(57)【要約】【課題】アプリケーションプロセッサの動作周波数を、機能ブロックの競合状態やデバイス（携帯端末）間のばらつきなども考慮した最適な動作周波数とすること。【解決手段】本発明は、機能ブロックを使用してアプリケーションを実行するアプリケーションプロセッサを備える携帯端末に適用される。本発明の携帯端末においては、前記アプリケーションプロセッサは、前記機能ブロックの稼働率をモニタする稼働率モニタと、前記機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える電力管理部と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能ブロックを使用してアプリケーションを実行するアプリケーションプロセッサを備える携帯端末であって、
前記アプリケーションプロセッサは、
前記機能ブロックの稼働率をモニタする稼働率モニタと、
前記機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える電力管理部と、を有する携帯端末。
【請求項２】
前記電力管理部は、
前記機能ブロックの使用状態が変化した場合、まず、前記機能ブロックの使用状態に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替え、
以降、前記機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える、請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
前記電力管理部は、
前記機能ブロックの使用状態が変化した場合、まず、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を予め決められた動作周波数および動作電圧に切り替え、
以降、前記機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える、請求項１に記載の携帯端末。
【請求項４】
前記機能ブロックは、
前記稼働率モニタを搭載する第１の機能ブロックと、
前記稼働率モニタを搭載しない第２の機能ブロックと、を含み、
前記電力管理部は、
前記第１の機能ブロックごとに、該第１の機能ブロックに搭載された稼働率モニタをＯＮまたはＯＦＦに設定し、
ＯＮに設定した稼働率モニタを搭載した機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える、請求項１から３のいずれか１項に記載の携帯端末。
【請求項５】
機能ブロックを使用してアプリケーションを実行するアプリケーションプロセッサを備える携帯端末による省電力制御方法であって、
前記機能ブロックの稼働率を稼働率モニタでモニタし、
前記機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える、省電力制御方法。
【請求項６】
前記機能ブロックの使用状態が変化した場合、まず、前記機能ブロックの使用状態に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替え、
以降、前記機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える、請求項５に記載の省電力制御方法。
【請求項７】
前記機能ブロックの使用状態が変化した場合、まず、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を予め決められた動作周波数および動作電圧に切り替え、
以降、前記機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える、請求項５に記載の省電力制御方法。
【請求項８】
前記機能ブロックは、
前記稼働率モニタを搭載する第１の機能ブロックと、
前記稼働率モニタを搭載しない第２の機能ブロックと、を含み、
前記第１の機能ブロックごとに、該第１の機能ブロックに搭載された稼働率モニタをＯＮまたはＯＦＦに設定し、
ＯＮに設定した稼働率モニタを搭載した機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える、請求項５から７のいずれか１項に記載の省電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話端末等の携帯端末、携帯端末による省電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話端末には、ワンセグ放送の視聴や音楽再生など多種多様なアプリケーションが実装されている。
【０００３】
このような携帯電話端末では、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）などの機能ブロックを使用して、アプリケーションを実行するアプリケーションプロセッサが備えられている。
【０００４】
このようなアプリケーションプロセッサは、一般に、一定の動作周波数の動作クロックに基づいて動作している。
