JP5847456B2 - プロセッサ、及び制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、デバイスを制御するプロセッサ、及びデバイスの制御方法に関する。

携帯用機器などでは、省電力化のため、加速度センサや温湿度センサといったデバイスを間欠動作させることが求められる。自らの動作モードを制御する機能を有さないセンサを間欠動作させる場合、その動作は、タイマ装置など（たとえば、特許文献１、２）により制御される。あるいは、センサによる検知データを処理するために設けられるマイクロプロセッサ（以下、単にプロセッサという）が、かかる制御を担う場合もある。かかるプロセッサは、たとえばクロックをカウントしてセンサの動作周期を計測し、動作周期ごとにセンサを一定時間動作させそれ以外の時間は停止または電源をカットするという制御を繰り返す。

特開平７−３１１６９５号公報 特開２０００−９１８８９号公報

しかしながら、プロセッサによりセンサの動作周期を計測することは、その分、プロセッサの消費電流の増加につながる。さらに、たとえば、動作周期を次第に長くすることで単位時間あたりのセンサの動作時間を減らすような制御を行う場合、センサを停止させる時間が延びることで、センサの動作電流を削減することはできるが、プロセッサは常に動作しているので、プロセッサの消費電流は削減ができない。それどころか、動作時間の設定をその都度実施してしまうため、かえって消費電流が増えてしまう結果となる。かかる消費電流の増加は、センサを間欠動作させることによる省電力化を削減するので問題となる。

そこで、本発明の目的は、低消費電流で被制御デバイスの間欠動作を制御できるプロセッサ、及びデバイスの制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、一実施形態におけるプロセッサは、処理部とタイマ部とを有する。処理部は、被制御デバイスから入力されるデータを処理する第１の動作モードと、前記被制御デバイスから入力されるデータを処理せず前記第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードとを有する。また、タイマ部は、前記処理部が前記第２の動作モードのときにクロックをカウントするカウンタと、前記カウンタによる前記クロックのカウント値が基準値に達するごとに前記被制御デバイスを所定の時間動作させるための動作信号を出力する信号出力部と、前記カウント値が前記基準値に達するごとに前記基準値を増加させて前記信号出力部に設定する設定部とを有する。

以下に説明する実施形態によれば、低消費電流のプロセッサにより被制御デバイスの間欠動作を制御できる。

本実施形態におけるプロセッサの構成例を示す図である。 センサ２０の動作周期を示す図である。 第１実施例におけるタイマ部６の詳細な構成を示す図である。 第１実施例における動作信号出力部１０の動作手順を示すフローチャート図である。 第１実施例におけるプロセッサ２の動作を示すためのタイミング図である。 第１実施例におけるプロセッサ２の動作を示すためのタイミング図である。 第１実施例におけるプロセッサ２の動作を示すためのタイミング図である。 第２実施例におけるタイマ部６の詳細な構成を示す図である。 第２実施例における動作信号出力部１０の動作手順を示すフローチャート図である。 第２実施例におけるプロセッサ２の動作を説明するためのタイミング図である。 第２実施例におけるプロセッサ２の動作を説明するためのタイミング図である。 第２実施例におけるプロセッサ２の動作を説明するためのタイミング図である。 第１変形例におけるプロセッサ２の構成を示す図である。 第２変形例におけるプロセッサ２の構成を示す図である。 記憶部２６の構成例を示す図である。 第３変形例におけるプロセッサ２の構成を示す図である。 本実施形態のプロセッサが活動量計測に用いられる場合の構成を示す図である。 実施例におけるプロセッサ２の動作シーケンスを示す図である。

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、適用される技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。

図１は、本実施形態におけるプロセッサの構成例を示す。プロセッサ２は、たとえば携帯電話機などの携帯機器において、被制御デバイスからのデータを処理するとともに、被制御デバイスの間欠動作を制御するマイクロプロセッサである。被制御デバイスは、ここではセンサ２０である。センサ２０は、たとえば、携帯機器の加速度、温湿度、または電界強度といった状態を検知する、加速度センサ、温湿度センサ、または電界強度センサなどである。また、プロセッサ２は、センサ２０による検知データを処理する処理部４と、センサ２０の間欠動作を制御するタイマ部６とを有する。

各部について詳細に説明する前に、タイマ部６により制御されるセンサ２０の間欠動作について説明する。図２には、横軸を経過時間として、センサ２０の動作周期ＯＣｎ（ｎ＝１、２、・・・）、動作時間ＯＴ、及び休止時間ＰＴｎが示される。センサ２０の１つの動作周期ＯＣｎは、動作時間ＯＴと休止時間ＰＴｎとからなる。タイマ部６の制御により、センサ２０は、各動作周期ＯＣｎにおいて、一定の動作時間ＯＴで検知動作を行い、休止時間ＰＴｎで動作を休止する。ここで、たとえばプロセッサ２が携帯電話機に搭載され、センサ２０により加速度、温湿度、電界強度などを検知する場合、動作時間ＯＴはたとえば１０ミリ秒である。一方、初期設定の動作周期ＯＣ１は、たとえば４０ミリ秒であり、したがって休止時間ＰＴ１は、たとえば３０ミリ秒である。本実施形態では、さらに、タイマ部６により、動作周期ＯＣｎが次第に長くなるような（つまり、休止時間ＰＴｎが次第に長くなるような）制御が行われる。

図１に戻り、各部の詳細について説明する。処理部４は、センサ２０から入力される検知データを処理する第１の動作モードと、それより消費電流が小さい第２の動作モードを有する、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。第１の動作モードは、通常の動作を行うための通常モードである。これに対し、第２の動作モードは、電流を消費しない休止モード、または微量な待機電流を消費する待機モードである。以下では、休止モードを例として説明がなされる。処理部４は、通常モードのときにタイマ部６のカウンタ８を起動信号ＳＳにより起動し、処理部４自身は休止モードに移行する。そして、処理部４は、センサ２０から入力される検知データを処理を必要とするときに、通常モードに移行して動作する。センサ２０から入力される検知データは、たとえば、加速度、温湿度、電界強度などの検知データである。

