JPH0594227A - クロツク切替え方式 - Google Patents

クロツク切替え方式

Info

Publication number
JPH0594227A
JPH0594227A JP3278635A JP27863591A JPH0594227A JP H0594227 A JPH0594227 A JP H0594227A JP 3278635 A JP3278635 A JP 3278635A JP 27863591 A JP27863591 A JP 27863591A JP H0594227 A JPH0594227 A JP H0594227A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clock
cpu
voltage
controlled oscillator
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3278635A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2835224B2 (ja
Inventor
Nobutaka Nakamura
伸隆 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3278635A priority Critical patent/JP2835224B2/ja
Priority to DE4244858A priority patent/DE4244858A1/de
Priority to PCT/JP1992/001219 priority patent/WO1993006543A1/ja
Publication of JPH0594227A publication Critical patent/JPH0594227A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2835224B2 publication Critical patent/JP2835224B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】CPUの動作を保証した状態でそのCPUの動
作クロックを切り替えられるようにし、消費電力の低減
および互換性確保の実現を図る。 【構成】電圧制御発振器(VCO)13の発振出力がC
PU11の動作クロックCLKとして供給されており、
その動作クロックCLKは電圧制御発振器(VCO)1
3の発振周波数を可変設定することによって例えば高速
クロックから低速クロックに切替えられる。この場合、
電圧制御発振器(VCO)13の発振出力は、電圧切り
替え回路12の制御により第1周波数から第2周波数に
連続的に徐々に変化するので、CPU11の動作クロッ
クは高速クロックから低速クロックに瞬時に切り替わる
ことはない。このため、動作クロックが高速クロックか
ら低速クロックに切り替わる時における位相の不連続等
の問題が解消され、CPU11の動作を保証することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はデータ処理装置のクロ
ック切替え方式に関し、特にポータブルコンピュータに
おけるCPUへのクロック切替え方式に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携行が容易でバッテリにより動作
可能なラップトップタイプのポータブルコンピュータが
種々開発されている。この種のポータブルコンピュータ
に於いては、無駄な消費電力を低減するために、所定の
条件下においてはCPUの動作速度を自動的に低下させ
るスリープモード機能が設けられている。
【0003】このスリープモード機能は、例えば、一定
時間の間オペレータによるキーボード操作が実行されな
かった場合に、CPUを低周波数の動作クロックによっ
て駆動させるものである。
【0004】このようなスリープモード機能は、特にバ
ッテリ駆動タイプのポータプルコンピュータに有効に利
用されている。
【0005】しかしながら、このようにCPUの動作ク
ロックを切り替える従来のスリープモード機能は、すべ
ての種類のCPUに対して適用できるものではない。な
ぜなら、CPUを構成するマイクロプロセッサのシステ
ム構成によっては、クロック切替えにより、CPU内で
の誤動作が引き起こされる場合があるからである。
【0006】特に、米インテル社により開発され製造販
売されているマイクロプロセッサ(i80486)や、
インモス社により開発され製造販売されているマイクロ
プロセッサ(トランスピュータ)のように、外部から供
給される外部クロックよりも速いクロックで動作するマ
イクロプロセッサをCPUとして使用する場合について
は、クロックの切り替えによって誤動作が引き起こされ
る危険が高い。これは、次のような理由によるものであ
る。
【0007】すなわち、このようなプロセッサは、PL
L回路を含む内部発振器を持ち、外部から供給されるク
ロックにPLL回路を同期させ、そのPLL回路で内部
的に速いクロックを発生させてそれを利用して高速動作
を実現している。このため、このようなマイクロプロセ
ッサが正常に動作するためには、外部から供給されるク
ロックの位相が確定していることが必要とされる。さも
ないと、PLL回路の同期動作に異常が来たされるから
である。
【0008】したがって、もし、このように内部発振器
