループが検出しよう
とする小ループである。したがって、処理２１０の除外
条件は、処理２００の処理中にこの実質的な仕事の待ち
の判定処理が行われなかった場合に除外条件成立であ
る。また、検出しようとする目的小ループにありえない
事象の発生が処理２００の処理中に発生した場合も除外
条件成立である。除外条件が成立した場合でも小ループ
は今後実行される可能性が大と考え、この時間の再検出
処理は無効であると判断し遅延時間Ｒ１を使用する。

【００３８】《復帰信号について》ＣＰＵの実質的な仕
事の起動の待ちの判定処理を含む小ループが起動判定成
立と判断するための信号である。この信号により実質的
に検出した小ループは消滅する。このため、コンピュー
タシステム１は、新しい仕事の実行を開始する必要があ
る。したがって、起動判定成立の要因事象が復帰信号と
なる。

【００３９】《遅延時間Ｒ２について》復帰信号の発生
により検出した小ループの実行処理より復帰信号に対応
した実行処理に移行する。この実行処理終了後、再度前
回検出した小ループを実行する可能性が大と判断する。
この復帰信号に対応した実行処理は、処理２００にて学
習アドレス以外をアクセスする可能性が大である。した
がって、この実行処理予想時間に相当する処理再開始ま
での遅延時間をＲ２にて設定する。

【００４０】《遅延時間Ｒ３について》復帰タイマの起
動条件が成立した場合、検出中の小ループは、誤認識の
可能性を残していると判断する。処理で復帰タイマがタ
イムアップした場合、検出した小ループは誤認識した可
能性が大であると判断する。この場合検出した小ループ
と同一のループが再度実行される可能性があり、これを
再度誤認識することは節電効果の低下を引きおこす。し
たがってこのループが消滅する予想時間に相当する遅延
時間をＲ３にて設定する。

【００４１】《復帰タイマの起動条件について》前回の
状態監視処理２００の結果がＹＥＳであった場合、条件
成立である。また、前サイクルで復帰タイマにより再ス
タートを実行した場合も条件成立である。

【００４２】以上の説明で明らかなように、このシステ
ムにおいては、状態監視処理２００でＹＥＳと判定され
て最初のステップ１００に戻るという動作を繰返してい
る状態から、状態監視処理２００で初めてＮＯと判定さ
れ、しかも除外条件が成立していないと、復帰タイマを
起動してパワーダウン制御を実行し、ＣＰＵへの給電を
停止する。その後復帰タイマがタイムアップするまでキ
ー入力などの復帰信号がなければ、復帰タイマがタイム
アップした時点で再スタート制御を実行し、ＣＰＵへの
給電を再開してパワーダウン前の処理を再開させる。ま
たコントローラ３は最初のステップ１００から処理をや
り直す。その動作サイクルにおける状態監視処理２００
でやはりＮＯと判定され（除外条件は不成立とする）、
しかも復帰タイマがタイムアップするまで復帰信号がな
い場合、やはりタイムアップした時点で再スタート制御
を実行する。状態が変化しなければ以上の処理を繰返す
ことになり、復帰タイマの設定時間に相当するパワーダ
ウン期間が間欠的に生じる。

【００４３】パワーダウン制御を実行し、復帰タイマが
タイムアップする前にキー入力などの復帰信号が発生す
ると、その時点で再スタート制御を実行し、パワーダウ
ン前の処理を再開させる。この場合はステップ５００→
６００→６１０→２００と進み、周期サーチ・アドレス
学習処理１００、１０１、１０２、１０３は行わず、先
に決定されている時間Ｔｃ＝２×Ｔａのままで状態監視
処理２００を行う。ここでやはりＮＯと判定された場合
（除外条件は不成立とする）、今度は復帰タイマの起動
条件は成立しないので、復帰タイマを起動せずにパワー
ダウン制御を実行する。すると復帰タイマによる再スタ
ートは行われず、キー入力などの復帰信号があって始め
て再スタート制御が行われる。

【００４４】なお以上の実施例では、Ｔｂ＝Ｔａとし、
またＴｃ＝２×Ｔａとしたが、本発明はこれに限定され
るものではない。ＴｂはＴａより適宜に大きく設定し、
Ｔａに応じて短縮するようにしてもよいし、固定してお
いてもよい。また、ＴｃはＴａに応じて変化する時間で
あるが、Ｔａにある一定値を足した値でもよいし、Ｔａ
の例えば１．５倍でもよいし、Ｔａの１．５倍に一定値
を足した値など、小ループ状態を適切に検出できるよう
に選択する。

