JPH05274257A - 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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JPH05274257A
JPH05274257A JP4100483A JP10048392A JPH05274257A JP H05274257 A JPH05274257 A JP H05274257A JP 4100483 A JP4100483 A JP 4100483A JP 10048392 A JP10048392 A JP 10048392A JP H05274257 A JPH05274257 A JP H05274257A
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cpu
control signal
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Koji Hirai
宏治 平井
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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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はCPUから周辺回路へ内部バスを介
してデータを転送する際に、転送先の周辺回路によって
バスの負荷に差があるので、転送先の周辺回路によっ
て、CPUより出力する制御信号により適切に出力バッ
ファの駆動力を切り換えることで、低消費電力のノイズ
の低減を実現することを目的とする。 【構成】 CPU1はユーザーのプログラムにしたがっ
て制御信号10と制御信号32を制御し、出力バッファ
3だけを動作状態にすることと、出力バッファ3と出力
バッファ29を両方動作状態にすることができる。した
がって、ユーザーはCPU1に近い周辺回路2を駆動す
る場合には出力バッファ3だけを使用して小さい駆動力
を得ることができ、またCPU1より遠い周辺回路28
を駆動する場合には、出力バッファ3と出力バッファ2
8の両方で大きな駆動力を得ることができる。よってい
つも大きな駆動力を使用しないので、全体として低消費
電力とノイズの低減ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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、特に中央処理装置(以下、CPUと記す)と周辺
回路との間でのデータのやり取りを行うバスにデータを
出力する出力バッファに関する。
【0002】
【従来の技術】従来例について、図4と図5を用いて説
明する。図4と図5はひとつの周辺回路を有するマイク
ロコンピュータについて説明している。従来のマイクロ
コンピュータはCPU1と周辺回路2と内部バス7とC
PU1の出力信号8を入力とし、CPU1より出力する
制御信号10が高レベルの時、内部バス7に対してCP
U1の出力信号8の値を出力信号9として供給する出力
バッファ3と、周辺回路2の出力信号11を入力とし周
辺回路2より出力する制御信号13が高レベルの時、内
部バス7に対して出力信号11の値を出力する出力バッ
ファ4と、CPU1から出力される制御信号16が高レ
ベルの時、内部バス7上の信号15を入力信号14とし
て供給する入力バッファ5と、周辺回路2から出力され
る制御信号19が高レベルの時、バス7上の信号18を
入力信号17として供給する入力バッファ6とを含んで
構成されている。
【0003】出力バッファ3の構成は図5に詳示されて
おり、出力バッファは制御信号10を入力とするインバ
ータ20と、出力信号8を入力とするインバータ21
と、電源をソース入力としインバータ20の出力信号2
6をゲート入力とするP型トランジスタ22と、P型ト
ランジスタ22のドレイン出力をソース入力としインバ
ータ21の出力信号27をゲート入力とするP型トラン
ジスタ23と、接地線をソース入力とし制御信号10を
ゲート入力とするN型トランジスタ24と、N型トラン
ジスタ24のドレイン出力をソース入力としインバータ
21の出力信号27をゲート入力とするN型トランジス
タ25とを備えており、出力信号9はP型トランジスタ
23とN型トランジスタ25の共通ドレインに出力され
る。
【0004】出力バッファの動作は制御信号10が高レ
ベルの時、N型トランジスタ24はオンし、インバータ
20の出力信号26の値は低レベルとなり、P型トラン
ジスタ22はオンする。今、CPU1の出力信号8が高
レベルの時、インバータ21の出力信号27は低レベル
となる。P型トランジスタ23のゲート入力が低レベル
であり、オンするので、出力信号9は高レベルとなる。
また出力信号8が低レベルの時、インバータ21の出力
信号は高レベルとなる。N型トランジスタ25のゲート
入力が高レベルであり、オンするので、出力信号9は低
レベルとなる。すなわち出力信号9の出力値は出力信号
8の値と同値となる。
【0005】次に出力信号10が低レベルの時はN型ト
ランジスタ24はオフし、インバータ20の出力信号2
6の値は高レベルとなって、P型トランジスタ22はオ
フする。したがって出力信号9はハイインピーダンス状
