(57)【要約】【課題】システムのVR出力調整を通じてシステムのアイドル電力を低減することを目的とする。【解決手段】電子装置は、電力モード信号を生成する電力制御回路と、電力モード信号を受信する複数の電圧レギュレータとを有する。各電圧レギュレータは、電力モード信号に応じて出力電圧を低減し、各電圧レギュレータの低減した出力電圧は、電子装置の異なる回路又は電子回路で実行される異なる機能に電力供給するために使用される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力モード信号を生成する電力制御回路と、
前記電力モード信号を受信する複数の電圧レギュレータと、
を有し、
前記電圧レギュレータの１つ以上は、前記電力モード信号に応じて出力電圧を低減し、
前記１つ以上の電圧レギュレータの前記低減した出力電圧は、電子装置の異なる回路又は電子回路で実行される異なる機能に電力供給する電子装置。
【請求項２】
前記電圧レギュレータは、前記装置の中央処理回路又は機能とは異なる回路又は機能に電力供給する、請求項１に記載の電子装置。
【請求項３】
前記１つ以上の電圧レギュレータの前記出力電圧は、前記電力モード信号に応じてアクティブ電力状態のアイドル期間中に低減される、請求項１に記載の電子装置。
【請求項４】
前記電力モード信号は、前記電子装置が所定の電力状態に入ったときに前記電力制御回路により生成される、請求項１に記載の電子装置。
【請求項５】
前記所定の電力状態は、低減した電力状態である、請求項４に記載の電子装置。
【請求項６】
前記低減した電力状態は、アイドル状態である、請求項５に記載の電子装置。
【請求項７】
前記１つ以上の電圧レギュレータの前記出力電圧は、同じ所定の電圧範囲内まで低減される、請求項１に記載の電子装置。
【請求項８】
第１の電圧レギュレータの出力電圧は、第１の所定の電圧範囲まで低減され、
第２の電圧レギュレータの出力電圧は、前記第１の所定の電圧範囲とは異なる第２の所定の電圧範囲まで低減される、請求項１に記載の電子装置。
【請求項９】
前記第１の所定の電圧範囲及び前記第２の所定の電圧範囲は、前記第１及び第２の電圧レギュレータによりそれぞれ電力供給される回路の異なる電力状態に対応する、請求項８に記載の電子装置。
【請求項１０】
前記１つ以上の電圧レギュレータは、前記電子装置の１つ以上の回路の電力モードを変化させる他の電力モード信号が前記電圧レギュレータにより受信されるまで、前記低減した電圧を出力し続ける、請求項１に記載の電子装置。
【請求項１１】
電力モード信号を生成し、
前記電力モード信号に応じて複数の電圧レギュレータの１つ以上の出力電圧を低減することを有し、
前記１つ以上の電圧レギュレータの前記低減した出力電圧は、電子装置の異なる回路又は電子回路で実行される異なる機能に電力供給する電力制御方法。
【請求項１２】
前記電力モード信号は、前記電子装置が所定の電力状態に入ったときに生成される、請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１３】
前記所定の電力状態は、低減した電力状態である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記低減した電力状態は、アイドル状態である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記１つ以上の電圧レギュレータの前記出力電圧は、同じ所定の電圧範囲内まで低減される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
第１の電圧レギュレータの出力電圧は、第１の所定の電圧範囲まで低減され、
第２の電圧レギュレータの出力電圧は、前記第１の所定の電圧範囲とは異なる第２の所定の電圧範囲まで低減される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の所定の電圧範囲及び前記第２の所定の電圧範囲は、前記第１及び第２の電圧レギュレータによりそれぞれ電力供給される回路の異なる電力状態に対応する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記電圧レギュレータのそれぞれは、前記電子装置の１つ以上の回路の電力モードを変化させる他の電力モード信号が前記電圧レギュレータにより受信されるまで、前記低減した電圧を出力し続ける、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
電力モード信号を生成する電力制御回路を有し、
前記電力モード信号は、電子装置の異なる回路又は電子装置で実行される異なる機能に電力供給するために、１つ以上の電圧レギュレータの出力電圧を制御するように適用される電力管理装置。
【請求項２０】