を持つCPUに対して従来のスリープモード機能をその
まま適用すると、高速クロックから低速クロックへのク
ロック切り替え時におけるクロック位相の不連続によっ
て、CPUの動作が保証されなくなるという不具合が生
じる。
【0009】また、クロック切り替えはこのようなスリ
ープモードによる省電力化の目的のみならず、コンピュ
ータシステムの互換性確保の目的でも利用されている。
【0010】すなわち、遅いクロックで動作するように
構成されたアプリケーションソフトやハードウェアオプ
ション類は、高速クロックで動作するCPUの下では利
用できない事がある。この場合、通常時はCPUを高速
クロックで動作させ、これら特定のアリケーションソフ
トやハードウェアオプション類を使用する場合だけ、C
PUを低速クロックで動作させるといった利用形態が必
要となる。
【0011】しかしながら、このように互換性確保を目
的としたクロック切替えについても、前述したスリープ
モードの場合のクロック切替えと同様に、内部発振器を
持つCPUに適用した場合にはCPUの動作が保証され
なくなるという不具合が生じる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】従来では、クロック切
替えによってCPUの誤動作が引き起こされる場合があ
り、CPUの動作を保証できないという欠点があった。
【0013】この発明はこのような点に鑑みてなされた
もので、CPUの動作を保証した状態でそのCPUのク
ロックを切り替えられるようにし、消費電力の低減およ
び互換性確保の実現に適したクロック切替え方式を提供
することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段および作用】この発明によ
るクロック切替え方式は、外部から供給される動作クロ
ックに応じた動作速度で駆動されるCPUを有するデー
タ処理装置において、制御電圧に応じて発振周波数が可
変設定される電圧制御発振器と、前記CPUからの動作
クロックの切替え要求に応じて前記制御電圧の値を上昇
または下降させる電圧制御手段とを具備し、前記電圧制
御発振器の発振出力を連続的に変化させることによって
前記CPUの動作クロックを第1周波数から第2周波数
のクロックに切替えることを特徴とする。
【0015】このクロック切替え方式においては、電圧
制御発振器の発振出力がCPUの動作クロックとして使
用されており、その動作クロックは電圧制御発振器の発
振周波数を可変設定することによって例えば高速クロッ
クから低速クロックに切替えられる。この場合、電圧制
御発振器の発振出力は第1周波数から第2周波数に連続
的に徐々に変化するので、CPUの動作クロックは高速
クロックから低速クロックに瞬時に切り替わることはな
い。
【0016】このため、動作クロックが高速クロックか
ら低速クロックに切り替わる時における位相の不連続等
の問題が解消され、CPUの動作を保証することができ
る。したがって、CPUの動作を保証した状態でそのC
PUのクロックを切り替えられるようになり、データ処
理装置の消費電力の低減および互換性の確保を実現でき
る。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。
【0018】図1には、この発明の一実施例に係わるC
PUのクロック切替え方式を実現するための構成が示さ
れている。この構成は、ラップトップタイプポータブル
コンピュータに適用されるものであり、図示のように、
CPU11、電圧切替え回路12、および電圧制御発振
機(VCO)13を備えている。
【0019】CPU11はこのラップトップタイプポー
タブルコンピュータのこのシステム全体の制御を司るも
のであり、システムバス10を介して図示しない各コン
ポーネント(RAM、ROM、キーボードコントロー
ラ、ディスプレイコントローラ、ディスクコントローラ
等)を制御する。また、CPU11は、システムバス1
0を介して電圧切替え回路12にも接続されている。
【0020】このCPU11は、例えば前述のマイクロ
プロセッサ(i80486)のように内部的に高速クロ
ックを生成して動作するために、内部発振器111を備
えている。すなわち、このCPU11は、電圧制御発振
器(VCO)13から供給されるクロックCLKの数倍
のクロックを内部発振器111によって内部的に生成
し、それを利用して高速動作する構成である。
【0021】CPU11は、電圧切替え回路12に対し
て動作クロックの切替え要求を発行する。このクロック
切替え要求は、例えば、CPU11が高速クロックで動
作する通常モードから低速クロックで動作するスリープ
モードに移行する時や、そのスリープモードから復帰す
るときに発行される。
【0022】すなわち、CPU11は、実行中のアプリ
ケーションプログラムによってコールされるBIOS
(Basic Input Output System)プログラムの実行
により、スリープモード設定条件の設立の有無を判断
し、条件成立時には、高速クロックから低速クロックへ
のクロック切替えを指示する。スリープモード設定条件
は、例えば、一定期間以上オペレータによるキー入力操
作が行なわれなかった場合等、CPU11が待ち状態に
ある時に成立する。
【0023】また、低速クロックで動作しているスリー
プモード期間中に、キー入力割り込みやタイマ割り込み
等のハードウェア割り込みが発生すると、CPU11
は、スリープモードから復帰するために低速クロックか
