JP2005267255A - クロックオートストップ制御装置およびこの制御装置を有する電子機器又は画像処理装置 - Google Patents

クロックオートストップ制御装置およびこの制御装置を有する電子機器又は画像処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電子機器の各機能ブロック毎にクロックを分配し、各機能ブロック毎に適切なクロック制御を行うことにより、不必要な電力消費を抑制すること。
【解決手段】外部からアクセスされるレジスタ13を有し所要の動作を実行する機能ブロック5と、機能ブロックにクロックを供給するクロック供給装置4と、を備える動作制御装置1において、クロック供給装置は、機能ブロックのレジスタへのアクセスが、所定の時間無かった場合に、機能ブロックへの供給クロックを自動的に停止し、機能ブロックへのレジスタアクセスがあると、機能ブロックへのクロック供給を自動的に再開するクロックオートストップ制御部10を有する構成とする。機能ブロックが動作中であることを表すビジー信号オンがオフになってから所定時間が経過した場合に機能ブロックへの供給クロックを自動的に停止すること。
【選択図】図1

Description

本発明は、クロック(CLK)により動作する電子機器に関し、特に、所望の条件でクロックを自動的に停止して低消費電力化を図るクロックオートストップ制御装置に関する。
従来、クロックで動作する電子機器において、低消費電力の設計で、クロックを停めて消費電力を削減する方法がいくつか提案されている。例えば、特許文献1では、グラフィック制御回路における低消費電力化の方法で、VRAMにアクセスする機能ブロックに対する低消費電力制御を行っている。また、特許文献2には、RAMのクロック制御に関する提案がなされている。さらに、特許文献3や特許文献4には、ともにマイクロコントローラにおけるクロック制御により低消費電力化を図っている。
特開2002−221958 特開2002−196978 特開平5−303445号公報 特開平8−106338号公報
しかしながら、上述した引用文献による従来技術は、RAM廻りに関するクロック制御や、マイクロコントローラに対してのクロック制御であったり、その他の各機能ブロックへの供給クロック制御を行う部分においても、クロックをストップするか否かを判断する判断部の構成が複雑化しており、その判断部での消費電力も無視できないものとなっている。
クロック動作を行う電子機器において、独自のクロック系統をもつ複数の機能ブロックに対して、各機能ブロックに適したそれぞれのクロック制御を行うことが求められているが、その具体的なクロック制御の手法は提案されていない。
本発明の目的は、電子機器の各機能ブロック毎にクロックを分配し、各機能ブロック毎に適切なクロック制御を行うことにより、不必要な電力消費を抑制する電子機器を提供することにある。
前記課題を解決するために、本発明は主として次のような構成を採用する。
外部からアクセスされるレジスタを有し所要の動作を実行する機能ブロックと、前記機能ブロックにクロックを供給するクロック供給装置と、を備える動作制御装置において、前記クロック供給装置は、前記機能ブロックのレジスタへのアクセスが、所定の時間無かった場合に、前記機能ブロックへの供給クロックを自動的に停止し、前記機能ブロックへのレジスタアクセスがあると、前記機能ブロックへのクロック供給を自動的に再開するクロックオートストップ制御部を有する構成とする。
また、外部からアクセスされるレジスタを有し所要の動作を実行する機能ブロックと、前記機能ブロックにクロックを供給するクロック供給装置と、を備える動作制御装置において、前記レジスタへのアクセスによって前記機能ブロックの内部で所定動作が起動される場合、前記機能ブロックは動作中であることを表すビジー信号オンを前記クロック供給装置内のクロックオートストップ制御部に供給し、前記クロックオートストップ制御部は、前記ビジー信号がオンからオフになってから所定の時間が経過した場合に前記機能ブロックへの供給クロックを自動的に停止し、前記機能ブロックへのレジスタアクセスがあると、前記機能ブロックへのクロック供給を自動的に再開する構成とする。
本発明によれば、各機能ブロックごとに簡単な構成のクロックオートストップ制御装置を備えたクロック供給装置を持つことにより、動作していない機能ブロックのクロックを停止させ、必要な部分のみクロックを供給することができるため、消費電力が最低限に押さえられるという効果がある。
