電力制御装置および電力制御方法
【課題】電子機器が駆動する負荷状態に応じて、本来、電子機器が駆動するために必要とする最適な動作制御をし、当該電子機器の駆動に応じた省電力制御を実現する電力制御装置および電力制御方法を提供する。
【解決手段】本発明の電力制御装置は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置であって、電子機器の消費電力を取得する消費電力取得部と、消費電力取得部によって取得された消費電力に基づいて、電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出部と、移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定部と、電子機器を、負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限モードで動作させるか、当該上限を設定しない制限解除モードで動作させるかを制御する制御部とを備える。
【解決手段】本発明の電力制御装置は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置であって、電子機器の消費電力を取得する消費電力取得部と、消費電力取得部によって取得された消費電力に基づいて、電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出部と、移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定部と、電子機器を、負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限モードで動作させるか、当該上限を設定しない制限解除モードで動作させるかを制御する制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置および電力制御方法に関し、より特定的には、電子機器が駆動する負荷状態に応じて、電子機器の動作を制御する電力制御装置および電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、携帯型ノートパソコン等では、充電を繰り返しながら利用できる電池が格納されるバッテリパックを備え、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源のない場所であってもバッテリを駆動させることによって、システム本体を動作させている。
【０００３】
そこで、このような携帯型ノートパソコン等に代表される携帯型電子機器については、ＡＣ電源のない場所であっても、長時間、使用できるように、いわゆる低消費電力技術が検討されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載されるコンピュータ装置では、バッテリパックから供給される電力に基づいて、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を、高パフォーマンスで動作させるか、低パフォーマンスで動作させるかを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８２５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術におけるコンピュータ装置では、バッテリ等からＣＰＵに供給する電力およびバッテリ情報に基づいて、ＣＰＵに供給する電源電力を制御しており、ＣＰＵの使用状況（負荷状態）に応じてＣＰＵの動作を制御していない。その結果、例えば、必要以上に省電力制御がなされ、電子機器におけるＣＰＵのパフォーマンスが発揮されないという問題があった。
【０００７】
それ故に、本発明の目的は、電子機器が駆動する負荷状態に応じて、本来、電子機器が駆動するために必要とする最適な動作制御をし、当該電子機器の駆動に応じた省電力制御を実現する電力制御装置および電力制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の電力制御装置は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置であって、電子機器の消費電力を取得する消費電力取得部と、消費電力取得部によって取得された消費電力に基づいて、電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出部と、移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定部と、電子機器を、負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限モードで動作させるか、当該上限を設定しない制限解除モードで動作させるかを制御する制御部とを備える。
【０００９】
また、好ましい制御部は、負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限期間であるか、当該上限を設定しない制限解除期間であるかを示すタイミング信号に基づいて、制限モードか制限解除モードかを選択することを特徴とする。
【００１０】
また、好ましい負荷状態判定部は、移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、電子機器の消費電力に対応して予め設定されている負荷帯を判定することを特徴とする。
【００１１】
さらに、好ましくは、制御部は、制限モードでは、負荷帯に対応して、電子機器に供給される電源電力の上限を設定するか、または電子機器のＣＰＵに電力の上限を設定するか、または電子機器のＣＰＵの周波数の上限を設定することを特徴とする。
【００１２】
さらに、好ましくは、負荷帯は、複数の負荷帯に区分されることを特徴とする。
【００１３】
また、好ましくは、電子機器は、携帯型パソコン、携帯情報端末および携帯電話機のいずれかであることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の電力制御方法は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置が実行する電力制御方法であって、電子機器の消費電力を取得する消費電力取得ステップと、消費電力取得ステップで取得された消費電力に基づいて、電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出ステップと、移動平均算出ステップで算出された移動平均に基づいて、電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定ステップと、電子機器について、負荷状態判定ステップで判定された負荷状態に対応する上限を設定して動作させる制限期間であるか、当該上限を設定しないで動作させる制限解除期間であるかを判定する制限期間判定ステップと、制限期間判定ステップで制限期間であると判定された場合、負荷状態判定ステップで判定された負荷状態に対応する上限を設定し、制限期間判定ステップで制限解除期間であると判定された場合、当該上限を設定しないで、電子機器を動作させるように制御する電子機器制御ステップとを含む。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、上述した本発明の電力制御装置の各構成が行うそれぞれの処理は、一連の処理手順を与える電力制御方法として捉えることができる。この方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムの形式で提供される。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上述のように、本発明の電力制御装置および電力制御方法によれば、電子機器が駆動する負荷状態に応じて、本来、電子機器が駆動するために必要とする最適な動作制御をすることができ、当該電子機器の駆動に応じた省電力制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力制御装置および電力制御方法を用いたコンピュータ装置１０の概略構成を示す図
【図２】本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００の概略を示す機能ブロック図
【図３】本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００が実行する電力制御方法３００の処理の流れを示すフローチャート
【図４】ＣＰＵ２００の消費電力および移動平均を示す図
【図５】ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均と、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力とを示す図
【図６】ＣＰＵ２００を、制限期間に制限モードで動作させ、制限解除期間に制限解除モードで動作させた場合における、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均の算出方法を示す図
【図７】ＣＰＵ２００の消費電力および移動平均と、図６に示したように制限解除期間を設けた場合における、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力とを示す図
【図８】ＣＰＵ２００の消費電力と、制限解除期間を設けない場合および制限解除期間を設けた場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置および電力制御方法を用いたコンピュータ装置１０の概略構成を示す図である。図１において、コンピュータ装置１０は、ＥＣ（エンベデッドコントローラ）／ＫＢＣ（キーボードコントローラ）電源制御マイコン１１と、ＰＣＨ（プラットフォームコントロールハブ）１２と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）輝度制御１３と、ポインティングデバイス制御１４と、バッテリ制御１５と、ファン制御１６と、ＣＰＵ２００とを備える。
【００１９】
