JP2002202830A - マイクロコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイマ機能を低消費電力で実現するのに好適
なマイコンを提供する。 【解決手段】 ＣＰＵ３と、ＣＰＵ３を動作させるため
のメインクロックを生成する発振回路９と、低周波のサ
ブクロックを受けてＣＰＵ３及び発振回路９を間欠的に
動作させるための制御を行う間欠動作制御部１５及び発
振制御部１１とを備えたマイコン１には、上記サブクロ
ックを受けて動作して、ＣＰＵ３が停止している実際の
間欠時間を自動的に計測するタイマブロック１７が設け
られている。このマイコン１によれば、時間を計測する
際に、ＣＰＵ３が、間欠動作すると共に、停止状態から
起床する毎に、今回起床するまでの間欠時間Ｔａをタイ
マブロック１７から読み取り、また、今回起床してから
の当該ＣＰＵ３の動作時間Ｔｂを自らソフト処理で計測
し、更にそれまでの上記Ｔａ及びＴｂの累積加算値を求
めるようにすれば、極長い時間でも非常に少ない消費電
力で計測可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータに関し、特に、予定の動作を所定時間が経過してか
ら実施する電子制御装置に好適なマイクロコンピュータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子制御装置においては、例
えば、通信相手の装置へ起動信号を送信してから所定時
間が経過した後で、その通信相手との通信動作を実施し
たり、外部のスイッチ等からの信号がアクティブレベル
に変化したことを検知してから所定時間が経過した後
で、ランプやブザー等の電気負荷を駆動するための動作
を実施する、といった具合に、予定の動作を所定時間が
経過してから実施するように構成されることがある。
尚、以下、このような機能（即ち、予定の動作を所定時
間が経過してから実施する、という機能）を「タイマ機
能」という。

【０００３】また、例えば車両に搭載される電子制御装
置では、バッテリへの充電が行われないエンジン停止時
に上記のタイマ機能を実現しなければならない場合があ
る。このため、より少ない消費電力でタイマ機能を実現
する必要がある。そして、従来の電子制御装置では、上
記のタイマ機能を少ない消費電流（消費電力）で実現す
るために、下記の［従来例１］〜［従来例３］の何れか
の方法を採用していた。

【０００４】［従来例１］まず、図４（ａ）に示すよう
に、電子制御装置の動作を制御するマイクロコンピュー
タ（以下、マイコンという）１０１の外部に、タイマ回
路１０３を設ける。

【０００５】そして、この電子制御装置において、マイ
コン１０１は、実行すべき処理が無く、動作しなくても
良い状態になったと判断すると、図４（ｂ）に示すよう
に、当該マイコン１０１の内部で動作クロックを発生さ
せている発振回路（図示省略）の動作を停止させて自分
の動作を停止すると共に、タイマ回路１０３へ動作指示
を出す。

【０００６】すると、タイマ回路１０３は、計時を開始
して、所定のタイマ時間が経過した時に、マイコン１０
１を停止状態から動作状態へと起床（ウェイクアップ）
させるためのウェイクアップ信号を出力する。尚、タイ
マ回路１０３は、マイコン１０１の動作クロックよりも
低い周波数のクロックであって、当該タイマ回路専用の
発振回路１０５で発生されるクロックによって動作す
る。

【０００７】そして、マイコン１０３は、タイマ回路１
０３からのウェイクアップ信号によって停止状態から動
作状態へと起床し、予定の動作に該当する処理を行う。 ［従来例２］次に、図５（ａ）に示すように、電子制御
装置の動作を制御するマイコンとして、プログラムに従
い動作するＣＰＵ（即ち、命令解読部や演算部等からな
る中央演算装置）２０３とは別に、そのＣＰＵ２０３を
停止状態から動作状態へと起床させるタイマブロック２
０５を内蔵したマイコン２０１を用いる。

【０００８】つまり、このマイコン２０１において、Ｃ
ＰＵ２０３は、実行すべき処理が無く、動作しなくても
良い状態になったと判断すると、図５（ｂ）に示すよう
に、自分の動作を停止して、当該マイコン２０１の実質
的な動作（即ち、プログラムを実行する動作）を停止さ
せると共に、タイマブロック２０５へ動作指示を出す。

【０００９】すると、タイマブロック２０５は、計時を
開始して、所定のタイマ時間が経過した時に、ＣＰＵ２
０３へタイムアップ信号を出力する。尚、タイマブロッ
ク２０５は、ＣＰＵ２０３と共通の動作クロックであっ
て、当該マイコン２０１内部の発振回路２０７で発生さ
れる高周波の動作クロックによって動作する。