また、レジスタアクセスだけでなく、長い動作が機能ブロック内部で起動された場合でも、その動作の終了を管理することにより、最低限のクロック供給のみとなるので、消費電力が最低限に押さえられるという効果がある。
また、クロックを停止することにより、誤動作が起こる可能性を想定し、誤動作が起こった場合にも、各機能ブロックごとにリセットすることにより、正常動作に戻し、かつ、消費電力が最低限に押さえられるという効果がある。
また、クロックオートストップ制御装置に印加されるイネーブル信号によりクロックオートストップ制御をするかしないかを選択できることにより、ほとんど常に動いているようなブロックはクロックを停めないようにすることにより、誤動作の起こる可能性をなくすなどの効果がある。
また、それぞれのブロックごとにクロックストップさせるまでのクロック数を個別に設定できることにより、さらに消費電力が最低限に押さえられるという効果がある。
本発明の動作制御装置に係る実施の形態について、実施例1〜5を挙げて図面を参照しながら以下詳細に説明する。
図1は本発明の動作制御装置に関する実施例1の構成を示す図である。図1において、1は動作制御装置A、2は動作制御装置B、3は動作制御装置C、4はクロック供給装置a、5は機能ブロックA、6はクロック供給装置b、7は機能ブロックB、8はクロック供給装置c、9は機能ブロックC、10はクロックオートストップ制御装置a、11,15,19はカウンタ、12,16,20はAND回路、13,17,21はレジスタ、14はクロックオートストップ制御装置b、18はクロックオートストップ制御装置c、をそれぞれ表す。
図1に示す全体のブロックは、クロック動作を行う電子機器の一例を示しており、この電子機器は少なくとも動作制御装置A,B、Cから構成されている。動作制御装置A(1)は、クロック供給装置a(4)と機能ブロックA(5)とを有している。機能ブロックA(5)にはレジスタ13が設けられて、このレジスタ13に外部からレジスタアクセス(レジスタへの書き込み又は読み出しの信号が印加)が実行される。クロック供給装置a(4)には、クロックオートストップ制御装置a(10)が設けられ、クロックオートストップ制御装置aの内部にクロックのカウンタ11が設けられている。外部からクロック供給装置a(4)にチップセレクト信号CSaが入力されるとともに、クロック(CLK)が入力される。
ここで、図1に示す機能ブロックA,B,Cは、電子機器の有している機能ブロックを示すものであるが、電子機器の一例として画像処理装置を取り上げると、機能ブロックAは画像データの圧縮又は伸長の機能をもつ回路ブロック、機能ブロックBは画像回転の機能をもつ回路ブロック、機能ブロックCはエンジンへの画像データ出力部の機能をもつ回路ブロック、であっても良い。画像処理装置としての機能ブロックには、上述の機能の他に、HDD等への画像データの出力部の機能や画像の拡大・縮小等の画像編集の機能を果たす回路ブロックでも良い。また、画像処理装置としての上述したような動作制御装置(機能ブロック・クロック供給装置)群は、ASIC(Applicatoin Specified IC)として構成されてもよく、この場合には、機能ブロック毎にクロック供給制御をすることで、同一基板上での集中発熱を回避することができるという顕著な効果が期待できる。なお、後述する実施例においても、動作制御装置1,2及び3の適用例として、画像処理装置が挙げられる。
本実施例1の構成と動作を説明すると、動作制御装置1,2,3はそれぞれの機能ブロック5,7,9毎に、クロック供給装置4,6,8を備えており、クロック供給装置4,6,8はそれぞれクロックオートストップ制御装置10,14,18を有する。
本実施例1の構成によると、例えば、機能ブロックA(5)のレジスタ13にアクセス(レジスタへのR/W)があるとアクセスを検知して、クロックオートストップ制御装置10はその出力線のSTOP信号をHighにしてAND回路12の一方の入力となる。一方、動作制御装置1,2,3の外部から不図示のクロック発生装置によってクロックCLKがAND回路12の他方の入力となる。これによって、AND回路12を通して機能ブロック5へのクロックが供給される。
