JP2012098932A - 電源監視装置および情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力電圧遮断の原因が装置内にある制御基板内部の内的要因なのか、制御基板外部の外的要因なのかを明確に区別できる電源監視装置を提供することを目的とする。
【解決手段】内的要因による電力遮断時には、制御基板から電源装置へ電力遮断を要求する信号Ａが変化し、さらに、電源装置から内部装置へ送信される信号Ｂが変化した後、電源装置２からの電力が遮断され、外的要因による電力遮断時には、電源装置２から制御基板へ送信されている信号Ｂが変化した後、電源装置２からの電力が遮断される装置における電源監視装置１であって、信号Ｂが変化したときの、信号Ａの状態を信号レベル保存用レジスタ１２に保存するＤフリップフロップ１１を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電源監視装置および情報処理装置の技術に関する。

計算機（情報処理装置）に供給する電源（供給電源）のＯＮ／ＯＦＦを制御する制御信号と、その制御信号のレベルを監視する電源監視回路を備え、信号レベルが一定の範囲から逸脱した場合に、供給電源に異常が発生したとして検出するシステム監視回路を備えた計算機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、複数の内部電源から電圧供給を受ける携帯型端末において、各内部電源の電圧値を記憶し、その電圧値が規定範囲内であるか否かで正常または異常を示すフラグをたて、また内部電源に関連する動作モードおよびハードウェア割込信号状態を監視することで、障害の原因を切り分けて調査可能とする電源およびハードウェア障害の切り分け装置およびその方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００９−１９９３３６号公報 特開平１１−１９１０２６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、監視対象が制御信号のレベルを逸脱するか否かのみであるため、障害の原因が情報処理装置の制御基板内部の内的要因（例：静電ノイズによる電源制御用ＩＣの誤動作など）なのか、制御基板外部の外的要因（例：落雷による停電、ＵＰＳ電源装置の故障など）なのかが不明であるという問題がある。

情報処理装置の実運用において入力電圧の遮断が発生した場合、システムを早期に復旧するために障害部位の特定や、現象の再現や、原因の解析などが速やかに行わなければならない。しかし、特許文献１のような従来の技術では入力電圧遮断の原因が装置内にある制御基板内部の内的要因なのか、制御基板外部の外的要因なのかを切り分けて、明示することが困難である。

このように、特許文献１に記載の技術のような従来の技術では、入力電圧遮断要因の明示において課題が残されている。
また、特許文献１に記載の技術では、電源制御信号の監視回路および記憶部を電源装置から供給されるサブ電圧によって動作させている。しかしながら、この方法では、電源装置による電力の遮断と同時に監視回路に供給されている電力も遮断されてしまうため、電源装置の電力遮断時のデータの信頼性が低いという問題もある。このように、特許文献１に記載の技術では、電源装置自身に障害が発生した際の情報収集方法にも課題が残されている。

また、特許文献２に記載の技術では、複数の内部電源を有することを前提としているため、装置を駆動するための電源が１つである場合には、切り分けの精度が低くなるという課題がある。

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、入力電圧遮断の原因が装置内にある制御基板内部の内的要因なのか、制御基板外部の外的要因なのかを明確に区別できる電源監視装置および情報処理装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、内部装置内の要因である内的要因による電力遮断時には、前記内部装置から電源装置へ電力遮断を要求する要求信号が変化し、さらに、前記電源装置から前記内部装置へ送信される遮断信号が変化した後、前記電源装置からの電力が遮断され、前記内部装置外の要因である外的要因による電力遮断時には、前記電源装置から前記内部装置へ送信される前記遮断信号が変化した後、前記電源装置からの電力が遮断される装置における電源監視装置であって、前記遮断信号が変化したときの、要求信号の状態を記憶手段に保存する状態保存手段を有することを特徴とする。
その他の解決手段は、実施形態中において適宜説明する。

本発明によれば、入力電圧遮断の原因が装置内にある制御基板内部の内的要因なのか、制御基板外部の外的要因なのかを明確に区別できる電源監視装置および情報処理装置を提供することができる。

本実施形態に係る情報処理装置の構成を示す図である。 本実施形態の一例としての電源監視装置の構成例を示す図である。 内的要因による電力の遮断が生じた際におけるタイミングチャートである。 外的要因による電力の遮断が生じた際におけるタイミングチャートである。 本実施形態に係る電源監視装置の別の構成例を示す図である。 本実施形態に係る電源監視装置のさらに別の構成例を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

