JP2004152304A - Ａｃ電源障害の場合にスタンバイ状態にあるパーソナルコンピュータの状態データを保持するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンピュータがスタンバイ状態であるとき、ＡＣ電源障害の場合に、パーソナルコンピュータがユーザおよびシステム状態データを保持するための機構を提供すること。
【解決手段】 ＡＣ電源障害が起こるとき、切り替え回路は、コンピュータの構成要素に電力供給するために、充電式バッテリなど、充電可能なエネルギー蓄積媒体をコンピュータの電源装置に接続し、コンピュータが起動される。次いで、クリティカルバッテリアラームが発せされ、コンピュータのオペレーティングシステムがトリガされてハイバネーション状態への移行が実行され、その間にコンピュータの状態データが持続的に格納される。コンピュータシステムがハイバネーションに入った後、エネルギー蓄積媒体が電源装置から切断される。
【選択図】図４

Description

本発明は一般にコンピュータの電源管理に関し、より詳細には、「インスタントオン」のユーザエクスペリエンスを提供するために揮発性のスタンバイ状態をデフォルトの「オフ」状態として使用するパーソナルコンピュータのための単純な電源オン／オフモデルであって、ＡＣ電源障害の場合にユーザおよびシステム状態を保持できるようにする機構に関する。

コンピュータの電源を入れ、電源を切ることは、コンピュータの基本的な操作である。そのためには、コンピュータは通常、電源ボタンをそのハウジング上（例えば、そのフロントパネル上）に有し、ユーザが押すと、コンピュータの電源を入れるまたは電源を切る操作を開始することができる。動作状態および電源オフ状態のほかに、多くの現代のパーソナルコンピュータは、ＡＣＰＩ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）規格で定義された省電力状態を実装する。コンピュータに実装される省電力方式に応じて、電源ボタンを使用して、コンピュータを通常の動作（すなわち「オン」）状態から、ＡＣＰＩのＳ１〜Ｓ３状態など、コンピュータが部分的に電力供給される省電力状態の１つに、あるいはＡＣＰＩのＳ４またはＳ５状態など、パワーダウン状態にすることができる。

しかし、様々な電力状態を有する高度な省電力方式の実装は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）をシャットオフするタスクを、技術に不慣れなユーザに対して、複雑な問題に変える可能性がある。ユーザは、「スタンバイ／スリープ」、「ハイバネート」および真の「オフ」電力状態の間の違いを知り、これらの異なる電力状態の間のトレードオフを理解する必要がある。例えばユーザは、コンピュータを、データを完全に保存するようになるが、後に完全なリブートが必要となる「オフ」状態にするか、または、マシンを、直ちにコンピュータを「オン」状態に戻すことができるが、電源障害の場合にマシンの状態データを保持しないスタンバイ状態にするかを決定しなければならない。加えて、コンピュータがシャットダウンされる方法は、ユーザがその電源ボタンを押すときにコンピュータが応答する方法に影響を及ぼす。例えば、コンピュータが「スタンバイ」状態であるとき、直ちに「オン」状態に戻ることができるが（２秒未満）、「オフ」状態である場合、コンピュータが「オン」状態に戻るようにブートするために長時間を要することになる（１５〜４５秒）。同じ電源ボタンを押すことに対してコンピュータが応答できる方法が異なることは、一貫性がなく、混乱させるようなユーザエクスペリエンスを生じる可能性がある。これは、ステレオシステムまたはテレビなど、単純なオン／オフ状態を有する通常の家庭電化製品とは際立って対照的である。

単純なオン／オフモデルをパーソナルコンピュータに実装するための１つの可能な方法は、ＡＣＰＩ規格のＳ３「スタンバイ」状態など、中間省電力状態をデフォルトの「オフ」状態として選択することである。ユーザが電源ボタンを押してコンピュータを「オフ」にするとき、コンピュータシステムは、完全に電源が切れる（ＡＣＰＩのＳ５状態）のではなくスタンバイ状態に向かう。ユーザが電源ボタンを押してコンピュータをオンに戻すとき、コンピュータは、スタンバイ状態から起動し、動作状態（ＡＣＰＩのＳ０状態）を再開する。単純化された、一貫性のあるユーザエクスペリエンスに加えて、この単純な電源オン／オフモデルの重要な利点は、コンピュータが直ちにスタンバイ状態から動作状態に移行できること、すなわち「インスタントオン」のユーザエクスペリエンスを提供することである。

しかし、この単純なオン／オフモデルには重大な問題がある。スタンバイ状態は、典型的には、揮発性の状態であり、これは、システムが動作状態からスタンバイ状態に移行するときに、システムおよびユーザ状態データが（例えば、ハードドライブ上に）持続的に格納されないという意味である。コンピュータがスタンバイ状態であり、ＡＣ電源が障害を生じるかあるいは遮断され、あるいは、コンピュータのプラグが誤って抜かれる場合、コンピュータは、そのユーザおよびシステム状態データ、およびＲＡＭにおいて保持された他のデータ（例えば、開かれており、保存されていない文書およびファイル）がＡＣ電源喪失前に保存されなかった場合、これらのデータを失うようになる。ＡＣ電源が復帰するとき、コンピュータは、ブートアップしなければならなくなり、ＡＣ電源障害の前にあった以前のユーザ状態に戻ることができない。結果として、ユーザは、ＡＣ電源障害の前にすでに実行中であったアプリケーションのすべてを再起動させなければならない。

