(57)【要約】バッテリ又は蓄電池で動作する民生用電子装置、即ち、とりわけ、移動体電話、ラップトップ又はMPEGプレーヤ若しくはレコーダなどの携帯用途は、電力消費量の管理を必要とする。それらは、基本的に、インタフェースと結合されるホストと、ディスクドライブのような記憶媒体を収容する手段又はディスクのような記憶媒体とから成る。長いバッテリ寿命はユーザの利便性を高めることから電力管理は非常に重要である。本発明によれば、次のデータ要求が現れるまで、前記ディスクドライブをアイドルモードのままにしておくのがより効率的なのか、又は該ドライブを待機に切り換えるのがより効率的なのかが決定される。前記ディスクドライブは最も効率的な電力モードに入れられる。前記次の要求までの時間は前記ホストによって決定される。
2005538444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置によって含まれるディスクドライブの電力消費量を管理する方法であり、前記電子装置が、バッファメモリとホストプロセッサとを更に有し、
前記ディスクドライブが、データを有するディスクメモリを有し、前記ディスクドライブが、少なくとも２つの動作モードで動作することが可能であり、前記２つのモードが、異なる電力消費レベルを持ち、前記方法が、第１電力消費レベルを持つ前記ディスクドライブの第１動作モードにおいて前記ホストプロセッサによって要求されたデータを前記ディスクから前記バッファにロードするステップを有する方法であって、
前記方法が、
ａ）前記要求されたデータが前記バッファにロードされる時点から前のステップにおいて該バッファに読み出された該データが処理されるまでの経過する期間を決定するステップと、
ｂ）前記期間中前記ディスクドライブが前記第１動作モードのままにしておかれる場合に該期間中該ディスクドライブによって消費されるであろう第１電力量を決定するステップと、
ｃ）
i.）前記ディスクドライブが、前記第１電力消費レベルより低い第２電力消費レベルを持つ第２動作モードに入れられる場合に前記期間中、
ii.）前記第１動作モードから該第２動作モードに切り換える間、及び
iii.）該第２動作モードから該第１動作モードに切り換える間、該ディスクドライブによって消費されるであろう第２電力量を決定するステップと、
ｄ）前記第２電力量が前記第１電力量より少ない場合に前記ディスクドライブを前記第２動作モードに入れるステップとを更に有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記期間を決定するステップが、
ａ）前記ホストが前記バッファに記憶された前記データを処理する処理レートを決定するステップと、
ｂ）前記バッファに記憶されたデータの量を決定するステップと、
ｃ）前記バッファに記憶されたデータの量を前記処理レートに掛けるステップとを有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記データ要求が多数のファイルの要求を有する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記要求されたデータが、少なくともオーディオビジュアルデータのストリームの一部を有し、前記処理レートが前記オーディオビジュアルデータのストリームのストリーミングレートである請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記ディスクメモリが光ディスクである請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ディスクメモリがハードディスクである請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記期間が経過した場合に前記第２動作モードから前記第１動作モードに切り換えるステップを更に有する請求項１に記載の方法。
【請求項８】
電子装置に含まれるディスクドライブの電力消費量を管理する回路であり、前記電子装置が、バッファメモリとホストプロセッサとを更に有し、
前記ディスクドライブが、データを有するディスクを有し、前記ディスクドライブが、少なくとも２つの動作モードで動作することが可能であり、前記２つのモードが、異なる電力消費レベルを持ち、前記ホストプロセッサが、第１電力消費レベルを持つ前記ディスクドライブの第１動作モードにおいて前記ディスクから前記バッファにデータをロードする回路であって、
前記ホストプロセッサが、更に、
ａ）前記バッファメモリ中の前記データが処理されるまでの期間を決定し、
ｂ）前記期間中前記ディスクドライブが前記第１動作モードのままにしておかれる場合に該期間中該ディスクドライブによって消費されるであろう第１電力量を決定し、
ｃ）
i.）前記ディスクドライブが、前記第１電力消費レベルより低い第２電力消費レベルを持つ第２動作モードに入れられる場合に前記期間中、
ii.）前記第１動作モードから該第２動作モードに切り換える間、及び