【００１０】そして、ＣＰＵ２０３は、タイマブロック
２０５からのタイムアップ信号によって停止状態から動
作状態へと起床し、プログラムの実行を再開して予定の
動作に該当する処理を行う。 ［従来例３］次に、図６（ａ）に示すように、電子制御
装置の動作を制御するマイコンとして、動作速度が可変
のマイコン３０１を用いる。

【００１１】つまり、このマイコン３０１は、ＣＰＵ３
０３と、そのＣＰＵ３０３の動作クロックの元となる基
準クロックを発生させる発振回路３０７と、その発振回
路３０７で発生される基準クロックから、ＣＰＵ３０３
により指示される周波数のクロックを生成して、ＣＰＵ
３０３の動作クロックとして出力する周波数制御回路３
０５とを備えている。

【００１２】そして、このマイコン３０１において、Ｃ
ＰＵ３０３は、プログラムを実行している通常動作時に
は、周波数制御回路３０５から出力される動作クロック
の周波数を通常の高い周波数（例えば数十ＭＨｚ）に設
定して、高速で動作するが、実行すべき処理が無く、動
作しなくても良い状態になったと判断すると、図６
（ｂ）に示すように、周波数制御回路３０５から出力さ
れる動作クロックの周波数を通常よりも低い周波数（例
えば数ＭＨｚ）に設定して、低速で動作する（即ち、低
消費電力状態になる）と共に、その状態で所定のタイマ
時間の計時を行う。

【００１３】そして更に、ＣＰＵ３０３は、その低速動
作状態でタイマ時間が経過したと判断すると、周波数制
御回路３０５から出力される動作クロックの周波数を再
び通常の高い周波数に設定して、高速での動作を再開
し、予定の動作に該当する処理を行う。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、まず、上記
従来例１では、マイコン１０１とは別に専用のタイマ回
路１０３が必要となるため、電子制御装置全体での回路
規模とコストが増大してしまう。

【００１５】また、上記従来例２では、マイコン２０１
の中枢部であるＣＰＵ２０３は動作を停止するものの、
ＣＰＵ２０３を動作させるための高周波数のクロックを
発生させる発振回路（即ち、ＣＰＵの動作クロックを発
生する部分）２０７が常時動作することとなるため、消
費電流を大幅に低減することができない。しかも、従来
例２では、例えば数十時間や数日間といった極長時間の
タイマを構成するのが非常に難しい。これは、専用のタ
イマブロック２０５で計時できる時間が有限なためであ
り、このことは従来例１でも同様である。

【００１６】そして更に、上記従来例３では、発振回路
３０７及び周波数制御回路３０５だけでなく、ＣＰＵ３
０３が常時動作することとなるため、消費電流の低減効
果が小さい。本発明は、こうした問題に鑑みなされたも
のであり、予定の動作を所定時間が経過してから実施す
る、というタイマ機能を、より少ない消費電力で実現す
るのに好適なマイクロコンピュータを提供することを目
的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するためになされた請求項１に記載のマイコン
（マイクロコンピュータ）は、プログラムに従い動作す
るＣＰＵと、ＣＰＵを動作させるためのメインクロック
（即ち、ＣＰＵの動作クロック）を生成するメインクロ
ック生成手段と、上記メインクロックよりも周波数が低
いサブクロックを受けて動作すると共に、ＣＰＵを間欠
的に動作させるための制御を行う間欠動作制御手段とを
備えている。

【００１８】そして、このマイコンでは、「ＣＰＵが、
動作を停止する際に間欠動作制御手段へ停止指令を出力
し、間欠動作制御手段が、ＣＰＵからの停止指令を受け
ると、メインクロック生成手段の動作を停止させると共
に、所定の設定時間の計時を開始し、その設定時間の経
過後に、メインクロック生成手段の動作を再開させてＣ
ＰＵを停止状態から動作状態へと起床させる」という動
作が繰り返されることにより、図３（Ａ），（Ｂ）の上
段に示すようなＣＰＵの間欠動作が実施される。

【００１９】尚、ＣＰＵが停止状態となっている期間中
（図３において「間欠時間」と記している期間中）は、
当該マイコンの実質的な動作であるプログラムの実行動
作が停止されると共に、ＣＰＵの動作クロックである高
周波数のメインクロックも停止することとなる。また、
間欠動作制御手段が計時する上記設定時間は、一般に
は、ＣＰＵによってセットされる（即ち、プログラマブ
ルである）ように構成されるが、固定値であっても良
い。