【０００５】
そのため、低速周波数の動作クロックに基づいて動作可能な使用状態であっても、高速周波数の動作クロックに基づいて動作する場合があり、消費電流が多量に流れてしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、機能ブロックの使用状態に応じて、動作クロックの動作周波数を切り替える技術が特許文献１，２において提案されている。
【０００７】
特許文献１には、バスに接続されたモジュールのうち、動作するモジュールの数に応じて動作周波数を制御して消費電力を低減する装置が記載されている。
【０００８】
特許文献２には、プロトコルコントローラおよびＣＰＵのみが電源ＯＮ状態である待ち受け状態にある場合に、動作周波数を低くするシステムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−７２５９７号公報
【特許文献２】特開２００４−１３３７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１，２に記載された技術は、機能ブロックの使用状態のみに応じて動作周波数を切り替えるため、機能ブロックの競合状態やデバイス（携帯端末）間のばらつきなども考慮した最適な動作周波数とならないという課題がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決することができる携帯端末、携帯端末による省電力制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の携帯端末は、
機能ブロックを使用してアプリケーションを実行するアプリケーションプロセッサを備える携帯端末であって、
前記アプリケーションプロセッサは、
前記機能ブロックの稼働率をモニタする稼働率モニタと、
前記機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える電力管理部と、を有する。
【００１３】
本発明の省電力制御方法は、
機能ブロックを使用してアプリケーションを実行するアプリケーションプロセッサを備える携帯端末による省電力制御方法であって、
前記機能ブロックの稼働率を稼働率モニタでモニタし、
前記機能ブロックの稼動率に応じて、前記アプリケーションプロセッサの動作周波数および動作電圧を切り替える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アプリケーションプロセッサを、機能ブロックの競合条件、デバイス（携帯端末）間のばらつきなども考慮した最適な動作周波数および動作電圧で動作させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１および第２の実施形態の携帯端末の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の携帯端末による省電力制御方法を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態の携帯端末による省電力制御方法を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施形態の携帯端末による省電力制御方法を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（１）第１の実施形態
図１は、本実施形態の携帯端末の構成を示すブロック図である。なお、図１は、携帯端末内のアプリケーションプロセッサ周辺の構成を抜粋して示している。
【００１７】
図１を参照すると、本実施形態の携帯端末は、アプリケーションを実行するアプリケーションプロセッサ１と、アプリケーションプロセッサ１に対して動作クロックを供給する発振器２と、アプリケーションプロセッサ１に対して動作電圧を供給する電源ＩＣ（Integrated Circuit）３と、を有している。
【００１８】
また、アプリケーションプロセッサ１は、周波数逓倍／分周部（Multiplier/Divider）１１と、周波数測定部１２と、周波数制御部１３と、電圧測定部１４と、電圧制御部１５と、機能ブロック部１６と、パワーマネジメント部１８と、を有している。
【００１９】
周波数逓倍／分周部１１は、発振器２から供給される動作クロックの動作周波数を逓倍または分周し、機能ブロック部１６に供給する。
【００２０】
周波数測定部１２は、周波数逓倍／分周部１１から機能ブロック部１６に供給される動作クロックの動作周波数を測定し、測定した動作周波数を周波数制御部１３に通知する。
【００２１】
周波数制御部１３は、後述するようにパワーマネジメント部１８から周波数測定部１２を介して所望の動作周波数が通知されるため、周波数測定部１２にて測定される動作周波数が所望の動作周波数となるように、周波数逓倍／分周部１１を制御する。
【００２２】
電圧測定部１４は、電源ＩＣ３から供給される動作電圧を測定し、測定した動作電圧を電圧制御部１５に通知する。
【００２３】
