JPH02280210A - マイクロコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電源電圧変動に対応できるマイクロコンピュ
ータに関する。

〔従来の技術〕

−ｍに、マイクロコンピュータは、電源電圧に依存して
最大動作周波数が変化するため、低電圧で動作する時に
は、通常電圧動作時に保証できる動作周波数より低い動
作周波数で動作きるよう保証していた。そのなめ、動作
電圧範囲が通常動作電圧から低電圧にまたがって動作す
る場合には、低電圧時に保証されている低い動作周波数
で動作させる必要があった。また、最近では低電圧動作
時でも発振周波数は変えないでマイクロコンピュータの
内部でクロックを分周し、動作周波数を下げるという方
法も利用されている。

第５図は従来の後者の例を示すマイクロコンビエータの
ブロック図である０図中、１はＣＰＵ、２は周辺回路ユ
ニット、３は発振器、２１はバイナリカウンタ、２２は
セレクタ、２３はクロックの分周比を制御するレジスタ
、５０．５３〜５５はクロック信号、６５はクロックの
分周比を制御する制御信号である。

ＣＰＵ１からアクセス可能なレジスタ２３は、クロック
の分周比を制御するレジスタで、ＣＰＵ１により書込ま
れたデータに応じてセレクタ２２を制御する制御信号６
５を生成する０発振器３はクロック５０を生成し、セレ
クタ２２とバイナリカウンタ２１に供給する。バイナリ
カウンタ２１はクロック５０を分周し、複数の分周比の
異なるクロック５３．５４を生成してセレクタ２２に供
給する。ここではクロック５３．５４をそれぞれ１／２
分周、１／８分周のクロックとした。セレクタ２２は分
周比制御用レジスタ２３で生成した制御信号６５の状態
に応じて、クロック５０、分周されたクロック５３．５
４のうちの１つを選択し、クロック５５としてｃｐｕｉ
及び周辺回路ユニット２に供給する。

従来のマイクロコンピュータを低電圧で使用する場合は
、命令で分周比制御用レジスタ２３に分周されたクロッ
クを選択するデータを書込み、マイクロコンピュータ内
部の動作周波数を下げて、誤動作を防いでいる。

第６図、第７図はそれぞれ低電圧時および通常動作電圧
時のタイミングチャートを示す。

低電圧時には、マイクロコンピュータの動作内容にかか
わらず動作周波数を下げるため、従来のマイクロコンピ
ュータを使用したシステムの処理能力は大幅に低下する
。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のマイクロコンピュータは、動作電源電圧
範囲が低電圧から通常動作電圧にまたがって動作する必
要があり、低電圧動作時に内部のクロックを分周し、周
波数を下げて使用せざるを得ないので、通常動作電圧時
に比べてマイクロコンピュータの処理能力が大幅に低下
し、マイクロコンピュータを使用しているシステムの能
力が大幅に低下してしまうという欠点がある。

本発明の目的は、このような欠点を除き、低電圧時にも
高周波数での動作を保証し、低電圧動作時に、高速では
動作できない場合のみクロックをマスクすることにより
、システム全体での動作速度の低下を最小限に抑えるよ
うにしたマイクロコンピュータを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の構成は、ＣＰＵと、周辺回路と、これら回路に
クロック、を供給するクロック発生手段とを含むマイク
ロコンピュータにおいて、前記各回路に供給される電源
電圧が低電圧になったことを検出する電圧検出回路と、
この電圧検出回路が低電圧を検出した時前記クロックの
供給を一時的に停止するクロックマスク回路とを備え、
前記各回路のうち低電圧動作時に最も動作周波数が低下
する回路に前記クロックマスク回路からのクロックを供
給することにより、低電圧動作時にも高速の動作周波数
を保証したことを特徴とする。

〔実施例〕

次に本発明について図面を用いて説明する。

第１図は本発明の第一の実施例の構成を示すブロック図
、第２図、第３図は第１図の低電圧動作時および通常動
作時のタイミングチャートである０図中、１はＣＰＵ、
２は周辺回路ユニット、３は発振器、４はクロックをマ
スクするためのクロックマスクユニット、５はＯＲ回路
、６はエツジ検出回路、７はＡＮＤ回路、８は低電圧検
出用端子、５０，５１．５２はクロック端子、６１はク
ロックのマスク許可信号、６２は低電圧動作時に動作周
波数を低下する回路を制御する制御信号である。

まず、このマイクロコンピュータが低電源電圧で動作す
る場合を説明する。電源が低電圧場合は、低電圧検出用
端子８にハイレベルが入力される。制御信号６２は周辺
回路ユニット２へのデータ転送など低電圧時に動作周波
数を低下する回路を制御する制御信号であり、この制御
信号６２がＣＰＵＩで発生すると、第２図に示すように
、エツジ検出回路６が制御信号６１の立上りを検出して
１クロツクの幅を有するパルスを発生する。

この時、数クロックの幅を有するパルスを発生してもか
まわない。

この端子８がハイレベルであれば、エツジ検出回路６で
発生したパルスを、クロックマスク許可信号６１として
、クロックマスク回路ユニット４に入力する。このクロ
ックマスク回路ユニット４は発振器３で発生したクロッ
ク５０をクロックマスク許可信号がアクティブな時間だ
けマスクして、クロック５５としてＣＰＵ及び周辺回路
ユニット２に供給する。

