説明

多機能電源ボタンを有するコンピューター及び関連方法

【課題】従来の技術による諸問題を解決するため、多機能電源ボタンを有するコンピューターを提供する。
【解決手段】多機能電源ボタンを有するコンピューターは、入出力チップと、入出力チップに接続される電源ボタンと、電源ボタンに接続されるコントローラーとを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明はコンピューターに関し、特に多機能電源ボタンを有するコンピューター及びその関連方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、コンピューターの電源スイッチは電力供給装置とマザーボードの手動スイッチに過ぎない。しかしオペレーティングシステム(OS)の発達にしたがい、ソフトウェアでコンピューターの電源を切るか省電力モードに切り替えることが可能となり、手動スイッチの絶対必要性はなくなった。
【0003】
そのため、従来の技術によれば2種類の電源スイッチが開発された。一つはプッシュボタンという設計である。コンピューターがオフにされる場合に電源ボタンを押せば立ち上がり、オフにされる場合に同ボタンを4秒間以上押し続けばシャットダウンできる。このような電源スイッチはOSから独立し、低レベル回路と接続するものである。
【0004】
その他の電源スイッチはOSで制御する。それは実体を持つスイッチ装置ではなく、ソフトウェアの指令によりOSにシャットダウンさせる動作を指すものである。
【0005】
現在のコンピューターは上記両者を同時に提供することが多い。しかしこのようなやり方はかえって不便をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
この発明は前述の問題を解決するため、多機能電源ボタンを有するコンピューターを
提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この発明による多機能電源ボタンを有するコンピューターは、入出力チップと、入出力チップに接続される電源ボタンと、電源ボタンに接続されるコントローラーとを含む。そのうち第一操作モードにおいて入出力チップは電源ボタンの押圧に応じてコンピューターの電源を開閉し、第二操作モードにおいてコントローラーは電源ボタンの押圧に応じてオペレーティングシステム(OS)に指令を送信し、入出力チップは電源ボタンの長時間押圧に応じてコンピューターの電源を切る。
【0008】
この発明は更に多機能電源ボタンを有するコンピューターを提供する。該コンピューターは、入出力チップと、入出力チップに接続される電源ボタンと、電源ボタンに接続されるUSBマイクロコントローラーと、入出力チップに接続され、指令にしたがいOSによって省電力モードが切り替えられるCPUと、CPUに接続されて電源ボタン駆動プログラムを保存するメモリー装置とを含む。そのうち電源ボタン駆動プログラムがOSに読み込まれる前に、入出力チップは電源ボタンの押圧に応じてコンピューターの電源を開閉し、電源プログラムがOSに読み込まれた後、USBマイクロコントローラーは電源ボタンの押圧に応じてOSに指令を送信し、入出力チップは電源ボタンの長時間押圧に応じてコンピューターの電源を切る。
【0009】
この発明は更にコンピューターの電源切替を制御する方法を提供する。該方法は、コンピューターを第一操作モードに起動し、BIOSまたはOSが起動されると第二操作モードに変換し、電源ボタンに対する押圧を検知し、第一操作モードにおいて電源ボタンの押圧に応じてコンピューターの電源を開閉し、第二操作モードにおいて電源ボタンの押圧に応じてOSに指令を送信し、なお電源ボタンの長時間押圧に応じてコンピューターの電源を切るなどのステップを含む。
【発明の効果】
【0010】
この発明はコンピューターの起動/終了及び省電力モードを切り替える単一の電源ボタンを提供し、従来の技術を簡素化して改良するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
かかる装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図示を参照にして以下に説明する。
【0012】