タイマ部６は、カウンタ８、動作信号出力部１０、基準値設定部１２が動作することで、処理部４が休止モードのときにセンサ２０の間欠動作を制御する。タイマ部６と処理部４とは、同系統の電源で動作してもよいし、別系統の電源で動作してもよい。いずれの場合であっても、処理部４が休止モードのときには処理部４への処理クロックＣＬＫが停止され、もしくは電流供給が停止され、その一方で、タイマ部６には動作に必要な電流とクロックＣＬＫが供給される。

タイマ部６では、カウンタ８が、処理部４に起動され、クロックＣＬＫをカウントする。クロックＣＬＫは、クロック発生器１６から、処理部４とカウンタ８とに入力される。なお、処理部４とカウンタ８は、異なるクロック供給源を有してもよい。クロックＣＬＫのカウント値ＣＮＴは、動作信号出力部１０に入力される。動作信号出力部１０には、これに加え、動作周期基準値Ｒｅｆ１が基準値設定部１２から入力される。

動作信号出力部１０は、クロックＣＬＫのカウント値ＣＮＴが動作周期基準値Ｒｅｆ１に達するごとに、センサ２０を所定時間動作させるための動作信号ＤＳを出力する。動作周期基準値Ｒｅｆ１は、センサ２０の動作周期に対応し、具体的には、動作周期をクロックＣＬＫの周期で除算して求められるクロック数である。また、動作信号ＤＳは、たとえば、ＨレベルとＬレベルとを有する矩形波信号である。動作信号出力部１０は、たとえばＰＬＤ（Programmable Logic Device）と、矩形波信号を生成する回路とを有する。動作信号出力部１０は、後に詳述する動作により、センサ２０の動作時間にＨレベル、休止時間にＬレベルとなるような動作信号ＤＳを出力する。センサ２０は、たとえば、動作信号ＤＳがＨレベルのときにＯＮされ、ＬレベルのときにＯＦＦされる、図示されない電源スイッチを有する。あるいは、センサ自身が省電力モードを所有する場合に、省電力モード信号に接続することも可能である。これにより、動作信号ＤＳがたとえばＨレベルのときにセンサ２０が電源供給を受けて動作し、Ｌレベルのときにセンサ２０が動作を休止（もしくは省電力）モードに移行する。

また、動作信号出力部１０は、カウント値ＣＮＴが動作周期基準値Ｒｅｆ１に達するごとに、両者が一致したことを示す一致信号ＣＭＰを、カウンタ８と基準値設定部１２に出力する。一致信号ＣＭＰは、たとえばパルス信号である。カウンタ８は、一致信号ＣＭＰに応答して、カウント値ＣＮＴをゼロクリアする。ただし、後述するように、カウント値ＣＮＴをゼロクリアしない構成も可能である。一方、基準値設定部１２は、一致信号ＣＭＰに応答して、動作周期基準値Ｒｅｆ１を増加させて動作信号出力部１０に設定する。そうすることで、センサ２０の動作周期が長くなる。かかる制御動作を繰り返すことで、センサ２０を間欠動作させながら、動作周期（または、次にセンサ２０を動作させるまでの休止時間）を次第に長くすることができる。

センサ２０は、動作時に加速度、温湿度、電界強度などの検知を行い、アナログの検知信号ＭＳをＡＤ変換器１８に出力する。ＡＤ変換器１８は、アナログの検知信号ＭＳをデジタル信号化し、検知データＭＤとして処理部４に入力する。あるいは、センサ２０がデジタルの検知データを出力する場合、ＡＤ変換器１８の代わりにシリアルインターフェースをプロセッサ２に設けてもよい。その場合、シリアルインターフェースがセンサ２０からの検知データを受信して処理部４に伝送する。

処理部４は、休止モード時に検知データＭＤが入力されると、これを割り込み信号として認識し、割り込み信号に応答して通常モードに移行する。このために、センサ２０には、検知される信号に所定の閾値よりも大きい変化があったときに、検知データＭＤを割り込み信号として出力する機能を用意しておく。もちろん、ＡＤＣ１８からの信号として、ＭＤ以外に割り込み信号を別途用意する方法でも実現が可能である。そして、処理部４は、図示が省略されるメモリに格納される処理プログラムに従って、検知データＭＤの処理を実行する。通常モードでは、たとえば、図示しない回路からセンサ２０にセンサ動作信号が常時供給され、センサ２０から出力される検知データＭＳはすべてＡＤ変換器１８を介してＡＤ変換され検知データＭＤとして処理部４に供給される。処理されたデータは、たとえば図示されないバスを介するなどして、他のプロセッサに出力することも可能である。

また、処理部４は、検知データＭＤを処理する場合、初期化信号ＲＳを基準値設定部１２に出力し、これにより動作周期基準値Ｒｅｆ１を初期化する。これは、一度検知データＭＤが得られると、継続的に検知データＭＤが得られる蓋然性が高いことによる。たとえば、プロセッサ２が携帯電話機などに搭載される場合、携帯電話機が静止しているときには、センサ２０の検知対象である携帯電話機の加速度、周囲の温湿度、あるいは電界強度は急激に変化しない。よって、その間は、センサ２０の間欠動作時に停止時間を長く設定させても、必要な検知データを取得する機会は確保できる。しかし、携帯電話機がユーザに携行されて移動するときには、センサ２０による検知対象の状態が急激に変化する。その場合、精度よく検知データを取得するために、検知頻度を高くすることが求められる。よって、処理部４が検知データＭＤを処理する際に動作周期基準値Ｒｅｆ１を初期化信号ＲＳにより初期化することで、センサ２０の動作周期を短くできる。こうして、必要な検知データＭＤを継続して確実に取得し、処理することができる。

なお、動作信号ＤＳは、ＡＤ変換器１８にも入力され、センサ２０の動作時にＡＤ変換器１８を動作させる。そうすることで、ＡＤ変換器１８を間欠的に動作させながら、センサ２０からの検知信号をＡＤ変換できる。あるいは、ＡＤ変換器１８の代わりにシリアルインターフェースを設ける場合、シリアルインターフェースが動作信号ＤＳにより起動される。このようにして、センサ２０やＡＤ変換器１８（またはシリアルインターフェース）を間欠動作させることで、これらを常時動作させる場合より消費電流を低減することができる。

