JPH0863253A - マイクロプロセッサ - Google Patents

マイクロプロセッサ

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Publication number
JPH0863253A
JPH0863253A JP6193029A JP19302994A JPH0863253A JP H0863253 A JPH0863253 A JP H0863253A JP 6193029 A JP6193029 A JP 6193029A JP 19302994 A JP19302994 A JP 19302994A JP H0863253 A JPH0863253 A JP H0863253A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clock
microprocessor
circuit
clock signal
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP6193029A
Other languages
English (en)
Inventor
Yosuke Konaka
陽介 小中
Kazumi Kubota
一実 窪田
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6193029A priority Critical patent/JPH0863253A/ja
Publication of JPH0863253A publication Critical patent/JPH0863253A/ja
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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い周波数帯域のクロック信号でマイクロプ
ロセッサを動作させる。 【構成】 通常動作時にクロック生成回路1で生成され
たクロック信号9は、マイクロプロセッサ3のPLL逓
倍発振回路4に入力され、選択回路5は、PLL逓倍発
振回路4の出力を選択する。マイクロプロセッサコア8
は、逓倍された動作クロック信号14で動作する。PL
L逓倍発振回路4の追従可能なクロック入力周波数帯域
を超えるクロック周波数でマイクロプロセッサ3を動作
させる場合は、クロック制御回路7からのクロック切り
替え信号13によって、選択回路5をPLL逓倍回路4
側から低速クロック信号10に切り替える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速処理と低消費電力
で動作するバッテリバックアップ型のパソコンまたはハ
ンディーターミナルなどにおいて、アイドル処理時のク
ロック信号を十分に低下させることが可能なクロック逓
倍発振回路を内蔵したマイクロプロセッサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、PLL逓倍発振回路を内蔵したマ
イクロプロセッサにおいては、図6に示すように特定の
周波数帯域に追従可能な1個のPLL逓倍発振回路を内
蔵した構成が採られている。図において、1はクロック
生成回路、3はマイクロプロセッサである。マイクロプ
ロセッサ3には、クロック生成回路で生成されたクロッ
ク信号9を逓倍するPLL逓倍発振回路4と、クロック
信号の供給を制御するクロック制御ゲート6と、クロッ
ク信号によって動作するマイクロプロセッサコア8と、
クロック信号を制御するクロック制御回路7が設けられ
ている。
【0003】クロック制御回路7は、外部からのクロッ
ク制御信号11の指示によって、マイクロプロセッサコ
ア8へのクロックの供給を制御する。すなわち、例えば
クロック信号を停止する場合には、ライン16を介して
マイクロプロセッサコア8にクロック信号の停止を通知
し、ライン17を介したマイクロプロセッサコア8から
の許可によって、クロック制御回路7がクロック制御ゲ
ート6を制御してクロック信号をマスクする。これによ
り、マイクロプロセッサコア8にはクロック信号が供給
されず、停止し、クロック制御信号12によってマイク
ロプロセッサが停止していることを通知する。
【0004】上記したPLL逓倍発振回路の入力周波数
帯域は、設計中心周波数に対し安定に動作するのは上下
25%から50%程度と狭く、その結果、入力クロック
信号9の周波数帯域は狭くなる。特にマイクロプロセッ
サに内蔵されるPLL逓倍発振回路は高い周波数安定度
が求められることから、周波数帯域は広くできない。
【0005】現在、マイクロプロセッサをバッテリバッ
クアップ型のパソコンまたはハンディーターミナルなど
に使用する場合、キー入力待ち状態などの高い処理能力
が要求されない期間においては、バッテリ動作可能時間
を延ばす目的から、マイクロプロセッサに加える入力ク
ロック周波数を低下させ、これによりマイクロプロセッ
サの消費電力を低下させるようにしている。
【0006】しかし、PLL逓倍発振回路を内蔵したマ
イクロプロセッサにおいては、内蔵されているPLL逓
倍発振回路の入力周波数帯域が前述したように狭いた
め、十分に入力クロック周波数を低下させることができ
ない(現在のPLL逓倍発振回路を内蔵したマイクロプ
ロセッサでは最大入力周波数の50%が限界)。その結
果、従来のPLL逓倍発振回路内蔵のマイクロプロセッ
サでは消費電力を十分に削減することができない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このため従来は、PL
L逓倍発振回路内蔵のマイクロプロセッサにはPLL逓
倍発振回路を停止するための信号が付加されていて、該
信号によってPLL逓倍発振回路を停止させている。こ