それと同時に、カウンタ11が入力されるクロックCLKをカウントし始める。カウンタ11によるカウントの態様は、カウント中に次のレジスタアクセスがあると、カウンタの値はクリアされ、また、初めからカウントが始まるようになっている。
そこで、レジスタアクセスがあって、カウンタ11がカウントをし始めて、或る所定のカウント数になると(その間にレジスタへのアクセスが無かったときに)、クロックオートストップ制御装置10の出力線のSTOP信号をLowにする。そうすると、AND回路12から機能ブロック5へのクロック供給を停止される。上記の所定のカウント数は、機能ブロックにおいてレジスタアクセス後にクロックを停めてよい部分と停めてはいけない部分とがあるため、停めてはいけない部分へのデータ受け渡しなどに影響がないように、所定のカウント後にクロックを停めるようになっている。したがって、クロックオートストップ制御装置10における所定のカウント数は機能ブロックによって個別に設定可能なものである。なお、レジスタのR/Wを検知したときには、直ちにクロック供給を開始するようになっている。
以上の動作を機能ブロックB(2)、機能ブロックC(3)、……と、全ての機能ブロックで個別に制御することができる。なお、図1では、機能ブロックAと機能ブロックBは同一のクロック2で動作し、機能ブロックCは他のクロック1で動作させても良く、各機能ブロックは、設定された所定のカウントで個別に停止できる。
これによって、クロック供給装置は、各機能ブロックのレジスタへのアクセスが、ある所定の時間無かった場合に(上記の所定のカウント数は所定の時間に換算可能である)、自動的にその機能ブロックへの供給クロックを停止し、次にその機能ブロックへのレジスタアクセスがあると、その機能ブロックへのクロック供給を自動的に再開するようなクロックオートストップ装置を持つことにより、動作していない機能ブロックのクロックを停止させ、必要な部分のみクロックを供給することができるため、消費電力を最低限に抑制することができる。
図2は本発明の動作制御装置に関する実施例2の構成を示す図である。図2に示す本発明に係る実施例2において、各動作制御装置が、機能ブロックとクロック供給装置とから構成されていて、機能ブロックにはレジスタがあり、クロック供給装置には、カウンタを有するクロックオートストップ制御装置とAND回路がある。図2に示すこれらの構成要素は図1に示す実施例1と同一であって、その機能も同一である。したがって、実施例2における上述の構成要素については、実施例1の記載内容を援用する。
本発明の実施例2が実施例1と構成上で異なる点は、機能ブロックとクロックオートストップ制御装置とを結ぶビジー(BUSY)信号線20を設けて、機能ブロックの動作状態をクロックオートストップ制御装置に伝えることである。
本実施例2の構成によると、例えば、レジスタに或る値をライトすると、或る動作が起動されるような場合に(例として、レジスタへのアクセスで画像データの圧縮又は伸長動作を実行する場合に)、動作中ならばBUSY信号線20のBUSY信号をHighにする。クロックオートストップ制御装置内のカウンタはBUSY信号を検知していて、BUSY信号がHighの間は(例として、圧縮動作が実行中の間は)カウントせず、BUSYがLowになってから(例として、圧縮動作が終了)、カウンタのカウントを始めて、或る所定のカウント数になるとSTOP信号をLowにして、機能ブロックへのクロック供給を停止する。
ここで、BUSY信号がLowになってから所定のカウント数のカウント後にクロック供給停止をするのは、機能ブロックにおける動作終了のLow信号への転換時点から、機能ブロックには動作終了に伴う所要の動作を実行することが求められるのであり、BUSY信号のLow時点で直ちにクロック停止とすることはできないのである。
BUSY信号がLowになってからも、或る所定のカウント数になる前にレジスタアクセスがあるとカウント値はクリアされ、再度カウントし始める。以上の動作を機能ブロックB、機能ブロックC、……と、全ての機能ブロックで個別に制御することができる。
以上説明したように、本実施例2においては、各機能ブロックへのレジスタアクセスの場合(本実施例1の場合)だけでなく、機能ブロック内部で長い時間の動作が起動されるような場合でも、その動作の終了を管理することにより、最低限のクロック供給のみとなるので、消費電力最低限に抑制することができる。