【００２０】ここで特に、請求項１のマイコンは、サブ
クロックを受けて動作する間欠時間計測手段を備えてお
り、その間欠時間計測手段は、図３（Ａ）の下段に示す
ように、ＣＰＵが停止状態である期間（以下、間欠時間
ともいう）を自動的に計測すると共に、その計測値がＣ
ＰＵによって読み取り可能に構成されている。

【００２１】よって、このマイコンによれば、ＣＰＵが
下記の如く動作するようにプログラムを設定すれば、た
とえ数十時間や数日間といった非常に長い時間でも計測
することができると共に、その時間計測機能（延いては
タイマ機能）を、非常に少ない消費電力で実現すること
ができる。

【００２２】即ち、図３（Ａ）に示すように、ＣＰＵ
は、時間を計測する際に、間欠動作すると共に、停止状
態から起床して一時動作する毎に、今回起床するまでの
間欠時間Ｔａの値を間欠時間計測手段から読み取り、ま
た、今回起床してからの動作時間（即ち、当該ＣＰＵが
動作状態となっている時間）Ｔｂを自らソフト処理で計
測する。そして更に、ＣＰＵは、停止状態から起床して
動作する毎に、それまでの間欠回数分の上記Ｔａ及びＴ
ｂの累積加算値（Σ（Ｔａ＋Ｔｂ））を求めて、その累
積加算値を、最初に動作を停止した間欠動作開始時から
の延べ時間として、所定時間が経過したか否かの判定処
理に用いる。尚、ＣＰＵは、上記判定処理で所定時間が
経過したと判断したならば、間欠動作を止めて、予定の
動作に該当する処理を行う。

【００２３】このような請求項１のマイコンによれば、
ＣＰＵだけでなく該ＣＰＵの動作クロックである高周波
数のメインクロックが停止した状態で、時間の計測が遂
行されるため、予定の動作を所定時間が経過してから実
施する、というタイマ機能を、より少ない消費電力で実
現することができ、しかも、計測すべき所定時間（即
ち、タイマ時間）が数十時間や数日間といった具合に非
常に長くても、確実に対応することができる。つまり、
間欠時間計測手段が連続して計測可能な時間は有限であ
るが、図３（Ａ）に示したように、間欠時間計測手段に
より計測されるＣＰＵの１回ずつの間欠時間Ｔａと、Ｃ
ＰＵ自身のソフト処理により計測される該ＣＰＵの動作
時間Ｔｂとの累積加算値（Σ（Ｔａ＋Ｔｂ））によっ
て、時間の計測を行うことができるからである。

【００２４】また、請求項１のマイコンによれば、タイ
マ時間（即ち、経過したことを判断する所定時間）をソ
フトウエアによって自由に設定することができ、汎用性
を損なうこともない。そして更に、請求項１のマイコン
によれば、図３（Ａ）に示したように、ＣＰＵを定期的
に動作させながら、継続して長い時間を計測することが
できるため、時間の計測中に処理を適宜変更することも
可能になる。

【００２５】例えば、タイマ時間の計測を開始してから
状況が変化して、実施予定の動作が不要になった場合に
は、そのことを検知して他の処理を実行することができ
るようになる。また、定期的に内部データ等をチェック
して当該マイコンの動作の安定性を確認することがで
き、動作の信頼性を向上させることができる。

【００２６】次に、請求項２に記載のマイコンでは、請
求項１のマイコンにおいて、間欠時間計測手段は、ＣＰ
Ｕからの動作モード切替指令によって、ＣＰＵが停止状
態である期間を計測する第１の動作モードと、時間を継
続して計測する第２の動作モードとの何れかの動作モー
ドに設定されると共に、少なくとも、動作モードが第２
の動作モードに設定されている場合には、ＣＰＵからの
クリア指令によって計測値のクリアが行えるように構成
されている。

【００２７】このような請求項２のマイコンによれば、
間欠時間計測手段の動作モードを第１の動作モードに設
定すれば、前述した請求項１のマイコンと同じ使用方法
で同じ効果が達成できる。その上、この請求項２のマイ
コンによれば、ＣＰＵが間欠時間計測手段の動作モード
を第２の動作モードに設定して下記の如く動作するよう
に、プログラムを設定すれば、請求項１のマイコンにつ
いて述べた効果を、ＣＰＵの処理負荷を一層軽くしなが
らも実現することができる。