れにより、マイクロプロセッサが完全に停止され、低消
費電力を可能としている。
【0008】しかし、上記した従来の方法では、PLL
逓倍発振回路の再開始時に安定時間として数ミリ秒間待
つ必要があり、その間の処理は完全に停止されている。
このようなことから、PLL逓倍発振回路内蔵のマイク
ロプロセッサの適用範囲が限定され、低消費電力を必要
とする分野にはPLL逓倍発振回路を内蔵したマイクロ
プロセッサが使用できない場合があった。また、PLL
逓倍発振回路を内蔵した最近のマイクロプロセッサにお
いては内部動作クロックを高速にしたものもあるが、発
熱のために連続して動作させることができないものもあ
る。この場合、必要とする処理能力に合わせて、マイク
ロプロセッサを停止することなくクロック周波数をダイ
ナミックに変化させる必要があるが、前述したように現
状のPLL逓倍発振回路の入力周波数帯域が狭いことか
ら限界があり、また放熱技術を用いることによって発熱
問題を回避していることから、小型化が困難であるとい
う欠点があった。
【0009】本発明の目的は、広い周波数帯域のクロッ
ク信号でマイクロプロセッサを動作させることが可能な
PLL逓倍発振回路を内蔵したマイクロプロセッサを提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、マイクロプロセッサの外部に設けられ
た第1のクロック生成手段によって生成される第1のク
ロック信号が入力され、該第1のクロック信号を逓倍す
る手段と、該逓倍されたクロック信号で動作するプロセ
ッサとを内蔵したマイクロプロセッサにおいて、マイク
ロプロセッサの外部に設けられた第2のクロック生成手
段によって生成されて外部から入力される第2のクロッ
ク信号と前記逓倍後のクロック信号との何れかを、外部
からのクロック切り替え指示に応じて選択して前記プロ
セッサに供給する手段を備え、前記第2のクロック信号
と前記逓倍後のクロック信号はそれぞれ周波数帯域が異
なることを特徴としている。
【0011】
【作用】一実施例においては、マイクロプロセッサの外
部に基本動作周波数を作成する第1のクロック生成回路
と、低速クロック周波数を作成する第2のクロック生成
回路を設ける。通常動作時に第1のクロック生成回路で
生成されたクロック信号は、マイクロプロセッサのPL
L逓倍発振回路に入力される。選択回路はPLL逓倍発
振回路の出力を選択しているので、マイクロプロセッサ
コアは、逓倍されたクロック信号で動作する。PLL逓
倍発振回路の追従可能なクロック入力周波数帯域を超え
るクロック周波数でマイクロプロセッサを動作させる場
合は、クロック切り替え信号によって、PLL逓倍回路
側のクロック信号から第2のクロック生成回路で生成さ
れる低速クロック信号に切り替える。これにより、マイ
クロプロセッサへのクロック入力周波数帯域を大幅に広
げることが可能となる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体
的に説明する。 〈実施例1〉図1は、本発明の実施例1の構成を示す。
図において、1は基本動作周波数を作成するクロック生
成回路、2は低速クロック周波数を作成するクロック生
成回路、9はクロック生成回路1によって生成されるク
ロック信号、10はクロック生成回路2によって生成さ
れる低速クロック信号である。クロック生成回路1、2
は、共にマイクロプロセッサの外部に設けられている。
【0013】マイクロプロセッサ3は、PLL逓倍発振
回路4と、クロック信号を選択する選択回路5と、クロ
ック信号を統括して制御するためのクロック制御回路7
と、プロセッサコアへのクロック信号をマスクまたはグ
リッジレスにするためのクロック制御ゲート6と、マイ
クロプロセッサコア8から構成されている。
【0014】クロック生成回路1から出力されたクロッ
ク信号9は、マイクロプロセッサ3内のPLL逓倍発振
回路4に入力され、その出力は選択回路5に入力され
る。選択回路5は複数のクロック入力を切り替える機能
を持ち、その他方の入力には低速のクロック生成回路2
から出力された低速クロック信号10が入力される。
【0015】選択回路5の出力は、不用意なクロックの
切り替え、クロック切り替え時のグリッジ(クロックの
不正な短いパルス幅)を防止するためにクロック制御ゲ
ート6に接続されている。クロック制御ゲート6の出力
は、マイクロプロセッサコア8にプロセッサコアの動作
クロック14として供給される。これらクロックを統括
して制御する制御回路としてクロック制御回路7が設け
られ、クロック制御回路7はクロック切り替え信号1
3、クロック制御ゲートの制御信号15を出力し、ま
た、マイクロプロセッサ外部とのクロック制御インタフ
ェース信号としてクロック制御信号11、12が入出力
されている。
【0016】上記した構成において、PLL逓倍発振回
路4の追従可能なクロック入力周波数帯域を超えるクロ
ック周波数でマイクロプロセッサ3を動作させる場合
は、クロック制御回路7からのクロック切り替え信号1
3によって、選択回路5をPLL逓倍回路4側から低速
クロック信号10に切り替える。
【0017】図2は、本発明のクロックの切り替え制御
を説明するためのタイムチャートである。以下、図2を
参照して動作を説明すると、クロック生成回路1は、定
常動作させるためのクロック信号9を生成し、マイクロ
プロセッサ3に加えられ、マイクロプロセッサ3は定常
動作している。このとき、クロック生成回路2への切り
替えは次のようになる。
【0018】外部からマイクロプロセッサ3に対して、
クロック制御信号11(チェンジ・リクエスト信号)を
ローレベルに設定し、低速クロック信号10にクロック
入力を切り替えることをマイクロプロセッサ3に設定す
る。クロック制御回路7は、プロセッサ動作クロック1
4(クロック信号9を逓倍したクロック)の立ち下がり
