JPH08166834A - クロック発生回路及びマイクロコンピュータ - Google Patents

クロック発生回路及びマイクロコンピュータ

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JPH08166834A
JPH08166834A JP6310635A JP31063594A JPH08166834A JP H08166834 A JPH08166834 A JP H08166834A JP 6310635 A JP6310635 A JP 6310635A JP 31063594 A JP31063594 A JP 31063594A JP H08166834 A JPH08166834 A JP H08166834A
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JP
Japan
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frequency
clock
circuit
output
oscillation
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JP6310635A
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Hideo Matsui
秀夫 松井
Terukuni Kubo
輝訓 久保
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発振停止状態からクロック出力迄の期間を短
縮できるクロック発生回路の提供。 【構成】 振動子10に電圧を加え、振動子10固有の
共振周波数の発振からクロックを得るクロック発生回
路。振動子10の発振開始時に生じる共振周波数の高調
波をクロックの周波数又はこの周波数より低い周波数に
分周する分周回路13と、高調波が生じる期間、分周回
路13の出力をクロックとして選択する選択回路14と
を備えている。

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
が作動するのに必要なクロックを生成する為の発振制御
回路及びその発振制御回路を含むマイクロコンピュータ
の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のマイクロコンピュータに
備えられたクロック発生回路の1例の構成を示すブロッ
ク図である。このクロック発生回路は、セラミック振動
子10の両端が、それぞれ他端が接地された負荷容量1
1a,11bに接続され、セラミック振動子10と負荷
容量11aとの接続点はNAND回路1の一方の入力端
子に接続され、NAND回路1の出力端子はセラック振
動子10と負荷容量11bとの接続点に接続されてい
る。NAND回路1の出力端子と一方の入力端子との間
には負帰還抵抗12が接続されている。
【0003】NAND回路1の他方の入力端子は、セラ
ミック振動子10の発振を起動/停止させる制御レジス
タ5のQ出力端子に接続され、制御レジスタ5のS入力
端子は、マイクロコンピュータ33の割り込み信号及び
リセット信号の何れかを出力するOR回路4の出力端子
に接続されている。OR回路4へ入力されるリセット信
号は、リセットバー信号がインバータ3により反転され
たものである。制御レジスタ5のD入力端子及びクロッ
ク入力端子は、マイクロコンピュータ33のCPU16
にそれぞれ接続され、CPU16にはインバータ3の出
力端子も接続されている。
【0004】NAND回路1の出力端子に生じるセラミ
ック振動子10の発振電圧は、インバータ2によりバッ
ファリングされパルスに整形されて、カウンタ24へ入
力されている。インバータ2により整形されたパルス
は、AND回路6の一方の入力端子へも入力されてい
る。カウンタ24のオーバーフロー出力Qは、R−Sフ
リップフロップ25のS入力端子へ入力され、R−Sフ
リップフロップ25のQ出力は、AND回路6の他方の
入力端子へ与えられる。
【0005】制御レジスタ5のバーQ出力端子は、一方
の入力端子がインバータ3の出力端子に接続されたOR
回路7の他方の入力端子に接続されている。OR回路7
の出力端子は、カウンタ24及びR−Sフリップフロッ
プ25のR入力端子に接続されている。AND回路6か
ら出力されるクロックは、CPU16及びCPU16の
高速化専用入出力回路27、タイマー回路28等のマイ
クロコンピュータ33の周辺回路へ供給されている。C
