JP2009129341A

JP2009129341A - メモリ制御装置

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Publication number: JP2009129341A
Application number: JP2007306042A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Ikegawa; 嘉治池川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】二次電池のバックアップ状態を容易に判断するメモリ制御装置を提供する。
【解決手段】メモリ制御装置は、コンピュータシステムのメイン電源の供給停止時に、システムの動作に必要なデータを保持するためのメモリ手段と、メイン電源の供給停止時にメモリ手段にバックアップ用電圧を供給するバックアップ電源と、バックアップ電源の電圧値が正常値であるか否かを判定する判定手段と、判定結果が異常の場合にはメモリ手段に保持されたデータを初期状態にするメモリ制御手段とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、メモリ制御装置に関する。

リチウム電池やニッケル水素電池などの二次電池は、システムや装置などの本体に供給される主電源（主な電源供給源としては商用電源（ＡＣ電源）等が挙げられる）が切断した時に、バックアップ用電源として用いられる。ファクシミリ装置やＭＦＰ（ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ／ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎＰｒｉｎｔｅｒ）等では主な用途としてメインメモリをバックアップし、紙無しやトナー無し等の印刷装置が印刷出来ない状態になった場合にファクシミリ受信画像を一時的に保持する為に用いられている（例えば、特許文献１参照。）。

これら二次電池は、電池の充電容量がなくなってもなお電流を引き続ける「過放電状態」に陥ると、その性能は著しく劣化する事が知られている。この過放電を防止し、二次電池を保護する回路が従来から実施されている。具体的には、二次電池と負荷との間に回路を開閉するスイッチング素子を設け、二次電池の容量が無くなり電圧が所定の電圧以下に低下したことを検知してスイッチング素子を遮断する様に制御を行う。

また、二次電池で揮発性のメモリのバックアップを行う場合、システム起動時にメモリがバックアップ状態か否かを検知する必要がある。バックアップが解除されたと判断した場合、揮発性メモリの内容が消去されたと判断して制御を行う必要があるためである。
特開平１１−３５５４８５号公報

システム起動時に二次電池でバックアップ中か否かを判断する為には、揮発性のメモリデータをチェックする方法と電池電圧を監視する方法がある。メモリデータをチェックする方法は、電池電圧の監視回路が不要な為低コストで実現できる反面、起動時のメモリチェックに時間がかかる問題がある。

電池電圧の監視する場合の問題点として、ニッケル水素電池等の二次電池ではスイッチング素子を遮断して負荷を切り離すと電池電圧が上昇する特性がある。その為、電池電圧を監視してバックアップ状態か否かを判断することが困難となる。

本発明に係る過放電制御装置は、前述した従来技術の問題点を鑑みて成されたもので、二次電池のバックアップ状態を容易に判断することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のメモリ制御装置は、コンピュータシステムのメイン電源の供給停止時に、システムの動作に必要なデータを保持するためのメモリ手段と、前記メイン電源の供給停止時に、前記メモリ手段にバックアップ用電圧を供給するバックアップ電源と、前記バックアップ電源から発生するバックアップ用電圧を検出し、前記バックアップ電源の電圧値が正常値であるか否かを判定する判定手段と、前記メイン電源の供給時に、前記判定手段の判定結果が異常の場合には、前記メモリ手段に保持された前記データを初期状態にするメモリ制御手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、二次電池のバックアップ状態を容易に判断することができる。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜第１実施形態＞
本発明の実施例に於ける、システム構成図を図２に示す。本実施例では、システム内の揮発性メモリのバックアップ電源として二次電池を用いた場合の、好適な実施例を示す。本実施例で示すシステムの具体的な例としては、ファクシミリ装置やＭＦＰ（ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎＰｅｒｉｐｈｅｒａｌ／ＭｕｌｔｉＦｕｎｃｔｉｏｎＰｒｉｎｔｅｒ）やデジタル複合機などが挙げられる。前記システムの具体例のうち、特に、不揮発性記憶装置（ハードディスクドライブや半導体ディスクドライブなど）を装備していない、ファクシミリ装置やＭＦＰ，デジタル複合機などが挙げられる。図３を用いてシステム構成を説明する。

３０２はＣＰＵで、システム全体を制御するコントローラとして機能する。３０１は揮発性のＲＡＭで、ＣＰＵ３０２が動作するためのシステムワークメモリであり、画像データを一時記憶するための画像メモリとしても使用される。本実施例に於いては、電源バックアップ対象となる。電源構成図については、後述する。

