(57)【要約】【課題】  動作クロック周波数や動作ＣＰＵコア数を上げてもパフォーマンスの改善効果が小さい場合に、この状況をモニタして、動作クロック周波数や動作ＣＰＵコア数を元に戻すことが可能となる携帯端末と、その省電力制御方法とを提供する。【解決手段】  演算回路の性能（パフォーマンス）を向上する制御（動作周波数の向上やコア数の増加）を行い、その性能の改善率が基準よりも小さい場合に、演算回路の性能の向上を抑制（動作周波数やコア数を元に戻す）する。パフォーマンスの改善効果が小さい場合に動作クロック周波数や動作ＣＰＵコア数を元に戻すことが出来るので、消費電力の削減が可能となる。【選択図】  図２
2015011422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算回路部と、
第１制御信号および第２制御信号に応じて前記演算回路部の性能を制御する電力制御部と
を具備する携帯端末であって、
前記電力制御部は、
前記携帯端末の動作状況をモニタするモニタ回路部と、
携帯端末の使用状況のモニタ結果に基づいて、前記演算回路部の性能向上の必要性を判定する第１の判定部と、
前記演算回路部の性能改善率を判定する第２の判定部と、
前記性能向上の必要性があると判定された場合に、前記演算回路部の性能を向上する前記第１制御信号を生成する第１制御信号生成部と、
前記性能改善率の判定結果が所定の基準よりも小さい場合に、前記演算回路部の性能を抑制する前記第２制御信号を生成する第２制御信号生成部と
を具備する
携帯端末。
【請求項２】
請求項１に記載の携帯端末において、
クロック信号を生成する発振器と、
前記クロック信号を逓倍または分周して前記演算回路部の動作クロック信号を生成し、前記第１制御信号に応じて前記動作クロック信号の周波数を上げ、前記第２制御信号に応じて前期動作クロック信号の周波数を下げる逓倍分周回路部と
をさらに具備する
携帯端末。
【請求項３】
請求項２に記載の携帯端末において、
前記演算回路部の動作電圧を生成し、前記第１制御信号に応じて前記動作電圧を上げ、前記第２制御信号に応じて前記動作電圧を下げる電源回路部
をさらに具備する
携帯端末。
【請求項４】
請求項１に記載の携帯端末において、
前記演算回路部は、
複数のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算装置）コア
を具備し、
前記複数のＣＰＵコアのうち所定数だけに動作電圧を供給し、前記第１制御信号に応じて前記所定数を上げ、前記第２制御信号に応じて前記所定数を下げる電源回路部
をさらに具備する
携帯端末。
【請求項５】
請求項４に記載の携帯端末において、
クロック信号を生成する発振器と、
前記クロック信号を逓倍または分周して前記複数のＣＰＵコアにそれぞれの動作クロック信号を生成し、前記第１制御信号に応じて前記動作クロック信号の周波数を上げ、前記第２制御信号に応じて前期動作クロック信号の周波数を下げる複数の逓倍分周回路と
をさらに具備する
携帯端末。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の携帯端末において、
前記携帯端末の筐体温度を計測して前記モニタ回路部に供給する温度計
をさらに具備する
携帯端末。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の携帯端末において、
前記携帯端末の電池残量を計測して前記モニタ回路部に供給する電池残量計
をさらに具備する
携帯端末。
【請求項８】
携帯端末の動作状況をモニタすることと、
前記携帯端末の動作状況のモニタ結果に基づいて、演算回路部のパフォーマンス向上の必要性を判定することと、
前記必要性があると判定された場合に、前記演算回路部のパフォーマンスを向上することと、
前記パフォーマンス向上の後、前記演算回路部の性能改善率を判定することと、
前記性能改善率の判定結果が所定の基準よりも小さい場合に、前記演算回路部のパフォーマンスを抑制することと
を具備する
携帯端末の省電力制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記パフォーマンスを向上することは、
前記演算回路部の動作クロック周波数を上げること
を具備し、
前記パフォーマンスを抑制することは、
前記動作クロック周波数を下げること
を具備する
携帯端末の省電力制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記パフォーマンスを向上することは、
前記動作クロック周波数に合わせて前記演算回路部の動作電圧を上げること
をさらに具備し、
前記パフォーマンスを抑制することは、
前記動作クロック周波数に合わせて前記動作電圧を下げること
をさらに具備する
携帯端末の省電力制御方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記パフォーマンスを向上することは、
前記演算回路部に含まれる複数のＣＰＵコアの動作ＣＰＵコア数を上げること
を具備し、
前記パフォーマンスを抑制することは、
前記ＣＰＵコア数を下げること
を具備する
携帯端末の省電力制御方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれかに記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記モニタすることは、
前記携帯端末の筐体温度を計測すること
を具備する
携帯端末の省電力制御方法。
