(57)【要約】【課題】省電力モードである時間を延ばしつつ、電力状態の変更を低減させることによって、中継装置の消費電力を効果的に抑制する中継装置を提供することを目的とする。【解決手段】中継装置において、データバッファ部と、受信したデータを転送先に転送する処理を実行する転送処理部と、転送処理部がデータを転送するために利用する記憶領域と、記憶領域の電力状態を制御する電力状態制御部と、を有し、電力状態制御部は、記憶領域の電力状態が第１状態より消費電力が少ない第２状態である場合において、データバッファ部に一次的に格納されたデータの容量が閾値以下で第１所定時間経過するまで、記憶領域を第２状態に維持することを特徴とする中継装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信したデータを中継する中継装置において、
前記受信したデータを一時的に格納するデータバッファ部と、
前記受信したデータを転送先に転送する転送処理部と、
前記転送処理部がデータを転送するために利用する記憶領域と、
前記記憶領域の電力状態を制御する電力状態制御部と、を有し、
前記記憶領域の電力状態は、第１状態と前記第１状態より消費電力が少ない第２状態とを含み、
前記電力状態制御部は、
前記記憶領域の電力状態が前記第２状態である場合において、
前記データバッファ部に一次的に格納されたデータの容量が閾値以下で第１所定時間経過するまで、前記記憶領域を前記第２状態に維持し、
前記データバッファ部に一次的に格納されたデータの容量が閾値より大きくなった場合、又は前記データバッファ部に一次的に格納されたデータの容量が閾値以下で第１所定時間経過した場合、前記記憶領域を前記第２状態から前記第１状態に変更することを特徴とする中継装置。
【請求項２】
請求項１に記載の中継装置であって、
前記電力状態制御部は、
前記記憶領域の電力状態が前記第１状態である場合において、
前記データバッファ部に一次的に格納されたデータの容量が０のまま第２所定時間以上経過した場合、前記記憶領域を前記第１状態から前記第２状態に変更することを特徴とする中継装置。
【請求項３】
請求項２に記載の中継装置であって、
前記第２状態から前記第１状態への変更時の第１変更消費電力に前記第２状態から前記第１状態への変更にかかる時間を乗算した値を第１変更消費電力量とし、
前記第１状態から前記第２状態への変更時の第２変更消費電力に前記第１状態から前記第２状態への変更にかかる時間を乗算した値を第２変更消費電力量とすると、
前記第１変更消費電力量と前記第２変更消費電力量を加算した値を、前記第１状態時における消費電力から前記第２状態時における消費電力を減算した値で除算した値よりも前記第２所定時間を小さい値に設定することを特徴とする中継装置。
【請求項４】
請求項１に記載の中継装置であって、
前記記憶領域が前記第２状態である間は前記データバッファ部に一次的に格納されたデータの前記転送処理部への出力を禁止する遅延処理部を有することを特徴とする中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パケット又はフレーム等のデータを中継する中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
中継装置は、パケット又はフレーム等のデータを任意の宛先に送信するために、種々の回路やデバイス（例えば、ＲＡＭ(Random Access Memory)等の記憶領域）を有する。一部のデバイスは、通常運用モードと、通常運用モードより消費電力が少ない省電力モードとに電力状態を制御できる。そして、中継装置の通信量が少ない場合にデバイスを省電力モードにして消費電力を抑制する技術が知られている。
【０００３】
このようなデバイスの電力状態を制御して中継装置の消費電力を抑制する技術として、特開２０１１−６１４３３号公報がある。この公報には、「受信したパケットを一時的に蓄積するパケットバッファ５００と、受信したパケット量に応じて、有効バッファ数を変更するパケットバッファ制御部３００とをネットワーク中継装置１が備える。トラフィック量が少ないときは、パケットバッファ制御部３００が、一部のパケットバッファ５００の電源の給電を停止し又はクロックの供給を停止し、消費電力を削減する。また、パケットの転送先等を決定するテーブルを格納する複数のテーブルメモリと、必要なテーブルエントリ数に応じて、有効テーブル数を変更するテーブルメモリ管理部とをさらに備える。必要なテーブルエントリ数が少ないときは、テーブルメモリ制御部が、複数のテーブルメモリの一部の電源又はクロックの供給を停止し、消費電力を削減する。」と記載されている（要約参照）。
【０００４】
また、デバイスの電力モードの変更時には、デバイスに過電流が流れることによって、電力モードの変更にかかる消費電力が高くなることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６１４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このため、中継装置が有するデバイスの電力状態が頻繁に変更されると、中継装置の消費電力を抑制できない場合がある。また、電力状態の変更回数を低減しても、デバイスが通常運用モードである時間が長くなると、中継装置の消費電力を抑制できない。
