JP3580630B2 - 消費電力を管理するシステム及び電源を管理する方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてコンピューター・システムにおける消費電力の管理、特に複数の周辺装置が同時に動作可能なコンピュータ・システムにおいて、これらの周辺装置の消費電力の合計値が所定の値を越えないように制御する消費電力の管理装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
複数の周辺装置に対して同時に作業を実行させることが可能なコンピュータ・システムにおいて、従来は個々の装置に対する制御は互いに独立して実行されており、そのためそれらの周辺装置に供給する電力の最大値として、それら各々の周辺装置の作業実行に要する最大消費電力の合計値を用いていた。
【0003】
例えば、フロッピーディスクドライブ、CD−ROMドライブ等を備え、それらの周辺装置に対して備える電力装置の電力供給能力はそれらフロッピーディスクドライブの実行の際に要する最大電力とCR−ROMドライブの実行の際に要する最大電力との合計値を満足するように設定される。これは許される全ての使用条件において電源装置が過負荷にならないようにするためである。一方、通常の使用においては、これらの周辺装置が同時に最大電力を消費する頻度は非常に少ない。このことは、電源装置の利用効率が低いことを意味し、ひいてはコンピュータ・システム全体の大きさは重さ等を小さくする上で弊害となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明では、周辺装置に実行させる作業を、それぞれの作業が必要とする消費電力をもとに制御することにより電源装置の利用効率を高め、上述の弊害を取り除くことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の1つの態様は、複数の動作リクエストに応じて複数の異なる動作を実行する周辺装置を接続したコンピュータ・システムにおいて消費電力を管理するシステムである。このシステムは、(a)前記複数の動作リクエストに応じて前記周辺装置の動作を制御する制御プログラムと、(b)前記複数の動作リクエストの各々の実行に必要な前記周辺装置の消費電力を各前記動作リクエスト毎に記録したテーブルと、(c)前記制御プログラムで実行される全ての動作リクエストを受け取り、受け取った全ての動作リクエストについて、前記テーブルから、それぞれの動作リクエストの実行に必要な消費電力を読み取り、読み取った消費電力が、前記周辺装置がその時点で使用可能な最大消費電力以下の場合には、該動作リクエストを前記制御プログラムに送るキュー制御プログラムとを有する。
前記キュー制御プログラムは、前記動作リクエストを受け取った場合に、前記テーブルから、該動作リクエストの実行に必要な消費電力を読み取り、読み取った消費電力が前記最大消費電力を越える場合には、該動作リクエストをキューに保存し、更に、前記キューに保存された前記動作リクエストを有する場合には、実行中の動作リクエストのうち少なくとも1つが完了したときに、前記キューに保存された前記動作リクエストの実行に必要な消費電力を前記テーブルから読み取り、読み取った消費電力が、前記周辺装置が使用可能な最大消費電力以下の場合には、該動作リクエストを前記制御プログラムに送る。
本発明のもう1つの態様は、それぞれ複数の動作リクエストに応じて複数の異なる動作を実行する複数の周辺装置を接続したコンピュータ・システムにおいて消費電力を管理するシステムである。このシステムは、(a)前記複数の周辺装置へ同時に割当てることが可能な最大消費電力が決まっている電源装置と、(b)それぞれ複数の動作リクエストに応じて、対応する周辺装置の動作を制御する複数の制御プログラムと、(c)前記複数の動作リクエストの各々の実行に必要な前記周辺装置の消費電力を各動作リクエスト毎に記録したテーブルと、(d)前記複数の制御プログラムで実行される全ての動作リクエストを受け取り、受け取った全ての動作リクエストについて、前記テーブルから、それぞれの動作リクエストの実行に必要な消費電力を読み取り、読み取った消費電力が前記最大消費電力以下の場合には、該動作リクエストを対応する制御プログラムに送り、読み取った消費電力が前記最大消費電力を越える場合には、該動作リクエストをキューに保存するキュー制御プログラムとを有する。
