JPH0720963A - クロック発振器の動作制御回路 - Google Patents

クロック発振器の動作制御回路

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JPH0720963A
JPH0720963A JP5164565A JP16456593A JPH0720963A JP H0720963 A JPH0720963 A JP H0720963A JP 5164565 A JP5164565 A JP 5164565A JP 16456593 A JP16456593 A JP 16456593A JP H0720963 A JPH0720963 A JP H0720963A
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signal
input
circuit
oscillation
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JP5164565A
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Nobuo Yoshii
信夫 吉井
Takeshi Mizuta
毅志 水田
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OKAMOTO MUSEN DENKI KK
Sharp Corp
Original Assignee
OKAMOTO MUSEN DENKI KK
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】信号入力がないときはシステムクロックを停止
させて、電力消費を低減する回路の改良に係る。 【構成】外部信号1が入力すると、まず発振制御回路3
が発振回路4を起動する。これにより、ノイズ除去回路
2や入力信号処理回路7が動作を開始する。ノイズ除去
回路2は、入力された信号が正規の信号であるかノイズ
であるかを判定して所定の信号を出力する。正規の信号
であれば、入力オン信号を出力する。この信号により、
発振制御回路3は発振回路4の動作を保持し、入力され
る信号が継続して入力信号処理回路7で処理可能なよう
にする。一方、入力された信号がノイズであった場合に
は、ノイズ除去回路2が入力オン信号を出力しないた
め、信号の入力が無くなったことにより、発振回路4の
動作が停止し、無駄な電力消費がない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、集積回路等でのシス
テムの消費電力をおえさえるための、システム制御用の
クロック発振器の動作制御回路に関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータシステムでは、入力待ち状
態時におけるCPUの消費電力を低減するため、従来、
入力装置等から信号が入力されないときは動作周波数
を低下させることによってCPUの動作を維持しつつ消
費電力の低減を図る方式(特開平4−85609号,特
開平4−1817号等)が提案されている。この方式で
は、外部入力の検出をソフトウェアによって判定してい
るためコンピュータシステムに限定されていた。また、
システムクロックを停止させる方式では、CPUや周辺
回路が停止してしまうため、外部入力を検出できない欠
点があった。
【0003】そこで、ソフトウェアによらず、ハード回
路で外部入力を検出する方式としてCPUが動作しな
いときには自動停止するシステムクロックに加えて、常
時動作する外部信号検出用のクロックを設ける方式(特
開平4−152411号)が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方式
では、CPUは常時動作しているため、それほど消費電
力の低減につながらない欠点があり、の方式では、発
振回路が2個必要となるため回路構成が大きくなる欠点
があった。さらに、の方式では入力された信号が正規
の信号かノイズかをソフトウェアによって判定していた
ため、CPUを内蔵したコンピュータシステムに限ら
れ、の方式では常時動作するクロックがあるため十分
な消費電力の低減を図ることができないという欠点があ
った。
【0005】この発明は、外部入力に信号が入ったか否