このように、処理部４が休止モードのときにタイマ部６がセンサ２０の間欠動作の制御を間欠時間の長さの設定も合わせて行うことで、処理部４が制御を行う場合よりも、プロセッサ２全体としての消費電流を減少させることができる。

次に、タイマ部６の詳細な構成と動作について説明する。まず、各動作周期が開始されるときにカウンタ８のカウント値ＣＮＴが一致信号ＣＭＰによりゼロクリアされる場合について説明する（第１実施例）。次いで、カウント値ＣＮＴがゼロクリアされない場合について説明する（第２実施例）。

[第１実施例： カウント値ＣＮＴがゼロクリアされる場合]
図３は、第１実施例におけるタイマ部６の詳細な構成を示す。第１実施例では、基準値設定部１２は、動作周期基準値Ｒｅｆ１を保持するシフトレジスタ１２ａと、動作時間基準値Ｒｅｆ２を保持するレジスタ１２ｂとを有する。動作時間基準値Ｒｅｆ２は、動作信号ＤＳをＨレベルに維持する時間に対応し、具体的には、センサ２０の動作時間をクロックＣＬＫの周期で除算して求められるクロック数である。動作信号出力部１０は、シフトレジスタ１２ａが保持する動作周期基準値Ｒｅｆ１とレジスタ１２ｂが保持する動作時間基準値Ｒｅｆ２とを、カウンタ８からのクロックＣＬＫのカウント値ＣＮＴと比較し、比較結果に応じてＨレベルまたはＬレベルの動作信号ＤＳをセンサ２０へ出力する。また、動作信号出力部１０は、カウント値ＣＮＴが動作周期基準値Ｒｅｆ１に達したときに、一致信号ＣＭＰをカウンタ８、シフトレジスタ１２ａ、及びレジスタ１２ｂに出力する。

カウンタ８は、処理部４からの起動信号ＳＳにより起動されてクロックＣＬＫのカウントを開始する。そして、カウンタ８は、一致信号ＣＭＰが入力されるごとにカウント値ＣＮＴをゼロクリアし、次の動作周期のカウントを開始する。また、シフトレジスタ１２ａは、入力される一致信号ＣＭＰに応答して、動作周期基準値Ｒｅｆ１をビットシフトさせて２のべき乗し、動作信号出力部１０に出力する。そうすることで、動作周期基準値Ｒｅｆ１が増加されて動作信号出力部１０に設定される。また、シフトレジスタ１２ａは、処理部４が検知データＭＤを処理する際、処理部４からの初期化信号ＲＳに応答して動作周期基準値Ｒｅｆ１を初期化する。そして、レジスタ１２ｂは、入力される一致信号ＣＭＰに応答して、動作時間基準値Ｒｅｆ２を動作信号出力部１０に設定する。

図４は、第１実施例における動作信号出力部１０の動作手順を示すフローチャート図である。この手順は、たとえば、１クロックごとに実行される。動作信号出力部１０は、カウント値ＣＮＴが動作時間基準値Ｒｅｆ２より小さいとき（Ｓ２のＹｅｓ）、Ｈレベルの動作信号ＤＳを出力する（Ｓ４）。これにより、センサ２０が動作する。一方、カウント値ＣＮＴが動作時間基準値Ｒｅｆ２以上であり（Ｓ２のＮｏ）、かつ動作周期基準値Ｒｅｆ１より小さいとき（Ｓ６のＹｅｓ）、動作信号出力部１０は、Ｌレベルの動作信号ＤＳを出力する（Ｓ８）。これにより、センサ２０は動作を休止する。そして、カウント値ＣＮＴが動作周期基準値Ｒｅｆ１以上のとき（Ｓ６のＮｏ）、つまり動作周期が終了したとき、動作信号出力部１０は、一致信号ＣＭＰを出力する（Ｓ１０）。これにより、カウンタ８はカウント値ＣＮＴをゼロクリアする。よって、次のクロックで実行される手順Ｓ２ではカウント値ＣＮＴが動作時間基準値Ｒｅｆ２より小さくなり、Ｈレベルの動作信号ＤＳが出力される（Ｓ４）。また、一致信号ＣＭＰにより、動作周期基準値Ｒｅｆ１が増加する。

上記のような動作により、動作信号ＤＳによりセンサ２０を間欠動作させながら、動作周期基準値Ｒｅｆ１を増加させることで動作周期を長くすることができる。たとえば、１０ミリ秒の動作時間ＯＴに対し、動作周期ＯＣｎを、たとえば、ＯＣ１＝２０ミリ秒、ＯＣ２＝４０ミリ秒、ＯＣ３＝８０ミリ秒、・・・と次第に長くすることができる。その場合、休止時間ＰＴｎは、ＰＴ１＝１０ミリ秒、ＰＴ２＝３０ミリ秒、ＰＴ３＝７０ミリ秒、・・・と次第に長くなる。

図５は、第１実施例におけるプロセッサ２の動作を説明するためのタイミング図である。図５（Ａ）には、処理部４の動作モードＭＯＤ、処理部４に入力されるクロックＣＬＫ（４）、カウンタ８に入力されるクロックＣＬＫ（８）、クロックＣＬＫ（８）のカウント値ＣＮＴ、基準値設定部１２が設定する動作周期基準値Ｒｅｆ１、動作信号出力部１０が出力する一致信号ＣＭＰ、及び動作信号ＤＳが示される。また、図５（Ｂ）には、プロセッサ２とセンサ２０とにより消費される電流が模式的に示される。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）において、横軸は経過時間を示す。

図５（Ａ）では、説明の便宜上、クロックＣＬＫの動作時間と動作周期基準値Ｒｅｆ１とが簡略化されて示される。まず、処理部４は、通常モードＯｍｄでカウンタ８を起動する。そして、処理部４は、カウンタ８を起動した後、休止モードＰｍｄに移行する。また、これに伴い、処理部４へのクロックＣＬＫ（４）の入力が停止される。