前述に鑑みて、本発明は、コンピュータがスタンバイ状態であるとき、ＡＣ電源喪失の場合にパーソナルコンピュータのユーザおよびシステム状態データを保持するための機構を提供する。この機構は、バッテリなど、ＡＣ電源が障害を生じるときにオペレーションまたはコンピュータに電力供給するためのエネルギー蓄積媒体を使用する。コンピュータがスタンバイ状態であり、ＡＣ電源障害が起こるとき、切り替え回路は、コンピュータの外部周辺装置ではなく内部構成要素に電力供給するために、エネルギー蓄積媒体のＤＣ出力電圧をコンピュータの電源装置に接続し、コンピュータが起動され、動作状態に戻される。次いで、バッテリドライバは、バッテリが低電圧レベルでないにもかかわらず、クリティカルバッテリアラームを発する。クリティカルバッテリアラームは、コンピュータのオペレーティングシステムが、ハイバネーション状態への移行を実行するトリガとなり、その間にコンピュータの状態データが持続的に格納される（すなわち、データ損失を防止するために不揮発性メモリに格納される）。次いで、コンピュータシステムがハイバネーションに入った後、エネルギー蓄積媒体が電源装置から切断される。ＡＣ電源が復帰するとき、コンピュータはリブートして状態データをリストアし、次いでＡＣ電源喪失の前にあったスタンバイ状態に戻ることができる。

図面を見ると、類似の参照番号は類似の要素を指しており、本発明が適切なコンピューティング環境において実装されるものとして例示される。必要ではないが、本発明は、プログラムモジュールなど、パーソナルコンピュータによって実行される一般的なコンピュータ実行可能命令に関連して説明される。一般に、プログラムモジュールには、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造など、特定のタスクを実行するか、あるいは特定の抽象データ型を実行するものが含まれる。さらに、本発明を他のコンピュータシステム構成により実装することができ、これにはハンドヘルドデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースまたはプログラマブルなコンシューマエレクトロニクス、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータなどが含まれることは、当業者には理解されよう。本発明を分散コンピューティング環境において実装することができ、ここではタスクが、通信ネットワークを通じてリンクされる複数の遠隔処理装置によって実行される。分散コンピュータ環境では、プログラムモジュールは、ローカルおよびリモートの記憶装置に位置することができる。

以下の説明は、本発明の一実施形態を実装するために使用することができる汎用コンピューティングデバイスの説明から開始し、コンピュータがスタンバイ状態であるとき、ＡＣ電源障害の場合に状態データを保持するための本発明の機構を、図２〜４を参照してより詳細に説明する。図１を参照すると、本明細書で説明する本発明の全部または一部を実装することができるコンピュータの基本構成の一実施例が示される。その最も基本的な構成では、コンピュータ１０は典型的に、少なくとも１つの処理装置１４およびメモリ１６を含む。処理装置およびシステムメモリは典型的に、コンピュータ１０のマザーボード１８上に取り付けられる。処理装置１４は命令を実行して、本発明の様々な実施形態によるタスクを実行する。このようなタスクの実行において、処理装置１４は電子信号をコンピュータ１０の他の部分およびコンピュータ１０の外部の装置に伝送して、ある結果を引き起こすことができる。これらの命令の少なくともいくつかはオペレーティングシステム２２によって生成される。オペレーティングシステム２２はいくつかのユーザモードおよびカーネルモードプログラムを含むことができる。コンピュータ１０の的確な構成およびタイプに応じて、メモリ１６を揮発性（ＲＡＭ１７など）、不揮発性（ＲＯＭまたはフラッシュメモリなど）またはこの２つのある組み合わせにすることができる。

加えて、コンピュータはまた追加の特徴／機能性を有することもできる。例えば、コンピュータ１０はまた追加の記憶装置（リムーバブル記憶装置２１、および／または、ハードドライブ２３などの非リムーバブル記憶装置など）を含むこともでき、これには、それだけに限定されないが、磁気または光ディスクまたはテープ、リムーバブルフラッシュメモリデバイスなどが含まれる。コンピュータ記憶媒体には、揮発性および不揮発性、リムーバブルおよび非リムーバブル媒体が含まれ、これは、コンピュータ実行可能命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータを含む情報を格納するためのいずれかの方法または技術において実装される。コンピュータ記憶媒体には、それだけに限定されないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）または他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、または、所望の情報を格納するために使用することができ、かつコンピュータ１０によってアクセスすることができる他のいずれかの媒体が含まれる。このようなコンピュータ記憶媒体のいずれも、コンピュータ１０の一部にすることができる。

コンピュータはまた基本入出力システム（ＢＩＯＳ）２６も含み、これは通常、パーソナルコンピュータ内の必須の慣例のセットである。ＢＩＯＳ２６は典型的には、チップ上に格納され、オペレーティングシステムとハードウェアの間のインターフェイスを提供する。ＢＩＯＳ２６は周辺技術、およびリアルタイムクロック（時間および日付）などの内部サービスをサポートする。起動時に、ＢＩＯＳ２６はシステムをテストし、コンピュータを作動するために準備し、これは、それ自体の小さいＣＭＯＳメモリバンクを、ドライブおよび他の構成設定について問い合わせることによって行う。ＢＩＯＳ２６は他のＢＩＯＳについてプラグインボード上で探索し、これらのルーチンにアクセスするためにポインタ（割り込みベクトル）をメモリ内でセットアップする。次いで、ＢＩＯＳ２６は、オペレーティングシステムをロードし、オペレーティングシステムに制御を渡す。ＢＩＯＳは、ドライバならびにアプリケーションプログラムからのリクエストを受け入れる。以下でより詳細に説明するように、本発明の好ましい実施形態では、ＢＩＯＳ２６は、コンピュータがスタンバイ状態であるとき、ＡＣ電源障害が起こる場合に、コンピュータの状態データを保持するための機構の一部となるようにプログラムされる。

コンピュータ１０は、ＡＣＰＩのＳ１〜Ｓ５状態など、異なる電力状態をサポートするための電源管理コントローラ３６をさらに含む。電源管理コントローラ３６は典型的には、ファームウェアとして集積回路（ＩＣ）内で実装され、これは典型的にはコンピュータのマザーボード上に取り付けられる。以下でより詳細に説明するように、好ましい実施形態では、電源管理コントローラ３６はまた、ＡＣ電源障害に応答して状態データを保持するための機構にも含まれる。

コンピュータ１０はまた、装置が他の装置と通信できるようにする通信接続も含むことができる。通信接続は、通信媒体の一実施例である。通信媒体は典型的には、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータを、搬送波または他の伝送機構などの変調データ信号において具現化し、いずれかの情報配信媒体を含む。例として、限定ではなく、通信媒体には、ワイヤードネットワークまたは直接ワイヤード接続などのワイヤード媒体、および、音響、ＲＦ、赤外線および他のワイヤレス媒体などのワイヤレス媒体が含まれる。本明細書で使用される「コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を共に含む。

コンピュータ１０はまた入力装置も有することができ、これは、キーボード２５、マウス、ペン、音声入力装置、タッチ式入力装置などである。ディスプレイ２０、スピーカ、プリンタ２７などの出力装置も含めることができる。これらのすべての装置の一般的な作用は当技術分野において周知であり、ここで詳細に論じる必要はない。

図２を参照すると、本発明は、コンピュータがスタンバイ状態である間にＡＣ電源障害が起こるとき、デスクトップコンピュータのシステムおよびユーザ状態データを保持するための機構を対象とする。この機構によりコンピュータが単純なオン／オフモデルを実装することができ、これは揮発性スタンバイ状態をそのデフォルトの「オフ」状態として使用して、「インスタントオン」のユーザエクスペリエンスを提供するようにする。本明細書で本発明を説明し、主張するために使用するように、「スタンバイ状態」という用語は、少なくとも、コンピュータのＲＡＭの内容を保持し、起動イベントを監視するために必要とされる電力を提供する、省電力状態を意味する。この用語はまた、「スリープ状態」という用語と相互交換可能となるようにも意図される。好ましい実施形態では、スタンバイ状態は、ＡＣＰＩ規格によって定義されたＳ３状態である。

単純なオン／オフモデルがコンピュータに実装されると、コンピュータ１０が動作中であるか、あるいは「オン」状態（例えば、ＡＣＰＩ規格のＳ０状態）であり、ユーザが電源ボタン５０を押してコンピュータを「オフにする」とき、コンピュータは、それが完全に電源をオフにされる（例えば、ＡＣＰＩのＳ５状態）という意味において、実際にオフにされない。その代わりに、コンピュータはスタンバイモードにされ、これはシステム状態をＲＡＭに保持する。ユーザが後に電源ボタンを押してコンピュータをオンにするとき、コンピュータはスタンバイ状態から起動し、動作状態を再開する。状態データがＲＡＭで維持されるので、コンピュータは直ちに「起動」して「オン」状態に戻ることができ、スタンバイ状態への移行が行われる前と同じファイルが開かれ、同じアプリケーションが実行中となる。好ましい実施形態では、スタンバイ状態はＡＣＰＩ規格のＳ３状態に対応する。Ｓ３状態はしばしば「ＲＡＭへのサスペンド」状態とも呼ばれ、比較的深い省電力モードである。このモードでは、ＣＰＵおよびキャッシュを含む、コンピュータの殆どの構成要素がシャットダウンされ、ただし、コンピュータのＲＡＭの内容が次第に消えないようにするため、および電源管理コントローラ３６が起動イベントについて監視し続けるようにするために必要とされる少量の電力を除く。

