JPH03251912A - Electronic equipment with system clock switching function - Google Patents

Electronic equipment with system clock switching function

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JPH03251912A
JPH03251912A JP2049966A JP4996690A JPH03251912A JP H03251912 A JPH03251912 A JP H03251912A JP 2049966 A JP2049966 A JP 2049966A JP 4996690 A JP4996690 A JP 4996690A JP H03251912 A JPH03251912 A JP H03251912A
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JP
Japan
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clock
cpu
system clock
temperature
signal
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JP2049966A
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Japanese (ja)
Inventor
Chikayoshi Takahashi
高橋 力良
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH03251912A publication Critical patent/JPH03251912A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the working efficiency of an electronic equipment by switching automatically the frequency of a system clock in accordance with the ambient tempera ture. CONSTITUTION:When the temperature exceeds a set level, an alarm module 17 informs a CPU 10 of the comparison result showing a high temperature. Thus, the CPU 10 sets a selection signal 16 at logic '1'. A selection circuit 15 outputs selectively the clock signal given from an oscillation circuit 14 to the CPU 10 as a system clock 11. Thus, the CPU 10 works synchronously with the clock 11. The processing ability of the CPU 10 is deteriorated owing to a low working speed. However the working of the CPU 10 is stabilized owing to a margin secured in terms of timing. The signal 16 is set at logic '0' with a low temperature, and the circuit 15 outputs selectively the clock signal given from an oscillation circuit 13 to the CPU 10 as the clock 11. Thus, the processing ability of the CPU 10 is improved synchronously with the clock 11 having a rather high frequency. As a result, the processing ability of the CPU 10 can improve its processing ability and work effectively in a satisfactory temperature environment. When the environment is deteriorated, the processing ability is rather deteriorated. Thus, the stable working is secured with no occurrence of errors.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明はシステムクロックに同期して動作する電子機
器に係り、特に周囲温度の変化に対する機器性能と信頼
性とを両立させるのに好適なシステムクロック切替え方
式に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to electronic equipment that operates in synchronization with a system clock, and particularly to achieve both equipment performance and reliability against changes in ambient temperature. This invention relates to a system clock switching method suitable for.

(従来の技術) 従来より、電子機器、例えば電子計算機の処理速度を向
上させるため、アーキテクチャ−の工夫と共に電子回路
の高速化が図られている。この高速化を実現するのに、
一般には高速の半導体素子を使用し、極めて高周波のシ
ステムクロックに同期して動く回路が組まれている。
(Prior Art) Conventionally, in order to improve the processing speed of electronic devices, such as electronic computers, efforts have been made to improve the architecture and speed up the electronic circuits. To achieve this speedup,
In general, high-speed semiconductor elements are used to construct circuits that operate in synchronization with an extremely high-frequency system clock.

ところで、半導体、とりわけ電子計算機の中枢であるI
C(集積回路)は各種の要因により動作特性が変動する
。そのため、メーカは製品の安定性、信頼性を保証する
ために、電子計算機が使用される環境条件の中の最悪値
を想定して、その条件下でも正常動作するようにマージ
ンを盛込んだ設計を行う。例えば、最も身近な環境条件
として温度がある。温度が高いとICは動作速度がやや
低下し、温度が低いとより高速で動作可能である。これ
を加味せずに常温のときの特性をもとにして、タイミン
グマージンを持たせない設計を行うと、温度が変化して
高温状態となったときにエラーを発生させてしまう。そ
れを防止するために、電子計算機の許容温度範囲の上限
でのIC特性をもとにして各種のタイミングを計算をす
るなかで、確実に動作が保証できるシステムクロックの
周波数の値を決めて回路を設計するということか行われ
る。即ちシステムクロックの周波数は正規状態での稼動
を前提に、成る値に固定されている。
By the way, I, which is the core of semiconductors, especially electronic computers,
The operating characteristics of C (integrated circuit) vary depending on various factors. Therefore, in order to guarantee the stability and reliability of their products, manufacturers assume the worst possible environmental conditions under which computers will be used, and design them with margins to ensure normal operation under those conditions. I do. For example, temperature is the most familiar environmental condition. When the temperature is high, the operating speed of the IC decreases slightly, and when the temperature is low, the IC can operate at a higher speed. If a design without a timing margin is made based on the characteristics at room temperature without taking this into consideration, an error will occur when the temperature changes and the temperature reaches a high temperature state. In order to prevent this, we calculate various timings based on the IC characteristics at the upper limit of the computer's allowable temperature range, and then decide on a system clock frequency value that can guarantee reliable operation. This is done by designing. That is, the frequency of the system clock is fixed at a value assuming normal operation.

