JPH0764664A - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JPH0764664A
JPH0764664A JP5214117A JP21411793A JPH0764664A JP H0764664 A JPH0764664 A JP H0764664A JP 5214117 A JP5214117 A JP 5214117A JP 21411793 A JP21411793 A JP 21411793A JP H0764664 A JPH0764664 A JP H0764664A
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circuit
signal
oscillation
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Katsunobu Hongo
勝信 本郷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラムによらずに発振開始時には発振回
路の駆動能力を大に、内部クロック供給後は小にする。 【構成】 発振回路が生成したクロックを多段に分周す
る分周器5と、分周クロックを選択するセレクタ6と、
選択した分周クロックをカウントするカウンタ7と、発
振回路の駆動能力を変更するためのスイッチ11と、スイ
ッチ11のオン,オフ制御を選択する内容が書込まれるセ
レクトビット21とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロコンピュータに
関し、更に詳述すればそれに内蔵している発振回路の駆
動能力を変更可能になしているマイクロコンピュータに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】発振回路を内蔵しているシングルチップ
マイクロコンピュータは、消費電力及び発振による不要
の輻射を抑制するために、発振回路の駆動能力をCPU の
制御によってレジスタの内容を書換えて変更できるよう
にしている。
【0003】図12は、この種の従来のマイクロコンピュ
ータの構成を示すブロック図である。マイクロコンピュ
ータはセラミック共振子又は水晶発振子とともに発振用
のコンデンサ等が接続され、クロックが入力されるクロ
ック入力端子1及びクロックが出力されるクロック出力
端子2を備えている。クロック入力端子1はNAND回路3
及びNAND回路4の各一入力端子と接続されている。
【0004】割込み要求信号(以下割込み信号という)
INT 及びリセット信号RST が一入力端子及び他入力端子
が入力されるOR回路Oの出力信号はセット端子Sへ入力
され、停止信号STP がリセット端子Rへ入力されるRSフ
リップフロップ9の出力端子QはNAND回路3,4の各他
入力端子と接続されている。NAND回路4の出力端子はス
イッチ11を介して、NAND回路3,4からのクロックを分
周する分周器5の入力側と接続されており、またクロッ
ク出力端子2と、NAND回路3の出力端子と、AND 回路10
の一入力端子とに接続されている。
【0005】分周器5の出力側は、分周器5からの分周
クロックを選択するセレクタ6の入力側と接続されてお
り、その出力側はウォッチドッグタイマとしても動作す
るカウンタ7の入力側と接続されている。カウンタ7の
出力側はOR回路12の一入力端子と接続されており、その
他入力端子にはリセット信号RST が入力される。OR回路
12の出力端子はRSフリップフロップ8のセット端子Sと
接続されており、そのリセット端子Rには発振停止信号
STP が入力される。
【0006】RSフリップフロップ8の出力端子QはAND
回路10の他入力端子と接続されており、インバータ16を
介してOR回路14の一入力端子と接続されている。AND 回
路10から図示しないCPU 等へ与える内部クロックiが出
力されるようになっている。OR回路14の他入力端子に
は、分周器5からの分周クロックを選択すべき内容が書
込まれたレジスタからなるセレクトビット20の内容が入
力される。OR回路14の出力はセレクタ6へ与えられる。
図示していないCPU により内容が書き込まれて、スイッ
チ11をオン, オフ制御し発振回路の駆動能力を選択する
レジスタからなるセレクトビット21の内容sはスイッチ
11へ与えられる。そしてNAND回路3,4及びスイッチ11
により発振回路部分50が構成されている。
【0007】図13は図12における分周器5、セレクタ
6、カウンタ7の具体的な構成を示すブロック図であ
る。分周器5はクロック出力端子2から入力されたクロ
ックを2分周する2分周回路101,102,103 …105 …109
を直列接続して構成されており、2分周回路101,102,10
3 …105 …109 から2分周されたクロックf2 ,f4
8 …f32…f512 が出力されるようになっている。
【0008】セレクタ6は、出力側を共通接続している
トランスファゲート161,162 と、トランスファゲート16
1,162 の出力側に入力側が接続されているバッファ163
と、トランスファゲート161 のNチャネルトランジスタ
のゲート及びトランスファゲート162 のPチャネルトラ
ンジスタのゲートに入力側が接続されており、その出力
側がトランスファゲート161 のPチャネルトランジスタ
のゲート及びトランスファゲート162 のNチャネルトラ
ンジスタのゲートと接続されているインバータ164 とに
より構成されている。トランスファゲート161(162)の入
力側は2分周回路105(109)の出力側と接続されている。
トランスファゲート161 のNチャネルトランジスタ及び
トランスファゲート162 のPチャネルトランジスタのゲ
ートはOR回路14の出力端子と接続されている。
【0009】カウンタ7は、直列接続され、夫々がイン
クリメントするカウンタを構成する2分周回路201,202
…211,212 と、2分周回路201,202 …211,212 をリセッ
トするリセット制御回路170 とにより構成されている。
2分周回路201,の入力側はバッファ163 の出力側と接続
されている。カウント値が所定値に達すると2分周回路
202(211)から信号h(g)が出力されるようになってい
る。2分周回路212 から出力されるオーバーフロー信号
fはリセット制御回路170 へ入力されるようになってい
る。リセット制御回路170 には、リセット信号RST 、発
振停止信号STP、書込み信号WRT が入力される。
【0010】図14は、発振回路部分50の具体的構成を示
すブロック図である。RSフリップフロップ9の出力Pが
入力されるNAND回路57の一入力端子は、電源VD とクロ
ック出力端子2との間に介装されているトランジスタ41
のゲートと、インバータ59の入力側と、トランジスタ56
のゲートとに接続されている。インバータ59の出力側は
トランジスタ53のゲートと接続されている。セレクトビ
ット21からの信号s又は後述するAND 回路13からの信号
saが入力されるインバータ49の出力側はNAND回路57の他
入力端子と接続されている。NAND回路57の出力端子は、
トランジスタ52のゲートと、インバータ58の入力側とに
接続されている。インバータ58の出力側はトランジスタ
55のゲートと接続されている。
【0011】トランジスタ52と55との直列回路と、トラ
ンジスタ53と56との直列回路が並列接続されており、ト
ランジスタ52及び53のソース側はトランジスタ51を介し
て電源VD と接続されている。トランジスタ55及び56の
ドレイン側はトランジスタ54を介して接地されている。
トランジスタ52と55との接続部及びトランジスタ53と56
との接続部は共通に接続されて、トランジスタ41とクロ
ック出力端子2との接続部と接続されている。トランジ
