JP4671549B2 - マイクロコンピュータ発振切り替え回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロコンピュータの発振停止を検出する用途に適応され、安定したクロック信号を供給するためのマイクロコンピュータ発振切り替え回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
マイクロコンピュータがクロック信号源として使用する発振回路は、その端子にセラミック発振子や水晶発振子等の発振子を接続して構成される。またリングオシレータなどの自己発振回路をマイクロコンピュータに内蔵する場合もある。マイクロコンピュータのメインクロック信号にセラミック発振子を用いた発振回路では、発振回路の端子がオープン、ショート状態となった場合にメインクロック信号を供給できず、マイクロコンピュータが動作しなくなることがある。そのため、メインクロック信号に問題が発生した時に、ソフトウェアまたは内蔵回路により、発振回路から内蔵のリングオシレータにメインクロック源を切り替えるようにしている。
【0003】
図4は従来のマイクロコンピュータ発振切り替え回路を示すブロック図である。図において、1はマイクロコンピュータ、2は自己発振クロック信号10を生成するリングオシレータ回路(自己発振回路)、6はマイクロコンピュータ1のシステムクロックとして使用されるメインクロック信号である。7はマイクロコンピュータ1の外部にある発振回路から入力される外部クロック信号入力、5は入力される外部クロック信号を監視し外部発振回路の発振停止を検出する発振停止検出回路である。9は発振停止検出回路5を介したあとの外部入力クロック、3は発振停止検出回路5の検出信号12に応答してクロック切り替え信号11を生成するクロック切り替え回路である。4はクロック選択回路で、外部にある発振回路の発振停止時にクロック選択信号11に応答してメインクロック信号6のクロック源を外部発振回路からリングオシレータ回路2に切り替える手段である。8はマイクロコンピュータ1を初期化するための外部リセット信号で、クロック切り替え回路3を初期化するために与えられるようになっている。
【0004】
次に動作について説明する。
マイクロコンピュータ1では、電源が投入されると外部リセット信号8が入力され、これによりクロック切り替え回路3が初期化され、クロック切り替え信号11は“H”の値を示す。外部発振回路が正常に動作している場合、発振停止検出回路5は外部クロック信号入力7を外部クロック信号9としてクロック選択回路4に出力する。一方、リングオシレータ回路2から自己発振クロック信号10がクロック選択回路4に与えられているが、クロック選択回路4はクロック切り替え信号11の値“H”に応答してメインクロック信号6として外部クロック信号9を選択する。
もしも外部クロック信号入力7の発振停止が起こった場合、その検出により、発振停止検出回路5からは検出信号12が出力され、クロック切り替え回路3はクロック切り替え信号を“L”の値に変化させる。このクロック切り替え信号11に応答して、クロック選択回路4はリングオシレータ回路2の自己発振クロック信号10に切り替え、これをメインクロック6として出力するよう動作する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のマイクロコンピュータ発振切り替え回路は以上のように構成されているので、クロック切り替え回路3の初期化は、マイクロコンピュータ1の外部から入力される外部リセット信号8に同期している。一方、マイクロコンピュータ1は、通常動作時においてもソフトウェアプログラムを用いてメインクロック信号6として外部クロック信号9かリングオシレータ回路2の自己発振クロック信号10かを選択する動作形態を持つように設計されている。メインクロック信号6を自己発振クロック信号10から外部クロック信号9に戻す場合には、クロック切り替え回路3に外部リセット信号8が与えられることによって行われる。リセットが実行されると、マイクロコンピュータ1は外部発振回路の端子がオープン、ショート状態にある場合でも、リングオシレータ回路2の出力から外部クロック信号9(存在しない)側に切り替わり、メインクロック信号6の供給ができなくなり、マイクロコンピュータ1が暴走するという課題があった。この課題について詳細に説明する。
【0006】
図5は図4の各信号の動作状態を示すタイミングチャートで、電源投入時からリセット実行、リセット解除の動作について示したものである。
▲1▼で、外部リセット信号8が入力されると、クロック切り替え信号11は“H”に初期化され、メインクロック信号6には外部クロック信号9が選択される。
