JP2856715B2 - クロックの周波数多段階変更制御装置および周波数多段階変更制御方法 - Google Patents

クロックの周波数多段階変更制御装置および周波数多段階変更制御方法

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JP2856715B2 JP8233950A JP23395096A JP2856715B2 JP 2856715 B2 JP2856715 B2 JP 2856715B2 JP 8233950 A JP8233950 A JP 8233950A JP 23395096 A JP23395096 A JP 23395096A JP 2856715 B2 JP2856715 B2 JP 2856715B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クロックの周波数
多段階変更制御装置および周波数多段階変更制御方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の中央処理装置(以下、CPUとい
う)への供給クロックの制御装置は、静的に定められた
1周波数の供給クロックにより動作させるか、または、
複数種類の静的な供給クロックを選択するために、ジャ
ンパスイッチ等のハードウェアへの人的な介入による選
択、ソフトウェア制御、あるいはハードウェア制御によ
る静的な供給クロックの選択によるものであった。
【0003】この方法では、CPUへのクロック供給部
と各外部割り込み信号との問に関連がなかったため、不
定期に入る外部からの割り込み信号に対し、その装置が
許容できる範囲内でCPUが動作できるように、割り込
み処理部を一定時間内で動作させる必要があるが、CP
Uの供給クロックを一定以下に下げることが出来ない。
これにより、不必要な消費電力が発生していた。
【0004】この種のクロックの制御装置には、特開平
7−334267号公報に記載したものなどがある。こ
の装置では、事前に動作周波数を変更する条件、動作周
波数を変更するモジュールの指定情報、および変更する
動作周波数の指定情報を記憶手段に記憶し、逐次入力さ
れるロジックLSIの状態と記憶手段の動作周波数を変
更する条件とを比較し、比較結果が一致した場合に、そ
れに対応する動作周波数の変更を行っていた。これらの
装置では、CPUが動作する以前に、CPUが動作する
ための供給クロック周破数または、供給クロック周波数
を生成するための基準値を保持する必要があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の制御装置は、い
ずれもCPUが動作する前に何らかの手段、情報をもっ
て、CPUが動作するために静的な供給クロック周波数
を与える必要があった。そのため、この種の制御装置で
は、単位時間内においてCPUの処理量が不確定な処理
を実行する際に、CPU処理量の多い場合の処理量を勘
案してCPUの動作クロックを設定しなければならな
い。この結果、処理量が結果的に少ない場合には、CP
Uが無駄な動作をするという問題がある。またCPU処
理の変化を想定し、さまざまな動作クロックを用意する
ことは、ハードウェア的に行えば基板面積、ソフトウェ
ア的に行えば記憶領域を圧迫させるなどの問題があっ
た。
【0006】本発明の目的は、不必要な消費電力を押さ
え、CPUの能力を最大限に活用して一定時間内にCP
Uの動作を終了させる、クロックの多段階変更制御装置
および多段階変更制御方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明のクロックの多段階変更制御装置および多
段階変更制御方法は、CPUへの供給クロックを動的に
変更するための手段を新たに追加する。
【0008】すなわち、本発明は、割込信号をを監視す
る監視手段と供給クロックの制御をするクロック制御手
段と、割込監視手段に対しソフトウェア処理の終了を告
げる処理終了通知機能を追加する。監視手段は、処理終
了信号を受ける送出手段、外部からの割込信号を受け、
CPUに通知する通知手段、CPUに通知した外部から
の割込信号の種類を供給クロック制御機構に指示する指
示手段を備える。
【0009】またクロック制御手段は、内部にCPU供
給クロック上限に対し、複数倍のクロック周波数を外部
から入力する入力手段、分周比(率)の初期値としてC
PUの許容最大クロック周波数に近似する分周比を保持
する格納手段と、クロックの分周比の演算をする演算手
段と、通知された割込信号の種類に応じて分周比を初期
化する初期化手段とを備える。
【0010】以上に説明した本発明は、計算処理量に応
じて自動的にCPUの供給クロックの多段階変更をおこ
なう制御を行うことができ、ある一定時間間隔におい
て、CPUの処理量が変化し、かつ長時間動作し続ける
ようなリアルタイム処理に用いるコンピュータ装置の供
給クロックの多段階変更をおこなう際に使用する。
【0011】従って、本発明を用いることにより、動作
