JPH05282067A - 動作クロック発生装置 - Google Patents

動作クロック発生装置

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JPH05282067A
JPH05282067A JP4074361A JP7436192A JPH05282067A JP H05282067 A JPH05282067 A JP H05282067A JP 4074361 A JP4074361 A JP 4074361A JP 7436192 A JP7436192 A JP 7436192A JP H05282067 A JPH05282067 A JP H05282067A
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JP
Japan
Prior art keywords
frequency
signal
battery
clock
power supply
Prior art date
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Pending
Application number
JP4074361A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Katsu
弘 行 滑
Osamu Fujii
井 治 藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 電源電圧検知回路2により電池1の発生する
電圧を検知し、周波数可変クロック発生回路3におい
て、その検知信号の示す電源電力に応じて所定の周波数
で動作クロック信号ck1 ,ck2 ,…,ckn を発生
する。この動作クロック信号ck1 ,ck2 ,…,ck
n が所定のLSIのシステムクロックとして供給され
る。 【効果】 電池1の駆動能力に応じて動作周波数を変え
られるため、電池1の駆動能力が落ちてもそれに応じて
動作周波数が変わるだけで電子機器を作動させることが
でき、電池1の駆動能力を効率的に使用することがで
き、電池1の長寿命化、大型化防止、消費エネルギの低
減に寄与することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電池を電源として作動
するデータバンク、電子手帳、電卓、電池駆動パソコ
ン、ワープロ等の電子機器に用いて好適な動作クロック
発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一次電池、二次電池、太陽電池等の電池
を電源として使用する電子機器においては、一般に、あ
る一定の電圧で動作するシステムとなっているため、電
池をそれらシステムに使用した場合に、電池の寿命はそ
の電池が当該一定の電圧を維持できなくなったところで
規定される。より具体的には、そのシステムに用いられ
ている大規模集積回路の動作電圧をその電池が維持でき
なくなったところで同電池の寿命は規定されることとな
る。
【0003】図5に示すように、集積回路では使用電圧
での動作周波数の上限と下限とを決定しており、上限側
の周波数の動作電圧を維持できなくなったところで電池
の寿命は決定される。よって、蓄電池に容量不足が訪れ
た場合にはその電子機器が不能になり、非常な不都合を
生ずる。例えば、データバンクの電池に寿命が来ればバ
ックアップ不能となりデータを消失してしまうこととな
る。また、太陽電池を使用している電卓でも、直ぐに使
いたいにもかかわらず明るさ不足で使用できない、とい
う状況がある。
【0004】そこで、従来、蓄電池の場合にはその交換
を早めに行うことで対応し、また、太陽電池の場合には
電灯を付けて光量を増すこと等で対応している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな対応策は現状の技術に整合したものとは言えない。
【0006】すなわち、電子文具等においては大量のデ
ータを処理する必要が高まっており、これに伴い集積回
路システムの動作周波数は上昇傾向にあるが、図6に示
すように、動作周波数fが高いほど動作電圧Vは上昇す
る。そして、集積回路、例えばCMOS LSIの場
合、その消費電流IDDは下式(1)の関数で表される。 IDD=F(V,f) (1) この関係を図7に示す。これから明らかなように、動作
電圧ばかりでなく、動作周波数fをパラメータにして電
力特性を見ると、動作周波数fが高いほど、電流Iも多
く消費し、多くの電力を消費することがわかる。因み
に、ユニカド電池の放電特性を示せば、図8に示すよう
に、消費電流Iが多いほど、電池寿命Tは短くなってい
る。
【0007】よって、現在、蓄電池の一充電での使用時
間はますます短命化される傾向にあり、また一時に大き
な電力を必要とすることもあって、蓄電池、太陽電池と
もに大型化の問題も生じている。さらに、ある電子機器
で使用できなくなった電池は他の低電力機器に転用した
り、それが無理ならば捨てることとなるが、往々にして
余剰の電力が残った状態で捨ててしまわれることが多
く、これはエネルギの無駄である。
【0008】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは電池の駆動能力を効率的に
使用することができるようにし、もって、電池の長寿命
化、大型防止、消費エネルギの低減に寄与することがで
きる動作クロック発生装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
動作クロック発生装置は、電源電力検知手段と、その検
知信号の示す電源電力に応じて所定の周波数で動作クロ