▲2▼で、ソフトウェアプログラムを用いて自己発振クロック信号10を選択すると、クロック切り替え信号は“L”になり、メインクロック信号6は自己発振クロック信号10に切り替わる。次に▲3▼で、外部リセット信号8が入力されると、クロック切り替え信号11は“H”に初期化されるため、外部クロック信号9が選択される。▲4▼で、自己発振クロック信号10から外部クロック信号9側に切り替わるが、外部入力クロック信号9が発振停止中である。結果として、マイクロコンピュータ1はメインクロック信号6を得ることができず暴走してしまう。
【0007】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、マイクロコンピュータに支障を及ぼすことなく常時クロック信号を供給できるマイクロコンピュータ発振切り替え回路を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るマイクロコンピュータ発振切り替え回路は、自己発振クロック信号を生成する自己発振回路と、クロック切り替え信号に応答して外部発振回路から供給される外部クロック信号または前記自己発振クロック信号を選択して前記マイクロコンピュータのメインクロック信号として出力するクロック選択回路と、電源投入時にのみワンショットパルスを発生するパワーオンリセット回路と、前記ワンショットパルスにのみ応答して初期化され、外部クロック信号入力の停止を検出して検出信号を出力する発振停止検出回路と、前記検出信号が初期化された場合には外部クロック信号を選択し、前記検出信号が前記外部クロック信号入力の停止を検出した場合には前記自己発振クロック信号を選択するよう前記クロック選択回路を切り替え制御する前記クロック切り替え信号を出力するクロック切り替え回路とをマイクロコンピュータ内に備えたものである。
【0009】
この発明に係るマイクロコンピュータ発振切り替え回路は、自己発振クロック信号を生成する自己発振回路と、クロック切り替え信号に応答して外部発振回路から供給される外部クロック信号または前記自己発振クロック信号を選択して前記マイクロコンピュータのメインクロック信号として出力するクロック選択回路と、前記外部クロック信号の停止を検出して検出信号を出力する発振停止検出回路と、初期化された場合には外部クロック信号を選択し、前記検出信号が外部クロック信号入力の停止を検出した場合には前記自己発振クロック信号を選択するよう前記クロック選択回路を切り替え制御する前記クロック切り替え信号を出力するクロック切り替え回路と、前記外部クロック信号入力の停止を検出しているときの前記クロック切り替え信号により前記クロック切り替え回路を初期化する外部リセット信号を無効にするゲート回路とをマイクロコンピュータ内に備えたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるマイクロコンピュータ発振切り替え回路を示すもので、図4に示す従来の構成に相当する部分には同一符号を付して示す。図において、1はマイクロコンピュータ、2は自己発振クロック信号10を生成するリングオシレータ回路(自己発振回路)である。4はクロック選択回路で、クロック切り替え信号11に応答して外部発振回路から供給される外部クロック信号9または自己発振クロック信号10を選択してマイクロコンピュータ1のメインクロック信号6として出力する手段である。20は電源投入時にのみワンショットパルス13を発生するパワーオンリセット回路、5はワンショットパルス13にのみ応答して初期化され、外部クロック信号入力7の停止を検出して検出信号12を出力する発振停止検出回路である。3はクロック切り替え回路で、検出信号12が初期化された場合には外部クロック信号9を選択し、検出信号12が外部クロック信号入力7の停止を表した場合には自己発振クロック信号10を選択するようクロック選択回路4を切り替え制御するクロック切り替え信号11を出力する手段である。
【0011】
次に動作について説明する。
パワーオンリセット回路20から電源投入時のみ発生するワンショットパルス13が発振停止検出回路5に入力される。これにより電源投入時のみ検出信号12が初期化されるように構成される。ここで、ソフトウェアプログラムによりメインクロック信号6として自己発振クロック信号10が選択されている場合において、外部リセット信号8が入力されてもクロック切り替え回路3、発振停止検出回路5には与えられず、クロック切り替え信号11は初期化されない。したがって、外部クロック信号が停止していたとしても、クロック選択回路4は自己発振クロック10を選択し続ける。その結果、マイクロコンピュータ1は暴走することなく正常に動作し続けることができる。
【0012】
以上のように、実施の形態1によれば、パワーオンリセット回路30から電源投入時のみ発生するワンショットパルス13により電源投入時のみ検出信号12が初期化されるように構成したので、クロック信号切り替え動作に関わらず常にマイクロコンピュータ1は暴走することなく正常に動作し続けることができる効果が得られる。
【0013】
実施の形態2.