【００２８】即ち ＣＰＵは、時間の計測を開始する時
までに、間欠時間計測手段の動作モードを第２の動作モ
ードに設定しておくと共に、図３（Ｂ）の時刻ｔ１に示
すように、時間の計測を開始する時に、間欠時間計測手
段へクリア指令を与えて、該間欠時間計測手段の計測値
をクリアする（０にする）。そして、図３（Ｂ）に示す
ように、ＣＰＵは、間欠動作を開始すると共に、停止状
態から起床して一時動作する毎に、間欠時間計測手段の
計測値Ｔを読み取って、その直後に間欠時間計測手段の
計測値をクリアする（つまり、間欠時間計測手段の計時
動作を０からリスタートさせる）。そして更に、ＣＰＵ
は、停止状態から起床して動作する毎に、間欠時間計測
手段から読み取った上記計測値Ｔ（図３（Ｂ）における
Ｔ１，Ｔ２，…）の累積加算値（Σ（Ｔ））を求めて、
その累積加算値を、時間の計測を開始した時点からの延
べ時間として、所定時間が経過したか否かの判定処理に
用いる。尚、ＣＰＵは、上記判定処理で所定時間が経過
したと判断したならば、間欠動作を止めて、予定の動作
に該当する処理を行う。

【００２９】そして、請求項２のマイコンを、このよう
に使用すれば、前述した請求項１のマイコンと全く同じ
効果を得ることができる上に、図３（Ａ）の場合のよう
に、ＣＰＵが動作状態となっている時間Ｔｂを自らソフ
ト処理で計測する必要がなくなるため、ＣＰＵの処理負
荷を低減することができるのである。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明が適用された実施形
態のシングルチップマイコンについて、図面を用いて説
明する。まず図１は、本実施形態のマイコン１の構成を
表すブロック図である。

【００３１】図１に示すように、本実施形態のマイコン
１は、プログラムに従い動作するＣＰＵ３，プログラム
や固定データが予め格納されるＲＯＭ５，及びＣＰＵ３
による演算結果を一時記憶するためのＲＡＭ７からなる
基本的な構成に加えて、当該マイコン１の外部に設けら
れる発振素子８と協同してＣＰＵ３の動作クロックであ
るメインクロック（本実施形態では数ＭＨｚ〜数十ＭＨ
ｚ）を生成するメイン発振回路９及び該メイン発振回路
９を制御する発振制御部１１からなるメインクロック発
生部１３と、上記発振制御部１１と協同して、ＣＰＵ３
を間欠的に動作（間欠動作）させるための制御を行う間
欠動作制御部１５と、ＣＰＵ３の間欠時間（即ち、ＣＰ
Ｕ３が間欠動作している際に停止状態である期間）を計
測するタイマブロック１７と、当該マイコン１の外部に
設けられる発振素子１８と協同して上記メインクロック
よりも周波数が低いサブクロック（本実施形態では数十
ＫＨｚ）を生成するサブ発振回路１９とを備えている。

【００３２】そして、本実施形態のマイコン１におい
て、上記発振制御部１１と、間欠動作制御部１５と、タ
イマブロック１７との各々は、サブ発振回路１９で常時
生成されるサブクロックを受けて動作する。尚、本実施
形態では、メイン発振回路９が、メインクロック生成手
段に相当し、発振制御部１１と間欠動作制御部１５と
が、間欠動作制御手段に相当し、タイマブロック１７
が、間欠時間計測手段に相当している。

【００３３】ここで、ＣＰＵ３は、前述した従来例２の
ＣＰＵ２０３と同様に、特定の動作停止命令を実行する
ことによって自己の動作を停止することができるように
なっている。そして、ＣＰＵ３は、自ら動作を停止する
時に（つまり、上記動作停止命令の実行時に）、間欠動
作制御部１５へ停止指令を出力するようになっている。