図3は本発明の動作制御装置に関する実施例3の構成を示す図である。図3に示す本発明に係る実施例3において、各動作制御装置が、機能ブロックとクロック供給装置とから構成されていて、機能ブロックにはレジスタがあり、クロック供給装置には、カウンタを有するクロックオートストップ制御装置とAND回路がある。図3に示すこれらの構成要素は図1に示す実施例1,2と同一であって、その機能も同一である。したがって、実施例3における上述の構成要素については、実施例1,2の記載内容を援用する。
本発明の実施例3が実施例1,2と構成上で異なる点は、機能ブロックからのエラー信号の検出と、この検出等に基づいて外部制御装置から機能ブロックを初期状態に戻すリセット信号を機能ブロックに入力する構成である。
本実施例3の構成によると、例えば、或る機能ブロックで、クロック供給が再開されて動作が起動されたにも拘わらず、機能ブロックで誤動作を起こした場合に(クロックの供給停止で機能ブロックの誤動作発生も有り得る)、機能ブロックからのエラー信号などにより誤動作が起こったことを検知すると、その機能ブロックのみ外部制御装置からリセットすることができる。そして、本実施例3では、機能ブロックへのリセットを掛けて機能ブロックを初期状態に戻すことによって、BUSY信号もLowになり、これによって実施例2と同様にしてクロックを停止する。
以上説明したように、本実施例3においては、機能ブロックに誤動作が起こった場合にも、各機能ブロックごとにリセットすることにより正常動作に戻して誤動作を最小限に食い止めてクロックを停止し、他の機能ブロックに影響がでないようにすることができる。
図4は本発明の動作制御装置に関する実施例4の構成を示す図である。図4に示す本発明に係る実施例4において、各動作制御装置が、機能ブロックとクロック供給装置とから構成されていて、機能ブロックにはレジスタがあり、クロック供給装置には、カウンタを有するクロックオートストップ制御装置とAND回路がある。図4に示すこれらの構成要素は図3に示す実施例3と同一であって、その機能も同一である。したがって、実施例4における上述の構成要素については、実施例3の記載内容を援用する。
本発明の実施例4が実施例3と構成上で異なる点は、クロックオートストップ制御装置を有効にするか無効にするかを管理する管理装置を外部に設けて、この管理装置からのイネーブル信号(EN信号)をクロックオートストップ制御装置に入力する構成である。
本実施例4の構成によると、例えば、外部管理装置で各機能ブロックごとにクロックオートストップ機能を有効にするか無効にするかを管理し、このレジスタで有効と設定された機能ブロックのEN信号をHighにすることにより、当該オートストップ制御装置が有効になる。この外部管理装置で無効と設定された機能ブロックのEN信号はLowとなり、STOP信号が常にHighとなり、クロックは常に対象ブロックに供給される。
以上説明したように、本実施例3においては、各機能ブロックのクロックオートストップ制御装置に対して、クロックオートストップ制御を有効にするか無効にするかのイネーブル信号を入力することにより、それぞれのモジュールでクロックオートストップさせるかどうかを選択することが可能となることにより、クロックを停止したくない機能ブロックが存在したきたときにも対応できる。また、イネーブル信号によりクロックオートストップ制御をするかしないかを選択できることにより、ほとんど常に動作しているような機能ブロックに対しては、クロックを停めないようにすることにより、クロックオートストップ制御装置に因る誤動作の起こる可能性を無くすることができる。
図5は本発明の動作制御装置に関する実施例5の構成を示す図である。図5に示す本発明に係る実施例5において、各動作制御装置が、機能ブロックとクロック供給装置とから構成されていて、機能ブロックにはレジスタがあり、クロック供給装置には、カウンタを有するクロックオートストップ制御装置とAND回路がある。図5に示すこれらの構成要素は図1に示す実施例4と同一であって、その機能も同一である。したがって、実施例4における上述の構成要素については、実施例4の記載内容を援用する。
本発明の実施例5は、その構成上で実施例4を前提として構成となっているが、基本的には、実施例1と実施例2とを組み合わせたものでる。すなわち、機能ブロックへの単なるレジスタアクセスがあった場合(例として、機能ブロックの状態確認など)と、レジスタへのアクセスで所要の動作が実行された場合のBUSY信号のLow状態の場合、におけるカウンタへのカウント数の設定を行うカウンタへの構成である。