図1を参照する。図1はこの発明によるコンピューター100のブロック図である。コンピューター100は中央処理装置(CPU)102と、ダイナミックランダムアクセスメモリー(DRAM)などのランダムアクセスメモリー(RAM)104と、サウスブリッジチップ106と、基本入出力システム(BIOS)108と、スーパー入出力(Super I/O)チップなどの入出力チップ109とを含む。これらのデバイスの配置は従来の技術と同じである。この発明によるコンピューター100は更に、電源ボタン110と、電力供給装置116と、コントローラー112と、USB(ユニバーサルシリアルバス)インターフェイス114とを含む。電力供給装置116は電源ボタン110を介してその他のデバイスに接続され、電源ボタン110は入出力チップ109とコントローラー112に接続され、コントローラー112はUSBインターフェイス114に接続される。立ち上がった状態では、コンピューター100はRAM104に保存されるOS120と電源ボタン駆動プログラム122を有する。
【0013】
図1ではこの発明と無関係なデバイスが省略され、なお、デバイス間の接続は前述に限らない。
【0014】
電源ボタン110は、メンブレンスイッチまたはプッシュボタンなど自動的に復元できるデュアルモードスイッチまたはそれと類似したスイッチであり、デフォルトモードと、ボタンを押すと入るその他のモードを有する。例えば、キーボードのあるキーを電源ボタン110とすることも可能である。ここでプッシュボタンを電源ボタン110の例にする。電源ボタン110を押すと作動し、はずすと動作を維持し、更にボタンを押し続けることも可能である。もっとも、タッチスイッチ、ロータリースイッチなどのスイッチを利用することも可能である。
【0015】
コンピューター100とOS120はいずれもACPI規格に準拠する。ACPI規格は下記の電源モードを定める。コンピューター100が立ち上がると、そのシステムは非ACPI準拠のBIOSからACPI準拠のOS120に変わる。
【0016】
ACPIによる電源モードは以下の通りである。

<モード> <通称> <説明>
S5: ソフトシャットダウン: 低電力消費−実質上シャットダウン
S4: 休眠: RAMのデータをハードディスクドライブ(HDD)に保存して各デバイスの電源をオフにする
S3: 休止: RAMとノースブリッジだけに電源を供給する
S2: 一部休止: 一部デバイスの電源を切る
S1: スタンバイ: CPUの電源だけ切る
S0: 動作中: すべてのデバイスに電源を提供する

なお、CPU102は3種類の省電力モードC0−C3をサポートする。省電力モードC0とはCPU102のすべてに電力を供給することであり、モードC1からC3までCPU102に対する電力供給を順次に減少する。モードC3では、一部の外部回路によるクロックまたはロジック回路にのみ電力を提供し、CPU102に対する電力供給は実質的に切られる。もっとも、この発明は3種類の省電力モードに限らず、1以上の低電力消費モードをサポートするCPUはいずれもこの発明の範囲に属する。
【0017】
入出力チップ109は電源ボタン110をサポートし、コントローラー112はRAM104に電源ボタン駆動プログラム122がロードされた後にUSBインターフェイス114を介して電源ボタン110をサポートする。もっともコンピューター100の起動過程では入出力チップ109の機能が変わる。この場合、電源ボタン110で電源を切ることができるが、この動作は入出力チップ109で制御するのでなく、BIOS108で管理するものとなる。入出力チップが処理するのは、電源ボタン110を特定時間(一般は4秒間であるが一定ではない)以上押すと電源を切る動作である。このような入出力チップ109の機能変化は従来の技術によるものである。
【0018】
図1と図2を同時に参照する。図2はコンピューター100の動作を表す説明図200である。まず、コンピューター100はソフトシャットダウンモード202(前記S5)にある。この場合、コンピューターは少量の電力消費以外、実質的にシャットダウンされている。電源ボタン110を押すと、コンピューター100は起動204を実行する。起動の過程においても電源ボタン110を押してコンピューター100をシャットダウンしてソフトシャットダウンモード202に戻すことができる。起動を完成した後、コンピューター100はOSモード206に入ってOSを読み込む。この場合でも電源ボタン110を押してコンピューター100をシャットダウンすることができる。
【0019】
OSを読み込むと同時にまたは読み込んだ後、電源ボタン駆動プログラム122が読み込まれ、コンピューター100は作動モード208に入る。このとき、電源ボタン駆動プログラム122は電源ボタン110の対する押圧を感知し、押圧に応じて電源ボタン駆動プログラム122は作動モード208とCPU省電力モード(C1−C3)を切り替える。入出力チップ109は電源ボタン110に対する長時間(例えば4秒間以上)押圧に応じて作動するため、電源ボタン駆動プログラム122は長時間押圧以外の押圧だけに応じてモード208とモード210を切り替える。したがって、特定時間以上の押圧もコンピューター100をモード202に戻すことができる。この発明は長時間押圧の基準を4秒間とするが、4秒間に限らない。