PU16には、CPU16の処理を高速化するための高
速演算回路26が接続されている。クロック発生回路
は、CPU16、高速演算回路26、高速化専用入出力
回路27及びタイマー回路28を除く上述の各回路を含
むものである。
【0006】このような構成のクロック発生回路及びマ
イクロコンピュータ33の、セラミック振動子10が発
振を開始するときの動作を以下に説明する。セラミック
振動子10が発振を開始する場合は、マイクロコンピュ
ータ33の電源が投入された場合と、CPU16が出力
する信号により、制御レジスタ5に“L”が書き込ま
れ、制御レジスタ5のQ出力が“L”になってセラミッ
ク振動子10の発振が停止されるクロック停止モードの
状態から、割り込み信号が入力され、制御レジスタ5が
セットされて、制御レジスタ5のQ出力が“H”になる
場合との2つの場合がある。ここでは、クロック停止モ
ードの状態から発振を開始するする場合について、各部
の出力波形を示す図6の波形図を参照しながら説明す
る。
【0007】OR回路4に割り込み信号が入力されたと
き、OR回路4は“H”を出力するので、制御レジスタ
5は、セットされQ出力が“H”になる。これにより、
セラミック振動子10は、図6(a)の破線に示すよう
に、Hレベルから発振を開始する(電源が投入された場
合は、実線に示すように、Lレベルから開始する)。セ
ラミック振動子10は、発振の初期(発振開始時)に
は、発振電圧の振幅は小さく、また、高次の周波数(3
〜4倍程度)を含む不安定な波形となる(図6
(a))。この不安定な波形は、インバータ2により図
6(c)に示すように整形されるが、この整形された波
形をそのままクロックに使用すると、素子の作動速度が
クロック周期に追いつかないため、マイクロコンピュー
タ33は、誤動作したり暴走を始めたりして、正常に作
動しなくなる。
【0008】そのため、従来は、セラミック振動子10
が安定した発振状態になるまで、クロックを出力しない
ようにしていた。即ち、インバータ2により整形された
パルスをカウンタ24が所定数(セラミック振動子10
が安定した発振状態になるまでに要する時間分のカウン
ト数)カウントし、そのオーバーフロー信号Q(図6
(d))がR−Sフリップフロップ25をセットする。
このとき、R−Sフリップフロップ25のQ出力が
“H”になり、これにより初めて、AND回路6から、
インバータ2により整形されたパルスがクロックとして
出力されるようになっている(図6(e))。
【0009】尚、カウンタ24及びR−Sフリップフロ
ップ25は、クロック停止モードになったときに、制御
レジスタ5のQ出力が“L”になり、バーQ出力が
“H”になって、リセットされている(電源が投入され
た場合は、図6(b)に示すように、リセットバー信号
“L”がインバータ3に入力されるので、インバータ3
の出力“H”により、カウンタ24及びR−Sフリップ
フロップ25がリセットされる)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところが、セラミック
振動子10が発振を開始して安定した発振状態になるま
でに要する時間は、数10μ秒(水晶振動子は数m〜3
0m秒)に達し、マイクロコンピュータが数10ステッ
プ以上の動作を行える時間であり、特にクロックを停止
させて低消費電力化を図るようなマイクロコンピュータ
を含むシステムでは、復帰動作に使用できる時間が無駄
に経過していた。
【0011】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
のであり、第1発明では、振動子の発振開始時に生じる
共振周波数の高調波をクロックの周波数又は該周波数よ
り低い周波数に分周する分周回路と、高調波が生じる期
間、前記分周回路の出力をクロックとして選択する選択
回路とを設けることにより、発振停止状態からクロック
出力迄の期間を短縮できるクロック発生回路を提供する
ことを目的とする。
【0012】第2発明では、振動子の発振開始時に生じ
る共振周波数の高調波を、振動子の発振開始時に生じる
共振周波数の高調波をクロックの周波数又は該周波数よ
り低い周波数に分周し、共振周波数を複数周波数に分周
する分周回路と、高調波が生じる期間、選択回路に、ク
ロックの周波数又は該周波数より低い周波数に分周した
周波数を選択させる切り換え手段とを設けることによ
り、発振停止状態からクロック出力迄の期間を短縮でき
るクロック発生回路を提供することを目的とする。第3
発明では、外部からの入力信号により、選択回路に選択
させる分周周波数を切り換える切り換え手段を設けるこ