【００３４】一方、間欠動作制御部１５は、計時すべき
時間（所定の設定時間に相当）がＣＰＵ３によってセッ
トされる（書き込まれる）レジスタ１５ａを備えてい
る。そして、間欠動作制御部１５は、通常時には、メイ
ンクロック発生部１３の発振制御部１１に動作指示を与
えて、該発振制御部１１にメイン発振回路９を動作させ
ているが、ＣＰＵ３からの上記停止指令を受けると（即
ち、ＣＰＵ３が動作を停止すると）、発振制御部１１に
停止指示を出力して、該発振制御部１１にメイン発振回
路９の動作を停止させると共に、上記レジスタ１５ａに
セットされている時間（以下、設定時間という）の計時
を開始し、その設定時間が経過すると、発振制御部１１
に再び動作指示を出力して、該発振制御部１１にメイン
発振回路９の動作を再開させる。そして更に、間欠動作
制御部１５は、ＣＰＵ３から上記停止指令を受けて、発
振制御部１１へ停止指示を出力した時に、タイマブロッ
ク１７へ、ＣＰＵ３の動作が停止したことを示す停止報
知信号を出力する。

【００３５】尚、上記設定時間は、サブクロックの数
（即ち周期数）に基づいて計時される。また、本実施形
態において、上記停止報知信号は、極短いパルス幅のワ
ンショットパルス信号である。また、メインクロック発
生部１３の発振制御部１１は、上記間欠動作制御部１５
からの動作指示と停止指示とに応じて、メイン発振回路
９の動作と非動作とを切り替えるが、特に、間欠動作制
御部１５からの動作指示を受けてメイン発振回路９の動
作を開始させた際には、その時点からメインクロックの
周波数が安定すると見なされる所定の発振安定待ち時間
が経過した時に、ＣＰＵ３へ、該ＣＰＵ３を停止状態か
ら動作状態へと起床させるためのＲＵＮ信号を出力す
る。

【００３６】尚、上記発振安定待ち時間は、メインクロ
ックの周波数が確実に安定してからＣＰＵ３を起床させ
るために設けられており、サブクロックの数に基づいて
計時される。そして、発振制御部１１は、上記発振安定
待ち時間がＣＰＵ３によってセットされる（書き込まれ
る）レジスタ１１ａを備えている。また、本実施形態に
おいて、発振制御部１１は、上記ＲＵＮ信号を、間欠動
作制御部１５から次に停止指示を受けるまで（つまり、
メイン発振回路９の動作を次に停止させる時まで）継続
して出力するようになっている。そして、そのＲＵＮ信
号は、タイマブロック１７にも供給されるようになって
いる。

【００３７】次に、タイマブロック１７は、ＣＰＵ３の
間欠動作と連動して該ＣＰＵ３の間欠時間を自動的に計
測する基本動作モードとしての第１の動作モードと、時
間を継続して計測するフリーランの第２の動作モードと
の、２つの動作モードを有している。そして、タイマブ
ロック１７は、ＣＰＵ３からの動作モード切替指令によ
って、動作モードが上記２つの動作モードの内の何れか
に設定されると共に、時間の計測値がＣＰＵ３によって
読み取り可能に構成されている。

【００３８】そして更に、タイマブロック１７は、動作
モードが第１の動作モードに設定されている場合には、
間欠動作制御部１５からの上記停止報知信号によって計
測値が０にクリアされると共に、発振制御部１１から上
記ＲＵＮ信号が出力されている間は、計時動作を停止し
て計測値を保持するように構成されている。

【００３９】また、タイマブロック１７は、ＣＰＵ３か
らのクリア指令によって、計測値のクリアが行われると
共に、ＣＰＵ３からのカウント停止指令によって、計時
動作の停止及び計測値の保持が行われるように構成され
ている。具体的に説明すると、図２に示すように、タイ
マブロック１７は、時間を計測する手段として、サブク
ロックを受けてアップカウント動作すると共に、そのカ
ウント値（時間の計測値に相当）が、ＣＰＵ３に読み取
られるカウンタ２１を備えている。そして、カウンタ２
１は、リセット端子２１ａにハイレベルの信号が供給さ
れると、カウント値が０にクリアされ、また、動作停止
端子２１ｂにハイレベルの信号が供給されている間、計
時動作に相当するカウントアップ動作を停止してカウン
ト値を保持するように構成されている。

【００４０】そして更に、タイマブロック１７は、ＣＰ
Ｕ３からの動作モード切替指令に該当する信号（以下、
動作モード切替信号という）と間欠動作制御部１５から
の停止報知信号との論理積信号を出力するアンド回路２
３と、ＣＰＵ３からの動作モード切替信号と発振制御部
１１からのＲＵＮ信号との論理積信号を出力するアンド
回路２５と、アンド回路２３の出力とＣＰＵ３からのク
リア指令に該当する信号（以下、クリア信号という）と
の論理和信号を、カウンタ２１の上記リセット端子２１
ａに供給するオア回路２７と、アンド回路２５の出力と
ＣＰＵ３からのカウント停止指令に該当する信号（以
下、カウント停止信号という）との論理和信号を、カウ
ンタ２１の上記動作停止端子２１ｂに供給するオア回路
２９とを備えている。

