JP3131290B2 - 情報処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、同期信号に同期して情
報を処理する情報処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来例１ 電子機器を構成するデバイスには、温度対動作周波数特
性を有するものがあるが、このような電子機器は、一定
の動作周波数および一定の動作電圧で駆動するため、動
作周波数や動作電圧にマージンを施して周囲温度による
影響を軽減するようにしてある。

【０００３】従来例２ 従来の情報処理装置では、動作速度を一定にするか、あ
るいは操作者の指定に基づき変化させていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例１では、周囲温度による影響を軽減するため、速度
を落としたり、高い電圧で駆動するようにしたので、デ
バイスの能力を充分に発揮できないという問題点があっ
た。

【０００５】また、上記従来例２では、動作速度が操作
者の操作能力に関係なく一定であるばかりでなく、例え
ば、キー入力の待機状態でも一定であるので、消費電力
の軽減には限界があった。

【０００６】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決し、消費電力を軽減することができる情報処理装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、同期信号に同
期して情報を処理する情報処理装置において、情報を入
力する入力手段と、該入力手段により入力された第１の
入力と、該第１の入力に引き続く第２の入力とが所定時
間経過後に入力されたか否かを判断する判断手段と、該
判断手段により所定の時間経過前に前記第２の入力が行
われたと判断された場合は、前記同期信号の周波数を第
１の周波数とし、前記所定の時間経過後に前記第２の入
力が行われたと判断された場合は、前記同期信号の周波
数を前記第１の周波数より低い第２の周波数とする制御
手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】本発明は、制御手段による周波数の変更を
行わないように制御する無効手段をさらに有することが
できる。本発明は、本情報処理装置の電源を電池または
直流電源のいずれかに切り換える切換手段をさらに有
し、制御手段は、切換手段により電池に切り換えられた
場合に、周波数を切り換えることができる。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１４】図３は本発明に係る電子機器の一実施例を
示す。

【００１５】図３において、１はデバイスで、電源電圧
Ｖｄｄが印加され、動作同期信号Ｓ２に同期して動作す
るようになっている。デバイス１の最高動作周波数ｆの
逆数（１周期当たりの時間）と温度Ｔとの関係の一例を
図４に示す。図４に示すＴ１はデバイス１の動作が保証
される最低周囲温度であり、Ｔ２は最高周囲温度であ
る。温度Ｔ１に対して最高動作周波数の逆数はｔ１にな
り、温度Ｔ２に対して最高動作周波数の逆数はｔ２にな
る。

【００１６】１０，１１，１２は抵抗で、この順に電源
とグラウンドの間に直列に接続されている。７は正温度
特性サーミスタ、８はコンデンサで、この順に電源とグ
ラウンドの間に直列に接続されている。正温度特性サー
ミスタ７は温度対抵抗値特性を公知の方法により直線化
（リニアライズ）してある。

【００１７】９はコンパレータで、抵抗１０と抵抗１１
の節点の電圧（基準電圧；Ｖｄｄ（ｅ−１）／ｅ，ただ
し、ｅは自然対数の底である）と、正温度特性サーミス
タ７とコンデンサ８の節点の電圧（充電電圧）とを比較
するものである。１３はコンパレータで、コンパレータ
９からの信号波形を矩形波に整形するものである。

【００１８】正温度特性サーミスタ７の特性と、コンデ
ンサ８の容量は次のようにして決定した。

【００１９】デバイス１の温度Ｔ対最高動作周波数ｆの
逆数の特性が図４に示すようにリニアであるとすると、
この特性曲線は、

【００２０】

【数１】 １／ｆ＝Ｔ（ｔ２−ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）＋ｔ０ …（１） と表すことができる。図４図示特性曲線から分かるよう
に、デバイス１は周囲温度が高くなるほど最高動作周波
数が低くなる。

【００２１】正温度特性サーミスタ７は温度に対して対
数的に抵抗値が高くなる。本実施例では、便宜上、温度
Ｔ１〜Ｔ２の間でリニアに補正されている。温度対抵抗
特性の一例を図５に示す。したがって、正温度特性サー
ミスタ７の温度対抵抗特性曲線は、

【００２２】

【数２】 Ｒｔｈ＝Ｔ（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｔ２−Ｔ１）＋Ｒ０ …（２） と表すことができる。

