JP3070527B2 - 無線携帯端末 - Google Patents
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-
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Description
送受信機能と複数の種類の電源モードを有し、CPUが
電源制御を行う無線携帯端末に関する。
御するために、CPUに自らの電源制御を行うための機
能を持ったものがあった。
ULL”,“SLOW”,“SUSPEND”などのよ
うに3つあるとしたら、“FULL”状態からはCPU
のレジスタの設定により“SLOW”および“SUSP
END”状態に随意に変更することができるが、“SL
OW”状態からはレジスタで状態の遷移ができるのは
“SUSPEND”状態だけであるとか、“FULL”
状態に遷移するためには何らかの割り込みが入らないと
“FULL”状態に遷移できない。また、“SUSPE
ND”状態から動作状態に移行するときは“FULL”
状態にしか遷移できないといった状況にあった。
は、CPUの動作ノイズが無線の送受の信号に対し悪影
響を与えるため、このノイズを減少させるために、無線
の送受時にはできるだけCPUの動作クロックの周波数
を落すなどの処理が必要になる。
は無線を使用するような状況において、“SUSPEN
D”状態から動作状態に移行させるためには“FUL
L”状態に移行するしかないため、このノイズの影響を
大きく受けることになる。
ムホンとインターフェースをもったハンディターミナル
のモデム着信による電源制御を行う「携帯用小型端末装
置の自動着信方式」(特開平2−209069、富士通
株式会社、矢野秀明・鎌田達也)では、メインCPUと
サブCPUという2つのCPUによる構成で電源制御を
行い、サブCPUの電源制御によりメインCPUは電源
のオン/オフを制御され、一方サブCPUはモデムのC
I(Carrier Indicator)信号をハード的に検出し、スリ
ープ状態からオン状態に復帰するというような制御を行
うというようにCPUは電源オンの状態と電源オフの2
状態しか存在していない。
6−150076、凸版印刷株式会社、高橋正志)のよ
うにホストがICカードに発行するコマンドをICカー
ドが判断して、ICカード内のCPUにより自分に対し
てコマンドを発行してそれぞれの電源モードに移行させ
る方法がある。
例の「携帯用ICカード利用端末」にあるような、CP
Uが自らソフトウェアのコマンドを発行して各電源モー
ドに移行する場合に、CPUがコマンドを発行して各電
源モードに移行するという方法を使うと、CPUが何本
か割り込みをもっている場合は割り込みの種類をCPU
が判断して各電源モードのコマンドを発行してそれぞれ
の電源モードに移行するといったような手段が必要にな
るため、一度は“Full”動作状態に移行してから省
電力モードに移行するなどの段階を踏まなければならな
いということである。この電源遷移状態を模式的に表し
たものを図8に示す。一度“Full”動作状態に移行
してしまうと、無線を含んだ装置ではCPUから発せら
れるノイズにより電波状態が悪くなり無線通信ができな
くなるという問題が生じるからである。CPUから発せ
られるノイズは無線ユニットから遠ざければ距離の2乗
に比例して小さくなるため、無線ユニットとCPUの距
離を離せばよいが、携帯端末のように筺体の小さい装置
ではその距離を離すことができないことが多いため基本
的にこの問題が発生する。
自動着信方式」のようにCPUが電源オンと電源オフの
2種類しか電源モードをもっていないということであ
る。その理由は、電源オンとオフという状態だけでは、
外部による要因でメインCPUが動作状態となるのは
“FULL”動作しかなく、無線携帯端末のように無線
に対するCPU動作時における影響を小さくするために
CPUの速度を制御するといったようなことはできない
ため、CPUを動作させながら無線データを扱うことが
困難になるからである。
源モードに随意に移行することができる無線携帯端末を
提供することにある。
は、次に遷移すべき電源モードを示す電源モード変更信
号と、該電源モード変更信号が示す電源モードを確定さ
せるための電源モード確定信号を外部から入力するため
の端子を有する。
動作状態に復帰するときの状態遷移を外部の入力信号に
より決めることができ、外部周辺回路が要求する任意の
電源状態に遷移させることができるようになる。こうす
ると、例えばCPU停止状態である“SUSPEND”