３０３はＲＯＭで、ブートＲＯＭとして機能し、システムのブートプログラムが格納されている。３０４は操作部Ｉ／Ｆで、操作部（ＵＩ）３０５とのインターフェースとして機能し、操作部３０５に表示する画像データを操作部３０５に対して出力する。また、操作部３０５から本システム使用者が入力した情報を、ＣＰＵ３０２に伝える役割をする。

３０６はネットワークインターフェース（ＬＡＮＩ／Ｆ）で、ＬＡＮ３０７に接続し、情報の入出力を行う。３０８はモデム（ＭＯＤＥＭ）で、公衆回線３０９に接続し、情報の入出力を行う。以上のデバイスがシステムバス３１１上に配置され、システムバス３１１を介して情報をやり取りする。

３１０はイメージバスインターフェース（ＩｍａｇｅＢｕｓＩ／Ｆ）で、システムバス３１１と画像データを高速で転送する画像バス３１２を接続し、データ構造を変換するバスブリッジである。

３１２は画像バスで、ＰＣＩバスなどの高速バスで構成される。なお、画像バス３１２上には後述するデバイスが配置される。

３１３はデバイスＩ／Ｆ部で、画像入出力デバイスであるスキャナ３１５やプリンタ３１６と画像バス３１２を接続し、画像データの同期系／非同期系の変換を行う。３１４は画像処理部で、入力画像データに対し補正、加工、編集を行い、プリント出力画像データに対して、プリンタの補正、解像度変換等を行う。

＜負荷（揮発性メモリ（ＤＲＡＭ））バックアップ構成の説明＞
次に図１を用いて、本発明の二次電池過放電制御回路の実施例に係る回路構成を説明する。

図中の太い矢印（実線の矢印）は電源供給経路を示しており、細い矢印（破線の矢印）は制御信号経路を示している。それぞれの構成と機能について下記に説明する。

１０１は二次電池で、充電・放電サイクルが可能な電池である。二次電池はスイッチング素子（ＳＷ；スイッチ）１０２を介して定電圧発生手段１０４へ供給される。

定電圧発生手段１０４は、二次電池１０１供給される低電圧の電力を、負荷（ＲＡＭ３０１）の電源電圧に合わせて電圧変換する機能を持つ。スイッチング素子１０２には、例えばＦＥＴやトランジスタ、リレーなどのスイッチング素子を用いるのが一般的である。

また、スイッチング素子１０２は、ＳＷＯＮ／ＯＦＦ信号１１２によって回路の開閉が行われ、ＳＷＯＮ／ＯＦＦ信号は電池電圧検知手段１０３より出力される。該電池電圧検知手段１０３は、揮発性メモリ（ＲＡＭ）３０１に供給されるメモリ電源１１５によって駆動する。

前記電池電圧検知手段１０３は、二次電池の電圧１１１と、前記メモリ電源１１５から前記電池電圧検知手段内にて生成される基準電圧７０６とを比較し、比較結果によって、前記ＳＷＯＮ／ＯＦＦ信号を切り替えている。当該電池電圧検知手段については、後に詳細を述べる。

前記定電圧発生手段１０４によって生成されるメモリ電源１１５は、セルフリフレッシュモードに移行したＲＡＭ３０１の電源を供給する。また、該定電圧発生手段１０４は、本体電源１０６がシャットダウンした時に駆動し始めるような構成になっている。その詳細については、後述する。

本体電源（メイン電源）１０６は、本実施例で説明しているシステム（装置）に供給されている電源で商用電源からシステム用電源１１８を作成する。

本体電源監視回路１０８はシステム電源１１８を監視し、本体電源１０６の入力が切断されシステム電源１１８の電圧低下を検出した場合、電源ＯＮ／ＯＦＦ信号１１３の状態を変化させる。また、ＣＰＵ３０２に対してローパワー信号１１９を出力する。ローパワー信号１１９は、システム電源１１８が切れることをＣＰＵ３０２に知らせる為の信号で、ローパワー信号１１９の変化をＣＰＵ３０２が検知すると、ＣＰＵ３０２はＲＡＭ３０１に対してセルフリフレッシュモードなど、通常動作時より低電力で記憶内容を保持するモードに移行するよう命令を発行する。RAM３０１のモードを行う為に、ローパワー信号１１９は電源ＯＮ／ＯＦＦ信号１１３よりも若干（数μｓ程度）早く変化する。メモリ電源回路１０７は、システム電源１１８からRAM３０１の電源を作成する回路で、システム電源１１８が所定の電圧以上の場合にメモリ電源１１５の生成を担っている。