前記電力モード信号は、前記電子装置が所定の電力状態に入ったときに前記電力制御回路により生成される、請求項１９に記載の電力管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに記載の１つ以上の実施例は、電力管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力管理は、システム設計者の目標であり続けている。消費電力を最小化する１つの手法は、システムの動作状態を変化させることを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような状態変化が実行されたとしても、システムの電圧レギュレータ（VR：voltage  regulator）は一定の出力電圧に維持される。従って、システム回路の動作が一定でない場合であっても（例えば、休止中又は不活性化中）、システム電力の負荷は一定のままである。
【０００４】
本発明は、システムのVR出力調整を通じてシステムのアイドル電力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
電子装置は、電力モード信号を生成する電力制御回路と、電力モード信号を受信する複数の電圧レギュレータとを有する。各電圧レギュレータは、電力モード信号に応じて出力電圧を低減し、各電圧レギュレータの低減した出力電圧は、電子装置の異なる回路又は電子回路で実行される異なる機能に電力供給するために使用される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施例によれば、システムのVR出力調整を通じてシステムのアイドル電力を低減することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】電力制御の対象となる装置の例を示す図
【図２】電力管理回路の位置実施例を示す図
【図３】１つ以上の実施例に従った電力制御を示す図
【図４】電力制御方法の一実施例に含まれる動作を示す図
【図５】電力制御方法の他の実施例に含まれる動作を示す図
【図６】ここに記載の１つ以上の実施例に従って実現可能な節電の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本発明の１つ以上の実施例に従って電力管理の対象となる電子装置の例を示している。電子装置は、複数の電池式装置（非限定的に、移動電話、パーソナルデジタルアシスタント、メディアプレイヤ、又はラップトップ若しくはノートブックコンピュータ等）のうち１つでもよい。或いは、電子装置は、通常では固定の位置で使用されるAC電源式装置（数例を挙げると、デスクトップコンピュータ、テレビ、DVD又は他の種類のメディアプレイヤ、サラウンドサウンド又は他のメディア受信機等）でもよい。
【０００９】
図示のように、電子装置は、プロセッサ1と、チップセット2と、グラフィカルインタフェース3と、無線通信ユニット4と、ディスプレイ5と、メモリ6と、USBインタフェース7、メディアプレイヤ8、スピーカ及びマイクロフォン回路9並びにフラッシュメモリカード10を含む複数の機能回路とを含んでもよい。他の実施例では、回路及び機能の異なる組み合わせ又は構成が含まれてもよい。
【００１０】
特に電子装置が電池式である場合、管理方式は、電池により電力供給されている間に電力を節約して装置の動作寿命を増加させる目的で使用されてもよい。１つの種類の電力管理方式は、例えば装置の負荷又は動作に応じて、装置を様々な電力モードに設定することを含む。異なる電力モード又は電力状態の例を以下に示す。
・システム電力状態S0のオン状態：システムは完全に動作中であり、完全に電力供給され、完全にコンテキスト（context）を保持する。
・システム電力状態S1のスリープ状態：システムはS0状態より小さい電力を消費する。全てのハードウェア及びプロセッサのコンテキストが維持される。
・システム電力状態S2のスリープ状態：システムはS1状態より小さい電力を消費する。プロセッサは電力を失い、プロセッサのコンテキスト及びキャッシュの内容が失われる。
・システム電力状態S3のスリープ状態：システムはS2状態より小さい電力を消費する。プロセッサ及びハードウェアのコンテキスト、キャッシュの内容、並びにチップセットのコンテキストが失われる。システムメモリは保持される。
・システム電力状態S4の休止状態：システムは全ての他のスリープ状態に比較して最も少ない電力を消費する。システムは、わずかな電力（trickle  power）を除いて、ほとんどオフ状態である。コンテキストデータは、ハードドライブ（ディスク）に書き込まれ、コンテキストは保持されない。
・システム電力状態S5のオフ状態：システムはシャットダウン状態であり、システムはコンテキストを保持しない。電力状態S4では、システムはディスクに格納されたコンテキストデータから再起動できる点に留意すべきである。
【００１１】
これらの状態は、例えば電子装置がノートブックコンピュータである場合に実装され得るが、ここに記載の実施例は、決してこのような例に限定されない。更に、S1〜S5の状態の１つ以上は、アイドル状態であると考えられてもよく、特定の状況では、アイドルの状態はまた、S0状態内に存在してもよい。