でクロック制御ゲート信号15をローレベルにし、プロ
セッサ動作クロック14をクロック制御ゲート6によっ
てマスクするとともに、選択信号5をハイレベルからロ
ーレベルにし、選択回路13を低速クロック信号10側
に切り替える。
【0019】次に、低速クロック信号10の立ち下がり
でクロック制御ゲート信号15をハイレベルに戻し、低
速クロック信号10の出力を、プロセッサ動作クロック
14としてマイクロプロセッサコア8に加える。つま
り、クロック制御ゲート信号15がローレベルの期間は
クロックがマスクされ、マイクロプロセッサコア8は停
止している。
【0020】次いで、クロック制御回路7は、クロック
制御信号12(チェンジ・アクノーリッジ信号)に一定
期間のローレベルのパルスを出力して、外部回路に対し
て、クロックの切り替え処理が終了したことを通知す
る。これにより、マイクロプロセッサへ加わるクロック
が不正に短いパルス幅となることが防止され(グリッジ
レス)、また低速クロック信号10への切り替え後はP
LL逓倍回路4を通過しないために、ダイナミックなク
ロックの切り替え、もしくは超低速動作が可能になる。
なお、図におけるクロック信号の斜線部分は、マイクロ
プロセッサ3に加える必要がないのでクロック生成回路
1または2を停止することを表している。
【0021】回路構成によっては、クロック制御ゲート
信号15によるクロックマスク期間を長くとる場合もあ
り、上記した入力信号のレベルも一例であり、本発明は
これに限定されない。また、クロック制御信号11がロ
ーレベルに設定された後、クロック制御ゲート信号15
をローレベルに遷移させてクロックの切り替えを開始す
る前に、クロック制御回路7は、マイクロプロセッサコ
ア8に停止信号16によって停止の通知を行い、マイク
ロプロセッサコア8からの許可信号17を待って、切り
替え動作を行う場合もある。
【0022】本発明は上記したように構成されているの
で、マイクロプロセッサコア8は低速クロック信号で動
作させることが可能となり、プロセッサ動作周波数を0
HZから可変制御することができる。
【0023】〈実施例2〉図3は、本発明の実施例2の
構成を示す。図1と同一のものは同一の参照番号で示
す。この実施例2では、クロック生成回路2と選択回路
15間にPLL逓倍発振回路18を設けている。そし
て、PLL逓倍発振回路4とPLL逓倍発振回路18の
追従可能な周波数帯域は、異なる帯域のものを使用す
る。これにより、選択回路5が低速クロック信号10を
選択したときには、マイクロプロセッサコア8の動作周
波数を逓倍させることが可能となる。なお、実施例2の
動作は実施例1のものと同様であるのでその説明を省略
する。
【0024】〈実施例3〉図4は、本発明の実施例3の
構成を示し、図1、3と同一のものは同一の参照番号で
示す。この実施例では、実施例1、2に比べてマイクロ
プロセッサへの入力クロック信号数を削減している。す
なわち、クロック信号はクロック生成回路1で作成され
るクロック信号9のみであり、マイクロプロセッサ3内
にさらに選択回路19を設け、PLL逓倍発振回路4と
PLL逓倍発振回路18の何れかにクロックを分配でき
るように、クロック制御回路7からクロック選択信号2
0が入力されるように構成されている。これにより、マ
イクロプロセッサへのクロック入力信号線は1本です
む。このPLL逓倍発振回路4とPLL逓倍発振回路1
8の周波数帯域は、実施例2と同様に異なる帯域のもの
が使用される。
【0025】〈実施例4〉図5は、本発明の実施例4の
構成を示し、実施例3の構成からPLL逓倍発振回路1
8を取り除いた構成を採っている。この実施例は、機能
的に一個のPLL逓倍発振回路4のみで充分である場合
に適用される構成である。選択回路19、5がPLL逓
倍発振回路4側を選択したときは、マイクロプロセッサ
コア8は逓倍された動作クロックで動作し、選択回路1
9、5がライン21側を選択したときは、マイクロプロ
セッサコア8はクロック生成回路1で生成されたクロッ
クで動作する。
【0026】なお、上記した実施例において、PLL逓
倍発振回路4とPLL逓倍発振回路18は、逓倍発振回
路の誤動作防止のために、入力側にクロック入力、マス
クゲートを持つ場合があり、またPLLが安定したこと
を示す信号をクロック制御回路7に供給する場合もあ
る。
【0027】このように本実施例によれば、PLL逓倍
発振回路の追従可能な周波数帯域に制限されることな
く、プロセッサクロックを可変に制御することが可能と
なり、プロセッサの動作可能状態を維持しつつ、低消費
電力を達成することができる。
【0028】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、プロセッサクロック入力を0からPLL逓倍発振回
路の追従可能な周波数帯域の最大まで連続して可変制御
することが可能になる。従って、PLL逓倍発振回路の
周波数帯域以下のクロックでもプロセッサを動作させる
ことができ、低消費電力のスリープモードを実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の構成を示す。
【図2】本発明のクロックの切り替え制御を説明するた
めのタイムチャートである。
【図3】本発明の実施例2の構成を示す。
【図4】本発明の実施例3の構成を示す。
【図5】本発明の実施例4の構成を示す。
【図6】従来のPLL逓倍発振回路を内蔵したマイクロ
プロセッサを示す。
【符号の説明】
1、2 クロック生成回路 3 マイクロプロセッサ 4 PLL逓倍発振回路 5 選択回路 6 クロック制御ゲート 7 クロック制御回路 8 マイクロプロセッサコア
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H03L 7/18