なお、本実施形態では、例えば、ノートパソコン等に代表される携帯型パソコンについて説明するが、本発明の一実施形態に係る電力制御装置および電力制御方法は、携帯型パソコンに限定して適用されるものではない。例えば、本発明の一実施形態に係る電力制御装置および電力制御方法は、携帯情報端末および携帯電話機に適用されても構わない。
【００２０】
ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１は、ＰＥＣＩ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３．０を介して、ＣＰＵ２００と通信可能であって、ＣＰＵ２００の消費電力を取得し、さらに、ＣＰＵ２００を制御する。例えば、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１は、ＣＰＵに供給する電源電力を制御したり、ＣＰＵが駆動する電力を制御したり、ＣＰＵが駆動する周波数を制御したりする。なお、ここでは、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１とＣＰＵ２００とは、ＰＥＣＩ３．０を介して通信する構成であるが、当該構成に限定されるものではない。例えば、ＣＰＵ２００の電流および電圧を監視して、ＣＰＵ２００の消費電力を算出できる構成であればよい。
【００２１】
また、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１は、ＳＭＢｕｓ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｂｕｓ）を介して、ＬＣＤ輝度制御１３、キーボードおよびマウス等のポインティングデバイス制御１４、バッテリ制御１５、およびファン制御１６を管理している。なお、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１が制御／管理する機能について、ここでは、一例を示すものであって、その他、電源スイッチの監視制御等、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１は、多種の制御および管理機能を有している。
【００２２】
以下、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１が制御／管理するＣＰＵの動作制御機能について、詳しく説明する。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００の概略を示す機能ブロック図である。図２において、電力制御装置１００は、消費電力取得部１１０と、移動平均算出部１２０と、負荷状態判定部１３０と、制御部１４０とを備え、ＣＰＵ２００の消費電力を制御している。
【００２４】
消費電力取得部１１０は、ＣＰＵ２００で消費されている消費電力を取得する。なお、消費電力取得部１１０は、電流および電圧を監視することによって、ＣＰＵ２００で消費されている消費電力を取得しても構わない。
【００２５】
移動平均算出部１２０は、消費電力取得部１１０によって取得された消費電力に基づいて、当該ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する。より詳細には、実際のＣＰＵ２００の消費電力は、細かく変動するものであるため、ＣＰＵ２００の消費電力の時系列データを平滑化する移動平均を算出する。なお、移動平均には、例えば、単純移動平均、加重移動平均、および指数移動平均等が含まれる。
【００２６】
負荷状態判定部１３０は、移動平均算出部１２０によって算出された移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。上述したように、実際のＣＰＵ２００の消費電力は、細かく変動するものであるため、負荷状態判定部１３０は、平滑化されたＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を用いて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。
【００２７】
制御部１４０は、ＣＰＵ２００の動作を制御する。具体的には、制御部１４０は、ＣＰＵ２００を制限モードで動作させるか、制限解除モードで動作させるかを制御する。ここで、制限モードとは、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応する上限が設定された状態を示し、制限解除モードとは、当該上限が設定されていない状態を示す。
【００２８】
なお、制御部１４０は、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限期間であるか、当該上限を設定しない制限解除期間であるかを示すタイミング信号（図示せず）に基づいて、制限モードと制限解除モードとの切り替えを制御する。
【００２９】
このように、電力制御装置１００は、ＣＰＵ２００で消費されている消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に応じて、ＣＰＵ２００の動作を制御している。
【００３０】
次に、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００が実行する電力制御方法について、処理の流れを詳しく説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００が実行する電力制御方法３００の処理の流れを示すフローチャートである。図３において、電力制御方法３００は、消費電力取得ステップＳ３１０と、移動平均算出ステップＳ３２０と、負荷状態判定ステップＳ３３０と、制限期間判定ステップＳ３４０と、電源電力上限設定ステップＳ３５０と、電源電力上限設定解除ステップＳ３６０と、電源電力供給ステップＳ３７０とを含む。ここでは、一例として、制御部１４０は、ＣＰＵ２００に供給する電源電力を制御することによって、ＣＰＵ２００の動作を制御するものとしている。
【００３１】
消費電力取得ステップＳ３１０において、消費電力取得部１１０は、ＣＰＵ２００の消費電力を取得する。
【００３２】
移動平均算出ステップＳ３２０において、移動平均算出部１２０は、消費電力取得ステップで取得された消費電力に基づいて、当該ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する。図４は、ＣＰＵ２００の消費電力および移動平均を示す図である。図４において、横軸を時間軸として、ＣＰＵ２００の消費電力（細点線で示す）と、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均（太実線）とを示している。ＣＰＵ２００の消費電力の波形は、実際には、さらに細かく変動が激しいものであって、ここでは、概略的に示している。したがって、移動平均算出部１２０は、変動が激しいＣＰＵ２００の消費電力に基づいて、移動平均を算出することによって、ＣＰＵ２００の消費電力の時系列データを平滑化している。
【００３３】
負荷状態判定ステップＳ３３０において、負荷状態判定部１３０は、移動平均算出ステップＳ３２０で算出された移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。上述したように、ＣＰＵ２００の消費電力の波形は、実際には、さらに細かく変動が激しいものであるため、負荷状態判定部１３０は、平滑化されたＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を用いて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。
【００３４】
図５は、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均と、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力とを示す図である。図５（ａ）には、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を用いて、ＣＰＵ２００の消費電力に対応する負荷帯が示されている。図５（ａ）において、ＣＰＵ２００の消費電力に対応する負荷帯は、高負荷、中負荷、低負荷、および無負荷に区分されている。負荷状態判定ステップＳ３３０において、負荷状態判定部１３０は、移動平均算出ステップＳ３２０で移動平均算出部１２０によって平滑化されたＣＰＵ２００の消費電力の移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００の駆動について、高負荷か、中負荷か、低負荷か、または無負荷かを判定している。
【００３５】
例えば、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均が第１の閾値以上第２の閾値未満である場合、負荷状態判定部１３０は、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態を低負荷であると判定し、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均が第２の閾値以上第３の閾値未満である場合、負荷状態判定部１３０は、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態を中負荷であると判定し、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均が第３の閾値以上である場合、負荷状態判定部１３０は、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態を高負荷であると判定すればよい。なお、高負荷、中負荷、低負荷、および無負荷で示される負荷帯の区分、および当該負荷帯の区分に対応する第１〜第３の閾値は、例えば、メモリ等の記録手段に予め記録されていればよい。
【００３６】
なお、本実施形態では、負荷帯の区分は、高負荷、中負荷、低負荷、および無負荷で示される４区分であるが、これらに限定されるものではなく、１つの閾値を用いて、２区分であっても構わないし、４つ以上の閾値を用いて、さらに多くの区分を用いても構わない。
【００３７】