モードから外部周辺回路である無線通信回路からの要求
により比較的ノイズの少ない“SLOW”モードや“D
OZE”モードなどでCPUを動作状態にさせることが
でき、無線通信回路に対するCPUのノイズを極力抑え
ることができる。
データ入力を起動要因として“SUSPEND”状態か
ら動作状態に移行させるような場合でも、次に遷移する
状態を外部端子により設定することで“FULL”状態
以外に“SLOW”状態に移行させることもできるよう
になる。
路を含んだ電源制御を行わせるときに、外部から直接C
PUの電源を行うことができることを意味する。
て図面を参照して説明する。
の構成図である。
を構成するとき必要な基本構成要素である外部周辺回路
の一部を内部回路に持つCPU101と、CPU101
の持っていない周辺回路の制御機能を持つ周辺回路制御
ユニット102と、携帯電話などの電波を飛ばす無線モ
ジュール103と、これらの動作を管理する無線制御ユ
ニット104と、モデムユニット105と、CPU10
1のプログラムや一時データ、表示データを格納するメ
モリ106と、ディスプレイ107と、シリアル接続部
108で構成されている。
御ユニット202とPLL203とメモリインタフェー
ス204とディスプレイインタフェース205とシリア
ルインタフェース206と割り込みインタフェース20
7と外部バスインタフェース208で構成されている。
PLL(Phase Locked Loop)203はCPU101内
部でシステムクロックを作り出すためのものである。電
源制御部ユニット202はCPU101内の各ブロック
の電源を制御する。
としての処理を行うためのCPUであり、メインのプロ
グラムを実行する。このCPU101は無線制御ユニッ
ト104と無線モジュール103から構成される無線ユ
ニットおよび外部周辺回路の電源を含まない部分の制御
を行う。例えば無線ユニットであれば、無線ユニットが
受信した通信データなどである。
のPLL203により作り出し、電源遷移の種類として
“FULL”,“SLOW”,“DOZE”,“SUS
PEND”の4種類を持っているとする。また、“FU
LL”以外の電源モードをパワーダウンモードと呼ぶこ
とにする。
ドにおける状態の定義を説明する。“FULL”はCP
U101のシステムクロックが最高スピードで動作する
状態である。この状態がCPU101の消費電力、およ
び出力するノイズが一番大きい状態である。“SLO
W”はCPU101の動作の機能としては“FULL”
モードと同じであるが、プログラムを実行するためのシ
ステムクロックが“FULL”モードと比較し低周波数
で動作する状態である。この状態は2番目に消費電力、
および出力するノイズが大きい状態である。DOZEは
CPU101の動作の機能が“FULL”モードや“S
LOW”モードと比較し少なくなるモードで、一部の機
能を停止させた状態である。例えば、このモードのとき
は外部表示を停止している状態である。CPU101の
システムクロックについては“SLOW”に比較し、さ
らに低い周波数で動作しているモードである。“SUS
PEND”は動作的には、いわゆる電源オフに近い状態
であり、CPU101およびCPU101内部の周辺回
路を動作させるためのPLL203も全て停止した状態
である。電源オフと異なる点は内部レジスタの状態を保
持したままリセットを実行せずに外部入力信号により動
作状態に復帰できることである。このモードは消費電力
的にも一番低いモードであり、動作している回路がない
ため、CPU101のノイズは全くない状態である。
回路からの信号により図2に示すような電源モードの遷
移を行えるものとする。つまり“FULL”,“SLO
W”,“DOZE”,“SUSPEND”のどの電源モ
ードにても、外部入力により前記4つのどの電源モード
へでも移行できることを示す。さらに、CPU101は
内部レジスタの設定により、“SLOW”,“DOZ
E”,“SUSPEND”の各電源モードに移行できる
ようにしておき、外部回路による設定以外に割り込み信
号によってもパワーダウンモードから復帰できるように
する。しかし割り込みによる復帰のときは常に“FUL
L”モードに移行するものとする。
うに、CPU外部からの入力端子として電源モード変更
信号202aの入力端子と電源モード変更信号202a
の値を確定するための電源モード確定信号202bを入
力する端子を備えている。CPU101の電源モードは
図2に示す通り全部で4種類あるためこれを選択するの
に電源モード変更信号202aは2ビットが必要とな
る。電源モード確定信号202bは1ビットの信号であ