図2はこの発明の実施の形態2によるマイクロコンピュータ発振切り替え回路を示すもので、図1に対応する相当部分には同一符号を付す。14はクロック切り替え回路3から出力される制御信号で、クロック切り替え信号11と同じか、タイミングが同じ信号である。21は外部クロック信号入力7の停止を検出しているときの制御信号14(またはクロック切り替え信号)によりクロック切り替え回路3を初期化する外部リセット信号8を無効にするゲート回路である。15はゲート回路21により外部リセット信号8を有効または無効にしたゲート出力である。
【0014】
次に動作について説明する。
検出信号12が発振停止を検出している場合、クロック切り替え回路3より外部リセット入力8を無効にする制御信号14を出力するように構成されている。ゲート回路21において、制御信号14が“H”のとき外部リセット入力8は有効となるが、外部発振回路がオープン、ショート状態になって外部クロック信号7が停止した場合の制御信号14は“L”になり、外部リセット入力8が来ても、これを無効にする。このときの動作を図3のタイムチャートにより説明する。
▲1▼で、外部リセット信号8が解除された後、外部クロック信号9が選択されるが、動作中に外部クロック入力7が停止する。▲2▼で、発信停止検出回路5がこの発振停止を検出し、検出信号12を出力する。▲3▼で、クロック切り替え回路3が自己発振クロック10を選択するようにクロック切り替え信号11をクロック選択回路4に出力する。▲4▼で、メインクロック6は、外部クロック9から自己発振クロック10に切り替わる。▲5▼で、外部リセット入力8が到来しても、制御信号14が“L”のため、ゲート出力15は“L”であり、外部リセット信号8をクロック切り替え回路3に対して無効にし、クロック選択回路4は自己発振クロック10を選択し続ける。すなわち、自己発振クロック10がメインクロック6として選択されている場合には、外部リセット信号8が入力されたとしてもマイクロコンピュータ1は正常に動作し続けることができる。
【0015】
以上のように、実施の形態2によれば、外部クロック信号7の停止を検出しているときの制御信号14(またはクロック切り替え信号11)によりクロック切り替え回路3を初期化する外部リセット信号8を無効にするので、外部発振回路の停止時におけるクロック信号切り替え動作において影響を受けることがなく、常にマイクロコンピュータ1は正常に動作し続けることができる効果が得られる。
【0016】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、自己発振クロック信号を生成する自己発振回路と、クロック切り替え信号に応答して外部発振回路から供給される外部クロック信号または自己発振クロック信号を選択してマイクロコンピュータのメインクロック信号として出力するクロック選択回路と、電源投入時にのみワンショットパルスを発生するパワーオンリセット回路と、ワンショットパルスにのみ応答して初期化され、外部クロック信号入力の停止を検出して検出信号を出力する発振停止検出回路と、検出信号が初期化された場合には外部クロック信号を選択し、検出信号が外部クロック信号入力の停止を検出した場合には自己発振クロック信号を選択するようクロック選択回路を切り替え制御するクロック切り替え信号を出力するクロック切り替え回路とをマイクロコンピュータ内に備えるように構成したので、クロック信号切り替え動作に関わらず常にマイクロコンピュータは暴走することなく正常に動作し続けることができる効果がある。
【0017】
この発明によれば、自己発振クロック信号を生成する自己発振回路と、クロック切り替え信号に応答して外部発振回路から供給される外部クロック信号または自己発振クロック信号を選択してマイクロコンピュータのメインクロック信号として出力するクロック選択回路と、外部クロック信号の停止を検出して検出信号を出力する発振停止検出回路と、初期化された場合には外部クロック信号を選択し、検出信号が外部クロック信号入力の停止を検出した場合には自己発振クロック信号を選択するようクロック選択回路を切り替え制御するクロック切り替え信号を出力するクロック切り替え回路と、外部クロック信号入力の停止を検出しているときのクロック切り替え信号によりクロック切り替え回路を初期化する外部リセット信号を無効にするゲート回路とをマイクロコンピュータ内に備えるように構成したので、外部発振回路の停止時におけるクロック信号切り替え動作において影響を受けることがなく、常にマイクロコンピュータは正常に動作し続けることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるマイクロコンピュータの発振切り替え回路を示すブロック図である。
【図2】 この発明の実施の形態2によるマイクロコンピュータの発振切り替え回路を示すブロック図である
【図3】 実施の形態2に係る動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図4】 従来のマイクロコンピュータの発振切り替え回路を示すブロック図である。
【図5】 従来の回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 マイクロコンピュータ、2 リングオシレータ回路、3 クロック切り替え回路、4 クロック選択回路、5 発振停止検出回路、6 メインクロック信号、7 外部クロック信号入力、8 外部リセット信号、9 外部クロック信号、10 自己発振クロック信号、11 クロック切り替え信号、12 検出信号、13 パワーオンリセット信号、14 制御信号、15 ゲート出力、20 パワーオンリセット回路、21 ゲート回路。
Claims (1)
- 自己発振クロック信号を生成する自己発振回路と、
クロック切り替え信号に応答して外部発振回路から供給される外部クロック信号または前記自己発振クロック信号を選択して前記マイクロコンピュータのメインクロック信号として出力するクロック選択回路と、
電源投入時にのみワンショットパルスを発生するパワーオンリセット回路と、
前記ワンショットパルスにのみ応答して初期化され、外部クロック信号入力の停止を検出して検出信号を出力する発振停止検出回路と、
前記検出信号が初期化された場合には外部クロック信号を選択し、前記検出信号が前記外部クロック信号入力の停止を検出した場合には前記自己発振クロック信号を選択するよう前記クロック選択回路を切り替え制御する前記クロック切り替え信号を出力するクロック切り替え回路とをマイクロコンピュータ内に備えたことを特徴とするマイクロコンピュータ発振切り替え回路。
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