スタ51,54 のゲートは共通に接続されてクロック入力端
子1と接続されている。
【0012】図15はシングルチップマイクロコンピュー
タに発振子等を外部接続した状態を示すブロック図であ
る。マイクロコンピュータ310 に設けているクロック入
力端子1とクロック出力端子2との間に、抵抗312 と、
例えばセラミック共振子311との並列回路が介装されて
おり、クロック入力端子1はコンデンサ313 を介して、
クロック出力端子2はコンデンサ314 を介して夫々接地
されている。
【0013】図16はセレクトビット20,21 の具体的構成
を示すブロック図である。データバス65はDフリップフ
ロップ71の入力端子Dと接続されており、その出力端子
Qは出力バッファ75を介してデータバス65と接続されて
いる。Dフリップフロップ71の出力端子Qからセレクト
ビット20,21 に書込んだ内容sが出力される。アドレス
バス66はアドレスデコーダ73の入力側と接続されてお
り、その出力側はAND 回路74及びAND 回路76の一入力端
子と接続されている。AND 回路74の出力端子はDフリッ
プフロップ71のクロック端子CKと接続されている。書込
み信号線67はAND回路74の他入力端子と接続されてい
る。読出し信号線68はAND 回路76の他入力端子と接続さ
れており、その出力端子はバッファ75の出力制御端子と
接続されている。リセット信号線69はDフリップフロッ
プ71のリセット端子RSと接続されている。
【0014】次にこのマイクロコンピュータの動作を各
部信号のタイミングチャートを示す図17とともに説明す
る。マイクロコンピュータ310 に所定の電源電圧を供給
し、図17(A) に示すようにLレベルのリセット信号RST
が入力されている状態ではRSフリップフロップ8,9が
ともにセット状態となっていて、RSフリップフロップ
8,9の出力p,aがともにHレベルになる。またセレ
クトビット20,21 は図17(E),(H) に示すようにリセット
されており、カウンタ7がリセットされる。そしてセレ
クトビット21がリセットされている状態ではスイッチ11
はオンしており、RSフリップフロップ9の出力pがHレ
ベルであるので、NAND回路3,4はともにアクティブ状
態となりクロック入力端子1からのクロックを反転して
クロック出力端子2へ出力する。
【0015】クロック入力端子1とクロック出力端子2
との間に図15に示すようにセラミック共振子311 、コン
デンサ313,314 等を接続しているため、発振動作してク
ロック入力端子1及びクロック出力端子2に夫々逆相の
正弦波電圧からなる図17(B)に示すクロックが得られ
る。このクロックの周期、即ち発振周波数はセラミック
共振子の発振特性で定まる。このように発生したクロッ
クは分周器5へ入力される。そして発振動作開始後、分
周器5は入力されたクロックを2分周回路101,102,103
…105 …109 で次々と分周していく。
【0016】ここで、クロック出力端子2のクロックの
周波数をfOUT とすると、2分周回路101 から出力され
る分周クロックの周波数f2 はfOUT /2 となり、また
2分周回路103 から出力される分周クロックの周波数f
8 はfOUT /8 となる。ところで、図17(C) に示す如く
RSフリップフロップ8の出力aがHレベルであり、一
方、セレクトビット20がLレベルであるから、セレクタ
6のトランスファゲート162 がオンし、トランスファゲ
ート161 がオフしていて図17(G) に示すように2分周回
路109 が出力する分周クロックf512 を選択する。そし
て選択した分周クロックf512 をバッファ163 を介して
カウンタ7へ入力する。
【0017】カウンタ7はリセット状態では全て“0”
(00016)の状態にリセットされている。いま時点t0
リセット信号をHレベルにしてリセットを解除するとカ
ウンタ7は分周クロックf512 のカウントを開始するこ
とになる。カウンタ7は、発振が安定している期間、即
ち後述する発振動作が停止状態にある期間及び発振動作
開始から内部クロックの供給を開始するまでの期間を除
く期間は、CPU の暴走を検出して、割込み信号を出力す
る監視タイマ(ウォッチドックタイマ)として使用して
いる。
【0018】また、フリップフロップ8の出力aがHレ
ベルであるためAND 回路10はアクティブ状態となり、ク
ロック出力端子2に出力したクロックを内部クロックi
として図示しないCPU 等の所定の回路へ供給する。な
お、マイクロコンピュータによっては、図13に示す2分
周回路101 から出力される分周クロックf2 と同周波数
の分周クロックxをクロック出力端子2からのクロック
に代えてAND 回路10へ入力するようにしている。
【0019】そしてリセット解除後、マイクロコンピュ
ータ内のCPU は内部クロックiにより起動されて所定の
プログラムを実行していく。またカウンタ7は前述した
ようにして初期値 00016からカウントアップして、カウ
ント値が所定値に達してオーバーフローした場合にはオ
ーバーフロー信号fを出力する。このカウンタ7をCPU
の監視タイマとして使用している場合は、オーバーフロ
ー信号fによりマスク不可割込みが発生するので、この
ようなマスク不可割込みを防ぐためにカウント値がオー
バーフローする以前にプログラムによりカウンタ7をリ
セットして、カウント値を初期値 00016に戻している。
【0020】また、カウンタ7は図13に示すリセット制
御回路170 に示すように、リセット信号RST 、カウンタ
7への書込み信号WRT 、後述する発振停止命令による発
振定信号STP 及びオーバーフロー信号fによりリセット
される。なお、セレクトビット20は、カウンタ7のカウ
ント対象に分周クロックf32,f512 のいずれかを選択
するためのビットであり、リセット後分周クロックf
512 を選択している場合に“1”を書込むことにより分
周クロックf32を選択する。またCPU の起動後は、CPU
の動作に適した周波数の内部クロックを選択してCPU へ
供給することになる。
【0021】そして、このような状態では、スイッチ11
がオンしていて、発振回路としてはNAND回路3及びNAND
回路4の両方が機能し、駆動能力はNAND回路3,4の両
出力を合わせたものとなり大きい駆動能力になる。
【0022】ところで電源電圧を供給した後、発振動作
開始から発振が安定するまでの時間を短縮するために
は、このように駆動能力を大きくしておく必要がある
が、駆動能力が大きい場合は、NAND回路3,4で消費す
る電流が多くなる。
【0023】なお、発振回路部分50の実回路は図14に示
すようになっているから、フリップフロップ9の出力p
は各発振停止状態ではLレベルであり、この時Pチャネ
ルトランジスタ52,53 及びNチャネルトランジスタ55,5
6 がオフし、Pチャネルトランジスタ41がオンするので
クロック出力端子2はHレベルとなり、図12に示すNAND
回路3,4があたかも存在している状態と同様となる。
【0024】またセレクトビット21の内容sがLレベル
のとき、Pチャネルトランジスタ52、Nチャネルトラン
ジスタ55がオンし、HレベルのときPチャネルトランジ
スタ52、Nチャネルトランジスタ55がオフするので、図
12に示すスイッチ11があたかも存在している状態と同様
となる。
【0025】ところで、発振動作が一旦安定した後は、
駆動能力は小さくても良く、また駆動能力が小さい方が
消費電流が少ないので、スイッチ11をオフさせて発振回
路の駆動能力を切換える。そして駆動能力を切換える場
合、内部クロックiにより起動したCPU によりセレクト
ビット21に“1”を書込む。そうするとセレクトビット
21の内容sはHレベルとなってスイッチ11はオフする。
この状態では発振回路の駆動能力は、NAND回路3のみに
依存することになり、発振回路の駆動能力が小になる。
