JPH01260517A - 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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JPH01260517A
JPH01260517A JP63090512A JP9051288A JPH01260517A JP H01260517 A JPH01260517 A JP H01260517A JP 63090512 A JP63090512 A JP 63090512A JP 9051288 A JP9051288 A JP 9051288A JP H01260517 A JPH01260517 A JP H01260517A
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JP
Japan
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clock
interruption
cpu
interrupt
register
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JP63090512A
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Kazutoshi Yoshizawa
吉澤 和俊
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NEC Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

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  • Microcomputers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマイクロコンピュータに関し、特にCPUのク
ロックソース信号として複数のクロック信号から選択可
能なマイクロコンピュータに関する。
〔従来の技術〕
マイクロコンピュータは民生分野、産業分野等さまざま
な分野で応用されているが、これらの応用分野によりマ
イクロコンピュータに要求される処理速度や消費電力と
いった性能もさまざまである。更にある一つのシステム
においてもマイクロコンピュータが制御する内容は多種
多様である。
例えばカメラへの応用では低消費電力であることが絶対
条件であるが、メカコントロール時は高速処理を必要と
し電力消費が増大する。一方、非撮影時におけるスイッ
チやボタン押下の検出、日付表示等は高速処理を必要と
しない。従ってメカコントロール時とそうでない場合と
で処理速度を変えて平均の消費電力をできる限り低くす
れば、電池やバッテリーの寿命を長くする上で非常に有
効である。
これらの速度や電力といった問題はマイクロコンピュー
タの動作クロックに依存するもので、処理内容に応じて
動作クロックを変更できることは重要である。
ここで、従来のマイクロコンピュータでは発振回路の信
号や外部からの入力りpワクをそのまま、あるいは分周
して動作クロックを発生しており、通常は発振回路に接
続する発振子の周波数を変えるか、外部入力クロックの
周波数を変えない限り動作速度を変えることはできず、
処理内容に応じて速度を変えることは不可能である。
一方、近年では日本電気製マイクロコンピュータμPD
751.9のようCPUの動作速度を切替える為のモー
ドレジスタを内蔵し、発振回路出力あるいは外部人力ク
ロックを分周する分周回路の異なる分周段出力の中から
jつの分周出力を命令操作により選択してCPUの動作
クロックを変更でキルマイクロコンピュータも登場して
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
前者の場合は動作速度の切替ができないため、マイクロ
コンピュータのさまざまな処理内容のうち、最も高速動
作を要する処理が目的通り達成できるような発振周波数
あるいは外部人力クロック周波数を設定せざるをえず、
それ故、動作電源電圧範囲が5v付近に限定されるため
、マイクロコンピュータの応用範囲が狭くなるという欠
点があり、また全体の平均消費電力が大きくなるという
欠点がある。
一方、後者の場合、命令操作でスピードを切替えること
ができるため、低速処理のモードに設定することにより
、低電源電圧での動作が可能となり応用範囲は広がるが
、命令操作で変更するために低速動作中に高速処理が必
要な割込みが発生した場合にも、割込み処理で最初に実
行する動作速度を変更する命令が終了するまでの間は、
以前の低速動作を継続するため、割込み処理にはいるま