る。この電源モード確定信号202bは同時にCPUコ
ア201に対し割り込みを発生させる信号である。
02bの割り込みを検知し、ソフトウェアが次に行うべ
きことを判断したり、各電源モードにおける必要な処理
を行う。
ミングを示す図である。電源モード変更信号202a
は、電源モード確定信号202bの立ち上がりで確定す
る。電源モードの遷移は電源モード確定信号202bの
立ち上がりから確定し、この信号を起動要因としてCP
U101はそれぞれの電源モードに移行する。例えば、
電源モード変更の値による遷移条件を2ビットで次のよ
うに 00: SUSPEND 01: DOZE 10: SLOW 11: FULL とすると、電源モード変更信号202aが“01”とし
て電源モードを確定させると、次に遷移する状態は“D
OZE”モードになるという具合である。
01やモデムユニット105、無線制御ユニット104
の電源を制御する電源制御ユニット209と各周辺ブロ
ックとCPU101との間のインタフェ−スをとった
り、電源制御の状態などを示すレジスタをCPU101
が読むためのインタフェ−スユニット210により構成
されている。
行うユニットであり、アナログディジタル変換器(A/
D変換器)を備えたサブCPUで構成されている。A/
D変換器によりこれら全てのユニットを動かすための電
池などの外部電源を監視し、外部電源の状態により、例
えば外部電源の電圧値が低下したらCPU101に知ら
せ、外部周辺回路や無線ユニットの電源を落すシーケン
スに入れるようにするなど、様々な動作を行う。また、
周辺回路制御ユニット209はCPU101の持ってい
ない機能を補う役目もする。例えば、こういった端末で
あればキーボードやタッチパネルなどの入力機器を制御
するための機能などや、端末同士または他の機器と通信
するための追加のシリアルまたはパラレルの通信機能な
ど、CPU101の機能だけは足りない機能を受け持
つ。これらの機能をCPU101の機能の1つとして、
CPU101の内部回路に全て入っている場合は外部周
辺回路はいらなくなるが、そうでない場合、CPU10
1で賄えない機能を外部周辺回路で補う。
103は、無線を使用して本無線携帯端末同士で通信を
行ったり、他の機器と通信のプロトコルを一致させ通信
を行ったりするブロックである。モデムユニット105
は無線のプロトコルがデータ通信に対応しているときは
必要ないが、通信プロトコルの違う端末同士でデータ通
信を行ったりするときに通信データを一度、音声データ
に変換して通信を行うときなどに使用する。モデムを使
用することで相手の端末がデータ通信をサポートしてい
ない場合でも擬似的にデータ通信を実現することができ
る。
ンを取り出したものである。
アル接続部108はCPU101に密接した周辺回路と
なるため電源の制御はCPU101が行う。メモリ10
6に関してはCPU101が動作している間は常に必要
となるのでCPU101の動作モードに合わせて連動さ
せる。ディスプレイ107に関してはバックグラウンド
で無線の通信を行っているときなどは点灯している必要
はないので消灯しておくなど、使用シーンに合わせてオ
ン/オフを決定する。シリアル接続部108についても
同様である。モデムユニット105についても上記同様
使用シーンに合わせてオン/オフを決定する。
ット104と無線モジュール103をひとまとめにした
ものである。無線ユニット109についてはCPU10
1をSUSPEND状態、つまり実質的に停止状態にし
た状態で動作していることもあり得る。例えば携帯電話
などの受信待ち受けのときがこれにあたる。この場合
は、無線ユニット109が他の無線携帯端末や通信手段
から呼び出しがかかり受信状態となったときに無線ユニ
ット109の電源制御情報信号を有効の状態にさせ、電
源制御ユニット104に知らせる。
09からの情報を受け取ったら、無線部からの呼び出し
によりCPU101を動作状態にさせるためのモードを
決定し、電源モード変更信号202aに値を書き込む。
一方、CPU101は電源モード変更信号202aの値
を読み取り、それぞれの値に対応した起動状態に移行す
る。
た値を電源制御ユニット209が設定し、モードにあっ
た状態でCPU101を動作状態にさせる。このこと
は、外部回路についても同様な制御ができることも合わ
せて示す。
aに“10”を書き込み、電源モード確定信号202b
をアサートさせると、現在“10”は“SLOW”モー
ドに定義しているので、CPU101は電源モードが確
定したら自らの電源モードを“SLOW”モードに移行