ら高速クロックへのクロック切替えを指示する。
【0024】クロック切替えの指示は、この様にスリー
プモード機能を実行場合だけでなく、例えば、低速動作
するように構成されたアプリケーションソフトやハード
ウェアオプション類を使用する場合にも行われる。この
場合は、オペレータのキー入力操作等によってクロック
切り替え要求が入力され、それに応じてCPU11から
電圧切替え回路12にクロック切替え指示が発行され
る。
【0025】電圧切替え回路12は、CPU11からの
クロック切替え指示に応じて、電圧制御発振器(VC
O)13に供給する制御電圧を変化させる。この場合、
電圧切替え回路12は、電圧制御発振器(VCO)13
の発振周波数が連続的に変化するように制御電圧を徐々
に上昇または下降させる。この電圧切替え回路12の具
体的構成については、図3乃至図5を参照して後述す
る。
【0026】電圧制御発振器(VCO)13は、電圧切
替え回路12からの制御電圧の値に応じて発振周波数が
可変設定される構成のものであり、その発振出力はCP
U11に対してその動作クロックCLKとして供給され
る。
【0027】図2には、電圧切替え回路12から発生さ
れる制御電圧に対するクロックCLKの変化特性が示さ
れている。この例では、制御電圧が高くなるほど発振周
波数が低くなるように電圧制御発振器(VCO)13が
構成されている場合を想定している。
【0028】CPU11の動作クロックを高速クロック
から低速クロッマに切替える場合、制御電圧は、初め
は、ある一定の低い値で安定している。この期間(A)
においては、電圧制御発振器(VCO)13は、高速の
クロックCLKを発生している。
【0029】この状態で、制御電圧は徐々に上昇される
と、これに伴ってクロックCLKの周波数は徐々に低下
され、クロック周期が連続的に長くなるように変化して
いく(期間B)。そして、最後に、制御電圧がある一定
の高い電圧で安定されると、以降、電圧制御発振器(V
CO)13から出力されるクロックCLKも低周波数に
安定され、CPU11には低速クロックが供給される
(期間C)。
【0030】ここで、重要なことは、期間(B)におい
ては、クロックCLKの周波数および位相が連続的に変
化していることである。つまり、クロックCLKは高速
クロックから低速クロックに急激に切り替わるのではな
く、高速クロックから低速クロックに滑らかに連続して
変化される。
【0031】CPU11の動作クロックCLKを低速ク
ロックから高速クロックに切替える場合も、同様にし
て、クロックCLKの周波数および位相は連続的に変化
される。
【0032】図3には、電圧切り替え回路12の第1の
具体的が示されている。
【0033】この電圧切り替え回路12aは、D/A変
換器を利用して制御電圧を変化させる構成のものであ
り、図示のように、レジスタ121と、D/A変換器1
22とから構成されている。レジスタ121には、CP
U11から発行されるクロック切替え指示データが格納
される。D/A変換器122は、レジスタ121に格納
された指示データの値をデジタル値からアナログ値に変
換する。この場合、D/A変換器122は、その応答特
性等により、デジタル値が変化してから徐々に出力アナ
ログ電圧が変化されるように構成されている。
【0034】図4には、電圧切り替え回路12の第2の
具体的が示されている。
【0035】この電圧切り替え回路12bは、時定数の
大きい積分回路を用いて制御電圧を変化させる構成のも
のであり、図示のように、デコーダ123、Dフリップ
フロップ124、および積分回路125によって構成さ
れている。
【0036】この電圧切り替え回路12bにおいては、
CPU11から発行される高速クロックから低速クロッ
クへのクロック切替え指示はデコーダ123で認識され
る。デコーダ123がクロック切替え指示を認識する
と、バス10からの1ビットデータ“1”がDフリップ
フロップ124でラッチされる。
【0037】Dフリップフロップ124は“H”レベル
のQ出力を発生するが、積分回路125の時定数によっ
てそのQ出力は“L”から“H”に徐々に上昇される。
【0038】図5には、電圧切り替え回路12の第3の
具体的が示されている。
【0039】この電圧切り替え回路12cは、電圧制御
発振器(VCO)13の発振出力を帰還入力することに
より、時定数の大きいPLL回路を構成している。
【0040】すなわち、電圧切り替え回路12cは、レ
ジスタ126、D/A変換器127、電圧制御発振器
(VCO)128、およびコンパレータ129を備えて
いる。レジスタ126には、CPU11から発行される
クロック切替え指示データが格納される。D/A変換器
127は、レジスタ126に格納された指示データの値
をデジタル値からアナログ値に変換する。
【0041】このアナログ出力は電圧制御発振器(VC
O)128にその制御電圧として入力される。電圧制御
発振器(VCO)128の発振出力周波数は、アナログ
出力電圧の上昇に伴って低下される。電圧制御発振器
(VCO)128の発振出力の周波数は、コンパレータ
129によって電圧制御発振器(VCO)13から帰還
入力されるクロックCLKの周波数と比較される。
【0042】コンパレータ129は、電圧制御発振器
(VCO)128の発振出力と電圧制御発振器(VC
O)13から帰還入力されるクロックCLKの位相が一
致するように、電圧制御発振器(VCO)13への制御
電圧を変化させる。この位相同期ループ制御により、電
圧制御発振器(VCO)13から出力されるクロックC
