JP4991493B2 - 電子装置、電力モードの切替方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、消費電力を低減可能な電子装置、電力モードの切替方法、プログラム及びこのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

近年、ネットワークに接続される機器、例えば、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ、またこれらの複合機であるＭＦＰ（Multi Function Peripheral）などにおいて、例えば、所定時間機器が動作していないときに、機器の各部への電力の供給を遮断することで、消費電力を低減して電力コストを抑えるため、省電力モード（又は省エネルギーモード）に移行させることが行われている。

上記機器においては、省電力モード中にパケット等を受信してその処理を行うときには省電力モードは解除され、機器全体に通電する通常電力モードに移行する。そのため、消費電力を一層低減するためには省電力モードをできるだけ長く維持する外ない。

そこで、パケット等を受信しても、その全てのパケットの処理を通常電力モードで行わなくても済むように、自局宛のパケットデータのうち、ＡＲＰ(Address Resolution Protocol)やＰＩＮＧ（Packet INternet Groper）など、一部のハードウェアのみで自動的に応答できるプロトコルのパケットに対しては、機器全体に通電することなく処理する電子装置が提案されている（特許文献１参照）。

また、省電力モードを維持する時間を長くするためには、通常電力モードにて機器の動作が終了した後、できる限り速く省電力モードに移行させることがよいと考えられるが、通常電力モードにおける機器の使用頻度が高い場合、つまり省電力モードに移行してもすぐにパケット等を受信して通常電力モードに移行する場合には、機器の起動回数が増加すると共に、起動による消費電力が増加して逆に電力が消費される可能性がある。従って、機器の通常電力モードでの動作が終了した後、省電力モードへ移行させるまでの時間を適切に設定する必要がある。

この問題を解決するものとして、受信パケットの数から算出したネットワークの混雑度の高低に応じて省エネルギーモードへ移行させるまでの時間を適切にすることで、消費電力を抑制するネットワーク端末装置が知られている（特許文献２参照）。

しかし、さらに消費電力の低減を図るためには、機器の構成中で消費電力の高い部分、典型的にはメモリの消費電力を低減することが必要である。
即ち、メモリ（例えば、ＳＤＲＡＭ：Synchronous DRAM）は、機器が通常電力モードのときの動作モードである通常動作モードの他、機器が省電力モードのときに、その記憶素子が保持しているデータが失われないように維持するための動作モードとして、消費電力を低減したセルフリフレッシュモードとプリチャージモードを備えている。消費電力に関してはセルフリフレッシュモードの方がプリチャージモードよりも低いが、セルフリフレッシュモードは起動（通常動作モードへの移行）が遅いという特性を有している。

従って、機器の省電力モード時において、上述したような一部のハードウェアで自動応答可能なパケットの受信のみで、応答に機器の起動を要するパケットの受信がないときは、最小の消費電力の状態（セルフリフレッシュモード）にして消費電力を低減させることが望ましい。
一方、応答に機器の起動を要するパケットの受信が多いとき、即ちパケット応答による機器の起動が頻繁に要求され、機器の起動回数が多い場合には、プリチャージモードに設定しておき、パケットを受信したときに迅速に起動させて応答できるようにすることが望ましい。
特願２００７−１５２１５１号 特開２００６−３３２８０７号公報