図３を参照すると、コンピュータがスタンバイモードであり、ユーザが電源ボタン５０を押すとき、電源ボタンによって生成された電源ボタンイベント信号が電源管理コントローラ３６に経路指定され、これが次いで起動信号を送信してシステムを起動させる。電源ボタンを押すことが、コンピュータをスタンバイ状態から起動させることができる唯一のイベントではないことは理解されよう。例えば、特殊な種類のＬＡＮパケットまたは着信モデム呼び出しを受信するなど、他のイベントも、システムのセットアップ方法に応じて、起動動作のトリガとすることができる。このような起動イベントは従来のものであり、さらに説明する必要はない。

本発明の一側面では、パーソナルコンピュータ１０は通常、ＡＣ電源によって電力供給される。図３に例示するように、コンピュータ１０は電源装置を有し、これはＡＣ電源（例えば、５０／６０Ｈｚで１１５Ｖ）を、ＡＣコンセントに差し込むためのプラグを有する電源コードを介して受ける。図３の実施形態では、電源装置７６はＡＣ−ＤＣ部７８を有し、これはＡＣ電圧を、＋１２Ｖなど、適切なＤＣ電圧に変換する。次いで、ＡＣ−ＤＣ部７８のＤＣ出力がＤＣ−ＤＣ部８０のための入力として使用され、ＤＣ−ＤＣ部８０は様々な構成要素およびコンピュータシステムに電力供給するために、＋１２Ｖ、＋５Ｖ、＋３．３Ｖおよび＋５ＶＳＢなど、いくつかの異なるＤＣ電圧を生成する。コンピュータ１０がＡＣ電源によって電力供給されるので、この採用はＡＣ電源の喪失によって影響を受ける。動作状態（Ｓ０）またはスタンバイ状態（Ｓ３）中に起こるＡＣ電源障害は、通常、従来のコンピュータにそのシステム状態の情報を失わせ、これはコンピュータが、電源がなくなる前に状態データを保存する機会を有していないからである。また、ＡＣ電源が回復されるとき、従来のコンピュータは完全なブートアップシーケンスを必要とするようになり、状態データが失われているので、ブート後、コンピュータは電源障害の前にあったシステム状態を再開することができない。

本発明の機構は、エネルギー蓄積媒体を利用して、ＡＣ電源が障害を生じた後に、コンピュータを動作するためのＤＣ電圧を生成するために電源装置７６によって必要とされたＤＣ電源を提供することによって、この問題を解決する。エネルギー蓄積媒体はＤＣ出力電圧を提供し、これが、コンピュータの内部構成要素を動作するために必要とされるＤＣ電圧への変換のために、コンピュータの電源装置７６に接続される。コンピュータのためのＡＣバックアップ電源を提供するために一般に使用される無停電電源装置（ＵＰＳ）の作用とは対照的に、エネルギー蓄積媒体は、マザーボードおよびハードドライブ（および／または光ドライブ）など、状態データを保持する作用のために必要な構成要素にのみ電力供給し、動作のためにＡＣ電源を必要とし、かつ通常はＡＣ電源を受けるためにコンピュータにプラグを差し込んだ外部周辺装置（モニタ、プリンタなど）には電源供給しない。エネルギー蓄積媒体をコンピュータのハウジング内に取り付けることができ、あるいは別法としてコンピュータ１０の外部にして、適切なケーブルおよびコネクタを介してコンピュータの電源装置７６に接続することができる。

好ましい実施形態では、エネルギー蓄積媒体はバッテリ７０である。バッテリ７０は、バッテリ電源が切断される前に、オペレーティングシステムが状態データを保存し、状態データが持続的に（例えば、ハードドライブなど、不揮発性メモリに）格納される持続可能なオフ状態に向かうために十分長い間、コンピュータ１０の動作を維持する。このような持続可能なオフ状態を、例えば、ＡＣＰＩ規格のＳ４状態にすることができる。コンピュータがＳ４状態（しばしば「ハイバネーション」状態と呼ばれる）に入るとき、コンピュータは電源をシャットオフする前に、最初にＲＡＭ１７の内容およびいくつかのＣＰＵ設定をハードドライブ２３上の特殊ファイル６４に書き込む。後に、コンピュータ１０がハイバネーションから起動するとき、コンピュータ１０は完全なブートシーケンスを完了する必要はない。その代わりに、ＢＩＯＳのＰＯＳＴ（power-on self test）の後、コンピュータ１０は特殊ファイル６４に保存されたデータの内容をＲＡＭ１７に読み戻し、したがってハイバネーションが開始するときに以前の同じ状態にそれ自体をリストアする。