ここで電源投入後、リセット信号RST が発生しないこと
を考慮し、(通常の応用システムでは外部のリセット用
ICにより電源投入直後からリセットされるようになって
いる)セレクトビット21は電源投入時のリセットされた
状態になるように、発振停止信号STP を出力する前にCP
U により“0”を書込ませる。
【0026】さて、CPU が実行するプログラムには、発
振回路の発振動作を停止させる発振停止命令があり、次
にこの発振停止命令を実行するときのマイクロコンピュ
ータの動作を説明する。セレクトビット21に図17(H) に
示すように“0”を書込んだ後に、例えば時点t1 で発
振停止命令である発振停止信号STP が発生すると、フリ
ップフロップ9,8がともにリセットされ、出力pは図
17(C) に示すようにLレベルになり、出力aはLレベル
になる。出力pがLレベルになるとNAND回路3,4の出
力がHレベルに固定され、図17(B) に示すように発振動
作が停止する。
【0027】また、出力aが図17(C) に示すようにLレ
ベルになると、AND 回路10の出力はLレベルに固定され
て、内部クロックiは図17(D) に示す如くLレベルで停
止して内部クロックiの供給が停止する。更にカウンタ
7もリセットされる。次に発振停止状態から復帰するに
は、リセット信号又は割込み信号により復帰させ得る
が、リセット信号RST による場合については前述したの
で、割込み信号INT による場合について説明する。
【0028】発振停止状態で、例えば図示しない割込み
信号入力端子を時点t2 でLレベルにすると、Hレベル
の割込み信号INT が発生するとする。そうするとOR回路
Oの出力がHレベルとなり、フリップフロップ9がセッ
トされ、その出力pがHレベルとなる。これによりNAND
回路3,4がアクティブの状態となり発振回路部分50は
再び発振動作を開始する。このとき発振停止信号STP を
出力する前にセレクトビット21には前述したように
“0”が書込まれているのでスイッチ11がオンしてNAND
回路4も有効に機能して、発振回路の駆動能力が大にな
る。
【0029】そして、図17(B) に示すように発振を開始
した時点t2 では、フリップフロップ8は発振動作を停
止させた発振停止信号STP でリセットされたままであ
り、その出力aはLレベルのままである。それによりOR
回路14の出力はHレベルとなり、セレクタ6は分周クロ
ックf32を選択しており、また内部クロックiはLレベ
ルのままで固定されて供給を停止した状態になる。この
ような状態でクロック出力端子2からのクロックを分周
器5が分周し、セレクタ6が選択している分周クロック
32をカウント対象としてカウンタ7へ入力する。それ
によりカウンタ7は初期値 00016からカウントを開始す
る。
【0030】カウントするクロックの発振周波数をf
(XIN) とし、発振開始時点からこの周波数であった場
合、1/f(XIN) ×32×2048秒後の時点t3 でカウンタ
7は図17(F) に示すようにHレベルのオーバーフロー信
号fを出力することになる。そしてこのオーバーフロー
信号fによりフリップフロップ8がセットされ、その出
力aがHレベルとなりAND 回路10がアクティブの状態に
なって、図17(D) に示すように時点t3 から内部クロッ
クiの供給を開始する。
【0031】またインバータ16の出力がLレベルとな
り、セレクタ6はセレクトビット20の内容のみで制御さ
れるようになる。このように発振動作の開始から内部ク
ロックiの供給を開始するまでの時間を、カウンタ7を
用いて計時することにより発振開始直後の電圧レベル及
び発振周波数が不安定なクロックを内部クロックiとし
てCPU 等の所定の回路へ供給しない。またセレクトビッ
ト20に“1”書込まれていない場合はセレクタ6にはOR
回路14からLレベルの信号が与えられて、セレクタ6は
図17(G) に示すように分周クロックf32より低い周波数
の分周クロックf512 を選択するように切換わる。
【0032】また、このように内部クロックiが供給さ
れて駆動しているCPU により、例えば時点t4 でセレク
トビット21に“1”を書込むと、セレクトビット21の内
容sは図17(H) に示すようにHレベルになりスイッチ11
がオフして発振回路の駆動能力が小になる。一方、CPU
によりセレクトビット20に時点t5 で“1”を書込むと
セレクトビット20の内容は図17(E) に示すようにHレベ
ルになり、その内容がセレクタ6に与えられて、図17
(G) に示すように再び分周クロックf32を選択する。そ
のため、周波数が異なる内部クロックiを適宜に選択し
てCPU を駆動する。
【0033】一方、時点t6 でセレクトビット21に
“0”を書込む (リセットする) とスイッチ11がオンし
て図17(I) に示すように発振回路の駆動能力が大とな
る。そしてt7 で発振停止信号STP が発生した後の時点
8 ,t9 ,t10における変化は、時点t2 ,t3 ,t
4 の変化と同様となる。そして、時点t10でセレクトビ
ット21に“1”を書込むとスイッチ11がオフして発振回
路の駆動能力は図17(I) に示すように小となる。このよ
うに駆動能力が小である場合に、時点t12で発振停止信
号STP を発生させて発振動作を停止させた後、時点t13
で割込み信号INT を発生させると、駆動能力が小の状態
で発振動作を開始することになり、発振が安定するまで
に長い時間を要し、ときには発振しない状態が起こり得
る。
【0034】次にCPU によりセレクトビット20,21 にデ
ータを書込む動作を図16及び図18により説明する。CPU
がセレクトビット21への書込み命令を解読すると、CPU
は図18(A) に示すセレクトビット21のアドレスAi をア
ドレスバス66へ、図18(C) に示すデータDi をデータバ
ス65へ出力し、図18(D) に示す書込み信号WRを出力す
る。そうするとアドレスデコーダ73が、このアドレスA
i をデコードし、図18(E) に示すようにアドレスデコー
ダ73の出力AをHレベルにする。AND 回路74はこの出力
Aと書込み信号WRとの論理積を求め、Dフリップフロッ
プ71のクロック端子CKへ図18(F) に示す書込み信号Wを
出力する。この書込み信号WによりDフリップフロップ
71は、データバス65のデータをラッチする。そして書込
み信号Wが立下り時点で、Dフリップフロップ71の出力
レベルが変化してセレクトビット21に内容sに対応する
“1”又は“0”を書込む。
【0035】
【発明が解決しようとする課題】前述したように従来の
マイクロコンピュータは、発振回路の消費電流を低減す
るために発振停止信号STP を発生させる以前に、セレク
トビット21に“0”を書込み、また発振動作停止状態か
ら復帰させた内部クロックiの供給後に再びセレクトビ
ット21に“1”を書込んで、発振動作を開始させるとき
は発振回路の駆動能力を大にし、発振が安定し内部クロ
ックを供給した場合は駆動能力を小にする必要がある。
そのためCPU による書込みを指令する必要からプログラ
ムが繁雑であるばかりでなく、プログラムにそのような
書込みをする命令を書込む場合にミスが発生した場合は
発振が不確実になる虞れがある。そして誤って駆動能力
が小さいままで、発振動作を開始させると、発振が安定
するまでに長い時間を要し、最悪の場合には発振しない
虞れがあるという問題がある。
【0036】また、マイクロコンピュータの製品テスト
時に駆動能力を小にしている状態で発振動作した場合は
ユーザーにおいて使用した場合に発振しない状態が起こ
り得る場合があり、製品テストで製品の不良を見い出し
得ず、発振動作が不安定なマイクロコンピュータがユー
ザーに出回る虞れがあるという問題がある。更には、発
振子を用いずに、発振が安定している外部クロックをク
ロック入力端子へ入力するような場合であっても、発振
停止状態から復帰させるにはカウンタのオーバーフロー