カウンタ８が起動されることにより、クロックＣＬＫ（８）のカウントが開始され、動作周期ＯＣ１が開始される。なお、ここでは、動作周期ＯＣ１は、動作時間を有さず、休止時間から開始される。クロックＣＬＫ（８）のカウント値ＣＮＴは、クロックＣＬＫ（８）にしたがって「０、１、２、・・・」と増加する。一方、動作周期基準値Ｒｅｆ１の初期値は、たとえば「２」である。カウント値ＣＮＴが「２」に達するまで、動作周期ＯＣ１が継続する。

カウント値ＣＮＴが「２」に達すると、一致信号ＣＭＰが出力される。すると、これに応答して、カウント値ＣＮＴが「０」クリアされる。そして、次のクロックからカウントが再開され、動作周期ＯＣ２が開始される。動作周期ＯＣ２が開始されると動作信号ＤＳがＨレベルになり、センサ２０が動作する。そして、一定の動作時間後、動作信号ＤＳはＬレベルになり、センサ２０が動作を休止する。また一方で、一致信号ＣＭＰに応答して、動作周期基準値Ｒｅｆ１が、たとえばビットシフトにより２倍される。よって、動作周期基準値Ｒｅｆ１の値「２」が２倍されて「４」になる。そして、カウント値ＣＮＴが「４」に達するまで、動作周期ＯＣ２が継続する。

カウント値ＣＮＴが「４」に達すると、一致信号ＣＭＰが出力される。そして、カウント値ＣＮＴが「０」クリアされる。そして、カウントが再開され、動作周期ＯＣ３が開始される。そして、動作信号ＤＳがＨレベルになり、その間センサ２０が動作する。そして、動作時間後、動作信号ＤＳはＬレベルになり、センサ２０が動作を休止する。一方で、一致信号ＣＭＰに応答して、動作周期基準値Ｒｅｆ１がビットシフトによりさらに２倍（あるいは、初期値「２」が２の２乗倍）されて「８」になる。そして、カウント値ＣＮＴが「８」に達するまで、動作周期ＯＣ３が継続する。

カウント値ＣＮＴが「８」に達すると、一致信号ＣＭＰが出力される。そして、カウント値ＣＮＴが「０」クリアされる。そして、カウントが再開され、動作周期ＯＣ４が開始される。そして、動作信号ＤＳがＨレベルになり、その間センサ２０が動作する。そして、その後動作信号ＤＳはＬレベルになり、センサ２０が動作を休止する。一方で、一致信号ＣＭＰに応答して、動作周期基準値Ｒｅｆ１がビットシフトによりさらに２倍（あるいは、初期値「２」が２の３乗倍）されて「１６」になる。そして、カウント値ＣＮＴが「１６」に達するまで、動作周期ＯＣ４が継続する。

なお、シフトレジスタ１２ａのビットシフトにより動作周期基準値Ｒｅｆ１を増加させ、シフトレジスタ１２ａがオーバーフローしたとき、動作周期基準値Ｒｅｆ１は、シフトレジスタ１２ａが保持しうる最大値に固定される。たとえば、シフトレジスタ１２ａの最上位ビットが「１」になったときにマスク値「１」を保持するようなマスクレジスタを設け、それ以降のシフトレジスタ１２ａの最上位ビットをマスクレジスタのマスク値「１」によりマスクすることで、動作周期基準値Ｒｅｆ１を最大値に固定することができる。

このように、本実施形態によれば、動作周期を長くしながら、センサ２０を間欠動作させることができる。その際、処理部４が動作を休止したままで、カウンタ８や動作信号出力部１０の動作はもとより、基準値設定部１２が動作周期基準値を設定する動作が実行される。このときの消費電流は、図５（Ｂ）に示すようになる。たとえば、処理部４が休止モードＰｍｄのときにタイマ部６が動作することで、電流Ｃ１が消費される。そして、処理部４が通常モードＯｍｄで動作するときに、さらに電流Ｃ２が消費され、全体として電流Ｃ１＋Ｃ２が消費される。また、センサ２０が動作するとき、センサ２０により電流Ｃ３が消費され、全体として電流Ｃ１＋Ｃ３が消費される。

ここで、処理部４が通常モードのままで、カウンタ８や動作信号出力部１０が動作する場合を図６に示す。図６（Ａ）には、図５（Ａ）と同様に、処理部４の動作モードＭＯＤ、処理部４に入力されるクロックＣＬＫ（４）、カウンタ８に入力されるクロックＣＬＫ（８）、クロックＣＬＫのカウント値ＣＮＴ、基準値設定部１２が設定する動作周期基準値Ｒｅｆ１、動作信号出力部１０が出力する一致信号ＣＭＰ、及び動作信号ＤＳが示される。

図５（Ａ）と異なる点について説明すると、図６（Ａ）では、処理部４の動作モードＭＯＤが通常モードＯｍｄのままであり、処理部４へのクロックＣＬＫ（４）の入力が継続される。

また、図６（Ｂ）には、図６（Ａ）の場合における処理部４とセンサ２０により消費される電流が模式的に示される。図６（Ｂ）に示されるように、処理部４が通常モードＯｍｄのとき、タイマ部６により電流Ｃ１が消費され、さらに処理部４により電流Ｃ２が消費される。よって、常時、少なくとも電流Ｃ１＋Ｃ２が消費される。そして、センサ２０の動作時には、さらに電流Ｃ３が消費され、全体として電流Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３が消費される。

図５（Ｂ）と図６（Ｂ）との比較において示されるように、図６（Ｂ）では常時電流Ｃ１＋Ｃ２が消費され、センサ２０の動作時にはさらに電流Ｃ３が消費されるのに対し、図５（Ｂ）では処理部４が休止モードＰｍｄのときは、消費電流をタイマ部６による電流Ｃ１におさえることができる。このように、本実施形態では、処理部４が休止モードの状態でタイマ部６がセンサ２０の間欠動作を制御するので、処理部４が通常モードのままでセンサ２０の間欠動作を制御する場合より、消費電流を低減することができる。

図７は、第１実施例において、検知データＭＤが取得され、処理部４が通常モードに移行する例を示す。図７（Ａ）には、図５（Ａ）と同様に、処理部４の動作モードＭＯＤ、処理部４に入力されるクロックＣＬＫ（４）、カウンタ８に入力されるクロックＣＬＫ（８）、クロックＣＬＫのカウント値ＣＮＴ、基準値設定部１２が設定する動作周期基準値Ｒｅｆ１、動作信号出力部１０が出力する一致信号ＣＭＰ、及び動作信号ＤＳが示される。

