JP3204743B2 - 制御装置 - Google Patents

制御装置

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JP3204743B2
JP3204743B2 JP19034592A JP19034592A JP3204743B2 JP 3204743 B2 JP3204743 B2 JP 3204743B2 JP 19034592 A JP19034592 A JP 19034592A JP 19034592 A JP19034592 A JP 19034592A JP 3204743 B2 JP3204743 B2 JP 3204743B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロプロセッサに
よるメモリーなどの周辺I/Oの制御装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図3は従来例における制御装置のブロッ
ク図を示す。図3において、1は外部からウェイト信号
を入力することにより周辺I/Oへのアクセスタイミン
グ可変のマイクロプロセッサである。
【0003】まずマイクロプロセッサ1が周辺I/Oを
アクセスする際の動作について図4を参照しながら説明
する。図4(A)はノンウェイト状態におけるマイクロ
プロセッサのマシンサイクルの様子を示すタイミングチ
ャートであり、クロック信号に同期してT1,T2,T
3の3つのステートより成る。
【0004】ウェイト信号はT2ステートのクロックの
立ち下がりでマイクロプロセッサにサンプリングさ
れ、”1”であればノンウェイト状態となりT2ステー
トの直後にT3ステートが来る。逆に”0”であれば図
4(B)(C)に示すようにTwステートがT2ステー
トの直後に挿入される。またTwステートのクロックの
立ち下がりにおいてもウェイト信号がサンプリングさ
れ、”0”であれば次もTwステートが挿入され、ウェ
イト信号が”1”であることが検出された次のステート
がT3ステートとなる。
【0005】一般に、マイクロプロセッサはアクセスす
べき対象のアドレスを示すアドレス信号と、そのアドレ
ス信号が安定かつ有効であるタイミングを示すアドレス
イネーブル信号を出力するが、アドレス信号はT1ステ
ートのクロックの立ち上がりで変化するものとし、アド
レスイネーブル信号はT1ステートのクロックの立ち下
がりからT3ステートのクロックの立ち下がりまでがア
クティブとなるものとすると、上記のようにウェイト信
号のアクティブ時間幅をコントロールすることにより、
アドレス信号およびアドレスイネーブル信号のアクティ
ブ時間幅をコントロールすることができる。
【0006】アドレスイネーブル信号とアドレス信号の
AND条件をとった信号が周辺I/Oのチップセレクト
信号として用いられるので、結局、ウェイト信号のアク
ティブ時間幅をコントロールすることにより周辺I/O
のチップセレクト信号のアクティブ時間幅をコントロー
ルすることができる。
【0007】逆に言えば、アクセスタイムの変化する周
辺I/Oに対してマイクロプロセッサが正常にアクセス
を行うにはウェイト信号のアクティブ時間幅をコントロ
ールしてやればよい。
【0008】さて図3において、2はメモリーなどの周
辺I/O、3はマイクロプロセッサから出力されるアド
レス信号とアドレスイネーブル信号のAND条件をとり
周辺I/Oのチップセレクト信号を生成するアドレスデ
コーダ、4はマイクロプロセッサおよびウェイト信号発
生手段にクロック信号を供給する発振器、5は装置に電
源を供給する電池、6はクロック信号とチップセレクト
信号をもとにマイクロプロセッサが正常に周辺にI/O
にアクセスするためのウェイト信号を発生させるウェイ
ト信号発生手段である。
【0009】以上を踏まえて従来例における制御装置の
動作を図3および図4(B)(C)を参照しながら説明
する。マイクロプロセッサ1には発振器4よりクロック
信号が供給されており、マイクロプロセッサ1はこのク
ロック信号に同期して周辺I/O2とのアクセスを行
う。マイクロプロセッサ1が周辺I/O2にアクセスし
ようとする際、マイクロプロセッサ1はT1ステートの
クロック信号の立ち上がりに同期してアドレス信号を出