での応答速度が遅くなるという欠点を有している。
特にこの応答速度が問題になるようなアプリケーション
では結局通常の動作時も高速動作モードにしておかさる
をえないという欠点があり、やはり平均消費電力が大き
くなってしまう。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のマイクロコンピュータは、複数のクロックソー
スと、内部又は外部割込が発生した場合に割込要因に応
じて前記複数のクロックソースの中から特定のタフツク
ソースに切換えてCPUクロックとしてCPUへ供給す
る選択切換手段を有している。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す図で、]4ビット
のプログラムカウンタ1と、前記プログラムカウンタ1
でアクセスされる1、6Kbyteのプログラムメモリ
 (以下ROMと呼ぶ)2と、ROM2から読み出され
た命令を解読して各種制御信号を発生する命令デコーダ
3と、マイクロコンピュータ全体のり四ツクソースを供
給する発振回路4と、前記発振回路出力を分周し、4種
類の分周クロックを出力する分周回路5と、内部又は外
部割込発生時の割込信号a〜割割込量dの入力に基き割
込動作を制御する割込コントローラ6と、CPU動作ク
ロックを指定するための2ビツト構成のCPUクロック
指定レジスタ7と、CPUクロック指定レジスタ7の内
容に基き前記分周回路5の4種類の出力クロックのうち
1つを選択して第1図には図示していないCPUの各部
に対しCPUクロックを供給するクロックセレクタ8と
、内部バス9と、処理されるデータを記憶するデータメ
モリ (以下ROMと呼ぶ)]O及び割込み発生時及び
割込みからの復帰時にプログラムカウンタ1及びCPU
クロック指定レジスタ7の内容をRAMl0に退避復帰
する際のチータボインタとなるスタックポインタ11と
から構成される。
クロックセレクタ8は、CPUクロック指定レジスタ7
の出力が00のとき、f、/16,01のときJx/+
3,1oのときf、/4.11のときfx/2を選択す
る。
第2図は、ROM2の一部領域に割当てられている割込
ベクターテーブルの内容を説明するための図である。前
記割込信号a〜割割込量dに対応して割込ベクターテー
ブルa〜割込ベクターテーブルdがあり、それぞれ2バ
イ)・構成となっており、0OIOH〜0017H(H
は16進数表現を示す)のアドレスが割付けられている
。各割込ベクターチーフルの内容は、2バイト即ち16
6一 ビットのうち14ビツトを各側込み処理のスタートアド
レスとして割当て、残り2ビツトをCPUクロック指定
ビットとして割当てる。従って4種類のCPUクロック
を指定することができる。
次に第1図及び第2図により更に詳しく説明する。マイ
クロコンピュータの初期状態、即ちリセット信号入力時
はCPUクロック指定レジスタはリセット信号によりO
Oにクリアされ、最も遅いクロックf、/16を選択し
てCPUクロックとして出力する。例えば発振回路出力
f8が4MHzとするとfx/16=250KHzとな
る。CPUがfx/16のクロックにもとすき動作して
いるときに、割込みが発生して割込信号aとして割込コ
ントローラ6に入力されると、割込コントローラ6から
の信号によりCPUクロック指定レジスタ7の現在の内
容がスタックポインタ11でアドレッシンダROM]、
O内に内部バス9を介して退避される。この時、プログ
ラムカウンタ1の内容もRAMl0に退避される。更に
割込コントローラ6は割込信号aに対応した割込ベクタ
ーアドレスを発生し、内部バス9を介してプログラムカ
ウンタ1に転送する。プログラムカウンタ1により割込
ベクターテーブルaがアドレッシングされると割込aス
タートアドレス14ビットが内部バス9に、クロック指
定2ビツトCLI 1.CLI Oの内容がCPUクロ
ック指定レジスタ7にそれぞれ転送され、割込aスター
トアドレスはプログラムカウンタ1に取込まれ、クロッ
ク指定2ビツトはCPUクロック指定レジスタ7に取込
まれ、割込コントローラからの信号によりレジスタ内容
をクロックセレクタ8に出力する。CPUクロック指定
レジスタ7の内容が今11とすると、クロックセレクタ
8は分周回路5の出力のうちf8/2を選択しCPUク
ロックとして出力する。以降、CPUは割込aスタート
アドレスから割込信号aに対応した割込処理ルーチンを
、クロックセレクタ8で選択したCPUクロックに基き
動作する。
前記割込信号aに対応した割込処理ルーチンの最後で割
込復帰命令を実行すると、RAMl0から退避していた
旧プログラムカウンタの内容が内訳バス9を介してプロ
クラムカウンタ1に復帰するとともに旧CPUクロック
指定レジスタ内容がCPUクロックレジスタ7に内部バ