（情報処理装置の構成）
図１は、本実施形態に係る情報処理装置の構成を示す図である。
情報処理装置７は、例えば、ＰＣ（Personal Computer）などであり、外部供給電源装置６から入力電圧Ａが供給されて稼働する。入力電圧Ａは、電源装置２に給電され、電源装置２は入力電圧Ａを、情報処理装置７内部用の入力電圧Ｂに変換した上で、制御基板（内部装置）４に入力電圧Ｂを給電する。
電源装置２は、情報処理装置７の外的要因あるいは情報処理装置７の内的要因により、電力を遮断する必要が生じると、制御基板４へ送信している信号（信号Ｂ：遮断信号）の信号レベルを変化させ、これから電力を遮断する旨を通知する信号制御部２１を有する。

制御基板４は、マザーボードなどの情報処理装置７の制御を行う基板であり、制御基板４内の不具合などを検知すると、電源装置２へ送信している信号（信号Ａ：要求信号）の信号レベルを変化させ、電源装置２へ電力遮断を要求する電源出力制御装置３を有している。
なお、信号Ａ、信号Ｂは、情報処理装置７が正常動作しているときには、電源装置２の信号制御部２１および制御基板４の電源出力制御装置３から、それぞれ一定のレベルで出力されている信号である。
内的要因および外的要因それぞれの場合における電力遮断の手順の詳細は後記して説明する。

情報処理装置７は、信号Ａおよび信号Ｂの信号レベルの変化から、外的要因による電力遮断か、内的要因による電力遮断か、の情報を出力し、その情報を保存する電源監視装置１を有している。電源監視装置１は、制御基板４上に備えられていてもよいし、制御基板４とは別に情報処理装置７内に備えられていてもよい。なお、電源監視装置１の詳細については、図２を用いた説明以降で後記する。

さらに、電源監視装置１は、電源装置２からの電力供給を受けず、電源装置２とは別の独立電源５（バッテリや、電池など）から入力電圧Ｃの給電により、電源装置２とは独立して動作する。このようにすることで、電源装置２自身の障害によって突然給電が遮断された場合でも、信号レベル保存用レジスタ１２に保存された情報は保持され、電源監視装置１の機能が損なわれることはなく、電力遮断時のデータの信頼性を保つことができる。

《実施形態１》
図２は、本実施形態の一例としての電源監視装置の構成例を示す図である。なお、図２において、図１と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この例における電源監視装置１は、状態保存手段としてのＤフリップフロップ１１と、記憶手段としての信号レベル保存用レジスタ１２を有している構成となっている。
ここで、信号ＡはＤフリップフロップ１１のＤ端子入力となっており、信号Ｂはクロック（ＣＫ）端子入力となっている。そして、Ｄフリップフロップ１１の出力端子（Ｑ）から信号Ｃが出力され、その信号Ｃの状態は信号レベル保存用レジスタ１２に保存される。

（タイミングチャート）
図３および図４は、電源監視装置の構成が図２に示すような構成である場合におけるタイミングチャートを示す図である。なお、図３および図４では、信号レベルが低いとき（Ｌｏｗ）を「１」、信号レベルが高いとき（Ｈｉｇｈ）を「０」とする負論理を用いている。

（内的要因の場合）
図３は、内的要因による電力の遮断が生じた際におけるタイミングチャートである。
情報処理装置７内部の不具合によって、すなわち内的要因において、電力を遮断する必要が生じたとき、制御基板４から入力電圧Ｂを遮断する命令を受けた電源出力制御装置３が、信号Ａの信号レベルをＨｉｇｈからＬｏｗへ変化させる（符号３０１）。これにともない、負論理を使用しているため、信号Ａの２進数表記は符号３０１の時刻で「０」から「１」へ変化する。
次に、信号Ａの信号レベルの変化を検知した電源装置２の信号制御部２１が、制御基板４へ入力電圧Ｂを落とすことを知らせるため、信号Ｂの信号レベルをＨｉｇｈからＬｏｗへ変化させる（符号３０２）。これにともない、負論理を使用しているため、信号Ｂの２進数表記は符号３０２の時刻で「０」から「１」へ変化する。電源装置２は、信号Ｂを変化させた後、一定時間後に入力電圧Ｂを電圧値Ｖから０に落とすことによって遮断する（符号３０３）。信号Ｃの動作については後記する。