iii.）該第２動作モードから該第１動作モードに切り換える間、該ディスクドライブによって消費されるであろう第２電力量を決定し、
ｄ）前記第２電力量が前記第１電力量より少ない場合に前記ディスクドライブを前記第２動作モードに入れることを特徴とする回路。
【請求項９】
ａ）請求項８に記載の回路と、
ｂ）コンピュータ読み取り可能なディスクメモリを収容する手段とを有する民生用電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子装置に含まれるディスクドライブの電力消費量を管理する方法であって、前記電子装置が、バッファメモリとホストプロセッサとを更に有し、前記ディスクドライブが、データを有するディスクを有し、前記ディスクドライブが、少なくとも２つの動作モードで動作することが可能であり、前記２つのモードが、異なる電力消費レベルを持ち、前記方法が、第１電力消費レベルを持つ前記ディスクドライブの第１動作モードにおいて前記ホストプロセッサによって要求されたデータを前記ディスクから前記バッファにロードするステップを有する方法に関する。
【０００２】
更に、本発明は、電子装置に含まれるディスクドライブの電力消費量を管理する回路であって、前記電子装置が、バッファメモリとホストプロセッサとを更に有し、前記ディスクドライブが、データを有するディスクを有し、前記ディスクドライブが、少なくとも２つの動作モードで動作することが可能であり、前記２つのモードが、異なる電力消費レベルを持ち、前記ホストプロセッサが、第１電力消費レベルを持つ前記ディスクドライブの第１動作モードにおいて前記ディスクから前記バッファにデータをロードする回路に関する。
【背景技術】
【０００３】
このような方法は、米国特許第5,682,273号から既知である。この文献は、バッテリ電源式であるポータブルコンピュータにおいて用いられるディスクドライブについて言及している。詳細には、前記文献は、エネルギ消費量を最小限にする技術を含むこのようなディスクドライブに関する。米国特許第5,682,273号は、節電モードの開始時間(entry time)及び終了時間(exit time)を決定するために今後のユーザの要求の予測及び過去のディスクドライブのアクセス履歴から電力管理を行なうディスクドライブを開示している。これは、現在のユーザ選択可能な所定又は固定のモード開始時間を上回る利点を持つ。なぜなら、ユーザは、どの動作又はどんなエネルギ消費コストが節電モードの開始及び終了と関連するか知らないからである。米国特許第5,682,273号においては、節電モードに入る時間間隔は、上記のような様々な節電モードと関連するエネルギ損益分岐時間(energy
break-even times)及び復帰時間に基づいて計算される。
【０００４】
米国特許第5,682,273号のディスクドライブは、いつ次の要求が生じるかを予測しようと試みる。しかしながら、次の要求がより早くに現れる場合にはハードディスクは時期を早めて電力を上げ(power up)なければならないことからこの予測は不完全であり得る。これは計算されていない時間を費やし、リアルタイムストリーミングの民生用電子応用例におけるアクティビティは妨害される又はデータは失われ得る。上記の先行技術の全ては、ドライブが、様々な成功率でいつ次の駆動要求が受け取られるかを予測しようと試みるシステムに分類され得る。
【０００５】
更に、他のハードディスクシステムが常法から既知である。最新のハードディスクシステムは、ハードディスクシステムを能動的に１つ以上の節電モードにするオプションを持つ。これは、ラップトップコンピュータのような携帯型装置にとってとりわけ有利である。しかしながら、ハードディスクシステムを節電モードにする場合、及びデータが要求される又は書き込まれる必要がある場合にハードディスクシステムを節電モードから出す場合に付加的な電力が消費される。ドライブを節電モードにする場合このことが考慮に入れられなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ディスクドライブの電力消費量を管理する改善された方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、本発明による方法であって、前記方法が、前のステップにおいて前記バッファに読み出された前記データが処理されるまでの期間を決定するステップと、前記期間中前記ディスクドライブが前記第１動作モードのままにしておかれる場合に該期間中該ディスクドライブによって消費されるであろう第１電力量を決定するステップと、前記ディスクドライブが、前記第１電力消費レベルより低い第２電力消費レベルを持つ第２動作モードに入れられる場合に前記期間中、前記第１動作モードから該第２動作モードに切り換える間、及び該第２動作モードから該第１動作モードに切り換える間該ディスクドライブによって消費されるであろう第２電力量を決定するステップと、前記第２電力量が前記第１電力量より少ない場合に前記ディスクドライブを前記第２動作モードに入れるステップとを更に有することを特徴とする方法によって達成される。
【０００８】
