JP2636691B2 - マイクロコンピュータ - Google Patents

マイクロコンピュータ

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JP2636691B2
JP2636691B2 JP5193857A JP19385793A JP2636691B2 JP 2636691 B2 JP2636691 B2 JP 2636691B2 JP 5193857 A JP5193857 A JP 5193857A JP 19385793 A JP19385793 A JP 19385793A JP 2636691 B2 JP2636691 B2 JP 2636691B2
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祐介 時枝
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の周辺回路を同一
チップ上に搭載した1チップマイクロコンピュータに関
し、特に、低消費電力型の1チップマイクロコンピュー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】汎用の1チップマイクロコンピュータ
は、中央処理装置、メモリの他に、様々な応用に対応で
きるようにA/Dコンバータ、D/Aコンバータ、タイ
マー、シリアルインターフェイスなど、各種の周辺回路
を同一チップ上に搭載する。
【0003】マイクロコンピュータ上に搭載されたこれ
らの複数の周辺回路を制御するための信号としては、動
作タイミング制御を行うためにクロック発生回路から出
力されるクロック信号と、各周辺回路に対するデータリ
ード、データライト動作のタイミングを制御するための
中央処理装置から出力されるストローブ信号がある。
【0004】図4を参照して、従来のマイクロコンピュ
ータの一例として4つの周辺回路を搭載するマイクロコ
ンピュータの構成、及びその動作について説明する。
【0005】図4において、クロック発生回路1から出
力されるクロック2は、中央処理装置3、及び4つ全て
の周辺回路4−1〜4−4に対して、無条件且つ共通に
供給されている。
【0006】クロック2は、中央処理装置3、各周辺回
路4−1〜4−4の各動作の時間的順序、動作タイミン
グを決める時間の基準として使用される。中央処理装置
3と周辺回路4−1〜4−4は、相互にアドレス/デー
タバス5で接続されており、中央処理装置3は、周辺回
路4−1〜4−4の各々に対してデータリード、データ
ライトの動作タイミングを制御するために、ストローブ
信号6を出力する。
【0007】このストローブ信号6によって、中央処理
装置3が4つの周辺回路4−1〜4−4の各々に対して
データの書き込み及び読み出しを行なうタイミングが決
定される。
【0008】通常、従来の汎用のマイクロコンピュータ
は、前述したように、多くの応用に使用できるように各
種の周辺回路を複数個1チップ上に搭載しているが、こ
のような汎用のマイクロコンピュータを、実際に各ユー
ザーがそれぞれのマイクロコンピュータを使った応用シ
ステムで使用する際、マイクロコンピュータに搭載され
たこれら複数の周辺回路(図4では周辺回路4−1〜4
−4)を全て使用するとは限らない。
【0009】従って、クロック2、ストローブ信号6を
複数の全ての周辺回路に対して無条件に常時供給するこ
とは、応用システムで使用されない周辺回路に対しても
クロック、ストローブ信号を供給することになり、無駄
な電力を消費することになる。
【0010】特開昭60−195631には、無駄な消
費電力を削減するためのデータ処理装置が開示されてい
る。このデータ処理装置は、中央処理装置からの制御信
号に従って選択的に各周辺回路へのクロック供給を行う
情報処理装置を提供するもので、具体的には、中央処理
装置から各周辺回路へ出力される制御信号に基づきAN
Dゲートを介して各周辺へのクロックの供給を制御す
る。
【0011】データ処理プログラムの初期設定の処理に
おいて、不使用の周辺回路に対する制御信号を論理
“0”に設定しその周辺回路へのクロックの供給を抑止
し、使用する周辺に対してはプログラム中で制御信号を
論理“1”に設定しその周辺回路へのクロックが供給さ
れる。
【0012】また特開昭61−285521には、低消
費電力形コンピュータ装置が開示されている。この装置
は、マイクロコンピュータに接続された各周辺回路への
クロック供給をオン・オフするゲートと、クロック信号
制御手段を備え、各周辺回路は実際に動作する時以外ク
ロックはオフとされ、各周辺回路が使用される時にのみ
ゲートをオンしてクロックの供給を行なうものであり、
プログラム処理に基づく周辺回路の選択制御が提案され
ている。
【0013】さらに、指定された時点に指定された周辺