LKは、周波数および位相が連続した状態で高速クロッ
クから低速クロックに変化される。
【0043】以上説明したように、この実施例のシステ
ムにおいては、電圧制御発振器(VCO)13の発振出
力がCPU11の動作クロックCLKとして使用されて
おり、その動作クロックCLKは電圧制御発振器(VC
O)13の発振周波数を可変設定することによって例え
ば高速クロックから低速クロックに切替えられる。
【0044】この場合、電圧制御発振器(VCO)13
の発振出力は、電圧切り替え回路12の制御により第1
周波数から第2周波数に連続的に徐々に変化するので、
CPU11の動作クロックは高速クロックから低速クロ
ックに瞬時に切り替わることはない。
【0045】このため、動作クロックが高速クロックか
ら低速クロックに切り替わる時における位相の不連続等
の問題が解消され、CPU11の動作を保証することが
できる。したがって、CPU11の動作を保証した状態
でそのCPUのクロックを切り替えられるようになり、
ポータブルコンピュータの消費電力の低減および互換性
の確保を実現できる。
【0046】なお、このようなクロック切替え方式は、
内部発振器を持つCPUのスリープモード機能の実現に
特に適しているが、内部発振器をもたず外部クロックに
同期して動作するCPUに適用しても同様して誤動作を
招くこと無く消費電力を低減できることはもちろんであ
る。
【0047】また、ここでは、高速クロックと低速クロ
ックの2つのクロック間での切替えを説明したが、使用
する電圧制御発振器の発振周波数の変化幅の範囲であれ
ば、動作速度の異なる3種類以上のクロック間での動作
クロックの切替えを行うこともできる。この場合、消費
電力はクロックの周波数が低いほど低減できるで、スリ
ープモード時には最も遅いクロックを使用することが好
ましい。
【0048】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、CP
Uの動作を保証した状態でそのCPUのクロックを切り
替えられるようになり、消費電力の低減および互換性確
保の実現を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例に係るシステム構成を示す
ブロック図。
【図2】同実施例のシステムのクロック切替え動作を説
明するタイミングチャート。
【図3】同実施例のシステムに設けられた電圧切り替え
回路の第1の構成例を示すブロック図。
【図4】同実施例のシステムに設けられた電圧切り替え
回路の第2の構成例を示すブロック図。
【図5】同実施例のシステムに設けられた電圧切り替え
回路の第3の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
11…CPU、12…電圧切替え回路、13…電圧制御
発振器、122…D/A変換器、125…積分回路、1
29…コンパレータ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から供給される動作クロックに応じ
    た動作速度で駆動されるCPUを有するデータ処理装置
    において、 制御電圧に応じて発振周波数が可変設定される電圧制御
    発振器と、 前記CPUからの動作クロックの切替え要求に応じて前
    記制御電圧の値を上昇または下降させる電圧制御手段と
    を具備し、 前記電圧制御発振器の発振出力を連続的に変化させるこ
    とによって前記CPUの動作クロックを第1周波数から
    第2周波数のクロックに切替えることを特徴とするクロ
    ック切替え方式。
  2. 【請求項2】 前記電圧制御発振器の発振出力は、前記
    電圧制御発振器と前記電圧制御手段によって位相同期ル
    ープが構成されるように前記電圧制御手段に帰還入力さ
    れていることを特徴とする請求項1記載のクロック切替
    え方式。
JP3278635A 1991-09-27 1991-09-30 クロック切り替え制御装置 Expired - Fee Related JP2835224B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3278635A JP2835224B2 (ja) 1991-09-30 1991-09-30 クロック切り替え制御装置
DE4244858A DE4244858A1 (de) 1991-09-27 1992-09-25 Tragbarer Rechner mit Funktion zum Umschalten des CPU-Taktes
PCT/JP1992/001219 WO1993006543A1 (fr) 1991-09-27 1992-09-25 ORDINATEUR PORTATIF AVEC FONCTION DE COMMUTATION SUR L'HORLOGE DE l'UNITE CENTRALE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3278635A JP2835224B2 (ja) 1991-09-30 1991-09-30 クロック切り替え制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0594227A true JPH0594227A (ja) 1993-04-16
JP2835224B2 JP2835224B2 (ja) 1998-12-14