前記ホストプロセッサが、前記電子装置のプロセスを制御する、それ故、該ホストプロセッサには、該ホストのデータのニーズが分かっている。このようにして、前記ホストプロセッサには、いつ前記バッファメモリ中の全データが処理されてしまうか、いつ新しいデータが必要とされるかが分かる。この情報と、前記第１動作モードから前記第２動作モードに切り換える場合及びその逆に切り換える場合にどれほどの電力量が消費されるかについての情報とを用いて、該第２動作モードに切り換えることが有利であるか否かの計算がなされ得る。このプロセスが前記ディスクドライブによってではなく前記ホストプロセッサによって制御されるようにすることは、前記ホストには、前記電子装置のデータ要求が分かり、それ故、いつデータが要求されるかが分かることから有利である。これは、予測を陳腐化し、より信頼性が高い。
【０００９】
本発明の実施例は、前記データ要求が多数のファイルの要求を有すること特徴とする。
【００１０】
多数のファイルを要求し、前記バッファメモリにおいてそれらを同時に読み出すことは、１つのファイルしか読み出されない場合よりバッファメモリが高レベルまで満たされることから有利である。この方法においては、前記ディスクから新しいデータが必要とされるまでにより多くの時間が経過し、より多くの電力が節約され得る。
【００１１】
本発明による回路は、前記ホストプロセッサが、更に、前記バッファメモリ中の前記データが処理されるまでの期間を決定し、前記期間中前記ディスクドライブが前記第１動作モードのままにしておかれる場合に該期間中該ディスクドライブによって消費されるであろう第１電力量を決定し、前記ディスクドライブが、前記第１電力消費レベルより低い第２電力消費レベルを持つ第２動作モードに入れられる場合に前記期間中、前記第１動作モードから該第２動作モードに切り換える間、及び該第２動作モードから該第１動作モードに切り換える間該ディスクドライブによって消費されるであろう第２電力量を決定し、前記第２電力量が前記第１電力量より少ない場合に前記ディスクドライブを前記第２動作モードに入れることを特徴とする。
【００１２】
本発明の目的及び利点は、以下の詳細な説明及び添付図面を調べることにより当業者にはより容易に明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図面をより詳細に参照すると、図１は、民生用電子システム１の電力削減のための様々な素子を備えるブロック図を示している。民生用電子システム１は、インタフェース４によって接続されるホスト２とディスクドライブシステム３とを有する。この実施例において、電源５は、ホスト２に属し、バス７を介して記憶システム３中のマイクロコントローラ６に給電する。電源５はまた、別のバス９を介してマイクロプロセッサ８にも給電する。
【００１４】
あらゆる動作がホスト２において開始する。記憶システム３へのデータ転送又は記憶システム３からのデータ転送が要求されることをホスト２が認識する場合、データ転送のためにホストRAM１０の領域が確保される。次いで、ホスト２は、DMA(Direct Memory Access)コントローラ１１において、確保されたホストメモリ領域を記述するテーブルをセットアップする。最後のホストの動作は、標準プロトコルを用いてインタフェース４によって記憶システム３に要求データ動作を通知するためのものである。
【００１５】
記憶システム３のDMAコントローラ１２は、ホスト２との通信を取り扱う。記憶システム３は、可能な限り短い時間内に要求されたデータ転送を実行しようと試み、データが、確実にホストRAM１０の確保されたメモリ領域から読み出される又は該領域に書き込まれるようにする。ディスクドライブシステム３においては、情報は磁気ディスク１３上に記憶される。信号は、対応ヘッドを用いることによって読み出され、前置増幅器１４によって増幅される。読み出し／書き込みチャネル１５は、エラーのリスクが最小限にされるように信号を処理する。
【００１６】
記憶システム３内のマイクロコントローラ６は、ヘッドを制御するサーボシステム（図示せず）を制御し、データが確実に共有インタフェース４によって適正に送信及び受信されるようにする。マイクロコントローラ６はまた、RAM１６を用いて平均性能を改善するためにバッファリングを用いる。最後に、マイクロコントローラは、可能な限り多くのあらゆるデータエラーを修正する役割も果たす。ホスト２は、汎用コンピュータ又は民生用電子装置などの組み込みシステムであってもよい。ホスト２は、電力除去の間(across power removal)情報を保存するために記憶装置３を用いる。 
【００１７】
図２は、ディスクドライブシステム３と、ホストシステム２において走るソフトウェアスタック２００とを示しているシステムの概観である。ソフトウェアは、リアルタイムアプリケーションレイヤ２０２と、ファイルシステムレイヤ２０４と、スケジューラレイヤ２０６と、IDE(integrated drive electronics interface)ドライバ２０８とを有する。電力モードを変更する決定は、ホスト２のプロセッサ上のメモリにおいて走るソフトウェアベースの要求スケジューラレイヤにおいてなされる。最適の電力−性能トレードオフのために、スケジューラレイヤ２０６は、リアルタイムのデータ要求及び電力使用量の両方を認識しているという特性を持つ。