回路に対してリセット信号を与えるようにし、リセット
後の初期設定状態を維持するのにクロック入力を必要と
するような周辺回路におけるリセット入力からその周辺
回路使用時までのクロック入力による消費電力を削減す
ることによって低消費電力を実現するコンピュータ装置
が提案されている。
【0014】そして特開昭64−86224には、マイ
クロコンピュータのスタンバイ装置が開示されている。
これは、中央処理装置がプログラム実行中、クロック停
止命令を実行してスタンバイモードに入る場合に、中央
処理装置だけでなく周辺回路も選択的に停止できるよう
にしたもので、周辺ハードウェア制御部を設け、この周
辺ハードウェア制御部が中央処理装置からクロック停止
命令のハードウェア停止情報を受取り、複数の周辺ハー
ドウェアに対して選択的にクロック停止信号を出力する
ようにして、スタンバイモード時の電力消費の削減を行
うスタンバイ装置である。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】マイクロコンピュータ
の消費電力を低減することは、特に携帯電話、カメラ
等、マイクロコンピュータによる制御を必要とする電池
駆動型の小型装置においては重要となる。
【0016】前記の如く、図4に示したマイクロコンピ
ュータでは、使用されない周辺回路に対してもクロッ
ク、ストローブ信号を供給し無駄な電力を消費するとい
う問題があり、これを解決するための上述の各種情報処
理装置が提案されている。
【0017】ところで、これら従来の情報処理装置はい
ずれも、低消費電力化のために中央処理装置のプログラ
ム処理により各周辺回路へのクロック供給のON、OF
Fを指定する構成とされている。
【0018】しかしながら、周辺回路の使用、不使用の
設定を安易に変更できるようにすることは、プログラム
の誤動作の可能性があり、システムの信頼性の面で問題
となっていた。
【0019】しかも、実際にプログラム実行中にシステ
ムで使用する周辺回路を動的に切り替えることは、ほと
んどない。
【0020】また、リセット入力をプログラム中で行
い、リセット後、周辺回路を使用するまでクロックをO
FFにし、初期状態維持に必要なクロックによる電力消
費を削減する方法は、マイクロコンピュータのシステム
を使用し始める時のみ、かつ初期状態を維持するのにク
ロックが必要な限られた周辺回路に対してのみ有効で、
マイクロコンピュータ全体、また使用時間全体から見る
と大きな効果は得られない。
【0021】さらに、前記従来の低消費電力型の情報処
理装置はいずれも、周辺回路に対してクロックのみをO
N、OFFし、アドレスレジスタ、データレジスタ等に
対する各種ストローブ信号は無条件に供給しているた
め、消費電力を削減する点で不十分であった。
【0022】また、周辺回路へのクロック停止をプログ
ラム中で制御するために専用のクロック停止制御命令を
設けることは、中央処理装置における命令デコーダ回路
等の回路素子数を増大させることにもなる。
【0023】従って、本発明は前記問題点を解消し、周
辺回路へのクロック、及びストローブ信号への供給制御
をプログラム命令によらずに行ない、低消費電力でしか
も信頼性の高いシステム構築を実現するマイクロコンピ
ュータを提供することを目的とする。
【0024】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、中央処理装置及び該中央処理装置に接続
された複数の周辺回路を含み、該複数の周辺回路は前記
中央処理装置からリード/ライトのアクセス制御が行な
われるマイクロコンピュータであって、前記複数の周辺
回路の各々についてその使用、不使用を選択的に指定す
る選択信号を生成する選択指定手段と、前記選択信号に
基づき前記複数の周辺回路の各々に対して、一又は複数
のクロック及び前記アクセス制御のための一又は複数の
ストローブ信号の供給の禁止、許可を制御するゲート手
段とを備えたことを特徴とするマイクロコンピュータを
提供する。
【0025】また、本発明は、選択指定手段がマイクロ
コンピュータの外部端子の一又は複数の端子で構成され
たことを特徴とするマイクロコンピュータを提供する。
【0026】さらに本発明は、選択指定手段が、複数の
周辺回路の使用、不使用を指示する選択情報を保持する
記憶手段と、記憶手段に接続された一又は複数の外部端
子とを備え、選択情報に基づき選択信号を生成するとと
もに、マイクロコンピュータのリセット時にのみ選択情
報を外部端子を介して記憶手段に読み込む構成としたこ
とを特徴とするマイクロコンピュータを提供する。
【0027】
【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を以下に説
明する。
【0028】
【実施例1】図1を参照して、本発明の第1の実施例を