この態様において、コンピュータ・システムは、複数の周辺装置、及び周辺装置に固有の制御プログラムを有し、1.各制御プログラムで実行されるリクエストを管理する「キュー制御プログラム」、および2.キュー制御プログラムによりリクエストを保存するためのキューが用いられる。制御プログラムで実行されるリクエストは全てキュー制御プログラムのキューに保存・管理され、キュー制御プログラムはキュー中に保存されたリクエストを順に取り出し、この新たなリクエストを処理するために必要な消費電力と現在実行中のリクエストに必要な消費電力の合計が、使用可能な全消費電力の最大値より小さい場合には、そのリクエストを処理する装置プログラムへ送り、使用可能な全消費電力の最大値より大きい場合には、そのリクエストを処理せずに、自身のキューに待機状態で保存する。
【0006】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、次の順序で本発明の実施例について説明する。
【0007】
A.パーソナル・コンピュータ・システム(図1)
B.パーソナル・コンピュータ・システムのハードウェア構成(図2)
C.マルチメディア・ボックス及びPCカード(図3)
D.装置プログラム及びキュー制御プログラム(図4)
E.各プログラムの動作概要(図5)
F.キュー制御プログラムの動作(図6)
G.各装置の消費電力(図7)
F.本願発明の動作例(図8)
【0008】
説明の便宜のため、以下では主として近年多く販売されているノートブック・パソコンの例を用いて、本発明の装置の構成並びに動作内容を説明するが、本願発明は、該ノートブック・パソコンに限定されることはなく、デスクトップ型及びフロアスタンド型等の幅広いコンピュータ・システムでも実現可能である。
【0009】
A.パーソナル・コンピュータ・システム(図1)
図1を参照すると、本発明を実施するためのコンピュータ・システムの全体図が示されている。コンピュータ・システムの本体1は、図示のような携帯型のPCでもよいし、また、デスクトップ型その他のPC又はワークステーション等であってもよい。コンピュータ・システム1は、文字等の入力装置としてキーボード2、文字や図形等の出力装置として液晶パネル3、音声等の出力装置としてスピーカー9、及び最近では画像入力装置としてのビデオ・カメラ等を標準的に備えているものもある。
【0010】
このコンピュータ・システム本体1にPCMCIAカード10を接続し、ケーブル8を介して、マルチメディア用のボックス11が示されている。このマルチメディア・ボックス11は、CD−ROMドライブ5、フロッピー・ディスク・ドライブ(FDD)6、及びハードディスク・ドライブ(HDD)7等を内蔵している。また、このマルチメディア・ボックス11は、独自の電源回路を有しておらず、必要な電力は全てPCMCIAカード10及びケーブル8を介して本体1から供給されている。
【0011】
B.パーソナル・コンピュータ・システムのハードウェア構成(図2)
図2を参照すると、図1のノートブック・パソコンの内部にあり、通常マザーボード(プレーナ)上に配置されている論理回路のブロック図が示されている。近年のパーソナル・コンピュータ・システムでは、種々の処理速度の装置が接続される複数のバスが有り、バス・ブリッジと呼ばれるバス間のプロトコル変換を行う回路が係る複数のバス間の橋渡しを行っている。係るバス構成の代表的な例として図2には、CPU202に直接接続されるCPUローカルバス212、比較的高速な周辺装置を接続するためのPCIバス213及び216、及び比較的低速な周辺装置等を接続するためのISAバス221、PCMCIAバス219及びIDEバス217等が示されている。
【0012】
そして、CPUバス212とPCIバス213を接続するためのホスト・ブリッジ/メモリ制御回路204、PCIバス213及びISAバス221を接続するためのPCI−ISAバス・ブリッジ回路215、PCIバス213及びPCMCIAバス219を接続するPCI−PCMCIAバス・ブリッジ回路214等も図2に示されている。
【0013】