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マイクロプロセッサの外部に設けられた
    第1のクロック生成手段によって生成される第1のクロ
    ック信号が入力され、該第1のクロック信号を逓倍する
    手段と、該逓倍されたクロック信号で動作するプロセッ
    サとを内蔵したマイクロプロセッサにおいて、マイクロ
    プロセッサの外部に設けられた第2のクロック生成手段
    によって生成されて外部から入力される第2のクロック
    信号と前記逓倍後のクロック信号との何れかを、外部か
    らのクロック切り替え指示に応じて選択して前記プロセ
    ッサに供給する手段を備え、前記第2のクロック信号と
    前記逓倍後のクロック信号はそれぞれ周波数帯域が異な
    ることを特徴とするマイクロプロセッサ。
JP6193029A 1994-08-17 1994-08-17 マイクロプロセッサ Pending JPH0863253A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6193029A JPH0863253A (ja) 1994-08-17 1994-08-17 マイクロプロセッサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6193029A JPH0863253A (ja) 1994-08-17 1994-08-17 マイクロプロセッサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0863253A true JPH0863253A (ja) 1996-03-08

Family

ID=16300992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6193029A Pending JPH0863253A (ja) 1994-08-17 1994-08-17 マイクロプロセッサ

Country Status (1)

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JP (1) JPH0863253A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008505421A (ja) * 2004-06-30 2008-02-21 シリコン・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド Rtcを有するマイクロコントローラユニット(mcu)
JP2008524745A (ja) * 2004-12-21 2008-07-10 パケット ディジタル オンデマンド電力管理の方法及び機器

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008505421A (ja) * 2004-06-30 2008-02-21 シリコン・ラボラトリーズ・インコーポレイテッド Rtcを有するマイクロコントローラユニット(mcu)
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