【００１２】
図２は、前述の電子装置で電力を制御する電力管理回路の一実施例を示している。電力管理回路は、電力モード信号を生成する電力制御回路21を含む。電力管理回路は、図１に示すプロセッサ又はチップセットでもよく、非限定的に専用電力管理回路のような異なる回路でもよい。
【００１３】
電力モード信号は、電力制御回路の専用ピン（例えば、電力モードピン）22から出力されてもよい。或いは、電力モード信号は、電力制御回路の既存のピンから生成されてもよく、或いは導かれてもよい。例えば、電力制御回路が装置のチップセットである場合、既存のチップセットは、電力モード信号を生成するために使用されてもよい。
【００１４】
一実施例によれば、電力制御信号は、複数の電圧レギュレータ251、252、253、254及び255に出力される。各電圧レギュレータは、電力モード信号を受信する電力モードピンを含む。このピンでの所定の論理値に応じて、各電圧レギュレータは、所定の量だけ又は所定の範囲内までその出力電圧を低減する。一実施例によれば、電力モード信号を受信する電圧レギュレータの数は、電子装置で使用される全ての電圧レギュレータより少ない。従って、低減した出力電圧を生成する電圧レギュレータは、電力モード信号を受信するように結合されていない他の電圧レギュレータに対して選択的及び独立的に制御されてもよい。
【００１５】
一実施例によれば、多くの電圧レギュレータ又は全ての電圧レギュレータは、同じ値又は同じ所定の範囲内まで出力電圧を低減する。所定の範囲は、各電圧レギュレータの名目上（nominal）の出力電圧と相対的に設定されてもよく、電力モード信号に対応する低減した電力状態でサポート可能な最大電圧の下の特定のパーセントに設定されてもよく、装置の最大動作電圧に設定されてもよく、他の電圧に設定されてもよい。
【００１６】
出力電圧を低減したこれらの電圧レギュレータは、メインプロセッサ又は中央処理装置を制御するものだけでなく、例えば中央処理装置とは別に図１に示されているグラフィック回路及び／又は他の回路のいずれかを含む他の回路を制御するものを含んでもよい。
【００１７】
例えば、１つの用途では、電力プラットフォームは、装置の複数の回路毎に提供されており、各プラットフォームに電力供給するために使用される電圧レギュレータの出力電圧が調整される。調整は、例えばCPPM（Converged  Platform  Power  Management）アーキテクチャ内でのこれらのプラットフォームのアイドル期間に行われてもよい。
【００１８】
代替実施例では、電圧レギュレータは、電力モード信号の受信に応じて、異なる所定の低減した範囲で異なる電圧値を出力してもよい。例えば、これらの異なる値又は範囲は、電力モード信号に対応する電力状態で電圧レギュレータの出力を使用して実行される機能又は動作に基づいて設定されてもよい。図２に示すように、各電圧レギュレータの出力電圧は、異なる回路に結合されてもよく、電子装置内の異なる機能を実行するために使用されてもよい。
【００１９】
図３は、ここに記載の１つ以上の実施例に従って実現され得る電力低減の例を示している。図示のように、電子装置の全て又は一部が第１の電力状態（例えば、アクティブ状態）で動作している場合、電圧レギュレータは、相対的に高い電圧を各回路に出力する、或いは各機能に電力供給する。しかし、電力モード信号が受信されると、電圧レギュレータは、第２の電力状態に対応して、第１の出力電圧より低い第２の出力電圧を出力する。
【００２０】
第２の出力状態はアイドル状態に対応してもよく、第２の出力電圧は第１の出力電圧よりかなり小さくてもよい。一実施例によれば、第２の出力電圧は、名目上の電圧の下の5%〜10%に設定されてもよい。これは、対応する電圧レギュレータ及び／又は電圧レギュレータの出力により電力供給される回路又は機能の低い許容電圧範囲に存在してもよい。
【００２１】
電圧レギュレータの出力は、第１の電力状態を示す他の電力モード信号が受信されたときに、第１の電力状態に対応する第１の出力電圧に戻ってもよい。
【００２２】
図４は、電子装置で電力を管理する方法に含まれる動作を示している。この方法は、図１及び２に示す電子装置で実行されてもよく、携帯用若しくは静止型であれ、電池式又はAC電源式であれ、他の電子装置で実行されてもよい。
【００２３】
初期動作において、装置のオペレーティングシステムは、装置を所定の電力状態に入らせる信号を発行する（ブロック410）。所定の電力状態は、装置又は装置のいずれかの部分に対して、ほとんどの電力が消費される電力状態より小さい電力を消費させる如何なる電力状態でもよい。
【００２４】
例えば、電力状態S0〜S5（前述のもの）が観測される電子装置において、S0状態はオン状態に対応し、S1〜S5状態は低電力状態に対応する。従って、この実施例によれば、ブロック410の所定の電力状態は、S1〜S5の電力状態のいずれかでもよい。他の装置では、異なる電力状態が使用されてもよく、従って、ブロック410は、同様に装置を低電力状態に設定するように実行されてもよい。