信号を待たなければ内部クロックを供給できず、最初か
ら安定している外部クロックを入力する場合であっても
内部クロックの供給開始までに長い時間を要することに
もなる。またセレクトビットの書込み内容がプログラム
のバグ及び外来ノイズ等により思いがけない変化をする
等の危険性がある。
【0037】本発明は斯かる問題に鑑み、発振動作停止
解除後にセレクトビットの内容を1度だけ書込むだけ
で、発振停止信号の発生後と、内部クロックの供給開始
後とで自動的に発振回路の駆動能力を変更することがで
きる発振回路を内蔵したマイクロコンピュータを提供す
ることを目的とする。また外部クロックが入力される場
合は、内部クロックの供給開始までの時間を短縮できる
ようにする。更には、プログラムのバグ、外来ノイズ等
によりセレクトビットの書込み内容が変化しないように
する。
【0038】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロコ
ンピュータは、発振回路の駆動能力を変更するスイッチ
のオン, オフ状態を選択するセレクトビットの内容及び
内部クロックの供給を開始させる信号の論理積により前
記スイッチをオン, オフ制御する構成にする。また、発
振させたクロックの分周クロックをカウントするカウン
タのカウント対象に周波数が高い分周クロックを選択可
能な構成にする。更には、セレクトビットをマスクオプ
ションにより構成する。
【0039】
【作用】発振停止信号が発生した後にセレクトビットに
所定の内容を書込む。セレクトビットに書込んだ内容及
び内部クロックの供給を開始させる信号の論理が不成立
の場合は、スイッチがオンして発振回路の駆動能力が大
になり、発振動作を開始する。セレクトビットの内容及
び内部クロックの供給を開始させる信号の論理が成立の
場合は、スイッチがオフして発振回路の駆動能力が小に
なり、内部クロックの供給を開始する。これにより、発
振動作の開始から内部クロックの供給開始までの期間
は、発振回路の駆動能力が大に、内部クロックの供給開
始後は発振かかいろの駆動能力が小に自動的に切換わ
る。
【0040】また、周波数が高い分周クロックをカウン
タがカウントすると短時間に所定カウント数に達して、
内部クロックの供給を開始させる信号が得られて、内部
クロックの供給開始までの時間が短縮する。更に、セレ
クトビットをマスクオペションで構成すると、プログラ
ムのバグ、外来ノイズ等によりセレクトビットのデータ
が変化しない。
【0041】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面により詳
述する。図1は本発明に係るマイクロコンピュータの要
部の構成を示すブロック図である。マイクロコンピュー
タには図示していないセラミック共振子又は水晶発振子
とともに発振用のコンデンサ等が接続され、クロックが
入力されるクロック入力端子1と、クロックを出力する
クロック出力端子2とを備えている。クロック入力端子
1はNAND回路3及びNAND回路4の各一入力端子と接続さ
れている。割込み信号INT が一入力端子へ、リセット信
号RST が他入力端子へ入力されるOR回路Oの出力端子は
RSフリップフロップ9のセット端子Sと接続されてお
り、RSフリップフロップ9のリセット端子には発振停止
信号STP が入力される。
【0042】RSフリップフロップ9の出力端子QはNAND
回路3,4の各他入力端子と接続されている。NAND回路
4の出力端子は、駆動能力変更手段たるスイッチ11を介
して、NAND回路3,4からのクロックを分周する分周器
5の入力側と接続されており、またクロック出力端子2
と、NAND回路3の出力端子と、AND 回路10の一入力端子
とに接続されている。分周器5の出力側は、分周器5か
ら出力される周波数が異なる分周クロックを選択するセ
レクタ6の入力側と接続されており、その出力側はウォ
ッチドッグタイマとしても使用するカウンタ7の入力側
と接続されている。
【0043】カウンタ7の出力側はOR回路12の一入力端
子と接続されており、その他入力端子にはリセット信号
RST が入力される。またリセット信号RST はカウンタ7
に与えられる。OR回路12の出力端子はRSフリップフロッ
プ8のセット端子Sと接続され、そのリセット端子Rに
は発振停止信号STP が入力される。RSフリップフロップ
8の出力端子QはAND 回路13の一入力端子及びAND 回路
10の他入力端子と接続されており、またインバータ16を
介してOR回路14の一入力端子と接続されている。OR回路
14の他入力端子は、分周器5からの分周クロックを選択
する内容を、CPU により書込むことができるレジスタか
らなるクロック選択手段たるセレクトビット20と接続さ
れている。OR回路14の出力はセレクタ6へ与えられる。
【0044】図示していないCPU により内容を書込むこ
とができ、スイッチ11のオン, オフを選択するレジスタ
からなる駆動能力選択手段たるセレクトビット21はAND
回路13の他入力端子と接続されている。AND 回路13の出
力はオン, オフ制御信号としてスイッチ11へ与えられ
る。そしてNAND回路3,4及びスイッチ11により発振回
路部分50が構成されている。
【0045】分周器5、セレクタ6及びカウンタ7は図
13に示す構成となっており、発振回路部分50は図14に示
す構成となっている。クロック入力端子1とクロック出
力端子2との間に例えばセラミック共振子311 を外部接
続する場合は図15に示す如く構成される。また、セレク
トビット20,21 は図16に示す如く構成される。そして、
これらは前述したと同様の動作をする。
【0046】次にこのように構成したマイクロコンピュ
ータの動作を、各部信号のタイミングチャートを示す図
2とともに説明する。マイクロコンピュータ310 にセレ
クト共振子311 、抵抗312 及びコンデンサ313,314 を接
続した状態で、所定の電源電圧を供給し、図2(A) に示
すようにリセット信号RST が発生した状態では、RSフリ
ップフロップ8,9がともにセット状態となり、出力p
はHレベルに、出力aは図2(C) に示すようにHレベル
になる。またセレクトビット20,21 及びカウンタ7がリ
セットされる。このような状態ではセレクトビット21の
内容sはLレベルであるからAND 回路13の出力saはLレ
ベルとなり、スイッチ11はオンする。
【0047】またRSフリップフロップ9の出力pはHレ
ベルであるので、NAND回路3,4はともにアクティブの
状態になり、クロック入力端子1のクロックを反転して
クロック出力端子2へ出力し、クロック入力端子1とク
ロック出力端子2との間に接続されているセラミック共
振子311 が発振動作して、図2(B) に示すようにクロッ
ク入力端子1及びクロック出力端子2に夫々逆相の正弦
波電圧からなるクロックが発生する。ここではスイッチ
11がオンしているからNAND回路3,4の出力が加わって
発振回路の駆動能力が大となり確実に発振して発振動作
は短時間に安定することになる。そしてこのクロックの
発振周波数はセラミック共振子311 の共振特性により定
まる。
【0048】そして発振動作開始後、分周器5は入力さ
れたクロックを2分周回路101 〜109 で次々と分周して
いく。クロック出力端子2 のクロック周波数をfOUT
すると、2分周回路101 から出力される分周クロックの
周波数f2 はfOUT /2 となり、また2分周回路103 か
ら出力される分周クロックの周波数f8 はfOUT /8と
なる。ここでフリップフロップ8の出力aがHレベルで
あり、セレクトビット20の内容がLレベルであるのでセ
レクタ6のトランスファゲート161 がオンし、トランス
ファゲート162 がオフしていて図2(G) に示すように2
分周回路109 が出力する分周クロックf512 を選択し、
バッファ163 を通してカウンタ7へ入力される。