制限期間判定ステップＳ３４０において、制御部１４０は、ＣＰＵ２００について、負荷状態判定ステップＳ３３０で判定された負荷状態に対応する上限を設定して動作させる制限期間であるか、当該上限を設定しないで動作させる制限解除期間であるかを判定する。ここで、制限期間および制限解除期間は、例えば、電源制御装置１００、およびＣＰＵ２００の性能等に基づいて、予め設定されているものとし、制御部１４０は、当該予め設定された制限期間または制限解除期間を示すタイミング信号を受信して、制限期間および制限解除期間を判定すればよい。
【００３８】
そして、制御部１４０は、以降のステップにおいて、ＣＰＵ２００を、制限期間は制限モードで動作させて、制限解除期間は制限解除モードで動作させるように制御する。具体的には、制限期間判定ステップＳ３４０において、制御部１４０は、制限期間であると判定した場合、電源電力上限設定ステップＳ３５０の処理に進み、制限解除期間であると判定した場合、電源電力上限設定解除ステップＳ３６０の処理に進む。
【００３９】
その後、制御部１４０は、電源電力上限設定ステップＳ３５０または電源電力上限設定解除ステップＳ３６０で電源電力の上限を設定するか解除するかを制御した上で、電源電力供給ステップＳ３７０において、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。
【００４０】
以下、電源電力上限設定ステップＳ３５０および電源電力上限設定解除ステップＳ３６０における制御部１４０が実行する処理について、詳細に説明する。
【００４１】
電源電力上限設定ステップＳ３５０において、制御部１４０は、負荷状態判定ステップＳ３３０で判定されたＣＰＵ２００が駆動している負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を設定する。より具体的には、例えば、ＣＰＵ２００が駆動する負荷が低負荷である場合、高負荷または中負荷で必要とされる電源電力をＣＰＵ２００に供給することは効率が悪い。したがって、ＣＰＵ２００が駆動する負荷が低負荷である場合、ＣＰＵ２００には、低負荷で必要とされる電源電力が供給されれば十分であるため、制御部１４０は、低負荷に対応する上限を設定することによって、ＣＰＵ２００に必要以上の電源電力を供給しないように制御する。
【００４２】
ここで、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力について、説明する。図５（ｂ）には、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力が示されている。図５（ｂ）において、一旦、低負荷に対応する上限を設定して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力を制限すれば、それ以降、ＣＰＵ２００は制限された電源電力で駆動するため、ＣＰＵ２００の消費電力は上がらないまま維持される。そして、ＣＰＵ２００の消費電力は上がらないまま維持されれば、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均も低いままであるため、負荷帯の区分は、低負荷が維持される。
【００４３】
換言すれば、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定する前のＣＰＵ２００の消費電力の移動平均（図５（ａ）に示す）を見ると、負荷帯の区分が、一旦、低負荷になったとしても、その後、中負荷および高負荷に遷移している。本来、ＣＰＵ２００に高い電源電力を供給して、ＣＰＵ２００を高速に駆動させたい場合であっても（中負荷および高負荷）、一旦、低負荷に対応する電源電力に制限されれば、負荷帯の区分は、低負荷が維持されるおそれがある。
【００４４】
したがって、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応する上限を設定しない制限解除期間を設けて、制御部１４０は、ＣＰＵ２００を制限解除モードで動作させている。
【００４５】
電源電力上限設定解除ステップＳ３６０において、制御部１４０は、ＣＰＵ２００の駆動に応じて、所望の電源電力をＣＰＵ２００に供給するように制御する。具体的には、例えば、ＣＰＵ２００が駆動する負荷が低負荷である場合、電源電力上限設定ステップＳ３５０で、一旦、低負荷に対応する上限を設定されていた場合であっても、制限解除期間では、当該設定された上限を解除して、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、必要とする電源電力を供給するようにする。ここで、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、必要とする電源電力とは、必ずしも、高負荷または中負荷で必要とされる電源電力とは限らず、無負荷または低負荷で必要とされる低い電源電力も含まれる。
【００４６】
ここで、本発明の一実施形態に係るＣＰＵ２００の消費電力の移動平均の算出方法について、説明する。図６は、ＣＰＵ２００を、制限期間に制限モードで動作させ、制限解除期間に制限解除モードで動作させた場合における、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均の算出方法を示す図である。図６において、１００［ｍｓ］毎にＣＰＵ２００の消費電力を取得して、１００［ｍｓ］毎に取得された５回分の消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均が算出されている。
【００４７】
なお、ここでは、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均は、１００［ｍｓ］毎に取得された５回分の消費電力に重み付けをせずに単純な平均を算出する単純移動平均として、説明するが、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均は、その他の移動平均であっても構わない。例えば、加重移動平均では、１００［ｍｓ］毎に取得された５回分の消費電力において、直近から徐々に線形的に減少する重み付けをして（係数を掛けて）、移動平均が算出される。また、指数移動平均では、１００［ｍｓ］毎に取得された５回分の消費電力において、直近から徐々に指数関数的に減少する重み付けをして（係数を掛けて）、移動平均が算出される。
【００４８】
１周期（１０００［ｍｓ］）のうち、９００［ｍｓ］は制限期間であって、１００［ｍｓ］は制限解除期間とする。具体的には、先ず、移動平均算出部１２０は、０〜１００［ｍｓ］、１００〜２００［ｍｓ］、２００〜３００［ｍｓ］、３００〜４００［ｍｓ］、および４００〜５００［ｍｓ］の５回分の消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する（第１の移動平均）。そして、負荷状態判定部１３０は、第１の移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。ここで、制限期間である５００〜６００［ｍｓ］では、制御部１４０は、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を設定した上で、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。
【００４９】
次に、１００［ｍｓ］ずらして、移動平均算出部１２０は、１００〜２００［ｍｓ］、２００〜３００［ｍｓ］、３００〜４００［ｍｓ］、４００〜５００［ｍｓ］、および５００〜６００［ｍｓ］の５回分の消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する（第２の移動平均）。そして、負荷状態判定部１３０は、第２の移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。ここで、制限期間である６００〜７００［ｍｓ］では、制御部１４０は、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を設定した上で、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。
【００５０】
同様に、第３の移動平均および第４の移動平均が算出されて、ＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限が設定された上で、ＣＰＵ２００に電源電力が供給される。
【００５１】
ここまでは、ＣＰＵ２００に供給される電源電力が制限された状態において、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出し、当該算出された移動平均に基づいて、さらに、繰り返して、ＣＰＵ２００に供給される電源電力が制限されている。
【００５２】
第５の移動平均に関して、移動平均算出部１２０は、４００〜５００［ｍｓ］、５００〜６００［ｍｓ］、６００〜７００［ｍｓ］、７００〜８００［ｍｓ］、および８００〜９００［ｍｓ］の５回分の消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する。しかし、制限解除期間である９００〜１０００［ｍｓ］では、制御部１４０は、設定されていたＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を解除した上で、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。換言すれば、制限解除期間である９００〜１０００［ｍｓ］では、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、ＣＰＵ２００が必要とする電源電力を供給する。
【００５３】
さらに、第６の移動平均に関して、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、ＣＰＵ２００が必要とする電源電力が供給された状態において、移動平均算出部１２０は、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する。したがって、当該移動平均は、ＣＰＵ２００が駆動する本来の負荷状態を反映している。
【００５４】