とにより、外部からの操作により、高調波が生じる期間
の高調波の分周周波数を切り換えることができるクロッ
ク発生回路を提供することを目的とする。
【0013】第4発明では、振動子の発振開始時に生じ
る共振周波数の高調波をクロックの周波数又は該周波数
より低い周波数に分周し、共振周波数を複数周波数に分
周する分周回路と、振動子の発振開始時におけるマイク
ロコンピュータの作動状態に応じて、高調波が生じる期
間、選択回路に選択させる分周周波数を切り換える切り
換え手段とを設けることにより、振動子の発振開始時に
おけるマイクロコンピュータの作動状態に応じて、高調
波が生じる期間の高調波の分周周波数を切り換えること
ができるクロック発生回路を提供することを目的とす
る。第5発明では、第1〜4発明に係るクロック発生回
路の何れかを含むことにより、クロック停止状態又は電
源オフ状態から作動する迄の期間を短縮できるマイクロ
コンピュータを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】第1発明に係るクロック
発生回路は、振動子に電圧を加え、該振動子固有の共振
周波数の発振からクロックを得るクロック発生回路にお
いて、前記振動子の発振開始時に生じる前記共振周波数
の高調波を前記クロックの周波数又は該周波数より低い
周波数に分周する分周回路と、前記高調波が生じる期
間、前記分周回路の出力を前記クロックとして選択する
選択回路とを備えることを特徴とする。
【0015】第2発明に係るクロック発生回路は、振動
子に電圧を加えて得られる該振動子固有の共振周波数を
複数周波数に分周し、前記共振周波数及び前記複数周波
数がそれぞれ入力された選択回路が、その入力された周
波数の何れかを、必要に応じてクロックの周波数として
選択するクロック発生回路において、前記振動子の発振
開始時に生じる前記共振周波数の高調波を前記クロック
の周波数又は該周波数より低い周波数に分周し、前記共
振周波数を前記複数周波数に分周する分周回路と、前記
高調波が生じる期間、前記選択回路に、前記クロックの
周波数又は該周波数より低い周波数に分周した周波数を
選択させる切り換え手段とを備えることを特徴とする。
【0016】第3発明に係るクロック発生回路は、切り
換え手段は、外部からの入力信号により、選択回路に選
択させる分周周波数を切り換えることを特徴とする。
【0017】第4発明に係るクロック発生回路は、振動
子に電圧を加えて得られる該振動子固有の共振周波数を
複数周波数に分周し、前記共振周波数及び前記複数周波
数がそれぞれ入力された選択回路が、その入力された周
波数の何れかを、必要に応じてクロックの周波数として
選択し、マイクロコンピュータへクロックを供給するク
ロック発生回路において、前記振動子の発振開始時に生
じる前記共振周波数の高調波を前記クロックの周波数又
は該周波数より低い周波数に分周し、前記共振周波数を
前記複数周波数に分周する分周回路と、前記振動子の発
振開始時における前記マイクロコンピュータの作動状態
に応じて、前記高調波が生じる期間、前記選択回路に選
択させる分周周波数を切り換える切り換え手段を備える
ことを特徴とする。
【0018】第5発明に係るマイクロコンピュータは、
第1〜3発明に係るクロック発生回路の何れかを含むこ
とを特徴とする。
【0019】
【作用】第1発明に係るクロック発生回路では、分周回
路が、振動子の発振開始時に生じる共振周波数の高調波
をクロックの周波数又は該周波数より低い周波数に分周
し、選択回路は、高調波が生じる期間、この分周回路の
出力をクロックとして選択し出力する。
【0020】第2発明に係るクロック発生回路では、分
周回路は、振動子の発振開始時に生じる共振周波数の高
調波をクロックの周波数又は該周波数より低い周波数に
分周し、また、共振周波数を複数周波数に分周する。そ
して、切り換え手段は、高調波が生じる期間、選択回路
に、クロックの周波数又は該周波数より低い周波数に分
周した周波数を選択させる。
【0021】第3発明に係るクロック発生回路では、切
り換え手段は、外部からの入力信号により、選択回路に
選択させる分周周波数を切り換える。
【0022】第4発明に係るクロック発生回路では、分
周回路は、振動子の発振開始時に生じる共振周波数の高
調波をクロックの周波数又は該周波数より低い周波数に
分周し、また、共振周波数を複数周波数に分周する。そ
して、切り換え手段は、振動子の発振開始時におけるマ
イクロコンピュータの作動状態に応じて、高調波が生じ
る期間、選択回路に選択させる分周周波数を切り換え
る。
【0023】第5発明に係るマイクロコンピュータで
は、クロック発生回路が、クロック停止状態又は電源オ
フ状態から、即時にクロックを出力する。
【0024】
【実施例】以下に、本発明をその実施例を示す図面に基
づき説明する。 実施例1.図1は、第1,2発明に係るクロック発生回
路及びこのクロック発生回路を含む第5発明に係るマイ
クロコンピュータの1実施例の構成を示したブロック図
である。このクロック発生回路は、セラミック振動子1
0の両端が、それぞれ他端が接地された負荷容量11
a,11bに接続され、セラミック振動子10と負荷容
量11aとの接続点はNAND回路1の一方の入力端子
に接続され、NAND回路1の出力端子はセラック振動
子10と負荷容量11bとの接続点に接続されている。
NAND回路1の出力端子と一方の入力端子との間には
負帰還抵抗12が接続されている。
【0025】NAND回路1の他方の入力端子は、セラ
ミック振動子10の発振を起動/停止させる制御レジス
タ5のQ出力端子に接続され、制御レジスタ5のS入力
端子は、マイクロコンピュータ30の割り込み信号及び
リセット信号の何れかを出力するOR回路4の出力端子
に接続されている。OR回路4へ入力されるリセット信
号は、リセットバー信号がインバータ3により反転され
たものである。制御レジスタ5のD入力端子及びクロッ
ク入力端子は、マイクロコンピュータ30のCPU16
にそれぞれ接続されている。
【0026】NAND回路1の出力端子に生じるセラミ
ック振動子10の発振電圧は、インバータ2によりバッ
ファリングされパルスに整形されて、T入力周波数をT
/2,T/4,T/8に分周して出力する分周回路13
へ入力される。分周回路13は、リセットされると、各
出力が全て“L”になるようになっている。分周回路1
3のT/2(2分周)出力端子、T/4(4分周)出力
端子、T/8(8分周)出力端子及びインバータ2の
(T)出力端子は、それぞれセレクタ14のIN1 入力
端子、IN2 入力端子、IN3 入力端子及びIN0 入力
端子にそれぞれ接続されている。
【0027】セレクタ14は、C1 ,C2 入力端子に与
えられる信号に従って、IN1 入力端子、IN2 入力端
子、IN3 入力端子及びIN0 入力端子の入力の何れか
を選択して出力する。セレクタ14の出力は、AND回
路6の一方の入力端子へ入力され、AND回路6の他方
の入力端子は、制御レジスタ5のQ出力端子に接続され
ている。AND回路6から出力されるクロックは、CP
U16及びマイクロコンピュータ30の各部へ供給され
ている。
【0028】制御レジスタ5のバーQ出力端子は、一方
の入力端子がインバータ3の出力端子に接続されたOR
回路7の他方の入力端子に接続されている。OR回路7
の出力端子は、分周回路13のR入力端子と、セレクタ
14のC1 ,C2 入力端子への入力信号をそれぞれQ出
力により設定する制御レジスタ8,9の各R入力端子と
に接続されている。制御レジスタ8,9の各D入力端子
及びクロック入力端子は、それぞれCPU16に接続さ
れている。クロック発生回路は、CPU16を除く上述
の各回路を含むものである。
【0029】以下に、このような構成のクロック発生回
路及びマイクロコンピュータ30の動作を、その各部の
出力波形を示す図2の波形図を参照しながら説明する。
セラミック振動子10が発振を開始する場合は、マイク
ロコンピュータ30の電源が投入された場合と、CPU
16が出力する信号により、制御レジスタ5に“L”が
書き込まれ、制御レジスタ5のQ出力が“L”になって
セラミック振動子10の発振が停止されるクロック停止
モードの状態から、割り込み信号が入力され、制御レジ
スタ5がセットされて、制御レジスタ5のQ出力が
“H”になる場合との2つの場合がある。
【0030】マイクロコンピュータ30の電源が投入さ
れた場合、電源投入時のリセットバー信号は“L”であ
り(図2(b))、リセット信号は“H”である。リセ
ットバー信号は、その後、電源電圧がマイクロコンピュ
ータ30の各回路が作動するのに十分な電圧になったと
きに、“H”に設定される(図2(b))。リセットバ
ー信号“L”(図2(b))がインバータ3で反転され
たリセット信号“H”による、OR回路4の出力信号
“H”は、制御レジスタ5をセットし、制御レジスタ5
のQ出力は“H”になる。また、リセットバー信号
“L”(図2(b))がインバータ3で反転されたリセ
ット信号“H”による、OR回路7の出力信号“H”
は、制御レジスタ8,9をそれぞれリセットし、制御レ
ジスタ8,9のQ出力はそれぞれ“L”になる。
【0031】制御レジスタ5のQ出力が“H”になった
時点で、セラミック振動子10は、発振を開始し、不安
定で共振周波数の高調波を発振する状態を経て、共振周
波数を発振する安定状態になる(図2(a))。このと
き、インバータ2の出力波形は、図2(c)に示すよう
に推移し、これにより、分周回路13のT/2出力端
子、T/4出力端子、T/8出力端子の各出力波形は、
それぞれ図2(d),(e),(f)に示すように推移
する。制御レジスタ5のQ出力が“H”になった時点で
は、制御レジスタ8,9のQ出力はそれぞれ“L”であ
る。セレクタ14は、C1 ,C2 入力端子がそれぞれ
“L”のときは、IN3 入力を選択して出力するように
設定されており、このとき、セレクタ14は、分周回路
13のT/8出力端子の分周波形(図2(f))を出力
する。この分周波形出力は、他方の入力端子に制御レジ
スタ5のQ出力“H”が入力されているAND回路6の
一方の入力端子に入力され、AND回路6の出力端子か
らクロックとして出力される。
【0032】振動子の発振開始時における高調波の周波
数は、共振周波数の3〜4倍程度であるので、発振開始
時にT/8出力端子の分周波形(図2(f))によるク
ロック(周波数は、通常の場合の3/8〜1/2程度に
なる)が供給された場合でも、マイクロコンピュータ3
0は正常に作動する。従って、従来は、クロックが供給
されず、マイクロコンピュータ30の作動が禁止されて
いた期間でも、プログラム処理を行うことができる。
【0033】CPU16は、セラミック振動子10の発
振が安定するのに要する時間(発振開始からの累計クロ
ック数により判断する)が経過すると、制御レジスタ
8,9に書き込みを行って、セレクタ14のC1 ,C2
入力端子への入力を設定し直す。これにより、セレクタ
14は、分周回路13のT/2出力端子又はT/4出力
端子の出力波形を出力し、AND回路6から出力される
クロックの周期を通常の周期に速める。
【0034】クロック停止モードは、CPU16が出力
する信号により、制御レジスタ5に“L”が書き込ま
れ、制御レジスタ5のQ出力が“L”になってセラミッ
ク振動子10の発振が停止されている状態である。この
とき、NAND回路6の他方の入力端子は“L”、制御
レジスタ5のバーQ出力は“H”、OR回路の出力は
“H”になり、分周回路13及び制御レジスタ8,9は
リセットされ、セレクタ14はIN3 入力を選択してい
る。クロック停止モードから復帰するのは、外部割り込
み信号が入力された場合又はリセットバー信号が入力さ
れた場合である。リセットバー信号が入力された場合
は、上述した電源が投入された場合と同様である。
【0035】外部割り込み信号(“H”とする)が入力
された場合、OR回路4の出力信号“H”は、制御レジ
スタ5をセットし、制御レジスタ5のQ出力は“H”に
なる。このとき、NAND回路1の出力は、図2(a)
の破線に示すような波形で立ち上がり、電源電圧の1/
2の電圧になってからは、図2(a)の実線に示すよう
な波形となり、NAND回路1(セラミック振動子1
0)は発振を開始する。この発振は、不安定で共振周波
数の高調波を発振する状態を経て、共振周波数を発振す
る安定状態になる(図2(a))。このとき、インバー
タ2の出力波形は、図2(c)に示すように推移し、こ
れにより、分周回路13のT/2出力端子、T/4出力
端子、T/8出力端子の各出力波形は、それぞれ図2
(d),(e),(f)に示すように推移する。
【0036】セレクタ14は、上述のクロック停止モー
ドになったときに、IN3 入力を選択しているので、分
周回路13のT/8出力端子の分周波形(図2(f))
を出力する。この分周波形出力は、他方の入力端子に制
御レジスタ5のQ出力“H”が入力されているAND回
路6の一方の入力端子に入力され、AND回路6の出力
端子からクロックとして出力される。以後の動作は、上
述した電源が投入された場合と同様であり、同様の効果
が得られる。
【0037】尚、本実施例では、発振開始時に8分周出
力がクロックとして出力される例を示したが、振動子の
発振開始時に生じる高調波をクロックの周波数又はこの
周波数より低い周波数に分周できればよく、8分周出力
に限らないことは言うまでもなく、また、高調波の周波
数が共振周波数の3〜4倍程度でない場合でも同様のこ
とが可能なことは言う迄もない。例えば、振動子の共振
周波数がマイクロコンピュータの回路が作動可能な周波
数の1/2程度であれば、発振開始時に4分周出力を必
ず選択するように構成しても良く、振動子の共振周波数
がマイクロコンピュータの回路が作動可能な周波数の1
/4程度であれば、発振開始時に2分周出力を必ず選択
するように構成しても良い。
【0038】実施例2.図3は、第1,3発明に係るク
ロック発生回路及びこのクロック発生回路を含む第5発
明に係るマイクロコンピュータの1実施例の構成を示し
たブロック図である。このクロック発生回路は、実施例
1で説明したクロック発生回路の構成に加えて、マイク
ロコンピュータ31外部からクロックを選択するクロッ
ク選択信号を伝えるためのクロック選択信号線19aが
設けられている。クロック選択信号線19aは、OR回
路7の出力を制御レジスタ8のS入力端子及びR入力端
子の何れに伝えるかを切り換えるリセット信号セレクタ
18に接続され、OR回路7の出力を制御レジスタ9の
S入力端子及びR入力端子の何れに伝えるかを切り換え
るリセット信号セレクタ19に、インバータ15を介し
て接続されている。
【0039】リセット信号セレクタ18は、クロック選
択信号が“H”のとき、制御レジスタ8をセットし、ク
ロック選択信号が“L”のとき、制御レジスタ8をリセ
ットするように構成されている。リセット信号セレクタ
19は、インバータ15によりクロック選択信号が反転
されるため、リセット信号セレクタ18の逆の動作を行
う。その他の構成は、実施例1で説明したクロック発生
回路及びマイクロコンピュータの構成と同様なので、説
明を省略する。
【0040】以下に、このような構成のクロック発生回
路及びマイクロコンピュータ31の動作を、その各部の
出力波形を示す図2の波形図を参照しながら説明する。
電源投入時のリセットバー信号“L”が入力されたと
き、又はクロック停止モードへ移行したとき、制御レジ
スタ5のバーQ出力“H”が、OR回路7を通じて出力
される。このとき、リセット信号セレクタ18は、クロ
ック選択信号が“H”及び“L”の何れであるかに従っ
て、セット信号及びリセット信号の何れかを制御レジス
タ8に伝える。リセット信号セレクタ19は、制御レジ
スタ9に対して、リセット信号セレクタ18と逆の動作
を行う。
【0041】ここで、クロック選択信号が“H”のと
き、OR回路7の出力は、制御レジスタ8のS入力端子
及び制御レジスタ9のR入力端子へ伝えられる。そのた
め、制御レジスタ8はセットされ、制御レジスタ9はリ
セットされて、セレクタ14はIN2 入力端子を選択
し、セラミック振動子10の発振開始時には、4分周出
力(T/4)の波形(図2(g))が、クロックとして
AND回路から出力される。また、クロック選択信号が
“L”のとき、OR回路7の出力は、制御レジスタ8の
R入力端子及び制御レジスタ9のS入力端子へ伝えられ
る。そのため、制御レジスタ8はリセットされ、制御レ
ジスタ9はセットされて、セレクタ14はIN3 入力端
子を選択し、セラミック振動子10の発振開始時には、
8分周出力(T/8)の波形(図2(f))が、クロッ
クとしてAND回路から出力される。
【0042】このクロック発生回路及びマイクロコンピ
ュータ31では、使用状況(振動子が取り替えられて発
振周波数が変わる場合、電源電圧を下げてマイクロコン
ピュータ31の回路の作動可能周波数が低下する場合
等)に応じて、セラミック振動子10の発振開時のより
適切なクロックを外部から設定できる。これにより、例
えば、振動子の共振周波数がマイクロコンピュータの回
路が作動可能な周波数の1/2程度であれば、発振開始
時に4分周出力を必ず選択するように、振動子の共振周
波数がマイクロコンピュータの回路が作動可能な周波数
の1/4程度であれば、発振開始時に2分周出力を必ず
選択するようにすることにより、使用条件により構成を
変更することなく、また、使用条件により分周比の設定
が異なるクロック発生回路を使い分けることなく、クロ
ックの切り換えが可能となる。
【0043】尚、本実施例では、クロック選択信号線は
1本であるが、発振が不安定な期間のクロック周波数
が、マイクロコンピュータの回路の作動可能周波数を超
えないように、クロック選択信号を設定するなら、クロ
ック選択信号線を複数本備えても良い。また、分周回路
により大きな分周比を設定したり、1/3,1/5等の
分周比を設定して、より細かくクロックを制御するよう
に構成しても良い。
【0044】実施例3.図4は、第1,4発明に係るク
ロック発生回路の1実施例の構成を示したブロック図で
ある。このクロック発生回路は、実施例1で説明したク
ロック発生回路の構成に加えて、マイクロコンピュータ
32外部からクロックを選択するクロック選択信号を伝
えるためのクロック選択信号線18a,19aが設けら
れている。クロック選択信号線18aは、インバータ3
から出力されるリセット信号を制御レジスタ8のS入力
端子及びR入力端子の何れに伝えるかを切り換えるリセ
ット信号セレクタ18に接続され、クロック選択信号線
19aは、インバータ3から出力されるリセット信号を
制御レジスタ9のS入力端子及びR入力端子の何れに伝
えるかを切り換えるリセット信号セレクタ19に接続さ
れている。
【0045】マイクロコンピュータ32のCPU16
と、レジスタ20,21のD入力端子及びクロック入力
端子とはそれぞれ個別に接続されている。レジスタ20
のQ出力端子は、制御レジスタ5のバーQ出力を制御レ
ジスタ8のS入力端子及びR入力端子の何れに伝えるか
を切り換えるリセット信号セレクタ22に接続され、レ
ジスタ21のQ出力端子は、制御レジスタ5のバーQ出
力を制御レジスタ9のS入力端子及びR入力端子の何れ
に伝えるかを切り換えるリセット信号セレクタ23に接
続されている。
【0046】リセット信号セレクタ18,22の制御レ
ジスタ8のS入力端子への各出力は、OR回路24で和
論理を取られた後、制御レジスタ8のS入力端子へ与え
られる。また、リセット信号セレクタ18,22の制御
レジスタ8のR入力端子への各出力は、OR回路25で
和論理を取られた後、制御レジスタ8のR入力端子へ与
えられる。
【0047】リセット信号セレクタ19,23の制御レ
ジスタ9のS入力端子への各出力は、OR回路26で和
論理を取られた後、制御レジスタ9のS入力端子へ与え
られる。また、リセット信号セレクタ19,23の制御
レジスタ9のR入力端子への各出力は、OR回路27で
和論理を取られた後、制御レジスタ9のR入力端子へ与
えられる。尚、実施例1で、制御レジスタ5のバーQ出
力とインバータ3から出力されるリセット信号との和論
理を取るOR回路7は、本実施例では除かれている。そ
の他の構成は、実施例1で説明したクロック発生回路及
びマイクロコンピュータの構成と同様なので、説明を省
略する。
【0048】このような構成のクロック発生回路では、
マイクロコンピュータ32の電源が投入された場合と、
CPU16が出力する信号により、制御レジスタ5に
“L”が書き込まれ、制御レジスタ5のQ出力が“L”
になってセラミック振動子10の発振が停止されるクロ
ック停止モードの状態から、割り込み信号が入力され、
制御レジスタ5がセットされて、制御レジスタ5のQ出
力が“H”になる場合とで、セレクタ14が選択する分
周比を切り換えるように、CPU16及び外部から制御
する。
【0049】電源が投入された場合は、リセットバー信
号“L”が入力されたとき、クロック選択信号線18
a,19aからのクロック選択信号により、制御レジス
タ8,9のQ出力がそれぞれ所定の値に設定される(ク
ロック選択信号“H”のときセットされ、Q出力は
“H”、クロック選択信号“L”のときリセットされ、
Q出力は“L”)。これにより、マイクロコンピュータ
32の回路が作動可能な周波数になるように、セレクタ
14の分周出力が選択され、その周波数のクロックが出
力される。
【0050】マイクロコンピュータ32がクロック停止
モードへ移行するときは、クロック選択信号に代わっ
て、CPU16により設定されたレジスタ20,21の
各Q出力が、制御レジスタ8,9のQ出力を所定値に設
定し、電源が投入された場合とは異なる、セレクタ14
の分周出力を選択しておく。この分周出力は、クロック
停止モードから復帰するときの、マイクロコンピュータ
32の回路が作動可能な周波数になるように設定されて
いる。これにより、クロック停止モードから復帰すると
き、電源が投入されたときとは異なる、マイクロコンピ
ュータ32の回路が作動可能な周波数になるように、セ
レクタ14の分周出力が選択され、その周波数のクロッ
クが出力される。その他の動作は、実施例1で説明した
クロック発生回路及びマイクロコンピュータの動作と同
様なので、説明を省略する。
【0051】このクロック発生回路では、電源が投入さ
れてリセットバー信号が入力されるときと、クロック停
止モードから復帰するときとで電源電圧が異なり、マイ
クロコンピュータの回路が作動可能な周波数が大きく変
化する場合に特に効果が大きい。例えば、バックアップ
電源と作動時電源との2系統の電源を持つシステムに本
発明を適用した場合、電源投入時はバックアップ電源と
なる電池等の、作動時電源よりも電圧の低い電源を先に
接続する。そして、分周比の大きい、後段の回路が作動
可能な周波数よりも数倍遅いクロックを出力し、バック
アップ電源の消費を少なくすることができる。また、作
動時電源を使用する、クロック停止モードから復帰する
ときは、後段の回路が作動可能な周波数に近いクロック
を出力し、高速で復帰処理を行うことができる。
【0052】尚、本実施例では、割り込み信号と、クロ