【請求項１３】
請求項８〜１１のいずれかに記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記モニタすることは、
前記携帯端末の電池残量を計測すること
を具備する
携帯端末の省電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末と、この携帯端末の省電力制御方法とに係り、特に、消費電力を制御可能なＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算装置）を有する携帯端末と、この携帯端末の省電力制御方法とに係る。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末では、高負荷機能を実現するために、プロセッサの動作クロック周波数が年々高速化している。また、これらのプロセッサもシングルコア型からマルチコア型への変化が進んでいる。プロセッサの負荷状態をモニタして、その動作クロック周波数や動作ＣＰＵコア数などを制御する方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１（特開２００１−１７５３６８号公報）には、ＣＰＵコア電圧切替え回路に係る記載が開示されている。特許文献１に記載のＣＰＵコア電圧切替え回路は、携帯情報端末に備えられる。このＣＰＵコア電圧切替え回路は、携帯情報端末が、アプリケーションソフトを使用する時には、ＣＰＵクロック周波数を、初期起動状態及びメモリデータ初期化状態にある時の半分の周波数とすることを特徴とする。
【０００４】
特許文献２（特開２０１０−０６３０５７号公報）には、携帯端末に係る記載が開示されている。特許文献２に記載の携帯端末は、キー操作が行われない状態が所定時間以上続いた場合に省電力モードに移行する。この携帯端末は、動作モード自動切替手段と、動作モード手動切替手段とを備えることを特徴とする。ここで、動作モード自動切替手段は、省電力モード時にキー操作が行われた場合、省電力モードに移行する直前の動作モードよりも低消費電力の動作モードに自動的に切り替える。動作モード手動切替手段は、ユーザからの指示に応じて現在の動作モードをそのモードよりも高消費電力の動作モードに切り替える。
【０００５】
特許文献３（特開２０１０−２７７３００号公報）には、マルチプロセッサシステムにおける省電力制御装置に係る記載が開示されている。このマルチプロセッサシステムは、複数のタスクを分散処理する複数のプロセッサを備えるとともに、性能保証タスクと性能非保証タスクとが混在する。この省電力制御装置は、割り当て制御手段と、動作状態制御手段とを備える。ここで、割り当て制御手段は、各プロセッサに割り当てられるべき各性能保証タスクの処理性能値のそれぞれと、各性能保証タスクが必要とするリアルタイム性能時間を加味したプロセッサの処理能力値のそれぞれとの相関関係に基づいて、使用プロセッサ数が最小限となるように、各性能保証タスクの各プロセッサへの割り当ての制御を行う。動作状態制御手段は、割り当て制御手段による割り当ての結果、性能保証タスクの割り当てが解消された不使用プロセッサの動作状態に対して省電力状態を適用する。
【０００６】
特許文献４（特開２０１１−０３９８３６号公報）には、携帯機器に搭載されるプロセッサに係る記載が開示されている。このプロセッサは、それぞれがクロック信号にもとづいて処理負荷が異なる機能を実現する複数のブロックを備えた携帯機器に搭載される。このプロセッサは、クロック信号供給手段と、周波数測定回路と、周波数決定手段と、周波数変更手段とを含むことを特徴とする。ここで、クロック信号供給手段は、クロック信号を前記各ブロックに供給する。周波数測定回路は、クロック信号供給手段が各ブロックに供給しているクロック信号の周波数を測定する。周波数決定手段は、動作するブロックに応じてクロック信号の周波数を決定する。周波数変更手段は、周波数決定手段が決定した周波数と、周波数測定回路が測定した周波数とが異なる場合に、クロック信号の周波数を周波数決定手段が決定した周波数に変更する。クロック信号供給手段は、周波数変更手段によって周波数が変更されたクロック信号を各ブロックに供給する。
【０００７】
しかし、携帯端末のパフォーマンスは、必ずしもプロセッサの動作クロック周波数や動作ＣＰＵコア数だけで決まるものではない。例えば、プロセッサ外部のメモリへのアクセス性能など、他の要因による影響も小さくない。このため、負荷が高い状態で動作クロック周波数や動作ＣＰＵコア数だけ上げても、携帯端末のパフォーマンスが期待通りに改善しないばかりか、消費電力のみが大幅に増大する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１７５３６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−０６３０５７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２７７３００号公報