本発明の目的は、ネットワークを介して送信されるパケットへの応答機能を有する電子装置において、省電力モードにおける消費電力を一層低減化することである。

本願の発明は、ネットワークを介して送信されるパケットへの応答機能を有し、通常電力モードと省電力モードで動作可能な電子装置であって、それぞれ所定の条件が成立したとき、通常電力モードから第一の省電力モードに移行させかつ第一の省電力モードからより消費電力が少ない第二の省電力モードに移行させる制御手段と、第一及び第二の省電力モード時に受信した自動応答可能なパケットを応答処理する自動パケット応答手段と、第一の省電力モード時における前記自動パケット応答手段の応答回数を計測する計測手段と、前記応答回数が予め設定した閾値を超過したか否かを判定する判定手段と、を備え、前記制御手段は、前記判定手段が前記応答回数が前記閾値を超過したと判定したとき、当該装置を第二の省電力モードに移行させることを特徴とする。
本願の別の発明は、ネットワークを介して送信されるパケットへの応答機能を有し、通常電力モードと省電力モードで動作可能な電子装置における電力モードの切替方法であって、それぞれ所定の条件が成立したとき、通常電力モードから第一の省電力モードに移行させかつ第一の省電力モードからより消費電力が少ない第二の省電力モード移行させる制御工程と、第一及び第二の省電力モード時に受信した自動応答可能なパケットを応答処理する自動パケット応答工程と、第一の省電力モード時における前記自動パケット応答工程での応答回数を計測する計測工程と、前記応答回数が予め設定した閾値を超過したか否かを判定する判定工程と、を備え、前記制御工程は、前記判定工程で前記応答回数が前記閾値を超過した判定したとき、当該装置を第二の省電力モードに移行させることを特徴とする。
更に、本願の他の発明は、電力モードの切替方法における各工程をコンピュータで実行するためのプログラム及びプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体である。

本発明は、ネットワークを介して送信されるパケットへの応答機能を有する電子装置において、従来に比して、より待機時の消費電力の低減を図ることができるとともに、ユーザの装置の使い勝手を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る電子装置のブロック図である。
本実施形態の電子装置は、（１）電子装置のシステム部の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ネットワークから受信したデータを保存する記憶装置に対応するＳＤＲＡＭであるメモリ１２と、このメモリ１２を制御する制御手段であるメモリコントローラ１３とから成るシステム部１と、
（２）受信したパケットに対して送信元が要求するデータを付加してそのまま応答（転送）する自動パケット応答手段であるパケット自動応答部１７と、パケット自動応答部１７で応答する回数をカウントするパケットカウンタ１８と、受信したパケットデータが自装置宛のパケットか否かを判定し、後述する応答回数の判定、パケット間隔の計測、パケット間隔の判定を行う各手段を備えたパケットフィルタ１６と、から成るパケット処理部２と、
（３）ネットワークの物理層（Physical Layer）を制御し、データのＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換を行うＰＨＹ１４と、パケットの解析を行い、パケットデータの送受信を制御するＭＡＣ（Media Access Controller）１５と、受信したパケットデータを、ＣＰＵ１１を介さずに直接メモリ１２に転送するためのＤＭＡ（Direct Memory Access）１９ａ、１９ｂと、データを本電子装置から外部に送信するときにシステム部１側から送信するかパケット処理部２側から送信するかを選択するセレクタ２０と、から成っている。

この電子装置は、一旦電源オンで起動された後、所定の省電力移行条件（通常電力モードから省電力モードへ移行する条件；例えば、一定時間ユーザからの処理動作の入力がない、一定時間システム部１で処理するパケットの受信がない等）の成立によって、図示しない電源からの給電を適宜の手段で遮断し、消費電力を低減した省電力モードに移行する。
省電力モードに移行すると、ＣＰＵ１１は電力の供給が停止され、メモリ１２は通常動作モード（電子装置が通常電力モードのときの動作モード）から、メモリ１２特有の動作モードであるプリチャージモード又はセルフリフレッシュモードに移行する。
なお、本実施形態では、プリチャージモードが省電力モード時におけるメモリ１２の初期状態となる。また、このメモリ１２の動作モードの移行はメモリコントローラ１３によって制御される。

このメモリ１３の動作モードであるプリチャージモードは、メモリ１３内のデータを保持しておくために定期的に電荷を補充する動作を行うモードであり、メモリ１３がリード／ライト動作を実行しないときは、このプリチャージモードで動作させることで、通常時よりも消費電力を低減させることができ、このモードで動作することにより、電子装置全体として消費電力を低減した状態（第一の省電力モードという）にする。
他方、セルフリフレッシュモードは、プリチャージモードと同様の動作を行うモードであるが、メモリ１３自体が内部でこの動作を行う、即ち外部からのアクセス動作が不要であるため、プリチャージモードよりも消費電力を低減させることができ、このセルフリフレッシュモードで動作することにより、電子装置全体として上記第一の省電力モードよりも消費電力を低減した状態（第二の省電力モードという）にする。

