JP2008083998A - Electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シングルチップマイクロコンピュータ(以下、1チップマイコンという)にCMOSメモリを接続した電子装置に関し、詳細には、1チップマイコンがリセットされ、アドレスバスがハイインピーダンスになったときのアドレスバスの電位を固定するために設けられているプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗による消費電力を低減できる電子装置に関する。 The present invention relates to an electronic device in which a CMOS memory is connected to a single chip microcomputer (hereinafter referred to as a one-chip microcomputer), and more specifically, the address bus when the one-chip microcomputer is reset and the address bus becomes high impedance. The present invention relates to an electronic device that can reduce power consumption due to a pull-up resistor or a pull-down resistor provided to fix a potential.
1チップマイコンは、CPU、RAM、ROM、I/O(入出力装置)を1チップ化してあるので、応用装置を安価に製造できること、実装面積を小さくできることなどの特徴がある。また、1チップマイコンにおいては、例えば内部のメモリの容量が不十分な場合に外部にメモリを接続することが行われている(特許文献1参照)。 Since the one-chip microcomputer has a CPU, a RAM, a ROM, and an I / O (input / output device) on one chip, it has features such that an application device can be manufactured at a low cost and a mounting area can be reduced. In a one-chip microcomputer, for example, when the capacity of an internal memory is insufficient, an external memory is connected (see Patent Document 1).
このような1チップマイコンの外部にメモリを接続する構成として、文献に記載されたものではないが、図3に示すように、1チップマイコンにROMを接続した電子装置がある。この電子装置は、1チップマイコン1及びROM3を備えており、1チップマイコン1のアドレス出力端子A0〜A19とROM3のアドレス入力端子AD0〜AD19とがアドレスバス2により接続されている。また、1チップマイコン1で生成されたアドレスをデコードしてCS(チップセレクト)信号を生成し、ROM3のCS端子に供給するアドレスデコーダ5を備えている。アドレスデコーダ5のCE(チップ・イネーブル)端子には、1チップマイコン1で生成されたAS(アドレス・ストローブ)がAS端子からラインLiを介して入力される。
Such a configuration for connecting a memory to the outside of a one-chip microcomputer is not described in the literature, but as shown in FIG. 3, there is an electronic device in which a ROM is connected to a one-chip microcomputer. This electronic apparatus includes a one-chip microcomputer 1 and a
さらに、アドレスバス2の個々のラインはプルアップ抵抗RA0乃至RA19を介して電源に接続されている。また、1チップマイコン1のAS端子とアドレスデコーダ5のCE端子とを結ぶラインLiもプルアップ抵抗RA20を介して電源に接続されている。これらのプルアップ抵抗RA0乃至RA20は、1チップマイコン1がリセット信号の入力によりリセットされ、その全アドレス出力端子及びAS端子がハイインピーダンスとなったとき、アドレスバス2の電位及びラインLiの電位を固定するために設けられたものである。これにより、アドレスバス2及びラインLiがハイインピーダンスとなり、ROM3及びアドレスデコーダ5を構成するCMOSデバイスの入力がオープンとなることによる誤動作(ラッチアップ)を防止している。
Further, the individual lines of the
しかしながら、図3に示す構成の場合、1チップマイコン1のリセットが完了し、アドレス出力端子A0〜A19のレベルがアドレスに対応してハイ又はローのレベルになると、電源からプルアップ抵抗RA0乃至RA19を通り、ローレベルの端子に電流が流れるため、プルアップ抵抗にて電力が消費され続けることになり、無駄な電力が消費される。同様にASのレベルがローになると、電源からプルアップ抵抗RA20を通り、AS端子に電流が流れるため、無駄な電力が消費される。 However, in the configuration shown in FIG. 3, when the reset of the one-chip microcomputer 1 is completed and the level of the address output terminals A0 to A19 becomes a high or low level corresponding to the address, the pull-up resistors RA0 to RA19 from the power source. Since the current flows through the low level terminal, power is continuously consumed by the pull-up resistor, and wasted power is consumed. Similarly, when the AS level goes low, current flows from the power source through the pull-up resistor RA20 to the AS terminal, so that useless power is consumed.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、1チップマイコンにCMOSメモリを接続した電子装置において、1チップマイコンがリセットされ、1チップマイコンのアドレスバスがハイインピーダンスとなったときのアドレスバスの電位を固定するために設けられたプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗による消費電力を低減することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to reset a one-chip microcomputer in an electronic device in which a CMOS memory is connected to a one-chip microcomputer, and to set the address bus of the one-chip microcomputer to high. This is to reduce power consumption due to a pull-up resistor or a pull-down resistor provided to fix the potential of the address bus when impedance is reached.