【特許文献４】特開２０１１−０３９８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、動作クロック周波数や動作ＣＰＵコア数を上げてもパフォーマンスの改善効果が小さい場合に、この状況をモニタして、動作クロック周波数や動作ＣＰＵコア数を元に戻すことが可能となる携帯端末と、その省電力制御方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による携帯端末は、演算回路部と、電力制御部とを含む。電力制御部は、第１制御信号および第２制御信号に応じて演算回路部のパフォーマンスを制御する。電力制御部は、モニタ回路部と、第１の判定部と、第２の判定部と、第１制御信号生成部と、第２制御信号生成部とを具備する。第１の判定部は、携帯端末の使用状況のモニタ結果に基づいて、演算回路部のパフォーマンス向上の必要性を判定する。第２の判定部は、前記演算回路部の性能改善率を判定する。第１制御信号生成部は、パフォーマンス向上の必要性があると判定された場合に、演算回路部のパフォーマンスを向上する第１制御信号を生成する。第２制御信号生成部は、性能改善率の判定結果が所定の基準よりも小さい場合に、前記演算回路部のパフォーマンスを抑制する第２制御信号を生成する。
【００１１】
本発明による携帯端末の省電力制御方法は、携帯端末の動作状況をモニタすることと、携帯端末の動作状況のモニタ結果に基づいて、演算回路部のパフォーマンス向上の必要性を判定することと、パフォーマンス向上の必要性があると判定された場合に、演算回路部のパフォーマンスを向上することと、パフォーマンス向上の後、前記演算回路部の性能改善率を判定することと、性能改善率の判定結果が所定の基準よりも小さい場合に、演算回路部のパフォーマンスを抑制することとを具備する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の携帯端末と、その省電力制御方法によれば、パフォーマンスの改善効果が小さい場合に動作クロック周波数や動作ＣＰＵコア数を元に戻すことが出来るので、消費電力の削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態による携帯端末の省電力制御方法を実行した場合に得られる性能改善率の変化の一例を示すグラフである。
【図２】本発明の第１の実施形態による携帯端末の構成を示すブロック回路図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による電力制御部ＰＭの構成を示すブロック回路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による電力制御部ＰＭの構成を機能別に示す機能ブロック回路図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による携帯端末の省電力制御方法に含まれる工程を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態による携帯端末の省電力制御方法を実行した場合に得られる性能改善率の変化の一例を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施形態による携帯端末の省電力制御方法に含まれる工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付図面を参照して、本発明による携帯端末およびその省電力制御方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による携帯端末の省電力制御方法を実行した場合に得られる性能改善率の変化の一例を示すグラフである。図１のグラフにおいて、横軸は携帯端末の動作クロック周波数を表し、縦軸は携帯端末のパフォーマンスを所定の基準で評価した数値を示す。また、図１のグラフには、一例として、第１〜第５の動作点Ｐ１１〜Ｐ１５と、これらの動作点の間を移動する第１〜第５の矢印Ａ１１〜Ａ１５とが示されている。
【００１６】
図２は、本発明の第１の実施形態による携帯端末の構成を示すブロック回路図である。図２に示した構成要素について説明する。図２に示した携帯端末は、アプリケーションプロセッサＡＰと、発振器ＯＳＣと、電源回路部ＰＩＣとを含んでいる。アプリケーションプロセッサＡＰは、電力制御部ＰＭと、演算回路部Ｃと、逓倍分周回路部ＭＤとを含んでいる。
【００１７】
演算回路部Ｃは、第１〜第４のＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４を含んでいる。逓倍分周回路部ＭＤは、第１〜第４の逓倍分周回路ＭＤ１〜ＭＤ４を含んでいる。電源回路部ＰＩＣは、第１〜第４の電源回路Ｐ１〜Ｐ４を含んでいる。なお、図２に示した構成例では、ＣＰＵ、逓倍分周回路および電源回路の総数は４であるが、これはあくまでも一例であって、他の数値であっても構わない。また、ＣＰＵ、逓倍分周回路および電源回路の総数は、必ずしも同じ数値でなくても構わない。
【００１８】
図２に示した構成要素の接続関係について説明する。発振器ＯＳＣは、逓倍分周回路部ＭＤに接続されており、第１〜第４の逓倍分周回路ＭＤ１〜ＭＤ４のそれぞれにも接続されている。第１〜第４の逓倍分周回路ＭＤ１〜ＭＤ４は、第１〜第４のＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４にそれぞれ接続されている。第１〜第４の電源回路Ｐ１〜Ｐ４は、第１〜第４のＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４にそれぞれ接続されている。
【００１９】
なお、上述したように、ＣＰＵ、逓倍分周回路および電源回路の総数が異なる場合には、複数のＣＰＵが同じ逓倍分周回路に共通接続されていても良いし、複数のＣＰＵが同じ電源回路に共通接続されていても良い。反対に、１つのＣＰＵが複数の逓倍分周回路に接続されていても良いし、１つのＣＰＵが複数の電源回路に接続されていても良い。