この電子装置は、省電力モードにおいてパケットデータを受信すると、ＰＨＹ１４がパケットデータをＡ／Ｄ変換して、ＭＡＣ１５に転送する。ＭＡＣ１５は、パケットデータの解析を行い、パケットフィルタ１６に転送する。
パケットフィルタ１６は、ＭＡＣ１５が解析したパケットデータに含まれる宛先ＭＡＣアドレス及び宛先ＩＰアドレスと、図示しないレジスタ等の記憶手段に予め記憶された自装置の宛先ＭＡＣアドレス及び宛先ＩＰアドレスとを比較し、自装置宛ではないパケットデータ、即ち、他の装置へのブロードキャストのパケット或いはマルチキャストのパケットと判別し、そのパケットデータを破棄する。また、自装置宛のパケットデータのうち、自動応答が可能なパケットデータはパケット自動応答部１７へ送信され、パケット自動応答部１７により、省電力モードを維持したまま、パケットが処理される。
一方、自動応答ができないパケットデータはシステム部１へ送信され、通常電力モードに移行した後、システム部１にて処理される。

パケット自動応答部１７は、応答データを付加したパケットデータをセレクタ２０に送信するとともに、セレクタ２０がパケット自動応答部１７からのパケットデータを選択するように、セレクタ２０へアクティブ信号を送信する。
なお、セレクタ２０は通常、システム部１からの送信パケットを選択している。
セレクタ２０から送信されたパケットデータは、ＭＡＣ１５、ＰＨＹ１４を介してネットワークへ送信される。

図２は、本電子装置が省電力モードへ移行する手順を示したフロー図である。
まず、電子装置を起動して（Ｓ１０１）、ネットワーク動作を開始すると（Ｓ１０２）、当該装置が接続されているネットワーク環境の通信状態を把握するために、パケットフィルタ１６が単位時間当たり、例えば一時間当たりに受信するパケット数の計測動作を行う（Ｓ１０３）。
この単位時間当たりに受信するパケット数に基づいて、パケットカウンタ１８に設定する閾値を決定し（Ｓ１０４）、その閾値をパケットカウンタ１８に設定する（Ｓ１０５）。即ち、例えば、単位時間当たりにネットワークから受信するパケットの数が多ければ、本電子装置を起動させる確率が高くなるため、閾値を高く設定して、単位時間当たりに受信するパケットの数が少なければ、本電子装置を起動させる確率が低くなるため、閾値を低く設定する。
その後、当該装置が省電力モードに移行する所定の条件（例えば、一定時間ユーザからの処理動作の入力がない、一定時間システム部１で処理するパケットの受信がない等）の成立を検知したとき（Ｓ１０６、ＹＥＳ）、機器は省電力モードに移行する（Ｓ１０７）。
また、機器が省電力モードに移行する所定の条件の成立を検知しないときは（Ｓ１０６、ＮＯ）、継続してネットワーク動作を行う（Ｓ１０８）。

なお、上記閾値は、後述する図３及び図５に示す処理において、メモリの動作モードを設定するために用いる。また、この閾値は、変更可能であり、ユーザが任意に設定してもよい。

本実施形態では、省電力モードへ移行した電子装置が受信したパケットデータに対して、当該省電力モード中にパケット自動応答部１７で応答した回数を計測し、この応答回数と図２に示した処理フローにおいて決定した閾値と比較し、応答回数が閾値を超過したときは、メモリ１２の動作モードをより消費電力の少ないセルフリフレッシュモードへ移行させる。なお、システム部１で処理するパケットを受信し、システム部１が起動して通常電力モードへ移行したときは、この計測した応答回数をその都度（０に）クリアする。

図３は、電子装置の省電力モード移行後の動作を示したフロー図である。
電子装置が省電力モードに移行すると（Ｓ２０１）、メモリコントローラ１３がメモリ１２の動作モードをプリチャージモードに移行させ（Ｓ２０２）、パケットの受信動作を行う（Ｓ２０３）。
自局宛のパケットを受信すると、パケットフィルタ１６がパケット自動応答部１７による自動応答が可能か否かを判定する（Ｓ２０４）。