(発明か解決しようとする課題) 上記したように、電子計算機などシステムクロックに同
期して動作する電子回路を内蔵する従来の電子機器では
、このシステムクロックの周波数は正規状態での稼動を
前提に、成る値に固定されており、周囲温度が高温であ
ろうと低温であろうと、ある一定の処理能力を有してい
る。ところか、IC等の実力をそのまま反映した回路を
組むことができるならば、電子機器の処理能力としては
、例えば常温での処理能力を100とすると、高温での
処理能力は95となるものの、低温での処理能力は10
5とすることが可能となる。つまり、従来の電子機器は
、高温での安定動作を保証するために、常温や低温では
実力値よりも低い処理能力に甘んじており、信頼性は確
保できても機器性能の点で問題があった。
(Problem to be solved by the invention) As mentioned above, in conventional electronic devices such as electronic computers that have built-in electronic circuits that operate in synchronization with a system clock, the frequency of this system clock is set based on the assumption that the system clock is operating under normal conditions. , and has a certain processing capacity regardless of whether the ambient temperature is high or low. On the other hand, if it were possible to assemble a circuit that directly reflects the capabilities of ICs, etc., the processing capacity of electronic equipment would be, for example, if the processing capacity at room temperature is 100, then the processing capacity at high temperature would be 95. Processing capacity at low temperature is 10
5. In other words, in order to guarantee stable operation at high temperatures, conventional electronic devices have to settle for lower processing power than their actual value at room or low temperatures, and even if reliability is ensured, there are problems with device performance. Ta.

この発明は上記事情に鑑みてなされたものでその目的は
、システムクロックの周波数を周囲温度の変化に追従し
て自動的に切替えることにより、良好な温度環境(常温
以下)のもとでは機器の処理能力を上げて稼動でき、温
度環境が悪化した場合には、エラーを発生させない安定
稼動を優先し、処理能力をやや落として稼動することか
できるシステムクロック切替え機能を持つ電子機器を提
供することにある。
This invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to automatically switch the system clock frequency in accordance with changes in ambient temperature, so that equipment can To provide an electronic device having a system clock switching function that can operate with increased processing capacity and, when the temperature environment deteriorates, prioritize stable operation without causing errors and operate with slightly lower processing capacity. It is in.

[発明の構成] (i題を解決するための手段) この発明は、システムクロックに同期して動作する電子
機器において、周波数の異なる複数のクロック信号を生
成するクロック生成回路と、このクロック生成回路によ
り生成される複数のクロック信号の1つをシステムクロ
ックの生成出力用に選択信号に応じて選択する選択回路
と、周FM温度を検出し、その検出温度に応じて上記選
択信号の状態を設定する手段とを偏え、温度変化に追従
してシステムクロックの周波数を切替えるようにしたこ
とを特徴とするものである。上記クロック生成回路とし
ては、それぞれ異なる周波数のクロック信号を生成する
複数の発振回路を有するもの、或は発振器出力によりカ
ウント動作する複数ビットのバイナリカウンタであって
、その複数ビット出力の少なくとも一部がクロック信号
として用いられバイナリカウンタと、このバイナリカウ
ンタの出力をデコードし、その出力値か上記選択他号の
状態で決まる値となった場合に同カウンタを初期化する
ための信号を出力するデコード回路とを有するもので構
成することか可能である。
[Structure of the Invention] (Means for Solving Problem i) The present invention provides a clock generation circuit that generates a plurality of clock signals with different frequencies in an electronic device that operates in synchronization with a system clock, and this clock generation circuit. a selection circuit that selects one of the plurality of clock signals generated by the system clock according to the selection signal for generation and output of the system clock; and a selection circuit that detects the surrounding FM temperature and sets the state of the selection signal according to the detected temperature. The system is characterized in that the frequency of the system clock is switched in accordance with temperature changes. The above-mentioned clock generation circuit may include a plurality of oscillation circuits that generate clock signals of different frequencies, or a multi-bit binary counter that performs counting operations based on oscillator output, and at least a portion of the multi-bit output is A binary counter used as a clock signal, and a decoding circuit that decodes the output of this binary counter and outputs a signal to initialize the counter when the output value reaches a value determined by the state of the above selection. It is possible to configure it by having the following.

(作用) 上記の構成によれば、周波数の異なる複数のクロック信
号のうちの1つが選択信号の状態に応じて選択回路から
選択され、そのままシステムクロックとして、或は選択
されたクロック信号に対応する周波数のシステムクロッ
クの生成用に用いられる。上記選択信号の状態は周囲温
度に追従して切替え設定されるので、システムクロック
の周波数が温度変化に追従して切替えられる。この結果
、例えば周囲温度か常温以下の状態では高めの周波数の
システムクロックにより電子機器の処理能力を上げて稼
動し、高温下では低めのシステムクロックに切替えて、
エラーを発生させない安定稼働を優先し、処理能力を落
として稼動させることが可能となる。
(Operation) According to the above configuration, one of the plurality of clock signals having different frequencies is selected from the selection circuit according to the state of the selection signal, and is used as the system clock as it is or corresponds to the selected clock signal. Used for generating the frequency system clock. Since the state of the selection signal is switched and set in accordance with the ambient temperature, the frequency of the system clock is switched in accordance with temperature changes. As a result, for example, when the temperature is at ambient temperature or below room temperature, electronic equipment operates with a higher frequency system clock to increase its processing power, and when the temperature is high, it switches to a lower system clock.
Prioritizing stable operation without errors, it is possible to operate with reduced processing capacity.