ック信号を発生する周波数可変クロック発生手段とを備
えている。
【0010】請求項2記載の本発明の動作クロック発生
装置は、周波数可変クロック発生手段が、電源電力検知
信号の示す電源電力に応じて所定の周波数で基準クロッ
ク信号を発生する基準クロック発振手段と、その基準ク
ロック信号を整形分周または逓倍することにより各種周
波数の動作クロック信号を生成するクロック生成手段と
を備えている。
【0011】請求項3記載の本発明の動作クロック発生
装置は、周波数可変クロック発生手段が、基準クロック
発振手段と、電源電力検知信号の示す電源電力に応じて
周波数を指定する周波数指定信号を発生する周波数指定
信号発生手段と、上記基準クロック信号を分周して各種
周波数のクロック信号を生成しそのうち上記周波数指定
信号により指定された周波数のクロック信号を動作クロ
ック信号として発生するクロック生成手段とを備えてい
る。
【0012】請求項4記載の本発明の動作クロック発生
装置は、周波数指定信号発生手段において、電源電力の
変化の度合が所定範囲を越えたときにのみ周波数指定信
号の示す周波数を更新するようになっている。
【0013】
【作用】本発明によれば、電源電力の大きさ、換言すれ
ば電源の持つ駆動能力の大きさに応じて動作周波数を変
えることができることとなるので、電源に電池を用いた
場合に、その駆動能力が落ちてもそれに応じて動作周波
数が変わるだけで、電子機器を作動させることができる
こととなり、電池の駆動能力を効率的に使用することが
でき、電池の長寿命化、大型化防止、消費エネルギの低
減に寄与することができる。
【0014】また、周波数指定信号の発生にあたり、電
源電力検知信号の示す電力値のレベルの揺れが所定値以
内あるいは所定時間以内の場合には、周波数指定信号の
更新を行わないこととなるため、動作クロック信号の周
波数が電源電圧のわずかな過渡的な変動により変化せ
ず、電子機器の安定動作を供給することができる。
【0015】
【実施例】以下に本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図1は本発明の第1実施例であって基本
概念に相当するものを示している。
【0016】この図において、1は蓄電池、2は電源電
圧検知回路、3は周波数可変クロック発生回路である。
電源電圧検知回路2は電池1の発生する電圧を検知し、
その検知信号を出力するものである。この電源電圧検知
信号は周波数可変クロック発生回路3に与えられてお
り、この周波数可変クロック発生回路3は、その検知信
号の示す電源電力に応じて所定の周波数で動作クロック
信号ck1 ,ck2 ,…,ckn を発生する。この動作
クロック信号ck1 ,ck2 ,…,ckn は所定のLS
Iのシステムクロックとして供給される。
【0017】この実施例によれば、電池1の駆動能力に
応じて動作周波数を変えられるために、電池1の駆動能
力が落ちてもそれに応じて動作周波数が変わるだけで、
電子機器を作動させることができる。
【0018】例えば、電池1がワープロに使用されてい
る蓄電池であって、その余剰エネルギが残り少なくな
り、発生される電力が小さくなった場合でも、ワープロ
を使用することはできる。また、電池1が電卓に使用さ
れている太陽電池であって、光量が小さい場合でも、電
卓の動作周波数を落として計算を行わせることが可能と
なる。
【0019】よって、電池1の駆動能力を効率的に使用
することができ、電池1の長寿命化、大型化防止、消費
エネルギの低減に寄与することができる。
【0020】図2は本発明の第2実施例であって図1に
示すシステムの第1具体例に相当する動作クロック発生
装置を示すものである。
【0021】この図において、4は発振器、5はクロッ
ク生成回路であり、これらが図1に示すシステムのクロ
ック発生回路3に相当する部分を構成している。発振器
4は、電源電圧検知回路2からの電源電圧検知信号が示
す電源電圧に応じて所定の周波数で基準クロック信号を
発生するもので、その発振周波数は電源電圧が小さいほ
ど低くなる。クロック生成回路5は、その基準クロック
信号を整形分周または逓倍することにより各種周波数の
動作クロック信号ck1 ,ck2,…,ckn を生成す
るものである。
【0022】つまり、本実施例のシステムは動作クロッ
ク生成の基になる基準クロックを電源電圧に応じて可変
とすることにより動作クロック信号の発振周波数を可変
としたものである。
【0023】図3は本発明の第3実施例であって図1に
示すシステムの第2具体例に相当する動作クロック発生
装置を示すものである。
【0024】この図において、6は発振器、7は制御ロ
ジック、8はクロック生成回路であり、これらは図1に
示すシステムのクロック発生回路3の部分に相当するも
のである。
【0025】発振器6は動作クロック生成の基となる基
準クロック信号を発生するものである。制御ロジック7
は、電源電圧検知回路2からの検知信号が示す電源電圧
に応じて周波数を指定する周波数指定信号を発生するも
ので、この周波数指定信号は具体的には分周比を指定す
る信号となり、この分周比指定信号の示す分周比は電池
1の電圧が低いほど高くなり。クロック生成回路8は、
上記基準クロック信号を分周して各種周波数のクロック
信号ck1 ,ck2 ,…,ckn を生成し、そのうち上
記分周比指定信号により指定された分周比のクロック信
号を動作クロック信号として発生するものである。
【0026】よって、本実施例のシステムは、各種周波
数のクロック信号ck1 ,ck2 ,…,ckn を生成し
ておき、これを電池1の電圧に応じて選択出力するよう
にしたものである。
【0027】また、制御ロジック7は、周波数指定信号
の発生にあたり、電源電圧検知回路2の出力信号の示す