【０００７】
したがって、本発明は、省電力モードである時間を延ばしつつ、電力状態の変更を低減させることによって、中継装置の消費電力を効果的に抑制する中継装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の代表的な一例を示せば、受信したデータを中継する中継装置において、前記受信したデータを一時的に格納するデータバッファ部と、前記受信したデータを転送先に転送する転送処理部と、前記転送処理部がデータを転送するために利用する記憶領域と、前記記憶領域の電力状態を制御する電力状態制御部と、を有し、前記記憶領域の電力状態は、第１状態と前記第１状態より消費電力が少ない第２状態とを含み、前記電力状態制御部は、前記記憶領域の電力状態が前記第２状態である場合において、前記データバッファ部に一次的に格納されたデータの容量が閾値以下で第１所定時間経過するまで、前記記憶領域を前記第２状態に維持し、前記データバッファ部に一次的に格納されたデータの容量が閾値より大きくなった場合、又は前記データバッファ部に一次的に格納されたデータの容量が閾値以下で第１所定時間経過した場合、前記記憶領域を前記第２状態から前記第１状態に変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡潔に説明すれば、下記の通りである。すなわち、省電力モードである時間を延ばしつつ、電力状態の変更を低減させることによって、中継装置の消費電力を効果的に抑制する中継装置を提供することができる。
【００１０】
上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の中継装置の構成の説明図である。
【図２】本発明の実施例１の中継装置の中継処理のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１の電力制御部内のＲＡＭの電力状態を制御する場合に駆動する制御回路の消費電力とＲＡＭの消費電力とを加算した消費電力の特性のグラフである。
【図４】本発明の実施例１のＲＡＭの電力制御処理のフローチャートである。
【図５】本発明の実施例２のＲＡＭが通常運用モードである場合の電力制御処理のフローチャートである。
【図６】本発明の実施例２の電力削減効果と所定時間との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実質的に同一な箇所には同じ符号を付与し、説明を繰り返さないこととする。
【実施例１】
【００１３】
以下において、本発明の実施例１を図１〜図４を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施例１の中継装置１００の構成の説明図である。
【００１５】
以下の説明では、中継装置１００が送受信するデータをパケットとして説明するが、中継装置１００が送受信するデータの一例でありこれに限定されない。
【００１６】
中継装置１００は、パケット受信部１１０、パケットキュー１２０、転送処理部１３０、ヘッダ解析部１４０、パケット格納部１５０、パケット送信部１６０、キュー長監視部１７０、遅延処理部１８０、及び電力制御部１９０を有する。なお、これらはハードウェアによって実現されるが、転送処理部１３０、ヘッダ解析部１４０、キュー長監視部１７０、遅延処理部１８０、及び電力制御部１９０はソフトウェアによって実現されてもよい。
【００１７】
パケット受信部１１０は、中継装置１００の外部からパケットを受信する。パケット受信部１１０が受信したパケットはパケットキュー１２０にバッファリング（一次的に格納）され、パケットキュー１２０にバッファリングされたパケットは転送処理部１３０によって読み出される。なお、パケットキュー１２０は、受信したデータをバッファリングするためデータバッファ部ともいう。
【００１８】
転送処理部１３０は、パケットキュー１２０から読み取ったパケットのヘッダをヘッダ解析部１４０に出力し、ヘッダ解析部１４０からの解析結果に従って転送先を決定し、転送先に対応するパケット送信部１６０にパケットを出力する。
【００１９】
ヘッダ解析部１４０は、転送処理部１３０から出力されたパケットのヘッダを解析し、解析結果を転送処理部１３０に出力する。
【００２０】
パケット格納部１５０には、ヘッダ解析部１４０がヘッダの解析をしている間に、一時的にパケットが格納される。パケット送信部１６０は、転送処理部１３０から出力されたパケットを中継装置１００の外部に送信する。
【００２１】
キュー長監視部１７０は、パケットキュー１２０にバッファリングされたパケットの数（すなわち、パケットキュー１２０にバッファリングされたパケットの容量であるキュー長）を監視する。