また、周波数の異なる複数のクロック信号を生成するの
に、クロック信号数分の発振回路を用いた構成以外に、
複数ビットのバイナリカウンタを用いた構成とすること
により、クロック生成回路の簡略化を図ることかできる
。このバイナリカウンタを用いた構成では、同カウンタ
の8カをデコードし、その出力値(カウント値)が選択
信号の状態で決まる値になったときに同カウンタを初期
化することで、同カウンタを所望のn進カウンタとして
動作させることができ、同カウンタの各出力ビツト位置
から選択信号の状態に応した種々の周波数のクロック信
号を出力させることが可能となる。
In addition, in order to generate multiple clock signals with different frequencies, in addition to the configuration using oscillation circuits for the number of clock signals,
By using a configuration using a multi-bit binary counter, the clock generation circuit can be simplified. In a configuration using this binary counter, the counter is decoded by decoding the 8 counters and initializing the counter when its output value (count value) reaches a value determined by the state of the selection signal. It can be operated as a desired n-ary counter, and it is possible to output clock signals of various frequencies corresponding to the state of the selection signal from each output bit position of the counter.

(実施例) 第1図はこの発明の一実施例に係る電子計算機のブロッ
ク構成を示す。同図において、10は計算機の中枢を成
し、システムクロック11に同期して演算や各種の処理
を行うCPU、12はCPUI(1カ部で使用するシス
テムクロックIIを発生するシステムクロック発生回路
である。システムクロック発生回路12は、周囲温度か
常温以下の状態のときに処理能力を上げるために使用す
るやや高めの周波数のシステムクロック発生用のクロッ
ク信号を生成する発振回路13、周囲温度が高温の状態
のときに安定稼動のために使用するやや低めの周波数の
システムクロック発生用のクロック信号を生成する発振
回路14、および選択回路15を備えている。選択回路
15は、発振回路13.14によって生成されるクロッ
ク信号のいずれか一方をCPUl0からの選択信号(ク
ロック切替え信号)16に応じてシステムクロック11
として選択するものである。
(Embodiment) FIG. 1 shows a block configuration of a computer according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a CPU that forms the core of the computer and performs calculations and various processes in synchronization with the system clock 11, and 12 is a CPU (a system clock generation circuit that generates a system clock II used in one section). The system clock generation circuit 12 has an oscillation circuit 13 that generates a clock signal for system clock generation with a slightly higher frequency that is used to increase processing capacity when the ambient temperature is below normal temperature. It is equipped with an oscillation circuit 14 that generates a clock signal for generating a system clock of a slightly lower frequency that is used for stable operation in the state of , and a selection circuit 15. The system clock 11 selects either one of the clock signals generated by
It is selected as follows.

ここでは選択信号1Gが“0”の場合には発1振回路1
3からのクロック信号か、“1“の場合には発振回路1
4からのクロック信号か、それぞれ選択されるようにな
っている。17は周囲温度の検出機能を有する警報モジ
ュールである。警報モジュール17は、検出した周囲温
度か設定温度より高温か低温かを比較判定し、その結果
をCPUl0に通知するようになっている。CPUl0
は、警報モジュール17の温度比較結果に応じて選択信
号16の状態を設定する機能を有する。
Here, when the selection signal 1G is "0", the oscillation circuit 1
Clock signal from 3 or oscillation circuit 1 if “1”
The clock signal from 4 can be selected respectively. 17 is an alarm module having an ambient temperature detection function. The alarm module 17 compares and determines whether the detected ambient temperature is higher or lower than the set temperature, and notifies the CPU10 of the result. CPU10
has a function of setting the state of the selection signal 16 according to the temperature comparison result of the alarm module 17.

次に、第1図の構成の動作を、高温時のシステムクロッ
ク11か60n s周期、低温時(常温以下の場合)の
システムクロック11が50n s周期の場合を例に説
明する。
Next, the operation of the configuration shown in FIG. 1 will be described using as an example the case where the system clock 11 has a cycle of 60 ns when the temperature is high, and the cycle of the system clock 11 when the temperature is low (below room temperature) is 50 ns.