ここで、先ほど述べた定電圧発生手段１０４の駆動について説明する。通常、システムが使用されている時は本体電源１０６からメモリ電源回路１０７に電源が供給され、メモリ電源回路１０７からメモリ電源１１５がRAM３０１に供給される。この時、本体電源１０６は、通常使用時の電源電圧を出力しているので、本体電源監視回路１０８で通常使用時の電圧を検知し、電源ＯＮ／ＯＦＦ信号１１３は、定電圧発生手段１０４をＯＦＦにする（動作させない）信号を出力する。

一方、本体電源１０６への電力供給が何らかの理由で断たれた時（供給停止時）、本体電源１０６からの出力電圧が低下する。この時、本体電源１０６の電圧低下を本体電源監視回路１０８が検知し、メモリ電源回路１０７の出力が切れ、電源ＯＮ／ＯＦＦ信号１１３にて、定電圧発生手段１０４をＯＮにする（動作させる）信号を出力する。

これによって、停電などで本体電源１０６への電力が切断した場合でも、RAM３０１への電源供給を切る事なく、二次電池１０１からのバックアップ電源に切り替えることができる。

また、本体電源１０６が電力を受けている間、定電圧発生手段１０４の動作を停止させる事で、二次電池１０１の放電経路を切断すると共に、ダイオード１１４を通じて本体電源１０６から二次電池１０１に対して充電を行う。ダイオード１１４は、本体電源１０６が電力を受けていない時、二次電池１０１からの放電電流を、本体電源１０６側へ流さないようにする為のものである。

RAM電圧監視１１６は、バックアップ状態か否かを検地する回路で、フリップフロップ回路で構成される。本実施例の一例を図６に示す。RAM電圧監視１１６はシステム電源１１８で動作し、本体電源監視回路１０８がシステム電源の復帰を検出した時点のメモリ電源１１５の状態を保持し、バックアップ信号１１７をCPU３０２に出力する。

＜二次電池過放電制御回路の構成説明＞
図１を用いて、二次電池か放電制御回路の構成と、その動作について説明する。ここでは、本体電源１０６への電力供給が切れ、二次電池１０１からRAM３０１への供給が行われている場合について、更に詳細に説明する。

二次電池１０１の充電が十分なされている場合、二次電池１０１からスイッチング素子１０２を通して定電圧発生手段１０４へ電力が供給される。本実施例では、二次電池の種類としてニッケル水素二次電池を想定すると、ニッケル水素二次電池の放電時の電圧は約１．２〜１．５Ｖである。定電圧発生手段１０４は、この電圧を、RAM３０１の電源電圧（ＤＤＲＳＤＲＡＭのセルフリフレッシュモードでは約２.５Ｖ）に合わせて昇圧する。

一方、昇圧されたメモリ電源１１５を電力として、電池電圧検知手段１０３にて、二次電池１０１の出力電圧を監視する。ここで、電池電圧検知手段１０３の詳細について図５を用いて説明する。

電池電圧検知手段１０３は、基準電圧７０６を生成するレギュレータ７０５と、二次電池１０１の出力電圧とを比較するコンパレータ７０４とから成る。当該コンパレータによって電池電圧を検知し、SW ON/OFF信号１１２をＨｉｇｈ／Ｌｏｗ信号で出力する。前記レギュレータとコンパレータの電源は、メモリ電源１１５から供給される。

二次電池１０１からの電源供給が続くと、二次電池１０１の電流容量低下に伴って、電池電圧１１１（バックアップ用電圧の電圧値）が低下する。該電圧低下を電池電圧検知手段１０３にて検出し、電池電圧信号１１１が一定電圧未満になるとＳＷＯＮ／ＯＦＦ信号１１２のＨｉｇｈ／Ｌｏｗ状態が切り替わり、スイッチング素子１０２を切断する。スイッチング素子１０２の回路が開状態になると、定電圧発生手段１０４への電力供給が断たれるので、メモリ電源１１５は切断される。

更に、二次電池１０１から電力供給が断たれると、電池電圧検知手段１０３への電源供給も切断され、電池電圧検知手段１０３からの出力信号ＳＷＯＮ／ＯＦＦ信号１１２はＬｏｗになる。したがって、スイッチング素子１０２はＳＷＯＮ／ＯＦＦ信号１１２がＨｉｇｈの時に導通状態になり、Ｌｏｗの時に切断状態になるスイッチング素子を用いるのが好ましい。