図５（Ａ）と異なる点について説明すると、図７（Ａ）では、動作周期ＯＣ４、ＯＣ５、・・・でＨレベルの動作信号ＤＳに応答してセンサ２０が動作した際、検知データＭＤが取得され、処理部４が通常モードＯｍｄに移行してこれを処理する（矢印Ｄ１）。また、このとき処理部４は、初期化信号ＲＳにより動作周期基準値Ｒｅｆ１を「２」に初期化する。よって、各動作周期が短くなる。

また、動作周期ＯＣ４、ＯＣ５、・・・で処理部４が検知データＭＤを処理する際、図７（Ｂ）に示すように、タイマ部６による電流Ｃ１と、処理部４による電流Ｃ２の合計Ｃ１＋Ｃ２が消費される（矢印Ｄ２）。しかし、検知データＭＤが取得されない間は処理部４が休止モードＰｍｄにあり、そのときの消費電流はＣ１であるので、たとえば図６（Ｂ）との比較しても、全体としての消費電流は低減される。

[第２実施例： カウント値ＣＮＴがゼロクリアされない場合]
図８は、第２実施例におけるタイマ部６の詳細な構成を示す。第２実施例では、タイマ部６において、カウンタ８、動作信号出力部１０、及び基準値設定部１２（シフトレジスタ１２ａ、レジスタ１２ｂ）に加え、カウンタ８ａと比較器１０ａとが設けられる。カウンタ８ａは、動作信号出力部１０からの一致信号ＣＭＰに応答して、カウンタ８と同じクロックＣＬＫのカウントを開始する。このとき、カウント値がゼロクリアされてから、カウントが開始される。

比較器１０ａは、カウンタ８ａによるクロックＣＬＫのカウント値ＣＮＴ´とレジスタ１２ｂから入力される動作時間基準値Ｒｅｆ２を比較する。そして、比較器１０ａは、カウント値ＣＮＴ´と動作時間基準値Ｒｅｆ２との大小関係をたとえばＨレベルまたはＬレベルで示す比較信号ＣＭＰ´を、カウンタ８ａ、レジスタ１２ｂ、及び動作信号出力部１０に出力する。

カウント値ＣＮＴ´が動作時間基準値Ｒｅｆ２に達したことを比較信号ＣＭＰ´が示すとき、カウンタ８ａはカウント値ＣＮＴ´をゼロクリアし、また、レジスタ１２ｂは比較器１０ａに動作時間基準値Ｒｅｆ２を入力する。

動作信号出力部１０は、比較信号ＣＭＰ´と、カウント値ＣＮＴと動作周期基準値Ｒｅｆ１の比較結果とに基づいて、ＨレベルまたはＬレベルの動作信号ＤＳと一致信号ＣＭＰとを出力する。カウント値ＣＮＴは、起動信号ＳＳにより起動され、クロックＣＬＫをカウントするカウンタ８から入力される。動作信号出力部１０は、カウント値ＣＮＴ´が動作時間基準値Ｒｅｆ２に達していないことを比較信号ＣＭＰ´が示すとき、Ｈレベルの動作信号ＤＳを出力する。また、カウント値ＣＮＴ´が動作時間基準値Ｒｅｆ２に達したことを比較信号ＣＭＰ´が示し、かつカウント値ＣＮＴが動作周期基準値Ｒｅｆ１に達していなければ、動作信号出力部１０は、Ｌレベルの動作信号ＤＳを出力する。そして、カウント値ＣＮＴが動作周期基準値Ｒｅｆ１に達したときに、動作信号出力部１０は、一致信号ＣＭＰによりカウンタ８ａのカウント値ＣＮＴ´をゼロクリアする。そうすることで、次の動作周期が開始され、カウント値ＣＮＴ´が動作時間基準値Ｒｅｆ２未満となり、Ｈレベルの動作信号ＤＳが出力される。

また、一致信号ＣＭＰは、シフトレジスタ１２ａに入力される。シフトレジスタ１２ａは、一致信号ＣＭＰに応答して、動作周期基準値Ｒｅｆ１をビットシフトにより増加させて動作信号出力部１０に設定する。また、シフトレジスタ１２ａは、処理部４が検知データＭＤを処理する際、処理部４からの初期化信号ＲＳに応答して動作周期基準値Ｒｅｆ１を初期化する。

図９は、第２実施例における動作信号出力部１０の動作手順を示すフローチャート図である。この手順は、たとえば、クロックＣＬＫの１クロックごとに実行される。また、図９では、図４で示した手順と、手順２ａが異なる。

動作信号出力部１０は、カウンタ８ａによるカウント値ＣＮＴ´が動作時間基準値Ｒｅｆ２より小さいとき（Ｓ２ａのＹｅｓ）、Ｈレベルの動作信号ＤＳを出力する（Ｓ４）。カウント値ＣＮＴ´が動作時間基準値Ｒｅｆ２以上であり（Ｓ２ａのＮｏ）、かつカウンタ８によるカウント値ＣＮＴが動作周期基準値Ｒｅｆ１より小さいとき（Ｓ６のＹｅｓ）、動作信号出力部１０は、Ｌレベルの動作信号ＤＳを出力する（Ｓ８）。

そして、カウント値ＣＮＴが動作周期基準値Ｒｅｆ１以上のとき（Ｓ６のＮｏ）、つまり動作周期が終了したときに、動作信号出力部１０は、一致信号ＣＭＰを出力する（Ｓ１０）。これにより、カウンタ８ａはカウント値ＣＮＴ´をゼロクリアする。よって、次のクロックＣＬＫで実行される手順Ｓ２ではカウント値ＣＮＴ´が動作時間基準値Ｒｅｆ２より小さくなり、Ｈレベルの動作信号ＤＳが出力される（Ｓ４）。また、一致信号ＣＭＰにより、動作周期基準値Ｒｅｆ１が増加する。