かを1つのクロック回路を用いハード回路で検出するよ
うにしたことにより上記課題を解決したCPUのないハ
ード回路のみのシステムにも適用を可能にしたクロック
発振器の動作制御回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この出願の請求項1の発
明は、入力した信号の持続時間に基づきその信号が正規
の信号であるかノイズであるかを判定する信号判定回路
部と、この信号判定回路およびデータ処理システムの動
作クロックを発生する発振回路部と、外部から信号が入
力されたとき前記発振回路部を起動し,前記信号判定回
路部が当該信号が正規の信号であると判定した場合には
前記発振回路部の動作を保持し,当該信号をノイズであ
ると判定した場合には前記発振回路部の動作を停止する
発振制御回路部と、を備えたことを特徴とする。
【0007】この出願の請求項2の発明は、請求項1記
載の発振制御回路において、前記信号判定回路部に正規
の信号が終了したことを判定する信号終了判定回路を設
け、前記信号判定回路部が正規の信号の終了を判定した
のち一定時間が経過したとき前記発振回路部の動作を制
止させる動作停止回路部と、を設けたことを特徴とす
る。
【0008】
【作用】この発明のクロック発振器の動作制御回路は、
以下のように動作する。
【0009】入力信号があれば、発振制御回路部が仮に
発振回路部を起動する。この発振回路の起動により、信
号判定回路部およびデータ処理システムが起動する。信
号判定回路部は、入力された信号が正規の信号かノイズ
かを判定する。この判定に基づき前記発振制御回路部
が、発振回路部の動作を保持するか停止するかの制御を
行う。これにより、正規の信号であれば、信号入力時か
らデータ出力システムが動作しており、欠けることなく
データを取り込んでデータ処理をすることができる。ま
た、ノイズであれば、即座に全ての回路が停止するた
め、電力消費が殆どない。
【0010】また、この発明のクロック発振器の動作制
御回路は、正規の信号が終了したこと検出する。この検
出ののち、一定時間経過したのち動作停止回路部が発振
回路部の動作を停止させる。これにより、データ処理の
終了を待って全ての回路の動作を停止することができ
る。
【0011】
【実施例】図1はこの発明の実施例である発振器の動作
制御回路のブロック図である。この回路は、集積回路に
内蔵され、たとえば、キー入力を監視する回路として使
用される。
【0012】外部信号1は、ノイズ除去回路2および発
振制御回路3に入力される。
【0013】ノイズ除去回路2は、入力された外部信号
1の波形を整形するとともに、その信号がノイズである
か否かを判定する回路である。このノイズ除去回路2
は、外部信号1の入力端子21、入力した外部信号1が
正規の信号であると判定されたとき“H”が出力される
入力オン信号出力端子22,外部信号1の入力が無くな
ったと判定したとき“H”が出力される入力オフ信号出
力端子23、この回路の動作クロックであるCL1の入
力端子24、および、この回路を初期状態にセットする
セット信号が入力されるセット信号入力端子25を有し
ている。
【0014】発振制御回路3は、外部信号の入力の有無
等に基づいて発振回路4の動作を制御する回路であり、
外部信号が入力されるトリガ入力端子31、入力オフ信
号入力端子32、入力オン信号入力端子33、オフタイ
マ信号入力端子34、発振許可信号出力端子35、およ
び、セット信号出力端子36を有している。
【0015】発振回路4は、システムクロックの2倍の
周波数の基本クロックを発振する回路であり、発振許可
信号入力端子41,基本クロック出力端子42を有して
いる。基本クロック出力端子42から出力される基本ク
ロックは分周回路5に入力される。
【0016】分周回路5は、入力された基本クロックを
分周して3種類のクロック信号(システムクロック、C
L1、および、CL2(オフタイマ回路6のクロック))
を生成する。このため分周回路5は、基本クロック入力
端子51,CL1出力端子52,CL2出力端子53、
および、システムクロック出力端子54を有している。
【0017】オフタイマ回路6は、ノイズ除去回路2か
ら入力オン信号が出力されなくなり、且つ、システムの
動作が終了してから一定時間をカウントし、発振制御回
路3に対して発振回路4のオフを指示するタイマ信号を
出力する回路である。このためオフタイマ回路6は、タ