【００２２】
遅延処理部１８０は、キュー長監視部１７０の監視結果に基づいて、転送処理部１３０のパケットキュー１２０にバッファリングされたパケットの読み出しを一時的に禁止する。
【００２３】
電力制御部１９０は、キュー長監視部１７０の監視結果に基づいて、ヘッダ解析部１４０のＲＡＭ１４１の電力状態を制御する。ＲＡＭ１４１の電力状態には、通常運用モード（第１状態）と省電力モード（第２状態）とがあり、省電力モードの場合のＲＡＭ１４１の消費電力は、通常運用モードの場合のＲＡＭ１４１の消費電力より低い。なお、ＲＡＭ１４１が省電力モードである場合、ヘッダ解析部１４０はＲＡＭ１４１にアクセスすることができず、転送処理部１３０はパケットを転送できない。
【００２４】
ヘッダ解析部１４０はＲＡＭ１４１を有する。ＲＡＭ１４１には、ヘッダ解析部１４０がヘッダを解析するために必要なデータが格納される。例えば、ＲＡＭ１４１には、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）に関するデータ、ＱｏＳ（Quality of Service）に関するデータ、及びＡＣＬ（Access Control List）に関するデータがデーブル形式で格納される。
【００２５】
なお、ＲＡＭ１４１は、記憶領域を有するデバイスであれば、ＲＡＭに限定されず、例えば、ＣＡＭ（Content Addressable Memory）であってもよい。
【００２６】
図１では、パケットの中継に関するデータの流れを太線で示し、パケットの中継処理を実行する箇所をＦｏｒｗａｒｄｉｎｇ  Ｐｌａｎｅという。Ｆｏｗａｒｄｉｎｇ  Ｐｌａｎｅは、パケットキュー１２０、転送処理部１３０、ヘッダ解析部１４０、及びパケット格納部１５０を有する。中継装置１００は、複数のＦｏｒｗａｒｄｉｎｇ  Ｐｌａｎｅを有してもよい。複数のＦｏｒｗａｒｄｉｎｇ  Ｐｌａｎｅは、それぞれ決められたパケット受信部１１０に接続される。
【００２７】
また、図１では、中継装置１００の制御に関するデータの流れは点線で示し、中継装置１００の制御処理を実行する箇所をＣｏｎｔｒｏｌ  Ｐｌａｎｅという。Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｌａｎｅは、キュー長監視部１７０、遅延処理部１８０、及び電力制御部１９０を有する。
【００２８】
図１では、Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｌａｎｅは、複数のＦｏｒｗａｒｄｉｎｇ  Ｐｌａｎｅに接続され、複数のＦｏｒｗａｒｄｉｎｇ  Ｐｌａｎｅを制御するが、中継装置１００は、複数のＦｏｒｗａｒｄｉｎｇ  Ｐｌａｎｅと同じ数のＣｏｎｔｒｏｌ  Ｐｌａｎｅを有し、Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｌａｎｅが一対一でＦｏｒｗａｒｄｉｎｇ  Ｐｌａｎｅを制御してもよい。
【００２９】
図２は、本発明の実施例１の中継装置１００の中継処理のフローチャートである。
【００３０】
中継処理は、パケット受信部１１０がパケットを受信した場合に実行される。
【００３１】
まず、パケット受信部１１０は、受信したパケットをパケットキュー１２０にバッファリングする（Ｓ１００）。
【００３２】
次に、パケットキュー１２０は、所定の順序でバッファリングされたパケットを転送処理部１３０に出力する（Ｓ２００）。なお、所定の順序には、例えば、パケットキュー１２０へのパケットの到着順、又はパケットの優先度順等がある。
【００３３】
次に、転送処理部１３０は、ヘッダ解析部１４０にパケットのヘッダ部を出力し、ヘッダ部の解析をヘッダ解析部１４０に依頼するとともに、パケットのデータ部をパケット格納部１５０に格納する（Ｓ３００）。
【００３４】
次に、ヘッダ解析部１４０は、ＲＡＭ１４１にアクセスしてヘッダ部を解析し、解析結果を転送処理部１３０に出力する（Ｓ４００）。
【００３５】
次に、転送処理部１３０は、ヘッダ解析部１４０から出力された解析結果に従って、パケット格納部１５０に格納されたパケットのデータ部を読み出し、読み出したパケットのデータ部にヘッダ部を付与したパケットをパケット送信部１６０に出力する（Ｓ５００）。
【００３６】
パケット送信部１６０は、転送処理部１３０から出力されたパケットを中継装置１００の外部に送信し（Ｓ６００）、処理を終了する。
【００３７】
次に、ＲＡＭ１４１の特性について図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施例１の電力制御部１９０内のＲＡＭ１４１の電力状態を制御する場合に駆動する制御回路の消費電力とＲＡＭ１４１の消費電力とを加算した消費電力のグラフである。
【００３８】
図３では、ＲＡＭ１４１が省電力モードである場合の消費電力をＰｌと図示し、ＲＡＭ１４１が通常運用モードである場合の消費電力をＰｎと図示している。図３に示すように、ＰｌはＰｎより常に小さい。