図１０は、第２実施例におけるプロセッサ２の動作を説明するためのタイミング図である。図１０（Ａ）には、処理部４の動作モードＭＯＤ、処理部４に入力されるクロックＣＬＫ（４）、カウンタ８に入力されるクロックＣＬＫ（８）、クロックＣＬＫ（８）のカウント値ＣＮＴ、基準値設定部１２が設定する動作周期基準値Ｒｅｆ１、及び、動作信号出力部１０が出力する動作信号ＤＳが示される。また、図１０（Ｂ）には、プロセッサ２とセンサ２０により消費される電流が模式的に示される。

第１実施例の図５（Ａ）と異なる点について説明すると、図１０（Ａ）では、カウント値ＣＮＴが動作周期基準値Ｒｅｆ１に達しても、カウント値ＣＮＴは「０」クリアされることなく、クロックＣＬＫにしたがって継続して増加する。これにより、動作周期ＯＣｎの変化率が、第１実施例の場合より小さくなる。

なお、図１０（Ａ）の場合の消費電力は、図１０（Ｂ）に示される。たとえば、処理部４が休止モードＰｍｄのときにタイマ部６が動作することで、電流Ｃ１が消費される。そして、処理部４が通常モードＯｍｄで動作するときに、さらに電流Ｃ２が消費され、全体として電流Ｃ１＋Ｃ２が消費される。また、センサ２０が動作するとき、センサ２０により電流Ｃ３が消費され、全体として電流Ｃ１＋Ｃ３が消費される。

図１１は、第２実施例において、処理部４が通常モードのままで、カウンタ８や動作信号出力部１０が動作する場合を示す。図１１（Ａ）には、図１０（Ａ）と同様に、処理部４の動作モードＭＯＤ、処理部４に入力されるクロックＣＬＫ（４）、カウンタ８に入力されるクロックＣＬＫ（８）、クロックＣＬＫ（８）のカウント値ＣＮＴ、基準値設定部１２が設定する動作周期基準値Ｒｅｆ１、及び、動作信号出力部１０が出力する動作信号ＤＳが示される。

図１０（Ａ）と異なる点について説明すると、図１１（Ａ）では、処理部４の動作モードＭＯＤが通常モードＯｍｄのままであり、処理部４へのクロックＣＬＫ（４）の入力が継続される。

また、図１１（Ｂ）には、図１１（Ａ）の場合における処理部４とセンサ２０により消費される電流が模式的に示される。図１１（Ｂ）に示されるように、処理部４が通常モードＯｍｄのとき、タイマ部６により電流Ｃ１が消費され、さらに処理部４により電流Ｃ２が消費される。よって、常時、少なくとも電流Ｃ１＋Ｃ２が消費される。そして、センサ２０の動作時には、さらに電流Ｃ３が消費され、全体として電流Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３が消費される。

図１０（Ｂ）と図１１（Ｂ）との比較において示されるように、本実施形態によれば、カウント値ＣＮＴがゼロクリアされない場合でも、処理部４が休止モードの状態でタイマ部６がセンサ２０の間欠動作を制御する。よって、処理部４が通常モードのままでセンサ２０の間欠動作を制御する場合と比べ、消費電流を低減することができる。

図１２は、第２実施例において、検知データＭＤが取得され、処理部４が通常モードに移行する例を示す。図１２（Ａ）には、図１０（Ａ）と同様に、処理部４の動作モードＭＯＤ、処理部４に入力されるクロックＣＬＫ（４）、カウンタ８に入力されるクロックＣＬＫ（８）、クロックＣＬＫのカウント値ＣＮＴ、基準値設定部１２が設定する動作周期基準値Ｒｅｆ１、及び、動作信号出力部１０が出力する動作信号ＤＳが示される。

図１０（Ａ）と異なる点について説明すると、図１２（Ａ）では、動作周期ＯＣ５、ＯＣ６、・・・の各動作周期でＨレベルの動作信号ＤＳに応答してセンサ２０が動作した際、検知データＭＤが取得され、処理部４が通常モードＯｍｄに移行してこれを処理する（矢印Ｄ３）。また、このとき処理部４は、初期化信号ＲＳにより動作周期基準値Ｒｅｆ１を「２」に初期化する。よって、各動作周期が短くなる。

また、動作周期ＯＣ５、ＯＣ６、・・・で処理部４が検知データＭＤを処理する際、図１２（Ｂ）に示すように、タイマ部６による電流Ｃ１と、処理部４による電流Ｃ２の合計Ｃ１＋Ｃ２が消費される（矢印Ｄ４）。しかし、検知データＭＤが取得されない間は処理部４が休止モードＰｍｄにあり、そのときの消費電流はＣ１であるので、たとえば図１１（Ｂ）と比較しても、全体としての消費電流は低減される。

次に、変形例について説明する。

[第１変形例]
第１変形例は、上述した第１、第２実施例のいずれかに対応する変形例である。

図１３は、第１変形例におけるプロセッサ２の構成を示す。図１３では、図１に示した構成に加え、比較器２２とレジスタ２４が追加される。比較器２２には、センサ２０からの検知データＭＤが入力され、また、レジスタ２４が保持する閾値Ｔｈｖが入力される。閾値Ｔｈｖは、たとえば、実験等により予め任意に設定される検知データＭＤの閾値である。比較器２２は、検知データＭＤが閾値Ｔｈｖを上回るとき、処理部４に割込み信号ＩＳを出力して処理部４を休止モードから通常モードに移行させる。そして、比較器２２は、処理部４に検知データＭＤを伝送する。こうして、通常モードに移行した処理部４が、検知データＭＤを処理する。

第１変形例によれば、閾値Ｔｈｖを設けて検知データを選別することで、処理部４が通常モードに移行する場合を限定することができる。よって、無駄に電流が消費されることを、より確実に防止できる。

[第２変形例]
第２変形例は、上述した第１、第２実施例のいずれかに対応する変形例である。

図１４は、第２変形例におけるプロセッサ２の構成を示す。図１４では、プロセッサ２は、図１に示した構成に加え、記憶部２６を有する。ここでは、基準値設定部１２の外部であってタイマ部６の内部に記憶部２６が設けられる例が示される。ただし、記憶部２６は、基準値設定部１２の内部、あるいは、タイマ部６の外部に設けてもよい。また、基準値設定部１２は、シフトレジスタ１２ａの代わりに、レジスタ１２ｃを有する。