その結果、一旦、低負荷に対応する上限を設定されていた場合であっても、制限解除期間では、当該設定された上限を解除して、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、必要とする電源電力を供給するようにするため、ＣＰＵ２００が駆動する本来の負荷状態を反映して、ＣＰＵ２００に電力を供給することができる。
【００５５】
電源電力供給ステップＳ３７０において、制御部１４０は、上述したようにＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を設定するか解除するかを制御した上で、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。
【００５６】
図７は、ＣＰＵ２００の消費電力および移動平均と、図６に示したように制限解除期間を設けた場合における、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力とを示す図である。図７（ｂ）において、一旦、低負荷に対応する上限を設定して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力を制限した場合であっても、上述したように制限解除期間を設けることによって、それ以降、ＣＰＵ２００が駆動する本来の負荷状態を反映させることができている。より具体的には、図５（ｂ）と図７（ｂ）とを比較して見ると、図５（ｂ）では、負荷帯の区分が、一旦、低負荷になった場合、その後、負荷帯の区分は低負荷が維持されてしまうが、図７（ｂ）では、負荷帯の区分が、一旦、低負荷になった場合であっても、その後、本来のＣＰＵ２００の消費電力に応じて、負荷帯の区分は中負荷および高負荷に遷移している。
【００５７】
また、図６に示したように制限解除期間を設けた場合における、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力は、早期に、本来のＣＰＵ２００の消費電力に追従することができる。
【００５８】
図８は、ＣＰＵ２００の消費電力と、制限解除期間を設けない場合および制限解除期間を設けた場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力との関係を示す図である。図８（ａ）では、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均と、制限解除期間を設けない場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力との関係を示している。図８（ｂ）では、ＣＰＵ２００の消費電力および当該消費電力の移動平均と、制限解除期間を設けた場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力との関係を示している。
【００５９】
例えば、負荷区分が中負荷から低負荷に遷移する場合、制限解除期間を設けない場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力は、図８（ａ）に示すように、緩やかに変動して、負荷区分が中負荷から低負荷に遷移している。一方、負荷区分が中負荷から低負荷に遷移する場合、制限解除期間を設けた場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力は、図８（ｂ）に示すように、即座に変動して、負荷区分が中負荷から低負荷に遷移している。制限解除期間を設けて、本来、ＣＰＵ２００が必要とする電源電力を供給することによって、ＣＰＵ２００が駆動する本来の負荷状態を反映しているため、早期に、本来のＣＰＵ２００の消費電力に追従することができる。
【００６０】
以上のように、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００および電力制御方法３００によれば、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に応じて、本来、ＣＰＵ２００が駆動するために必要とする最適な動作制御をすることができ、当該ＣＰＵ２００の駆動に応じた省電力制御を実現することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、制御部１４０は、ＣＰＵ２００に供給する電源電力を制御することによって、ＣＰＵ２００の動作を制限して電子機器の省電力制御を実現していたが、ＣＰＵ２００の動作を制御する手段は、これに限定されるものではない。
【００６２】
例えば、制御部１４０が、ＣＰＵ２００に対して、ＣＰＵ２００が駆動する電力を制限するように制御しても構わない。具体的には、制御部１４０は、制限期間では、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００に対して、ＣＰＵ２００が駆動する電力の上限を設定させた上で、ＣＰＵ２００の動作を制御する。一方、制御部１４０は、制限解除期間では、ＣＰＵ２００に対して当該設定された上限を解除させた上で、ＣＰＵ２００の動作を制御する。その結果、ＣＰＵ２００は、自身が消費する電力を抑制しつつ、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に応じて、本来、ＣＰＵ２００が駆動するために必要とする最適な動作制御をすることができ、当該ＣＰＵ２００の駆動に応じた省電力制御を実現することができる。
【００６３】
また、制御部１４０が、ＣＰＵ２００が駆動する周波数を制限するように、ＣＰＵの動作を制御しても構わない。具体的には、制御部１４０は、制限期間では、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００が駆動する周波数（クロック）の上限を設定した上で、ＣＰＵ２００の動作を制御する。一方、制御部１４０は、制限解除期間では、ＣＰＵ２００に対して当該設定された上限を解除した上で、ＣＰＵ２００の動作を制御する。その結果、ＣＰＵ２００が消費する電力を抑制しつつ、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に応じて、本来、ＣＰＵ２００が駆動するために必要とする最適な動作制御をすることができ、当該ＣＰＵ２００の駆動に応じた省電力制御を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置等に利用可能であって、特に、省電力消費が要求される携帯型パソコン、携帯情報端末および携帯電話機等に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ コンピュータ装置
１１ ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン
１２ ＰＣＨ
１３ ＬＣＤ輝度制御
１４ ポインティングデバイス制御
１５ バッテリ
１６ ファン
１００ 電力制御装置
１１０ 消費電力取得部
１２０ 移動平均算出部
１３０ 負荷状態判定部
１４０ 制御部
２００ ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置および電力制御方法に関し、より特定的には、電子機器が駆動する負荷状態に応じて、電子機器の動作を制御する電力制御装置および電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば、携帯型ノートパソコン等では、充電を繰り返しながら利用できる電池が格納されるバッテリパックを備え、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源のない場所であってもバッテリを駆動させることによって、システム本体を動作させている。
【０００３】
そこで、このような携帯型ノートパソコン等に代表される携帯型電子機器については、ＡＣ電源のない場所であっても、長時間、使用できるように、いわゆる低消費電力技術が検討されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載されるコンピュータ装置では、バッテリパックから供給される電力に基づいて、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を、高パフォーマンスで動作させるか、低パフォーマンスで動作させるかを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８２５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術におけるコンピュータ装置では、バッテリ等からＣＰＵに供給する電力およびバッテリ情報に基づいて、ＣＰＵに供給する電源電力を制御しており、ＣＰＵの使用状況（負荷状態）に応じてＣＰＵの動作を制御していない。その結果、例えば、必要以上に省電力制御がなされ、電子機器におけるＣＰＵのパフォーマンスが発揮されないという問題があった。
【０００７】
それ故に、本発明の目的は、電子機器が駆動する負荷状態に応じて、本来、電子機器が駆動するために必要とする最適な動作制御をし、当該電子機器の駆動に応じた省電力制御を実現する電力制御装置および電力制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の電力制御装置は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置であって、電子機器の消費電力を取得する消費電力取得部と、消費電力取得部によって取得された消費電力に基づいて、電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出部と、移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定部と、電子機器を、負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限モードで動作させるか、当該上限を設定しない制限解除モードで動作させるかを制御する制御部とを備える。
【０００９】
また、好ましい制御部は、負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限期間であるか、当該上限を設定しない制限解除期間であるかを示すタイミング信号に基づいて、制限モードか制限解除モードかを選択することを特徴とする。