ます、第1図の電子計算機の電源が投入された立上げ時
(初期状態)では、CPUl0はシステムクロック発生
回路12内の選択回路15に対する選択信号(クロック
切替え信号)16を論理“1″に設定する。選択回路1
5は、論理“1”の選択信号16に応じて発振回路14
からの周期60n sのクロック信号を選択する。この
選択回路15によって選択された周期60nsのり0ツ
ク信号は、システムクロック11としてCPUl0に1
共給される。これによりCPUl0は、周期60nsの
システムクロック11に同期して動作を開始することに
なり、このやや低めの周波数のシステムクロック11に
よりCPUl0が正常に機能し始めるまでの期間に対す
る動作が保証される。
First, at startup (initial state) when the electronic computer shown in FIG. Set. Selection circuit 1
5 is an oscillation circuit 14 in response to a selection signal 16 of logic “1”.
Select a clock signal with a period of 60 ns from . The 60 ns cycle clock signal selected by the selection circuit 15 is applied to the CPU10 as the system clock 11.
be shared. As a result, the CPU 10 starts operating in synchronization with the system clock 11 having a period of 60 ns, and the system clock 11 having a slightly lower frequency guarantees operation for a period until the CPU 10 starts functioning normally.

さて、CP U 10か正常に機能し始めると、CP 
U 10は警報モジュール17の温度比較結果に応じて
選択信号16の状態を切替え設定する。まず周囲温度が
設定温度より高くなる高温時には、警報モジュールI7
からCPUl0に対して温度高を示す温度比較結果か通
知される。警報モジュール17の温度比較結果が温度高
を示している場合、CPU1Oは、選択回路15に対す
る選択信号16を上記の立上げ時と同様に論理“1″に
設定する。この場合、選択回路15は、発振回路14か
らの周期60nsのクロック信号をシステムクロック1
1としてCPU1(+に選択出力する。これによりCP
Ul0は、上記の立上げ時と同様に、周期60n sの
やや低めの周波数のシステムクロック11に同期して動
作を行う。この状態では、動作が低速となるために処理
能力は低下するものの、タイミング的に余裕が生じるの
で、高温下であっても安定稼動か望める。
Now, when CPU 10 starts functioning normally, the CPU
The U 10 switches and sets the state of the selection signal 16 according to the temperature comparison result of the alarm module 17. First, when the ambient temperature is higher than the set temperature, the alarm module I7
The CPU 10 is notified of the temperature comparison result indicating a high temperature. When the temperature comparison result of the alarm module 17 indicates a high temperature, the CPU 1O sets the selection signal 16 to the selection circuit 15 to logic "1" as in the above startup. In this case, the selection circuit 15 selects the clock signal with a period of 60 ns from the oscillation circuit 14 as the system clock 1.
1 and selectively outputs it to CPU1(+.This causes the CPU
Similarly to the startup described above, Ul0 operates in synchronization with the system clock 11 having a slightly lower frequency with a period of 60 ns. In this state, although the processing capacity decreases because the operation speed becomes low, there is a margin in terms of timing, so stable operation can be expected even under high temperatures.

一方、周囲温度が設定温度より低くなる低温時には、警
報モジュール17からCPUl0に対して温度低を示す
温度比較結果が通知される。警報モジュール17の温度
比較結果が温度低を示している場合、CPUl0は、選
択回路15に対する選択信号1Bを上記の立上げ時、或
は高温時とは逆に論理“0”に設定する。この場合、選
択回路15は、発振回路13からの周期50n sのク
ロック信号をシステムクロック11としてCPUl0に
選択出力する。
On the other hand, when the ambient temperature is lower than the set temperature, the alarm module 17 notifies the CPU10 of a temperature comparison result indicating a low temperature. When the temperature comparison result of the alarm module 17 indicates a low temperature, the CPU 10 sets the selection signal 1B to the selection circuit 15 to logic "0", contrary to the above-mentioned startup or high temperature. In this case, the selection circuit 15 selectively outputs the clock signal with a period of 50 ns from the oscillation circuit 13 to the CPU10 as the system clock 11.

この結果、CPUl0は周期50nsのやや高めの周波
数のシステムクロック11に同期して、処理能力を上げ
て動作することができる。
As a result, the CPU 10 can operate with increased processing capacity in synchronization with the system clock 11 having a slightly higher frequency of 50 ns.

このように第1図の構成によれば、周囲温度が低温(常
温以下)の良好な温度環境ではシステムクロック11の
周波数を高めに切替えることで、電子計算機(CPUI
O)の処理能力を上げて稼動させることができ、高温下
の悪環境ではシステムクロック11の周波数を低めに切
替えることで、タイミング的に余裕のある安定稼動を図
ることかできる。ところで、ミニコン(ミニコンピユー
タ)クラス以上の電子計算機では、温度を含め良く管理
された環境で使用されることが多い。このため、製品仕
様の上限温度として記述されるような温度になるのは、
空調が故障した場合くらいであり、このような異常状態
は度々発生するものではない。
As described above, according to the configuration shown in FIG.
O) can be operated with increased processing capacity, and stable operation with sufficient timing can be achieved by switching the frequency of the system clock 11 to a lower value in a harsh environment under high temperatures. Incidentally, electronic computers of the minicomputer class and above are often used in environments that are well controlled, including temperature. For this reason, the temperature described as the upper limit temperature in the product specifications is
This only happens when the air conditioner breaks down, and this kind of abnormal situation does not occur often.