パケット自動応答が不可能と判定したときは（２０４、ＮＯ）、システム部１で受信パケットを処理する必要があるため、システム部１を含めた装置全体を通常電力モードへ移行するとともに（Ｓ２１０）、後述するカウント値（自動応答部１７で応答した応答回数）をクリアして、メモリコントローラ１３によってメモリ１２を通常動作モードに設定し（Ｓ２１１）、受信パケットをメモリ１２に入力する（Ｓ２１２）。次に、ＣＰＵ１１がメモリ１２から受信パケットを読み出し、適切なパケット処理を行う（Ｓ２１３）。
その後、電子装置が省電力モードに移行する所定の条件の成立を検知したとき（Ｓ２１４、ＹＥＳ）、ステップＳ２０１へ戻る。即ち、再び省電力モードへ移行し（Ｓ２０１）、メモリ１２は通常動作モードからプリチャージモードに設定され（Ｓ２０２）、パケットの受信動作を行う（Ｓ２０３）。
また、電子装置が省電力モードに移行する所の条件の成立を検知しないときは（Ｓ２１４、ＮＯ）、継続してネットワーク動作を行う（Ｓ２１５）。

一方、ステップＳ２０４において、受信パケットが自動応答可能であるときは（Ｓ２０４、ＹＥＳ）、第一の省電力モードを維持しつつ、パケット自動応答部１７での応答回数の計測を開始する（Ｓ２０５）、即ち、パケット自動応答部１７による応答がある度にカウントを１ずつ増加させる。
パケットフィルタ１６は、このカウント値とパケットカウンタ１８に設定された閾値との大小を判定する（Ｓ２０６）。カウント値が閾値を超過していると判定したときは（Ｓ２０６、ＹＥＳ）、パケット自動応答部１７での応答回数の計測を中止し（Ｓ２０７）、メモリコントローラ１３がメモリ１２の動作モードをセルフリフレッシュモードに設定する（Ｓ２０８）。その後、ネットワーク動作を継続する（Ｓ２０９）。
カウント値が閾値以下と判定したときは（Ｓ２０６、ＮＯ）、そのまま処理を終了する。

以上の処理フローにより、第一の省電力モード時において、パケット自動応答部１７での自動応答の回数が閾値を超過したとき、即ちパケット自動応答部１７での応答頻度が高いときは、メモリの動作モードをプリチャージモードからセルフリフレッシュモードへ移行させることで、第二の省電力モードに移行させ、消費電力をより低減することができる。
また、装置が通常電力モードから第一の省電力モードに移行したときには、メモリ１２の動作モードが再びプリチャージモードに設定されるから、例えば、連続して電子装置が起動するとき等に起動時間の比較的短いプリチャージモードで起動でき、ユーザの使い勝手を向上させることができる。

上記処理において、電子装置を起動させてパケットデータを処理するときに、上記パケット自動応答部１７の自動応答回数（カウント値）を０にクリアし、電子装置が通常電力モードから省電力モードに移行したときに、パケットカウンタ１８は常に０から自動応答回数の計測を開始する。
また、上記閾値はユーザが変更可能であるため、ユーザの使用環境や、ネットワーク環境に合わせて、メモリの動作モードの移行を制御することができる。

また、本実施形態の電子装置では、パケットの受信間隔（一のパケットを受信してから次のパケットを受信するまでの時間の間隔）に基づいて、メモリ１２の動作モードを設定することができる。即ち、パケットの受信間隔が長い、即ち図４Ａに示すような場合は、システム部１を頻繁に起動させることがないと考えられるため、メモリ１２をセルフリフレッシュモードに設定する。一方、パケットの受信間隔が短い、即ち図４Ｂに示すような場合は、システム部１の起動回数が多くなると考えられるため、電子装置の起動時間を考慮してメモリ１２をプリチャージモードのまま動作させる。
なお、このパケットの受信間隔は、パケットフィルタ１６が計測する。