第２変形例では、記憶部２６は、動作周期基準値Ｒｅｆ１´を格納する。動作周期基準値Ｒｅｆ１´は、初期値がシフトレジスタにより２のべき乗倍される代わりに、たとえば、「２」、「４」、「６」、「８」、・・・というように単調増加、あるいは、任意の増加関数にしたがって増加するような、一連の値である。動作周期基準値Ｒｅｆ１´を格納する記憶部２６には、一致信号ＣＭＰが入力される。そして、これに応答して、過去に出力した動作周期基準値Ｒｅｆ１´より値が大きい動作周期基準値Ｒｅｆ１´が読み出される。そして、読み出された動作周期基準値Ｒｅｆ１´は、基準値設定部１２内部のレジスタ１２ｃに保持され、動作信号出力部１０に設定される。

図１５は、記憶部２６の構成例を示す。記憶部２６は、たとえば、動作周期基準値Ｒｅｆ１´を格納するメモリ２６ａと、メモリコントローラ２６ｂとを有する。値が順次増加する動作周期基準値Ｒｅｆ１´「２」、「４」、「６」、「８」、・・・は、たとえばメモリ２６ａの連続したアドレスに順次格納される。そして、メモリコントローラ２６ｂが、一致信号ＣＭＰが入力されるごとに順次連続するアドレスにアクセスを行い、過去に出力した値より大きい値を読み出して、基準値設定部１２のレジスタ１２ｃに出力する。

このような第２変形例によれば、センサ２０の動作周期を長くする際の増加幅を柔軟に設定することができる。そして、一致信号ＣＭＰに応答して記憶部２６から動作周期基準値Ｒｅｆ１´が読み出されるので、処理部４が休止モードであっても、センサ２０の間欠動作を実行させ、動作周期を長くする制御が可能になる。よって、プロセッサ２全体としての消費電流を低減することができる。

なお、第２変形例では、図３または図８のシフトレジスタ１２ａをレジスタ１２ｃに置き換えることで、カウンタ８のカウント値ＣＮＴがゼロクリアされる場合、またはされない場合のいずれにも適用できる。さらに、処理部４が検知データＭＤを処理する際、レジスタ１２ｃに格納される動作周期基準値Ｒｅｆ１´は、処理部４からの初期化信号ＲＳにより所定の初期値（たとえば、上記の例では「２」）に設定される。

[第３変形例]
第３変形例は、第１変形例と第２変形例の組合せにかかる変形例である。

図１６は、第３変形例におけるプロセッサ２の構成を示す。第３変形例では、プロセッサ２は、図１に示した構成に加え、比較器２２、レジスタ２４、及び、記憶部２６を有する。そして、記憶部２６には、動作周期基準値Ｒｅｆ１´に加え、検知データＭＤに対する複数の閾値Ｔｈｖ´が格納される。記憶部２６から、一致信号ＣＭＰが入力されるごとに、たとえば、過去の値より小さい値の閾値Ｔｈｖ´が読み出されて、レジスタ２４に保持される。そして、レジスタ２４に保持される閾値Ｔｈｖ´は、比較器２２により検知データＭＤと比較される。

第３変形例によれば、たとえば、センサ２０の動作周期が長くなるにつれて閾値Ｔｈｖ´の値を小さくすることができる。よって、動作周期が短いうちは、大きい閾値Ｔｈｖ´を用いることで頻繁に処理部４が起動されて電流の無駄な消費が増加することを防止しつつ、動作周期が長くなってからは、小さい閾値Ｔｈｖ´を用いることで検知データＭＤの処理をする機会をより確実に確保することができる。

図１７は、本実施形態のプロセッサが携帯電話機における活動量（ユーザの歩行量）計測に用いられる場合の構成を示す。プロセッサ２、センサ２０は、アプリケーション部３０とともに、ユーザにより携行される携帯電話機１００に搭載される。この場合、センサ２０は、ユーザが歩行することにより生じる加速度を検知する加速度センサである。センサ２０は、タイマ部６の制御のもと、間欠動作する。ユーザの歩行を示す加速度が検知されない間は、センサ２０の動作周期は次第に長くなり、消費電流が低減される。そして、ユーザが歩行することでセンサ２０が加速度を検知すると、検知データＭＤが処理部４に送られる。処理部４は、検知データＭＤをたとえばプロセッサ２内部の書き換え可能な不揮発性メモリ２８に格納する。その際、処理部４は、検知データＭＤが示す活動量を累計する。また、このとき、センサ２０の動作周期は、動作周期基準値が初期化されることで、短く設定される。

アプリケーション部３０は、たとえば、活動量管理用のアプリケーションプログラムと、これを実行するＣＰＵとを有する。アプリケーション部３０は、たとえば、ユーザの操作により休止モードから通常モードに移行し、プロセッサ２から検知データＭＤの累計を取得し、活動量を加工してユーザに提示する。

図１８は、上記構成におけるプロセッサ２の動作シーケンスを示す。図１８（Ａ）には、ユーザの歩行時と非歩行時における、センサ２０の動作と、処理部４の動作とが概略的に示される。横軸は、経過時間を示す。

まず、ユーザの非歩行時には、タイマ部６の制御により、センサ２０が間欠動作する。このとき、上述した制御により、動作周期ＯＣｎ（ｎ＝１、２、３、・・・）は次第に長くなる。一方、ユーザが歩行しないことで、センサ２０は検知信号を出力しない。よって、処理部４には検知データが入力されないので、休止モードＰｍｄのままである。

次に、ユーザが歩行を開始し歩行時に移行すると、センサ２０が検知信号を出力し、処理部４が通常モードＯｍｄに移行して検知データを処理する（矢印Ｄ５）。このとき、図１８（Ｂ）に示されるように、処理部４は、メモリ２６に格納された活動量のバックアップデータをＲＡＭや内部のレジスタに読み出す（ＲＤ１）。次いで、処理部４は、活動量を累計する処理を行う（ＰＲ１）。ユーザが歩行を開始したことを示す一定以上の加速度が検知された場合、処理部４は検知データＭＤを処理するごとに、タイマ部６における動作周期基準値Ｒｅｆ１を初期化する。そうすることで、非歩行時には頻繁に検知動作を実行して無駄に電流を消費するといったことを回避しつつ、歩行時には活動量を検知する機会を確実に確保できる。そして、処理部４は、累計された活動量をメモリ２６に格納し（ＷＲ１）、休止モードＰｍｄに移行する。