電圧制御部１５は、後述するようにパワーマネジメント部１８から電圧測定部１４を介して所望の動作電圧が通知されるため、電圧測定部１４にて測定される動作電圧が所望の動作電圧となるように、電源ＩＣ３を制御する。
【００２４】
機能ブロック部１６は、アプリケーションを実行するために使用される複数の機能ブロックから構成される。
【００２５】
ここで、機能ブロックは、ＣＰＵやＤＳＰなど主体的に動作可能なマスタブロック（第１の機能ブロック）と、Ｉ２ＣやＳＰＩなど主体的に動作不可能なスレーブブロック（第２の機能ブロック）と、に大別することができる。
【００２６】
本実施形態においては、機能ブロック部１６は、２つのマスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２と、１つのスレーブブロック（＃３）１６−３と、の３つの機能ブロックから構成されているが、機能ブロックの組み合わせはこれに限定されない。
【００２７】
マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２の各々は、自身のマスタブロックの稼働率をモニタする稼働率モニタ１７−１，１７−２を搭載している。
【００２８】
パワーマネジメント部１８は、アプリケーションプロセッサ１内の各構成要素を制御して各種の動作を行う。
【００２９】
例えば、パワーマネジメント部１８は、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２およびスレーブブロック（＃３）１６−３の使用状態や、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２の稼働率に応じて、動作周波数および動作電圧を切り替える。
【００３０】
ここで、パワーマネジメント部１８は、動作周波数の切り替えの際は、切り替え後の所望の動作周波数を周波数測定部１２を介して周波数制御部１３に通知し、また、動作電圧の切り替えの際は、切り替え後の所望の動作電圧を電圧測定部１４を介して電圧制御部１５に通知することになる。
【００３１】
なお、電力管理部は、パワーマネジメント部１８によって実現される。
【００３２】
以下、本実施形態の携帯端末による省電力制御方法について説明する。
【００３３】
図２は、本実施形態の携帯端末による省電力制御方法を説明するフローチャートである。
【００３４】
図２を参照すると、パワーマネジメント部１８は、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２およびスレーブブロック（＃３）１６−３の３つの機能ブロックのいずれかの使用状態の変化（未使用状態から使用状態へ変化、または、使用状態から未使用状態に変化）が発生した場合、３つの機能ブロックの現状の使用状態に基づいて、動作周波数および動作電圧の最適値を算出する（ステップＡ１）。
【００３５】
例えば、ステップＡ１において、３つの機能ブロックのうち、高負荷の機能ブロックとして予め定義されている機能ブロックのいずれかが使用状態にある場合は、アプリケーションプロセッサ１を高パフォーマンス状態に切り替えることとし、高パフォーマンス状態での動作周波数および動作電圧として予め決められた高速周波数および高電圧を最適値として算出する。一方、高負荷の機能ブロックのいずれもが未使用状態にある場合は、アプリケーションプロセッサ１を低パフォーマンス状態に切り替えることとし、低パフォーマンス状態での動作周波数および動作電圧として予め決められた低速周波数および低電圧を最適値として算出する。
【００３６】
次に、パワーマネジメント部１８は、アプリケーションプロセッサ１の現状の動作周波数および動作電圧を、ステップＡ１で算出した最適値と比較し、現状の動作周波数および動作電圧を変更する必要があるか否かを判定する（ステップＡ２）。ここでは、現状の動作周波数および動作電圧が最適値と一致しない場合、変更が必要と判定する。
【００３７】
ステップＡ２において、現状の動作周波数および動作電圧を変更する必要がある場合、続いて、パワーマネジメント部１８は、アプリケーションプロセッサ１をどのパフォーマンス状態に切り替えるか判定する（ステップＡ３）。
【００３８】
例えば、ステップＡ２において、現状の動作周波数および動作電圧が最適値よりも低い場合、パワーマネジメント部１８は、ステップＡ３において、アプリケーションプロセッサ１を高パフォーマンス状態に切り替えると判定し、現状の動作周波数および動作電圧を、高パフォーマンス状態での動作周波数および動作電圧として予め決められた高速周波数および高電圧に上げ（ステップＡ４）、その後に、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２の稼働率モニタ１７−１，１７−２をＯＮに設定する（ステップＡ６）。
【００３９】
また、ステップＡ２において、現状の動作周波数および動作電圧が最適値よりも高い場合、パワーマネジメント部１８は、ステップＡ３において、アプリケーションプロセッサ１を低パフォーマンス状態に切り替えると判定し、現状の動作周波数および動作電圧を、低パフォーマンス状態での動作周波数および動作電圧として予め決められた低速周波数および低電圧に下げ（ステップＡ５）、その後に、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２の稼働率モニタ１７−１，１７−２をＯＮに設定する（ステップＡ６）。