【0020】
前記入出力チップ109の機能変化はBIOSのPOST(パワーオンセルフテスト)からOS読み込みまでいずれかの時点で実行される。なお、コンピューター100は作動モード208及び省電力モード210で常時に切り替わるため、電源ボタン駆動プログラム122読み込みの時点は一定ではない。要するに電源ボタン駆動プログラム122を読み込んだ後、コントローラー112は短時間押圧に応じてUSBインターフェイス114を駆動し、よってUSBインターフェイス114は電源ボタン駆動プログラム122を通してOS120に指令を送信する。OS120は指令にしたがってCPU102の高電力消費モード(C0)と低電力消費モード(C1−C3)を切り替える。この発明のその他の実施例では、OS120は指令にしたがってコンピューター100の電源モード(前記S0−S4)を切り替えることもできる。
【0021】
図3を参照する。図3は電源ボタン110の操作方法を表すフローチャートである。ステップ302では、コンピューター100はソフトシャットダウンモード202にあり、電源ボタン110を押すと、ステップ304のようにコンピューター100は起動モード204となる。起動の過程において電源ボタン110は入出力チップ109で制御されるため、ステップ306、308では電源ボタン110が再び押されるかどうかを検知する。起動過程で電源ボタン110が押されると、コンピューターはシャットダウンされてソフトシャットダウンモード202に戻る。起動を完成した後、ステップ310のように電源ボタン駆動プログラム122(及びOS120)を読み込む。読み込みを完成した後、ステップ312では、電源ボタン駆動プログラム122はコントローラー112とUSBインターフェイス114を通して電源ボタン110の対する押圧を感知する。電源ボタン110が長時間に押される場合でコンピューター100はシャットダウンされ、短時間に押され場合でコンピューター100は省電力モード(例えばC0−C3、S0−S4)間に切り替わる。もっとも、上記ステップは図3に示される順番に限らず、なお、ステップ間にその他のステップが介在してもかまわない。
【0022】
電源ボタン110に対する押圧時間の測定はハードウェアとしてのコントローラー112で実行するか、またはソフトウェアとしての電源ボタン駆動プログラム122もしくはOS120のプログラムコードで実行するか、或いはハードウェアとソフトウェアを併用して実行する。電源ボタン駆動プログラム122を編集することによってOS120にデフォルトモードを提供することも可能である。即ち、電源ボタン駆動プログラム122を読み込んだ後、電源ボタン駆動プログラム122がOS120に指令を発してコンピューター100を特定モード(例えばC0−C3、S0−S4)に切り替えるようにすることである。もっとも、このようなデフォルトモードを電源ボタン駆動プログラム122の代わりにOS120に書き込むことも可能である。いずれの状況においても、電源ボタン駆動プログラム122はコンピューターに指令を発してそのモードを切り替えることができる。
【0023】
注意すべき点は、電源ボタン駆動プログラム122の読み込みが失敗しても、入出力チップ109は従来通りに電源ボタン110の機能をサポートし、従来のOS120によるシャットダウンも依然として手実行可能である。このように従来のソフトウェアによる電源制御をこの発明と結合することができる。
【0024】
図4を参照する。図4は電源ボタン110とコントローラー112のブロック図である。コントローラー112はUSBマイクロコントローラー402を有し、電源ボタン110はコントローラー112の接地点と高電位点(例えば3.3V)とそれぞれ接続するスイッチである。両接線406は普通の電線またはプリント回路線である。高電位点とつながる線は入出力チップ109にも接続し、入出力チップ109はその接地線を有する。接地点と高電位点はいずれもUSBマイクロコントローラー402に接続され、USBマイクロコントローラー402は4本のUSB線(例えばV+、D+、D−、G)を通してUSBインターフェイス114に接続される。したがってコンピューター100ではコントローラー112と電源ボタン110はUSB装置とされる。もっとも、電源ボタン110の操作が簡単であるため、USB線を4本以下にしても可能である。
【0025】