具体的には、例えば、機能ブロックAでレジスタアクセスを開始してからA1のクロックカウントした場合に(本実施例1の場合)、又は、レジスタアクセスにより機能ブロック内動作が起動された後に、BUSY信号がLowになってからA2のクロックカウントした場合に(本実施例2の場合)、機能ブロックへのクロック供給を停止するのであるが、A1,A2の値を個別に設定できるような外部の設定装置を各機能ブロックごとに備えている。機能ブロックBであればBI,B2を、機能ブロックCであればC1,C2を個別に設定することができる構成である。
ここで、レジスタアクセス後からクロックストップするまでA1カウントを待っている意味は、機能ブロックにおいてレジスタアクセス後にクロックを停めてよい部分と停めてはいけない部分とがあるため、停めてはいけない部分へのデータ受け渡しなどに影響がないように、A1カウント後にクロックを停めるようになっている。
本実施例5における外部設定装置からのカウント値A1とA2によるカウントの動作態様を図6に示す。図6に記述した通りに本実施例5は動作するものである。
以上、本発明の実施例についてその構成と動作を説明したが、再度、本実施例の特徴を述べると次のようになる。本発明の電子機器装置は、複数の機能ブロックと、それぞれの機能ブロックにクロックを分配するクロック供給装置とを備え、クロック供給装置は、各機能ブロックのレジスタへのアクセスが、ある所定の時間無かった場合に、自動的にその機能ブロックへの供給クロックを停止し、次にその機能ブロックへのレジスタアクセスがあると、その機能ブロックへのクロック供給を自動的に再開するようなクロックオートストップ制御部を有することで、必要の無い電力消費を押さえるものである。
また、前記電子機器装置において、各機能ブロックのレジスタアクセスをすることにより、当該機能ブロックの内部で長い時間の動作が起動されるような場合、クロックオートストップ制御部に対して、その機能ブロック内が動作中であるということをあらわすビジー信号を入力することにより、その機能ブロックへのレジスタアクセスがある所定の時間なかった場合、あるいは、その機能ブロックが動作中であるということをあらわす信号がある所定の時間無効である場合に、自動的にその機能ブロックへの供給クロックを停止し、次にその機能ブロックへのレジスタアクセスがあると、その機能ブロックへのクロック供給を自動的に再開するようなクロックオートストップ制御部を有することで、必要の無い電力消費を押さえるものでるある。
また、前記電子機器装置は、各機能ブロックのレジスタアクセスによりクロック供給が再開された場合に、その機能ブロックが誤動作をした場合などに備えて、各機能ブロックごとにリセットできる構成とすることにより、誤動作を最小限に食い止め、他の機能ブロックに影響がでないようにするものである。また、前記電子機器装置は、各機能ブロックのクロックオートストップ制御部に対して、クロックオートストップ制御を有効にするか無効にするかのイネーブル信号を入力する構成とすることにより、それぞれの機能モジュールでクロックオートストップさせるかどうかを選択することが可能となることにより、クロックを停めたくない機能ブロックが出てきたときにも対応できるものである。
ことを目的とする。
また、前記電子機器装置は、各機能ブロックのクロックオートストップ制御部内でレジスタアクセスが無い、あるいは内部が動作中であるという信号が無効になってから、どのくらいの時間たったらクロック供給を停止するかを、外部設定できる構成とすることにより、必要なければ、なるべく少ないクロック数で停止することにより、更なる低消費電力化に対応できるものである。
本発明の動作制御装置に関する実施例1の構成を示す図である。 本発明の動作制御装置に関する実施例2の構成を示す図である。 本発明の動作制御装置に関する実施例3の構成を示す図である。 本発明の動作制御装置に関する実施例4の構成を示す図である。 本発明の動作制御装置に関する実施例5の構成を示す図である。 本実施例5における動作フローを示す図である。
符号の説明
1 動作制御装置A
2 動作制御装置B
3 動作制御装置C
4 クロック供給装置a
5 機能ブロックA
6 クロック供給装置b
7 機能ブロックB
8 クロック供給装置c
9 機能ブロックC