説明する。図1は、本発明のマイクロコンピュータの構
成を示したブロック図である。
【0029】図1において、各周辺回路4−1〜4−4
についてその使用、不使用をそれぞれ論理値“1”、論
理値“0”で表した選択情報を、専用の外部端子7−1
〜7−4から読み込む。
【0030】図2は、選択情報のビット構成を示した図
である。図2において選択情報8の第1ビット8−1か
ら第4ビット8−4は、各周辺回路4−1〜4−4の使
用、不使用条件をそれぞれ指定するものであり、例えば
第1ビット8−1が論理値“1”であれば周辺回路4−
1の使用を表わし、論理値“0”であれば不使用を表
す。他の第2ビット8−2から第4ビット8−4につい
ても同様である。
【0031】選択情報8の各ビットのデータは、ユーザ
ーが応用システムを構築する時に、応用システムのボー
ド上で各専用の外部端子7の各端子をそれぞれ電源1
3、グランド14のいずれかに接続することで、あらか
じめ決定される。例えば電源13に接続したときは論理
値“1”、グランド14に接続したときは論理値“0”
に設定される。
【0032】図1に示すように、クロック発生回路1か
ら出力されるクロック2は、中央処理装置3に供給さ
れ、各専用の外部端子7−1〜7−4によって制御され
るANDゲート9−1〜9−4を介して各周辺回路4−
1〜4−4に供給される。
【0033】専用の外部端子7−1〜7−4のうち、論
理値“0”に設定された端子については、その端子に対
応する周辺回路にはクロック2は供給されず、論理値
“1”に設定された端子については、その端子に対応す
る周辺回路にはクロック2が供給される。
【0034】中央処理装置3と各周辺回路4−1〜4−
4とは、相互にアドレス/データバス5で接続されてい
る。各周辺回路4−1〜4−4は不図示の複数のレジス
タを持ち、各レジスタを特定するために各レジスタはア
ドレス割り付けがなさている。
【0035】各レジスタは、その周辺回路における動作
条件の設定、初期値データの格納等に用いられる。中央
処理装置3から出力されるストローブ信号は、例えばア
ドレスラッチ信号6−1、データリード信号6−2、デ
ータライト信号6−3から成る。以下、アドレスラッチ
信号6−1、データリード信号6−2、データライト信
号6−3をまとめてストローブ信号6という。
【0036】アドレスラッチ信号6−1は、データリー
ド、データライト動作の時に各周辺回路中のレジスタを
特定するアドレスをアドレス/データバス5から各周辺
回路へ取り込むタイミングを制御する。データリード信
号6−2は、周辺回路のレジスタの内容をアドレス/デ
ータバス5に読み出すタイミングを制御する。データラ
イト信号6−3は、アドレス/データバス5から各周辺
回路のレジスタに書き込むタイミングを制御する。
【0037】アドレスラッチ信号6−1は、専用の外部
端子7−1〜7−4によって制御されるANDゲート1
0−1〜10−4を介してそれぞれ各周辺回路4−1〜
4−4に供給される。
【0038】データリード信号6−2も、アドレスラッ
チ信号6−1と同様に、専用の外部端子7−1〜7−4
によって制御されるANDゲート11−1〜11−4を
介してそれぞれ各周辺回路4−1〜4−4に供給され
る。
【0039】さらにデータライト信号6−3も、専用の
外部端子7−1〜7−4によって制御されるANDゲー
ト12−1〜12−4を介してそれぞれ各周辺回路4−
1〜4−4に供給される。
【0040】専用の外部端子7−1〜7−4のうち、論
理値“0”に設定された端子については、その端子に対
応する周辺回路にはストローブ信号6は供給されず、論
理値“1”に設定された端子については、その端子に対
応する周辺回路にはストローブ信号6が供給される。
【0041】図1の例では、外部端子7−1、7−3は
論理値“0”に設定されており、対応する周辺回路の4
−1、4−3にはクロック2と、アドレスラッチ信号6
−1、データリード信号6−2、データライト信号6−
3を含むストローブ信号6は全て供給されない。
【0042】一方、外部端子7−2、7−4は論理値
“1”に設定されているため、対応する周辺回路4−
2、4−4にはクロック2、ストローブ信号6が供給さ
れる。
【0043】マイクロコンピュータを用いて応用システ
ムを構築する際に、ユーザーが専用の外部端子7−1〜
7−4への選択情報ビット8の各ビットを設定すること
により、クロック2、及びストローブ信号6を供給する
周辺回路をあらかじめ選択することができる。
【0044】応用システムで設定された周辺回路4−1
〜4−4の各々の使用、不使用の選択、即ち専用の外部
端子の各端子7−1〜7−4から読み込まれる選択情報
ビットは、通常同一の応用システムでは変更されない。
【0045】
【実施例2】次に図3を参照して、本発明の第2の実施
例について説明する。