（外的要因の場合）
図４は、外的要因による電力の遮断が生じた際におけるタイミングチャートである。
図示しない制御基板４外に存在する機器から入力電圧Ｂを遮断する命令を受けた電源装置２の電源出力制御装置３は、制御基板４へ入力電圧Ｂを遮断することを知らせるため、信号ＢをＨｉｇｈからＬｏｗへ変化させる（符号４０１）。これにともない、負論理を使用しているため、信号Ｂの２進数表記は時刻４０１で「０」から「１」へ変化する。このとき、内的要因の場合とは異なり、制御基板４から電力の遮断を要求するわけではないので、信号ＡはＨｉｇｈのまま変化しない（符号４０２）。
電源装置２は、信号Ｂを変化させた後、一定時間後に電圧値をＶから０に落とすことによって入力電圧Ｂを遮断する（符号４０３）。

このように、信号Ａは制御基板４内部から電力遮断の命令を受けた場合のみ、信号レベルを変化させるが、信号Ｂは信号Ａの信号レベルの変化によっても変化するし、停電、電源故障などの制御基板４外部からの命令によっても信号レベルが変化する。本実施形態は、この２つの信号の信号レベルを変化させるトリガが異なる点に着目している。

すなわち、図３に示すような内的要因による入力電圧Ｂの遮断時において、信号ＢがＬｏｗに変化したときの信号ＡはＬｏｗである。Ｄフリップフロップ１１のクロック端子に、Ｌｏｗ（負論理の２進数表記では「１」）の信号Ｂが入力されると、そのときのＤ端子の状態（つまり、信号Ａの状態）が出力される。よって、符号３０２のときの信号Ｃ（出力（Ｑ））は、符号３０２時の信号Ａの状態であるＬｏｗ（負論理の２進数表記では「１」）が出力される（符号３０４）。

一方、図４に示すような外的要因による入力電圧Ｂの遮断時において、信号ＢがＬｏｗに変化したときの信号ＡはＨｉｇｈ（負論理の２進数表記では「０」）である。したがって、符号４０１，４０２のときの信号Ｃ（出力（Ｑ））は、符号４０２時の信号Ａの状態であるＨｉｇｈ（負論理の２進数表記では「０」）が出力される（符号４０４）。
信号Ｃの状態は、独立電源５から供給される電力によって信号レベル保存用レジスタ１２に保持される。

そして、情報処理装置７の再起動後、ユーザは信号レベル保存用レジスタ１２に保持されている信号Ｃのレベルを図示しないモニタなどを介して確認する。このとき、信号Ｃの信号レベルがＬｏｗであれば入力電圧Ｂの遮断要因が内的要因によるものであり、信号Ｃの信号レベルがＨｉｇｈであれば外的要因によるものと、ユーザは判別することができる。

なお、実施形態１では負論理を用いたが、正論理を用いてもよい。この場合、信号Ａおよび信号Ｂが図３および図４に示すようなふるまいをするのであれば、Ｄフリップフロップ１１のクロック（ＣＫ）端子の前段にＮＯＴ回路を設けてもよい。さらに、Ｄ端子の前段にＮＯＴ回路を設けてもよい。
あるいは、信号Ａおよび信号Ｂのふるまいを、図３および図４とは逆のふるまいとすれば、正論理を適用していてもＮＯＴ回路を使用しなくてよい。

（実施形態１のまとめ）
実施形態１によれば、Ｄフリップフロップ１１と、信号レベル保存用レジスタ１２とによる簡易な構成によって、電源装置２の遮断要因が内的要因によるものか、外的要因によるものかを判別することが可能となり、迅速な障害解析を可能とすることができる。
実施形態１によれば、情報処理装置７を駆動するための電源装置２が１つの場合でも、原因の切り分けが可能となる。さらに、信号Ｃは１ビットですむので、信号レベル保存用レジスタ１２としては、最低限１ビットの容量があればよく、コストの大幅な削減が可能となる。また、信号Ｂの変化をトリガとすることで、特許文献２に記載の技術とは異なり、所定周期で電源電圧を監視する必要がない。

《実施形態２》
図５は、本実施形態に係る電源監視装置の別の構成例を示す図である。なお、図５において、図２と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。
図５における電源監視装置１ａは、図２の電源監視装置１におけるＤフリップフロップ１１の代わりに、状態保存手段として演算回路１１ａが備えられ、信号レベル保存用レジスタ１２の代わりに、記憶手段としてメモリ１２ａが備えられている。
演算回路１１ａは、マイクロコンピュータ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などであり、メモリ１２ａはＦｌａｓｈ ＲＯＭ（Read Only Memory）不揮発性メモリや、独立電源５から供給される電力によって記憶内容を保持する揮発性メモリなどである。

演算回路１１ａは、信号Ａおよび信号Ｂを入力とし、図示しないＲＯＭなどに格納されているプログラムを実行し、そのプログラムに従った演算結果をメモリ１２ａに出力する。
プログラムは、例えば、実施形態１に示すＤフリップフロップ１１と同様の動作を行うものでもよいし、図示しないタイマから信号Ａおよび信号Ｂの信号レベルが変化したときにおける各信号の信号レベルを取得するとともに、図示しないタイマから時刻を取得し、信号Ａおよび信号Ｂとともに、該時刻を出力するものでもよい。