Family

ID=17600025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3278635A Expired - Fee Related JP2835224B2 (ja) 1991-09-27 1991-09-30 クロック切り替え制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2835224B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100397025B1 (ko) * 1994-10-19 2003-11-10 아드밴스트 마이크로 디이바이시스 인코포레이티드 전력관리상태에응답하여다중클럭된회로를클럭하는클럭제어기
KR100462019B1 (ko) * 1998-04-16 2005-04-06 삼성전자주식회사 컴퓨터 시스템의 클럭제어장치 및 그 방법
JP2020134523A (ja) * 2019-02-12 2020-08-31 インフィネオン テクノロジーズ アーゲーInfineon Technologies Ag レーダ信号の処理

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100397025B1 (ko) * 1994-10-19 2003-11-10 아드밴스트 마이크로 디이바이시스 인코포레이티드 전력관리상태에응답하여다중클럭된회로를클럭하는클럭제어기
KR100462019B1 (ko) * 1998-04-16 2005-04-06 삼성전자주식회사 컴퓨터 시스템의 클럭제어장치 및 그 방법
JP2020134523A (ja) * 2019-02-12 2020-08-31 インフィネオン テクノロジーズ アーゲーInfineon Technologies Ag レーダ信号の処理

Also Published As

Publication number Publication date
JP2835224B2 (ja) 1998-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100379766B1 (ko) 순간클럭주파수시프트기능을구비한pll시스템클럭발생기
US7290156B2 (en) Frequency-voltage mechanism for microprocessor power management
US5935253A (en) Method and apparatus for powering down an integrated circuit having a core that operates at a speed greater than the bus frequency
US7076672B2 (en) Method and apparatus for performance effective power throttling
US5388265A (en) Method and apparatus for placing an integrated circuit chip in a reduced power consumption state
US6006336A (en) Real-time power conservation for computers
US5768602A (en) Sleep mode controller for power management
US5461649A (en) Method and apparatus for maintaining a state of a state machine during unstable clock conditions without clock delay
US6223297B1 (en) Clock modifying method and information processing apparatus which gradually increase frequency of an external clock to be supplied to processing unit
EP0242010A1 (en) Clock circuit for a data processor
JP2008135065A (ja) データ処理システム内の種々のクロック源間を切り替える装置およびその方法
JPH10161767A (ja) 小電力状態に出入するときにデータ処理システム内のクロックを自動的に順序付ける装置およびその方法
CN102033599A (zh) 电子设备的功率管理方法
US20190050020A1 (en) Clock Signal Staggering with Clock Frequency Adjustment
JPH11312026A (ja) クロック信号切替方法およびクロック信号切替システム
US5784598A (en) Method and apparatus for changing processor clock rate
US6311281B1 (en) Apparatus and method for changing processor clock ratio settings
JPH07191779A (ja) コンピュータシステム中の電力を節約するnapnop回路
US5742650A (en) Power reduction method and apparatus for phase-locked loop based clocks in a data processing system
TW201416844A (zh) 電子系統及其電源管理方法
US5789952A (en) Anti-lock CPU clock control method, circuit and apparatus
JP4152795B2 (ja) マイクロコントローラ
JP2835224B2 (ja) クロック切り替え制御装置
US5568100A (en) Synchronous power down clock oscillator device
US5881297A (en) Apparatus and method for controlling clocking frequency in an integrated circuit

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081002

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees