JPH0397016A - ワンチップ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】 の 本発明は、ワンチップマイクロコンピュータ（以下、　
「マイコン」という。）の消費電力低減のための技術に
関する。

？」１■１口虻 ＣＰＵの他に、入出力回路、メモリ等の周辺回路等を１
チップ上に搭載したワンチップマイコンは、種々の機器
の制御に広く用いられている。しかし、マイコンを用い
た制御では、用途によって、外部機器との入出力等のた
めに周辺回路は動作している必要があるが、ＣＰＵは動
作する必要がないという状態が存在する場合がある。し
かも、ＣＰＵはワンチップマイコンの消費電力のうちの
大きな部分を占めるということもあり、消費電力を低減
するために、一般に、マイコンにはホールト（ＨＡＬＴ
）・モードが設けられている。すなわち、ＣＰＵにホー
ルト命令を与えることにより、ＣＰＵの動作が不要な期
間はその動作を停止させ、周辺回路のみ動作させる。Ｃ
ＰＵの動作が必要となったときには、周辺回路からのホ
ールト解除信号により通常動作モードに戻る。

が　　しよ゛と　る ワンチップマイコンが複雑な装置の制御に用いられるよ
うになるにつれ、制御プログラムが太きくかつ複雑にな
り、チップ上に置かれるＲＯＭ、ＲＡＭ等が大きくなり
つつある。また、信号を授受する外部機器の数も増加し
、チップ上に搭載される入出力回路等の周辺回路の種類
、数も増えてきている．そのため、それら周辺回路の消
費電力がＣＰＵの消費電力を上回り、単にＣＰＵの動作
を停止するだけでは、消費電力低減の実効が上がらない
状態となっている。

本発明はこのような問題を解決し、多くの周辺回路を搭
載した場合でも有効１こ消費電力を低減することのでき
るワンチップマイコンを提供することを目的とする． ための 上記目的を達成するため、本発明では、ＣＰＵの動作を
停止するホールトモードを有する、複数の周辺回路ブロ
ックを搭載したワンチップマイコンにおいて、周辺回路
ブロック毎に、スイッチと、そのスイッチの状態に応じ
てホールトモード時にその周辺回路ブロックの動作を停
止させるか否かを決定する論理回路を設けたことを特徴
とする。

なお、上記スイッチの状態は、そのワンチップマイコン
のマスクＲＯＭのマスクワークと同時に決定するように
するとよい。

在一月一 各周辺回路ブロック毎に、その周辺回路ブロックがホー
ルト時にＣＰＵと同時に停止することが可能か否かを判
断し、同時に停止することが可能な場合には、その周辺
回路ブロックの上記スイッチの状態を一方にしておく。

その周辺回路ブロックが、ＣＰＵの停止中も動作する必
要があるものである場合には、スイッチを他方の状態に
しておく．このワンチップマイコンの動作中、ＣＰＵの
ホールト時には、各周辺回路ブロックの論理回路はＣＰ
Ｕからのホールト信号とそのスイッチの状態とに応じて
、その周辺回路ブロックの動作の停止又は継続を決定す
る。すなわち、各周辺回路ブロックは、ＣＰＵホールト
時に、個々に、停止又は動作継続を行う． 去」虻例一 以下、第１図により、本発明の実施例を説明する．本実
施例のワンチップマイコン１０は、コアブロック（Ｃ　
Ｐ　Ｕ）１２の他に、複数個の入出力ブロック（第１図
には、そのうち２個Ｉ／Ｏ　−　Ａ　１３，　Ｉ／Ｏ　
−　８２０を示した）、制御プログラム等を格納したＲ
ＯＭ１８及び制御クロック信号ＣＬＫを発生するクロツ
ク回路１１等を備える．このＲＯＭ１９は、いわゆるマ
スクＲＯＭであり、本チップ１０の基本設計時にはその
記憶内容は確定していないが、特定用途が決定され、実
際に製造される際には、記憶内容（プログラム、定数等
）が確定され，それに応じたマスクによりレイヤ（層）
が置かれる。

各入出力ブロックＩ／Ｏ　−　Ａ　１３，　Ｉ／Ｏ　−
　Ｂ　２０には、通常の入出力回路１６．　２１の他に
、論理回路１４．１４”及びスイッチ１５．　１５’が
設けられる．このスイッチ１５，１５′は、上記ＲＯＭ
１９のマスクと同じレイヤにより、ＨＩＧＨ（電源側）
又はＬＯＷ（接地側）のいずれかに固定される．論理回
路１４．　１４’はＣＰＵ１２からの、後述するホール
ト（ＨＡＬＴ）信号とクロツク信号（ＣＬＫ）及び上記
スイッチ１５．　１５’を入力とし、ＮＡＮＤ回路１７
及びＡＮＤ回路ｌ８から構成される１出力の論理回路で
ある。論理回路１４．　１４゜の出力は、各ブロック固
有の動作を行う入出力回路１６番二入力される。