イマリセット入力端子61、システム信号入力端子6
2,オフタイマ信号出力端子63、および、CL2入力
端子64を有している。
【0018】また、入力信号処理回路7は、入力端子7
1を有し、ノイズ除去回路2からノイズ除去された外部
信号を取り込んで、その信号に基づくデータ処理を行う
回路である。
【0019】ノイズ除去回路2が出力する入力オン信号
は、入力オン信号出力端子22から入力オン信号入力端
子33、リセット端子61、および、外部信号入力端子
71を介して、発振制御回路3、オフタイマ回路6、お
よび、入力信号処理回路7に入力される。また、入力オ
フ信号は、入力オフ信号出力端子23から発振制御回路
3の入力オフ信号入力端子32に入力される。
【0020】オフタイマ回路6が出力するオフタイマ信
号は、オフタイマ信号出力端子63発振制御回路3のオ
フタイマ信号入力端子34に入力される。発振制御回路
3の発振許可信号は、発振許可信号出力端子35から発
振回路4の発振許可信号入力端子41に入力される。発
振回路4の基本クロック出力端子42は分周回路5の基
本クロック入力端子51に接続され、これを介して基本
クロックが供給される。分周回路5で分周された各クロ
ックは、CL1出力端子52からノイズ除去回路2のC
L1入力端子24、CL2出力端子53からオフタイマ
回路6のLC2入力端子64にそれぞれ供給され、シス
テムクロック出力端子54から出力されるシステムクロ
ックはデータ処理を行うシステムに供給される。
【0021】外部信号1がアクティブになると、この信
号をトリガ端子31より入力している発振制御回路3
は、発振許可信号を発振許可信号出力端子35から出力
して、発振回路4を起動させる。これにより発振回路4
は基本クロック信号を基本クロック出力端子42から出
力する。この基本クロック信号は分周回路5の基本クロ
ック入力端子51に入力される。分周回路5は、この基
本クロック信号を分周してクロックCL1を生成し、こ
れをCL1出力端子52よりノイズ除去回路2(CL1
入力端子24)に供給する。ノイズ除去回路2では外部
信号入力端子21より入力した外部信号をCL1に同期
して取り込み、信号が安定するのを待って信号の有無
(正規の信号か否か)を判定する。信号入力無しと判定
した場合は、入力オフ信号出力端子23から入力オフ信
号を発振制御回路3(入力オフ信号入力端子32)に出
力する。発振制御回路3では、この信号の入力に基づき
発振許可信号出力端子35の出力(発振許可信号)を直
ちに“L”にし、発振回路4の動作を停止させる。一
方、ノイズ除去回路2が信号入力有りと判定した場合
は、入力オン信号出力端子22より入力オン信号を出力
する。発振制御回路3は、この信号を入力オン信号入力
端子33より取り込み、発振許可信号(端子35の出
力)をオンに固定し、発振回路4の動作を保持する。こ
れにより、入力オン信号出力端子22より出力される波
形整形された外部信号は入力処理回路7にて発振回路4
の発振状態下で処理される。
【0022】外部信号1がアクティブから非アクティブ
に戻った場合は、ノイズ除去回路2の入力オフ信号出力
端子23より入力オフ信号が、発振制御回路3の端子3
2に出力されるが、入力オン信号入力端子33に入力オ
ン信号が入力され発振許可信号がオンに固定された後に
おいては、入力オフ信号は無視され、後述のオフタイマ
信号が入力されるまで発振回路4の発振動作は継続す
る。
【0023】また、オフタイマ回路6は、分周回路5か
ら入力されるCL2を所定回数カウントしたとき、オフ
タイマ信号出力端子63からオフタイマ信号を出力す
る。この信号は、外部信号の取り込みおよびデータ処理
が終了し、発振回路4を停止することを許可する信号で
あり、外部信号の取り込みを開始したのちは、このオフ
タイマ信号が出力されるまで発振制御回路3の発振許可
信号はオンに固定されており、発振回路4は発振を継続
している。CL2は、分周回路5がCL1よりも低い周
波数に分周したクロック信号である。また、オフタイマ
回路6のリセット端子61には入力オン信号が入力され
る。したがって、外部信号1がアクティブの間はオフタ
イマ回路6のタイマ値はリセットされている。その後、
外部信号1が非アクティブになると、入力オン信号がオ
フになりリセットは解除され、オフタイマ回路6はカウ
ント動作を開始する。オフタイマ回路6のカウント値が
所定の値になるとオフタイマ信号出力端子64よりオフ
タイマ信号が出力され、発振制御回路3のオフタイマ信
号入力34に入力される。この信号により、発振制御回
路3は発振許可信号をオフして発振回路4の発振動作を
停止させる。なお、オフタイマ回路6には、もう一つの
リセット端子であるシステム信号入力端子62が設けら
れている。システム信号は、前記入力信号処理装置7等
のシステムが動作中であることを示す信号である。シス
テムは分周回路5(システムクロック出力端子54)か
ら出力されるシステムクロックで動作するが、外部信号
が終了したのちもデータ処理を完了するまで発振回路4
の動作を継続するため、システムがデータ処理を行って
いる間はこの信号を出力している。したがって、オフタ
イマ回路6は外部出力のオフまたはシステムの動作終了
のうち遅い方が終了したのち所定時間をカウントしてオ
フタイマ信号を出力することになる。
【0024】図2に同発振制御回路の詳細な回路図を示
す。また、図3〜図6は同発振制御回路の各部の信号の
タイミングチャートである。なお、図2の回路図では、
電源投入時等の初期化のための回路は省略しているが、
各ゲートの入力および出力状態は電源投入時に非アクテ
ィブに設定されるものとする。
【0025】前記ノイズ除去回路2は2段のDラッチ2
03,NANDゲート204,205,SRラッチ20
1,3段のDラッチ202および3入力のNORゲート
206からなっている。発振制御回路3は、SRラッチ
304,ORゲート303,NORゲート305,Dラ
ッチ302からなっている。分周回路5は、複数段のフ
リップフロップで構成されている。オフタイマ回路は、
複数段のフリップフロップおよびインバータ,3入力O
Rゲートで構成されている。また、発振回路4はNAN
Dゲート403を含む論理ゲートのほか、NANDゲー
ト403の出力を入力側にフィードバックするためのコ
ンデンサ402,充放電用の抵抗401で構成されたC
R発振回路になっている。
【0026】外部信号1が“H”になると(t1)、発振制
御回路3のSRラッチ304がセットされ、発振許可信
号出力端子35が“H”になる。この信号は発振許可信
号入力端子41を介して発振回路4に入力される。発振
回路4ではこの信号でNANDゲート403がオンにな
り、抵抗401およびコンデンサ402に信号がフィー
ドバックされることにより、CR発振動作が開始される
(NANDゲート403の出力が振動する)。この発振
出力が基本クロック信号として基本クロック出力端子4
2から分周回路5の基本クロック入力端子51に供給さ
れる。分周回路5では、この基本クロック信号を複数段
のフリップフロップ501により分周し、それぞれ異な
る分周段数の3種類のクロック信号(システムクロッ
ク,CL1およびCL2)を生成する。CL1はCL1
出力端子52よりノイズ除去回路2のCL1入力端子2
4に供給され、3段のDラッチ202のクロックとして
用いられる。CL2はCL2出力端子53よりオフタイ
マ回路6のCL2入力端子64に供給され、オフタイマ
のカウント用に用いられる。システムクロックはシステ
ムクロック出力端子54よりシステムに供給される。
【0027】上記のように分周回路5からノイズ除去回
路2にCL1が入力されるときは、外部信号が入力した
(発振制御回路3をトリガした)ときであるため、CL
1に同期して入力端子21から入力される信号が2段の
Dラッチ203に取り込まれる。入力端子21の“H”
レベル入力が2クロック分続くと、NANDゲート20
4の“L”出力によりSRラッチ201がセットされ、
入力オン信号出力端子22から入力オン信号が“H”出
力される(t2)。また、こののち入力端子21に“L”レ
ベルが2クロック分続くと、NANDゲート205の
“L”出力により、SRラッチ201がリセットされ入
力オン信号は“L”になる(t3)。
【0028】さらに、SRラッチ201の出力は3段の
Dラッチ202のデータ入力に取り込まれる。Dラッチ
202の各段の出力は後述の発振制御回路3からのセッ
ト信号(SRラッチ304の*Q信号)によってプリセ
ットされている。各段のDラッチ202の出力は3入力
のNORゲート206に入力される。CL1が入力した
のちSRラッチ201の出力が3クロック分“L”であ
ると、NORゲート206の出力が“H”となり出力オ
フ信号出力端子23より出力される(t4)。すなわち、外
部信号1がノイズの場合ではSRラッチ201の最初の
2クロック分の出力は必ず“L”であるため、Dラッチ
201の初段のD入力は最初の2クロック分が“L”,
“L”となって3クロック目外部信号1が非アクティブ
であることを反映したSRラッチからの“L”信号が入
力されない限り、NORゲート206の出力が“H”と
ならない(図5参照)。
【0029】ここで、CL1は、数ミリ秒周期のクロッ
クであり、外部信号1は、たとえば、キー入力等の数十
ミリ秒〜数秒の信号であるため、CL1の2クロック分
に満たない信号はノイズであると判定することができ
る。
【0030】ノイズ除去回路2(入力オン信号出力端子
22)から出力された入力オン信号は、発振制御回路3
のDラッチ302のクロック端子CKに入力される。D
ラッチ302のデータ端子DはVccに接続されているた
め、入力オン信号の立ち上がりでDラッチ302のQ出
力301は“H”に固定される(図4参照)。これによ
り、発振許可信号出力35の発振許可信号が“H”に固
定される。これにより、外部信号が2クロック以上
“H”が継続した場合には、正規の信号であるとして、
発振回路4の動作が固定継続し、外部信号1の以後の取
り込みを継続する。
【0031】この信号は入力オン信号出力端子22から
波形整形されたデータ信号として出力され、入力信号処
理回路7の入力端子71に入力される。入力信号処理回
路7はこの信号を処理する。
【0032】また、ノイズ除去回路2(入力オフ信号出
力端子23)から出力される入力オフ信号は、入力オフ
信号入力端子32から発振制御回路3に取り込まれて、
NORゲート305に入力される。NORゲート305
の出力はSRラッチ304のリセット入力となってお
り、この入力オフ信号の入力より、外部信号1の入力に
よってセットされたSRラッチ304をリセットする。
また、外部信号がCL1の2クロック分“H”を継続し
なかった場合は、Dラッチ302のQ出力301は
“H”に固定されず、入力された外部信号はノイズであ
ったと判断してSRラッチ304をリセットする(t5)。
これにより、トリガ端子31からノイズが入力されたこ
とによる発振動作は直ちに停止される(図5参照)。ま
た、このときSRラッチ304の*Q信号が端子36−
端子25を介してノイズ除去回路2のDラッチ202に
入力され、3段のDラッチ202がセット状態(Q出力
が“H”の状態)にされる。これにより、入力オフ信号
が停止される。
【0033】また、外部信号1により発振が開始された
のち、入力オン信号が出力され発振動作が固定継続して
いる状態では、分周回路5の端子53から出力されるC
L2がオフタイマ回路6の端子64を介してカウンタ6
01を構成するラッチのクロックに供給されるが、カウ
ンタ601のリセット端子61にはノイズ除去回路2か
ら入力オン信号が印加されるため、入力オン信号が
“H”の間は、カウンタ601はリセットされ、CL2
の入力に拘らずカウント動作は停止させられている。端
子22の入力オン信号が“L”になると、カウンタ60
1はCL2に同期してカウント動作を開始する。カウン
タ601がオーバフローすると、オフタイマ信号出力端
子63の出力(オフタイマ信号)が“H”になる。この
信号が発振制御回路3のオフタイマ信号入力端子34よ
り入力され、Dラッチ302がリセットされる。このと
き時点では、すでに外部入力が終了しており、NORゲ
ート206の“H”出力(入力オフ信号)で、SRラッ
チ304はリセットされているため、発振許可信号(O
Rゲート303の出力)が“L”となり、発振回路4の
発振動作は停止する(t6:図6参照)。
【0034】このときトリガ入力端子31が“H”の場
合は、上述の初期状態からの外部入力信号1のアクティ
ブ時の動作を繰り返すことになる。
【0035】なお、オフタイマ回路6のカウント動作
は、分周回路5のシステムクロック出力端子54のシス
テムクロックによりシステムが動作中の場合には、自動
オフ用タイマ回路6の制御入力端子62に“H”レベル
を入力することによりカウンタ601をリセットし、発
振動作を継続させることができる。
【0036】図7は、この発明の発振回路の動作制御回
路の他の実施例である。この実施例では、複数個の外部
入力端子の入力に基づいて発振動作を制御している。な
お、この実施例において、図2の実施例と同一番号を付
したものは同一構成の回路であるため、説明を省略す