バックアップバッテリ７０はコンピュータの動作を、コンピュータが持続可能なオフ状態に入るために十分長い間維持するだけでよいので、その電源容量における要件は大きくない。また、バッテリをコンピュータの寿命中に何度も使用するので、バッテリは充電可能で信頼できることが好ましい。さらに、コンピュータのコストを低く保つために、バッテリは比較的安価であることが好ましい。一実施態様では、バックアップバッテリ７０は密閉型鉛酸蓄電池であり、これはこれらの要件を満たす。バッテリは、１２ボルトなど、適切な電圧を有する。Ｎｉ−Ｃｄ、Ｎｉ−ＭＨおよびＬｉ−ｉｏｎバッテリなど、他のタイプの充電可能なエネルギー蓄積媒体、および大容量キャパシタも使用できることは理解されよう。

図３に例示するように、電源装置はバッテリ充電回路７２および切り替え回路８６を含む。バッテリ７０は切り替え回路８６に接続され、これは、電源装置７６が十分なＡＣ電源入力を受電するとき、充電器７２をバッテリに接続する。切り替え回路８６は、電圧検出回路８４を含み、これはＡＣ電源ならびにバッテリの電圧の存在を検出して、ＡＣ電源障害があるかどうか、および、バッテリのＤＣ電圧が十分に高いかどうかを判断できるようにする。ＡＣ電源障害が検出されるとき、切り替え回路８６はバッテリ７０を電源装置７６のＤＣ−ＤＣ部８０の入力に接続する。次いで、バッテリ７０のＤＣ電圧がＤＣ−ＤＣ部８０によって、異なる出力ＤＣ電圧に変換される。

バッテリ電源使用の状態を指示するため、切り替え回路８６は、２つの信号ＢＡＴＴ＿ＯＫおよびＯＮ＿ＢＡＴＴを提供するように実装される。ＢＡＴＴ＿ＯＫ信号は、バッテリが、コンピュータ１０がハイバネーションシーケンスを完了することをサポートするために十分な電圧を有するかどうかを指示する。ＯＮ＿ＢＡＴＴ信号は、システムがバッテリ７０によって電力供給されているかどうかを指示する。この信号は、ＡＣ電源が存在しないとき、かつ、バッテリ７０が、ｈｉｇｈにアサートされているＢＡＴＴ＿ＯＫ信号によって示されるように十分に蓄積されたエネルギーを有するときに、電源装置７６によってアサートされる。ＯＮ＿ＢＡＴＴ信号が電源管理コントローラ３６上の多目的イベント（ＧＰＥ）レジスタ３８に経路指定され、これはシステム制御割り込み（ＳＣＩ）を通じて起動信号を供給することができる。

システムＢＩＯＳ２６はコントロールメソッドバッテリ６６をＡＣＰＩネームスペースにおいて実行し、これは＿ＢＳＴおよび＿ＰＲＷオブジェクトを定義する。＿ＢＳＴおよび＿ＰＲＷオブジェクトは実際には、オペレーティングシステムの一部であるバッテリドライバ６８に実装される。ＯＮ＿ＢＡＴＴ信号が、システムが動作状態であるときにＡＣ電源障害のためにｈｉｇｈにアサートされるとき、ＧＰＥレジスタ３８によって生成されたＳＣＩがＡＣＰＩドライバによって処理される。ＡＣＰＩドライバの＿Ｅｘｘメソッドは通知０ｘ８０をバッテリドライバ６８に発行し、これに応答してバッテリドライバ６８は＿ＢＳＴオブジェクトを実行し、バッテリクリティカルフラグをオペレーティングシステム２２に伝え、システムがクリティカルエネルギー状態にあることを指摘する。オペレーティングシステム２２は、クリティカルバッテリアラーム信号を受信することに応答して、ハイバネーション状態に入るように構成される。ハイバネーションへの移行が完了するとき、マザーボード１８は電源装置７６のＰＳ＿ＯＮ＃ラインを解放し、ＰＳ＿ＯＮ＃ラインがｈｉｇｈになるようにする。これは、電源装置７６に、システムがハイバネーションにあることを知らせる。これに応答して、切り替え回路８６はＯＮ＿ＢＡＴＴ信号を「ｌｏｗ」に戻し、バッテリ７０を電源装置から切断してバッテリのエネルギーを保持する。

システムがスタンバイ状態であるときにＡＣ電源障害が起こり、ＰＳ＿ＯＮ＃ラインがマザーボードによって再アサートされる（マザーボード１８がＳ３状態にあるときなど）場合、切り替え回路８６はバッテリ７０のＤＣ電圧を電源装置のＤＣ−ＤＣ部８０に接続して、システムがバッテリ電源上にあるようにし、ＯＮ＿ＢＡＴＴをｈｉｇｈにアサートする。ＯＮ＿ＢＡＴＴ信号は電源管理コントローラ３６上のＧＰＥ３８に経路指定される。バッテリドライバ６８の＿ＰＲＷオブジェクトは、起動信号を電源管理コントローラに供給するために実行される。結果として、システムはＳ０状態に起動する。これは、マザーボードがＰＳ＿ＯＮ＃をｌｏｗにアサートすることによって指示される。オペレーティングシステム２２が動作状態を再開した後、バッテリドライバ６８はクリティカルバッテリアラームを発行し、これがオペレーティングシステムに経路指定される。クリティカルバッテリアラームは、オペレーティングシステムがハイバネーションに入るようにするトリガとして送信されるが、実際のバッテリエネルギーレベルを示すものではないことに留意されたい。つまり、バッテリ７０が低エネルギーレベルでないにもかかわらず、アラームが送信される。クリティカルバッテリアラームに応答して、オペレーティングシステム２２がハイバネーションシーケンスを開始する。ハイバネーションが完了するとき、マザーボード１８はＰＳ＿ＯＮ＃ラインを解放する。これに応答して、電源装置７６はバッテリを切断する。