【００２５】
所定の（低）電力状態は、CPPMアーキテクチャでは、一般的にアイドル電力状態又はS0ix状態と呼ばれてもよい。S0ix状態の表記において、“i”はS0状態におけるアイドル期間を表してもよく、“x”はアイドル期間の持続時間のプレースホルダー（placeholder）を表してもよい。“x”の大きい値は長い持続時間を表す。また、CPPMアーキテクチャでは、S0状態を含む様々な電力状態の１つ以上の間にアイドルウィンドウが生成される。アイドル期間の生成及び電圧レギュレータの出力電圧の低減を含む、電力管理に対するこの同じ手法は、如何なる種類の高度なプラットフォームの電力管理技術又はアーキテクチャに適用されてもよい。
【００２６】
第２の動作において、装置が所定の電力状態に入ったことに応じて、電力モード信号は、１つ以上の電圧レギュレータに送信される（ブロック420）。電力モード信号は、電力制御回路から生成されてもよい。１つの用途によれば、電力制御回路は、図１に示すチップセット又はプロセッサであり、電力モード信号は、チップセット又はプロセッサの電力モードピンから出力されてもよい。電力モードピンは、電圧レギュレータを制御する特別のピンでもよく、電力モード信号は、チップセット又はプロセッサの既存のピンから生成されてもよい。他の実施例では、電力モード信号は、非限定的に電力管理システムチップを含む装置の他の回路又はチップから生成されてもよい。
【００２７】
節電を向上させるために、その状態で実行されるのに必要な基本的な機能を依然として維持しつつ、電力モード信号は、できるだけ多くの電圧レギュレータに送信されてもよい。このことは、装置の異なる回路部分（又はいわゆる電力の島（power  island））の電力状態を低くすることを生じてもよい。例えば、電子装置の電力モードがアクティブ状態からアイドル状態に変化すると、電力モード信号は、電子装置の異なる回路又は機能にそれぞれ電力供給する電圧レギュレータに送信されてもよい。異なる回路は、例えば、ディスプレイ、入力装置、スピーカ及びマイクロフォン回路、USB回路、並びに他の回路を含んでもよい。しかし、無線通信回路の受信機に少なくとも電力供給する電圧レギュレータは、入来呼が受信されることに備えて、高い電力状態に維持されてもよい（装置が移動電話回路である場合又は移動電話回路を含む場合）。
【００２８】
第３の動作において、電力モード信号を受信する各電圧レギュレータは、所定の電圧バンド内までその出力を低減する（ブロック430）。所定のバンドは、アクティブな電力電圧範囲より低い電圧の範囲に対応する。一実施例によれば、所定の電圧状態がアイドル状態に対応する場合、所定の電圧バンドは、装置の動作許容バンドの下端（例えば、名目上の電圧の-5%〜-10%の間）に設定される。
【００２９】
例えば、システム又はプラットフォームの電圧レギュレータの許容バンドは、システム設計及び／又は特定の電力領域内で実行している装置の耐性に応じて、+/-5%〜+/-10%でもよい。許容バンドに関して、各電圧レギュレータの名目上のポイントは、或る用途でターゲット電圧（例えば、5.0V又は3.3V）であると考えられてもよい。電圧レギュレータは、その出力電圧の周辺の許容バンドを有してもよく、電圧は、動的な負荷の需要に基づいて名目上のポイントの周囲を移動してもよい。
【００３０】
これに対して、動的な負荷の需要が実装されないシステムでは、各電圧レギュレータは、名目上のポイントに調節してもよい。しかし、これは、無駄であることが証明されている。
【００３１】
ここでの１つ以上の実施例によれば、電圧レギュレータは、出力電圧を各許容バンドの下端まで出力電圧を低減することにより、プラットフォームの電力のニーズに貢献する。静的な電流の要件が一定であるが、電圧が低減されるため、この低減は、電圧レギュレータに接続された全ての装置の電力を節約する。その結果、電力（電力＝電圧×電流）が線形的に低減されてもよい。
【００３２】
各レギュレータの出力電圧の低減は、様々な方法で実行されてもよい。例えば、電圧レギュレータが電圧制御発振器（VCO：voltage-controlled  oscillator）回路を備えた位相ロックループ（PLL：phase-locked  loop）回路を含む場合、PLLの位相／電圧比較回路への入力基準信号は、低い値又は異なる値に変更されてもよい。このことは、VCOの出力電圧を比例した量だけ低くする。このように各電圧レギュレータの出力電圧を選択的に制御することにより、電子装置により消費される電力の全体の量がかなり低くなり得る。
【００３３】
第４の動作において、電圧レギュレータの低減した出力電圧は、他の電力モード信号が受信されるまで維持される（ブロック440）。第２の電力モード信号は、装置が実行するために必要な機能に応じて、装置の電力モードをアクティブ状態に戻してもよく、他の低電力状態に変化させてもよい。