【0049】カウンタ7はリセット状態では全て“0”
(00016)の状態にリセットされていて、リセット解除後
にこの分周クロックf512 のカウントを開始する。な
お、カウンタ7は発振が安定している期間、即ち後述す
る発振動作が停止状態にある期間及び発振動作開始から
内部クロックを供給するまでの期間を除く期間には、CP
U の暴走を検出して、割込み信号を出力する監視タイマ
(ウォッチドックタイマ)としても機能する。
【0050】またフリップフロップ8の出力aがHレベ
ルのためAND 回路10はアクティブの状態となり、AND 回
路10からクロック出力端子2のクロックを図2(D) に示
す内部クロックiとして、図示しないCPU 等の所定の回
路へ供給する。なお、マイクロコンピュータによって
は、図13に示す2分周回路101 から出力される分周クロ
ックf2 と同じ分周クロックxを、クロック出力端子2
からのクロックに代えてAND 回路10へ入力するものがあ
る。
【0051】このようにして時点t0 でリセットが解除
された後、マイクロコンピュータ内のCPU は、内部クロ
ックiによって起動して所定のプログラムを実行してい
く。またカウンタ7は前述したようにして初期値 00016
からカウントアップして、カウント値が所定値に達して
オーバーフローした場合にはオーバーフロー信号fを出
力する。カウンタ7をCPU の監視タイマ(ウォッチドッ
グタイマ)として使用している場合はオーバーフロー信
号によりマスク不可割込みが発生するので、このような
マスク不可割込みを防ぐためにカウント値がオーバーフ
ローする前にプログラムによりカウンタ7をリセットし
て、カウント値を初期値 00016に戻している。
【0052】またカウンタ7は図13のリセット制御回路
170 に示すように、リセット信号RST 、カウンタ7への
書込み信号WRT 及びオーバーフロー信号fによりリセッ
トされる。なお、セレクトビット20は、監視タイマとし
て使用しているときにカウンタ7のカウント対象に分周
クロックf32,f512 のいずれかを選択するビットであ
り、リセット信号RST が発生した後に分周クロックf
512 を選択している場合は、セレクトビット20に“1”
を書込むことにより分周クロックf32を選択する。
【0053】このようにリセット信号RST が発生した
後、セレクトビット21はリセットされて図2(I) に示す
ように“0”となっており、その内容sはLレベルとな
る。またフリップフロップ8がセットされて、その出力
aがHレベルとなる。そのためAND 回路13の出力saがL
レベルとなり、スイッチ11がオンして、図2(K) に示す
ように発振回路は駆動能力が大の状態となる。
【0054】さて、時点t1 で発振停止信号STP が発生
するとRSフリップフロップ9の出力pがLレベルにな
り、NAND回路3,4が非アクティブの状態にならず、発
振動作が停止する。またRSフリップフロップ8の出力a
がLレベルとなり、OR回路14の出力がHレベルになっ
て、図2(G) に示すようにセレクタ6は分周クロックf
32を選択する。また出力aがLレベルになったことによ
りAND 回路10が非アクティブの状態となり内部クロック
iの供給が図2(D) に示すように停止する。
【0055】その後、時点t2 で割込み信号INT が発生
すると、出力pがHレベルとなりNAND回路3,4がアク
ティブの状態となって図2(B) に示すように発振動作を
開始してクロックが発生し、分周器5へ入力する。そし
て、セレクタ6が選択している分周クロックf32をカウ
ンタ7がカウントして図2(H) に示すようにオーバーフ
ロー信号fを出力すると、RSフリップフロップ8がセッ
トされてAND 回路10がアクティブの状態になって、時点
3 から図2(D) に示すように内部クロックiの供給を
開始する。
【0056】次に時点t4 でCPU によって図2(I) に示
すようにセレクトビット21に“1”を書込むと、AND 回
路13の出力saが図2(J) に示すようにHレベルとなりス
イッチ11がオフして、NAND回路4が切離され発振回路の
駆動能力が小になり、少ない消費電流で発振を継続させ
ることになる。次に時点t5 でCPU により図2(E) に示
すようにセレクトビット20に“1”を書込むと、OR回路
14の出力がHレベルになり、セレクタ6は分周クロック
32を選択して、それを内部クロックiとしてCPU に供
給することになる。
【0057】このように発振回路の駆動能力を小にして
いる状態で、時点t7 で発振停止信号STP が発生する
と、時点t1 における動作と同様に発振動作が停止し、
内部クロックiの供給が停止する。そして発振停止信号
STP の発生によりRSフリップフロップ8の出力aがLレ
ベルになり、AND 回路13の出力saがLレベルとなりスイ
ッチ11がオンして駆動能力が大の状態になる。したがっ
て、次に時点t8 で割込み信号INT が発生すると、時点
2 の場合の動作と同様に駆動能力が大の状態で発振動
作を開始する。また時点t3 の場合と同様にカウンタ7
からオーバーフロー信号が出力されると、RSフリップフ
ロップ8の出力aがHレベルとなりAND 回路13の出力sa
がHレベルとなってスイッチ11がオフし図2(K) に示す
ように駆動能力が小になる。次に時点t12で発振停止信
号STP が発生すると時点t7 の場合と同様に駆動能力は
大になる。
【0058】このようにリセット信号RST の発生後に一
度だけセレクトビット21に“1”を書込めば、その後は
発振停止信号STP が発生すると発振回路の駆動能力が大
になりオーバーフロー信号fが出力されると駆動能力が
小になる。そして発振動作を確実に開始させ得、内部ク
ロックの供給後は消費電流を低減させることができる。
そのため従来のように発振停止信号STP が発生する以前
にその都度、セレクトビット21に“1”を書込む必要が
なく、CPU が実行するプログラムが複雑にならない。ま
たプログラムにそのような書込みの命令を書込まないか
ら、その書込みミスで発振動作が不確実になる虞れはな
い。
【0059】図3は本発明に係るマイクロコンピュータ
の他の実施例の要部構成を示すブロック図である。カウ
ンタ7からオーバーフロー信号fと、オーバーフローf
に先行して出力される出力信号g(図13参照) とが出力
されるようになっている。出力信号gはOR回路26の一入
力端子へ入力され、その他入力端子にはリセット信号RS
T が入力される。OR回路26の出力端子はRSフリップフロ
ップ25のセット端子Sと接続され、RSフリップフロップ
25のリセット端子RはRSフリップフロップ8のリセット
端子Rと接続されている。RSフリップフロップ25の出力
端子QはAND 回路13の一入力端子と接続されている。そ
れ以外の構成は図1に示したマイクロコンピュータの構
成と同様となっており、同一構成部分には同一符号を付
している。
【0060】次にこのマイクロコンピュータの動作を、
各部信号のタイミングチャートを示す図4とともに説明
する。時点t1 からt5 までの動作は時点t21で出力信
号gがカウンタ7から出力され、フリップフロップ25の
出力bが図4(H) に示すようにHレベルになるが、図1
におけるマイクロコンピュータの動作と同様である。
【0061】ところで、時点t7 で発振停止信号STP が
発生するとRSフリップフロップ9の出力端子QがLレベ
ルになりNAND回路3,4の出力がHレベルに固定されて
図4(B) に示すように発振動作が停止する。またRSフリ
ップフロップ8の出力aがLレベルになって図4(D) に
示すように内部クロックiの供給が停止する。更にRSフ
リップフロップ25の出力bがLレベルになり、AND 回路
13の出力sbがLレベルになってスイッチ11がオンして発
振回路の駆動能力は図4(K) に示すように大になる。
【0062】その後時点t8 で割込み信号INT が発生す