【００３９】
電力制御部１９０がＲＡＭ１４１の電力状態を変更する場合には、電力制御部１９０の制御回路を起動させるための電力が必要となるため、ＲＡＭ１４１の電力状態の変更中の消費電力（Ｑｌｎ及びＱｎｌ）は、Ｐｎより大きくなる。なお、Ｑｌｎは、ＲＡＭ１４１の電力状態が省電力モードから通常運用モードに変更される場合の消費電力を示し、Ｑｎｌは、ＲＡＭ１４１の電力状態が通常運用モードから省電力モードに変更される場合の消費電力を示す。
【００４０】
電力制御部１９０の制御回路及びＲＡＭ１４１が消費する電力を測定する時間をＴＡとし、ＲＡＭ１４１が省電力モードである合計時間をＴｌとし、ＲＡＭ１４１が通常運用モードである合計時間をＴｎとし、時間ＴＡにおける省電力モードから通常運用モードへの変更回数をＮｌｎとし、省電力モードから通常運用モードへの変更にかかる時間をＴｌｎとし、時間ＴＡにおける通常運用モードから省電力モードへの変更回数をＮｎｌとし、通常運用モードから省電力モードへの変更にかかる時間をＴｎｌとすると、電力制御部１９０の制御回路及びＲＡＭ１４１が消費する電力量Ｑｇは（式１）で表される。
【００４１】
Ｑｇ＝Ｐｌ・Ｔｌ＋Ｐｎ・Ｔｎ＋Ｎｌｎ・Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｎｎｌ・Ｑｎｌ・Ｔｎｌ・・・（式１）
【００４２】
従来の方式のＲＡＭ１４１の電力制御では、パケットキュー１２０にバッファリングされるパケットの数が０になった場合、ＲＡＭ１４１が通常運用モードであれば省電力モードに変更され、パケットキュー１２０にバッファリングされるパケットの数が０でない場合、ＲＡＭ１４１が省電力モードであれば通常運用モードに変更されるものであった。
【００４３】
このため、パケットキュー１２０にバッファリングされるパケットの数が０と０以外とを繰り返し遷移するような場合、従来の方式では、ＲＡＭ１４１の電力状態の変更回数が増大し、式１におけるＮｌｎ・Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｎｎｌ・Ｑｎｌ・Ｔｎｌの値が増大するため、消費電力Ｑｇが増大してしまう。
【００４４】
また、消費電力を抑制するために、通常運用モードから省電力モードに変更する場合に命令が入力されていなくても所定時間省電力モードに変更せずに、電力状態の変更回数を減少させるメモリチップがある。しかし、このメモリチップは将来の命令を予測可能な環境が前提であり、中継装置のようにパケットがいつ外部から送信されるか把握できない環境には対応できないものである。
【００４５】
本実施例におけるＲＡＭ１４１の電力制御について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施例１のＲＡＭ１４１の電力制御処理のフローチャートである。
【００４６】
本電力制御処理は、ＲＡＭ１４１が省電力モードである場合に実行される処理である。なお、本電力制御処理は、所定周期で繰り返し実行される。
【００４７】
まず、キュー長監視部１７０がパケットキュー１２０にバッファリングされたパケットの容量（キュー長）を取得し、取得したキュー長を電力制御部１９０に出力する（Ｓ１２０）。
【００４８】
電力制御部１９０が、キュー長監視部１７０からキュー長が入力された場合、入力されたキュー長が閾値以下であるか否かを判定する（Ｓ２２０）。この閾値には、パケットキュー１２０がパケットをバッファリング可能な容量以下の値に設定される。
【００４９】
Ｓ２２０の処理で入力されたキュー長が閾値より大きいと判定された場合、電力制御部１９０は、ＲＡＭ１４１を省電力モードから通常運用モードに変更し（Ｓ３２０）、処理を終了する。これによって、パケットキュー１２０にパケットをバッファリングできなくなる前に、ＲＡＭ１４１が通常運用モードに変更され、転送処理が実行されるので、パケットキュー１２０でキューあふれが発生することを防止できる。
【００５０】
Ｓ２２０の処理で入力されたキュー長が閾値以下であると判定された場合、電力制御部１９０は、入力されたキュー長が０であるか否かを判定する（Ｓ４２０）。
【００５１】
Ｓ４２０の処理で入力されたキュー長が０であると判定された場合、電力制御部１９０は、ＲＡＭ１４１を省電力モードのまま維持し（Ｓ６２０）、処理を終了する。
【００５２】
Ｓ４２０の処理で入力されたキュー長が０でないと判定された場合、電力制御部１９０は、これまでに入力されたキュー長を参照し、キュー長が閾値以下のまま所定時間経過したか否かを判定する（Ｓ５２０）。
【００５３】
Ｓ５２０の処理でキュー長が閾値以下のまま所定時間経過していないと判定された場合、Ｓ６２０の処理に進み、電力制御部１９０は、ＲＡＭ１４１を省電力のまま維持し、処理を終了する。
【００５４】
一方、Ｓ５２０の処理でキュー長が閾値以下のまま所定時間経過したと判定された場合、Ｓ３２０の処理に進み、電力制御部１９０は、ＲＡＭ１４１を省電力モードから通常運用モードに変更し、処理を終了する。
【００５５】