【００４５】次にこの発明の他の実施例について説明す
る。

【００４６】図５のハードウェア構成では、コンピュー
タシステム１のＣＰＵに与えるＣＰＵクロック信号の周
波数を変えることで、ＣＰＵを高消費電力の通常モード
（高速モード）で動作させるか、低消費電力の節電モー
ド（低速モード）で動作させるかを切換えるようになっ
ている。つまり図５において、高速クロック発生回路５
１は例えば５０ＭＨｚのクロック信号を出力する。低速
クロック発生回路５２は例えば４ＭＨｚのクロック信号
を出力する。両クロック信号の一方が切換回路５３で選
択されてＣＰＵに供給される。切換回路５３は、状態判
定・節電コントローラ３からの制御信号によって以下の
ように切換えられる。

【００４７】また図５の実施例では、システムバス２の
信号を監視し、ＣＰＵがある特定のアドレスをアクセス
したのを検出して状態判定・節電コントローラ３に伝え
るためのアドレス検出回路５４が付加されている。一般
に広く使用されているＭＳ−ＤＯＳを備えたコンピュー
タシステム１の場合、どのようなアプリケーションプロ
グラム（リアルモードで動作する）を動作させていて
も、割り込みベクタテーブルは特定のアドレスに割り当
てられている。この割り込みベクタテーブル中にはキー
ボードセンシングのソフトウェア割り込み機能が設定さ
れている。したがって、前記のアドレス検出回路５４で
割り込みベクタテーブル中の特定アドレスがアクセスさ
れるのを検出するように構成することで、キーボード１
が操作されたのをすばやく検出することができる。この
アドレス検出信号を以下のように節電制御に役立てる。

【００４８】図６は前記第５の発明の実施例の主要な制
御手順を示すフローチャートであり、図５のハードフェ
ア構成に基づいた実施例である。

【００４９】図６において、ステップ６０１では学習時
間Ｔｘを下限値１００μｓｅｃに設定する。次ぎのステ
ップ６０２ではアドレス記憶・比較回路４をクリアした
後、学習時間Ｔｘだけアドレス記憶モードで動作させ
る。これにより時間Ｔｘ内にＣＰＵがアクセスしたアド
レスブロックがアドレス記憶・比較回路４に記憶される
（これが学習アドレスである）。

【００５０】次のステップ６０３では、学習時間Ｔｘに
応じて設定される監視時間Ｔｙ＝２．５×Ｔｘのタイマ
をスタートし、アドレス記憶・比較回路４をアドレス比
較モードで動作させる。そして前記Ｔｙタイマにより、
時間Ｔｙ内にＣＰＵが前記学習アドレス以外をアクセス
するか否かを監視する（ステップ６０４、６０５）。時
間Ｔｙ内に学習アドレス以外がアクセスされると、その
時点でステップ６０４→６０７と進み、学習時間Ｔｘに
１００μｓｅｃを加えた値を新たな学習時間Ｔｘとし、
ステップ６０８で学習時間Ｔｘが上限値１０ｍｓｅｃを
超えているか否かをチェックす。Ｔｘが１０ｍｓｅｃ以
内であればステップ６０２に戻って学習処理を実行し、
Ｔｘが１０ｍｓｅｃを超えていればステップ６０１に戻
ってＴｘを下限値１００μｓｅｃにしてからステップ６
０２に進む。

【００５１】以上のステップ６０１〜６０８では、学習
時間Ｔｘと監視時間Ｔｙを下限値から上限値に向けて漸
増させなから、ステップ６０２の学習処理と、ステップ
６０３、６０４、６０５の監視処理を繰り返し、「時間
Ｔｙ内に学習アドレス以外がアクセスされない」という
状態を生じる時間Ｔｘのできるだけ小さな値Ｔｘ（min
）を１００μｓｅｃの分解能で検出することになる。

【００５２】「時間Ｔｙ内に学習アドレス以外がアクセ
スされない」という状態が検出されると、ステップ６０
５から６０９に進み、別に設定した除外条件が成立して
いるか否かを判定し、除外条件が成立していてれば最初
のステップ６０１に戻るが、そうでなければステップ６
１０に進み、前記切換回路５３を切換えて低速クロック
発生回路５２からの４ＭＨｚのクロック信号によりＣＰ
Ｕを節電モードで動作させる。