【００１０】
また、好ましい負荷状態判定部は、移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、電子機器の消費電力に対応して予め設定されている負荷帯を判定することを特徴とする。
【００１１】
さらに、好ましくは、制御部は、制限モードでは、負荷帯に対応して、電子機器に供給される電源電力の上限を設定するか、または電子機器のＣＰＵに電力の上限を設定するか、または電子機器のＣＰＵの周波数の上限を設定することを特徴とする。
【００１２】
さらに、好ましくは、負荷帯は、複数の負荷帯に区分されることを特徴とする。
【００１３】
また、好ましくは、電子機器は、携帯型パソコン、携帯情報端末および携帯電話機のいずれかであることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の電力制御方法は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置が実行する電力制御方法であって、電子機器の消費電力を取得する消費電力取得ステップと、消費電力取得ステップで取得された消費電力に基づいて、電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出ステップと、移動平均算出ステップで算出された移動平均に基づいて、電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定ステップと、電子機器について、負荷状態判定ステップで判定された負荷状態に対応する上限を設定して動作させる制限期間であるか、当該上限を設定しないで動作させる制限解除期間であるかを判定する制限期間判定ステップと、制限期間判定ステップで制限期間であると判定された場合、負荷状態判定ステップで判定された負荷状態に対応する上限を設定し、制限期間判定ステップで制限解除期間であると判定された場合、当該上限を設定しないで、電子機器を動作させるように制御する電子機器制御ステップとを含む。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、上述した本発明の電力制御装置の各構成が行うそれぞれの処理は、一連の処理手順を与える電力制御方法として捉えることができる。この方法は、一連の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムの形式で提供される。このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で、コンピュータに導入されてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
上述のように、本発明の電力制御装置および電力制御方法によれば、電子機器が駆動する負荷状態に応じて、本来、電子機器が駆動するために必要とする最適な動作制御をすることができ、当該電子機器の駆動に応じた省電力制御を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る電力制御装置および電力制御方法を用いたコンピュータ装置１０の概略構成を示す図
【図２】本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００の概略を示す機能ブロック図
【図３】本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００が実行する電力制御方法３００の処理の流れを示すフローチャート
【図４】ＣＰＵ２００の消費電力および移動平均を示す図
【図５】ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均と、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力とを示す図
【図６】ＣＰＵ２００を、制限期間に制限モードで動作させ、制限解除期間に制限解除モードで動作させた場合における、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均の算出方法を示す図
【図７】ＣＰＵ２００の消費電力および移動平均と、図６に示したように制限解除期間を設けた場合における、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力とを示す図
【図８】ＣＰＵ２００の消費電力と、制限解除期間を設けない場合および制限解除期間を設けた場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置および電力制御方法を用いたコンピュータ装置１０の概略構成を示す図である。図１において、コンピュータ装置１０は、ＥＣ（エンベデッドコントローラ）／ＫＢＣ（キーボードコントローラ）電源制御マイコン１１と、ＰＣＨ（プラットフォームコントロールハブ）１２と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）輝度制御１３と、ポインティングデバイス制御１４と、バッテリ制御１５と、ファン制御１６と、ＣＰＵ２００とを備える。
【００１９】
なお、本実施形態では、例えば、ノートパソコン等に代表される携帯型パソコンについて説明するが、本発明の一実施形態に係る電力制御装置および電力制御方法は、携帯型パソコンに限定して適用されるものではない。例えば、本発明の一実施形態に係る電力制御装置および電力制御方法は、携帯情報端末および携帯電話機に適用されても構わない。
【００２０】
ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１は、ＰＥＣＩ（Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３．０を介して、ＣＰＵ２００と通信可能であって、ＣＰＵ２００の消費電力を取得し、さらに、ＣＰＵ２００を制御する。例えば、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１は、ＣＰＵに供給する電源電力を制御したり、ＣＰＵが駆動する電力を制御したり、ＣＰＵが駆動する周波数を制御したりする。なお、ここでは、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１とＣＰＵ２００とは、ＰＥＣＩ３．０を介して通信する構成であるが、当該構成に限定されるものではない。例えば、ＣＰＵ２００の電流および電圧を監視して、ＣＰＵ２００の消費電力を算出できる構成であればよい。
【００２１】
また、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１は、ＳＭＢｕｓ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｂｕｓ）を介して、ＬＣＤ輝度制御１３、キーボードおよびマウス等のポインティングデバイス制御１４、バッテリ制御１５、およびファン制御１６を管理している。なお、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１が制御／管理する機能について、ここでは、一例を示すものであって、その他、電源スイッチの監視制御等、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１は、多種の制御および管理機能を有している。
【００２２】
以下、ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン１１が制御／管理するＣＰＵの動作制御機能について、詳しく説明する。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００の概略を示す機能ブロック図である。図２において、電力制御装置１００は、消費電力取得部１１０と、移動平均算出部１２０と、負荷状態判定部１３０と、制御部１４０とを備え、ＣＰＵ２００の消費電力を制御している。
【００２４】
消費電力取得部１１０は、ＣＰＵ２００で消費されている消費電力を取得する。なお、消費電力取得部１１０は、電流および電圧を監視することによって、ＣＰＵ２００で消費されている消費電力を取得しても構わない。
【００２５】
移動平均算出部１２０は、消費電力取得部１１０によって取得された消費電力に基づいて、当該ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する。より詳細には、実際のＣＰＵ２００の消費電力は、細かく変動するものであるため、ＣＰＵ２００の消費電力の時系列データを平滑化する移動平均を算出する。なお、移動平均には、例えば、単純移動平均、加重移動平均、および指数移動平均等が含まれる。
【００２６】
負荷状態判定部１３０は、移動平均算出部１２０によって算出された移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。上述したように、実際のＣＰＵ２００の消費電力は、細かく変動するものであるため、負荷状態判定部１３０は、平滑化されたＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を用いて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。
【００２７】
制御部１４０は、ＣＰＵ２００の動作を制御する。具体的には、制御部１４０は、ＣＰＵ２００を制限モードで動作させるか、制限解除モードで動作させるかを制御する。ここで、制限モードとは、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応する上限が設定された状態を示し、制限解除モードとは、当該上限が設定されていない状態を示す。
【００２８】
なお、制御部１４０は、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限期間であるか、当該上限を設定しない制限解除期間であるかを示すタイミング信号（図示せず）に基づいて、制限モードと制限解除モードとの切り替えを制御する。
【００２９】