10 クロックオートストップ制御装置a
11,15,19 カウンタ
12,16,20 AND回路
13,17,21 レジスタ
14 クロックオートストップ制御装置b
18 クロックオートストップ制御装置c
20 ビジー(BUSY)信号線

Claims (10)

  1. 外部からアクセスされるレジスタを有し所要の動作を実行する機能ブロックと、前記機能ブロックにクロックを供給するクロック供給装置と、を備える動作制御装置において、
    前記クロック供給装置は、前記機能ブロックのレジスタへのアクセスが、所定の時間無かった場合に、前記機能ブロックへの供給クロックを自動的に停止し、
    前記機能ブロックへのレジスタアクセスがあると、前記機能ブロックへのクロック供給を自動的に再開するクロックオートストップ制御部を有する
    ことを特徴とする動作制御装置。
  2. 請求項1において、
    前記クロックオートストップ制御部は、クロックをカウントするカウンタを有し、前記機能ブロックへのレジスタアクセスを検知すると、前記機能ブロックへのクロックを供給するとともに、前記カウンタがクロックをカウントし、
    前記カウンタが所定のカウント数をカウントすると、前記機能ブロックへのクロック供給を停止する
    ことを特徴とする動作制御装置。
  3. 外部からアクセスされるレジスタを有し所要の動作を実行する機能ブロックと、前記機能ブロックにクロックを供給するクロック供給装置と、を備える動作制御装置において、
    前記レジスタへのアクセスによって前記機能ブロックの内部で所定動作が起動される場合、前記機能ブロックは動作中であることを表すビジー信号オンを前記クロック供給装置内のクロックオートストップ制御部に供給し、
    前記クロックオートストップ制御部は、前記ビジー信号がオンからオフになってから所定の時間が経過した場合に前記機能ブロックへの供給クロックを自動的に停止し、前記機能ブロックへのレジスタアクセスがあると、前記機能ブロックへのクロック供給を自動的に再開する
    ことを特徴とする動作制御装置。
  4. 請求項1、2または3において、
    前記機能ブロックが誤動作をしたことを検知し、前記検知に基づいて前記誤動作した機能ブロックに対してリセットできる構成とし、
    前記機能ブロックのレジスタアクセスによりクロック供給が再開された場合においても、前記誤動作による前記機能ブロックのリセットによって、クロック供給を停止する
    ことを特徴とする動作制御装置。
  5. 請求項3において、
    前記機能ブロックが誤動作をしたことを検知し、前記検知に基づいて前記誤動作した機能ブロックに対してリセットできる構成とし、
    前記機能ブロックのレジスタアクセスによりクロック供給が再開された場合においても、前記誤動作による前記機能ブロックのリセットによって前記機能ブロックが初期状態に戻り、前記ビジー信号がオフになることに伴ってクロック供給を停止する
    ことを特徴とする動作制御装置。
  6. 請求項1、2または3において、
    前記クロックオートストップ制御部におけるクロックオートストップ機能を有効にするか無効にするかを決めるイネーブル信号入力部を設け、前記イネーブル信号のオンオフによって前記機能ブロックに対してクロックオートストップさせるか否かを選択する
    ことを特徴とする動作制御装置。
  7. 請求項1、2または3において、
    前記機能ブロックのレジスタへのアクセスが所定の時間無かった場合における前記所定の時間、または、前記ビジー信号がオンからオフになってから所定の時間が経過した場合における前記所定の時間、を任意に設定可能とする
    ことを特徴とする動作制御装置。
  8. 請求項1ないし7のいずれか1つの請求項における動作制御装置を複数個備える電子機器。
  9. 請求項8において、
    各機能ブロックは、画像データの圧縮・伸長、画像の回転、画像データのエンジン又はHDDへの出力、画像編集等のいずれかの処理を行う機能を有する電子機器としての画像処理装置。
  10. 請求項9に記載した画像処理装置の機能ブロックとクロック供給装置とからなる動作制御装置の複数個が単一のASICを構成することを特徴とする画像処理装置。
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