態となる。なお出力バッファ4の動作についても同様で
ある。
【0006】次に従来のマイクロコンピュータの動作に
ついて、図4を用いて説明する。図4でCPU1が周辺
回路2にデータを送る場合について説明する。CPU1
より出力するデータは出力信号8で表され、出力バッフ
ァ3に入力する。次にCPU1より出力する制御信号1
0が高レベルとなり、出力バッファ3の出力信号9には
信号8と同じ値が出力され、内部バス7に対して出力す
る。
【0007】次に周辺回路2より出力する制御信号19
が高レベルとなり、入力バッファ6がオンして、内部バ
ス上のデータは信号18、入力バッファ6、入力信号1
7を通して周辺回路2へ取り込まれる。なお周辺回路2
がCPU1にデータを送る場合についても同様である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】内部バスを介してデー
タを転送する場合には、例えば転送元のCPUと転送先
の周辺回路が近い場合もあれば遠い場合もある。またC
PUからCPUへとデータが送られる場合もある。しか
し、いずれの場合にも同じ出力バッファで内部バスを駆
動しているために、遠い部分へもデータを送ることがで
きるよう十分に大きな駆動力を持たなければならない。
したがって、近いユニットへデータを送る場合には過剰
な能力を持つこととなり、無駄に電力を消費してしまう
という欠点があった。また、必要以上に電流の変化が大
きくなるので、ノイズも大きくなるという欠点があっ
た。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、中央処
理装置と、中央処理装置との間で内部バスを介してデー
タを送受可能な複数の周辺回路と、中央処理装置と内部
バスとの間に介在し中央処理装置から供給される制御信
号に応答してデータ信号を内部バスに出力する出力バッ
ファユニットと、各周辺回路と内部バスとの間にそれぞ
れ介在し関連する周辺回路から出力される制御信号に応
答して内部バス上のデータ信号を関連する周辺回路に供
給する入力バッファユニットとを備えたマイクロコンピ
ュータにおいて、上記出力バッファユニットはデータ信
号を共通して供給される複数の出力バッファ回路を有
し、該複数の出力バッファ回路は中央処理装置から供給
される制御信号で選択的に活性化されることである。
【0010】
【発明の作用】出力バッファ回路は選択的に活性化され
るので、データ信号の駆動力を変更することができる。
【0011】
【実施例】本発明の一実施例について、図1を用いて説
明する。本発明の実施例では2つの周辺回路を有するマ
イクロコンピュータについて説明する。今、本発明のマ
イクロコンピュータの2つの周辺回路の内、一方の周辺
回路2はCPU100に対してレイアウト上近い位置に
あり配線容量と抵抗が少ないので、CPU100から周
辺回路2へデータを転送する際に出力バッファは比較的
小さい駆動力で十分であり、他方の周辺回路28はCP
U100に対してレイアウト上遠い位置にあり配線容量
と抵抗が大きく、CPU100から周辺回路28へデー
タを転送する際に出力バッファは前者よりも大きい駆動
力が必要となっている。
【0012】本実施例のマイクロコンピュータは、従来
例のCPU1の構成に加えて、ユーザーがプログラムに
よって制御できる複数の制御信号10,32を持ち、C
PU100の出力信号8を共通入力とし、プログラム可
能な制御信号10と制御信号32が共に高レベルの時、
内部バス7に対して、出力信号8の値を出力する出力バ
ッファ29を含んで構成されている。なお、周辺回路2
と周辺回路28の出力バッファ4と30及び入力バッフ
ァ6と31の動作は従来例と同様であるため説明を省略
する。
【0013】次に出力バッファ29の第1の回路構成例
について図2を用いて説明する。出力バッファ29は制
御信号10と制御信号32を入力とする2入力NAND
ゲート39と、NANDゲート39の出力信号46を入
力とするインバータ40と、制御信号8を入力とするイ
ンバータ41と、電源をソース入力としNANDゲート
39の出力信号46をゲート入力とするP型トランジス
タ42と、P型トランジスタ42のドレイン出力をソー
ス入力としインバータ41の出力信号48をゲート入力
とするP型トランジスタ43と、接地線をソース入力と
しインバータ40の出力信号47をゲート入力とするN
型トランジスタ45と、N型トランジスタ45のドレイ
ン出力をソース入力としインバータ44の出力信号48
をゲート入力とするN型トランジスタ44を備えてお
り、出力信号9はP型トランジスタ43とN型トランジ
スタ44の共通ドレインに出力される。
【0014】次に出力バッファ29の動作を説明する。
制御信号10が高レベルかつ制御信号32が高レベルの
時、NANDゲート39の出力信号46は低レベルとな
り、P型トランジスタ42はオンする。また、インバー
タ40の出力信号47は高レベルとなり、N型トランジ
スタ45はオンする。よって出力信号9の出力値は出力
信号8の値と同じとなる。次に制御信号10が低レベル
の時は制御信号32の値によらずNANDゲート39の
出力信号46は常に高レベルとなり、P型トランジスタ
42はオフする。またインバータ40の出力信号47は
低レベルとなり、トランジスタ45はオフする。したが
って出力信号9はハイインピーダンス状態となる。また