【００４１】尚、本実施形態において、タイマブロック
１７に入力される各信号は、ハイレベルがアクティブレ
ベルである。また、ＣＰＵ３からオア回路２７へのクリ
ア信号は、間欠動作制御部１５からの停止報知信号と同
様に、極短いパルス幅のワンショットパルス信号であ
る。

【００４２】このようなタイマブロック１７では、ＣＰ
Ｕ３からの動作モード切替信号がハイレベル（＝論理
１）の場合に、間欠動作制御部１５からの停止報知信号
が、アンド回路２３及びオア回路２７を介してカウンタ
２１のリセット端子２１ａに供給されると共に、発振制
御部１１からのＲＵＮ信号が、アンド回路２５及びオア
回路２９を介してカウンタ２１の動作停止端子２１ｂに
供給されるため、当該タイマブロック１７の動作モード
が第１の動作モードに設定される。

【００４３】つまり、この場合には、図３（Ａ）に示す
ように、ＣＰＵ３の動作が停止して間欠動作制御部１５
から上記停止報知信号が出力されると、カウンタ２１の
カウント値が０にクリアされて該カウンタ２１のカウン
ト動作が最初から開始され、その後、発振制御部１１か
らＲＵＮ信号が出力されてＣＰＵ３が動作を再開する
と、再びＣＰＵ３の動作が停止して間欠動作制御部１５
から停止報知信号が出力されるまで、カウンタ２１のカ
ウント動作が停止してカウント値が保持される、という
動作が繰り返されることとなる。

【００４４】また逆に、ＣＰＵ３からの動作モード切替
信号がローレベル（＝論理０）の場合には、間欠動作制
御部１５からの停止報知信号がカウンタ２１のリセット
端子２１ａに供給されることと、発振制御部１１からの
ＲＵＮ信号がカウンタ２１の動作停止端子２１ｂに供給
されることとが、アンド回路２３，２５によって防止さ
れるため、当該タイマブロック１７の動作モードが第２
の動作モードに設定される。

【００４５】つまり、この場合には、間欠動作制御部１
５からの停止報知信号と、発振制御部１１からＲＵＮ信
号とに拘わらず、カウンタ２１は、フリーランの状態で
アップカウント動作を行うからである。そして更に、タ
イマブロック１７では、動作モードが上記２つの動作モ
ードの何れに設定されている場合でも、ＣＰＵ３からク
リア信号が出力されると、カウンタ２１のカウント値が
０にクリアされ、また、ＣＰＵ３からカウント停止信号
が出力されている間は、カウンタ２１のカウント動作が
停止して該カウンタ２１のカウント値が保持される。

【００４６】以上のような本実施形態のマイコン１で
は、ＣＰＵ３が、間欠動作制御部１５のレジスタ１５ａ
へ任意の時間をセットすると共に、実行すべき処理がな
くて動作を停止しても良いと判断すると、上記動作停止
命令を実行して、自己の動作を停止すると共に間欠動作
制御部１５へ停止指令を出力する、といった具合にプロ
グラムを設定すれば、図３（Ａ），（Ｂ）の上段に示す
ようなＣＰＵ３の間欠動作が実現されることとなる。

【００４７】即ち、ＣＰＵ３が、動作を停止しても良い
と判断して、自らの動作を停止すると共に間欠動作制御
部１５へ停止指令を出力すると、間欠動作制御部１５
が、発振制御部１１に停止指示を出力してメイン発振回
路９の動作を停止させると共に、レジスタ１５ａにセッ
トされている設定時間の計時を開始し、その設定時間が
経過すると、発振制御部１１に再び動作指示を出力して
メイン発振回路９の動作を再開させることとなる。そし
て、その時点から、前述の発振安定待ち時間が経過する
と、発振制御部１１からＣＰＵ３へＲＵＮ信号が出力さ
れて、ＣＰＵ３が停止状態から動作状態へと起床するこ
ととなり、以後は、こうした動作が繰り返されることと
により、ＣＰＵ３の間欠動作が実施される。