このような動作が、ユーザの歩行時には、センサ２０が間欠動作するごとに実行される。あるいは、ユーザが歩行を開始したことを示す加速度が検知された場合、処理部４はセンサ２０の動作周期に依存しない独自の周期で通常モードＯｍｄに移行して、処理を行ってもよい。その場合、処理部４の動作周期はセンサ２０の動作周期ＯＣｎより短くてもよい。

図１８（Ａ）において、ユーザが歩行を中止し、たとえば、任意に設定可能な所定回数連続して加速度が検知されない場合、処理部４はセンサ２０により検知データが検出されるまで、休止モードＰｍｄに移行する（矢印Ｄ６）。そのとき、図１８（Ｃ）に示すように、処理部４は、メモリ２６から活動量データを読出し（ＲＤ２）、ユーザの歩行中止を判断すると（ＰＲ２）、活動量データをメモリ２６にバックアップする（ＷＲ２）。そして、非歩行時には処理部４が休止モードの状態で、タイマ部６によりセンサ２０の間欠動作が制御される。

以上説明したように、本実施形態によれば、低消費電流のプロセッサにより被制御デバイスの間欠動作を制御できる。

以上の実施の形態をまとめると、次の付記のとおりである。

（付記１）
被制御デバイスから入力されるデータを処理する第１の動作モードと、前記被制御デバイスから入力されるデータを処理せず前記第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードとを有する処理部と、
前記処理部が前記第２の動作モードのときにクロックをカウントするカウンタと、前記カウンタによる前記クロックのカウント値が基準値に達するごとに前記被制御デバイスを所定の時間動作させるための動作信号を出力する信号出力部と、前記カウント値が前記基準値に達するごとに前記基準値を増加させて前記信号出力部に設定する設定部とを含むタイマ部とを有するプロセッサ。

（付記２）
付記１において、
前記処理部は、前記第１の動作モードで前記カウンタを起動して、前記第２の動作モードに移行するプロセッサ。

（付記３）
付記２において、
前記処理部は、前記データが所定の条件を満たすときに、前記第２の動作モードから前記第１の動作モードに移行して当該データを処理するプロセッサ。

（付記４）
付記１乃至３のいずれかにおいて、
前記設定部は、前記カウント値が前記基準値に達するごとに前記基準値をビットシフトして２のべき乗倍するシフトレジスタを有する、
プロセッサ。

（付記５）
付記１乃至３のいずれかにおいて、
複数の前記基準値を格納する記憶部から、前記カウント値が前記基準値に達するごとに、過去に読み出された前記基準値より値が大きい前記基準値が読み出され、
前記設定部は、前記カウント値が前記基準値に達するごとに、前記記憶部から読み出される基準値を前記信号出力部に設定するプロセッサ。

（付記６）
付記１乃至５のいずれかにおいて、
前記クロックのカウンタ値は、前記カウント値が前記基準値に達するごとにクリアされるプロセッサ。

（付記７）
付記１乃至５のいずれかにおいて、
前記クロックのカウンタ値は、前記カウント値が前記基準値に達しても継続して増加するプロセッサ。

（付記８）
付記１乃至６のいずれかに記載の被制御デバイスとプロセッサを有する電子機器であって、
前記被制御デバイスは当該電子機器の状態を検知する、
電子機器。

（付記９）
デバイスの制御方法であって、
前記デバイスから入力されるデータを処理する第１の動作モードと、前記被制御デバイスから入力されるデータを処理せず前記第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードとを有する処理部が、クロックをカウントするカウンタを前記第１の動作モードで起動し、前記第２の動作モードに移行し、
前記カウンタによる前記クロックのカウント値が基準値に達するごとに前記デバイスを所定の時間動作させるための動作信号を出力し、
前記カウント値が前記基準値に達するごとに前記基準値を増加させる、
デバイスの制御方法。

２：プロセッサ、４：処理部、６：タイマ部、８：カウンタ、１０：動作信号出力部、
１２：基準値設定部、２０：センサ、２６：記憶部

Claims (6)

1. 被制御デバイスから入力されるデータを処理する第１の動作モードと、前記第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードとを有する処理部と、
   前記処理部が前記第２の動作モードのときにクロックをカウントするカウンタと、前記カウンタによる前記クロックのカウント値が基準値に達するごとに前記被制御デバイスを所定の時間動作させるための動作信号を出力する信号出力部と、前記カウント値が前記基準値に達するごとに前記基準値を増加させて前記信号出力部に設定する設定部とを含むタイマ部とを有するプロセッサ。
2. 請求項１において、
   前記処理部は、前記第１の動作モードで前記カウンタを起動して、前記第２の動作モードに移行するプロセッサ。
3. 請求項１または２において、
   前記設定部は、前記カウント値が前記基準値に達するごとに前記基準値をビットシフトして２のべき乗倍するシフトレジスタを有するプロセッサ。
4. 請求項１または２において、
   複数の前記基準値を格納する記憶部から、前記カウント値が前記基準値に達するごとに、過去に読み出された前記基準値より値が大きい前記基準値が読み出され、
   前記設定部は、前記カウント値が前記基準値に達するごとに、前記記憶部から読み出される基準値を前記信号出力部に設定するプロセッサ。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の被制御デバイスとプロセッサを有する電子機器であって、
   前記被制御デバイスは当該電子機器の状態を検知する、
   電子機器。
6. デバイスの制御方法であって、
   前記デバイスから入力されるデータを処理する第１の動作モードと、前記第１の動作モードより消費電流が小さい第２の動作モードとを有する処理部が、クロックをカウントするカウンタを前記第１の動作モードで起動し、前記第２の動作モードに移行し、
   前記カウンタによる前記クロックのカウント値が基準値に達するごとに前記デバイスを所定の時間動作させるための動作信号を出力し、
   前記カウント値が前記基準値に達するごとに前記基準値を増加させる、
   デバイスの制御方法。

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