制御信号32が低レベルの時も制御信号10が低レベル
の時と同様で、出力信号9はハイインピーダンス状態と
なる。
【0015】次に本実施例のマイクロコンピュータの動
作について図1を用いて説明する。ここでは、CPU1
00が周辺回路2及び周辺回路28にそれぞれデータを
送る場合について説明する。CPU100より出力する
データは出力信号8で表され、出力バッファ3及び29
に供給される。次にCPU100より出力する制御信号
10が高レベルとなり、出力バッファ3の出力信号8と
同じ値となる。今、ユーザーがプログラムによって、制
御信号32を高レベルにすると、出力バッファ29も出
力信号8と同じ値を出力し、出力バッファ3と出力バッ
ファ29の出力信号9は出力信号8と同じ値となって、
内部バス7へ出力される。したがって、大きな駆動力が
得られる。
【0016】次に、制御信号32を低レベルにすると、
出力バッファ29の出力はハイインピーダンスとなり、
出力信号9は出力バッファ3のみで駆動されることとな
る。したがって、駆動力は小さくなる。なお、内部バス
7上のデータが周辺回路2または周辺回路28に取り込
まれるときの動作は従来例と同じである。
【0017】以上述べたように、CPU100に対して
レイアウト上近い周辺回路2にCPU100からデータ
を転送する場合には、出力バッファに小さな駆動力しか
必要がないので、ユーザーはプログラムによって制御信
号10を高レベル、制御信号32を低レベルとする。こ
れにより、出力バッファ3はオンし、出力バッファ29
はオフするので、出力バッファ3だけでCPU100か
ら周辺回路2へ信号を送る。この場合、周辺回路2より
出力される制御信号19は高レベルとし、入力バッファ
6をオンさせてデータを周辺回路2に取り込む。また、
周辺回路28より出力される制御信号38は低レベルと
し、入力バッファ31をオフさせる。
【0018】一方、CPU1に対してレイアウト上遠い
周辺回路29にデータを転送する場合には、出力バッフ
ァに大きな駆動力が必要なので、ユーザーはプログラム
によって制御信号10と32の両方を高レベルにする。
これにより、出力バッファ3と29は両方ともオンにな
り、出力バッファ3と29の両方を使い大きな駆動力で
CPU100から周辺回路28へ信号を送ることができ
る。この場合、周辺回路28より出力される制御信号3
8は高レベルとし、入力バッファ31をオンさせてデー
タを周辺回路28に取り込む。一方、周辺回路2より出
力される制御信号19は低レベルとし、入力バッファ6
はオフする。
【0019】次に出力バッファ29の第2の回路構成例
を図3を用いて説明する。出力バッファ29はCPU1
00の出力である制御信号10及び第3の制御信号32
を入力とする2入力NANDゲート49と、NANDゲ
ート49の出力信号55を入力とするインバータ50
と、インバータ50の出力信号56と制御信号8を入力
とする2入力NANDゲート51と、NANDゲート4
9の出力信号55と制御信号8を入力とする2入力NO
Rゲート52と、電源をソース入力としNANDゲート
51の出力信号57をゲート入力とするP型トランジス
タ53と、接地線をソース入力としNORゲート52の
出力信号58をゲートの入力とするN型トランジスタ5
4とを備えており、出力信号9はP型トランジスタ53
及びN型トランジスタ54の共通ドレインに出力され
る。
【0020】次に図3に示された出力バッファ29の動
作を説明する。信号10が高レベルかつ信号32が高レ
ベルの時、NANDゲート49の出力信号55は低レベ
ルとなり、インバータ50の出力信号56は高レベルと
なる。このとき出力信号8が高レベルならば、NAND
ゲート51の出力信号57は低レベルとなり、P型トラ
ンジスタ53はオンする。また、NORゲート52の出
力信号58は低レベルとなり、N型トランジスタ55は
オフする。したがって、出力信号9は高レベルとなる。
【0021】また、出力信号8が低レベルならば、NA
NDゲート51の出力信号57は高レベルとなり、P型
トランジスタ53はオフし、NORゲート52の出力信
号58は高レベルとなり、N型トランジスタ54はオン
する。ゆえに出力信号9は低レベルとなる。制御信号1
0、信号32の少なくともどちらか一方が低レベルの場
合には、NANDゲート49の出力信号55は高レベル
となり、インバータ50の出力信号56は低レベルとな
る。この場合出力信号8の値によらず、NANDゲート
51の出力信号57は高レベルとなりP型トランジスタ
53はオフとなる。また、NORゲート52の出力信号
58は低レベルとなり、N型トランジスタ54はオフと
なる。したがって、出力信号9はハイインピーダンスと
なる。結局、制御信号10が高レベルかつ制御信号32
も高レベルの時、出力信号9は出力信号8と同値とな
り、信号10、信号32の少なくともどちちらか一方が
低レベルの場合には、出力信号9はハイインピーダンス
となる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、ひとつのデータを出力
する出力バッファユニットを複数に分割し、出力バッフ
ァをユーザーがプログラムすることにより制御できる制
御信号によって動作させることにより、出力バッファの
駆動力を必要な能力に応じて変化させることができる。
例えば、CPUから出力するデータをCPUよりレイア
ウト上遠くはなれた場所にある周辺回路へ内部バスを通