【００１８】
図３は、先行技術の電力消費量を管理する方法を用いるマイクロドライブにおいて測定される電力トレース(power trace)を示している。このトレースは、待機モードにおける電力消費量で始まり、終わる。数ミリ秒後、マイクロドライブは待機モードを終了し、ロード及び読み出しのための電力トレースが描かれている。先行技術によれば、次いで、マイクロドライブは所謂パフォーマンスアイドルモード(performance idle mode)において完全に活動状態なままであり、このことは、ドライブが次に入ってくる要求に直ちに応答することが出来ることを意味する。前記トレースは、ディスクの回転が依然として電源からのかなり多くのエネルギを消費することを示している。先行技術のこの例においては、ディスクドライブにおいて２秒後に待機コマンドが内部に出される。内部待機コマンドが出される場合、アンロードプロセスが始まり、その後、待機モードに達せられる。この例においては、待機モードは略々0.06Wに対応する。
【００１９】
図３に示されている電力トレースとは反対に、図４の電力トレースは同じプロセスに対してずっと少ない電力消費量を示している。再び、電力トレースは、ロード及び読み出しのプロセスのために終了される待機モードにおいて開始する。この例は読み出し要求である現在の要求の終了直後に、待機コマンドが出され、アンロードプロセスが読み出しプロセス直後に実行される。これは、ずっと早い待機モードの切り換えをもたらす。先行技術の方法又は本発明の方法のいずれを用いるにしても、ロードプロセス、読み出しプロセス及びアンロードプロセス自体は同じ電力を消費する。それ故、データ要求がドライブによってあまりにもすぐに受け取られる場合、ドライブをあまりにも短い期間の間待機モードにすることは、ドライブをアイドルモードのままにしておくより多くのエネルギを費やすかもしれない。しかしながら、記憶システム、この例においてはマイクロドライブが、待機モードに入るまでアクティブパフォーマンスアイドルモードで待たない場合に電力消費量がずっと少ないことは明らかになる。
【００２０】
データ要求後ディスクドライブシステム３を待機モードに入れるべきか否かを計算するためのプロシージャが、本発明による方法の実施例を視覚化するためにフローチャート５００を示している図５において図示されている。このプロシージャは、データ要求の受信によって開始点５０２において開始する。その次に、ステップ５０４において、ホスト２が、ディスクドライブシステム３からデータを読み出す。ディスクドライブシステム３から読み出されたデータは、次のステップ５０６においてホスト２においてホストRAM１０に記憶される。次のステップ５０８においては、マイクロプロセッサ８が、該マイクロプロセッサがより多くのデータを必要とし、次のデータ要求が出されるまでの経過すべき期間を決定する。
【００２１】
特に、データ、例えばMP3ファイルをディスクドライブシステム３からホスト２へストリーミングする場合、或る期間にわたってのデータのニーズが既知である。これは、ドライブシステム３が、最も多くのエネルギを節減するためにはパワーダウンモードにされるべきか、又はアイドルモードのままにしておかれるべきかを計算することによって有利に用いられ得る。
【００２２】
本発明の好ましい実施例においては、これは、要求データを処理するデータレートを決定することによって行なわれる。要求データがMP3ファイルである場合、データは連続的なビットレートでホストRAM１０からストリーミングされる。処理のビットレートばかりでなく、ホストRAM１０中のデータの量が既知である場合に、ホストRAM中のデータが処理され、次のデータ要求が出されるまでどのくらいの時間がかかるかが知られる。
【００２３】
次のステップ５１０において、マイクロコントローラ８は、前のステップ５０８において決定された期間中ディスクドライブシステム３が待機モードにされる場合に、前のステップ５０８において決定された期間中にディスクドライブシステム３によって消費されるであろう電力量を計算する。ヘッドのアンロード及びロード並びにディスクの回転の減速及び加速の間に消費される電力がこの値に付加される。なぜなら、ディスクドライブシステム３を待機モードに切り換える場合にこれらの動作もまた行なわれなければならないからである。従って、ステップ５１０において計算される電力量は、図４における「ロード」期間、「アンロード」期間及び「待機」期間に消費される電力と等しい。
【００２４】
ステップ５１２において、マイクロコントローラは、ステップ５０８において決定された期間中ディスクドライブシステム３がアイドルのままにしておかれる場合に、ステップ５０８において決定された期間中にディスクドライブシステム３によって消費されるであろう電力量を計算する。
【００２５】