したがって、このような異常状態での安定稼動を想定し
て従来のように通常状態でも処理能力を落として動作さ
せるのは無駄である。これに対して第1図の構成では、
通常状態では処理能力を上げて稼動し、空調が故障して
温度環境が悪くなったときだけ、空調の修理が終わって
良好な温度環境に戻るまでの期間、処理能力を落として
安定稼動優先の使用を図ることかできる。したがって、
ユーザにとっては、より高度な処理能力を持った電子計
算機を導入したのと等価となり、メーカとしては温度変
動に強い高信頼性の計算機を提供したことと等価な効果
を得ることができる。
Therefore, it is wasteful to assume stable operation under such abnormal conditions and to operate with reduced processing capacity even under normal conditions as in the past. On the other hand, in the configuration shown in Figure 1,
Under normal conditions, it operates with increased processing capacity, but only when the air conditioner breaks down and the temperature environment becomes poor, the processing capacity is reduced and priority is given to stable operation until the air conditioner is repaired and the temperature environment returns to a good level. You can try to use it. therefore,
For the user, this is equivalent to installing an electronic computer with more advanced processing capabilities, and for the manufacturer, it is equivalent to providing a highly reliable computer that is resistant to temperature fluctuations.

なお、第1図の構成では、警報モジュールI7の温度比
較結果に応じてCPUl0が選択信号16の状態を切替
え設定するようにしているが、第2図に示すようにCP
Ul0とは独立の温度検出回路21を設け、この温度検
出回路21が直接に選択回路15に対する選択信号16
の状態を切替え設定することも可能である。即ち第2図
の構成では、周囲温度の検出が温度検出回路21におい
て行われる。温度検出回路21は、検出した周囲温度が
設定温度より高温か低温かを比較判定し、その判定結果
により高温であれば論理“1”の、低温であれば論理“
0”の、選択信号16を選択回路I5に出力する。
In the configuration shown in FIG. 1, the CPU 10 switches and sets the state of the selection signal 16 according to the temperature comparison result of the alarm module I7, but as shown in FIG.
A temperature detection circuit 21 independent from Ul0 is provided, and this temperature detection circuit 21 directly outputs the selection signal 16 to the selection circuit 15.
It is also possible to switch and set the state of. That is, in the configuration shown in FIG. 2, the ambient temperature is detected in the temperature detection circuit 21. The temperature detection circuit 21 compares and determines whether the detected ambient temperature is higher or lower than the set temperature, and based on the determination result, if the temperature is high, the logic is "1"; if the temperature is low, the logic is "1".
A selection signal 16 of "0" is output to the selection circuit I5.

以降の動作は、第1図の構成、と同様である。なお、第
2図においては、第1図と同一部分には同一符号を付し
である。また説明の便宜上、CPUについても同一符号
を付しである。
The subsequent operation is similar to the configuration shown in FIG. In FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. Further, for convenience of explanation, the same reference numerals are also given to the CPU.

さて、第1図および第2図の構成では、異なる周波数の
クロック信号がそれぞれ独立の発振回路(13,14)
によって生成される場合について説明したか、1つのバ
イナリカウンタにより、周波数の異なる複数のクロック
信号を生成することも可能である。このバイナリカウン
タを用いたシステムクロック発生回路について、第3図
および第4図を参照して説明する。なお、第3図は第1
図の構成に、第4図は第2図の構成に、それぞれ対応す
るもので、第1図および第2図と同一部分には同一符号
を付して詳細な説明を省略する。
Now, in the configurations of FIGS. 1 and 2, clock signals of different frequencies are transmitted through independent oscillation circuits (13, 14).
However, it is also possible to generate a plurality of clock signals with different frequencies using one binary counter. A system clock generation circuit using this binary counter will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. Note that Figure 3 is the same as Figure 1.
4 corresponds to the structure in FIG. 2, and the same parts as in FIGS. 1 and 2 are given the same reference numerals and detailed explanations are omitted.