【００２０】
図２に示した構成要素の動作について説明する。発振器ＯＳＣは、所定の周波数を有するクロック信号を生成し、逓倍分周回路部ＭＤに向けて出力する。第１〜第４の逓倍分周回路ＭＤ１〜４は、電力制御部ＰＭに制御された第１〜第４の比率を用いてクロック信号を逓倍または分周し、第１〜第４の動作クロック周波数を有する第１〜第４のクロック信号を生成し、第１〜第４のＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４に向けて出力する。第１〜第４の電源回路Ｐ１〜Ｐ４は、電力制御部ＰＭに制御された第１〜第４の電圧値をそれぞれ有する第１〜第４の動作電圧を生成し、第１〜第４のＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４に向けて出力する。第１〜第４のＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４は、第１〜第４の動作電圧と、第１〜第４の動作クロック周波数とにそれぞれ応じた第１〜第４のパフォーマンスで演算処理を行う。電力制御部ＰＭは、演算回路部Ｃの状態をモニタし、その結果に応じて、第１〜第４の比率を制御する第１〜第４の比率制御信号を生成し、第１〜第４の逓倍分周回路ＭＤ１〜ＭＤ４に向けて出力する。また、電力制御部ＰＭは、モニタの結果に応じて、第１〜第４の電圧値を制御する第１〜第４の電圧制御信号を生成し、第１〜第４の電源回路Ｐ１〜Ｐ４に向けて出力する。
【００２１】
電力制御部ＰＭは、図示しない温度計から携帯端末の筐体温度を読み取り、この筐体温度を上述したモニタ結果の一部として用いても良い。また、電力制御部ＰＭは、図示しない電池残量計から電池残量を読み取り、この電池残量を上述したモニタ結果の一部として用いても良い。
【００２２】
図３は、本発明の第１の実施形態による電力制御部ＰＭの構成を示すブロック回路図である。図３に示した構成要素について説明する。図３に示した電力制御部ＰＭは、制御バスＰＭ１と、制御演算部ＰＭ２と、制御入力部ＰＭ３と、制御出力部ＰＭ４と、制御記憶部ＰＭ５とを含んでいる。
【００２３】
図３に示した構成要素の接続関係について説明する。制御演算部ＰＭ２と、制御入力部ＰＭ３と、制御出力部ＰＭ４と、制御記憶部ＰＭ５とは、それぞれ制御バスＰＭ１に接続されている。その他、制御バスＰＭ１は、演算回路部Ｃと、逓倍分周回路部ＭＤと、電源回路部ＰＩＣとにも接続されている。さらに、制御バスＰＭ１は、図示しない温度計および電池にも接続されていることが望ましい。
【００２４】
図３に示した構成要素の動作について説明する。制御バスＰＭ１は、接続された構成要素が相互に送受信する各種の信号を中継する。制御入力部ＰＭ３は、演算回路部Ｃや、図示しない温度計および電池などから、携帯端末の状況を表す各種の信号を入力する。制御演算部ＰＭ２は、制御記憶部ＰＭ５や、図示しない記憶部などに格納されたプログラムを実行して、制御入力部ＰＭ３が入力した各種の信号や、制御記憶部ＰＭ５に格納された各種データを用いた演算を行う。制御記憶部ＰＭ５は、制御入力部ＰＭ３が入力した各種の信号や、制御演算部ＰＭ２が演算して得られた結果や、制御演算部ＰＭ２および演算回路部Ｃが実行する各種のプログラムなどを格納する。制御出力部ＰＭ４は、制御演算部ＰＭ２が演算して得られた結果や、制御記憶部ＰＭ５に格納されたデータおよびプログラムを、逓倍分周回路部ＭＤや、電源回路部ＰＩＣなどに向けて出力する。
【００２５】
図４は、本発明の第１の実施形態による電力制御部ＰＭの構成を機能別に示す機能ブロック回路図である。図４に示した構成要素について説明する。図４に示した電力制御部ＰＭは、バスＢ１と、モニタ回路部Ｍと、第１の判定部Ｊ１と、第２の判定部Ｊ２と、第１の信号生成部Ｓ１と、第２の信号生成部Ｓ２とを含んでいる。図４に示したこれらの構成要素がそれぞれに有する機能は、図３に示した構成要素の一部または全体と、所定のプログラムとを組み合わせることで実行可能である。
【００２６】
図４に示した構成要素の接続関係について説明する。モニタ回路部Ｍと、第１の判定部Ｊ１と、第２の判定部Ｊ２と、第１の信号生成部Ｓ１と、第２の信号生成部Ｓ２とは、それぞれ、バスＢ１に接続されている。その他、バスＢ１は、演算回路部Ｃと、逓倍分周回路部ＭＤと、電源回路部ＰＩＣとにも接続されている。さらに、バスＢ１は、図示しない温度計および電池にも接続されていることが望ましい。
【００２７】
図４に示した構成要素の動作について説明する。バスＢ１は、接続された構成要素が相互に送受信する各種の信号を中継する。モニタ回路部Ｍは、演算回路部Ｃや、図示しない温度計および電池などの状態を読み出す。第１の判定部Ｊ１は、モニタ回路部Ｍが読み出した携帯端末の構成要素における状態に応じて、演算回路部Ｃのパフォーマンス、特にその動作クロック周波数を変更すべきかどうか、その必要性について判定を行う。第２の判定部Ｊ２は、演算回路部Ｃのパフォーマンスが改善された場合に、このパフォーマンスを改善するために増加した分の消費電力が見合うかどうか、すなわちパフォーマンス改善率の妥当性について判定を行う。第１の信号生成部Ｓ１は、演算回路部Ｃのパフォーマンスを向上させる場合に、動作クロック周波数を上げる制御信号を生成し、逓倍分周回路部ＭＤに向けて出力する。第１の信号生成部Ｓ１は、さらに、動作電圧を上げる制御信号を生成し、電源回路部ＰＩＣに向けて出力する。第２の信号生成部Ｓ２は、演算回路部Ｃのパフォーマンスを低下させる場合に、動作クロック周波数を下げる制御信号を生成し、逓倍分周回路部ＭＤに向けて出力する。第１の信号生成部Ｓ１は、さらに、動作電圧を下げる制御信号を生成し、電源回路部ＰＩＣに向けて出力する。