また、各バスには、そのバスの処理速度に適合した複数の周辺装置等が接続されている。例えば、最も高速のCPUローカルバス212にはその名のとおりCPUが接続され、PCIバス213には高速なグラフィック/ビデオ・コントローラ222が接続され、ISAバス221にはキーボード・コントローラ229、オーディオ・コントローラ230、又は汎用のI/O制御回路であるSuper I/Oコントローラ231等が接続されている。
【0014】
更に、ホスト・ブリッジ/メモリ制御回路204は、バス・ブリッジ機能の他にメモリ制御機能も有し、メモリ・データ・バッファ205を介してBIOS ROM206及び主記憶装置RAM207に接続されている。
また、PCIバス213に接続されたグラフィック/ビデオ・コントローラ222は、画面表示用のビデオ・メモリ223を有し、バッファ224を介してデジタル信号でLCDパネルに接続され、アナログ・フロント・エンド(AFE)225を介して外部からのアナログ・ビデオ入力をデジタル化して取り込む。
【0015】
図3を参照すると、本願発明の対象となる図1のマルチメディア・ボックス11の内部構成が更に詳細に示されている。マルチメディア・ボックス310は、何らかのインターフェースを利用することによりコンピュータ1本体に接続される。当明細書においては、係るインターフェースの一例として、コンピュータにおいて幅広く使用されているPCMCIAを使用している。従って、この場合は、PCカード300がコンピュータ本体のPCMCIAバス301に接続され、マルチメディア・ボックス310は、このPCカード300からの専用バス308を介して接続される。
【0016】
PCカード300は、まず本体のPCMCIAバス301と専用バス308との間のインターフェースを司るPCMCIAインタフェース・コントローラ302を有する。又、このインターフェース・コントローラ302と協働して動作するデータ・バス用のドライバ/レシーバ303及び、アドレス・バス用のドライバ304回路を有する。
【0017】
PCMCIAインタフェース・コントローラ302によって変換された専用バス308は、接続ケーブル8を介してマルチメディア・ボックス310へ接続され、更に、マルチメディア・ボックス310の内部でインターフェース回路311によって各装置のコントローラへ接続される。
【0018】
このマルチメディア・ボックス310は、様々な種類の記憶装置、例えばCD−ROM装置315、ハードディスク(HDD)装置316、フロッピー・ディスク(FDD)装置317等を含む。そして、インターフェース回路311に接続された各装置のコントローラ、すなわちCD−ROMコントローラ312、HDDコントローラ313、及びFDDコントローラ314を介して、対応する各記憶装置へと接続される。
【0019】
D.装置プログラム及びキュー制御プログラム(図4)
図4を参照して、本願発明のソフトウェアに関連した構成を説明する。図3を参照して説明したように、本願の実施例としては、マルチメディア・ボックス310は、FDD402、CD−ROM404及びHDD406を有する。そして、夫々の物理装置が対応する制御プログラムを有する。FDD制御プログラム401はFDD402の動作を制御し、CD−ROM制御プログラム403はCD−ROM404を制御し、HDD制御プログラムはHDD406を制御する。
FDD制御プログラムは、FDDに関連する「FD書込み」リクエスト及び「FD読み出し」リクエストをサポートする。
【0020】
CD−ROM制御プログラムは、CD−ROMに関連する「CD−ROM読み出し」リクエストをサポートする。
HDD制御プログラムは、HDDに関連する「HD書込み」リクエスト及び「HD読み出し」リクエストをサポートする。
【0021】
各物理装置の制御プログラムは、オペレーティング・システム(OS)等のシステム・プログラムにより制御される。システム・プログラムの制御プログラムに対するリクエストの発行は、従来その他の制御プログラムのリクエスト実行状況とは無関係に行なわれてきた。つまり、システム・プログラムがFDD制御プログラム等のある制御プログラムにリクエストを発行する場合は、他のCD−ROM制御プログラムやHDD制御プログラムのリクエスト実行状況を考慮してはいなかった。
【0022】