【0046】図3において、4つの周辺回路4−1〜4
−4の使用、不使用をそれぞれ論理値“1”,“0”で
表した選択情報を、外部端子16から読み込む。選択情
報の構成は、前記第1の実施例における図2の構成と同
じものとする。
【0047】選択情報8の第1ビット8−1から第4ビ
ット8−4のデータは、ユーザーがリセット端子15を
アクティブにしてリセットを行うタイミングで外部端子
16から読み込まれ、レジスタ17の第1ビット17−
1から第4ビット17−4にそれぞれ設定される。
【0048】本実施例においては、外部端子16はリセ
ット時にのみ、各周辺回路4−1から4−4の使用、不
使用を表す選択情報8を読み込む端子として使用され、
リセット時以外のときは中央処理装置3がメモリ、I/
Oなどのマイクロコンピュータの外部のデバイスを参照
する際の外部アドレス/データバスの入出力用の端子と
して兼用される。
【0049】端子機能を多重化した構成によって、マイ
クロコンピュータの総端子数を削減することができる。
【0050】クロック発生回路1から出力されるクロッ
ク2は、レジスタ17のビット17−1〜17−4によ
って制御されるANDゲート9−1〜9−4を介してそ
れぞれ各周辺回路4−1〜4−4に供給される。
【0051】即ち、レジスタ17のうち、論理値“0”
に設定されたビットについては、そのビットに対応する
周辺回路にはクロック2は供給されず、論理値“1”に
設定されたビットについては、そのビットに対応する周
辺回路にはクロック2が供給される。
【0052】中央処理装置3と各周辺回路4−1〜4−
4とは、相互にアドレス/データバス5で接続されてい
る。各周辺回路4−1〜4−4は不図示の複数のレジス
タを持ち、各レジスタを特定するために各レジスタはア
ドレス割り付けがなされている。
【0053】中央処理装置3から出力されるストローブ
信号6のアドレスラッチ信号6−1は、レジスタ17の
各ビット17−1〜17−4によって制御されるAND
ゲート10−1〜10−4を介してそれぞれ各周辺回路
4−1〜4−4に供給される。
【0054】データリード信号6−2もアドレスラッチ
信号6−1と同様に、レジスタ17の各ビット17−1
〜17−4によって制御されるANDゲート11−1〜
11−4を介してそれぞれ各周辺回路4−1〜4−4に
供給される。
【0055】また、データライト信号6−3も、レジス
タ17の各ビット17−1〜17−4によって制御され
るANDゲート12−1〜12−4を介して各周辺回路
4−1〜4−4に供給される。
【0056】即ち、レジスタ17のうち、論理値“0”
に設定されたビットについては、そのビットに対応する
周辺回路にはストローブ信号6は供給されず、論理値
”に設定されたビットについては、そのビットに対
応する周辺回路にはストローブ信号6は供給される。
【0057】図3の例ではレジスタ17のうち、ビット
17−1とビット17−3は論理値“0”に設定されて
いるので対応する周辺回路の4−1、4−3にはクロッ
ク2、及び、アドレスラッチ信号6−1、データリード
信号6−2、データライト信号6−3を含むストローブ
信号6は全て供給されない。
【0058】一方、レジスタ17のうち、ビット17−
2とビット17−4は論理値“1”に設定されているの
で対応する周辺回路の4−2、4−4にはクロック2、
ストローブ信号6が供給される。
【0059】このようにして、マイクロコンピュータの
リセット時に、ユーザーがレジスタ17へ設定する選択
情報8を決定することで、本実施例においても前記第1
の実施例と同様に、クロック2だけでなく、ストローブ
信号6を供給する周辺回路を選択することができる。
【0060】リセット時に設定された各周辺回路4−1
〜4−4の使用、不使用の状態、つまりレジスタ17の
ビット17−1〜17−4の論理値“1”、“0”の設
定値は、次のリセット時まで変更されない。
【0061】本実施例においては、4つの周辺回路4−
1〜4−4を含むマイクロコンピュータについて説明し
たが、本発明の実施例として、これ以上の個数の周辺回
路を含むマイクロコンピュータにも適用可能なことは勿
論である。
【0062】例えば、マイクロコンピュータが、タイマ
ー、A/Dコンバータ、D/Aコンバータなど計10個
の周辺回路を含み、そのうち5つの周辺回路を使用しな
いとする。このとき、使用しない周辺回路へのクロッ
ク、ストローブ信号の供給を停止すると、搭載された1
0の周辺回路全てにクロック、ストローブ信号を供給す
る場合と比較して、周辺回路部分に相当する電力消費を
約50%程度削減することができる。
【0063】特に、本発明においては、使用しない周辺
回路に対してクロックのみを供給停止する従来例に比
べ、各周辺回路に対しストローブ信号の供給をも停止す
ることにより、一層の低消費電力化を実現することがで