【００４０】
一方、ステップＡ２において、現状の動作周波数および動作電圧を変更する必要がない場合、パワーマネジメント部１８は、現状の動作周波数および動作電圧をそのままにして、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２の稼働率モニタ１７−１，１７−２をＯＮに設定する（ステップＡ６）。
【００４１】
なお、ステップＡ６においては、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２ごとに、稼働率モニタ１７−１，１７−２のＯＮ／ＯＦＦ設定が可能であるものとする。
【００４２】
稼働率モニタ１７−１，１７−２は、パワーマネジメント部１８によりＯＮに設定されると、自身のマスタブロックの稼働率のモニタを開始し、モニタ中に、稼働率が予め決められた上限閾値以上または下限閾値以下になった場合、現状の動作周波数および動作電圧の変更要求を発生し、パワーマネジメント部１８に出力する。
【００４３】
そのため、以降、パワーマネジメント部１８は、現状の動作周波数および動作電圧の変更要求の発生の有無を判定し（ステップＡ７）、変更要求が発生している場合、ステップＡ３に戻り、動作周波数および動作電圧を切り替え、再度、稼働率をモニタする。
【００４４】
この場合、再度戻ったステップＡ３においては、マスタブロックの稼働率が予め決められた上限閾値以上になったことに起因して変更要求が発生していれば、アプリケーションプロセッサ１を高パフォーマンス状態に切り替えると判定し、マスタブロックの稼働率が予め決められた下限閾値以下になったことに起因して変更要求が発生していれば、アプリケーションプロセッサ１を低パフォーマンス状態に切り替えると判定する。
【００４５】
一方、ステップＡ７において、変更要求が発生せずに、予め決められたモニタ期間が終了した場合（ステップＡ８）、パワーマネジメント部１８は、ステップＡ６でＯＮに設定した稼働率モニタをＯＦＦに設定し（ステップＡ９）、その後に処理を終了する。
【００４６】
上述したように本実施形態においては、機能ブロックの稼働率をモニタし、機能ブロックの稼働率に応じて、アプリケーションプロセッサ１の動作周波数および動作電圧を切り替える。
【００４７】
ここで、機能ブロックの稼働率は、機能ブロックの競合状態、デバイス（携帯端末）間のばらつき、使用環境などを反映した値となっていると考えられる。
【００４８】
よって、アプリケーションプロセッサ１を、機能ブロックの競合条件、デバイス（携帯端末）間のばらつき、使用環境なども考慮した最適な動作周波数および動作電圧で動作させることができる。
【００４９】
これにより、消費電流のさらなる削減を実現することができるため、携帯端末の各アプリケーション（音声通話、音楽再生など）の使用時間を向上させることができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、まず、機能ブロックの使用状態に応じて、パフォーマンス状態の切替先を判断し、切替先のパフォーマンス状態での動作周波数および動作電圧に切り替え、以降、機能ブロックの稼動率に応じて、アプリケーションプロセッサ１のパフォーマンス状態を再度切り替えるか判断し、切り替える場合は、切替先のパフォーマンス状態での動作周波数および動作電圧に切り替える。
【００５１】
よって、機能ブロックの現状の使用状態に基づき事前に判断したパフォーマンス状態に誤りがあり、動作周波数および動作電圧が実態とずれていた場合も、以降に、機能ブロックの稼動率に応じて、動作周波数および動作電圧を補正することができる。
（２）第２の実施形態
本実施形態の携帯端末は、第１の実施形態の携帯端末と比較して、構成自体は同様であるが、動作が異なる。
【００５２】
すなわち、本実施形態の携帯端末は、第１の実施形態と比較して、機能ブロックの使用状態の変化が発生した場合に、機能ブロックの現状の使用状態を考慮せず、アプリケーションプロセッサ１を無条件に高パフォーマンス状態に切り替える点が異なる。
【００５３】
以下、本実施形態の携帯端末による省電力制御方法について説明する。
【００５４】
図３は、本実施形態の携帯端末による省電力制御方法を説明するフローチャートである。
【００５５】
図３を参照すると、パワーマネジメント部１８は、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２およびスレーブブロック（＃３）１６−３の３つの機能ブロックのいずれかの使用状態の変化が発生した場合、アプリケーションプロセッサ１を無条件に高パフォーマンス状態に切り替えることとし、動作周波数および動作電圧を、高パフォーマンス状態での動作周波数および動作電圧として予め決められた高速周波数および高電圧に上げる（ステップＢ１）。
【００５６】