本電力制御処理によれば、パケットキュー１２０のキュー長が閾値を超えるまで又はキュー長が閾値を超えない場合においては所定時間、ＲＡＭ１４１が省電力モードに維持される。これによって、キュー長が０と０以外とを遷移するような場合であっても、ＲＡＭ１４１を省電力モードから通常運用モードへの変更回数を低減させ、ＲＡＭ１４１が省電力モードである時間を延長させることができるので、中継装置１００の消費電力を抑制することができる。
【００５６】
次に、遅延処理部１８０の動作について説明する。
【００５７】
キュー長監視部１７０は、取得したパケットキュー１２０のキュー長を電力制御部１９０に出力するとともに、取得したパケットキュー１２０のキュー長を遅延処理部１８０にも出力する。
【００５８】
遅延処理部１８０は、入力されたキュー長に基づいて図４に示す電力制御処理のＳ２２０、Ｓ４２０及びＳ５２０と同じ判定処理を実行する。そして、遅延処理部１８０は、Ｓ６２０の処理の代わりにパケットキュー１２０にバッファリングされたパケットの転送処理部１３０への出力を禁止し、Ｓ３２０の処理の代わりにパケットキュー１２０にバッファリングされたパケットの転送処理部１３０への出力を許可する。換言すれば、遅延処理部１８０は、ＲＡＭ１４１が省電力モードである場合にはパケットキュー１２０にバッファリングされたパケットの転送処理部１３０への出力を禁止する。
【００５９】
これによって、ＲＡＭ１４１が省電力モードである場合、つまり転送処理部１３０が転送処理を実行できない場合、転送処理部１３０がパケットキュー１２０にバッファリングされたパケットを読み出してしまい、パケットを損失してしまうことを防止する。
【００６０】
なお、上記した説明では、遅延処理部１８０は、キュー長監視部１７０からキュー長が入力され、Ｓ２２０、Ｓ４２０及びＳ５２０と同じ判定処理を実行するとしたが、電力制御部１９０からＲＡＭ１４１の電力状態（省電力モードか通常運用モードか）を示すデータが遅延処理部１８０に入力されてもよい。この場合、遅延処理部１８０は、Ｓ２２０、Ｓ４２０及びＳ５２０と同じ判定処理を実行する必要がなく、ＲＡＭ１４１が省電力モードである場合にはパケットキュー１２０にバッファリングされたパケットの転送処理部１３０への出力を禁止し、ＲＡＭ１４１が通常運用モードである場合にはパケットキュー１２０にバッファリングされたパケットの転送処理部１３０への出力を許可すればよい。
【００６１】
次に、図４で説明した電力制御処理による消費電力を抑制する効果の詳細を説明する。
【００６２】
本電力制御処理による消費電力Ｑｇ’とし、省電力モードから通常運用モードへの変更回数及び通常運用モードから省電力モードへの変更回数が（式１）の場合と同じとする。本電力制御処理によってＲＡＭ１４１が省電力モードである時間が（式１）の時間Ｔｌから時間Ｔｗだけ延長されたものとする。
【００６３】
この場合の消費電力Ｑｇ’は（式２）で表される。
【００６４】
Ｑｇ’＝Ｐｌ・（Ｔｌ＋Ｔｗ）＋Ｐｎ・（Ｔｎ−Ｔｗ）＋Ｎｌｎ・Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｎｎｌ・Ｑｎｌ・Ｔｎｌ・・・（式２）
【００６５】
消費電力Ｑｇ（式１）−消費電力Ｑｇ’（式２）は、（式３）で表される。
【００６６】
Ｑｇ−Ｑｇ’＝（Ｐｎ−Ｐｌ）・Ｔｗ・・・（式３）
【００６７】
ここで、図３で説明したようにＰｎはＰｌより大きいので、消費電力Ｑｇ−消費電力Ｑｇ’は常に０より大きくなり、本電力制御処理は、従来の電力制御処理と比較して、中継装置１００の消費電力を抑制できることが把握できる。
【００６８】
また、本電力制御処理では、ＲＡＭ１４１が省電力モードである時間を延長するため、本電力制御処理によるＲＡＭ１４１の電力状態の変更回数は、従来の電力制御処理によるＲＡＭ１４１の電力状態の変更回数以下になる。ここで、本電力制御処理による省電力モードから通常運用モードへの変更回数をＮｌｎ’とし、本電力制御処理による通常運用モードから省電力モードへの変更回数をＮｎｌ’とすると、本電力制御処理による消費電力Ｑｇ’は（式４）で表される。
【００６９】
Ｑｇ’＝Ｐｌ・（Ｔｌ＋Ｔｗ）＋Ｐｎ・（Ｔｎ−Ｔｗ）＋Ｎｌｎ’・Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｎｎｌ’・Ｑｎｌ・Ｔｎｌ・・・（式４）
【００７０】
また、消費電力Ｑｇ（式１）−消費電力Ｑｇ’（式４）は、（式５）で表される。
【００７１】
Ｑｇ−Ｑｇ’＝（Ｐｎ−Ｐｌ）・Ｔｗ＋（Ｎｌｎ−Ｎｌｎ’）・Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋（Ｎｎｌ−Ｎｎｌ’）・Ｑｎｌ・Ｔｎｌ・・・（式５）
【００７２】
上述したように、本電力制御処理によるＲＡＭ１４１の電力状態の変更回数は、従来の電力制御処理によるＲＡＭ１４１の電力状態の変更回数以下になるので、Ｎｌｎ−Ｎｌｎ’及びＮｎｌ−Ｎｎｌ’は０以上となる。
【００７３】