【００２３】ここで、周期ｔは

【００２４】

【数３】 ｔ＝Ｃ・Ｒｔｈ …（３） と表すことができ、式（２）を式（３）に代入すると、
次式（４）が得られる。

【００２５】

【数４】 ｔ＝ＴＣ（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｔ２−Ｔ１）＋ＣＲ０ …（４） よって、式（１）の第１項と式（４）の第１項が等し
く、式（１）の第２項と式（４）の第２項が等しくなる
ように、すなわち、

【００２６】

【数５】 Ｃ（Ｒ２−Ｒ１）＝ｔ２−ｔ１ …（５）

【００２７】

【数６】 ＣＲ０＝ｔ０ …（６） を満足するような温度対抵抗特性の正温度特性サーミス
タ７を選び、コンデンサ８の容量を決定する。

【００２８】本実施例の電子機器は、充電電圧が基準電
圧より低い場合は、コンパレータ９はオープン状態であ
り、電源から正温度特性サーミスタ７を通してコンデン
サ８に電流が流れ、コンデンサ８が充電される。他方、
充電電圧が基準電圧より高くなると、コンパレータ９は
グラウンド低インピーダンスになり、コンデンサ８が放
電される。コンパレータ９の出力波形の一例を図６に示
す。

【００２９】図７は本発明に係る電子機器の他の実施例
を示す。

【００３０】図７において、１４は直流電源、１７は発
振器である。１９はトランジスタで、コレクタがコイル
１８を介して直流電源１４の一方の端子に接続され、エ
ミッタが直流電源１４のもう一方の端子に接続され、ベ
ースに入力される発振器１７からの信号に基づきオン／
オフされている。

【００３１】２０はダイオード、２３はコンデンサで、
コイル１８により発生する起電圧を整流するものであ
る。７１はデバイスで、温度対駆動電圧特性を有し、コ
ンデンサ２３の端子間電圧が印加されている。

【００３２】２１，２２は抵抗で、デバイス７１の印加
電圧を分圧するものである。１５は抵抗、７７は正温度
特性サーミスタで、この順に直流電源１４の端子間に直
列接続されており、直流電源１４の電圧を分圧するもの
である。１６はコンパレータで、抵抗２１，２２による
分圧と、抵抗１５および正温度特性サーミスタ７７によ
る分圧を比較し、発振器１７の発振周波数を制御するも
のである。

【００３３】正温度特性サーミスタ７７の特性と、抵抗
１５，２１，２２の抵抗値は次のようにして決定する。

【００３４】図８はデバイス７１の温度対駆動電圧特性
の一例を示す。この特性は周囲温度Ｔ１〜Ｔ２の間でリ
ニアであるとすると、次の式（７）のように表すことが
できる。

【００３５】

【数７】 Ｖｄｄ＝Ｔ（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｔ２−Ｔ１）＋Ｖ０ …（７） 正温度特性サーミスタ７７の特性、すなわちＲｔｈ／
（ｒａ＋Ｒｔｈ）の温度に対する特性が図９に示すよう
にリニアであるとすると、次の式（８）のように表すこ
とができる。

【００３６】

【数８】 Ｒｔｈ／（ｒａ＋Ｒｔｈ）＝Ｔ（ｋ２−ｋ１）／（Ｔ２−Ｔ２）＋ｋ０ …（８） ここで、コンパレータ１６は＋端子の電圧と−端子の電
圧が等しくなるように動作するので、

【００３７】

【数９】 Ｖｄｄ・ｒｃ／（ｒｂ＋ｒｃ）＝ＶＲｔｈ／（ｒａ＋Ｒｔｈ） …（９） の関係が成立する。

【００３８】式（７）と式（１０）から、

【００３９】

【数１０】 Ｖ２−Ｖ１＝（ｒｂ＋ｒｃ）（ｋ２−ｋ１）／ｒｃ …（１０）

【００４０】

【数１１】 Ｖ０＝Ｖｋ０（ｒｂ＋ｂｃ）／ｒｃ …（１１） を満足する特性を有する正温度特性サーミスタ７７を選
択するとともに、抵抗１５，２１，２２を決定する。

【００４１】次に、動作を説明する。

【００４２】直流電源１４電圧の抵抗１５および正温度
特性サーミスタ７７よる分圧と、デバイス７１に印加さ
れる電圧の抵抗２１，２２による分圧とが、コンパレー
タ１６により比較され、コンパレータ１６から差電圧が
出力される。出力される差電圧に応じて発振器１７の発
振周波数が変化し、発振周波数に応じてトランジスタ１
９がＯＮ／ＯＦＦされ、コイル１８に流れ込む電流が制
御される。その結果、コイル１８により発生する起電力
がダイオード２０とコンデンサ２３により整流され、デ
バイス７１に印加される。印加される電圧はコンパレー
タ１６から差電圧に応じて決定される。