請求項1の発明は、1チップマイコンと、該1チップマイコンに接続されたCMOSメモリと、前記1チップマイコンのアドレスバスと電源又はグランドとの間に接続された抵抗及びスイッチング素子の直列回路と、前記アドレスバスがハイインピーダンスのときに前記スイッチング素子をオンにし、前記アドレスバスがハイインピーダンスでないときに前記スイッチング素子をオフにする制御手段とを備えたことを特徴とする電子装置である。
請求項2の発明は、請求項1記載の電子装置において、前記制御手段は、前記1チップマイコンに対するリセット信号に基づいて前記アドレスバスがハイインピーダンスであると判断し、前記CMOSメモリに対するチップセレクト信号に基づいて前記アドレスバスがハイインピーダンスでないと判断することを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2記載の電子装置において、前記1チップマイコンはリセットが解除されたときに前記アドレスバスに最初に出力するアドレス信号のレベルが全て“ロー”であり、前記直列回路はアドレスバスとグランドとの間に接続されていることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項2記載の電子装置において、 前記1チップマイコンはリセットが解除されたときに前記アドレスバスに最初に出力するアドレス信号のレベルが全て“ハイ”であり、前記直列回路はアドレスバスと電源との間に接続されていることを特徴とする。
The invention of claim 1 is a one-chip microcomputer, a CMOS memory connected to the one-chip microcomputer, a series circuit of a resistor and a switching element connected between an address bus of the one-chip microcomputer and a power source or a ground. And an electronic device comprising: control means for turning on the switching element when the address bus is high impedance and turning off the switching element when the address bus is not high impedance.
According to a second aspect of the present invention, in the electronic device according to the first aspect, the control means determines that the address bus has a high impedance based on a reset signal for the one-chip microcomputer, and a chip select signal for the CMOS memory. Based on the above, it is determined that the address bus is not high impedance.
According to a third aspect of the present invention, in the electronic device according to the second aspect, when the one-chip microcomputer is reset, the address signals that are initially output to the address bus all have a low level, and the serial The circuit is connected between an address bus and a ground.
According to a fourth aspect of the present invention, in the electronic device according to the second aspect, when the one-chip microcomputer is reset, the first address signal output to the address bus is all “high” and the serial The circuit is connected between an address bus and a power supply.
(作用)
本発明によれば、1チップマイコンのアドレスバスがハイインピーダンスのときは、スイッチング素子がオンになることで、アドレスバスが抵抗を介して電源又はグランドに接続されるため、アドレスバスの電位が固定され、1チップマイコンのアドレスバスがハイインピーダでないときは、スイッチング素子がオフになることで、アドレスバスと電源又はグランドとは電気的に遮断される。
また、1チップマイコンのリセットが解除され、アドレス信号のレベルが全て“ロー”になるタイミングより、スイッチング素子がオフになりアドレスバスとグランドとが電気的に遮断されるタイミングが遅れても、アドレスバスの電位とグランドの電位とが等しいため、アドレスバスから抵抗及びスイッチング素子の直列回路を通ってグランドに流れる電流はゼロである。同様に、アドレス信号のレベルが全て“ハイ”になるタイミングより、スイッチング素子がオフになりアドレスバスと電源とが電気的に遮断されるタイミングが遅れても、アドレスバスの電位と電源電位とが等しいため、電源から抵抗及びスイッチング素子の直列回路を通ってアドレスバスに流れる電流はゼロである。
(Function)
According to the present invention, when the address bus of the one-chip microcomputer is high impedance, the switching element is turned on, so that the address bus is connected to the power supply or the ground via the resistor, so that the potential of the address bus is fixed. When the address bus of the one-chip microcomputer is not a high impedance, the switching element is turned off, so that the address bus and the power source or the ground are electrically cut off.
Even if the reset of the 1-chip microcomputer is canceled and the address signal level is all “low”, the address is not delayed even if the timing at which the switching element is turned off and the address bus and ground are electrically disconnected is delayed. Since the bus potential is equal to the ground potential, the current flowing from the address bus to the ground through the series circuit of the resistor and the switching element is zero. Similarly, even when the switching element is turned off and the timing at which the address bus and the power supply are electrically cut off from the timing at which all the address signal levels become “high”, the potential of the address bus and the power supply potential are Since they are equal, the current flowing from the power source through the resistor and switching element series circuit to the address bus is zero.