【００２８】
以上に説明した携帯端末の各構成要素の動作は、演算回路部Ｃおよび第１〜第４のＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４、ならびに、制御演算部ＰＭ２などが実行可能なプログラムとして、制御記憶部ＰＭ５や、その他の図示しない記憶部などに格納されている。
【００２９】
図５は、本発明の第１の実施形態による携帯端末の省電力制御方法に含まれる工程を示すフローチャートである。図１、図２〜図４および図５を用いて、本発明の第１の実施形態による携帯端末の動作、すなわち省電力制御方法について説明する。
【００３０】
図５のフローチャートは、第１〜第６のステップＳＡ１〜ＳＡ６を含んでいる。このフローチャートが開始すると、まず、第１のステップＳＡ１が実行される。
【００３１】
第１のステップＳＡ１では、携帯端末の使用状況に応じたデフォルトの動作クロック周波数が設定される。このとき、例えば、携帯端末で実行されているプログラムの種類や総数などから予想される負荷を予め算出したデータがテーブルなどの形式で制御記憶部ＰＭ５に格納されており、フローチャートの開始時に制御演算部ＰＭ２がこのデータを読み出し、読み出したデータに応じた動作クロック周波数を表す信号を制御出力部ＰＭ４が逓倍分周回路部ＭＤに向けて出力しても良い。
【００３２】
このとき、動作クロック周波数の変化に応じて、動作電圧も最適な値に設定されることが好ましい。この場合は、各ＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４のそれぞれにおける動作クロック周波数ごとに最適な動作電圧のデータが予め用意されており、このデータがテーブルなどの形式で制御記憶部ＰＭ５に格納されており、制御演算部ＰＭ２が必要に応じてこのデータを読み出して、読み出されたデータに応じた動作電圧の値を表す信号を制御出力部ＰＭ４が電源回路部ＰＩＣに向けて出力しても良い。
【００３３】
第１のステップＳＡ１が実行されると、図１に示した例では、演算回路部Ｃの動作が、第１の動作点Ｐ１１に設定される。
【００３４】
ここで、電力制御部ＰＭは、携帯端末の使用状況を定期的にモニタして、変化を検知したことをトリガーにして、第１のステップＳＡ１が開始されても良い。
または、携帯端末で実行可能なプログラムが開始もしくは終了して、携帯端末の使用状況に変化が生じたことをトリガーにして、第１のステップＳＡ１が開始されても良い。
【００３５】
第１のステップＳＡ１の次に、第２のステップＳＡ２が実行される。
【００３６】
第２のステップＳＡ２では、電力制御部ＰＭの第１の判定部Ｊ１が演算回路部Ｃの動作クロック周波数変更の必要性を判定する。第１の判定部Ｊ１が、演算回路部Ｃの負荷状態は第１の基準値よりも高いと判定した場合は、第２のステップＳＡ２の次に、第３のステップＳＡ３が実行される。反対に、第１の判定部Ｊ１が、演算回路部Ｃの負荷状態は第２の基準値よりも低いと判定した場合は、第２のステップＳＡ２の次に、第６のステップＳＡ６が実行される。なお、ここで、第１の基準値は第２の基準値よりも高いことが好ましいが、同じ値であっても良い。
【００３７】
第３のステップＳＡ３では、演算回路部Ｃの動作クロック周波数および動作電圧が上げられる。このとき、例えば、演算回路部Ｃの動作クロック周波数、動作電圧および負荷状態に基づいて、適正と思われる動作クロック周波数および動作電圧の値を、制御演算部ＰＭ２がその都度に算出する。または、例えば、演算回路部Ｃの動作クロック周波数、動作電圧および負荷状態、ならびに携帯端末の電池残量や筐体温度などに基づいて、適正と思われる動作クロック周波数および動作電圧の値を予め算出し、データ化し、制御記憶部ＰＭ５に格納しておいて、制御演算部ＰＭ２がその都度に読み出しても良い。
【００３８】
その後、第１の信号生成部Ｓ１が、演算回路部Ｃの動作クロック周波数および動作電圧を適正値に上げる信号を生成し、逓倍分周回路部ＭＤおよび電源回路部ＰＩＣに向けて出力する。逓倍分周回路部ＭＤは、受信した信号が表す適正値に周波数を上げた動作クロック信号を生成し、演算回路部Ｃに向けて出力する。電源回路部ＰＩＣは、受信した信号があらわす適正値に上げた動作電圧を生成し、演算回路部Ｃに向けて出力する。演算回路部Ｃは、適正値に上げられた動作クロック周波数および動作電圧で動作することでそのパフォーマンスが改善する。
【００３９】
第３のステップＳＡ３が実行されると、図１に示した例では、まず、演算回路部Ｃの動作が、第１の動作点Ｐ１１から第１の矢印Ａ１１を伝って第２の動作点Ｐ１２に移動する。演算回路部Ｃの動作クロック周波数が上がれば、それだけ演算回路部Ｃのパフォーマンスも向上するので、演算回路部Ｃの動作はさらに、第２の動作点Ｐ１２から第２の矢印Ａ１２を伝って第３の動作点Ｐ１３に移動する。
【００４０】
なお、後述するように、第３のステップＳＡ３で上げた動作クロック周波数および動作電圧は、上げる前の状態に戻す場合がある。したがって、動作クロック周波数および動作電圧を上げる前に、上げる前の値を制御入力部ＰＭ３などで読み取って、制御記憶部ＰＭ５などに格納しておくことが望ましい。
【００４１】
第３のステップＳＡ３の次に、第４のステップＳＡ４が実行される。
【００４２】