これに対して、本願発明の場合は、キュー制御プログラムは、各制御プログラムのリクエスト実行時の消費電力を予めテーブルとして保持している。すなわち、本実施例の場合は図7のテーブルが準備されている。そして、キュー制御プログラムは、実行中の全リクエストに要する消費電力の合計(Psum)がシステムの電源の最大値(Pmax)を越えないように各リクエストを各装置制御プログラムへ送る。本実施例の場合の、3つの物理装置に割当てられている電力の合計の最大値(Pmax)は、800mWである。
【0023】
E.各プログラムの動作概要(図5)
図5を参照して、キュー制御プログラム及び装置プログラムの動作の概要を説明する。
まず、システム・プログラムは、対応する装置プログラムへリクエストを送る(ブロック502)。次に、リクエストを受け取った装置プログラムは、このリクエストをキュー制御プログラムへ送る。そして、キュー制御プログラムは、各装置プログラムから受け取ったすべてのリクエストをキュー制御プログラム用のFIFOバッファーへ順次蓄積していく。
【0024】
F.キュー制御プログラムの動作(図6)
図6を参照して、今度はキュープログラムの内部の動作の概要を説明する。
装置プログラムは、リクエストをFIFOバッファに登録した後、キュー制御プログラムへ入口1より入る。
キュー制御プログラムは、601において、FIFOバッファにリクエストが残っているか否かを確認する。この判断の結果、Noであれば、再び制御プログラムによって起動されるまで待機状態となる。Yesであればキュー制御プログラムは、FIFOバッファの先頭からリクエストを1つコピーする602。この時、FIFOバッファの内容は更新しない。
【0025】
ブロック603において、FIFOからコピーしたリクエストの処理に必要な消費電力(Pnew)を図7を参照して求め、現在すでに処理実行中のリクエストに必要な消費電力の合計値(Pnow)に加える。そして、このPnowとPnewの合計値(Psum)と、対象となる装置全体に割当てる事ができる消費電力の最大値(Pmax)とを比較する。PsumがPmaxを越える場合は、現在実行中のリクエストのうちで少なくとも1つが完了するまで待機する604。
実行中のリクエストのうちで少なくとも1つが完了したら、ブロック601に戻る。
【0026】
ブロック603でYesの場合は、そのコピーされたリクエストをFIFOから取り出し、FIFOの内容を更新する605。
取り出したリクエストを要求先装置プログラムへ送り606、ブロック601へ戻る。リクエストを送られた装置プログラムは、リクエスト実行後、再び入口2より、キュー制御プログラムに入り、ブロック604を実行する。
そして、以上の一連の動作を繰り返すことにより複数のリクエストを処理していく。
【0027】
F.本願発明の動作例(図8)
図8を参照して、図5、図6等を用いて説明した装置プログラム及びキュー制御プログラムの実例を紹介する。
まず、図8のNo.1の行において最初にシステム・プログラムから「FD読み出し」リクエストが発行される。また、この「FD読み出し」リクエストの前には、1つもリクエストが発行されておらず、従って、各装置も停止していると仮定する。この「FD読み出し」リクエストは、図7を参照すると新たに「200mW」(Pnew)の電力を必要とし、現在すでに使用している消費電力は「0mW」であるので、この新たなPnewと現在の消費電力Pnowの合計値Psumは、200mW+0mW=200mWとなり、この200mWは本システムの最大消費電力800mWより小さいので図6のブロック603の判定において結果はYesとなる。従って、この「FD読み出し」リクエストは、当リクエストの対象となるFDD制御プログラムへと送られ、その後このFDD制御プログラムから当「FD読み取り」リクエストに応じた制御がFDD装置に対して行われる。そして、FDD装置において「FD読み取り」を実行後、その結果をFDD装置プログラムは、システム・プログラムへ返送し、一連の処理が完了する。
【0028】
No.2の行において、今度はシステム・プログラムから「CD−ROM読み取り」リクエストが発行される。No.1の行と同様の処理がNo.2の行に対しても行われる。但し、今度は、既にPnowが200mWである点で相違する。すなわち、図6のブロック603の判定において、今度はPnowが200mWであり(既にNo.1のFDD読み取りが行われているので)、Pnewは図7より400mWである。従って、図6の603の判定において、PnewとPnowとの合計値Psumは、600mWとなるが、依然としてPmaxである800mWを越えていないので、このリクエストは要求元の装置プログラムへ送り返される。後は、No.1の処理と同様である。