このように、電力制御装置１００は、ＣＰＵ２００で消費されている消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に応じて、ＣＰＵ２００の動作を制御している。
【００３０】
次に、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００が実行する電力制御方法について、処理の流れを詳しく説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００が実行する電力制御方法３００の処理の流れを示すフローチャートである。図３において、電力制御方法３００は、消費電力取得ステップＳ３１０と、移動平均算出ステップＳ３２０と、負荷状態判定ステップＳ３３０と、制限期間判定ステップＳ３４０と、電源電力上限設定ステップＳ３５０と、電源電力上限設定解除ステップＳ３６０と、電源電力供給ステップＳ３７０とを含む。ここでは、一例として、制御部１４０は、ＣＰＵ２００に供給する電源電力を制御することによって、ＣＰＵ２００の動作を制御するものとしている。
【００３１】
消費電力取得ステップＳ３１０において、消費電力取得部１１０は、ＣＰＵ２００の消費電力を取得する。
【００３２】
移動平均算出ステップＳ３２０において、移動平均算出部１２０は、消費電力取得ステップで取得された消費電力に基づいて、当該ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する。図４は、ＣＰＵ２００の消費電力および移動平均を示す図である。図４において、横軸を時間軸として、ＣＰＵ２００の消費電力（細点線で示す）と、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均（太実線）とを示している。ＣＰＵ２００の消費電力の波形は、実際には、さらに細かく変動が激しいものであって、ここでは、概略的に示している。したがって、移動平均算出部１２０は、変動が激しいＣＰＵ２００の消費電力に基づいて、移動平均を算出することによって、ＣＰＵ２００の消費電力の時系列データを平滑化している。
【００３３】
負荷状態判定ステップＳ３３０において、負荷状態判定部１３０は、移動平均算出ステップＳ３２０で算出された移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。上述したように、ＣＰＵ２００の消費電力の波形は、実際には、さらに細かく変動が激しいものであるため、負荷状態判定部１３０は、平滑化されたＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を用いて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。
【００３４】
図５は、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均と、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力とを示す図である。図５（ａ）には、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を用いて、ＣＰＵ２００の消費電力に対応する負荷帯が示されている。図５（ａ）において、ＣＰＵ２００の消費電力に対応する負荷帯は、高負荷、中負荷、低負荷、および無負荷に区分されている。負荷状態判定ステップＳ３３０において、負荷状態判定部１３０は、移動平均算出ステップＳ３２０で移動平均算出部１２０によって平滑化されたＣＰＵ２００の消費電力の移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００の駆動について、高負荷か、中負荷か、低負荷か、または無負荷かを判定している。
【００３５】
例えば、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均が第１の閾値以上第２の閾値未満である場合、負荷状態判定部１３０は、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態を低負荷であると判定し、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均が第２の閾値以上第３の閾値未満である場合、負荷状態判定部１３０は、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態を中負荷であると判定し、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均が第３の閾値以上である場合、負荷状態判定部１３０は、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態を高負荷であると判定すればよい。なお、高負荷、中負荷、低負荷、および無負荷で示される負荷帯の区分、および当該負荷帯の区分に対応する第１〜第３の閾値は、例えば、メモリ等の記録手段に予め記録されていればよい。
【００３６】
なお、本実施形態では、負荷帯の区分は、高負荷、中負荷、低負荷、および無負荷で示される４区分であるが、これらに限定されるものではなく、１つの閾値を用いて、２区分であっても構わないし、４つ以上の閾値を用いて、さらに多くの区分を用いても構わない。
【００３７】
制限期間判定ステップＳ３４０において、制御部１４０は、ＣＰＵ２００について、負荷状態判定ステップＳ３３０で判定された負荷状態に対応する上限を設定して動作させる制限期間であるか、当該上限を設定しないで動作させる制限解除期間であるかを判定する。ここで、制限期間および制限解除期間は、例えば、電源制御装置１００、およびＣＰＵ２００の性能等に基づいて、予め設定されているものとし、制御部１４０は、当該予め設定された制限期間または制限解除期間を示すタイミング信号を受信して、制限期間および制限解除期間を判定すればよい。
【００３８】
そして、制御部１４０は、以降のステップにおいて、ＣＰＵ２００を、制限期間は制限モードで動作させて、制限解除期間は制限解除モードで動作させるように制御する。具体的には、制限期間判定ステップＳ３４０において、制御部１４０は、制限期間であると判定した場合、電源電力上限設定ステップＳ３５０の処理に進み、制限解除期間であると判定した場合、電源電力上限設定解除ステップＳ３６０の処理に進む。
【００３９】
その後、制御部１４０は、電源電力上限設定ステップＳ３５０または電源電力上限設定解除ステップＳ３６０で電源電力の上限を設定するか解除するかを制御した上で、電源電力供給ステップＳ３７０において、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。
【００４０】
以下、電源電力上限設定ステップＳ３５０および電源電力上限設定解除ステップＳ３６０における制御部１４０が実行する処理について、詳細に説明する。
【００４１】
電源電力上限設定ステップＳ３５０において、制御部１４０は、負荷状態判定ステップＳ３３０で判定されたＣＰＵ２００が駆動している負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を設定する。より具体的には、例えば、ＣＰＵ２００が駆動する負荷が低負荷である場合、高負荷または中負荷で必要とされる電源電力をＣＰＵ２００に供給することは効率が悪い。したがって、ＣＰＵ２００が駆動する負荷が低負荷である場合、ＣＰＵ２００には、低負荷で必要とされる電源電力が供給されれば十分であるため、制御部１４０は、低負荷に対応する上限を設定することによって、ＣＰＵ２００に必要以上の電源電力を供給しないように制御する。
【００４２】
ここで、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力について、説明する。図５（ｂ）には、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力が示されている。図５（ｂ）において、一旦、低負荷に対応する上限を設定して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力を制限すれば、それ以降、ＣＰＵ２００は制限された電源電力で駆動するため、ＣＰＵ２００の消費電力は上がらないまま維持される。そして、ＣＰＵ２００の消費電力は上がらないまま維持されれば、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均も低いままであるため、負荷帯の区分は、低負荷が維持される。
【００４３】
換言すれば、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定する前のＣＰＵ２００の消費電力の移動平均（図５（ａ）に示す）を見ると、負荷帯の区分が、一旦、低負荷になったとしても、その後、中負荷および高負荷に遷移している。本来、ＣＰＵ２００に高い電源電力を供給して、ＣＰＵ２００を高速に駆動させたい場合であっても（中負荷および高負荷）、一旦、低負荷に対応する電源電力に制限されれば、負荷帯の区分は、低負荷が維持されるおそれがある。
【００４４】
したがって、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応する上限を設定しない制限解除期間を設けて、制御部１４０は、ＣＰＵ２００を制限解除モードで動作させている。
【００４５】
電源電力上限設定解除ステップＳ３６０において、制御部１４０は、ＣＰＵ２００の駆動に応じて、所望の電源電力をＣＰＵ２００に供給するように制御する。具体的には、例えば、ＣＰＵ２００が駆動する負荷が低負荷である場合、電源電力上限設定ステップＳ３５０で、一旦、低負荷に対応する上限を設定されていた場合であっても、制限解除期間では、当該設定された上限を解除して、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、必要とする電源電力を供給するようにする。ここで、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、必要とする電源電力とは、必ずしも、高負荷または中負荷で必要とされる電源電力とは限らず、無負荷または低負荷で必要とされる低い電源電力も含まれる。
【００４６】