ス9を介して復帰し、割込前のクロックソース信号がC
PUクロックとして供給される。
割込信号b−dが発生して、対応する割込処理を実行す
る場合にも割込信号aの場合と同様に各割込ベクターテ
ーブル内にあらかじめROMデータとして書込んでおい
たクロック指定ビット2ビツト内容がCPUクロック指
定レジスタ7に転送され、これに基き分周回路5の出力
のうち1つをクロックセレクタ7で選択してCPUクロ
ックとして供給する。従って各割込処理は割込ベクター
テーブルで指定したCPUクロックによる動作速度で動
作し、割込からの復帰命令実行後には割込み前のCPU
クロックに復帰して動作することになる。
尚、本実施例では割込みベクターテーブルに格納するC
PUクロック指定ビットを2ビツトとしているがこれに
限定されないことはもちろんである。CPUクロックの
種類及びプログラムメモリのワード長に応じて決定すれ
ば良い。また、分周回路5は必すしも必要でなく、発振
周波数の異なる2系統の発振回路を内蔵し、それらの出
力を選択するようなマイコンにも適用できる。
更に、リセット入力用の割込みベクターテーブルを内蔵
してリセット後の動作速度を自動的に設定するようにも
できる。
実施例1はROMに記憶する値によりクロックソース信
号を選択していたが、同じ割込信号であってもその時の
動作状態に応じて処理速度を変えたい場合がある。この
ような動作が可能な第2の実施例を第3図に示して以下
説明する。
第1図と同番号で示した部分は同一機能を有するので説
明は省略する。ROM2は第1実施例と同じであるが、
第2図の割込ベクターテーブルa ”−dに相当する領
域にはCPUクロック指定情報は含まず16ビツト全て
をプログラムアドレス情報としている。割込対応クロッ
ク指定レジスタ12は、割込信号a ” dに対応して
#1〜#4の一1〇− 各2ビツトレジスタより構成され、内部バス9を介して
命令操作によりそれぞれ割込信号a % dに対応した
CPUクロックを指定するための情報を書込むことがで
きる。
割込コントローラ6に割込信号]が入力されると第1実
施例と同様に割込コントコーラ6からの信号により現在
のCPUクフック指定指定レジスタ内容が内部バス9を
介してRAM10に退避される。また割込コントローラ
6が割込信号a % dのどの割込かを示すレジスタ選
択信号を出力することによりレジスタセレクタ13は割
込対応りGl ツク指定レジスタ12の対応するレジス
タ出力をセレクトしてCPUクロック指定レジスタ7に
出力する。割込みからの復帰命令実行時は第1実施例と
同様にRAMl0から旧CPUクロック指定レジスタ内
容が復帰する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、割込みが発生した場合
に、割込要因に対応してあらかじめ設定しておいた情報
に基き割込処理時のCPUの動作クロックを自動的に切
替えることにより、各割込処理時の動作スピードを容易
に、しかもリアルタイムに設定できる。特に遅い動作ス
ピードで動作中に高速処理を要する割込が発生した場合
にも命令により動作スピードを変更するのに比ベリアル
タイムに変更できるため、目的の処理に応じて動作スピ
ードを変えることができ、マイクロコンピュータ全体の
平均消費電力を低減するという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のブロック図、第2図は
プログラムメモリ中の割込みベクターテーブルを示す図
、第3図は第2の実施例のブロック図である。 1 ・プログラムカウンタ、2  プログラムメモリ、
3・・・・・命令デコータ、4・・・・発振回路、5分
周回路、6・・・・割込コントローラ、7・・・・・・
CPUクロック指定レジスタ、8・・・・・・クロック
セレクタ、9・・・・内部ハス、10・・・ RAM、
11・・スタックボイソタ、12・・・・・・割込対応
クロック指定レジスタ、13・・・・・・レジスタセレ
クタ。 代理人 弁理士  内 原   晋

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マイクロコンピュータにおいて、複数のクロックソース
    と、内部又は外部割込が発生した場合に割込要因に応じ
    て前記複数のクロックソースの中から特定のクロックソ
    ースに切換えてCPUクロックとしてCPUへ供給する
    選択切換手段を具備することを特徴とするマイクロコン
    ピュータ。
JP63090512A 1988-04-12 1988-04-12 マイクロコンピュータ Expired - Fee Related JPH0786787B2 (ja)

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