第４のステップＳＡ４では、電力制御部ＰＭの第２の判定部Ｊ２が演算回路部Ｃのパフォーマンス改善率を判定する。第２の判定部Ｊ２が、演算回路部Ｃの動作における第１の動作点Ｐ１１から第３の動作点Ｐ１３への移動で示されるパフォーマンス改善率が、第１の改善率基準値よりも高いと判定した場合は、第４のステップＳＡ４でこのフローチャートを終了する。第２の判定部Ｊ２が、演算回路部Ｃの動作における第１の動作点Ｐ１１から第３の動作点Ｐ１３への移動で示されるパフォーマンス改善率が、第２の改善率基準値よりも低いと判定した場合は、第４のステップＳＡ４の次に第５のステップＳＡ５が実行される。
【００４３】
なお、ここで、第１の改善率基準値は第２の改善率基準値よりも高いことが好ましいが、同じ値であっても良い。また、第１および第２の改善率基準値は、予め適切な値が算出されていて、制御記憶部ＰＭ５などに格納されていて、これを読み出しても良いし、または、制御演算部ＰＭ２などが、携帯端末の状況に応じて、特に電池残量や筐体温度などに基づいて、その都度算出しても良い。
【００４４】
第５のステップＳＡ５では、演算回路部Ｃの動作クロック周波数および動作電圧の値を、第３のステップＳＡ３で上げる前の状態に戻す。このとき、動作クロック周波数および動作電圧の、第３のステップＳＡ３で上げる前の値が、制御記憶部ＰＭ５に格納されており、これを制御演算部ＰＭ２などが読み出しても良い。その後、演算回路部Ｃの動作クロック周波数および動作電圧の、第３のステップＳＡ３で上げられる前の値を表す信号を、第２の信号生成部Ｓ２が生成し、逓倍分周回路部ＭＤおよび電源回路部ＰＩＣに向けて出力する。逓倍分周回路部ＭＤは、第２の信号生成部Ｓ２から受信した信号に応じた周波数を有する動作クロック信号を生成し、演算回路部Ｃに向けて出力する。電源回路部ＰＩＣも、第２の信号生成部Ｓ２から受信した信号に応じた動作電圧を生成し、演算回路部Ｃに向けて出力する。その結果、演算回路部Ｃは、第３のステップＳＡ３で上がる前のパフォーマンスで動作する。
【００４５】
図１の例では、第５の矢印Ａ１５が第５のステップＳＡ５を表している。ここで、第３のステップＳＡ３で、演算回路部Ｃの動作が、第３の動作点から第３の矢印Ａ１３を伝って第４の動作点に移動し、さらに第４の矢印Ａ１４を伝って第５の動作点Ｐ１５に移動した場合について説明する。この場合は、動作クロック周波数を上げた量に対するパフォーマンスが向上した量の比率、すなわち改善率が、第１の動作点Ｐ１１から第３の動作点Ｐ１３に移動した場合の改善率よりも小さい。その結果、第４のステップＳＡ４ではパフォーマンス改善率が第２の改善率基準値よりも小さいと判定されている。そこで、第５のステップＳＡ５では、一度は第５の動作点Ｐ１５に達した演算回路部Ｃの動作が、第５の矢印Ａ１５を伝って第３の動作点Ｐ１３に戻される。
【００４６】
第５のステップＳＡ５が完了すると、このフローチャートも終了する。
【００４７】
第６のステップＳＡ６では、演算回路部Ｃの動作クロック周波数および動作電圧が下げられる。このとき、例えば、演算回路部Ｃの動作クロック周波数、動作電圧および負荷状態に基づいて、適正と思われる動作クロック周波数および動作電圧の値を、制御演算部ＰＭ２がその都度に算出する。または、例えば、演算回路部Ｃの動作クロック周波数、動作電圧および負荷状態、ならびに携帯端末の電池残量や筐体温度などに基づいて、適正と思われる動作クロック周波数および動作電圧の値を予め算出し、データ化し、制御記憶部ＰＭ５に格納しておいて、制御演算部ＰＭ２がその都度に読み出しても良い。
【００４８】
その後、第１の信号生成部Ｓ１が、演算回路部Ｃの動作クロック周波数および動作電圧を適正値に下げる信号を生成し、逓倍分周回路部ＭＤおよび電源回路部ＰＩＣに向けて出力する。逓倍分周回路部ＭＤは、受信した信号が表す適正値に周波数を上げた動作クロック信号を生成し、演算回路部Ｃに向けて出力する。電源回路部ＰＩＣは、受信した信号があらわす適正値に上げた動作電圧を生成し、演算回路部Ｃに向けて出力する。演算回路部Ｃは、適正値に下げられた動作クロック周波数および動作電圧で動作することで、その電力消費量が下がる。
【００４９】
第６のステップＳＡ６が完了すると、このフローチャートも終了する。
【００５０】
なお、図５のフローチャートに示した本実施形態による携帯端末の省電力制御方法は、第４〜第６のステップＳＡ４〜ＳＡ６の後に終了しても、定期的に、または携帯端末の使用状況に変化が現れるたびに、適宜に再開することが好ましい。
【００５１】
以上、本発明の第１の実施形態による携帯端末およびその省電力方法について説明した。本実施形態によれば、アプリケーションプロセッサＡＰ内で用いられる動作クロック信号の周波数設定を上げた際に、この変更に伴う演算回路部Ｃのパフォーマンス状態を確認し、得られた改善効果が所定の基準値を下回る場合には動作クロック周波数を元に戻すことが可能となる。したがって、演算回路部Ｃの消費電力およびパフォーマンスの両方を考慮して動作クロック周波数を適正な値に設定することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態において改善効果の判定に使用する基準値は、携帯端末の電池残量や筐体温度などに応じて変更することが可能である。これにより、携帯端末の利用状況をより細やかに考慮した動作クロック周波数の設定が可能となる。より具体的には、携帯端末全体のパフォーマンスのボトルネックが演算回路部Ｃ以外にあったとしても、そしてこのボトルネックを特定しなくても、演算回路部Ｃのパフォーマンスを下げることで無駄な電力消費を回避し、携帯端末の最終的な情報処理の総量を向上させることが可能となる。また、携帯端末の電池残量が減りすぎたり筐体温度が上がりすぎたりしないように、演算回路部Ｃのパフォーマンスを敢えて下げることも可能である。