Ｎｌｎ−Ｎｌｎ’及びＮｎｌ−Ｎｎｌ’が両方０となる場合には、（式５）は（式３）と同じとなる。また、Ｎｌｎ−Ｎｌｎ’及びＮｎｌ−Ｎｎｌ’の少なくとも一方が０より大きい場合、（式５）に示す消費電力Ｑｇ（式１）−消費電力Ｑｇ’は、（式３）に示す消費電力Ｑｇ（式１）−消費電力Ｑｇ’より大きくなり、中継装置１００の消費電力をさらに抑制できることが把握できる。
【００７４】
以上によって、本実施例によれば、パケットキュー１２０のキュー長が閾値を超えるまで又はキュー長が閾値を超えない場合においては所定時間の間、ＲＡＭ１４１が省電力モードに維持される。結果としてＲＡＭ１４１が省電力モードでいる時間を延長することができる。これによって、省電力モードから通常運用モードへの変更回数を低減させ、中継装置１００の消費電力を抑制することができる。
【００７５】
また、遅延処理部１８０が、ＲＡＭ１４１が省電力状態である場合に、パケットキュー１２０からパケットの転送処理部１３０への出力を禁止するので、パケットロスを防止できる。
【００７６】
また、本実施例の電力制御処理で用いるパケットキュー１２０のキュー長の閾値及び所定時間を管理者が変更可能にしてもよい。管理者は、ネットワーク構成及び通信量等に合わせてこれらの値を変更することによって、中継装置１００の消費電力を抑制できる。
【００７７】
また、キュー長監視部１７０がパケットキュー１２０のキュー長を所定周期で取得する場合について説明したがこれに限定されない。例えば、パケットキュー１２０のキュー長が０になった場合にその旨を示す通知をパケットキュー１２０がキュー長監視部１７０に出力し、また、パケットキュー１２０のキュー長が閾値を超えた場合にその旨を示す通知、パケットキュー１２０のキュー長が閾値以下となった場合にその旨を示す通知を、パケットキュー１２０がキュー長監視部１７０に出力してもよい。キュー長監視部１７０は、入力されたこれらの通知を電力制御部１９０及び遅延処理部１８０に出力し、電力制御部１９０はこれらの通知に基づいてＲＡＭ１４１の電力状態を制御してもよい。
【実施例２】
【００７８】
以下、実施例２の中継装置について、図５及び図６を用いて説明する。なお、実施例１と同じ構成及び同じ処理は、同じ符号を付与し、説明を省略する。
【００７９】
本実施例は、ＲＡＭ１４１が通常運用モードである場合に電力制御処理を実行する中継装置１００の実施例である。
【００８０】
図５は、本発明の実施例２のＲＡＭ１４１が通常運用モードである場合の電力制御処理のフローチャートである。
【００８１】
本電力制御処理は、ＲＡＭ１４１が通常運用モードである場合に実行される処理である。なお、本電力制御処理は、所定周期で繰り返し実行される。
【００８２】
まず、キュー長監視部１７０は、実施例１の図４に示すＳ１２０の処理と同じく、パケットキュー１２０のキュー長を取得し、取得したキュー長を電力制御部１９０に出力する（Ｓ１３０）。
【００８３】
電力制御部１９０が、キュー長監視部１７０からキュー長が入力された場合、入力されたキュー長が０であるか否かを判定する（Ｓ２３０）。
【００８４】
Ｓ２３０の処理で入力されたキュー長が０でないと判定された場合、電力制御部１９０は、ＲＡＭ１４１を通常運用モードに維持し（Ｓ３３０）、処理を終了する。
【００８５】
一方、Ｓ２３０の処理で入力されたキュー長が０であると判定された場合、電力制御部１９０は、キュー長が０のまま所定時間経過したか否かを判定する（Ｓ４３０）。
【００８６】
Ｓ４３０の処理でキュー長が０のまま所定時間経過していないと判定された場合、Ｓ３３０の処理に進み、電力制御部１９０はＲＡＭ１４１を通常運用モードに維持し、処理を終了する。
【００８７】
一方、Ｓ４３０の処理でキュー長が０のまま所定時間経過したと判定された場合、電力制御部１９０は、ＲＡＭ１４１を通常運用モードから省電力モードに変更し（Ｓ５３０）、処理を終了する。
【００８８】
本電力制御処理では、キュー長が０になっても即座にＲＡＭ１４１を省電力モードに変更せず、キュー長が０のまま所定時間経過した場合にＲＡＭ１４１を省電力モードに変更する。当該所定時間を適切に設定しなければ、ＲＡＭ１４１が通常運用モードである時間が長くなり、中継装置１００の消費電力が抑制されない。以下では、当該所定時間の設定について説明する。
【００８９】
従来の電力制御処理による中継装置１００の消費電力Ｑｇは（式１）で表される。例えば、ＲＡＭ１４１が省電力モードから通常運用モードにｘ回変更され、ＲＡＭ１４１が通常運用モードから省電力モードにｘ回変更された場合、Ｎｌｎ及びＮｎｌが２となるので、中継装置１００の消費電力Ｑｇ２は（式６）で表される。
【００９０】
Ｑｇ２＝Ｐｌ・Ｔｌ＋Ｐｎ・Ｔｎ＋ｘＱｌｎ・Ｔｌｎ＋ｘＱｎｌ・Ｔｎｌ・・・（式６）
【００９１】
ｎ回目の通常運用モードから省電力モードにおいて、所定時間（Ｔｘ）の間にパケットキュー１２０のキュー長が０でなくなったとすると、本電力制御処理では、図５に示すＳ４３０の処理でＮＯと判定され、ＲＡＭ１４１は通常運用モードから省電力変更モードに変更されない。この場合の本電力制御処理によるＲＡＭ１４１の通常運用モードから省電力モードへの変更回数及び省電力モードから通常運用モードへの変更回数はｘ−１回となる。この場合の中継装置１００の消費電力Ｑｇ２’は（式７）で表される。