図５は、電子装置の省電力モード移行後の動作を示した別のフロー図である。この処理フローは、図３に示したものと基本的に同一である。
電子装置が省電力モードに移行すると（Ｓ３０１）、メモリ１２をプリチャージモードに移行させ（Ｓ３０２）、パケットの受信動作を行う（Ｓ３０３）。
自局宛のパケットを受信すると、パケット自動応答部１７による自動応答が可能か否かを判定する（Ｓ３０４）。

パケット自動応答ができないと判定したときは（３０４、ＮＯ）、システム部１を含めた装置全体を通常電力モードへ復帰（移行）するとともに（Ｓ３１１）、後述するカウント値をクリアして、メモリ１２を通常動作モードに設定し（Ｓ３１２）、受信パケットをメモリ１２に入力する（Ｓ３１３）。次に、ＣＰＵ１１がメモリ１２から受信パケットを読み出し、適切なパケット処理を行う（Ｓ３１４）。
その後、電子装置が省電力モードに移行する所定の条件の成立を検知したとき（Ｓ３１５、ＹＥＳ）、ステップＳ３０１へ戻る。即ち、再び省電力モードへ移行し（Ｓ３０１）、メモリ１２は通常動作モードからプリチャージモードに設定され（Ｓ３０２）、パケットの受信動作を行う（Ｓ３０３）。
また、機器が省電力モードに移行する所定の条件の成立を検知しないときは（Ｓ３１５、ＮＯ）、継続してネットワーク動作を行う（Ｓ３１６）。

一方、ステップＳ３０４において、受信パケットが自動応答可能なパケットであるときは（Ｓ３０４、ＹＥＳ）、省電力モードを維持しつつ、パケット自動応答部１７での応答回数の計測を開始する（Ｓ３０５）、即ち、パケット自動応答部１７による応答がされる度にカウントを１ずつ増加させる。
パケットフィルタ１６は、このカウント値とパケットカウンタ１８に設定された閾値とを比較し（Ｓ３０６）、カウント値が閾値を超過したときは（Ｓ３０６、ＹＥＳ）、パケット自動応答部１７での応答回数の計測を中止し（Ｓ３０７）、メモリコントローラ１３がメモリ１２の動作モードをセルフリフレッシュモードに設定し（Ｓ３０８）、その後、ネットワーク動作を継続する（Ｓ３０９）。

また、ステップＳ３０６において、カウント値が閾値に満たないときは（Ｓ３０６、ＮＯ）、パケットフィルタ１６が計測した、受信パケットのパケット間隔が、予め定めた所定の間隔より長いか否かを判定する（Ｓ３１０）。
パケット間隔が上記所定の間隔以下と判定したときは（Ｓ３１０、ＮＯ）、そのまま処理を終了する。
パケット間隔が上記所定の間隔を超過したと判定したときは（Ｓ３１０、ＹＥＳ）、メモリ１２の動作モードをセルフリフレッシュモードに設定し（Ｓ３０８）、継続してネットワーク動作を行う（Ｓ３０９）。

なお、上記所定の間隔は、変更可能であり、ユーザが任意に設定してもよいし、ネットワーク環境に合わせて自動で設定するようにしてもよい。
また、以上で説明したフロー図に従って説明した処理を実行するためには、上記の処理の手順を記述したプログラムをコンピュータ（情報処理装置）に読み取らせる。また、コンピュータプログラムは、例えばＨＤＤ（ハードディスク）、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＦＤ（フレキシブルディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）等の周知のコンピュータ読取可能な記録媒体に記録して、コンピュータにインストールすることが可能である。

以上のように、本実施形態によれば、省電力モード時におけるパケット自動応答部１７による自動応答回数が、設定された閾値を超過していなくても、そのパケット所定の間隔を超過したと判定したときは、次にパケットを受信して装置を起動するまでに時間があると判断し、メモリの動作モードをプリチャージモードからセルフリフレッシュモードにして、電子装置の消費電力の低減を図ることができる。
なお、本実施形態では電子装置の省電力モードを、記憶装置の動作モードによって二段階に分けているが、記憶装置に限らず、二段階の省電力モード（動作モード）を有する内部機器を利用することで、同様に電子装置の省電力モードを二段階にすることができる。