【００５３】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態でも、図２〜図４に示した本発明の第１の実施形態の場合と同様に構成された携帯端末を用いる。ただし、本実施形態では、演算回路部Ｃのパフォーマンスを制御するに当たって、演算回路部Ｃが有する複数のＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４のうち、一部だけを動作させる。すなわち、動作するＣＰＵコア数を増やすことで演算回路部Ｃのパフォーマンスを上げ、動作しないＣＰＵコア数を増やすことで演算回路部Ｃのパフォーマンスを下げる。
【００５４】
より具体的には、電源回路部ＰＩＣのうち、電源回路Ｐ１〜Ｐ４の一部が電源の供給を止めることで、接続先のＣＰＵコアＣ１〜Ｃ４の一部が動作を止め、消費電力を節約することが出来る。
【００５５】
したがって、本実施形態では、本発明の第１の実施形態のように電力制御部ＰＭが逓倍分周回路部ＭＤを制御する必要は無いとも言える。しかし、後述するように、実際には本発明の第１および第２の実施形態を組み合わせて省電力制御を行うことが好ましいので、以降、図２〜図４に示した構成を用いて本実施形態について説明する。
【００５６】
図６は、本発明の第２の実施形態による携帯端末の省電力制御方法を実行した場合に得られる性能改善率の変化の一例を示すグラフである。図６に示したグラフにおいても、図１に示したグラフと同様に、横軸は携帯端末の動作クロック周波数を表し、縦軸は携帯端末のパフォーマンスを所定の基準で評価した数値を示す。また、図６のグラフにも、一例として、第１〜第５の動作点Ｐ２１〜Ｐ２５と、これらの動作点の間を移動する第１〜第５の矢印Ａ２１〜Ａ２５とが示されている。
【００５７】
図７は、本発明の第２の実施形態による携帯端末の省電力制御方法に含まれる工程を示すフローチャートである。図７のフローチャートは、第１〜第６のステップＳＢ１〜ＳＢ６を含んでいる。図７のフローチャートは、図５に示した第１の実施形態によるフローチャートに、以下の変更を加えたものに等しい。すなわち、演算回路部Ｃのパフォーマンスを制御するために、第１の実施形態では動作クロック周波数および動作電圧を制御した代わりに、本実施形態では動作電圧の供給をオンオフして動作ＣＰＵコア数を増減する。
【００５８】
より具体的には、まず、第１のステップＳＢ１において、携帯端末の使用状況に応じたデフォルトの動作ＣＰＵコア数が設定される。次に、第２のステップＳＢ２において、電力制御部ＰＭの第１の判定部Ｊ１が演算回路部Ｃの動作ＣＰＵコア数変更の必要性を判定する。また、第３のステップＳＢ３において、演算回路部Ｃの動作ＣＰＵコア数が上げられる。第４のステップＳＢ４において、電力制御部ＰＭの第２の判定部Ｊ２が演算回路部Ｃのパフォーマンス改善率を判定する。第５のステップＳＢ５において、演算回路部Ｃの動作ＣＰＵコア数を、第３のステップＳＢ３で上げる前の状態に戻す。最後に、第６のステップＳＢ６において、演算回路部Ｃの動作ＣＰＵコア数が下げられる。
【００５９】
言い換えれば、本実施形態による携帯端末の省電力制御方法は、動作クロック周波数および動作電圧の制御を動作ＣＰＵコア数に置き換えた以外、本発明の第１の実施形態の場合と同様である。なお、本実施形態において、複数の電源回路Ｐ１〜Ｐ４のうちどれをオンにしてどれをオフにするのかを決定する機能は、電源制御部ＰＭが有していても良いし、電源回路部Ｃが有していても良い。前者の場合は、オンにすべき電源回路と、オフにすべき電源回路とを、制御演算部ＰＭ２が適宜に選択して、この情報を含む制御信号を制御出力部ＰＭ４が生成して電源回路部Ｃに向けて出力する。後者の場合は、第１または第２の信号生成部Ｓ１またはＳ２から供給される制御信号が表す動作ＣＰＵコア数に応じて、オンにすべき電源回路と、オフにすべき電源回路とを、電源回路部Ｃが適宜に選択する。
【００６０】
本実施形態による携帯端末の省電力制御方法においても、上記に説明した本発明の第１の実施形態の場合と同様の効果が得られる。
【００６１】
以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。
【００６２】
特に、本発明の第１および第２の実施形態を組み合わせて、演算回路部Ｃにおける動作クロック周波数、動作電圧および動作ＣＰＵコア数の一部または全てを適宜に上下することで、演算回路部Ｃのパフォーマンス低下をより少なく抑え、携帯端末の電池残量や狂態温度も考慮してより細やかな省電力制御が可能となる。
【００６３】
以下、本発明の特徴を付記する。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
付記１は、
演算回路部と、
第１制御信号および第２制御信号に応じて前記演算回路部の性能を制御する電力制御部と
を具備する携帯端末であって、
前記電力制御部は、
前記携帯端末の動作状況をモニタするモニタ回路部と、
携帯端末の使用状況のモニタ結果に基づいて、前記演算回路部の性能向上の必要性を判定する第１の判定部と、
前記演算回路部の性能改善率を判定する第２の判定部と、
前記性能向上の必要性があると判定された場合に、前記演算回路部の性能を向上する前記第１制御信号を生成する第１制御信号生成部と、