るとRSフリップフロップ9の出力pがHレベルとなりNA
ND回路3,4がアクティブの状態になり図4(B) に示す
ように発振動作を開始する。このとき出力aがLレベル
でありOR回路14の出力がHレベルとなってセレクタ6は
分周クロックf32を選択している。そしてカウンタ7が
分周クロックf32のカウントを開始し、時点t22でオー
バーフロー信号fに先行して出力信号gを出力する。そ
れによってRSフリップフロップ25の出力bが図4(H) に
示すようにHレベルとなり、AND 回路13の出力sbが図4
(J) に示すようにHレベルとなってスイッチ11がオフ
し、発振回路の駆動能力が小となる。その後、時点t9
でカウンタ7から図4(F) に示すようにオーバーフロー
信号fが出力されて、RSフリップフロップ8の出力aが
Hレベルになり図4(D) に示すように内部クロックiの
供給を開始する。
【0063】これによりスイッチ11がオン, オフ動作に
よってNAND回路4でクロックにノイズが生じても、その
ノイズ発生時点で内部クロックiの供給を開始しないか
らノイズが生じている内部クロックiの供給を未然に防
止する。なお、RSフリップフロップ25の出力bをカウン
タの出力信号gをRSフリップフロップ25へ入力して得ら
れるようにしたが、RSフリップフロップ8の出力aを、
出力bの代わりに用いて、出力bを例えば周波数が高い
分周クロックf2 等を遅延回路により遅延させて出力a
を得るようにしてもよい。
【0064】ところでこのようなマイクロコンピュータ
を用いる応用システムでは、発振回路を内蔵しているマ
イクロコンピュータと別のデバイスでクロックを生成し
て、生成したクロックをクロック入力端子1へ入力させ
る場合がある。その場合、クロックは外部から与えられ
るから、発振回路部分50の駆動能力は、自ら発振動作す
る場合に比べて極めて小さくてよい。また駆動能力が小
さい方が消費電流が少なく有利である。そこで、発振回
路の駆動能力を前述した大, 小の他に、極小の駆動能力
も得られる構成にすることが考えられる。
【0065】図5はこのようにして発振回路の駆動能力
を大小及び極小が選択できるマイクロコンピュータの他
の実施例の要部構成を示すブロック図である。RSフリッ
プフロップ9の出力端子Qは、NAND回路35の一入力端子
と接続されており、その他入力端子はクロック入力端子
1と共通に接続されている。NAND回路35の出力端子はス
イッチ31を介して分周器5の入力側と、クロック出力端
子2とに接続されている。図示しないCPU により駆動能
力を選択すべき内容が書込まれるセレクトビット22はAN
D 回路33の一入力端子と接続されており、その他入力端
子はRSフリップフロップ8の出力端子Qと接続されてい
る。AND 回路33の出力sdはスイッチ31のオン, オフ制御
信号としてスイッチ31へ与えられている。
【0066】なお、NAND回路3の駆動能力はNAND回路
4,35に比べて極めて小さく、クロック入力端子1とク
ロック出力端子2との間にセラミック共振子を接続した
場合には安定した発振が期待できない程度の駆動能力に
なすべく選定されている。それ以外の構成は図1に示し
たマイクロコンピュータの構成と同様となっており、同
一構成部分には同一符号を付している。
【0067】図6は図5における発振回路部分40の具体
的構成を示すブロック図である。RSフリップフロップ9
の出力pはNOR 回路57、NOR 回路47の各一入力端子と、
Pチャネルトランジスタ41のゲートと、Nチャネルトラ
ンジスタ56のゲートと、インバータ59とに入力される。
インバータ59の出力端子はPチャネルトランジスタ53の
ゲートと接続されている。AND 回路13の出力saはインバ
ータ49を介してNOR 回路57の他入力端子へ入力される。
AND 回路33の出力sdはインバータ46を介してNOR 回路47
の他入力端子へ入力される。
【0068】NOR 回路57の出力端子は、Pチャネルトラ
ンジスタ52のゲートと接続され、インバータ58を介して
Nチャネルトランジスタ45のゲートと接続されている。
NOR回路47の出力端子はPチャネルトランジスタ42のゲ
ートと接続され、インバータ48を介してNチャネルトラ
ンジスタ45のゲートと接続されている。Pチャネルトラ
ンジスタ42とNチャネルトランジスタ45との直列回路
と、Pチャネルトランジスタ52とNチャネルトランジス
タ55との直列回路と、Pチャネルトランジスタ53とNチ
ャネルトランジスタ56との直列回路とが並列接続されて
おり、その並列回路の一端子はPチャネルトランジスタ
51を介して直流電源VD と接続され、他端子はNチャネ
ルトランジスタ54を介して接地されている。Pチャネル
トランジスタ51及びNチャネルトランジスタ54の各ゲー
トはクロック入力端子1と接続されている。直流電源V
D はPチャネルトランジスタ41を介してクロック出力端
子2と接続されている。
【0069】次にこのように構成したマイクロコンピュ
ータの動作を説明する。セレクトビット21,22 の内容に
よりスイッチ11,31 を各別にオン, オフ制御して発振回
路の駆動能力を変更する。それ以外の動作は図1に示し
たマイクロコンピュータの動作と同様に動作する。そし
て、例えば表1に示すようにセレクトビット21,22 に
“1”又は“0”を書込むことにより発振回路の駆動能
力を変更できる。
【0070】
【表1】
【0071】即ち、例えばセレクトビット21,22 にとも
に“1”を書込んだ場合、その駆動能力は5%で最低と
なり、クロック入力端子1に外部クロックを入力する場
合は、極めて小さい駆動能力になし得、消費電流を極め
て少なくできる。
【0072】図7は本発明に係るマイクロコンピュータ
要部の更に他の実施例の構成を示すブロック図である。
発振動作停止時の分周クロックを選択する内容を書込む
クロック選択手段たるセレクトビット23と、その内容を
も与えることができるセレクタ62とを備えている。セレ
クトビット23はAND 回路15の一入力端子と接続されてお
り、その他入力端子はインバータ16の出力側と接続され
ている。AND 回路15の出力s5 はセレクタ62へ与えられ
る。それ以外の構成は図1に示したマイクロコンピュー
タの構成と同様であり、同一構成部分には同一符号を付
している。
【0073】図8はセレクタ62の具体的構成を示すブロ
ック図である。分周器5から入力される分周クロックf
2 (図13参照) は、トランスファゲート171 を介してバ
ッファ174 へ入力され、分周クロックf32はトランスフ
ァゲート172 を介してバッファ174 へ入力され、分周f
512 はトランスファゲート173を介してバッファ174 へ
入力される。バッファ174 から出力される分周クロック
はカウンタ7(図7参照)へ入力される。
【0074】図7に示したAND 回路15の出力s5 はトラ
ンスファゲート171 におけるNチャネルトランジスタの
ゲートへ入力され、インバータ176 を介してトランスフ
ァゲート171 におけるPチャネルトランジスタのゲート
へ入力され、またインバータ175 を介してAND 回路193
及びAND 回路194 の各一入力端子へ入力される。OR回路
14の出力s4 はAND 回路193 の他入力端子へ入力され、
インバータ179 を介してAND 回路194 の他入力端子へ入
力される。AND 回路193 の出力はトランスファゲート17
2 におけるNチャネルトランジスタ172 のゲートへ入力
され、インバータ177 を介してトランスファゲート172
におけるPチャネルトランジスタのゲートへ入力され
る。AND 回路194 の出力はトランスファゲート173 にお
けるNチャネルトランジスタのゲートへ入力され、イン
バータ178 を介してトランスファゲート173 のPチャネ
ルトランジスタのゲートへ入力される。
【0075】次にこのように構成したマイクロコンピュ