【００９２】
Ｑｇ２’＝Ｐｌ・（Ｔｌ−Ｔｘ）＋Ｐｎ・（Ｔｎ＋Ｔｘ）＋（ｘ−１）・Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋（ｘ−１）・Ｑｎｌ・Ｔｎｌ・・・（式７）
【００９３】
ここで、消費電力Ｑｇ２（式６）−消費電力Ｑｇ２’（式７）は、（式８）で表される。
【００９４】
Ｑｇ２−Ｑｇ２’＝（Ｐｎ−Ｐｌ）・Ｔｘ＋Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｑｎｌ・Ｔｎｌ・・・（式８）
【００９５】
式８のＴｘをＸ軸にし、Ｑｇ２−Ｑｇ２’をＹ軸とするグラフを図６に示す。図６は、本発明の実施例２の電力抑制効果と所定時間Ｔｘとの関係を示すグラフである。
【００９６】
図３で説明したように、ＰｌはＰｎより常に小さくなるので、（式８）に示すＱｇ２−Ｑｇ２’は単調減少の直線となる。Ｑｇ２−Ｑｇ２’が０より大きければ、本実施例により中継装置１００の消費電力を抑制でき、本実施例により中継装置１００を抑制できないといえる。
【００９７】
図６に示すように、Ｑｇ２−Ｑｇ２’が０となる分岐点は、Ｔｘ＝（Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｑｎｌ・Ｔｎｌ）／（Ｐｎ−Ｐｌ）である。所定時間Ｔｘが（Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｑｎｌ・Ｔｎｌ）／（Ｐｎ−Ｐｌ）より大きな値に設定されると、Ｑｇ２−Ｑｇ２’が０より小さくなり、本電力制御処理による中継装置１００の消費電力（Ｑｇ２’）が従来の電力制御処理による中継装置１００の消費電力（Ｑｇ２）より大きくなり、本電力制御処理によって中継装置１００の消費電力の抑制できない。
【００９８】
一方、所定時間Ｔｘが（Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｑｎｌ・Ｔｎｌ）／（Ｐｎ−Ｐｌ）より小さな値に設定されると、Ｑｇ２−Ｑｇ２’が０より大きくなり、本電力制御処理による中継装置１００の消費電力（Ｑｇ２’）が従来の電力制御処理による中継装置１００の消費電力（Ｑｇ２’）より小さくなり、本電力制御処理によって中継装置１００の消費電力を抑制できる。
【００９９】
例えば、本実施例の所定時間Ｔｘは、上述した（Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｑｎｌ・Ｔｎｌ）／（Ｐｎ−Ｐｌ）の四分の一の値に設定される。パケットキュー１２０のキュー長が０のまま所定時間Ｔｘ経過して、ＲＡＭ１４１が通常運用モードから省電力モードに変更された場合の中継装置１００の消費電力は、従来の電力制御処理による中継装置の消費電力より（Ｐｎ−Ｐｌ）・Ｔｘ大きくなってしまう。Ｔｘ＝（Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｑｎｌ・Ｔｎｌ）／４（Ｐｎ−Ｐｌ）を（Ｐｎ−Ｐｌ）・Ｔｘに代入すると、（Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｑｎｌ・Ｔｎｌ）／４となる。
【０１００】
また、所定時間Ｔｘ内にパケットキュー１２０が０でなくなり、ＲＡＭ１４１が通常電力モードから省電力モードに変更されなかった場合の中継装置１００の消費電力は、Ｑｌｎ・Ｔｌｎ＋Ｑｎｌ・Ｔｎｌだけ抑制できる。したがって、４回に１回でも所定時間Ｔｘ内にパケットキュー１２０のキュー長が０でなくなり、ＲＡＭ１４１が通常運用モードから省電力モードに変更されなければ、本電力制御処理により中継装置１００の消費電力を抑制できる。
【０１０１】
また、本実施例を実施例１に適用する場合に、実施例１の省電力モードから通常運用モードに変更する場合の所定時間（第１所定時間）を、実施例２の所定時間Ｔｘ（第２所定時間）と同じ値にしてもよい。第１所定時間と第２所定時間とは同じ値であるため、所定時間Ｔｘという。所定時間Ｔｘが経過してＲＡＭ１４１が省電力モードから通常運用モードに変更された場合には、中継装置１００は当該所定時間Ｔｘパケットを受信していないと言える。
【０１０２】
例えば、パケットが所定周期で通信されるバースト型通信においては、中継装置１００がパケットを所定時間Ｔｘ受信していなければ、次の所定時間Ｔｘもパケットを受信しない可能性が高い。実施例１のパケットキュー１２０のキュー長の閾値が８パケットであり、バースト型通信において通信されるパケットが８パケットであり、パケット型通信の通信周期が所定時間Ｔｘの８倍（８Ｔｘ）であるとすると、パケットキュー１２０のキュー長が０のまま所定時間Ｔｘ経過してＲＡＭ１４１が通常運用モードから省電力モードに変更された後、中継装置１００は、所定時間Ｔｘの８倍（８Ｔｘ）の間パケットを受信しないと考えられる。つまり、キュー長が０になる直前に８パケットを中継装置１００が受信しているため、中継装置１００は８Ｔｘ後に次の８パケットを受信すると考えられる。このため、パケットを受信しない８Ｔｘの間だけＲＡＭ１４１は省電力モードのままとなり、中継装置１００の消費電力を抑制することができる。