【0029】
No.3の行へ移ると、今度のリクエストは「HD書込み」であり、そのPnewは350mWである。従って、PnowとPnewの合計値は950mWとなるため、Pmaxの値800mWを越えてしまう。従って、ブロック603の判定において、Noの方へ分岐し、このリクエストはキューに保存される。
No.4の行へ移ると、今度のリクエストは「FD書込み」であり、そのPnewは300mWである。従って、合計値Psumは900mWとなるため、Pmaxの値800mWを越えてしまう。従って、ブロック603の判定において、Noの方へ分岐し、このリクエストもキューに保存される。
No.5へ移ると、No.1のリクエストである「FD読み出し」が、この時点で完了する。従って、今度のPnewは−200mWでありPnowは600mWであるので、Psumは400mWへ減少する。
【0030】
No.7へ移ると、今度は既にキューに待機状態にある「HD書込み」リクエストが再びキューから取り出される。現時点のPnowは400mWであるためPsumは、750mWであり、Pmax以下であるので、この「HD書込み」リクエストは装置プログラムへ送られ実行される。
NO.8、9において、キューから待機中のリクエスト「FD書込み」が取り出される。この場合は、Psumが1050mWであり、Pmaxを越えているので、このリクエストは再びキューに保存される待機状態になる。
No.10において、既に実行していた「CD−ROM読み出し」リクエストが完了する。従って、この時点でのPsumは350mWとなる。
No.11,12において、キュー上に待機していた「FD書き込み」リクエストがキューから取り出されてる。このとき、Psumは650mWであり、Pmaxを越えないので、そのままこのリクエストが実行される。
No.13において、実行中であった「HD書き込み」リクエストが完了する。この時点での、Pnowは300mWとなる。
No.14において、今度は実行中の「FD書き込み」が完了し、新たなPnowは0mWとなる。
【0031】
このように、システム・プログラムから次々と送られてくる各種リクエストをキュー制御プログラムが、最大消費電力を考慮しながらキューを利用して処理していく。
【0033】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するためのコンピュータ・システムを表す図である。
【図2】本発明を実施するためのコンピュータ・システム内部の論理回路を表すブロック図である。
【図3】本願発明のマルチメディア・ボックス及びPCカードを表す図である。
【図4】本願発明の構成要素である装置プログラム及びキュー制御プログラムの関係を表す図である。
【図5】本願発明の各プログラムの動作の概要を表すフローチャートである。
【図6】本願発明のキュー制御プログラムの動作の概要を表すフローチャートである。
【図7】本願発明の各装置の消費電力を表す表である。
【図8】本願発明の動作例を表す表である。
【符号の説明】
10 コンピュータ・システム
11 スピーカ
12 キーボード
13 液晶パネル(LCD)
14 CD−ROMドライブ
15 ビデオ・カメラ
201 クロック生成回路
202 CPU
204 ホスト・ブリッジ/メモリ制御回路
214 PCI−PCMCIAブリッジ回路
215 PCI−ISAブリッジ回路
222 グラフィックス/ビデオ・コントローラ
223 ビデオ・メモリ
229 キーボード
300 PCカード
301 PCMCIAバス
302 PCMCIAインタフェース・コントローラ
303 データ・ドライバ/レシーバ
304 アドレス・ドライバ
305 アドレス・バス
306 データ・バス
308 専用バス
310 マルチメディア・ボックス
311 インタフェース回路
312 CD−ROMコントローラ
313 HDDコントローラ
314 FDDコントローラ
315 CD−ROMドライブ
316 HDDドライブ
317 FDDドライブ
400 システム・プログラム
401 FDD制御プログラム
402 FDD