ＡＣ電源異常は典型的には、電源喪失の後に不断のクリーンな電源の回復が続くという単純な話ではない。むしろ、ＡＣ電源は、雷雨中など、ある長期間にわたってオン／オフを繰り返する可能性がある。その場合、ＡＣ電源が復帰するたびにコンピュータがリブートされ、ＡＣ電源が再度オフになるときにバッテリにより電力供給されたシャットダウンプロセスを完了する場合、バッテリ電源が急速に消耗される可能性がある。好ましい実施形態の特徴によれば、この問題は、システムを起動させる前にプログラマブルに事前に選択された時間にわたってＡＣ電源が安定するまで電源管理コントローラ３６を待機させることによって、解決される。これにより、ＡＣ電源が不安定である間に繰り返してシステムをハイバネーションにすることによってバッテリ電源が消費されないようにする。ＡＣ電源が十分長い間安定しているかどうかのこの判断は、例えば、ＡＣ電源が復帰するときに実行を開始するハードウェアタイマの読み取りをチェックすることによって行うことができる。

好ましい実施形態の特徴によれば、バッテリ電源に切り替えられるとき、電源装置７６は直ちに使用可能な内部周辺装置のいくつかのための電源を作るが、他の内部周辺装置のための電源を遅延させる。図３に例示するように、電源装置７６の出力は、ＯＮ＿Ｂａｔｔ信号がアサートされた直後に電力を供給する「通常電源」コネクタ１１０、および、ＯＮ＿ＢＡＴＴ信号のアサート後、事前に選択された期間後に使用可能である電力を供給するための「遅延電源」コネクタ１０８を含む。一実施態様では、コネクタ１０８上の遅延電源は、通常コネクタ１１０上の電源が有効になった７秒後に有効となる。この遅延電源の目的は、電源装置７６に与えられた負荷におけるピークを分散させることであり、これは特に、周辺装置が初期サージをその電力需要において与える場合である。例えば、このようなサージは、光ディスクドライブがスピンアップしなければならないときに生じる。図３に例示する一実施態様では、ハードディスク２３が通常周辺電源コネクタ１１０に接続され、光ディスク２８が遅延周辺電源コネクタ１０８に接続される。

好ましい実施形態のコンピュータシステムの複数の電力状態の間の可能な移行を図４に要約する。コンピュータシステムがＡＣ電源上で動作状態９０（例えば、ＡＣＰＩのＳ０状態）であり、ユーザが電源ボタンを押すとき、電源管理コントローラはオペレーティングシステムに、スタンバイ状態９２（例えば、ＡＣＰＩのＳ３状態）に入るように命令する。スタンバイ状態で、コンピュータはなおＡＣ電源上にある。次いで、ユーザが電源ボタンを押してコンピュータをオンにした場合、電源管理コントローラは起動信号を送信してシステムを起動させ、コンピュータが動作状態を再開する。これらの２つの移行は従来のものであり、ＡＣＰＩ状態をサポートするパーソナルコンピュータ上で標準であることに留意されたい。

コンピュータがスタンバイ状態であるとき、ＡＣ電源が障害を生じた場合、バッテリ電源に切り替えられ、電源管理コントローラを含むコンピュータがこのときバッテリによって電力供給される（「バッテリ上のＳ３」状態９６）。ＡＣ電源障害の検出に応答して、電源装置はＯＮ＿ＢＡＴＴ信号をアサートし、これが電源管理コントローラにコンピュータシステムをスタンバイ状態から起動させる。結果として、コンピュータシステムは、バッテリによって電力供給された動作状態に向かう（「バッテリ上のＳ０」状態９８）。次いで、バッテリドライバ６８は「クリティカルバッテリアラーム」イベント信号をオペレーティングシステムに送信する。これに応答して、オペレーティングシステムはシステムをハイバネーション状態にし（例えば、ＡＣＰＩのＳ４状態）、状態データがハードドライブ上で持続される。システムがハイバネーション状態になった後（「バッテリ上のＳ４状態」１００）、電源装置がバッテリを切断してバッテリ電源を保持する。この時点で、コンピュータシステム全体は完全な電源オフ状態１０２である。