【００４８】ここで特に、本実施形態のマイコン１で
は、サブクロックを受けて動作するタイマブロック１７
が設けられており、そのタイマブロック１７は、動作モ
ードがＣＰＵ３によって第１の動作モードに設定されて
いる場合には、図３（Ａ）を用いて説明したように、Ｃ
ＰＵ３の実際の間欠時間（即ち、ＣＰＵ３が動作を停止
して間欠動作制御部１５が停止報知信号を出力した時点
から、発振制御部１１がＣＰＵ３へＲＵＮ信号を出力す
るまでの時間）を自動的に計測する。

【００４９】よって、本実施形態のマイコン１によれ
ば、ＣＰＵ３がタイマブロック１７の動作モードを第１
の動作モードに設定して下記の如く動作するように、プ
ログラムを設定すれば、たとえ数十時間や数日間といっ
た非常に長い時間でも計測することができると共に、そ
の時間計測機能（延いてはタイマ機能）を、非常に少な
い消費電力で実現することができる。

【００５０】即ち、図３（Ａ）に示すように、ＣＰＵ３
は、時間を計測する際に、間欠動作すると共に、停止状
態から起床して一時動作する毎に、今回起床するまでの
間欠時間Ｔａに相当するカウント値をタイマブロック１
７のカウンタ２１から読み取って、そのカウント値に基
づき今回の実際の間欠時間Ｔａを算出し、また、今回起
床してからの動作時間（即ち、当該ＣＰＵ３が動作状態
となっている時間）Ｔｂを自らソフト処理で計測する。
そして更に、ＣＰＵ３は、停止状態から起床して動作す
る毎に、それまでの間欠回数分の上記間欠時間Ｔａ及び
動作時間Ｔｂの累積加算値（Σ（Ｔａ＋Ｔｂ））を求め
て、その累積加算値を、最初に動作を停止した間欠動作
開始時からの延べ時間として、所定時間が経過したか否
かの判定処理に用いる。そして、ＣＰＵ３は、上記判定
処理で所定時間が経過したと判断したならば、間欠動作
を止めて、予定の動作に該当する処理を行う。

【００５１】このようなマイコン１によれば、ＣＰＵ３
だけでなく該ＣＰＵ３の動作クロックである高周波数の
メインクロックが停止した状態で、時間の計測が遂行さ
れるため、予定の動作を所定時間が経過してから実施す
る、というタイマ機能を、より少ない消費電力で実現す
ることができ、しかも、計測すべき所定時間（タイマ時
間）が数十時間や数日間といった具合に非常に長くて
も、確実に対応することができる。つまり、タイマブロ
ック１７が連続して計測可能な時間は有限であるが、図
３（Ａ）に示したように、タイマブロック１７により計
測されるＣＰＵ３の１回ずつの間欠時間Ｔａと、ＣＰＵ
３自身のソフト処理により計測される該ＣＰＵ３の動作
時間Ｔｂとの累積加算値（Σ（Ｔａ＋Ｔｂ））によっ
て、タイマ時間の計測を行うことができるからである。

【００５２】また、本実施形態のマイコン１によれば、
経過したことを判断するタイマ時間をソフトウエアによ
って自由に設定することができ、汎用性を損なうことも
ない。そして更に、本実施形態のマイコン１によれば、
図３（Ａ）に示したように、ＣＰＵ３を定期的に動作さ
せながら、継続して長い時間を計測することができるた
め、時間の計測中に処理を適宜変更することも可能にな
る。例えば、タイマ時間の計測を開始してから状況が変
化して、実施予定の動作が不要になった場合には、その
ことを検知して他の処理を実行することができ、また、
定期的にＲＡＭ７内のデータ等をチェックして当該マイ
コン１の動作の安定性を確認することができ、動作の信
頼性を向上させることができる。

【００５３】また、本実施形態のマイコン１において、
タイマブロック１７は、ＣＰＵ３からの動作モード切替
指令によって、時間を継続して計測する第２の動作モー
ドに設定することができると共に、少なくともその第２
の動作モードに設定されている場合には、ＣＰＵ３から
の指令によってカウント値のクリアと保持とが行えるよ
うになっている。

【００５４】このため本実施形態のマイコン１によれ
ば、ＣＰＵ３がタイマブロック１７の動作モードを第２
の動作モードに設定して下記の如く動作するように、プ
ログラムを設定すれば、前述の各効果を、ＣＰＵ３の処
理負荷を一層軽くしながらも実現することができる。