本発明によれば、1チップマイコンにCMOSメモリを接続した電子装置において、1チップマイコンがリセットされ、アドレスバスがハイインピーダンスとなったときのアドレスバスの電位を固定するために設けられた抵抗による消費電力を低減することができる。 According to the present invention, in an electronic device in which a CMOS memory is connected to a one-chip microcomputer, the one-chip microcomputer is reset, and the resistance provided to fix the potential of the address bus when the address bus becomes high impedance. Power consumption can be reduced.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は本発明の実施形態の電子装置の構成のブロック及び回路構成を示す図である。この図において、図3と同一又は対応する構成要素には図3と同じ符号を付した。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a block and a circuit configuration of an electronic device according to an embodiment of the present invention. In this figure, the same reference numerals as those in FIG. 3 are assigned to the same or corresponding components as those in FIG.
本実施形態の電子装置では、プルアップ抵抗RA0乃至RA20の各々と電源との間にスイッチングトランジスタTR0乃至TR20を接続した。詳細には、スイッチングトランジスタTR0乃至TR20のエミッタを電源に接続し、コレクタをプルアップ抵抗RA0乃至RA20に接続した。つまり、アドレスバス2の個々のラインと電源との間、及び1チップマイコン1のAS端子とアドレスデコーダ5のCE端子とを結ぶラインLiと電源との間に、プルアップ抵抗RA0乃至RA20とスイッチングトランジスタTR0乃至TR20の直列回路が接続されている。
In the electronic device of this embodiment, the switching transistors TR0 to TR20 are connected between each of the pull-up resistors RA0 to RA20 and the power source. More specifically, the emitters of the switching transistors TR0 to TR20 are connected to the power source, and the collectors are connected to the pull-up resistors RA0 to RA20. In other words, the pull-up resistors RA0 to RA20 and the switching between the individual lines of the
また、スイッチングトランジスタTR0乃至TR20のベースに抵抗RB0乃至RB20を接続し、ラッチ7の出力をそれらの抵抗を介してスイッチングトランジスタTR0乃至TR20のベースに供給することにより、スイッチングトランジスタTR0乃至TR20をオン/オフ制御するように構成した。
Further, resistors RB0 to RB20 are connected to the bases of the switching transistors TR0 to TR20, and the output of the
ラッチ7には、外部で生成される1チップマイコン1のリセット信号と、アドレスデコーダ5で生成されるROM3のCS信号とが入力される。そして、リセット信号が入力されたときにローレベルを保持し、リセット信号が入力された後にROM3のCS信号が入力されたときにハイレベルを保持し、それらの保持レベルを抵抗RB0乃至RB20を介してトランジスタTR0乃至TR20のベースに供給する。
The
以上の構成以外は図3に示す従来装置と同じである。次に、図2に示すタイミングチャートを参照しながら、本実施形態の電子装置において、1チップマイコン1がリセットされてから、ROM3にアクセスするまでの動作を説明する。ここで、1チップマイコン1のCPUのリセットベクタ、即ちリセットが解除されたときにCPUが最初にアクセスするROM3のアドレスは “FFFFh”である。
Except for the above configuration, it is the same as the conventional apparatus shown in FIG. Next, with reference to the timing chart shown in FIG. 2, the operation from when the one-chip microcomputer 1 is reset until the
まずユーザによるリセット指示の操作などにより1チップマイコン1及びラッチ7にリセット信号が入力される。1チップマイコン1はリセット信号の入力によりリセットされると、そのアドレス出力端子A0〜A19はハイインピーダンスとなる。ラッチ7はリセット信号が入力されたときに“ロー”レベルとなり、そのレベルを保持してスイッチングトランジスタTR0乃至TR20のベースに供給するので、スイッチングトランジスタTR0乃至TR20はオンになる。従って、図1におけるトランジスタと抵抗からなる回路は図3における抵抗からなる回路と等価となるから、アドレスバス2の各ライン、及びラインLiの電位は固定される。これにより、ROM3及びアドレスデコーダ5を構成するCMOSデバイスの入力がオープンとなることによる誤動作(ラッチアップ)を防止することができる。
First, a reset signal is input to the one-chip microcomputer 1 and the
リセットの後、時刻t0にてリセットが解除されると、1チップマイコン1はリセットベクタであるROM3の “FFFFh”のアドレスにアクセスする。従って、アドレス出力端子A0〜A19からアドレスバス2の各ラインに出力されるアドレス信号のレベルは、時刻t1に全て電源電位と同じ“ハイ”となる。また、AS端子から出力されるASのレベルは時刻t2に“ロー”に変化する。