力し、同クロック信号の立ち下がりに同期してアドレス
イネーブル信号を出力する。
【0010】アドレスデコーダ3において、このアドレ
ス信号とアドレスイネーブル信号のAND条件をとった
信号が生成され、これがチップセレクト信号として周辺
I/O2とウェイト信号発生手段6に出力される。チッ
プセレクト信号がアクティブとなることによりマイクロ
プロセッサ1のバスの専有権を周辺I/O2が有したこ
ととなりマイクロプロセッサ1とのアクセスが可能とな
る。そのときウェイト信号発生手段6では前記チップセ
レクト信号により周辺I/O2がアクセスされたことが
わかるので発振器4より供給されたクロック信号に同期
して必要とされる時間分ウェイト信号をアクティブとす
る。このためマイクロプロセッサ1のマシンサイクルに
Twステートが挿入されその結果チップセレクト信号の
アクティブ時間幅が延長され、周辺I/O2のアクセス
タイムが保証される。
【0011】ここでウェイト信号のアクティブ時間幅を
どのくらいに設定するかについて説明する。装置の電源
は電池5により供給されており、電池5の電圧は使用時
間が増大するとともに低下する。一方、メモリーなどに
代表される周辺I/O2は電源電圧が低下するとともに
アクセスタイムが増大することが知られている。したが
って、装置の使用時間の増大に伴い周辺I/O2のアク
セスタイムが増大する。
【0012】このことから、たとえば装置の使用開始時
すなわち電池電圧最大時においては図4(B)に示すよ
うにウェイト信号のアクティブ時間幅をクロック信号の
1サイクル分としTwステートを1ステート挿入するだ
けでアクセスタイムが保証できたものが、装置を使用し
電池電圧が低下するに従い、ある電圧以下では図4
(C)に示すようにTwステートを2ステート挿入しな
ければならない場合がありうる。このような場合、従来
の制御装置は電池電圧の低下をウェイト信号発生手段に
知らしめる構成となっていないため、装置を使用する電
池電圧範囲の最小値における周辺I/O2のアクセスタ
イムに対応したTwステートの挿入数を実現するウェイ
ト信号のアクティブ時間幅を設定することになる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の制御
装置では、装置を使用する電池電圧範囲の最小値におけ
る周辺I/Oのアクセスタイムに対応してウェイト信号
のアクティブ時間幅を設定しているため、電池電圧の高
い装置の使用開始当初でも必要以上にTwステートが挿
入され、マイクロプロセッサにおける処理の低速化をま
ねくという問題があった。
【0014】本発明は上記問題を解決するもので、マイ
クロプロセッサが電池の電圧に対応した適切なタイミン
グで周辺I/Oとのアクセスを行い、マイクロプロセッ
サにおける処理の高速化を図ることができる制御装置を
提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の制御装置は、電池の出力から一定の基準電
圧を生成する基準電圧生成手段と、電池の出力電圧を一
定の比率で分圧する分圧手段と、基準電圧生成手段から
の出力電圧と前記分圧手段の出力電圧を比較し、その結
果に基づいてウェイト切換信号を出力する電圧比較手段
と、電圧比較手段からのウェイト切換信号に応じて前記
マイクロプロセッサに入力するウェイト信号のアクティ
ブ時間幅を変化させるウェイト信号発生手段を設けたも
のである。
【0016】
【作用】本発明は、上記した構成により、電池電圧に関
らず一定の基準電圧を生成する基準電圧生成手段の出力
電圧と電池の出力電圧を一定の比率で分圧する分圧手段
の出力電圧を電圧比較手段において比較しその結果をウ
ェイト信号発生手段に信号として伝達することにより、
ウェイト信号発生手段は電池電圧がある一定電圧以下に
低下したかどうかを検知することが可能となり、したが
って電池電圧の変化に応じてマイクロプロセッサに入力
するウェイト信号のアクティブ時間幅を変化させること
ができる。
【0017】
【実施例】以下本発明の一実施例について図を参照しな
がら説明する。図1は本発明における制御装置の一実施
例のブロック図である。図1において、1はマイクロプ
ロセッサ、2はメモリーなどの周辺I/O、3はアドレ