【００５３】そして節電モードでの動作中は、ＣＰＵが
前記学習アドレス以外をアクセスするか否かをチェック
するとともに（ステップ６１１）、前記アドレス検出回
路５４によりキーボードが操作されたか否かをチェック
する処理（ステップ６１２）を繰り返し、学習アドレス
以外がアクセスされるか、あるいはキーボードが操作さ
れると、ステップ６１３に進む。ステップ６１３では、
切換回路５３を切換えて高速クロック発生回路５１から
の５０ＭＨｚのクロック信号によりＣＰＵを通常モード
で動作させる。なお、ステップ６１２の処理を行なわな
くても、キーボードから新たな入力があったことでプロ
グラム処理がループから抜け出し、「学習アドレス以外
がアクセスされる」ことになるが、ステップ６１２を行
うことで通常モードへの復帰をより高速にすることがで
きる。

【００５４】図６の実施例ではＴｘ、Ｔｙを漸増させな
がらＴｘ（min ）を検出している。これに対して先に説
明した図２〜図４の実施例ではＴｘ、Ｔｙを漸減させな
がらＴｘ（min ）を検出しているのである。Ｔｘ（min
）をできるだけ短時間で検出するという点では図６の
実施例の方が優れている。またＴｘ、Ｔｙを所定のアル
ゴリズムに従ってランダムに変化させながら学習と監視
を繰返し、Ｔｘ（min ）を検出することも可能である。

【００５５】以上説明したすべての実施例は、ＴｘとＴ
ｙを変化させながら学習と監視を繰返し、「時間Ｔｙ内
に学習アドレス以外がアクセスされない」という状態を
生じる学習時間Ｔｘのできるだけ小さな値Ｔｘ（min ）
を適宜なアルゴリズムで検出している。次に述べる実施
例はこれと異なる。学習時間Ｔｘと監視時間Ｔｙ＝２×
Ｔｘ±αを適宜に選定した比較的小さな値に固定してお
き、図７のフローチャートに示すように、時間Ｔｘの学
習の後、時間Ｔｙの監視で「学習アドレス以外がアクセ
スされない」状態であったとき（別の除外条件が成立し
ていないとする）、ＣＰＵが実質休止状態であると判定
して節電モード（低速クロックモード）に移行する。こ
のような簡単な制御でも、Ｔｘの値が適切であれば、コ
ンピュータシステム１の実使用上の能力低下を来すこと
なく、相当大きな節電効果を上げることができる。

【００５６】また以上では、ＣＰＵを低消費電力で動作
させるモードとして、適切な間隔でＣＰＵを間欠的に動
作させる制御方式と、ＣＰＵクロックを低速に切換える
制御方式とを説明したが、この他にも電源電圧を低くす
るとか、ＣＰＵのアクセススレートをさげるなどの方法
も考えられる。

【００５７】図８はアドレス記憶・比較回路４の具体的
な構成例を示している。図８において、ＣＰＵのアドレ
ス信号はアドレスデコーダ８１でデコードされ、アドレ
スデコーダ８１の多数の出力のうちの１つのみが“１”
となる。アドレスデコーダ８１の各出力には同じ構成の
回路セル８２が接続される。

【００５８】回路セル８２において、アドレスデコーダ
８１からの入力が“１”になると、オアゲート８３の出
力が“１”になる。ここで、前述のアドレス記憶モード
であると、前記状態判定・節電コントローラ３からのラ
イト信号に同期してオアゲート８３の出力“１”がフリ
ップフロップ８５に記憶される。アドレスデコーダ８１
からの入力が“０”である他の回路セル８２では、フリ
ップフロップ８５には“０”が記憶される（“０”にリ
セットされたままである）。

【００５９】次にアドレス比較モードになると、ライト
信号は供給されず、フリップフロップ８５の内容は変わ
らない。アドレスデコーダ８１からの入力が“１”とな
るある１つの回路セル８２において、フリップフロップ
８５の出力が“１”であれば、アンドゲート８４の出力
が“１”となり、したがってオアゲート８６の出力が
“１”となる。この回路セル８２のフリップフロップ８
５の出力が“０”であれば、オアゲート８６の出力が
“０”である。一方、アドレスデコーダ８１からの入力
が“０”である他のすべての回路セル８２においては、
オアゲート８６の出力は“１”となる。そして、すべて
の回路セル８２のオアゲート８６の出力がアンド回路８
７で論理積をとられ、その結果が比較出力となり、状態
判定・節電コントローラ３に供給される。

【００６０】つまり、アドレス記憶モードの時間Ｔｘ内
に幾つかの回路セル８２のフリップフロップ８５には
“１”が記憶される。そしてアドレス比較モードにな
り、学習アドレス以外がアクセスされなければアンド回
路８７の出力は“１”に保たれるが、学習アドレス以外
がアクセスされるとアンド回路８７の出力が“０”にな
る。