一実施例では、コンピュータが、電源障害後にブートアップするように設定される。ＡＣ電源が復帰するとき、電源管理コントローラはこのときＡＣ電源上にあり、ＡＣ電源が事前に選択された期間にわたって安定するまで待機し、次いでコンピュータシステムに完全な「オフ」状態からハイバネーション状態に戻るようにさせる（「ＡＣ電源上のＳ４」状態１０６）。後に、コンピュータシステムをハイバネーション状態から、電源管理コントローラによって、あるいはユーザが電源ボタンを押すことによって起動させることができ、コンピュータシステムは、コンピュータがハイバネーション状態に入る前にハードドライブ上に格納された状態データを使用して、動作状態９０を再開する。その後、電源管理コントローラはオペレーティングシステムに、スタンバイ状態９２に向かうように命令する。その後、ユーザが電源ボタンを再度押すとき、コンピュータは直ちに動作状態９０を再開する。したがって、間に起こるＡＣ電源異常があっても、コンピュータは、ＡＣ電源障害が決して起こっていないかのように、電源ボタン信号に応答する方法を変えず、電源ボタンを押すことまたは他のトリガリングイベントに即時に応答することができる。

ＡＣ電源障害はまた、コンピュータが動作状態９０であるときに起こる可能性もある。この場合、バックアップバッテリの電源が直ちに切り替わり、コンピュータが動作状態のままで残るが、バッテリによって電力供給中である（状態９８）。次いで、バッテリドライバは「クリティカルバッテリアラーム」イベントをオペレーティングシステムに送信し、コンピュータにハイバネーション状態１００に移行させ、これは上述と同じ方法で行われる。

本発明の原理を適用することができる多数の可能な実施形態に鑑みて、本明細書で図面に関して説明した実施形態は例示的でしかないように意味され、かつ本発明の範囲を制限するように解釈されるべきではないことを理解されたい。したがって、本明細書で説明した本発明は、このようなすべての実施形態を、以下の特許請求の範囲およびその同等物の範囲内に入る可能性があるものとして企図する。

本発明を実施することができる例示的コンピュータシステムを一般に例示するブロック図である。 コンピュータをオンまたはオフにするための電源ボタンを有するデスクトップパーソナルコンピュータの概略図である。 コンピュータがスタンバイ状態であるとき、ＡＣ電源障害が生じる場合、状態データを保持してシステムがリカバリすることを可能にする信頼できる電源を提供するための、本発明の一実施形態による機構に含まれる構成要素を示す概略図である。 本発明の一実施形態によるコンピュータの複数の電力状態の間の移行を示す概略図である。

符号の説明

１０ コンピュータ
１６ メモリ
１７ ＲＡＭ
１８ マザーボード
２２ オペレーティングシステム
２３ ハードドライブ
２６ ＢＩＯＳ
２８ 光ドライブ
３６ 電源管理コントローラ
３８ 多目的イベント（ＧＰＥ）レジスタ
５０ 電源ボタン
６４ 特殊ファイル
６６ コントロールメソッドバッテリ
６８ バッテリドライバ
７０ バッテリ
７２ バッテリ充電回路
７６ 電源装置
７８ ＡＣ−ＤＣ部
８０ ＤＣ−ＤＣ部
８４ 電圧検出回路
８６ 切り替え回路
１０８ 「遅延電源」コネクタ
１１０ 「通常電源」コネクタ

Claims (25)