スデコーダ、4は発振器、5は電池であり、これらは従
来例と同様のものであるので同一の番号を付し説明を省
略する。
【0018】10はクロック信号とチップセレクト信号を
もとに後述の電圧比較手段9からのウェイト切換信号に
応じたウェイト信号を発生させるウェイト信号発生手
段、7は電池の出力から一定の基準電圧を生成する3端
子レギュレータなどの基準電圧生成手段、8は電池の出
力電圧を一定の比率で分圧する分圧手段、9は基準電圧
生成手段からの出力電圧と前記分圧手段からの出力電圧
を比較する電圧比較手段で、基準電圧生成手段7からの
出力電圧の方が高い場合は”0”、分圧手段8からの出
力電圧の方が高い場合は”1”となるウェイト切換信号
をウェイト信号発生手段10に対し出力する。これに対応
してウェイト信号発生手段10は、ウェイト切換信号が”
1”である場合にはクロック信号1サイクル分の時間ア
クティブとなるウェイト信号を出力し、ウェイト切換信
号が”0”である場合はクロック信号2サイクル分の時
間アクティブとなるウェイト信号を出力する。
【0019】次に本実施例の制御装置の動作を図1およ
び図2を参照しながら説明する。マイクロプロセッサに
は発振器4よりクロック信号が供給されており、マイク
ロプロセッサ1はこのクロック信号に同期して周辺I/
O2とのアクセスを行う。マイクロプロセッサ1が周辺
I/O2にアクセスしようとする際、マイクロプロセッ
サ1はT1ステートのクロック信号の立ち上がりに同期
してアドレス信号を出力し、同クロック信号の立ち下が
りに同期してアドレスイネーブル信号が出力される。
【0020】アドレスデコーダ3において、このアドレ
ス信号とアドレスイネーブル信号のAND条件をとった
信号が生成され、これがチップセレクト信号として周辺
I/O2とウェイト信号発生手段10に出力される。チッ
プセレクト信号がアクティブとなることによりマイクロ
プロセッサ1のバスの専有権を周辺I/O2が有したこ
ととなり、マイクロプロセッサ1とのアクセスが可能と
なる。そのときウェイト信号発生手段10では前記チップ
セレクト信号により周辺I/O2がアクセスされたこと
がわかるので、発振器4より供給されたクロック信号に
同期してウェイト切換信号に対応した時間分アクティブ
なウェイト信号を発生させる。このためマイクロプロセ
ッサ1のマシンサイクルにTwステートが挿入されその
結果チップセレクト信号のアクティブ時間幅が延長さ
れ、周辺I/O2のアクセスタイムが保証される。
【0021】図2(A)は装置の使用開始当初で電池5
の電圧が高いときのマイクロプロセッサ1の周辺I/O
2へのアクセスの様子を示すタイミングチャートであ
り、この時点ではまだ分圧手段8からの出力電圧の方が
基準電圧生成手段7からの出力電圧より高くウェイト切
換信号は”1”である。したがって、ウェイト信号発生
手段10はクロック信号1サイクル分の時間アクティブと
なり、Twステートが1ステート挿入され、その分チッ
プセレクト信号のアクティブ時間幅が延長される。
【0022】図2(B)は装置の使用時間が相当経過し
電池5の電圧が低下したときのマイクロプロセッサ1の
周辺のI/O2へのアクセスの様子を示すタイミングチ
ャートであり、この時点では基準電圧生成手段7からの
出力電圧の方が分圧手段8からの出力電圧より高くウェ
イト切換信号は”0”である。したがって、ウェイト信
号発生手段10はクロック信号2サイクル分の時間アクテ
ィブとなり、Twステートが2ステート挿入され、その
分チップセレクト信号のアクティブ時間幅が延長され
る。
【0023】ここで、周辺I/O2のアクセスタイム
が、Twステートが1ステート挿入されたときのチップ
セレクト信号のアクティブ時間幅よりも大きくなる電池
電圧において、電圧比較手段9がちょうど”0”のウェ
イト切換信号を出力するように基準電圧生成手段7の基
準電圧と分圧手段8の分圧比を設定しておけば、マイク
ロプロセッサ1が電池の電圧に対応した適切なタイミン
グで周辺I/Oとのアクセスを行い、マイクロプロセッ
サ1における処理の高速化を図ることができる。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明によれば電池の出
力電圧から一定の基準電圧を生成する基準電圧生成手段