電子装置のブロック図である。 省電力モードへ移行する手順を示したフロー図である。 省電力モード移行後の動作を示したフロー図である。 受信パケットの間隔を示す図であり、図４Ａは受信パケットの間隔が長い状態を、図４Ｂは受信パケットの間隔が短い状態を示す図である。 省電力モード移行後の動作を示した別のフロー図である。

符号の説明

１・・・システム部、２・・・パケット処理部、１１・・・ＣＰＵ、１２・・・メモリ、１３・・・メモリコントローラ、１４・・・ＰＨＹ、１５・・・ＭＡＣ、１６・・・パケットフィルタ、１７・・・パケット自動応答部、１８・・・パケットカウンタ、１９ａ，１９ｂ・・・ＤＭＡ、２０・・・セレクタ。

Claims (8)

1. ネットワークを介して送信されるパケットへの応答機能を有し、通常電力モードと省電力モードで動作可能な電子装置であって、
   それぞれ所定の条件が成立したとき、通常電力モードから第一の省電力モードに移行させかつ第一の省電力モードからより消費電力が少ない第二の省電力モードに移行させる制御手段と、第一及び第二の省電力モード時に受信した自動応答可能なパケットを応答処理する自動パケット応答手段と、第一の省電力モード時における前記自動パケット応答手段の応答回数を計測する計測手段と、前記応答回数が予め設定した閾値を超過したか否かを判定する判定手段と、を備え、前記制御手段は、前記判定手段が前記応答回数が前記閾値を超過したと判定したとき、当該装置を第二の省電力モードに移行させることを特徴とする電子装置。
2. 請求項１に記載された電子装置において、
   パケット受信間隔を計測する手段と、該間隔計測手段が計測したパケット受信間隔が所定の閾値を超過したか否かを判定するパケット間隔判定手段と、を有し、前記制御手段は、前記パケット間隔判定手段が前記パケット間隔が前記閾値を超過したと判定したとき、省電力モードを前記第二の省電力モードに移行させる電子装置。
3. 請求項１又は２に記載された電子装置において、
   第一又は第二の省電力モードにおいて、自動応答不可能な自装置宛パケットを受信したときに、通常電力モードに移行制御する制御手段を有する電子装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載された電子装置において、
   第一の省電力モードでは当該電子装置が有する記憶装置をプリチャージモードで作動し、かつ第二の省電力モードでは前記記憶装置をセルフリフレッシュモードで作動する電子装置。
5. ネットワークを介して送信されるパケットへの応答機能を有し、通常電力モードと省電力モードで動作可能な電子装置における電力モードの切替方法であって、
   それぞれ所定の条件が成立したとき、通常電力モードから第一の省電力モードに移行させかつ第一の省電力モードからより消費電力が少ない第二の省電力モード移行させる制御工程と、第一及び第二の省電力モード時に受信した自動応答可能なパケットを応答処理する自動パケット応答工程と、第一の省電力モード時における前記自動パケット応答工程での応答回数を計測する計測工程と、
   前記応答回数が予め設定した閾値を超過したか否かを判定する判定工程と、を備え、前記制御工程は、前記判定工程で前記応答回数が前記閾値を超過した判定したとき、当該装置を第二の省電力モードに移行させることを特徴とする電子装置における電力モードの切替方法。
6. 請求項５に記載された電子装置における電力モードの切替方法において、
   パケット受信間隔を計測する工程と、該間隔計測工程で計測したパケット間隔が所定の閾値を超過したか否かを判定するパケット間隔判定工程と、を有し、前記制御工程は、前記パケット間隔判定工程で前記パケット間隔が前記閾値を超過したと判定したとき、省電力モードを前記第二の省電力モードに移行させる電子装置における電力モードの切替方法。
7. 請求項５又は６に記載された電力モードの切替方法の各工程をコンピュータで実行するためのプログラム。
8. 請求項７に記載されたプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。

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