1. オペレーティングシステムと、
   ＤＣ電圧を有するエネルギー蓄積媒体と、
   前記コンピュータの構成要素に電力供給するためにＡＣ電源をＤＣ電源に変換するための電源装置であって、前記コンピュータがスタンバイ状態である間に前記ＡＣ電源の障害が起こるとき、前記コンピュータの動作に電力供給するために前記エネルギー蓄積媒体の前記ＤＣ電圧を前記電源装置に接続するように、かつ、前記コンピュータが前記エネルギー蓄積媒体によって電力供給されていることを指示するバックアップ電源オン信号を生成するように構成された切り替え回路を有する電源装置と、
   複数の電力状態の間の前記コンピュータの移行をコントロールするための電源管理コントローラであって、前記バックアップ電源オン信号に応答して、前記コンピュータを前記スタンバイ状態から起動させて動作状態に入るようにプログラムされた電源管理コントローラと、
   前記コンピュータが前記動作状態になった後にバックアップ電源クリティカル信号を生成して、前記オペレーティングシステムをトリガして前記コンピュータの状態データを不揮発性メモリに格納し、前記コンピュータをハイバネーション状態にするように構成されたバッテリドライバであって、前記バッテリドライバは、前記エネルギー蓄積媒体がクリティカルに低いエネルギーレベルでないとき、前記バックアップ電源クリティカル信号を生成し、前記切り替え回路は、前記エネルギー蓄積媒体を前記電源装置から、前記コンピュータが前記ハイバネーション状態になった後に切断するバッテリドライバと
   を備えたことを特徴とするコンピュータ。
2. 前記電源管理コントローラが、前記ＡＣ電源が復帰するとき前記コンピュータを起動させ、前記格納された状態データを使用して前記コンピュータを前記ＡＣ電源障害の前のシステム状態にリストアするようにさらにプログラムされていることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ。
3. 前記電源管理コントローラが、前記ＡＣ電源が復帰した後、前記コンピュータを起動させて前記システム状態をリストアする前に、前記ＡＣ電源が事前に選択された期間にわたって安定しているかどうかを判断するようにさらにプログラムされていることを特徴とする請求項２に記載のコンピュータ。
4. 前記電源管理コントローラは、前記システム状態がリストアされた後、前記コンピュータを前記スタンバイ状態に戻すことを特徴とする請求項２に記載のコンピュータ。
5. 前記電源装置はＤＣ−ＤＣ変換部を含み、前記切り替え回路は前記エネルギー蓄積媒体の前記ＤＣ電圧を前記ＤＣ−ＤＣ変換部の入力に接続することを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ。
6. 前記エネルギー蓄積媒体はバッテリを含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ。
7. 前記バッテリは充電可能であることを特徴とする請求項６に記載のコンピュータ。
8. 前記バッテリが、密閉型鉛酸蓄電池、Ｎｉ−ＭＨバッテリ、Ｎｉ−ＣｄバッテリおよびＬｉ−ｉｏｎバッテリのグループから選択されることを特徴とする請求項７に記載のコンピュータ。
9. 前記電源装置は、前記バッテリを充電するための充電回路をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のコンピュータ。
10. 前記エネルギー蓄積媒体は、キャパシタを含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ。
11. 前記スタンバイ状態は、ＡＣＰＩ規格のＳ３状態であることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ。
12. 前記不揮発性メモリは、ハードドライブであることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ。
13. 前記切り替え回路は、前記コンピュータに電力供給して前記ハイバネーション状態に入るようにするために十分なエネルギーを前記エネルギー蓄積媒体が含むかどうかを判断するために、前記エネルギー蓄積媒体の前記ＤＣ電圧を検出するための電圧検出器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ。
14. 前記切り替え回路は信号を生成して、前記コンピュータに電力供給して前記ハイバネーション状態に入るようにするために十分なエネルギーを前記エネルギー蓄積媒体が含むことを指示することを特徴とする請求項１３に記載のコンピュータ。
15. 前記電源装置は、前記バックアップ電源オン信号の開始直後に電力を提供するための第１の周辺電源コネクタ、および、前記バックアップ電源オン信号の開始後、事前に選択された時間の後に電力を提供するための第２の周辺電源コネクタを含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータ。
16. ＡＣ電源で稼動するコンピュータの状態データを、前記コンピュータがスタンバイ状態である間に前記ＡＣ電源の障害が起こるとき、保持する方法であって、
    ＤＣ電圧を有するエネルギー蓄積媒体を提供するステップと、
    前記ＡＣ電源障害において、前記コンピュータを稼動する電力を供給するために、前記エネルギー蓄積媒体を前記コンピュータの電源装置に接続するステップであって、前記電源装置がＤＣ−ＤＣ変換部を有し、前記エネルギー蓄積媒体が前記ＤＣ−ＤＣ変換部の入力に接続されるステップと、
    前記コンピュータを前記スタンバイ状態から起動させて動作状態に入るようにするステップと、
    バックアップ電源クリティカル信号を前記コンピュータのオペレーティングシステムに送信して、前記オペレーティングシステムをトリガして前記コンピュータの状態データを不揮発性メモリに格納し、前記コンピュータをハイバネーション状態にするステップであって、前記エネルギー蓄積媒体がクリティカルに低いエネルギーレベルでないときに、前記バックアップ電源クリティカル信号が送信されるステップと、
    前記コンピュータが前記ハイバネーション状態になった後に、前記エネルギー蓄積媒体を前記電源装置から切断するステップと
    を含むことを特徴とする方法。
17. 前記ＡＣ電源が復帰するとき前記コンピュータを前記ハイバネーション状態から起動させ、前記コンピュータを前記ＡＣ電源障害の前のシステム状態に、前記格納された状態データを使用してリストアするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記ＡＣ電源が復帰した後、前記コンピュータを前記ハイバネーション状態から起動させる前に、前記ＡＣ電源が事前に選択された期間にわたって安定しているかどうかを判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記システム状態がリストアされた後、前記コンピュータを前記スタンバイ状態に戻すステップをさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記エネルギー蓄積媒体は、充電式バッテリを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
21. 前記電源装置は充電回路を含み、前記方法は、前記ＡＣ電源が使用可能であるとき、前記バッテリを前記充電回路に接続して前記バッテリを充電するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
22. 前記スタンバイ状態は、ＡＣＰＩ規格のＳ３状態であることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
23. 前記不揮発性メモリは、ハードドライブであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
24. 前記コンピュータに電力供給して前記ハイバネーション状態に入るようにするために十分なエネルギーを前記エネルギー蓄積媒体が含むかどうかを判断するために、前記エネルギー蓄積媒体の前記ＤＣ電圧を検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
25. 前記コンピュータに電力供給して前記ハイバネーション状態に入るようにするために十分なエネルギーを前記エネルギー蓄積媒体が含むことを示す信号を生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。

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