403 CD−ROM制御プログラム
404 CD−ROM
405 HDD制御プログラム
406 HDD
407 キュー制御プログラム
Claims (2)
- それぞれ種類の異なる複数の動作リクエストに応じて複数の異なる動作を実行する複数の周辺装置を接続したコンピュータ・システムにおいて消費電力を管理するシステムであって、
(a)前記複数の周辺装置へ同時に割当てることが可能な最大消費電力が決まっている電源装置と、
(b)前記複数の周辺装置に対応する複数の制御プログラムとを備え、
当該複数の制御プログラムの各々は、前記複数の動作リクエストのうち対応する周辺装置用の動作リクエストに応じて、対応する周辺装置の動作を制御するものであり、
(c)前記複数の動作リクエストの実行に必要な前記複数の周辺装置の消費電力を、前記複数の動作リクエストの各々毎に記録したテーブルと、
(d)前記複数の制御プログラムのうち一の制御プログラムで前記複数の動作リクエストのうち一の新しい動作リクエストが実行される際に、当該新しい動作リクエストを受け取り、前記テーブルから、当該新しい動作リクエストの実行に必要な消費電力及び前記複数の動作リクエストのうち現在実行中の動作リクエストで使用している消費電力を読み取り、当該読み取った全ての動作リクエストの消費電力の和が前記最大消費電力以下の場合には、当該新しい動作リクエストを前記一の制御プログラムに送るキュー制御プログラムとをさらに備え、
前記キュー制御プログラムは、
前記読み取った全ての動作リクエストの消費電力の和が前記最大消費電力を越える場合には、前記新しい動作リクエストを前記一の制御プログラムに送らずにキューに保存し、その後に前記現在実行中の動作リクエストのうち一の動作リクエストが完了したときに、前記キューに保存された前記新しい動作リクエストの実行に必要な消費電力及び前記現在実行中の動作リクエストのうち前記完了した一の動作リクエストを除く動作リクエストで使用している消費電力を前記テーブルから読み取り、当該読み取った全ての動作リクエストの消費電力の和が、前記最大消費電力以下の場合には、前記新しい動作リクエストを前記一の制御プログラムに送るとともに、前記キューを更新することを特徴とする、消費電力を管理するシステム。 - それぞれ種類の異なる複数の動作リクエストに応じて複数の異なる動作を実行する複数の周辺装置を接続したコンピュータ・システムにおいて電源を管理する方法であって、
(a)前記複数の動作リクエストのうち一の新しい動作リクエストが実行される際に、当該新しい動作リクエストをキュー制御プログラムへ送るステップと、
(b)前記新しい動作リクエストを受け取った前記キュー制御プログラムにより、前記複数の動作リクエストの実行に必要な前記複数の周辺装置の消費電力を前記複数の動作リクエストの各々毎に記録したテーブルから、前記新しい動作リクエストの実行に必要な消費電力及び前記複数の動作リクエストのうち現在実行中の動作リクエストで使用している消費電力を読み取るステップと、
(c)前記ステップ(b)で読み取った全ての動作リクエストの消費電力の和と、前記電源の最大消費電力とを比較するステップと、
(d)前記比較の結果、前記ステップ(b)で読み取った全ての動作リクエストの消費電力の和が前記最大消費電力以下の場合にのみ、前記新しい動作リクエストを対応する制御プログラムへ送るステップと、
(e)前記比較の結果、前記ステップ(b)で読み取った全ての動作リクエストの消費電力の和が前記最大消費電力を越える場合には、前記新しい動作リクエストを対応する制御プログラムへ送らずにキューに保存するステップと、
(f)前記新しい動作リクエストを前記キューに保存した後に、前記現在実行中の動作リクエストのうち一の動作リクエストが完了したときに、前記キューに保存された前記新しい動作リクエストの実行に必要な消費電力及び前記現在実行中の動作リクエストのうち前 記完了した一の動作リクエストを除く動作リクエストで使用している消費電力を前記テーブルから読み取り、当該読み取った全ての動作リクエストの消費電力の和が前記最大消費電力以下の場合には、前記新しい動作リクエストを前記制御プログラムに送るとともに、前記キューを更新するステップと
を含むことを特徴とする電源を管理する方法。
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