After the reset, when the reset is released at time t0, the one-chip microcomputer 1 accesses the address “FFFFh” of the
このとき、時刻t2は時刻t1よりアドレス有効期間だけ遅れる。アドレスデコーダ5はASが“ロー”のときにROM3のCS信号を生成するので、CS信号が“ハイ”レベルに立ち上がるタイミング及びラッチ7の出力が“ハイ”レベルに立ち上がるタイミングも時刻t2となる。スイッチングトランジスタTR0乃至TR20は、ラッチ7の出力が“ハイ”レベルのときにオフとなるので、時刻t2になるまではオンになっている。
At this time, the time t2 is delayed from the time t1 by the address valid period. Since the
従って、時刻t1からt2までの期間は、スイッチングトランジスタTR0乃至TR19はオンであるため、アドレスバス2の各ラインと電源とは電気的に接続されている。しかし、アドレスバス2の各ラインのレベルは電源電位と同じ“ハイ”であるから、電源からプルアップ抵抗RA0乃至RA19及びスイッチングトランジスタTR0乃至TR19の直列回路を通ってアドレスバス2に流れる電流はゼロである。
Accordingly, since the switching transistors TR0 to TR19 are on during the period from the time t1 to the time t2, each line of the
時刻t2以降はスイッチングトランジスタTR0乃至TR20はオフになる。その後、時刻t3になると、ROM3内のプログラムを読み出すため、所定のアドレスにアクセスする。このとき、1チップマイコン1のアドレス出力端子A0〜A19から出力されるアドレス信号のレベルは、1チップマイコン1がアクセスするROM3のアドレスに応じて“ハイ”又は“ロー”のレベルに変化するため、アドレスバス2と電源との間には電位差が発生する。しかしながら、既にスイッチングトランジスタTR0乃至TR19はオフになっており、電源とアドレスバス2とは電気的に遮断されているので、電源からプルアップ抵抗RA0乃至RA19及びスイッチングトランジスタTR0乃至TR19の直列回路を通ってアドレスバス2に流れる電流はゼロである。
After the time t2, the switching transistors TR0 to TR20 are turned off. Thereafter, at time t3, a predetermined address is accessed in order to read the program in the
なお、ラインLiについては、ASのレベルが“ハイ”になるタイミングが時刻t2であり、スイッチングトランジスタTR20がオフになるタイミングと同じであるから、時刻t2より前の期間は問題にならない。 For the line Li, the timing at which the AS level becomes “high” is the time t2, which is the same as the timing at which the switching transistor TR20 is turned off, and therefore the period before the time t2 is not a problem.
このように、本実施形態によれば、1チップマイコン1のリセットが解除され、スイッチングトランジスタTR0乃至TR20がオフになった後には、プルアップ抵抗RA0乃至RA20に流れる電流はゼロになるため、1チップマイコン1のリセットが解除された後にもプルアップ抵抗RA0乃至RA20に電流が流れ続ける従来装置と比べると、プルアップ抵抗による無駄な消費電力を低減することができる As described above, according to the present embodiment, after the reset of the one-chip microcomputer 1 is released and the switching transistors TR0 to TR20 are turned off, the current flowing through the pull-up resistors RA0 to RA20 becomes zero. Compared with the conventional device in which the current continues to flow through the pull-up resistors RA0 to RA20 even after the reset of the chip microcomputer 1 is released, it is possible to reduce wasteful power consumption due to the pull-up resistor.
また、本実施形態によれば、1チップマイコン1のリセットベクタが “FFFFh”に設定されており、アドレスバス2にプルアップ抵抗RA0乃至RA19とスイッチングトランジスタTR0乃至TR19の直列回路が接続されているので、アドレス信号のレベルが全て“ハイ”であるにもかかわらず、スイッチングトランジスタTR0乃至TR19がオンである期間(図2の時刻t1からt2まで)においても、プルアップ抵抗RA0乃至RA19に流れる電流をゼロにすることができる。
Further, according to the present embodiment, the reset vector of the one-chip microcomputer 1 is set to “FFFFh”, and a series circuit of pull-up resistors RA0 to RA19 and switching transistors TR0 to TR19 is connected to the
なお、本発明は下記(1)〜(4)のような変形が可能である。
(1)図1では、プルアップ抵抗RA0乃至RA20と電源との間にスイッチングトランジスタTR0乃至TR20を接続したが、プルアップ抵抗RA0乃至RA20とアドレスバス2及びラインLiとの間にスイッチングトランジスタTR0乃至TR20を接続する。つまり、プルアップ抵抗RA0乃至RA20とスイッチングトランジスタTR0乃至TR20の接続順序を反対にする。
The present invention can be modified as described in the following (1) to (4).