ここで、本発明の一実施形態に係るＣＰＵ２００の消費電力の移動平均の算出方法について、説明する。図６は、ＣＰＵ２００を、制限期間に制限モードで動作させ、制限解除期間に制限解除モードで動作させた場合における、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均の算出方法を示す図である。図６において、１００［ｍｓ］毎にＣＰＵ２００の消費電力を取得して、１００［ｍｓ］毎に取得された５回分の消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均が算出されている。
【００４７】
なお、ここでは、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均は、１００［ｍｓ］毎に取得された５回分の消費電力に重み付けをせずに単純な平均を算出する単純移動平均として、説明するが、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均は、その他の移動平均であっても構わない。例えば、加重移動平均では、１００［ｍｓ］毎に取得された５回分の消費電力において、直近から徐々に線形的に減少する重み付けをして（係数を掛けて）、移動平均が算出される。また、指数移動平均では、１００［ｍｓ］毎に取得された５回分の消費電力において、直近から徐々に指数関数的に減少する重み付けをして（係数を掛けて）、移動平均が算出される。
【００４８】
１周期（１０００［ｍｓ］）のうち、９００［ｍｓ］は制限期間であって、１００［ｍｓ］は制限解除期間とする。具体的には、先ず、移動平均算出部１２０は、０〜１００［ｍｓ］、１００〜２００［ｍｓ］、２００〜３００［ｍｓ］、３００〜４００［ｍｓ］、および４００〜５００［ｍｓ］の５回分の消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する（第１の移動平均）。そして、負荷状態判定部１３０は、第１の移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。ここで、制限期間である５００〜６００［ｍｓ］では、制御部１４０は、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を設定した上で、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。
【００４９】
次に、１００［ｍｓ］ずらして、移動平均算出部１２０は、１００〜２００［ｍｓ］、２００〜３００［ｍｓ］、３００〜４００［ｍｓ］、４００〜５００［ｍｓ］、および５００〜６００［ｍｓ］の５回分の消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する（第２の移動平均）。そして、負荷状態判定部１３０は、第２の移動平均に基づいて、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態を判定する。ここで、制限期間である６００〜７００［ｍｓ］では、制御部１４０は、負荷状態判定部１３０によって判定された負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を設定した上で、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。
【００５０】
同様に、第３の移動平均および第４の移動平均が算出されて、ＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限が設定された上で、ＣＰＵ２００に電源電力が供給される。
【００５１】
ここまでは、ＣＰＵ２００に供給される電源電力が制限された状態において、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出し、当該算出された移動平均に基づいて、さらに、繰り返して、ＣＰＵ２００に供給される電源電力が制限されている。
【００５２】
第５の移動平均に関して、移動平均算出部１２０は、４００〜５００［ｍｓ］、５００〜６００［ｍｓ］、６００〜７００［ｍｓ］、７００〜８００［ｍｓ］、および８００〜９００［ｍｓ］の５回分の消費電力に基づいて、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する。しかし、制限解除期間である９００〜１０００［ｍｓ］では、制御部１４０は、設定されていたＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を解除した上で、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。換言すれば、制限解除期間である９００〜１０００［ｍｓ］では、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、ＣＰＵ２００が必要とする電源電力を供給する。
【００５３】
さらに、第６の移動平均に関して、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、ＣＰＵ２００が必要とする電源電力が供給された状態において、移動平均算出部１２０は、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均を算出する。したがって、当該移動平均は、ＣＰＵ２００が駆動する本来の負荷状態を反映している。
【００５４】
その結果、一旦、低負荷に対応する上限を設定されていた場合であっても、制限解除期間では、当該設定された上限を解除して、ＣＰＵ２００が駆動するために、本来、必要とする電源電力を供給するようにするため、ＣＰＵ２００が駆動する本来の負荷状態を反映して、ＣＰＵ２００に電力を供給することができる。
【００５５】
電源電力供給ステップＳ３７０において、制御部１４０は、上述したようにＣＰＵ２００に供給する電源電力の上限を設定するか解除するかを制御した上で、ＣＰＵ２００に電源電力を供給する。
【００５６】
図７は、ＣＰＵ２００の消費電力および移動平均と、図６に示したように制限解除期間を設けた場合における、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力とを示す図である。図７（ｂ）において、一旦、低負荷に対応する上限を設定して、ＣＰＵ２００に供給する電源電力を制限した場合であっても、上述したように制限解除期間を設けることによって、それ以降、ＣＰＵ２００が駆動する本来の負荷状態を反映させることができている。より具体的には、図５（ｂ）と図７（ｂ）とを比較して見ると、図５（ｂ）では、負荷帯の区分が、一旦、低負荷になった場合、その後、負荷帯の区分は低負荷が維持されてしまうが、図７（ｂ）では、負荷帯の区分が、一旦、低負荷になった場合であっても、その後、本来のＣＰＵ２００の消費電力に応じて、負荷帯の区分は中負荷および高負荷に遷移している。
【００５７】
また、図６に示したように制限解除期間を設けた場合における、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に対応する上限を設定した後のＣＰＵ２００の消費電力は、早期に、本来のＣＰＵ２００の消費電力に追従することができる。
【００５８】
図８は、ＣＰＵ２００の消費電力と、制限解除期間を設けない場合および制限解除期間を設けた場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力との関係を示す図である。図８（ａ）では、ＣＰＵ２００の消費電力の移動平均と、制限解除期間を設けない場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力との関係を示している。図８（ｂ）では、ＣＰＵ２００の消費電力および当該消費電力の移動平均と、制限解除期間を設けた場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力との関係を示している。
【００５９】
例えば、負荷区分が中負荷から低負荷に遷移する場合、制限解除期間を設けない場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力は、図８（ａ）に示すように、緩やかに変動して、負荷区分が中負荷から低負荷に遷移している。一方、負荷区分が中負荷から低負荷に遷移する場合、制限解除期間を設けた場合における制限後のＣＰＵ２００の消費電力は、図８（ｂ）に示すように、即座に変動して、負荷区分が中負荷から低負荷に遷移している。制限解除期間を設けて、本来、ＣＰＵ２００が必要とする電源電力を供給することによって、ＣＰＵ２００が駆動する本来の負荷状態を反映しているため、早期に、本来のＣＰＵ２００の消費電力に追従することができる。
【００６０】
以上のように、本発明の一実施形態に係る電力制御装置１００および電力制御方法３００によれば、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に応じて、本来、ＣＰＵ２００が駆動するために必要とする最適な動作制御をすることができ、当該ＣＰＵ２００の駆動に応じた省電力制御を実現することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、制御部１４０は、ＣＰＵ２００に供給する電源電力を制御することによって、ＣＰＵ２００の動作を制限して電子機器の省電力制御を実現していたが、ＣＰＵ２００の動作を制御する手段は、これに限定されるものではない。
【００６２】
例えば、制御部１４０が、ＣＰＵ２００に対して、ＣＰＵ２００が駆動する電力を制限するように制御しても構わない。具体的には、制御部１４０は、制限期間では、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００に対して、ＣＰＵ２００が駆動する電力の上限を設定させた上で、ＣＰＵ２００の動作を制御する。一方、制御部１４０は、制限解除期間では、ＣＰＵ２００に対して当該設定された上限を解除させた上で、ＣＰＵ２００の動作を制御する。その結果、ＣＰＵ２００は、自身が消費する電力を抑制しつつ、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に応じて、本来、ＣＰＵ２００が駆動するために必要とする最適な動作制御をすることができ、当該ＣＰＵ２００の駆動に応じた省電力制御を実現することができる。