【００６１】なお、アドレス記憶・比較回路４の構成は
前述した構成に限定されるものではない。例えば、アド
レス記憶モードでＣＰＵがアクセスしたアドレスに
“１”を書き込むようにしたＲＡＭを設け、アドレス比
較モードで前記ＲＡＭから“０”が出力されると「学習
アドレス以外がアクセスされた」と判定する構成でもよ
い。

【００６２】

【発明の効果】この発明によるコンピュータシステムの
状態監視方法によれば、コンピュータシステムが実行す
るソフトウェアに特別な手を加えるのではなく、またコ
ンピュータシステムが実行するソフトウェアを予め解析
しておくのではなく、コンピュータシステムが何らかの
不特定のソフトウェアを実行している実動作中に、ＣＰ
Ｕが小ループのプログラム処理を繰返していて実質的な
仕事の起動を待っている状態、すなわち実質休止状態に
なっている可能性が大であることを相当高い確率で検出
することができる。

【００６３】この方法を用いて実質休止状態を検出し、
ＣＰＵのパワーダウン制御を行うようにすれば、ＣＰＵ
が次のキー入力を待っているほんの数ミリ秒から数秒程
度の実質休止状態に対してもパワーダウンを実施するこ
とができ、従来のパワーダウン制御方法に比べて節電効
果は極めて大きなものとなる。

【００６４】なお本発明の状態監視方法の応用としてパ
ワーダウン制御について説明したが、この方法を他の目
的にも応用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第３の発明の状態監視方法を応用した節電制御
装置を付加したコンピュータシステムの概略構成図。