ータの動作を各部信号のタイミングチャートを示す図2
とともに説明する。図2(H) に示すように時点t9 でオ
ーバーフロー信号fが出力された後の時点t11でセレク
トビット23にCPU により図2(F) で示すように“1”を
書込むとセレクトビット23の内容s3 がHレベルにな
る。その後時点t12で発振停止信号STP が発生するとRS
フリップフロップ9の出力pがLレベルになり、前述し
たように発振動作が停止し、またRSフリップフロップ8
の出力aがLレベルになって、AND 回路15の出力s5
Hレベルとなりトランスファゲート171(図8参照) がオ
ンし、他のトランスファゲート172,173 はオフしてセレ
クタ62は周波数が高い分周クロックf2 を選択する。
【0076】次に時点t13で割込み信号INT が発生する
と発振回路は前述したようにして発振動作を開始する。
そしてカウンタ7は分周クロックf2 をカウント対象と
してカウントを開始する。時点t14でカウンタ7からオ
ーバーフロー信号fが出力されると、RSフリップフロッ
プ8の出力aがHレベルとなってスイッチ11がオフし、
図2(K) に示すように発振回路の駆動能力が小になり、
内部クロックiの供給を開始する。そのため、セレクト
ビット23に“0”を書込んでいる場合に比べ、カウント
対象の分周クロックの周波数が16倍になるので、周波数
が高くなった分、オーバーフロー信号fが早く出力され
て、内部クロックiの供給を開始するまでの時間を短縮
できる。つまり、CPU を動作停止状態から短時間に復帰
させることができる(図2におけるt13〜t14参照)。
【0077】即ち、図1に示すマイクロコンピュータで
は、発振動作停止状態から復帰する場合、発振再開後に
発振が安定するまでの時間を計時するためにカウンタ7
のカウント対象を分周クロックf32を選定しているが、
外部クロックが入力される場合は、クロックが入力され
た時点からクロックが安定しているために発振子による
発振が安定するまでの時間を計時する必要がなく、カウ
ント対象の分周クロックとして分周クロックf32を選択
せずに、それよりも周波数が高い分周クロックを選択す
ることによって極めて短時間に内部クロックの供給を再
開させることができる。したがって、新たにセレクトビ
ット23に設け、外部クロックが入力される場合は、この
セレクトビット23に“1”を書込むことにより、外部ク
ロックの入力時点から僅かに遅れて内部クロックiを供
給できてCPU の起動時点を早めることができる。また、
このようにCPU の動作停止状態から迅速に復帰させるた
めには、図9に示すように構成することによっても達成
できる。
【0078】図9に示すマイクロコンピュータはカウン
タ7から出力されるオーバーフロー信号fと、このオー
バーフロー信号fに先行して出力される出力信号hとを
択一的に選択する選択スイッチ200 を設けている。選択
した信号はOR回路12の一入力端子へ入力される。セレク
トビット23はAND 回路63の一入力端子と接続されてお
り、その他入力端子はOR回路14の一入力端子とインバー
タ16との接続部と接続されている。AND 回路62の出力は
選択スイッチ200 へ選択制御信号として与えられる。そ
れ以外の構成は図1におけるマイクロコンピュータの構
成と同様となっており、同一構成部分には同一符号を付
している。
【0079】次にこのマイクロコンピュータの動作を説
明する。ここでカウンタ7からはオーバーフロー信号f
とは別に図13に示すカウンタ7を構成している分周回路
201,202 …211,212 の初段に近い、例えば分周回路202
の出力信号hを出力させる。この出力信号hは周波数が
高い分周クロックをカウントするから、カウント値が早
く所定値に達して、オーバーフロー信号fより速い時点
に出力されて、選択スイッチ200 により出力信号hを選
択させていれば内部クロックiの供給開始時点までの時
間を短縮できる。
【0080】そして選択スイッチ200 は、発振動作停止
信号STP を出力した時点からオーバーフロー信号fが出
力されるまでの期間はRSフリップフロップ8の出力aが
Lレベルであり、そのためAND 回路15の出力がHレベル
となり、選択スイッチ200 は出力信号hを選択する側に
切換わる。したがって、出力信号hが出力されるとRSフ
リップフロップ8の出力aがHレベルとなり、内部クロ
ックiの供給を早期に開始できて、CPU の動作停止状態
からの復帰を短時間に実現できる。
【0081】図10は本発明に係るマイクロコンピュータ
要部の更に他の実施例の構成を示すブロック図である。
AND 回路13の出力端子はOR回路64の一入力端子と接続さ
れており、OR回路64の他入力端子はセレクトビット23と
接続されている。そしてOR回路64の出力は、スイッチ11
のオン, オフ制御信号としてスイッチ11に与えられてい
る。それ以外の構成は図7に示したマイクロコンピュー
タの構成と同様となっており、同一構成部分には同一符
号を付している。
【0082】このマイクロコンピュータは、セレクトビ
ット23に“1”を書込むことにより、セレクタ62は、周
波数が高い分周クロックf2 を選択して、オーバーフロ
ー信号fを早期に出力させることができて、内部クロッ
クiの供給開始時点を早めることができ、またセレクト
ビット23の内容によりOR回路64の出力がHレベルになっ
てスイッチ11がオフして発振回路の駆動能力が小にな
る。この場合、セレクトビット23に“1”を1回書込む
だけで、内部クロックの供給開始までの時間を短縮で
き、また発振回路の駆動能力が小になる2つの機能を備
えることができる。したがって、外部クロックが入力さ
れる場合にはセレクトビットを追加せずに対応できる。
【0083】なお、本実施例においては、オーバーフロ
ー信号の出力時点、つまり内部クロックの供給開始時点
からカウンタに入力するカウント対象の分周クロックを
選択する内容が書込まれるセレクトビット23に図16に示
す如き一般的なレジスタビットを用いて、リセット信号
RST の解除後にCPU がそれらのレジスタビットに所定内
容を書込む場合について説明したが、これらセレクトビ
ット21,22,23に書込む内容をハードウェアにより固定す
ることもできる。これはマスクROM を内蔵しているマイ
クロコンピュータにおいて、マスクオプションと称され
る、その応用により可能である。
【0084】図11はこのようなマスクオプションを応用
したセレクトビット23の構成を示すブロック図である。
直流電源VD はPチャネルトランジスタ301 とPチャネ
ルトランジスタ302 との直列回路を介して接地されてい
る。Pチャネルトランジスタ301 のゲートは切換スイッ
チ303 の切換により直流電源VD 又は接地電位と択一的
に接続されるようになっている。Pチャネルトランジス
タ302 のゲートはPチャネルトランジスタ301 と302 と
の接続部と接続され、NOR 回路304 の一入力端子と接続
されている。NOR 回路304 の他入力端子にはリセット信
号RST が入力される。
【0085】スイッチ303 はPチャネルトランジスタ30
1 のゲート電位を選択するための選択回路であって、シ
リコン基板上で例えば導電性のある拡散層、ポリシリコ
ン層、アルミ層等の有無により端子1A又は端子2Aのいず
れか一方と接続されるようになっている。この端子1A又
は2Aのいずれを選択するからマイクロコンピュータのユ
ーザーが、マイクロコンピュータのメーカーに対してオ
プション指定するか、あるいはマイクロコンピュータを
製作するためのマスク上の該当部分のレイアウトパター
ンを変更してマスクを作成する。
【0086】さて、選択スイッチ303 により端子1Aを選
択した場合、Pチャネルトランジスタ301 がオフし、N
チャネルトランジスタ302 がオンするため、出力opはL
レベルとなり、反対に端子2Aを選択した場合は出力opは