第3図および第4図において、30は第1図のシステム
クロック発生回路12に相当するシステムクロック発生
回路である。システムクロック発生回路30は、水晶発
振器31、および水晶発振器31からの出力パルス信号
をもとに周波数の異なる2種類のクロック信号を生成す
るクロック生成回路32を備えている。このクロック生
成回路32は、水晶発振器31からの出力パルス信号を
カウントする例えば3ビツトのバイナリカウンタ33と
、同カウンタ33の出力Q2  (MSB)、Ql、Q
O(LSB)をデコードし、選択信号1B(第3図では
CPUl0からの選択信号16、第4図では温度検出回
路2Iからの選択信号16)の状態(0または1)で決
まる値となった場合に、同カウンタ33に例えば値「0
」をプリセットするためのプリセット信号34を出力す
るデコーダ35とを有している。この実施例においてデ
コーダ35は、選択信号16か“0”であれば“Q2 
QI QO’ −“111”のときに、“1“であれば
“Q2 QI QO″−“100”のときに、それぞれ
アクティブなプリセット信号34を出力するようになっ
ている。システムクロック発生回路30は更に、バイナ
リカウンタ33のQ1出力およびQ2出力のいずれか一
方を選択信号16に応して選択する選択回路36、およ
び選択回路36によって選択された信号(クロック信号
)を2倍周期のクロックに整形するためのフリップフロ
ップ(以下、F/Fと称する)37を備えている。
In FIGS. 3 and 4, 30 is a system clock generation circuit corresponding to the system clock generation circuit 12 in FIG. The system clock generation circuit 30 includes a crystal oscillator 31 and a clock generation circuit 32 that generates two types of clock signals with different frequencies based on the output pulse signal from the crystal oscillator 31. This clock generation circuit 32 includes, for example, a 3-bit binary counter 33 that counts the output pulse signal from the crystal oscillator 31, and outputs Q2 (MSB), Ql, and Q of the counter 33.
O (LSB) is decoded and the value is determined by the state (0 or 1) of the selection signal 1B (selection signal 16 from CPU10 in Figure 3, selection signal 16 from temperature detection circuit 2I in Figure 4). In this case, the counter 33 has a value of 0, for example.
'', and a decoder 35 that outputs a preset signal 34 for presetting. In this embodiment, the decoder 35 outputs "Q2" if the selection signal 16 is "0".
If it is "1" when QI QO' - "111", an active preset signal 34 is output when "Q2 QI QO" - "100". The system clock generation circuit 30 further includes a selection circuit 36 that selects either the Q1 output or the Q2 output of the binary counter 33 in response to the selection signal 16, and a selection circuit 36 that selects one of the Q1 output and Q2 output of the binary counter 33, and a signal (clock signal) selected by the selection circuit 36. A flip-flop (hereinafter referred to as F/F) 37 is provided for shaping the clock into a double-period clock.

次に第3図および第4図の構成の動作を、水晶発振器3
1からの出力パルス信号か10ns周期、高温時のシス
テムクロック11が100ns周期、低温時のシステム
クロック11か80ns周期である場合を例に、第5図
(a)、(b)のタイミングチャートを参照して説明す
る。なお、第5図(a)は選択信号16か“0°の場合
、第5図(b)は選択信号16か“1”の場合のタイミ
ングチャートである。
Next, the operation of the configuration shown in FIGS. 3 and 4 will be explained using the crystal oscillator 3.
Taking as an example the case where the output pulse signal from 1 has a period of 10 ns, the system clock 11 at high temperature has a period of 100 ns, and the system clock 11 at low temperature has a period of 80 ns, the timing charts in FIGS. 5(a) and (b) are shown. Refer to and explain. Note that FIG. 5(a) is a timing chart when the selection signal 16 is "0", and FIG. 5(b) is a timing chart when the selection signal 16 is "1".

まずクロック生成回路32内の3ピツトノ1イナリカウ
ンタ33は、水晶発振器31からの10ns周期の出力
パルス信号によりカウント動作を行う。
First, the 3-pit No. 1 binary counter 33 in the clock generation circuit 32 performs a counting operation using an output pulse signal with a period of 10 ns from the crystal oscillator 31.

バイナリカウンタ33のカウント値を示す3ビツト出力
、即ちQ2〜QO出力はデコーダ35に供給される。こ
のデコーダ35には選択信号16(第3図ではCPUl
0からの選択信号16、第4図では温度検出回路21か
らの選択信号16)も供給される。選択信号16は、低
温時には、前記実施例で明らかなように“0′である。
A 3-bit output representing the count value of the binary counter 33, ie, outputs Q2 to QO, is supplied to a decoder 35. This decoder 35 receives a selection signal 16 (in FIG.
A selection signal 16 from 0 (in FIG. 4, a selection signal 16 from the temperature detection circuit 21) is also supplied. The selection signal 16 is "0" when the temperature is low, as is clear from the above embodiment.

デコーダ35は、選択信号16か“0”の場合には、バ
イナリカウンタ33のQ2〜Q1出力が“Q2 QI 
QO−一“111”のとき(カウント値か7のとき)た
け、アクティブなプリセット信号34をバイナリカウン
タ33に出力する。
When the selection signal 16 is “0”, the decoder 35 outputs Q2 to Q1 of the binary counter 33 as “Q2 QI
When QO-1 is "111" (when the count value is 7), an active preset signal 34 is output to the binary counter 33.

これによりバイナリカウンタ33には値「0」かプリセ
ットされる。即ちバイナリカウンタ33は、選択信号I
6か“0”となる低温時には、第5図(a)に示スよう
に8進カウンタとして動作する。この場合、バイナリカ
ウンタ33のQl比出力、水晶発振器31の出力パルス
信号の4倍の周期、即ち40nsとなる。
As a result, the binary counter 33 is preset to the value "0". That is, the binary counter 33 receives the selection signal I
At low temperatures when the value is 6 or 0, it operates as an octal counter as shown in FIG. 5(a). In this case, the period of the Ql ratio output of the binary counter 33 is four times that of the output pulse signal of the crystal oscillator 31, that is, 40 ns.