周波数を指定するための静的な情報、手段を必要としな
いで、CPUの計算処理量に応じて動的に、供給クロッ
クを切り替えることができるため、CPUの能力を最大
限に活用することができ、また電力消費量を低減させる
ことができる。
【0012】
【実施の形態】次に、本発明のクロックの周波数多段階
変更制御装置および周波数多段階変更制御方法について
図面を参照して説明する。図1は本発明の実施例のクロ
ックの周波数多段階変更制御装置のブロック図である。
図1において、CPUlの割込ボートは割込監視部2を
経由して外部の装置または回路と接続する。割り込み監
視部2の割り込み監視は、キーボード4から割り込み監
視処理に対応するキーの、キー操作によって行う。また
割り込み監視部2には、各種制御信号送出部5からの制
御信号を送出する。CPU1ヘのクロック信号の供給
は、供給クロック制御機構3を経由して供給される。
【0013】図2は本発明の実施例のクロックの多段階
変更制御装置を示すフローチャートの一例である。以下
の処理は図1におけるCPU1の内部の記憶領域に格納
されているプログラム部により判断または実行をする。
この図2において、ステップ210(以下、S210と
略称する)において外部または内部要因による処理の有
無の判定を行う。
【0014】これらの要因があれば(S210において
YESのとき)、S220に進んで計算処理量に応じて
自動的にCPU1の供給クロックの多段階変更をおこな
う制御を行い、ある一定時間間隔において、CPU1の
処理量が変化し、かつ長時間動作し続けるようなリアル
タイム処理に用いるコンピュータ装置の供給クロックの
多段階変更をおこなう処理を実行する。外部または内部
要因がなければ(S210において、NOのとき)に
は、S230に進んで、処理終了通知をする。以上の処
理は繰り返し行われる。
【0015】本実施例では、処理終了通知がクロック多
段階変更処理の終了を示す信号を図1における、割込ポ
ートを利用して割込監視部2を経由して、図1における
供給クロック制御部3に通知する。通知後は、再びクロ
ック多段階変更処理を行う。
【0016】一方、図1におけるキーボード4や、各種
制御信号5等の外部からの割込は、割込監視部2を経由
してCPU1に通知する。この際には、割込監視部2は
外部からの割込種別を供給クロック制御部3に通知す
る。
【0017】図3は、図1における供給クロック制御部
3の詳細な構成を説明するためのブロック図である。図
3において、外部からのクロック8は、クロック分周回
路9で分周されてCPUlに分周後のクロック信号を供
給する。クロック分周回路が使用する分周率は、分周率
計算部14の算出結果による。一方、外部からのクロッ
クは、分周率計算部14にも送出される。
【0018】この分周率計算部14は、内部に演算回路
12と、数個のレジスタ13を有する。外部から供給さ
れるクロック信号は、演算回路12で加算されレジスタ
13で保持される。さらに割込監視部2から通知される
割込信号11も演算回路12で加算されレジスタ13に
保持される。レジスタ13には、この他に、分周率の初
期設定値、処理終了回数等の情報を保持する。
【0019】供給クロック制御部3は、レジスタ13に
保持された外部クロック8のカウント数が一定値になる
と、処理終了回数通知の数を参照し、CPU1が次の一
定時間内で、処理可能な最低限のクロックに近似した分
周率を直前の同一時間内で通知された外部クロックのカ
ウント数から求め、クロック分周回路9に通知する。ま
た供給クロック制御部3は、処理終了通知の数が一定以
上になると、外部クロック8のカウント数を参照してこ
れまでと同様に分周率を求める。
【0020】一方、図1のキーボード4等から通知され
る、即時応答を要求されるような割込を分周率計算部1
4が受けた場合は、CPU1への供給クロックの分周率
を保持するレジスタ13を初期化する。これにより、C
PU1には、CPU1が許容する最大のクロック周波数
が供給される。
【0021】以上に説明した実施例では、割込信号を監
視する割り込み監視部2と供給クロックの制御をするク
ロック制御部3と、割込監視部2に対しソフトウェア処
理の終了を告げる処理終了通知により、クロックの多段
階変更処理を行い、クロック制御部3において内部にC
PU1の供給クロック上限に対し、複数倍のクロック周
波数を外部から入力し、分周率の初期値としてCPU1
の許容最大クロック周波数に近似する分周比を保持し、
クロックの分周比の演算をして通知された割込信号の種
類に応じて分周比を初期化する。
【0022】またCPU1へのクロック供給は、供給ク
ロック制御部3を経由して供給する。CPU処理の終了
は、割込ポートを利用して割込監視部2を経由して供給
クロック制御部3に通知する。
【0023】一方、キーボード4や、各種制御信号送出
部5等の外部からの割込は、割込監視部2を経由してC
PU1に通知する。この際、割込監視部2は、外部から
の割込種別を供給クロック部3に通知する。供給クロッ
ク制御部3は、処理終了個数通知、または外部クロック