なお、ステップＢ１においては、アプリケーションプロセッサ１が既に高パフォーマンス状態で動作中の場合は、動作周波数および動作電圧の切り替えは不要である。
【００５７】
次に、パワーマネジメント部１８は、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２の稼働率モニタ１７−１，１７−２をＯＮに設定する（ステップＢ２）。
【００５８】
なお、ステップＢ２においては、マスタブロック（＃１，＃２）１６−１，１６−２ごとに、稼働率モニタ１７−１，１７−２のＯＮ／ＯＦＦ設定が可能であるものとする。
【００５９】
稼働率モニタ１７−１，１７−２は、パワーマネジメント部１８によりＯＮに設定されると、自身のマスタブロックの稼働率のモニタを開始し、モニタ中に、稼働率が予め決められた下限閾値以下になった場合、現状の動作周波数および動作電圧の変更要求を発生し、パワーマネジメント部１８に出力する。
【００６０】
そのため、以降、パワーマネジメント部１８は、現状の動作周波数および動作電圧の変更要求の発生の有無を判定する（ステップＢ３）。
【００６１】
ステップＢ３において、変更要求が発生している場合、パワーマネジメント部１８は、アプリケーションプロセッサ１を低パフォーマンス状態に切り替えることとし、動作周波数および動作電圧を、低パフォーマンス状態での動作周波数および動作電圧として予め決められた低速周波数および低電圧に下げ（ステップＢ５）、ステップＢ２でＯＮに設定した稼働率モニタをＯＦＦに設定し（ステップＢ６）、その後に処理を終了する。
【００６２】
一方、ステップＢ３において、変更要求が発生せずに、予め決められたモニタ期間が終了した場合（ステップＢ４）、パワーマネジメント部１８は、アプリケーションプロセッサ１を高パフォーマンス状態で動作させたまま、ステップＢ２でＯＮに設定した稼働率モニタをＯＦＦに設定し（ステップＢ６）、その後に処理を終了する。
【００６３】
図４は、本実施形態の携帯端末による省電力制御方法を説明するタイミングチャートである。
【００６４】
図４の（Ａ）および（Ｂ）を参照すると、マスタブロックの稼働率が高いケースおよび低いケースも共通して、時刻ｔ１１において、機能ブロックの使用状態の変化が発生すると、時刻ｔ１２において、アプリケーションプロセッサ１を高パフォーマンス状態に切り替え、時刻ｔ１３において、マスタブロックの稼働率モニタをＯＮに設定する。
【００６５】
ここで、図４の（Ａ）を参照すると、マスタブロックの稼働率が高いケースでは、マスタブロックの稼働率が高く、以降に変更要求が発生しないため、モニタ期間の終了後、アプリケーションプロセッサ１を高パフォーマンス状態で動作させたまま、時刻ｔ１４において、稼働率モニタをＯＦＦに設定する。
【００６６】
一方、図４の（Ｂ）を参照すると、マスタブロックの稼働率が低いケースでは、マスタブロックの稼働率が低く、時刻ｔ１５において、稼働率が下限閾値以下になり、変更要求が発生する。そのため、時刻ｔ１６において、アプリケーションプロセッサ１を低パフォーマンス状態に切り替え、モニタ期間の終了を待つことなく、時刻ｔ１７において、稼働率モニタをＯＦＦに設定する。
【００６７】
上述したように本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、機能ブロックの稼働率に応じて、アプリケーションプロセッサ１の動作周波数および動作電圧を切り替える。
【００６８】
よって、第１の実施形態と同様に、アプリケーションプロセッサ１を、機能ブロックの競合条件、デバイス（携帯端末）間のばらつき、使用環境なども考慮した最適な動作周波数および動作電圧で動作させることができる。
【００６９】
また、本実施形態においては、まず、機能ブロックの使用状態に拘わらず、無条件に高パフォーマンス状態に切り替え、以降、機能ブロックの稼動率に応じて、低パフォーマンス状態に切り替えるか判断し、切り替える場合は、低パフォーマンス状態での動作周波数および動作電圧に切り替える。
【００７０】
よって、第１の実施形態と比較して、機能ブロックの現状の使用状態を考慮して、パフォーマンス状態を判断する必要がない。また、実際には低パフォーマンス状態で動作可能であり、動作周波数および動作電圧が実態とずれていた場合も、以降に、機能ブロックの稼動率に応じて、動作周波数および動作電圧を補正することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１    アプリケーションプロセッサ
２    発振器
３    電源ＩＣ
１１    周波数逓倍／分周部
１２    周波数測定部
１３    周波数制御部
１４    電圧測定部
１５    電圧制御部
１６    機能ブロック部
１６−１，１６−２    機能ブロック（マスタブロック）
１６−３    機能ブロック（スレーブブロック）
１７−１，１７−２    稼働率モニタ
１８    パワーマネジメント部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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