低温時において8進カウンタとして動作するバイナリカ
ウンタ33のQlおよびQ2出力は選択回路36に供給
される。選択回路36は、上記選択信号16が本実施例
のように“0”の場合には、第5図(a)に示すように
バイナリカウンタ33のQ1出力、即ち周期4Qnsの
クロック信号を選択する。選択回路36によって選択さ
れた周期40n sのクロック信号(バイナリカウンタ
33のQ1出力)はF / F 37に供給され、第5
図(a)に示すように2倍周期のクロック信号、即ち8
0ns周期のクロック信号に整形され、低温時用のシス
テムクロックIIとしてCP U IQに供給される。
The Ql and Q2 outputs of the binary counter 33, which operates as an octal counter at low temperatures, are supplied to the selection circuit 36. When the selection signal 16 is "0" as in this embodiment, the selection circuit 36 selects the Q1 output of the binary counter 33, that is, the clock signal with a period of 4Qns, as shown in FIG. 5(a). . A clock signal with a period of 40 ns (Q1 output of the binary counter 33) selected by the selection circuit 36 is supplied to the F/F 37, and the fifth
As shown in Figure (a), the clock signal with double period, that is, 8
The clock signal is shaped into a clock signal with a period of 0 ns, and is supplied to the CPU IQ as a system clock II for low temperatures.

−力、高温時には、選択信号16(第3図ではCPUl
0からの選択信号16、第4図では温度検出回路21か
らの選択信号16)は1″となる。デコダ35は、選択
信号16か“1′の場合には、/\イナリカウンタ33
のQ2〜Q1出力か“Q2 QIQO”−“100”の
とき(カウント値か4のとき)たけ、アクティブなプリ
セット信号34をl・イナリカウンタ33に出力する。
- When the power and high temperature are high, the selection signal 16 (in Fig. 3, the CPU1
The selection signal 16 from 0, the selection signal 16 from the temperature detection circuit 21 in FIG.
The active preset signal 34 is output to the l/inary counter 33 when the Q2 to Q1 outputs of "Q2 QIQO" - "100" (when the count value is 4).

これによりバイナリカウンタ33には値「0」かプリセ
ットされる。即ちバイナリカウンタ33は、選択信号1
6か“1”となる低温時には、第5図(b)に示すよう
に5進カウンタとして動作する。この場合、バイナリカ
ウンタ33のQ2出力は、水晶発振器31の出力パルス
信号の5倍の周期、即ち50nsとなる。
As a result, the binary counter 33 is preset to the value "0". That is, the binary counter 33 receives the selection signal 1
At low temperatures when the value is 6 or 1, it operates as a quinary counter as shown in FIG. 5(b). In this case, the Q2 output of the binary counter 33 has a period five times that of the output pulse signal of the crystal oscillator 31, that is, 50 ns.

高温時において5進カウンタとして動作するバイナリカ
ウンタ33のQlおよびQ2出力は選択回路36に供給
される。選択回路36は、上記選択(5号16が本実施
例のように“1″の場合には、第5図(b)に示すよう
にバイナリカウンタ33のQ2出力、即ち周期50n 
sのクロック信号を選択する。選択回路36によって選
択された周期50n sのクロック信号(バイナリカウ
ンタ33のQ2出力)はF / F 37に供給され、
第5図(b)に示すように2倍周期のクロック信号、即
ち100ns周期のクロック信号に整形され、低温動作
時に比べてタイミング的に余裕を持てるやや低い周波数
の高温時用システムクロックItとしてCPUl0に供
給される。
The Ql and Q2 outputs of the binary counter 33, which operates as a quinary counter at high temperatures, are supplied to the selection circuit 36. The selection circuit 36 selects the Q2 output of the binary counter 33, that is, the period 50n, as shown in FIG.
Select the clock signal of s. A clock signal with a period of 50 ns (Q2 output of the binary counter 33) selected by the selection circuit 36 is supplied to the F/F 37,
As shown in FIG. 5(b), the CPU10 is shaped into a clock signal with a double period, that is, a clock signal with a period of 100 ns, and is used as a system clock It for high temperature operation with a slightly lower frequency that allows more margin in terms of timing compared to low temperature operation. is supplied to

以上は、1つの設定温度を基準に、周囲温度がその設定
温度より高温か低温かで周波数の異なる2種類のクロッ
ク信号を切替えてシステムクロックを出力する場合につ
いて説明したが、これに限るものではない。例えば3つ
以上の温度範囲を設定し、周囲温度がいずれの温度範囲
にあるかにより、周波数の異なる3種類以上のクロック
信号を切替えてシステムクロックを出力することも可能
である。また本発明は、電子計算機に限らず、クロック
に同期して動作する電子回路を有する電子機器一般に適
用可能である。
The above describes the case where the system clock is output by switching two types of clock signals with different frequencies depending on whether the ambient temperature is higher or lower than the set temperature based on one set temperature, but this is not the only case. do not have. For example, it is possible to set three or more temperature ranges and output the system clock by switching between three or more types of clock signals with different frequencies depending on which temperature range the ambient temperature is in. Further, the present invention is applicable not only to electronic computers but also to general electronic devices having electronic circuits that operate in synchronization with a clock.