決定５１４においては、ステップ５１０において決定された値とステップ５１２において決定された値とが比較される。その結果に依存して、ステップ５１０において決定された電力量が、ステップ５１２において決定された電力量より多い場合に、ディスクドライブシステム３は待機モードに設定される。ステップ５１０において決定された電力量が、ステップ５１２において決定された電力量より少ない場合に、ディスクドライブシステム３はアイドルモードのままにしておかれる。換言すると、ディスクドライブシステム３は、最も効率的なモードに設定される、又は最も効率的なモードのままにしておかれる。
【００２６】
前記プロシージャはステップ５１６へ分岐されており、ディスクドライブシステム３が待機モードに設定されている場合、プロシージャは次のデータ要求が期待される直前にディスクドライブシステム３の電力を上げるためにステップ５２０に進む。このようにして、実際の要求が到着する際にディスクドライブシステム３を始動することによって貴重な時間が消費されない。このようにして、要求が期待時間に到着する場合に要求は直接的に供給され得る。
【００２７】
前記プロシージャにおいてステップ５２０が省略される場合、ディスクは要求の時点に回転数を上げられなければならず、これは自動的に行なわれるであろう。上記のように、これはデータ転送において遅延を供給するであろう。
【００２８】
前記プロシージャは終了５２２において終了し、次のデータ要求を待つ。
【００２９】
ステップ５０４において可能な限り多くのデータが読み出される場合にこのプロシージャは最も効果的である。なぜなら、これは次のデータ要求が生じるまでより多くの時間が経過するであろうことを意味するからである。この方法においては、ドライブシステム３はより長い時間の間待機することが出来る。それ故、１つの読み出しステップにおいて多数のファイルを読み出すのが最も効率的である。
【００３０】
前記プロシージャは、ホスト２が実施例である本発明による回路によって実行され得る。
【００３１】
ホスト２は、図６に示されているような民生用電子装置６００中に含まれ得る。本発明による装置の好ましい実施例は携帯型MP3プレーヤである。民生用装置６００は、ホスト２（図１）と、コンピュータ読み取り可能なディスクメモリ６１０を収容する手段とを有する。本発明による装置の呈示されている実施例においては、コンピュータ読み取り可能なディスクメモリ６１０は、スロット６３０に挿入され得るマイクロドライブとして知られているコンパクトフラッシュフォーマットのハードディスクドライブである。しかしながら、他の実施例においては、コンピュータ読み取り可能なディスクメモリ６１０は、SFFO(small form factor optical disc)である。当業者はまた、様々なタイプのハードディスクドライブ及び光ディスクのような数多くの他の実施例を挙げることができ、本発明の範囲は、この本発明の好ましい実施例の記載において呈示されているようなコンピュータ読み取り可能なディスクメモリ６１０に限定されない。コンピュータ読み取り可能なディスクメモリ６１０上に記憶されたオーディオ情報を聞くために装置６００には対のヘッドホン６２０が接続される。
【００３２】
本発明は、以下のように要約され得る。
【００３３】
バッテリ又は蓄電池で動作する民生用電子装置、即ち、とりわけ、移動体電話、ラップトップ又はMPEGプレーヤ若しくはレコーダなどの携帯用途は、電力消費量の管理を必要とする。それらは、基本的に、インタフェースと結合されるホストと、ディスクドライブのような記憶媒体を収容する手段又はディスクのような記憶媒体とから成る。長いバッテリ寿命はユーザの利便性を高めることから電力管理は非常に重要である。本発明によれば、次のデータ要求が現れるまで、前記ディスクドライブをアイドルモードのままにしておくのがより効率的なのか、又は該ドライブを待機に切り換えるのがより効率的なのかが決定される。前記ディスクドライブは最も効率的な電力モードに入れられる。前記次の要求までの時間は前記ホストによって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による回路の実施例及びディスクドライブシステムを示すブロック図である。
【図２】ドライブと、インタフェースと、ホストシステムにおいて走らせるソフトウェアとを示すシステムの概観である。
【図３】先行技術のハードディスクドライブの電力消費量を示す図である。
【図４】本発明によるハードディスクドライブの電力消費量を示す図である。
【図５】本発明による方法の実施例を示すフローチャートである。
【図６】本発明による装置の実施例を示す。
【図１】
2005538444.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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【国際調査報告】
2005538444.tif 000009
2005538444.tif 000010
2005538444.tif 000011