【００６３】
また、制御部１４０が、ＣＰＵ２００が駆動する周波数を制限するように、ＣＰＵの動作を制御しても構わない。具体的には、制御部１４０は、制限期間では、ＣＰＵ２００が駆動している負荷状態に対応して、ＣＰＵ２００が駆動する周波数（クロック）の上限を設定した上で、ＣＰＵ２００の動作を制御する。一方、制御部１４０は、制限解除期間では、ＣＰＵ２００に対して当該設定された上限を解除した上で、ＣＰＵ２００の動作を制御する。その結果、ＣＰＵ２００が消費する電力を抑制しつつ、ＣＰＵ２００が駆動する負荷状態に応じて、本来、ＣＰＵ２００が駆動するために必要とする最適な動作制御をすることができ、当該ＣＰＵ２００の駆動に応じた省電力制御を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、電子機器の消費電力を制御する電力制御装置等に利用可能であって、特に、省電力消費が要求される携帯型パソコン、携帯情報端末および携帯電話機等に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１０ コンピュータ装置
１１ ＥＣ／ＫＢＣ電源制御マイコン
１２ ＰＣＨ
１３ ＬＣＤ輝度制御
１４ ポインティングデバイス制御
１５ バッテリ
１６ ファン
１００ 電力制御装置
１１０ 消費電力取得部
１２０ 移動平均算出部
１３０ 負荷状態判定部
１４０ 制御部
２００ ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器の消費電力を制御する電力制御装置であって、
前記電子機器の消費電力を取得する消費電力取得部と、
前記消費電力取得部によって取得された消費電力に基づいて、前記電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出部と、
前記移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、前記電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定部と、
前記電子機器を、前記負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限モードで動作させるか、当該上限を設定しない制限解除モードで動作させるかを制御する制御部とを備える、電力制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限期間であるか、当該上限を設定しない制限解除期間であるかを示すタイミング信号に基づいて、前記制限モードか制限解除モードかを選択することを特徴とする、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記負荷状態判定部は、前記移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、前記電子機器の消費電力に対応して予め設定されている負荷帯を判定することを特徴とする、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記制限モードでは、前記負荷帯に対応して、前記電子機器に供給される電源電力の上限を設定することを特徴とする、請求項３に記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記制限モードでは、前記負荷帯に対応して、前記電子機器のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に電力の上限を設定することを特徴とする、請求項３に記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記制限モードでは、前記負荷帯に対応して、前記電子機器のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の周波数の上限を設定することを特徴とする、請求項３に記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記負荷帯は、複数の負荷帯に区分されることを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載の電力制御装置。
【請求項８】
前記電子機器は、携帯型パソコン、携帯情報端末および携帯電話機のいずれかであることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電力制御装置。
【請求項９】
電子機器の消費電力を制御する電力制御装置が実行する電力制御方法であって、
前記電子機器の消費電力を取得する消費電力取得ステップと、
前記消費電力取得ステップで取得された消費電力に基づいて、前記電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出ステップと、
前記移動平均算出ステップで算出された移動平均に基づいて、前記電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定ステップと、
前記電子機器について、前記負荷状態判定ステップで判定された負荷状態に対応する上限を設定して動作させる制限期間であるか、当該上限を設定しないで動作させる制限解除期間であるかを判定する制限期間判定ステップと、
前記制限期間判定ステップで制限期間であると判定された場合、前記負荷状態判定ステップで判定された負荷状態に対応する上限を設定し、前記制限期間判定ステップで制限解除期間であると判定された場合、当該上限を設定しないで、前記電子機器を動作させるように制御する電子機器制御ステップとを含む、電力制御方法。
【請求項１】
電子機器の消費電力を制御する電力制御装置であって、
前記電子機器の消費電力を取得する消費電力取得部と、
前記消費電力取得部によって取得された消費電力に基づいて、前記電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出部と、
前記移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、前記電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定部と、
前記電子機器を、前記負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限モードで動作させるか、当該上限を設定しない制限解除モードで動作させるかを制御する制御部とを備える、電力制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記負荷状態判定部によって判定された負荷状態に対応する上限を設定する制限期間であるか、当該上限を設定しない制限解除期間であるかを示すタイミング信号に基づいて、前記制限モードか制限解除モードかを選択することを特徴とする、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項３】
前記負荷状態判定部は、前記移動平均算出部によって算出された移動平均に基づいて、前記電子機器の消費電力に対応して予め設定されている負荷帯を判定することを特徴とする、請求項１に記載の電力制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記制限モードでは、前記負荷帯に対応して、前記電子機器に供給される電源電力の上限を設定することを特徴とする、請求項３に記載の電力制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記制限モードでは、前記負荷帯に対応して、前記電子機器のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に電力の上限を設定することを特徴とする、請求項３に記載の電力制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記制限モードでは、前記負荷帯に対応して、前記電子機器のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の周波数の上限を設定することを特徴とする、請求項３に記載の電力制御装置。
【請求項７】
前記負荷帯は、複数の負荷帯に区分されることを特徴とする、請求項３〜６のいずれかに記載の電力制御装置。
【請求項８】
前記電子機器は、携帯型パソコン、携帯情報端末および携帯電話機のいずれかであることを特徴とする、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の電力制御装置。
【請求項９】
電子機器の消費電力を制御する電力制御装置が実行する電力制御方法であって、
前記電子機器の消費電力を取得する消費電力取得ステップと、
前記消費電力取得ステップで取得された消費電力に基づいて、前記電子機器の消費電力の移動平均を算出する移動平均算出ステップと、
前記移動平均算出ステップで算出された移動平均に基づいて、前記電子機器が駆動する負荷状態を判定する負荷状態判定ステップと、
前記電子機器について、前記負荷状態判定ステップで判定された負荷状態に対応する上限を設定して動作させる制限期間であるか、当該上限を設定しないで動作させる制限解除期間であるかを判定する制限期間判定ステップと、
前記制限期間判定ステップで制限期間であると判定された場合、前記負荷状態判定ステップで判定された負荷状態に対応する上限を設定し、前記制限期間判定ステップで制限解除期間であると判定された場合、当該上限を設定しないで、前記電子機器を動作させるように制御する電子機器制御ステップとを含む、電力制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１６８６５６（Ｐ２０１２−１６８６５６Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７８６６（Ｐ２０１１−２７８６６）
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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