【００４３】図１０は本発明に係る電子機器の他の実施
例を示す。

【００４４】図１０において、１，７は図３と同一部分
を示す。２４は抵抗で、正温度特性サーミスタ７と直列
に接続されており、電源電圧Ｖｄｄを分圧するものであ
る。２５は４ビットのＡＤコンバータで、抵抗２４と正
温度特性サーミスタ７により分圧して得られる電圧を１
６分割してデジタル値に変換するものである。２８はク
リスタル発振回路で、周波数精度の高い信号Φを生成す
るものである。２６はカウンタで、ＡＤコンバータ２５
からのデジタル値がセットされており、クリスタル発振
回路２８からの信号Φをカウントするものである。２７
はフリップフロップで、Ｅ端子が”Ｈ”レベルになった
場合、トグル状態になり、クリスタル発振回路２８から
の信号Φにより出力信号レベルが変化する。フリップフ
ロップ２７からの信号がデバイス１に供給されている。

【００４５】図１１に示すタイミングを参照して動作を
説明する。

【００４６】抵抗２４と正温度特性サーミスタ７により
電源電圧Ｖｄｄを分圧して得られた電圧はＡＤコンバー
タ２５によりディジタル値に変換され、カウンタ２６に
設定される。この状態で、クリスタル発振回路２８から
の信号Φによりカウンタ２６がダウンカウントされ、カ
ウント値が０になると、カウンタ２６のＢＲ端子のレベ
ルが”Ｈ”になる。よって、フリップフロップ２７にＥ
端子のレベルが”Ｈ”になり、フリップフロップ２７は
トグル状態になる。

【００４７】また、カウンタ２６のＢＲ端子のレベル
が”Ｈ”レベルになると、カウンタ２６のＬＤ端子のレ
ベルが”Ｈ”レベルになり、抵抗２４と正温度特性サー
ミスタ７により電源電圧Ｖｄｄを分圧して得られた電圧
がＡＤコンバータ２５によりディジタル値に変換され、
カウンタ２６に設定される。

【００４８】よって、抵抗２４と正温度特性サーミスタ
７により分圧して得られた電圧により、クリスタル発振
回路２８からの信号Φの発振周波数を発振周波数の１／
２〜１／３２にすることができ、発振周波数を１６段階
に変化させることができる。従って、この発振周波数の
１／２の周波数を図４に示すＴ１時に設定し、発振周波
数の１／３２の周波数を図４に示すＴ２時に設定した場
合、デバイス１はＴ１〜Ｔ２の間で正常に動作すること
になる。

【００４９】図１３は本発明に係る情報処理装置の一例
を示す。

【００５０】図１３において、１２６は入力手段として
のキーボードで、情報を入力するものである。１２７は
キーボード制御装置で、キーボード１２６の入力を監視
し、入力があったときＫＩＮＴ信号を出力するものであ
る。１２１はＭＰＵで、キーボード制御装置１２７から
ＫＩＮＴ信号による割り込みを受け付けると、ＫＳＴＢ
信号を出力し、キーボード１２６のデータＫＤＡＴＡを
受け取るようになっている。ＫＩＮＴ信号はＤＳＴＢ信
号を受けるまでアクティブ保持する。

【００５１】１２８は動作同期信号発生器で、間隔検出
手段として、ＫＩＮＴ信号の入力間隔を検出し、第２周
波数変化手段として、検出されたＫＩＮＴ信号の入力間
隔に応じて動作同期信号の周波数を変化させるものであ
る。

【００５２】１２９は電池（電圧はＶｄｄ）である。１
３０は直流電源（電圧はＶｄｄ）で、着脱可能になって
いる。１３１は電源切り換え器で、本装置の電源を電池
１２９または直流電源１３０のいずれかに切り換え、出
力されるＡＣ／ＢＴ信号のレベルを電池１２９に切り換
えた場合、”Ｌ”にし、直流電源１３０に切り換えた場
合、”Ｈ”にする。