前記性能改善率の判定結果が所定の基準よりも小さい場合に、前記演算回路部の性能を抑制する前記第２制御信号を生成する第２制御信号生成部と
を具備する
携帯端末である。
（付記２）
付記２は、
付記１に記載の携帯端末において、
クロック信号を生成する発振器と、
前記クロック信号を逓倍または分周して前記演算回路部の動作クロック信号を生成し、前記第１制御信号に応じて前記動作クロック信号の周波数を上げ、前記第２制御信号に応じて前期動作クロック信号の周波数を下げる逓倍分周回路部と
をさらに具備する
携帯端末である。
（付記３）
付記３は、
付記２に記載の携帯端末において、
前記演算回路部の動作電圧を生成し、前記第１制御信号に応じて前記動作電圧を上げ、前記第２制御信号に応じて前記動作電圧を下げる電源回路部
をさらに具備する
携帯端末である。
（付記４）
付記４は、
付記１に記載の携帯端末において、
前記演算回路部は、
複数のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算装置）コア
を具備し、
前記複数のＣＰＵコアのうち所定数だけに動作電圧を供給し、前記第１制御信号に応じて前記所定数を上げ、前記第２制御信号に応じて前記所定数を下げる電源回路部
をさらに具備する
携帯端末である。
（付記５）
付記５は、
付記４に記載の携帯端末において、
クロック信号を生成する発振器と、
前記クロック信号を逓倍または分周して前記複数のＣＰＵコアにそれぞれの動作クロック信号を生成し、前記第１制御信号に応じて前記動作クロック信号の周波数を上げ、前記第２制御信号に応じて前期動作クロック信号の周波数を下げる複数の逓倍分周回路と
をさらに具備する
携帯端末である。
（付記６）
付記６は、
付記１〜５のいずれかに記載の携帯端末において、
前記携帯端末の筐体温度を計測して前記モニタ回路部に供給する温度計
をさらに具備する
携帯端末である。
（付記７）
付記７は、
付記１〜５のいずれかに記載の携帯端末において、
前記携帯端末の電池残量を計測して前記モニタ回路部に供給する電池残量計
をさらに具備する
携帯端末である。
（付記８）
付記８は、
携帯端末の動作状況をモニタすることと、
前記携帯端末の動作状況のモニタ結果に基づいて、演算回路部のパフォーマンス向上の必要性を判定することと、
前記必要性があると判定された場合に、前記演算回路部のパフォーマンスを向上することと、
前記パフォーマンス向上の後、前記演算回路部の性能改善率を判定することと、
前記性能改善率の判定結果が所定の基準よりも小さい場合に、前記演算回路部のパフォーマンスを抑制することと
を具備する
携帯端末の省電力制御方法である。
（付記９）
付記９は、
付記８に記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記パフォーマンスを向上することは、
前記演算回路部の動作クロック周波数を上げること
を具備し、
前記パフォーマンスを抑制することは、
前記動作クロック周波数を下げること
を具備する
携帯端末の省電力制御方法である。
（付記１０）
付記１０は、
付記９に記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記パフォーマンスを向上することは、
前記動作クロック周波数に合わせて前記演算回路部の動作電圧を上げること
をさらに具備し、
前記パフォーマンスを抑制することは、
前記動作クロック周波数に合わせて前記動作電圧を下げること
をさらに具備する
携帯端末の省電力制御方法である。
（付記１１）
付記１１は、
付記８に記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記パフォーマンスを向上することは、
前記演算回路部に含まれる複数のＣＰＵコアの動作ＣＰＵコア数を上げること
を具備し、
前記パフォーマンスを抑制することは、
前記ＣＰＵコア数を下げること
を具備する
携帯端末の省電力制御方法である。
（付記１２）
付記１２は、
付記８〜１１のいずれかに記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記モニタすることは、
前記携帯端末の筐体温度を計測すること
を具備する
携帯端末の省電力制御方法である。
（付記１３）
付記１３は、
付記８〜１１のいずれかに記載の携帯端末の省電力制御方法において、
前記モニタすることは、
前記携帯端末の電池残量を計測すること
を具備する
携帯端末の省電力制御方法である。
【符号の説明】
【００６４】
Ａ１１〜Ａ１５、Ａ２１〜Ａ２５  矢印
ＡＰ  アプリケーションプロセッサ
Ｂ１  バス
Ｃ  演算回路部
Ｃ１〜Ｃ４  ＣＰＵコア
Ｊ１  第１の判定部
Ｊ２  第２の判定部
Ｍ  モニタ回路部
ＭＤ  逓倍分周回路部
ＭＤ１〜ＭＤ４  逓倍分周回路
ＯＳＣ  発振器
Ｐ１〜Ｐ４  電源回路
Ｐ１１〜Ｐ１５、Ｐ２１〜Ｐ２５  動作点
ＰＩＣ  電源回路部
ＰＭ  電力制御部
ＰＭ１  制御バス
ＰＭ２  制御演算部
ＰＭ３  制御入力部
ＰＭ４  制御出力部
ＰＭ５  制御記憶部
Ｓ１  第１の信号生成部
Ｓ２  第２の信号生成部
【図１】
2015011422.tif 000003
【図２】
2015011422.tif 000004
【図３】
2015011422.tif 000005
【図４】
2015011422.tif 000006
【図５】
2015011422.tif 000007
【図６】
2015011422.tif 000008
【図７】
2015011422.tif 000009