また、タイマのようにクロックをマスクすると誤動作を
生じる回路を有する周辺回路ユニット２は発振器３から
マスクされないクロック５０を直接供給されている。従
って、電源が低電圧の場合にはマイクロコンピュータが
時間のかかる動作をする場合にのみ動作速度を下げるこ
とになり、大変効率良く動作する。

次に、このマイクロコンピュータが通常動作電圧で動作
する場合を説明する０通常動作電圧の場合は、低電圧動
作検出用端子８にロウレベルが入力される。このときＣ
ＰＵＩで制御信号６２が発生しても、第３図に示すよう
に、クロックマスク許可信号６１は発生せず、クロック
マスクユニット４からＣＰＵＩ、周辺回路ユニット２に
供給されるクロック５５は発振器３で発生するクロック
５０と同じ波形のクロックとなる。

従って、通常動作電圧の場合は動作周波数は全く低下し
ない。

従来のマイクロコンピュータでは、電源電圧が１０％低
下すると５〜３０％動作周波数が低下していたが、本実
施例のマイクロコンピュータを使用すれば、従来と同じ
発振周波数で電源電圧を３０％程度まで下げることが可
能となる。

第４図は本発明の第２の実施例のブロック図である０本
実施例は、第１の実施例のＯＲ回路５の代りに、ＯＲ回
路５′および読出専用メモリ（以下ＲＯＭという）９、
セレクタ１０を備え、ＲＯＭ９から制御信号６３の組合
せを選択する選択信号６４を出力している。すなわち、
本実施例は、ＣＰＵＩからの複数の制御信号６３の組合
せを選択するデータをＲＯＭ９が有しており、ユーザの
使用目的、使用方法に応じて電源電圧の変動範囲を様々
に変えることが出来るようになっている。

従って、第１のユーザが使用する場合には低電圧時に動
作周波数を満足しない回路が、第２のユーザが使用する
電源電圧範囲では動作周波数を満足するということもあ
る。

このような場合は、第１の実施例は効率的とはいえない
ので、第２の実施例では、ＲＯＭ９に、制御信号６３の
複数の組合せのうちの−通りを選択するためのデータを
有し、ＲＯＭ９が発生する選択信号６４により、制御信
号６３の複数の組合せのうち−通りをセレクタ１０で選
択する。

選択された制御信号６３が発生すると、エツジ検出回路
６が１クロツクのパルスを発生し、低電圧検出端子８に
ハイレベルが入力されていれば、マスククロック許可信
号６１として、クロックマスクユニット４に入力される
。クロックマスクユニット４は発振器３が発生するクロ
ック５０をタロツクマスク許可信号６１に応じてマスク
し、クロック５５としてＣＰＵＩ及び周辺回路ユニット
２に供給する。

このように第２の実施例では、どのような動作の時にク
ロックをマスクするかをユーザが選択できるので、この
マイクロコンピュータを用いたシステムを高速の発振周
波数のまま目的とする任意の電源電圧範囲で最も効率良
く動作させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、高速の動作周波数を保証
する手段を有しているので、動作周波数が下がって動作
速度が大幅に低下するような場合でも、発振周波数を変
えることなく効率的に動作することが出来る。従って、
ユーザは低電圧検出用端子に電源電圧監視用の回路を接
続するだけで、電源電圧を広範囲に設定でき、効率良く
動作するシステムを構成することができるという効果が
ある。

本発明は、特に複数の異なった電源電圧の電源（ＡＣ電
源、乾電池、カーバッテリなど）を切換えて使用するよ
うな場合や、乾電池を使用する場合のように時間経過と
ともに電源電圧が低下してしまう場合などに有効である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例のブロック図、第２図、
第３図は第１図の動作を説明するタイミングチャート、
第４図は本発明の第２の実施例のブロック図、第５図は
従来のマイクロコンピュータのブロック図、第６図、第
７図は第５図の動作を説明するタイミングチャートであ
る。 １．１′・・・ＣＰＵ、２・・・周辺回路ユニット、３
・・・発振器、４・・・クロックマスクユニット、５゜
５′・・・ＯＲ回路、６・・・エツジ検出回路、７・・
・ＡＮＤ回路、８・・・低電圧検出用端子、９・・・Ｒ
ＯＭ、１０．２２・・・セレクタ、２１・・・バイナリ
カウンタ、２３・・・コントロールレジスタ、３１１・
・クロック選択信号、５０．５１．５２，５３．５４・
・・クロック信号、６１・・・マスク許可信号、６２゜
６３・・・制御信号、６４・・・選択信号、６５・・・
クロック選択信号。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＰＵと、周辺回路と、これら回路にクロックを
   供給するクロック発生手段とを含むマイクロコンピュー
   タにおいて、前記各回路に供給される電源電圧が低電圧
   になつたことを検出する電圧検出回路と、この電圧検出
   回路が低電圧を検出した時前記クロックの供給を一時的
   に停止するクロックマスク回路とを備え、前記各回路の
   うち低電圧動作時に最も動作周波数が低下する回路に前
   記クロックマスク回路からのクロックを供給することに
   より、低電圧動作時にも高速の動作周波数を保証したこ
   とを特徴とするマイクロコンピュータ。
2. （２）低電圧時に動作周波数が低下する回路が、予め記
   憶された読出専用メモリの内容に応じて選択された条件
   により動作するものである請求項（１）記載のマイクロ
   コンピュータ。