と、電池の出力電圧を一定の比率で分圧する分圧手段
と、基準電圧生成手段からの出力電圧と前記分圧手段の
出力電圧を比較し、その結果に基づいてウェイト切換信
号を出力する電圧比較手段と、電圧比較手段からのウェ
イト切換信号に応じてマイクロプロセッサに入力するウ
ェイト信号のアクティブ時間幅を変化させるウェイト信
号発生手段を設けたので、電池電圧の変化をウェイト発
生手段が検知し、電池電圧の変化に応じてマイクロプロ
セッサに入力するウェイト信号のアクティブ時間幅を変
化させることが可能となり、これによりマイクロプロセ
ッサが電池電圧に対応した適切なタイミングで周辺I/
Oとのアクセスを行い、マイクロプロセッサにおける処
理の高速化を図ることができる優れた制御装置が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における制御装置の一実施例のブロック
【図2】本発明における制御装置の一実施例のタイミン
グチャート図
【図3】従来例における制御装置のブロック図
【図4】従来例における制御装置のタイミングチャート
【符号の説明】
1 マイクロプロセッサ 2 周辺I/O 3 アドレスデコーダ 4 発振器 5 電池 7 基準電圧生成手段 8 分圧手段 9 電圧比較手段 10 ウェイト信号発生手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 9/30 - 9/355 G06F 13/10 G06F 1/04 - 1/14

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部からウェイト信号を入力することに
    より周辺I/Oへのアクセスタイミング可変できる
    イクロプロセッサと、装置に電源を供給する電池と、前
    記電池の出力から一定の基準電圧を生成する基準電圧生
    成手段と、前記電池の出力電圧を一定の比率で分圧する
    分圧手段と、前記基準電圧生成手段からの出力電圧と前
    記分圧手段の出力電圧を比較し、その結果に基づいてウ
    ェイト切換信号を出力する電圧比較手段と、前記電圧比
    較手段からのウェイト切換信号に応じて前記マイクロプ
    ロセッサに入力するウェイト信号のアクティブ時間幅を
    変化させるウェイト信号発生手段を備えたことを特徴と
    する制御装置。
  2. 【請求項2】 ウェイト信号発生手段は、クロック信号
    とチップセレクト信号をもとに、電圧比較手段からのウ
    ェイト切換信号に応じたウェイト信号を発生させること
    を特徴とする請求項1記載の制御装置。
  3. 【請求項3】 外部からウェイト信号を入力することに
    より周辺I/Oへのアクセスタイミングを可変できるマ
    イクロプロセッサと、メモリーなどの周辺I/Oと、装
    置に電源を供給する電池と、前記電池の出力から一定の
    基準電圧を生成する基準電圧生成手段と、前記電池の出
    力電圧を一定の比率で分圧する分圧手段と、前記基準電
    圧生成手段からの出力電圧と前記分圧手段の出力電圧を
    比較し、その結果に基づいてウェイト切換信号を出力す
    る電圧比較手段と、前記マイクロプロセッサから出力さ
    れるアドレス信号とアドレスイネーブル信号に基づいて
    周辺I/Oのチップセレクト信号を生成するアドレスデ
    コーダと、前記マイクロプロセッサおよびウェイト信号
    発生手段にクロック信号を供給する発振器と、前記発振
    器より供給されたクロック信号とチップセレクト信号を
    もとに、前記電圧比較手段からのウェイト切換信号に応
    じたウェイト信号を発生させるウェイト信号発生手段と
    を備え、前記ウェイト信号発生手段は、前記チップセレ
    クト信号により周辺I/Oがアクセスされたことがわか
    った時、前記クロック信号に同期してウェイト切換信号
    に対応した時間分アクティブなウェイト信号を発生さ
    せ、前記マイクロプロセッサからの信号に基づいたチッ
    プセレクト信号のアクティブ時間幅を延長させることを
    特徴とする制御装置。
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