きる。
【0064】また、本発明の第2の実施例においては、
リセット時にのみ周辺回路の使用、不使用情報を読み込
み、その情報に基づいて一度だけ周辺回路へのクロッ
ク、ストローブ信号の供給、不供給を設定し、プログラ
ム中では周辺回路へのクロック、ストローブ信号の供給
状態の設定を変更しない構成とし、システムの信頼性を
高めている。
【0065】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
コンピュータによれば、使用しない周辺回路へのクロッ
クとストローブ信号の供給を停止することにより、電力
消費を削減できるという利点を有する。特に、複数の周
辺回路を有するマイクロコンピュータにおいて使用しな
い周辺回路が多い場合、電力消費削減の効果は顕著とな
る。
【0066】また本発明は、各周辺回路へのストローブ
信号の供給を停止することにより、クロックのみを供給
停止する従来例に比べ、より一層の低消費電力化を実現
することができる。
【0067】さらに、本発明は、周辺回路へのクロッ
ク、ストローブ信号の供給、不供給を外部端子から選択
設定する構成とされ、あるいはリセット時にのみ周辺回
路の使用、不使用情報を読み込みその情報に基づいて一
度だけ周辺回路へのクロック、ストローブ信号の供給、
不供給を設定する構成とされ、プログラム中では周辺回
路へのクロック、ストローブ信号の供給状態の設定が変
更されないため、プログラム中での設定変更に伴う誤動
作の可能性を0にすることができ、マイクロコンピュー
タシステムの信頼性を特段に高めるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例のマイクロコンピュータ
の構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施例における選択情報の構成を示す
ブロック図である。
【図3】本発明の第2の実施例のマイクロコンピュータ
の構成を示すブロック図である。
【図4】従来のマイクロコンピュータの構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
1 クロック発生回路 2 クロック 3 中央処理装置 4−1,4−2,4−3,4−4 周辺回路 5 アドレス/データバス 6 ストローブ信号 6−1 アドレスラッチ信号 6−2 データリード信号 6−3 データライト信号 7−1,7−2,7−3,7−4 外部端子 8 選択情報 8−1,8−2,8−3,8−4 選択情報の各ビット 9−1,9−2,9−3,9−4 ANDゲート 10−1,10−2,10−3,10−4 ANDゲー
ト 11−1,11−2,11−3,11−4 ANDゲー
ト 12−1,12−2,12−3,12−4 ANDゲー
ト 13 電源 14 グランド 15 リセット端子 16 外部端子 17 レジスタ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中央処理装置及び該中央処理装置に接続さ
    れた複数の周辺回路を含み、該複数の周辺回路は前記中
    央処理装置からリード/ライトのアクセス制御が行なわ
    れるマイクロコンピュータであって、前記複数の周辺回
    路の各々についてその使用、不使用を選択的に指定する
    選択信号を生成する選択指定手段と、前記選択信号に基
    づき前記複数の周辺回路の各々に対して、一又は複数の
    クロック及び前記アクセス制御のための一又は複数のス
    トローブ信号の供給の禁止、許可を制御するゲート手段
    とを備えたことを特徴とするマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】前記選択指定手段が、マイクロコンピュー
    タの外部端子の一又は複数の端子で構成されたことを特
    徴とする請求項1記載のマイクロコンピュータ。
  3. 【請求項3】前記選択指定手段が、前記複数の周辺回路
    の使用、不使用を指示する選択情報を保持する記憶手段
    と、該記憶手段に接続された一又は複数の外部端子とを
    備え、前記選択情報に基づき前記選択信号を生成すると
    ともに、マイクロコンピュータのリセット時にのみ前記
    選択情報を前記外部端子を介して前記記憶手段に読み込
    む構成としたことを特徴とする請求項1記載のマイクロ
    コンピュータ。
JP5193857A 1993-07-12 1993-07-12 マイクロコンピュータ Expired - Lifetime JP2636691B2 (ja)

Priority Applications (5)

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