電源ボタン110をオンにすると、高電位線の電位は接地電位となり、よってUSBマイクロコントローラー402はこれを感知してUSBインターフェイス114に指令を送信する。
【0026】
この発明を新型BIOSチップで実行するため、BIOSのプログラムコードを変更することが必要である。図5を参照する。図5はこの発明による起動手順500を表すフローチャートである。電源をオンにすると、ステップ502でCPU102は初期化され、ステップ504でBIOS108は読み込まれ、更にステップ506でBIOS108はコンピューター100のハードウェア構成を取得する。そこでビデオカード、接続ポート及び電源ボタン110は検知される。続いてステップ508では、BIOS108は検知されたハードウェアをテストする。上記ステップ506から508はいわゆるBIOSのPOSTである。POSTを完成した後、ステップ510と512では、BIOS108はファイルをメモリー(例えばRAM104)に複製する前にOS120を起動する。メモリーに書き込まれるファイルはテストされたハードウェアのデータを含む。しかし、この発明によるBIOS108は電源ボタン110に関するデータをメモリーに書き込まない。なぜならOS120が電源ボタン機能をこの段階で読み込んだとすれば、ステップ514でハードウェアテストと駆動プログラムを読み込むとき、既に読み込まれた電源ボタンの機能は電源ボタン駆動プログラム122と衝突しかねないからである。最後に作動モードに入る前、ステップ516でOS120は電源ボタン駆動プログラム122を読み込む。
【0027】
もっとも、上記ステップは図5に示される順番に限らず、なお、ステップ間にその他のステップが介在してもかまわない。前記のステップを変更してもかまわないが、要するにBIOS108は電源ボタン110に関する指令を含まず、即ちBIOS108は電源ボタン110の状態をOS120に送信しない。
【0028】
この発明とその他のデバイス、例えば電源ボタン110のトリガー信号をスムーズにさせるデバウンスプロセッサーを併用することも可能である。このデバウンスプロセッサーを電源ボタン110またはコントローラー112と一体にしてもかまわない。
【0029】
以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
【産業上の利用可能性】
【0030】
この発明はコンピューターの起動/終了及び省電力モードを切り替える単一の電源ボタンを提供し、従来の技術を簡素化して改良するものである。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】この発明によるコンピューターのブロック図である。
【図2】コンピューターの動作を表す説明図である。
【図3】電源ボタンの操作方法を表すフローチャートである。
【図4】電源ボタンとコントローラーのブロック図である。
【図5】この発明による起動手順を表すフローチャートである。
【符号の説明】
【0032】
100 コンピューター
102 CPU
104 RAM
106 サウスブリッジチップ
108 BIOS
109 入出力チップ
110 電源ボタン
112 コントローラー
114 USBインターフェイス
116 電力供給装置
120 OS
122 電源ボタン駆動プログラム
402 USBマイクロコントローラー
406 接線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
多機能電源ボタンを有するコンピューターであって、
入出力チップと、
入出力チップに接続された電源ボタンと、
電源ボタンに接続されたコントローラーとを含み、そのうち第一操作モードにおいて入出力チップは電源ボタンの押圧に応じてコンピューターの電源を開閉し、第二操作モードにおいてコントローラーは電源ボタンの押圧に応じてオペレーティングシステム(OS)に指令を送信し、入出力チップは電源ボタンの長時間押圧に応じてコンピューターの電源を切ることを特徴とするコンピューター。
【請求項2】
前記第一操作モードは電源ボタン駆動プログラムがOSに読み込まれる前に実行され、第二操作モードは電源ボタン駆動プログラムがOSに読み込まれた後に実行されることを特徴とする請求項1記載のコンピューター。
【請求項3】
前記コンピューターは更に入出力チップに接続された中央処理装置(CPU)を含み、前記OSは指令にしたがってCPUの省電力モードを切り替えることを特徴とする請求項2記載のコンピューター。
【請求項4】
前記OSがACPI(advanced configuration and power interface)準拠であることを特徴とする請求項1記載のコンピューター。
【請求項5】