して転送する場合、複数の出力バッファを“ON”に
し、駆動力を大きくすることにより、出力バッファは十
分な駆動力を発揮できる。また、CPUから近いところ
の周辺回路にデータを転送する場合や、CPU自身にデ
ータを転送する場合には、ひとつの出力バッファを“O
N”にし、それ以外の出力バッファをオフにすることに
より出力バッファの消費電力を低く抑えることができる
という大きな効果がある。加えて出力バッファの電流の
変化も全体として抑えることができるために、ノイズが
低減できる効果がある。
【0023】本発明ではCPUから周辺回路に対して、
データを転送する場合について説明したが、周辺回路よ
りCPUにデータを転送する場合も同様に実施でき同様
の効果がある。なお、本発明では周辺回路を2つ持った
マイクロコンピュータについて述べたが、任意の数の周
辺回路を持ったマイクロコンピュータについても実施で
きる。またCPUの出力バッファの数が2つの場合につ
いて述べたが、出力バッファを複数持ったマイクロコン
ピュータについても実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロコンピュータの一実施例のブ
ロック図である。
【図2】一実施例に含まれる出力バッファの第1の回路
構成例を示す回路図である。
【図3】一実施例に含まれる出力バッファの第2の回路
構成例を示す回路図である。
【図4】従来例のブロック図である。
【図5】従来例のマイクロコンピュータの出力バッファ
の回路図である。
【符号の説明】
1 CPU 2,28 周辺回路 3,4,29,30 出力バッファ 5,6,31 入力バッファ 7 内部バス 8 CPU1の出力信号 9 出力バッファ3の出力信号 10,13,16,19,32,35,38 制御信号 11 周辺回路2の出力信号 12 出力バッファ4の出力信号 14 CPU1の入力信号 15 入力バッファ5の入力信号 17 周辺回路2の入力信号 18 入力バッファ6の入力信号 20,21,40,41,50 インバータ 22,23,42,43,53 P型トランジスタ 24,25,44,45,54 N型トランジスタ 26 インバータ20の出力信号 27 インバータ21の出力信号 33 周辺回路28の出力信号 34 出力バッファ30の出力信号 36 周辺回路28の入力信号 37 入力バッファ31の入力信号 39,49,51 2入力NANDゲート 46 NANDゲート39の出力信号 47 インバータ40の出力信号 48 インバータ41の出力信号 52 2入力NORゲート 55 NANDゲート49の出力信号 56 インバータ50の出力信号 57 NANDゲート51の出力信号 58 NORゲート52の出力信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中央処理装置と、中央処理装置との間で
    内部バスを介してデータを送受可能な複数の周辺回路
    と、中央処理装置と内部バスとの間に介在し中央処理装
    置から供給される制御信号に応答してデータ信号を内部
    バスに出力する出力バッファユニットと、各周辺回路と
    内部バスとの間にそれぞれ介在し関連する周辺回路から
    出力される制御信号に応答して内部バス上のデータ信号
    を関連する周辺回路に供給する入力バッファユニットと
    を備えたマイクロコンピュータにおいて、上記出力バッ
    ファユニットはデータ信号を共通して供給される複数の
    出力バッファ回路を有し、該複数の出力バッファ回路は
    中央処理装置から供給される制御信号で選択的に活性化
    されることを特徴とするマイクロコンピュータ。
  2. 【請求項2】 上記中央処理装置から供給される制御信
    号はユーザーの命令コードで変更可能であり、上記複数
    の出力バッファ回路のうち活性化される数が制御信号で
    決定される請求項1記載のマイクロコンピュータ。
  3. 【請求項3】 上記データ信号を中央処理装置から長距
    離の周辺回路に送出するときは、中央処理装置から近距
    離の周辺回路に送出するときよりも多数の出力バッファ
    回路を活性化する請求項1記載のマイクロコンピュー
    タ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5887033A (en) * 1994-03-29 1999-03-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Data transfer device and data transfer method
US7181549B2 (en) 2001-06-28 2007-02-20 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit

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US7426587B2 (en) 2001-06-28 2008-09-16 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor integrated circuit
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