のカウント数を参照して分周率を求める。
【0024】これにより、本実施例では、計算処理量に
応じて自動的にCPU1の供給クロックの多段階変更を
おこなう制御を行うことができ、ある一定時間間隔にお
いて、CPU1の処理量が変化し、かつ長時間動作し続
けるようなリアルタイム処理に用いるコンピュータ装置
の供給クロックの多段階変更をおこなうことができる。
【0025】従って、本発明を用いることにより、動作
周波数を指定するための静的な情報、手段を必要としな
いで、CPU1の計算処理量に応じて動的に供給クロッ
クを切り替えることができるため、CPU1の能力を最
大限に活用することができ、また電力消費量を低減させ
ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のクロック
の周波数多段階変更制御装置および周波数多段階変更制
御方法による計算処理量に応じて自動的にCPUの供給
クロックの多段階変更を行うことにより、動作周波数を
指定するための静的な情報、手段を必要とせず、CPU
の計算処理量に応じて動的に、供給クロックを切り替え
ることができるため、CPUの能力を最大限に活用する
ことができるだけでなく、電力消費量を低減することが
できるという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のクロックの周波数多段階変更制御装置
および周波数多段階変更制御方法の実施例の構成を説明
するブロック図である。
【図2】図1に示すクロックの周波数多段階変更制御装
置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図3】図1に示すクロックの周波数多段階変更制御装
置の具体的な構成を説明するブロック図である。
【符号の説明】
1 CPU 2 割込監視部 3 供給クロック制御部 4 キーボード 5 各種制御信号送出部 8 外部からの供給クロック 9 クロック分周回路 11 割込信号 12 演算回路 13 レジスタ 14 分周率計算部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】CPUと、割込み監視部と、供給クロック
    制御部とからなり、外部からの供給クロックを動的、か
    つ多段階に変更して、CPUにクロックを供給するクロ
    ックの周波数多段階変更制御装置であって、 前記割込み監視部は、 CPUからの処理終了を監視して前記供給クロック制御
    部に通知する手段と、 外部からの割り込みを監視してCPUに通知するととも
    に前記供給クロック制御部に割込み種別を通知する手段
    とを備え、 前記供給クロック制御部は、 CPUの処理終了個数をカウントして供給クロックを求
    める手段と、 外部クロックのカウント数を参照して供給クロックを求
    める手段と、 供給クロック分周率の初期値をCPUの許容最大クロッ
    クに近似する値として持つ手段と、 必要に応じてCPUの分周率を初期化する手段とを備え
    ることを特徴とするクロックの周波数多段階変更制御装
    置。
  2. 【請求項2】前記CPUから前記割込み監視部への処理
    終了および割込み監視部からCPUへの割込み通知をC
    PUの割込みポートを介して行われることを特徴とする
    請求項1に記載のクロックの周波数多段階変更制御装
    置。
  3. 【請求項3】CPUと、割込み監視部と、供給クロック
    制御部とからなる周波数多段階変更制御装置であって、 前記割込み監視部において、 CPUからの処理終了を監視して前記供給クロック制御
    部に通知し、 外部からの割り込みを監視してCPUに通知するととも
    に前記供給クロック制御部に割込み種別を通知し、 前記供給クロック制御部において、 CPUの処理終了個数をカウントして供給クロックを求
    め、 外部クロックのカウント数を参照して供給クロックを求
    め、 供給クロック分周率の初期値をCPUの許容最大クロッ
    クに近似する値として持ち、 必要に応じてCPUの分周率を初期化することよって、
    外部からの供給クロックを動的、かつ多段階に変更し
    て、CPUにクロックを供給することを特徴とするクロ
    ックの周波数多段階変更制御方法。
  4. 【請求項4】前記CPUから前記割込み監視部への処理
    終了および割込み監視部からCPUへの割込み通知をC
    PUの割込みポートを介して行われることを特徴とする
    請求項3に記載のクロックの周波数多段階変更制御方
    法。
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WO2011155047A1 (ja) * 2010-06-10 2011-12-15 富士通株式会社 マルチコアプロセッサシステム、電力制御方法、および電力制御プログラム

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