(1) In FIG. 1, the switching transistors TR0 to TR20 are connected between the pull-up resistors RA0 to RA20 and the power supply, but the switching transistors TR0 to TR20 are connected between the pull-up resistors RA0 to RA20 and the
(2)図1において、1チップマイコン1のリセットベクタを“0000h”とし、かつプルアップ抵抗RA0乃至RA19とスイッチングトランジスタTR0乃至TR19の直列回路に代えて、プルダウン抵抗とスイッチングトランジスタの直列回路を設ける。この構成の場合、図2の時刻t1からt2に対応する期間は、アドレスバス2のレベルは全て“ロー”となり、グランドのレベルと等しいから、図1の装置と同様、プルダウン抵抗に流れる電流はゼロである。
(2) In FIG. 1, the reset vector of the one-chip microcomputer 1 is set to “0000h”, and a series circuit of pull-down resistors and switching transistors is provided instead of the series circuit of pull-up resistors RA0 to RA19 and switching transistors TR0 to TR19. . In the case of this configuration, the level of the
(3)図1において、1チップマイコン1のリセットベクタの“FFFFh”は変えずに、プルアップ抵抗RA0乃至RA19とスイッチングトランジスタTR0乃至TR19の直列回路に代えて、プルダウン抵抗とスイッチングトランジスタの直列回路を設ける。この構成の場合は、図2の時刻t1からt2に対応する期間は、プルダウン抵抗の電流はゼロにはならないので、消費電力の低減効果は図1の装置より小さい。 (3) In FIG. 1, the reset vector “FFFFh” of the one-chip microcomputer 1 is not changed, but instead of the series circuit of the pull-up resistors RA0 to RA19 and the switching transistors TR0 to TR19, the series circuit of the pull-down resistor and the switching transistor. Is provided. In the case of this configuration, the pull-down resistor current does not become zero during the period corresponding to the time t1 to t2 in FIG. 2, so that the power consumption reduction effect is smaller than that of the apparatus of FIG.
(4)図1において、1チップマイコン1のリセットベクタを“0000h”とする。この構成の場合は、図2の時刻t1からt2に対応する期間は、プルアップ抵抗RA0乃至RA19の電流はゼロにはならないので、消費電力の低減効果は図1の装置より小さい。 (4) In FIG. 1, the reset vector of the one-chip microcomputer 1 is set to “0000h”. In the case of this configuration, the current of the pull-up resistors RA0 to RA19 does not become zero during the period corresponding to the time t1 to t2 in FIG. 2, so that the power consumption reduction effect is smaller than that of the device of FIG.
1・・・1チップマイコン、2・・・アドレスバス、3・・・ROM、5・・・アドレスデコーダ、7・・・ラッチ、RA0〜RA20・・・プルアップ抵抗、TR0〜TR20・・・スイッチングトランジスタ。 1 ... 1 chip microcomputer, 2 ... address bus, 3 ... ROM, 5 ... address decoder, 7 ... latch, RA0-RA20 ... pull-up resistor, TR0-TR20 ... Switching transistor.
Claims (4)
前記制御手段は、前記シングルチップマイクロコンピュータに対するリセット信号に基づいて前記アドレスバスがハイインピーダンスであると判断し、前記CMOSメモリに対するチップセレクト信号に基づいて前記アドレスバスがハイインピーダンスでないと判断することを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 1.
The control means determines that the address bus is high impedance based on a reset signal for the single chip microcomputer, and determines that the address bus is not high impedance based on a chip select signal for the CMOS memory. Electronic device characterized.
前記シングルチップマイクロコンピュータは、リセットが解除されたときに前記アドレスバスに最初に出力するアドレス信号のレベルが全て“ロー”であり、前記直列回路は前記アドレスバスとグランドとの間に接続されていることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 2.
In the single-chip microcomputer, the level of the address signal that is first output to the address bus when the reset is released is all “low”, and the series circuit is connected between the address bus and the ground. An electronic device characterized by comprising:
前記シングルチップマイクロコンピュータはリセットが解除されたときに前記アドレスバスに最初に出力するアドレス信号のレベルが全て“ハイ”であり、前記直列回路は前記アドレスバスと電源との間に接続されていることを特徴とする電子装置。 The electronic device according to claim 2.
In the single-chip microcomputer, when the reset is released, the level of the first address signal output to the address bus is all “high”, and the series circuit is connected between the address bus and the power source. An electronic device characterized by that.
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