電圧値のレベルの揺れが所定値以内あるいは所定時間以
内にある場合には、周波数指定信号の更新を行わないよ
うクロック生成回路7にフィードバックをかけるように
なっている。これにより、クロック生成回路8から出力
されるクロック信号の周波数が電源電圧のわずかな過渡
的な変動により変化しないようにすることができ、電子
機器の安定動作を供給することができる。
【0028】図4は本発明の第4実施例であって図3に
示すシステムをより具体化したものに相当する。
【0029】この図において、9は分周器、10はA/
Dコンバータ、11は制御ロジック、12は周波数選択
回路である。これらのうち、A/Dコンバータ10は図
3に示すシステムにおける電源電圧検知回路2に相当
し、分周器9及び周波数選択回路12はクロック生成回
路8に相当する。
【0030】分周器9は発振器6の出力クロック信号を
分周して各種周波数のクロック信号を生成する。A/D
コンバータ10は電池1の発生電圧をサンプリングして
そのレベルを示すデジタル信号を生成する。制御ロジッ
ク11は、このA/Dコンバータ10の出力に従って上
記周波数指定信号を発生するもので、この周波数指定信
号の発生にあたっては、A/Dコンバータ10の出力信
号の示す電圧値のレベルの揺れが所定値以内あるいは所
定時間以内にある場合には、周波数指定信号の更新を行
わないようになっている。これにより、周波数選択回路
12から出力されるクロック信号の周波数が電源電圧の
わずかな過渡的な変動により変化しないようにすること
ができることとなる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
源電力の大きさ、換言すれば電源の持つ駆動能力の大き
さに応じて動作周波数を変えることができることとなる
ので、電源に電池を用いた場合に、その駆動能力が落ち
てもそれに応じて動作周波数が変わるだけで、電子機器
を作動させることができることとなり、電池の駆動能力
を効率的に使用することができ、電池の長寿命化、大型
化防止、消費エネルギの低減に寄与することができる。
【0032】また、周波数指定信号の発生にあたり、電
源電力検知信号の示す電力値のレベルの揺れが所定値以
内あるいは所定時間以内の場合には、周波数指定信号の
更新を行わないこととなるため、動作クロック信号の周
波数が電源電圧のわずかな過渡的な変動により変化せ
ず、電子機器の安定動作を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る動作クロック発生装
置のブロック図。
【図2】本発明の第2実施例に係る動作クロック発生装
置のブロック図。
【図3】本発明の第3実施例に係る動作クロック発生装
置のブロック図。
【図4】本発明の第4実施例に係る動作クロック発生装
置のブロック図。
【図5】CMOSLSIにおける使用電圧と使用周波数
範囲との関係を示す特性曲線図。
【図6】動作周波数と動作電圧との関係を示す特性曲線
図。
【図7】動作周波数をパラメータとして動作電圧と消費
電流との関係を示す特性曲線図。
【図8】ユニカド電池における消費電力と寿命との関係
を示す特性曲線図。
【符号の説明】
1 電池 2 電源電圧検知回路 3 クロック発生回路 4 周波数可変基準クロック発振器 5 クロック生成回路 6 周波数固定基準クロック発振器 7 制御ロジック 8 クロック生成回路 9 分周器 10 A/Dコンバータ 11 制御ロジック 12 周波数選択回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電源電力検知手段と、 その検知信号の示す電源電力に応じて所定の周波数で動
    作クロック信号を発生する周波数可変クロック発生手段
    とを備えている動作クロック生成装置。
  2. 【請求項2】周波数可変クロック発生手段が、 電源電力検知信号の示す電源電力に応じて所定の周波数
    で基準クロック信号を発生する基準クロック発振手段
    と、 前記基準クロック信号を整形分周または逓倍することに
    より各種周波数の動作クロック信号を生成するクロック
    生成手段とを備えている請求項1記載の動作クロック発
    生装置。
  3. 【請求項3】周波数可変クロック発生手段が、 基準クロック発振手段と、 電源電力検知信号の示す電源電力に応じて周波数を指定
    する周波数指定信号を発生する周波数指定信号発生手段
    と、 前記基準クロック信号を分周して各種周波数のクロック
    信号を生成しそのうち前記周波数指定信号により指定さ
    れた周波数のクロック信号を動作クロック信号として発
    生するクロック生成手段とを備えている請求項1記載の
    動作クロック発生装置。
  4. 【請求項4】周波数指定信号発生手段は電源電力の変化
    の度合が所定範囲を越えたときにのみ周波数指定信号の
    示す周波数を更新するようになっている請求項3記載の
    動作クロック発生装置。
JP4074361A 1992-03-30 1992-03-30 動作クロック発生装置 Pending JPH05282067A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6535449B2 (en) 2001-05-29 2003-03-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor memory unit in which power consumption can be restricted
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