このマイコン１０の動作を次に説明する。ＣＰＵ１２は
ＲＯＭ１９に記憶されたプログラムを順次読み出し、そ
れに従って、入力ブロックから入力されるデータに所定
の処理を加え、その結果に基いて出力ブロックを通じて
外部機器を制御する。この間、ＣＰＵ１２はクロック回
路１１から制御クロツク信号ＣＬＫを受け、そのクロッ
ク信号ＣＬＫのタイミングに従って上記データ処理を行
うが、また、このクロック信号ＣＬＫを、入出力ブロッ
クＩ／Ｏ−Ａ１３，Ｉ／Ｏ−Ｂ２０にも供給し、それら
の回路との間のデータ授受のタイミングを整合（シンク
ロナイズ）している。

ＣＰＵ１２が上記処理を行っているなかで、なんらかの
条件によりホールト（ＨＡＬＴ）命令が与えられたとき
、ＣＰＵ１２は自分自身の動作を停止するとともに、ハ
イレベル（Ｈ）のＨＡＬＴ信号を各入出力ブロックＩ／
Ｏ＝　Ａ　１３，　Ｉ／Ｏ−　８　２０にも送る。この
とき、各ブロックＩ／Ｏ−　Ａ　１３，　Ｉ／Ｏ＝Ｂ　
２０の論理回路１４．　１４”は次のような論理で出力
を行う。

■　スイッチがＨのとき このときは，　　ＨＡＬＴ信号とスイッチｌ５とを入力
とするＮＡＮＤ回路１７の出力がＬとなり、ＡＮＤ回路
１８は、クロック信号ＣＬＫの状態（Ｈ／Ｌ）にかかわ
らず、Ｌ信号を出力する．すなわち、クロック信号ＣＬ
Ｋはそのブロックの入出力回路１６には供給されず、そ
のブロックは動作を停止（ホールト）する。

■　スイッチがＬのとき このときは、ＮＡＮＤ回路ｌ７の出力はＨであり、ＡＮ
Ｄ回路１８の出力は、クロック信号ＣＬＫのＨ／Ｌのま
まとなる。従って、そのブロックの入出力回路１６は、
ＣＰＵ１２の動作停止中も動作を続行する。

なお、ＨＡＬＴ信号がＬのとき（Ｃ　Ｐ　Ｕ　１２の非
ホールト時）は、ＮＡＮＤ回路１７の出力はスイッチ１
５の状態にかかわらずＨとなり、クロック信号ＣＬＫが
そのまま入出力回路１６に供給される。

従って、各周辺回路ブロック毎に、そのブロックのスイ
ッチｌ５のＨ／Ｌを設定しておくことにより、ＣＰＵホ
ールト時に同時にホールトするか又は動作を継続するか
を個々に決めることができる．これにより、選択的に不
必要な肩辺ブロックの動作を停止することができ、消費
電力を低減することができる。

なお、上記実施例では、周辺回路ブロックとして入出力
ブロックを取り上げたが、これはどの様な周辺回路であ
ってもかまわない。また、同様の作用を行う論理回路１
４は上記以外にも種々考え得ることはもちろんである。

且粧立羞栗 以上説明した通り、本発明によれば、ホールトモードで
ＣＰＵが停止するときに、各周辺回路ブロックのうち必
要がないものはＣＰＵと同時に停止させておくことがで
きる。これにより、このワンチップマイコンの消費電力
を低減することができる。この効果は、周辺回路ブロッ
クの数が多くなり、その消費電力がＣＰＵの消費電力と
比較して大きくなったとき、特に著しい。

なお、ワンチップマイコンの用途が確定し、マスクＲＯ
Ｍに書き込むデータが決定された時には、各周辺回路ブ
ロックがＣＰＵホールト時に停止可能か否かが既にわか
っているため、このＲＯＭのマスクワーク時（ＲＯＭ焼
付け時）にこのスイッチを同時に焼き付けることができ
る。

第１図

【図面の簡単な説明】

第↓図は本発明の実施例であるワンチップマイコンの構
成を示すブロック図である。 出　願　人　　ローム株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＰＵの動作を停止するホールトモードを有する
   、複数の周辺回路ブロックを搭載したワンチップマイク
   ロコンピュータにおいて、 周辺回路ブロック毎に、スイッチと、そのスイッチの状
   態に応じてホールトモード時にその周辺回路ブロックの
   動作を停止させるか否かを決定する論理回路を設けたこ
   とを特徴とするワンチップマイクロコンピュータ。