【図２】図１における状態判定・節電コントローラ３の
処理手順を示すフローチャートその１。

【図３】同上フローチャートその２。

【図４】同上フローチャートその３。

【図５】第２の発明の状態監視方法を応用した第５の発
明の節電制御装置を付加したコンピュータシステムの概
略構成図。

【図６】図５における状態判定・節電コントローラ３の
処理手順を示すフローチャート。

【図７】第４の発明の状態監視方法を応用した第６の発
明の節電制御装置の処理手順を示すフローチャート。

【図８】アドレス記憶・比較回路の具体例を示す回路
図。

【符号の説明】

３ 状態判定・節電コントローラ ４ アドレス記憶・比較回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定時間Ｔｘ内にＣＰＵがアクセスした
   アドレスを適宜なアドレスブロックに区分して記憶する
   処理Ａと（ここで記憶したアドレス群またはアドレスブ
   ロック群を学習アドレスとする）、その直後に前記時間
   Ｔｘに応じて定まる所定時間Ｔｙ内に前記ＣＰＵが前記
   学習アドレス以外のアドレスをアクセスしたか否かを監
   視する処理Ｂとを、前記時間ＴｘとＴｙを適宜範囲内で
   適宜に変化させながら繰返し、前記時間Ｔｙ内に前記学
   習アドレス以外がアクセスされないという状態を生じる
   前記時間Ｔｘのできるだけ小さな値Ｔｘ（min ）を適宜
   なアルゴリズムにより適宜な分解能で検出し、そのＴｘ
   （min ）を検出したときに前記ＣＰＵがＴｘ（min ）以
   下の周期で小ループのプログラム処理を繰返していて実
   質休止状態になっている可能性が大であると判定するこ
   とを特徴とするコンピュータシステムの状態監視方法。
2. 【請求項２】 請求項１の方法において、前記時間Ｔｘ
   とＴｙを下限値から上限値に向けて漸増させなが前記処
   理Ａと処理Ｂを繰返し、前記Ｔｘ（min ）を検出するこ
   とを特徴とするコンピュータシステムの状態監視方法。
3. 【請求項３】 コンピュータシステムのシステムバスの
   信号を以下のように監視し、ＣＰＵが小ループのプログ
   ラム処理を繰返していて実質的な仕事の起動を待ってい
   る実質休止状態になっている可能性が大であると判定す
   ることを特徴とするコンピュータシステムの状態監視方
   法。（処理１） 一定時間Ｔａ内にＣＰＵがアクセスし
   たアドレスを適宜なアドレスブロックに区分して記憶す
   る。ここで記憶したアドレス群またはアドレスブロック
   群を学習アドレスとする。（処理２） 一定時間Ｔｂ内
   にＣＰＵが学習アドレス以外のアドレスをアクセスした
   か否かを監視する。（処理３） 処理２において前記学
   習アドレス以外がアクセスされなかった場合、前記時間
   ＴａとＴｂのうちの少くともＴａを適宜に短くして処理
   １と処理２を再度行い、処理２において前記学習アドレ
   ス以外へのアクセスが検出されるまで時間Ｔａを短縮し
   ながら処理１と処理２を繰返す。（処理４） 処理２に
   おいて前記学習アドレス以外へのアクセスが検出された
   場合、そのときの時間Ｔａに応じて設定されたＴａより
   適宜に長い一定時間Ｔｃ内にＣＰＵが前記学習アドレス
   以外のアドレスをアクセスしたか否かを監視し、前記学
   習アドレス以外がアクセスされなかった場合にＣＰＵが
   前記実質休止状態になっている可能性が大であると判定
   する。
4. 【請求項４】 適宜に設定した一定時間Ｔｘ内にＣＰＵ
   がアクセスしたアドレスを適宜なブロックに区分して記
   憶する処理Ａと（ここで記憶したアドレス群またはアド
   レスブロック群を学習アドレスとする）、適宜に設定し
   た一定時間Ｔｙ内に前記ＣＰＵが前記学習アドレス以外
   のアドレスをアクセスしたか否かを監視する処理Ｂとを
   繰返し、前記時間Ｔｙ内に学習アドレス以外のアドレス
   がアクセスされなかったときに前記ＣＰＵが前記Ｔｘ以
   下の周期で小ループのプログラム処理を繰返していて実
   質休止状態になっている可能性が大であると判定するこ
   とを特徴とするコンピュータシステムの状態監視方法。
5. 【請求項５】 ＣＰＵを高消費電力の通常モードで動作
   させるか低消費電力の節電モードで動作させるかを切換
   え制御する手段ａと、所定時間Ｔｘ内にＣＰＵがアクセ
   スしたアドレスを適宜なアドレスブロックに区分して記
   憶する手段ｂと（ここで記憶したアドレス群またはアド
   レスブロック群を学習アドレスとする）、この手段ｂの
   動作に続いて前記時間Ｔｘに応じて定まる所定時間Ｔｙ
   内に前記ＣＰＵが前記学習アドレス以外のアドレスをア
   クセスしたか否かを監視する手段ｃと、前記ＣＰＵが前
   記通常モードで動作している状態において前記時間Ｔｘ
   とＴｙを適宜範囲内で適宜に変化させながら前記手段ｂ
   とｃの動作を繰返し、前記時間Ｔｙ内に前記学習アドレ
   ス以外がアクセスされないという状態を生じる前記時間
   Ｔｘのできるだけ小さな値Ｔｘ（min ）を適宜なアルゴ
   リズムにより適宜な分解能で検出する手段ｄと、この手
   段ｄにより前記Ｔｘ（min ）を検出したときに別に設定
   した除外条件が成立していなければ前記ＣＰＵを前記節
   電モードで動作させる手段ｅと、前記ＣＰＵが前記節電
   モードで動作しているときに前記学習アドレス以外のア
   ドレスをアクセスすることを検出する手段ｆと、この手
   段ｆにより前記学習アドレス以外のアクセスが検出され
   たときに前記ＣＰＵを前記通常モードで動作させる手段
   ｇとを備えたことを特徴とするコンピュータシステムの
   節電制御装置。
6. 【請求項６】 ＣＰＵを高消費電力の通常モードで動作
   させるか低消費電力の節電モードで動作させるかを切換
   え制御する手段ａと、所定時間Ｔｘ内にＣＰＵがアクセ
   スしたアドレスを適宜なアドレスブロックに区分して記
   憶する手段ｂと（ここで記憶したアドレス群またはアド
   レスブロック群を学習アドレスとする）、この手段ｂの
   動作に続いて所定時間Ｔｙ内に前記ＣＰＵが前記学習ア
   ドレス以外のアドレスをアクセスしたか否かを監視する
   手段ｃと、前記ＣＰＵが前記通常モードで動作している
   状態において前記手段ｂとｃとの動作を繰返し、前記時
   間Ｔｙ内に前記学習アドレス以外のアクセスが検出され
   なかったときに別に設定した除外条件が成立していなけ
   れば前記ＣＰＵを前記節電モードで動作させる手段ｅ
   と、前記ＣＰＵが前記節電モードで動作しているときに
   前記学習アドレス以外のアドレスをアクセスすることを
   検出する手段ｆと、この手段ｆにより前記学習アドレス
   以外のアクセスが検出されたときに前記ＣＰＵを前記通
   常モードで動作させる手段ｇとを備えたことを特徴とす
   るコンピュータシステムの節電制御装置。