前記コントローラーがUSBマイクロコントローラーを有することを特徴とする請求項1記載のコンピューター。
【請求項6】
前記電源ボタンは、
コントローラーの高電位点に接続された第一接点と、
コントローラーの接地点に接続された第二接点と、
スイッチとを含み、そのうち電源ボタンが押されると、スイッチは第一接点と第二接点を接続し、コントローラー高電位点の電位を接地電位にすることを特徴とする請求項1記載のコンピューター。
【請求項7】
前記コンピューターは更に基本入出力システム(BIOS)を含み、BIOSは電源ボタンに関する情報をOSに送信するプログラムコードを含まないことを特徴とする請求項1記載のコンピューター。
【請求項8】
多機能電源ボタンを有するコンピューターであって、
入出力チップと、
入出力チップに接続された電源ボタンと、
電源ボタンに接続されたUSBマイクロコントローラーと、
入出力チップに接続され、指令にしたがいOSによって省電力モードが切り替えられるCPUと、
CPUに接続されて電源ボタン駆動プログラムを保存するメモリー装置とを含み、そのうち電源ボタン駆動プログラムがOSに読み込まれる前に、入出力チップは電源ボタンの押圧に応じてコンピューターの電源を開閉し、電源プログラムがOSに読み込まれた後、USBマイクロコントローラーは電源ボタンの押圧に応じてOSに指令を送信し、入出力チップは電源ボタンの長時間押圧に応じてコンピューターの電源を切ることを特徴とするコンピューター。
【請求項9】
前記コンピューターは更に、
CPUと入出力チップに接続されたサウスブリッジチップと、
電源ボタンに接続された電源供給装置と、
USBマイクロコントローラーに接続されたUSBインターフェイスとを含むことを特徴とする請求項8記載のコンピューター。
【請求項10】
前記コンピューターは更にBIOSを含み、BIOSは電源ボタンに関する情報をOSに送信するプログラムコードを含まないことを特徴とする請求項8記載のコンピューター。
【請求項11】
前記OSが指令にしたがってCPUの省電力モードを切り替えることを特徴とする請求項8記載のコンピューター。
【請求項12】
前記OSがACPI準拠であることを特徴とする請求項8記載のコンピューター。
【請求項13】
前記電源ボタンは、
コントローラーの高電位点に接続される第一接点と、
コントローラーの接地点に接続される第二接点と、
スイッチとを含み、そのうち電源ボタンが押されると、スイッチは第一接点と第二接点を接続し、コントローラー高電位点の電位を接地電位にすることを特徴とする請求項8記載のコンピューター。
【請求項14】
コンピューターの電源切替を制御する方法であって、
コンピューターを第一操作モードに起動し、
BIOSまたはOSが起動されると第二操作モードに変換し、
電源ボタンに対する押圧を検知し、
第一操作モードにおいて電源ボタンの押圧に応じてコンピューターの電源を開閉し、
第二操作モードにおいて電源ボタンの押圧に応じてOSに指令を送信し、なお電源ボタンの長時間押圧に応じてコンピューターの電源を切るなどのステップを含む特徴とするコンピューターの電源切替を制御する方法。
【請求項15】
前記方法は更に、
指令をOSに送信するための電源ボタン駆動プログラムを読み込むステップを含み、そのうち第一操作モードは電源ボタン駆動プログラムがOSに読み込まれる前に実行され、第二操作モードは電源ボタン駆動プログラムがOSに読み込まれた後に実行されることを特徴とする請求項14記載のコンピューターの電源切替を制御する方法。
【請求項16】
前記方法は更に、
BIOSが電源ボタンに関する情報をOSに送信することを防止するステップを含むことを特徴とする請求項14記載のコンピューターの電源切替を制御する方法。
【請求項17】
前記方法は更に、
指令にしたがってコンピューターのCPUの省電力モードを切り替えるステップを含むことを特徴とする請求項14記載のコンピューターの電源切替を制御する方法。
【請求項18】
前記方法は更に、
BIOSが電源ボタンに関する情報をOSに送信することを防止するステップを含むことを特徴とする請求項17記載のコンピューターの電源切替を制御する方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2006−120114(P2006−120114A)
【公開日】平成18年5月11日(2006.5.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−67546(P2005−67546)
【出願日】平成17年3月10日(2005.3.10)
【出願人】(500029110)華碩電腦股▲ふん▼有限公司 (158)
【Fターム(参考)】