させる。このようにして“SUSPEND”モードから
“FULL”モードではなく“SLOW”モードで再開
することでCPU101のノイズを小さくしたまま、無
線ユニット109に与えるノイズによる悪影響を最小限
にしたまま無線データ通信を行う。
ズまたは消費電力を示し、横軸を時間軸としある時間ご
とに電源モードを変更させたときの様子を示している。
電池などの電源の問題から消費電力を急激に上昇させた
くないときは、図6のように“SUSPEND”状態か
ら“DOZE”モード、“SLOW”モード、“FUL
L”モードのように順番にあげていくことが可能にな
る。また、図6ではCPU101のレジスタにより順
次、ノイズや電力消費量の大きいモードに移行させてい
るが、もちろん電源モード変更信号202aおよび電源
モード確定信号202bをコントロールすることで外部
回路の要因でこの状態を作り出すことはできる。
給されていない状態である電源断301から電源を供給
した直後はパワーオンリセットによるリセットがかかっ
たままの状態になっている、これが初期リセット状態3
02である。リセットが解除されるとCPU101は動
作状態になり“Full”モード303に移行する。C
PU101のレジスタによる“SLOW”モード命令が
実行されるか電源モード変更信号203aにより“SL
OW”モードが要求されるとCPU101の電源モード
は“SLOW”モード304に移行する。同様に、CP
U101のレジスタによる“DOZE”モード命令が実
行されるか電源モード変更信号203aにより“DOZ
E”が要求されると、CPU101の電源モードは“D
OZE”モード305に、CPU101のレジスタによ
る“SUSPEND”モード命令が実行されるか電源モ
ード変更信号203aにより“SUSPEND”が要求
されるとCPU101の電源モードは“SUSPEN
D”モード304に移行する。それぞれのモードから次
のモードに移行するためには電源モード変更信号203
aによる場合はどのモードでも任意のモードに状態遷移
ができる。しかしCPU101の命令による場合は“F
ULL”モード303からはどのモードへでも移行でき
るが、“SUSPEND”モードからはCPU101が
停止しているため割り込み以外では他のモードに移行す
ることはできない。しかもこの場合は“FULL”モー
ド303にしか移行できない。同様に、“DOZE”モ
ード305でCPU101を停止させているときは、や
はり割り込み以外には動作状態に復帰することはできな
い。ただし、電源モード変更信号202aを使用すれば
どのモードにも移行できるようにする。
路の信号によりCPUの電源モードを随意に変更するこ
とができるようにすることで、無線を内蔵した携帯情報
端末を無線を動作させたまま“SUSPEND”の状態
から電源オンの状態にし、かつ無線に対しCPUの電磁
ノイズによる通信の破綻をさせないようにノイズの少な
い“SLOW”状態でCPUを動作状態にさせることが
でき、無線通信時にCPUの電磁ノイズを受けにくいシ
ステムを作ることができる。
ある。
力信号図である。
ラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 電波によるデータの送受信機能と複数の
種類の電源モードを有し、CPUが電源制御を行う無線
携帯端末において、 次に遷移すべき電源モードを示す電源モード変更信号
と、該電源モード変更信号が示す電源モードを確定させ
るための電源モード確定信号を外部から入力するための
端子を有することを特徴とする無線携帯端末。 - 【請求項2】 前記電源モードは、CPUが最高周波数
のシステムクロックで動作する“FULL”モード、C
PUが最高周波数より低いシステムクロックで動作する
“SLOW”モード、CPUが“FULL”モード、
“SLOW”モードよりもさらに低い周波数で動作し、
一部の機能を停止させた“DOZE”モード、電源オフ
に近い“SUSPEND”モードである、請求項1記載
の無線携帯端末。 - 【請求項3】 外部周辺回路は次に遷移させたい電源モ
ードを前記CPUに知らせる手段を有し、外部周辺回路
の電源遷移タイミング信号に合わせて電源モード確定信
号を有効の状態にさせる、請求項1記載の無線携帯端
末。 - 【請求項4】 外部回路からCPUの起動要求を受け
て、周辺回路の電源を制御する回路から電磁ノイズの少
ないモードでCPUの起動を行う請求項1記載の無線携
帯端末の電源制御方法。
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