【００３４】
図５は、電子装置の電力を管理する他の実施例に含まれる動作を示している。図４の実施例と同様に、初期動作は、装置を所定の電力状態（例えば、低電力状態）に入らせることを含む（ブロック510）。第２の動作において、電力モード信号が生成され、第１及び第２の電圧レギュレータに送信される（ブロック520）。しかし、前の実施例とは異なり、第１及び第２の電圧レギュレータは、出力電圧を異なる低減した電圧範囲内まで設定し、例えば、これらの電圧レギュレータにより制御される回路の異なる負荷又は処理需要に一致させる（ブロック530）。
【００３５】
例えば、所定の電力状態がアイドル状態に対応する場合、第１の電圧レギュレータの出力は、第２の電圧レギュレータの出力電圧が設定される第２の範囲より高い第１の範囲内にあってもよい。双方の範囲は、オン（例えば、S0）電圧状態の装置の動作をサポートするために使用される電圧範囲より低くてもよい。しかし、第１の電圧レギュレータは、現時点でAC電源から電力を受け付ける充電回路に電力供給するために使用されているため、第１の電圧レギュレータの出力は、ディスプレイの動作をサポートするために使用される第２のレギュレータの出力電圧より高い範囲に設定される（ディスプレイは、アイドル電力状態での充電中に使用される必要がない）。
【００３６】
更に又は代替として、第１の電圧レギュレータにより電力供給される回路は、第１の所定の範囲の出力電圧に基づいて動作してもよく、第２の電圧レギュレータにより電力供給される回路は、第２の所定の電圧範囲の出力電圧に基づいて動作してもよい。第１及び第２の所定の電圧範囲は、これらの回路の異なる電力状態に対応してもよい。
【００３７】
第１及び第２の電圧レギュレータの出力電圧は、他の電力モード信号が受信されるまで維持されてもよい（ブロック540）。これにより、第１及び第２の電圧レギュレータの異なる低減した電圧範囲にもかかわらず、かなりの節電が実現される。
【００３８】
図６は、VR調節が実行されている場合及び実行されていない場合の、移動電話の移動プラットフォームのアイドル状態で消費される電力の量の比較を示している。点線で示すように、１つの例示的な用途で実現されることが想定される節電の量（ΔP）は、アイドル状態の12〜15%の範囲内である。これは、例えば電圧レギュレータが-9%の電力低減動作点まで低減された場合、11.5ワットのアイドルのプラットフォームで約1.7ワットの節電に言い換えられてもよい。
【００３９】
この明細書において、“実施例”への言及は、この実施例に関して記載した特定の機能、構造又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。このような用語が明細書の様々な場所に現れることは、必ずしも同じ実施例を示しているとは限らない。更に、特定の機能、構造又は特徴がいずれかの実施例に関して記載されている場合、このような機能、構造又は特徴を他の実施例に関して実施することは、当業者の認識範囲内であることがわかる。
【００４０】
更に、理解を容易にするために、特定の機能ブロックは、別々のブロックとして示されている。しかし、これらの別々に示されたブロックは、必ずしもここで説明又は提示した順序になると解釈されるべきではない。例えば、いくつかのブロックは、例えば、代わりの順序で又は同時に実行可能でもよい。
【００４１】
本発明の実施例について複数の例示的な実施例を参照して説明したが、本発明の実施例の原理の要旨及び範囲内にある複数の他の変更例及び実施例が当業者により考えられ得ることがわかる。より具体的には、本発明の実施例の範囲を逸脱することなく、前述の開示、図面及び特許請求の範囲の範囲内にある対象の組み合わせの構成のコンポーネント部分及び／又は構成において、合理的な変更及び変形が可能である。コンポーネント部分及び構成における変更及び変形に加えて、代替の用途も当業者に明らかになる。
【符号の説明】
【００４２】
1  プロセッサ
2  チップセット
3  グラフィカルインタフェース
4  無線通信ユニット
5  ディスプレイ
6  メモリ
7  USBインタフェース
8  メディアプレイヤ
9  スピーカ及びマイクロフォン回路
10  フラッシュメモリカード
【図１】
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【図２】
2011210264.tif 000004
【図３】
2011210264.tif 000005
【図４】
2011210264.tif 000006
【図５】
2011210264.tif 000007
【図６】
2011210264.tif 000008
【外国語明細書】
2011210264000001.pdf
2011210264000002.pdf
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