【００５３】図１４は図１３に示す動作同期信号発生器
１２８の構成を示す。

【００５４】発振器１３２からの信号Φ１により、ＫＩ
ＮＴ信号をカウンタ（ＣＨ１）１３７によりカウント
し、そのときのカウンタ値をレジスタ（ＲＥＧ）１３９
に保持し、カウンタ（ＣＴ２）１４２により、レジスタ
１３９の値に応じた発振器１３２からの信号Φ２の分周
比を決定し、フリップフロップ１４４により分周するよ
うになっている。

【００５５】カウンタ１３７はＵ／Ｄ端子を電源に接続
し、アップカウンタとして動作するようになっており、
カウンタ１４２はＵ／Ｄ端子をグラウンドに接続し、ダ
ウンカウンタとして動作するようになっている。カウン
タ１３７のＣＫ端子に入力される信号Φ１の立ち下がり
に同期して動作する。カウンタ１３７のＬＤ端子のレベ
ルが”Ｌ”の場合、Ｕ／Ｄ端子や、Ｅ端子のレベルに関
係なく、ＣＫ端子に入力される信号Φ１の立ち下がり時
に、端子Ｄ１〜Ｄ４のレベルを端子Ｑ１〜Ｑ４に出力す
る。ＬＤ端子のレベルが”Ｈ”で、Ｅ端子のレベルが”
Ｌ”である場合、ＣＫ端子に入力される信号Φ１が立ち
下がっても出力Ｑ１〜Ｑ４のレベルは変化しない。カウ
ンタ１３７，１４２の真理値表を表１に示す。

【００５６】

【表１】

【００５７】次に、動作同期信号発生器１２８の動作を
説明する。

【００５８】図１５は図１４図示各部の信号のタイミン
グを示す。また、図１６は図１５図示期間Ａのタイミン
グを時間軸を伸長して示し、図１７は図１５図示期間Ｂ
のタイミングを時間軸を伸長して示し、図１８は図１５
図示期間Ｃのタイミングを時間軸を伸長して示す。

【００５９】Ｄフリップフロップ１３４，１３５のクロ
ック端子に発振器１３２からのΦ１信号が入力されてお
り、ＫＩＮＴ信号がインバータ１３３により反転された
後、リセット端子に入力されると、Ｄフリップフロップ
１３５のＱバー（以下、＼で表す）端子から信号Ｓ２が
出力される。信号Ｓ２のレベルが”Ｌ”である場合、信
号Φ１の立ち下がりに同期して、カウンタ（ＣＨ１）１
３７のカウント値が０になる。

【００６０】Ｄフリップフロップ１３５のＱ端子からの
出力信号と発振器１３２からの信号Φ１とがＮＡＮＤゲ
ート１３６によりＮＡＮＤ演算され、信号Ｓ３が出力さ
れる。この信号Ｓ３により、レジスタ１３９は０になる
直前のカウント値を保持する。この場合、レジスタ１３
９の値は０，２，３，１５とＫＩＮＴ信号の間隔によっ
て変化することになる。

【００６１】すなわち、カウンタ１３７がＫＩＮＴ信号
の間隔を測定し、キャリー、すなわちカウンタ１３７の
カウント値が「１５」になると、ＣＲ端子からＣＲ信号
が出力される。そして、ＣＲ信号のレベルが発信器１３
２からの信号Φ１に同期して、Ｄフリップフロップ１３
８の端子Ｑに現れ、この端子Ｑの信号が信号Φ１に同期
してＮＡＮＤゲート１４１の出力に現れる。ＮＡＮＤゲ
ート１４１および１３６の出力信号がＯＲゲート１４０
によりＯＲ演算されるので、信号Φ１の立ち上がりで、
カウンタ１３７の出力、すなわち「１５」がレジスタ１
３９にラッチされる。

【００６２】また、カウンタ１３７のカウント値が「１
５」になると、＼ＬＤが‘０’になるまで、カウンタ１
３７はカウントを停止する。

【００６３】ついで、レジスタ１３９の値をカウンタ
（ＣＨ２）１４２にセットし、カウンタ１４２を発振器
１３２からの信号Φ２によりダウンカウントし、カウン
ト値が０になった場合、＼ＢＲ端子のレベルが”Ｌ”に
なり、再び、レジスタ１３９の値がカウンタ１４２にセ
ットされる。よって、カウンタ１４２はレジスタ１３９
の値によりカウント周期が決定され、カウンタ１４２の
＼ＢＲ端子からの信号Ｓ５によりフリップフロップ１４
４がトグル状態になると、その分周比によるＣＬＫ信号
が得られる。