Hレベルとなる。また、NOR回路304 は出力opとリセッ
ト信号RST との論理和の信号osを出力するから、出力op
が例えばLレベルであってもリセット信号RST が入力さ
れているときは、NOR 回路304 の出力osはLレベルと
なる。
【0087】ここで、この選択回路をセレクトビット21
に応用した場合、端子2Aを選択すると、出力opがHレベ
ルになってNOR 回路304 の出力osがLレベルとなり、発
振回路の駆動能力を大に選択する場合に対応し、一方、
端子1Aを選択している場合は、リセット信号RST が発生
しているときはNOR 回路304 の出力osがLレベルとなり
駆動能力が大の場合に対応し、リセット信号RST が発生
していない期間はHレベルとなり、駆動能力を小に選択
する場合に対応する。したがって、端子1Aを選択した場
合はリセット信号RST が発生している期間は発振回路の
駆動能力が大になるので、電源を供給している期間はリ
セット信号RST を与えるようにしておけば、発振開始時
には発振回路の駆動能力を大にして正常に発振動作させ
ることができる。
【0088】なお、本実施例では発振停止信号STP の発
生により、発振回路の駆動能力を大にするように説明し
たが、発振動作停止状態で割込み信号等、発振動作停止
状態からの復帰を促すトリガが入力された時点で始めて
駆動能力を大にするようにしても同様の効果が得られ
る。
【0089】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、駆
動能力選択手段に書込んだ内容により、発振動作を停止
させた時点から内部クロックの供給を開始するまでの期
間が自動的に発振回路の駆動能力を大になし得、それ以
外の期間は駆動能力を小になし得るので、CPU により駆
動能力選択手段の内容の書込みを必要とせず、それによ
ってプログラムが簡単になる。
【0090】また駆動能力選択手段の内容を書込む命令
をプログラムに書込まなくてよいから書込みミスにより
不確実な発振動作になる虞れがなく、発振動作を開始し
ない等の不都合を未然に防止できる。また、発振動作の
開始時点から内部クロックの供給を開始するまでの時間
を従来より短縮させることができるので、外部クロック
を入力した場合には、CPU を短時間内に起動させること
ができる。更にはプログラムのバグ、外来ノイズ等によ
り駆動能力選択手段の内容が変化しないようにできる等
の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るマイクロコンピュータの要部構成
を示すブロック図である。
【図2】各部信号のタイミングチャートである。
【図3】本発明に係るマイクロコンピュータ要部の他の
実施例の構成を示すブロック図である。
【図4】各部信号のタイミングチャートである。
【図5】本発明に係るマイクロコンピュータ要部の他の
実施例の構成を示すブロック図である。
【図6】発振回路部分の具体的構成を示すブロック図で
ある。
【図7】本発明に係るマイクロコンピュータ要部の他の
実施例の構成を示すブロック図である。
【図8】セレクタの具体的構成を示すブロック図であ
る。
【図9】本発明に係るマイクロコンピュータ要部の他の
実施例の構成を示すブロック図である。
【図10】本発明に係るマイクロコンピュータ要部の他
の実施例の構成を示すブロック図である。
【図11】セレクトビットをマスクオプションにより構
成する場合の具体的構成を示すブロック図である。
【図12】従来のマイクロコンピュータ要部の構成を示
すブロック図である。
【図13】分周器、セレクタ及びカウンタの具体的構成
を示すブロック図である。
【図14】発振回路部分の具体的構成を示すブロック図
である。
【図15】発振子を外部接続した状態のブロック図であ
る。
【図16】セレクトビットの具体的構成を示すブロック
図である。
【図17】各部信号のタイミングチャートである。
【図18】セレクトビットに内容を書込む場合の各部信
号のタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 クロック入力端子 2 クロック出力端子 3,4 NAND回路 5 分周器 6 セレクタ 7 カウンタ 10 AND 回路 11 スイッチ 13 AND 回路 20,21,22,23 セレクトビット 26 OR回路 35 NAND回路 O OR回路

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クロックを発生させる発振回路の駆動能
    力を選択する駆動能力選択手段と、発振回路の駆動能力
    を変更する駆動能力変更手段と、発生したクロックをカ
    ウントするカウント手段とを備えており、発振停止信号
    により発振動作を停止させ、復帰制御信号により発振動
    作を開始させて、前記カウント手段が所定値をカウント
    した後出力する信号の出力時点から内部クロックの供給
    を開始するマイクロコンピュータにおいて、前記信号に
    関連する信号及び前記駆動能力選択手段の内容を入力す
    べき論理回路を備え、該論理回路の出力により前記駆動
    能力変更手段を制御すべくなしており、発振開始から内
    部クロックの供給を開始するまでの期間は前記駆動能力
    が大なる状態に、内部クロックの供給開始に関連して駆
    動能力選択手段の内容に応じた駆動能力の状態になすべ
    く構成してあることを特徴とするマイクロコンピュー
    タ。
  2. 【請求項2】 カウント手段は、所定数のクロックをカ
    ウントして第1信号を出力し、該第1信号の出力後に第
    2信号を出力すべくなしており、またはカウント手段が
    出力した第1信号を遅延させて第2信号を得るようにな
    しており、第1信号が出力されるまでは発振回路の駆動
    能力が大なる状態になし、第2信号の出力後は駆動能力
    選択手段の内容に応じた駆動能力の状態になすととも
    に、第2信号が発生した時点から内部クロックの供給を
    開始すべく構成してあることを特徴とする請求項1記載
    のマイクロコンピュータ。
  3. 【請求項3】 駆動能力選択手段により、発振回路の駆
    動能力が異なる3状態以上の状態を選択できるようにし
    ており、前記3状態以上の状態の少なくとも1状態は、
    発振回路による発振動作が期待し得ない駆動能力が小な
    る状態になすべく構成してあることを特徴とする請求項
    1記載のマイクロコンピュータ。
  4. 【請求項4】 所定のクロック数をカウントして第1信
    号及び第2信号を出力するカウント手段と、該カウント
    手段に入力すべきクロックを選択する第1クロック選択
    手段とを備え、第2信号により内部クロックの供給を開
    始すべく構成してあることを特徴とする請求項1記載の
    マイクロコンピュータ。
  5. 【請求項5】 カウント手段に入力すべきクロックを選
    択するための第1クロック選択手段及び第2クロック選
    択手段と、発振回路による発振動作が期待し得ない駆動
    能力が小なる状態になし得る駆動能力変更手段とを備
    え、第2クロック選択手段の内容により、前記駆動能力
    が小なる状態になし得るとともに、内部クロックの供給
    開始までの時間を短縮すべく構成してあることを特徴と
    する請求項1記載のマイクロコンピュータ。
  6. 【請求項6】 第1駆動能力選択手段及び/またはクロ
    ック選択手段の内容を、半導体基板上の拡散層、ポリシ
    リコン層、アルミ層等のレイアウトパターンを変更して
    設定する構成にしてあることを特徴とする請求項1又は
    請求項4記載のマイクロコンピュータ。
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