[発明の効果コ 以上詳述したようにこの発明によれば、システムクロッ
クの周波数を周囲温度の変化に追従して自動的に切替え
ることにより、良好な温度環境(常温以下)のもとでは
機器の処理能力を上げて効率的に稼動させることができ
、温度環境か悪化した場合には、エラーを発生させない
安定稼動を優先し、処理能力をやや落として稼動するこ
とかできる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, by automatically switching the system clock frequency in accordance with changes in ambient temperature, the device If the temperature environment deteriorates, stable operation without errors can be prioritized, and the processing capacity can be reduced slightly.

【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明の一実施例を示すブロック構成図、第
2図はこの発明の他の実施例を示すブロック構成図、第
3図は第1図の構成にバイナリカウンタ利用のシステム
クロック発生回路を適用した場合の実施例を示すブロッ
ク構成図、第4図は第2図の構成にバイナリカウンタ利
用のシステムクロック発生回路を適用した場合の実施例
を示すブロック構成図、第5図は第3図および第4図の
構成の動作を説明するためのタイミングチャートである
。 lO・・・CPU511・・・システムクロック、12
.30・・・システムクロック発生回路、13.14・
・・発振回路、15、36・・・選択回路、16・・・
選択信号、17・・・警報モジュール、21・・・温度
検出回路、31・・・水晶発振器、32・・・クロック
生成回路、33・・・パイナリカウンク、35・・・デ
コーダ、37・・・フリップフロップ(F/F)。 Wll 区
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] Fig. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing another embodiment of the invention, and Fig. 3 is a block diagram showing the configuration of Fig. 1. A block configuration diagram showing an embodiment in which a system clock generation circuit using a binary counter is applied. FIG. 4 is a block configuration diagram showing an embodiment in which a system clock generation circuit using a binary counter is applied to the configuration shown in FIG. 2. 5 are timing charts for explaining the operation of the configurations shown in FIGS. 3 and 4. FIG. lO...CPU511...System clock, 12
.. 30... System clock generation circuit, 13.14.
...Oscillation circuit, 15, 36...Selection circuit, 16...
Selection signal, 17... Alarm module, 21... Temperature detection circuit, 31... Crystal oscillator, 32... Clock generation circuit, 33... Pinary count, 35... Decoder, 37... Flip-flop P (F/F). Wll Ward

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)システムクロックに同期して動作する電子機器に
おいて、 周波数の異なる複数のクロック信号を生成するクロック
生成回路と、 このクロック生成回路により生成される複数のクロック
信号の1つを上記システムクロックの生成出力用に選択
信号に応じて選択する選択回路と、 周囲温度を検出し、その検出温度に応じて上記選択信号
の状態を設定する手段と、 を具備し、温度変化に追従して上記システムクロックの
周波数を切替えるようにしたことを特徴とするシステム
クロック切替え機能を持つ電子機器。
(1) In an electronic device that operates in synchronization with a system clock, there is a clock generation circuit that generates multiple clock signals with different frequencies, and one of the multiple clock signals generated by this clock generation circuit is connected to the system clock. A selection circuit that selects a generated output according to a selection signal; and means that detects ambient temperature and sets the state of the selection signal according to the detected temperature, and the system is configured to follow temperature changes. An electronic device having a system clock switching function characterized by switching the clock frequency.
(2)上記クロック生成回路が、それぞれ異なる周波数
の上記クロック信号を生成する複数の発振回路を有して
いることを特徴とする第1請求項記載のシステムクロッ
ク切替え機能を持つ電子機器。
(2) The electronic device having a system clock switching function according to claim 1, wherein the clock generation circuit includes a plurality of oscillation circuits that generate the clock signals of different frequencies.
(3)上記クロック生成回路が、発振器出力によりカウ
ント動作する複数ビットのバイナリカウンタであって、
その複数ビット出力の少なくとも一部が上記クロック信
号として用いられるバイナリカウンタと、このバイナリ
カウンタの出力をデコードし、その出力値が上記選択信
号の状態で決まる値となった場合に同カウンタを初期化
するための信号を出力するデコード回路とを有している
ことを特徴とする第1請求項記載のシステムクロック切
替え機能を持つ電子機器。
(3) The clock generation circuit is a multi-bit binary counter that performs counting operation based on an oscillator output,
At least a part of the multi-bit output is used as the clock signal by a binary counter, and the output of this binary counter is decoded, and when the output value becomes a value determined by the state of the selection signal, the counter is initialized. 2. The electronic device having a system clock switching function according to claim 1, further comprising a decoding circuit that outputs a signal for switching the system clock.
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