【００６４】従って、信号Φ２の周波数をｆ、レジスタ
１３９の値をＲＥＧとすると、ＣＬＫ信号の周波数ｆＣ
ＬＫは

【００６５】

【数１２】ｆＣＬＫ＝ｆ／２（ＲＥＧ＋１） と表される。

【００６６】なお、キー入力間隔に関係なく処理速度を
上げたい場合、ＭＰＵ１２１により動作同期信号発生器
１２８に入力するＭＡＸ信号のレベルを”Ｌ”にし、Ｃ
ＬＫ信号の発振周波数を最大値ｆ／２にすることができ
る。

【００６７】また、消費電力に関係なく処理速度を上げ
たい場合は、＼ＡＣ／ＢＴ信号のレベルを”Ｌ”にし、
ＣＬＫ信号の周波数を最大にすることができる。

【００６８】

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る情報
処理装置によれば、入力された情報の入力間隔に応じて
同期信号の周波数を変化させるようにしたので、消費電
力を軽減させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子機器の概要を示すブロック図
である。

【図２】本発明に係る電子機器の概要を示すブロック図
である。

【図３】本発明に係る電子機器の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図４】デバイス１の温度Ｔ対最高動作周波数ｆの逆数
特性の一例を示す特性図である。

【図５】正温度特性サーミスタ７の温度Ｔ対抵抗Ｒ特性
の一例を示す特性図である。

【図６】コンパレータ９の出力波形の一例を示す波形図
である。

【図７】本発明に係る電子機器の他の実施例を示すブロ
ック図である。

【図８】デバイス７１の温度Ｔ対駆動電圧Ｖｄｄ特性の
一例を示す特性図である。

【図９】Ｒｔｈ／（ｒａ＋Ｒｔｈ）の温度Ｔに対する特
性の一例を示す特性図である。

【図１０】本発明に係る電子機器の他の実施例を示すブ
ロック図である。

【図１１】図１０に示す各部のタイミングの一例を示す
タイミングチャートである。

【図１２】本発明に係る情報処理装置の概要を示すブロ
ック図である。

【図１３】本発明に係る情報処理装置の一実施例を示す
ブロック図である。

【図１４】図１３に示す動作同期信号発生器１２８の構
成を示すブロック図である。

【図１５】図１４図示各部のタイミングの一例を示すタ
イミングチャートである。

【図１６】図１５図示期間Ａのタイミングを時間軸を伸
長して示すタイミングチャートである。

【図１７】図１５図示期間Ｂのタイミングを時間軸を伸
長して示すタイミングチャートである。

【図１８】図１５図示期間Ｃのタイミングを時間軸を伸
長して示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１ デバイス ７ 正温度特性サーミスタ ８ コンデンサ ９ コンパレータ １０，１１，１２ 抵抗 １３ コンパレータ １８ コンデンサ １２１ ＭＰＵ １２６ キーボード １２７ キーボード制御装置 １２８ 動作同期信号発生器 １２９ 電池 １３０ 直流電源 １３１ 電源切り換え器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−272322（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−204814（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−130510（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−24712（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−260674（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同期信号に同期して情報を処理する情報
   処理装置において、 情報を入力する入力手段と、 該入力手段により入力された第１の入力と、該第１の入
   力に引き続く第２の入力が所定時間経過後に入力された
   か否かを判断する判断手段と、 該判断手段により所定の時間経過前に前記第２の入力が
   行われたと判断された場合は、前記同期信号の周波数を
   第１の周波数とし、前記所定の時間経過後に前記第２の
   入力が行われたと判断された場合は、前記同期信号の周
   波数を前記第１の周波数より低い第２の周波数とする制
   御手段とを備えたことを特徴とする情報処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記制御手段による
   周波数の変更を行わないように制御する無効手段をさら
   に有することを特徴とする情報処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、本情報処理装置の電
   源を電池または直流電源のいずれかに切り換える切換手
   段をさらに有し、 前記制御手段は、前記切換手段により電池に切り換えら
   れた場合に、周波数を切り換えることを特徴とする情報
   処理装置。