（実施形態２のまとめ）
このような構成では、プログラミングを行うことが可能となるので、実施形態１の効果に加え、例えば、信号Ａや、信号ＢがＬｏｗになった時刻を記録することができるなど、複雑な記録が可能となるという効果を有する。

《実施形態３》
図６は、本実施形態に係る電源監視装置のさらに別の構成例を示す図である。なお、図６において、図２と同様の構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。なお、実施形態３においても、正論理を適用しているものとする。
図６における電源監視装置１ｂは、図２の電源監視装置１におけるＤフリップフロップ１１の代わりに、状態保存手段としてＯＲ回路１１ｂが備えられている。

このような構成では、信号Ａ、信号Ｂ、入力電圧Ｂおよび信号Ｃのタイミングチャートは、図３および図４に示すタイミングチャートと同様となる。また、信号レベル保存用レジスタ１２にはＯＲ回路１１ｂから出力される信号Ｃが保存される。
なお、実施形態３において正論理を使用しているが、負論理を適用してもよい。この場合、ＯＲ回路１１ｂの代わりにＡＮＤ回路を用いることになる。

（実施形態３のまとめ）
実施形態３によれば、図２や、図５に示す構成よりも、さらに簡易な回路であるＯＲ回路１１ｂを用いて、入力電圧Ｂの遮断要因を確認することができる。

なお、本実施形態において、状態保存手段としてＤフリップフロップ１１や、演算回路１１ａや、ＯＲ回路１１ｂや、ＡＮＤ回路を適用したが、信号Ａが変化したときの信号Ｂの状態を出力する構成であれば、これらに限らない。

１，１ａ，１ｂ 電源監視装置
２ 電源装置
３ 電源出力制御装置
４ 制御基板（内部装置）
５ 独立電源
６ 外部供給電源装置
７ 情報処理装置（装置）
１１ Ｄフリップフロップ（状態保存手段）
１１ａ 演算回路（状態保存手段）
１１ｂ ＯＲ回路（状態保存手段）
１２ 信号レベル保存レジスタ（記憶手段）
１２ａ メモリ（記憶手段）
２１ 信号制御部
３０１〜３０４ 信号レベルの変化
４０１〜４０３ 信号レベルの変化

Claims (6)

1. 内部装置内の要因である内的要因による電力遮断時には、前記内部装置から電源装置へ電力遮断を要求する要求信号が変化し、さらに、前記電源装置から前記内部装置へ送信される遮断信号が変化した後、前記電源装置からの電力が遮断され、
   前記内部装置外の要因である外的要因による電力遮断時には、前記電源装置から前記内部装置へ送信される前記遮断信号が変化した後、前記電源装置からの電力が遮断される装置における電源監視装置であって、
   前記遮断信号が変化したときの、要求信号の状態を記憶手段に保存する状態保存手段を有する
   ことを特徴とする電源監視装置。
2. 前記要求信号および前記遮断信号は、２値の信号であり、
   前記状態保存手段は、Ｄフリップフロップであり、
   前記要求信号を、前記ＤフリップフロップのＤ入力とし、
   前記遮断信号を、前記Ｄフリップフロップのクロック入力とする
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源監視装置。
3. 前記状態保存手段は、前記要求信号および前記遮断信号を入力とし、実行されているプログラムに従った演算結果を出力する演算装置である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源監視装置。
4. 前記要求信号および前記遮断信号は、２値の信号であり、
   前記状態保存手段は、前記要求信号および前記遮断信号を入力とするＯＲ回路またはＡＮＤ回路である
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源監視装置。
5. 前記状態保存手段は、前記電源装置や、前記内部装置とは異なる独立電源が接続されている
   ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電源監視装置。
6. 内部装置内の要因である内的要因による電力遮断時には、前記内部装置から電源装置へ電力遮断を要求する要求信号が変化し、さらに、前記電源装置から前記内部装置へ送信される遮断信号が変化した後、前記電源装置からの電力が遮断され、
   前記内部装置外の要因である外的要因による電力遮断時には、前記電源装置から前記内部装置へ送信される前記遮断信号が変化した後、前記電源装置からの電力が遮断される情報処理装置であって、
   前記遮断信号が変化したときの、要求信号の状態を記憶手段に保存する状態保存手段を有する電源監視装置を搭載する
   ことを特徴とする情報処理装置。

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