前記のように、二次電池１０１はスイッチング素子１０２にて負荷との接続が切れるので、放電し続ける状態、過放電状態（異常状態）、に陥る事を防ぐ事ができる。二次電池１０１は、特に例に挙げたニッケル水素二次電池では、過放電状態で放置されると、電流容量が著しく劣化する特性をもっている。したがって、ある程度電池の充電が切れた状態になったなら、負荷から切り離して無負荷状態をつくる必要があるので、本構成は二次電池１０１にとって、好適な構成といえる。

また、ニッケル水素二次電池は放電時の出力電圧が１．２〜１．４Ｖ程度と低く、通常ＩＣ等の電源としては使用できないので、本発明の構成のように定電圧発生手段が必要となるのは言うまでもない。

＜電源投入フローの説明＞
図３及び図４を用いて、電源投入フローを説明する。

装置の電源が投入された場合、Ｓ４０１で本体電源１０６はＯＮ状態となる。

Ｓ４０２で、システム電源１１８が所定の電圧を上回ると本体電源監視回路１０８から出力されるＳＷＯＮ／ＯＦＦ信号１１３がＯＦＦとなる。

Ｓ４０３で、ＳＷＯＮ／ＯＦＦ信号１１３がＯＦＦとなると定電圧発生手段１０４はＯＦＦ状態、メモリ電源回路１０７はＯＮ状態となり、ＲＡＭ電圧監視１１６はメモリ電源１１５の状態をラッチし、保持する。ＳＷＯＮ／ＯＦＦ信号１１３がＯＦＦになった時点でＲＡＭ３０１がバックアップ状態であれば、バックアップ信号１１７はＨｉｇｈに、非バックアップ状態であればバックアップ信号１１７はＬｏｗとなる。

＜電源切断フローの説明＞
装置の電源切断、停電などにより本体電源１０６が切断した場合のフローを説明する。

Ｓ４０５で本体電源１０６が切断した場合、Ｓ４０６で本体電源監視回路１０８よりリセット信号が出力される。

Ｓ４０７で、定電圧発生手段１０４が起動し、メモリ電源回路１０７が停止する。

このとき、Ｓ４０４にて電池電圧が一定値以上（正常値）ならば、スイッチング素子１０２はＯＮ状態なるので、定電圧発生手段１０４へ二次電池１０１からの電力が供給され、メモリ電源１１５が供給される（Ｓ４０８〜Ｓ４１０）。

一方、Ｓ４０８にて二次電池１０１の電圧が一定値未満と判定された場合、その判定結果により二次電池１０１の充電容量を使い果たし「空」の状態になったと判断して、スイッチング素子１０２を切断する。この判定は、本体電源１０６が正常供給されている時（供給時）、或いは、本体電源１０６が切断し、二次電池から電源供給している時に、随時行われる。スイッチング素子１０２が切断されると、二次電池１０１から定電圧発生手段１０４への電力供給が断たれるので、ＲＡＭ３０１への電源供給がストップする（メモリ電源１１５＝０Ｖ状態）。

スイッチング素子１０２が切断状態になった時点で、ＲＡＭ３０１のバックアップは終了となる（初期状態に戻る）。

本発明の実施例に於ける、本発明の構成図である。本発明の実施例に於いて、本発明を実施するシステムのシステム構成を説明する図である。本発明の実施例に於ける、電源投入フローを説明する図である。本発明の実施例に於ける、電源切断フローを説明する図である。本発明の実施例に於ける、二次電池の電圧監視回路を説明する図である。本発明の実施例に置ける、RAM電圧監視回路の一例を示す図である。

Claims

メモリ制御装置であって、メイン電源の供給停止時に、メモリ制御装置の動作に必要なデータを保持するためのメモリ手段と、
前記メイン電源の供給停止時に、前記メモリ手段にバックアップ用電圧を供給するバックアップ電源と、
前記バックアップ電源から発生するバックアップ用電圧を検出し、前記バックアップ電源の電圧値が正常値であるか否かを判定する判定手段と、
前記メイン電源の供給時に、前記判定手段の判定結果が異常の場合には、前記メモリ手段に保持された前記データを初期状態にするメモリ制御手段とを具備したことを特徴とするメモリ制御装置。