【０１０３】
なお、本実施例では、パケットキュー１２０のキュー長が０になってから、当該キュー長が０のまま所定時間Ｔｘ経過するまで、ＲＡＭ１４１を通常運用モードに維持するとしたが、パケット受信部１１０がパケットをパケットキュー１２０にバッファリングしてから、パケット受信部１１０がパケットを受信しないまま所定時間Ｔｘ経過するまで、ＲＡＭ１４１を通常運用モードに維持してもよい。これによって、上述したバースト型通信の通信周期に正確に対応できるため、バースト型通信の通信周期に合わせてＲＡＭ１４１を省電力モードと通常運用モードとを制御でき、中継装置１００の消費電力をさらに抑制できる。
【０１０４】
また、本実施例の電力制御処理で用いる所定時間Ｔｘを管理者が変更可能にしてもよい。管理者は、ネットワーク構成及び通信量等に合わせてこの値を変更することによって、中継装置１００の消費電力を抑制できる。
【実施例３】
【０１０５】
実施例１及び実施例２では、電力制御部１９０は、ＲＡＭ１４１の電力状態を制御するものであったが、パケット格納部１５０の電力状態を制御してもよく、本実施例で、電力制御部１９０がパケット格納部１５０の電力状態を制御する場合の電力制御処理について説明する。
【０１０６】
パケット格納部１５０に格納されるパケットは、ヘッダ解析部１４０によりパケットのヘッダ部の解析が終了した後、転送処理部１３０によって読み出される。このため、パケット格納部１５０にパケットが格納されたまま、パケット格納部１５０が通常運用モードから省電力モードに変更されると、転送処理部１３０は、パケット格納部１５０に格納されたパケットを読み出すことができず、パケットを転送できない。したがって、パケット格納部１５０を通常運用モードから省電力モードに変更する場合に、実施例２と同じ電力制御処理を適用すると、パケットを転送できない可能性がある。
【０１０７】
本実施例の電力制御部１９０は、パケットキュー１２０のキュー長が０になった場合に、パケット格納部１５０に何も格納されていない状態になってから、パケット格納部１５０にパケットが格納されないまま所定時間Ｔｘ経過するまで、パケット格納部１５０を通常運用モードに維持し、パケット格納部１５０にパケットが格納されないまま所定時間Ｔｘ経過すると、パケット格納部１５０を省電力モードに変更する。
【０１０８】
これによって、パケット格納部１５０にパケットが格納されていないことを確認してから、パケット格納部１５０を省電力モードに変更できるので、中継装置１００がパケットを転送できない状態を回避することができる。
【０１０９】
なお、上述した実施例１〜実施例３では、パケットキュー１２０がパケット受信部１１０と転送処理部１３０との間に実装されている場合について説明したが、パケットキュー１２０の位置はこれに限定されない。例えば、パケットキュー１２０が、転送処理部１３０とヘッダ解析部１４０との間に実装されてもよい。
【０１１０】
また、上述した実施例１〜３の電力制御部１９０は、ＲＡＭ１４１又はパケット格納部１５０へのクロックの供給を停止するクロックゲーティングを実施すること、もしくはＲＡＭ１４１又はパケット格納部１５０及びパケット格納部１５０に電力の供給を停止することによって、ＲＡＭ１４１又はパケット格納部１５０の省電力モードを実現してもよい。ただし、ＲＡＭ１４１への電力の供給を停止して省電力モードを実現する場合には、ＲＡＭ１４１に格納されたデータが消去されない程度の電力を供給する必要がある。
【０１１１】
また、上述した実施例１〜３の電力制御部１９０は、ＲＡＭ１４１及びパケット格納部１５０の少なくとも一方を制御可能であるが、この電力状態の制御対象は、転送処理部１３０がパケットを転送する転送処理の実行に利用する記憶領域であればよく、ＲＡＭ１４１及びパケット格納部１５０に限定されない。
【０１１２】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１１３】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１００    中継装置
１１０    パケット受信部
１２０    パケットキュー
１３０    転送処理部
１４０    ヘッダ解析部
１４１    ＲＡＭ
１５０    パケット格納部
１６０    パケット送信部
１７０    キュー長監視部
１８０    遅延処理部
１９０    電力制御部
【図１】
2014121036.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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