【００５５】即ち ＣＰＵ３は、時間の計測を開始する
時までに、タイマブロック１７の動作モードを第２の動
作モードに設定しておくと共に、図３（Ｂ）の時刻ｔ１
に示すように、時間の計測を開始する時に、タイマブロ
ック１７へクリア信号（クリア指令）を与えて、カウン
タ２１のカウント値を０にクリアする。そして、図３
（Ｂ）に示すように、ＣＰＵ３は、間欠動作を開始する
と共に、停止状態から起床して動作を再開する毎に、タ
イマブロック１７のカウンタ２１のカウントアップ動作
を一時停止させて該カウンタ２１からカウント値を読み
取ると共に、その直後にカウンタ２１のカウント値をク
リアして、該カウンタ２１のカウント動作を０からリス
タートさせる。そして更に、ＣＰＵ３は、停止状態から
起床して動作を再開する毎に、上記カウンタ２１から読
み取ったカウント値の累積加算値（即ち、図３（Ｂ）に
おけるＴ１，Ｔ２，…の累積加算値（Σ（Ｔ））に相当
する値）を求めて、その累積加算値を、時間の計測を開
始した時点からの延べ時間に相当する値として、所定時
間が経過したか否かの判定処理に用いる。尚、ＣＰＵ３
は、上記判定処理で所定時間が経過したと判断したなら
ば、間欠動作を止めて、予定の動作に該当する処理を行
う。

【００５６】そして、本実施形態のマイコン１を、この
ように使用すれば、図３（Ａ）の場合のように、ＣＰＵ
３が動作状態となっている時間Ｔｂを自らソフト処理で
計測する必要がなくなるため、ＣＰＵ３の処理負荷を低
減することができるのである。

【００５７】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまで
もない。例えば、間欠動作制御部１５が計時する時間
は、ＣＰＵ３によってセットされる（プログラマブルで
ある）のではなく、固定値であっても良い。但し、その
時間を任意に設定できる上記実施形態の構成を採用した
方が、汎用性が高く有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態のマイコンの構成を表すブロック図
である。

【図２】 タイマブロックの構成を説明するブロック図
である。

【図３】 実施形態のマイコンの使用方法及び作用を説
明する説明図である。

【図４】 従来例１を説明する説明図である。

【図５】 従来例２を説明する説明図である。

【図６】 従来例３を説明する説明図である。

【符号の説明】

１…マイコン（マイクロコンピュータ） ３…ＣＰＵ
５…ＲＯＭ ７…ＲＡＭ ８，１８…発振素子 ９…メイン発振
回路 １１…発振制御部 １３…メインクロック発生部
１５…間欠動作制御部 １１ａ，１５ａ…レジスタ １７…タイマブロック
１９…サブ発振回路 ２１…カウンタ ２１ａ…リセット端子 ２１ｂ…
動作停止端子 ２３，２５…アンド回路 ２７，２９…オア回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 妹尾 伸一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5B033 AA05 BC01 BC08 5B062 AA05 HH02 5B079 AA07 BB05 BC01 DD02 DD20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラムに従い動作するＣＰＵと、 該ＣＰＵを動作させるためのメインクロックを生成する
   メインクロック生成手段と 前記メインクロックよりも周波数が低いサブクロックを
   受けて動作すると共に、前記ＣＰＵを間欠的に動作させ
   るための制御を行う間欠動作制御手段と、 を備え、前記ＣＰＵが、動作を停止する際に前記間欠動
   作制御手段へ停止指令を出力し、前記間欠動作制御手段
   が、前記停止指令を受けると、前記メインクロック生成
   手段の動作を停止させると共に、所定の設定時間の計時
   を開始し、その設定時間の経過後に、前記メインクロッ
   ク生成手段の動作を再開させて前記ＣＰＵを停止状態か
   ら動作状態へと起床させることにより、前記ＣＰＵの間
   欠動作が実施されるマイクロコンピュータであって、 前記サブクロックを受けて動作して、前記ＣＰＵが停止
   状態である期間を計測すると共に、その計測値が前記Ｃ
   ＰＵによって読み取り可能な間欠時間計測手段を備えて
   いること、 を特徴とするマイクロコンピュータ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のマイクロコンピュータ
   において、 前記間欠時間計測手段は、 前記ＣＰＵからの動作モード切替指令によって、前記Ｃ
   ＰＵが停止状態である期間を計測する第１の動作モード
   と、時間を継続して計測する第２の動作モードとの何れ
   かの動作モードに設定されると共に、少なくとも、動作
   モードが前記第２の動作モードに設定されている場合に
   は、前記ＣＰＵからのクリア指令によって計測値のクリ
   アが行えるように構成されていること、 を特徴とするマイクロコンピュータ。