る。
【0037】図7において、ノイズ除去回路2′は、3
系統の波形整形回路(Dラッチ−SRラッチからなる回
路)2000,2001,2002を備えている。各波
形整形回路2000,2001,2002には、外部信
号,外部信号,外部信号が入力される。波形整形
回路2000,2001,2002は、分周回路5のC
L1に同期して外部信号を取り込む。波形整形回路は、
2クロック分同じレベル状態が続くことを条件として波
形を整形することによりノイズを除去し、この信号を端
子221,222,223からデータ信号として入力信
号処理回路7′に出力する。また、この信号はORゲー
ト203に各出力は論理和され入力オン信号とされる。
入力オン信号は、端子220から外部出力され、発振回
路3およびオフタイマ回路6に入力される。
【0038】ORゲート203の出力はDラッチ204
のデータに入力され、CL1に同期して取り込まれ、図
2の実施例と同様に“L”レベルが3クロック分継続す
ると(外部入力信号,,のすべてが3クロック分
非アクティブの場合)、端子23より入力オフ信号が
“H”出力される。外部入力信号,,はORゲー
ト300で論理和され、発振制御回路3のトリガ入力端
子31に入力される。
【0039】以上のように入力した外部信号が正規の信
号であるかノイズであるか、をノイズ除去回路2等のハ
ード回路で構成したことにより、入力信号処理部7のC
PU等のシステムの負担を軽減することができる。ま
た、ノイズ除去回路2を内蔵していることにより、CP
Uが停止していても、外部に特別な回路を設けることな
く、内部で信号の判定をすることができる。また、CP
Uを動作させるクロックとこのハード回路を駆動するク
ロックとを同じ発振回路4および分周回路5で生成した
ことにより、回路構成が簡単になる。
【0040】
【発明の効果】データ処理システムを駆動する発振回路
部を必要なときにのみ起動させるため、消費電力を少な
くすることができる。また、ハードウェアのみで構成す
るため、信号入力の検出やノイズ除去にソフトウェア処
理を必要とせず、また、外部にノイズ除去用の部品や内
部にノイズ除去用のクロックをシステムの動作停止時も
別途必要としない発振制御回路が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例である発振制御回路のブロッ
ク図
【図2】同発振制御回路の回路図
【図3】同発振制御回路の各部の信号のタイミングチャ
ート
【図4】同発振制御回路の各部の信号のタイミングチャ
ート
【図5】同発振制御回路の各部の信号のタイミングチャ
ート
【図6】同発振制御回路の各部の信号のタイミングチャ
ート
【図7】この発明の他の実施例である発振制御回路の回
路図
【符号の説明】
2−ノイズ除去回路 3−発振制御回路 4−発振回路 5−分周回路 6−オフタイマ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力した信号の持続時間に基づき、その
    信号が正規の信号であるかノイズであるかを判定する信
    号判定回路部と、 この信号判定回路部およびデータ処理システムの動作ク
    ロックを発生する発振回路部と、 外部から信号が入力されたとき、前記発振回路部を起動
    し、前記信号判定回路部が当該信号が正規の信号である
    と判定した場合には前記発振回路部の動作を保持し、当
    該信号をノイズであると判定した場合には前記発振回路
    部の動作を停止する発振制御回路部と、 を備えたことを特徴とするクロック発振器の動作制御回
    路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の発振制御回路において、 前記信号判定回路部に、正規の信号が終了したことを判
    定する信号終了判定回路を設け、 前記信号判定回路部が正規の信号の終了を判定したのち
    一定時間が経過したとき、前記発振回路部の動作を制止
    させる動作停止回路部と、 を設けたことを特徴とするクロック発振器の動作制御回
    路。
JP5164565A 1993-07-02 1993-07-02 クロック発振器の動作制御回路 Pending JPH0720963A (ja)

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