ック停止モードから復帰するときのクロック分周比を設
定するレジスタ20,21とは1組であるが、これを複
数組備えることにより、クロック停止モードから復帰す
るときの分周比をより細かく設定して、高速に復帰する
必要のある割り込みと、高速に復帰する必要のない割り
込みとを区別し、高速に復帰する必要のない割り込みの
ときの消費電流を少なくすることも可能である。また、
上述の各実施例の振動子は、セラミック振動子に限ら
ず、水晶振動子、LC発振子等あらゆる振動子、発振子
で同様のことが可能である。
【0053】
【発明の効果】第1発明に係るクロック発生回路によれ
ば、発振開始時の不安定な発振電圧を、発振が安定する
迄カウントするカウンタが不要になり、発振停止状態か
らクロック出力迄の期間を短縮でき、これを使用するマ
イクロコンピュータはプログラム処理を早く開始でき
る。
【0054】第2発明に係るクロック発生回路によれ
ば、発振開始時の不安定な発振電圧を、発振が安定する
迄カウントするカウンタが不要になり、発振停止状態か
らクロック出力迄の期間を短縮できこれを使用するマイ
クロコンピュータはプログラム処理を早く開始できる。
【0055】第3発明に係るクロック発生回路によれ
ば、発振開始時の不安定な発振電圧を、発振が安定する
迄カウントするカウンタが不要になり、発振停止状態か
らクロック出力迄の期間を短縮できこれを使用するマイ
クロコンピュータはプログラム処理を早く開始できる。
また、マイクロコンピュータが高速処理を必要としない
場合は、周波数の低いクロックを出力して、消費電力を
小さくできる。
【0056】第4発明に係るクロック発生回路によれ
ば、発振開始時の不安定な発振電圧を、発振が安定する
迄カウントするカウンタが不要になり、発振停止状態か
らクロック出力迄の期間を短縮できこれを使用するマイ
クロコンピュータはプログラム処理を早く開始できる。
また、振動子の発振開始時におけるマイクロコンピュー
タの作動状態に応じて、高調波が生じる期間の高調波の
分周周波数を切り換えることができ、マイクロコンピュ
ータは、高速処理を必要としない場合は、周波数の低い
クロックを出力して、消費電力を小さくできる。
【0057】第5発明に係るマイクロコンピュータによ
れば、クロック停止状態又は電源オフ状態から作動する
迄の期間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1,2発明に係るクロック発生回路及び第
5発明に係るマイクロコンピュータの1実施例の構成を
示したブロック図である。
【図2】 第1,2発明に係るクロック発生回路の各部
の出力波形を示す波形図である。
【図3】 第1,3発明に係るクロック発生回路及び第
5発明に係るマイクロコンピュータの1実施例の構成を
示したブロック図である。
【図4】 第1,4発明に係るクロック発生回路の1実
施例の構成を示したブロック図である。
【図5】 従来のクロック発生回路及びマイクロコンピ
ュータの1例の構成を示したブロック図である。
【図6】 従来のクロック発生回路の各部の出力波形を
示す波形図である。
【符号の説明】
1 NAND回路、2,3,15 インバータ、4,
7,24〜27 OR回路、5,8,9 制御レジス
タ、6 AND回路、10 セラミック振動子、13
分周回路、14 セレクタ、16 CPU、18,1
9,22,23 リセット信号セレクタ、18a,19
a クロック選択信号線、20,21 レジスタ、30
〜33 マイクロコンピュータ。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 振動子に電圧を加え、該振動子固有の共
    振周波数の発振からクロックを得るクロック発生回路に
    おいて、 前記振動子の発振開始時に生じる前記共振周波数の高調
    波を前記クロックの周波数又は該周波数より低い周波数
    に分周する分周回路と、前記高調波が生じる期間、前記
    分周回路の出力を前記クロックとして選択する選択回路
    とを備えることを特徴とするクロック発生回路。
  2. 【請求項2】 振動子に電圧を加えて得られる該振動子
    固有の共振周波数を複数周波数に分周し、前記共振周波
    数及び前記複数周波数がそれぞれ入力された選択回路
    が、その入力された周波数の何れかを、必要に応じてク
    ロックの周波数として選択するクロック発生回路におい
    て、 前記振動子の発振開始時に生じる前記共振周波数の高調
    波を前記クロックの周波数又は該周波数より低い周波数
    に分周し、前記共振周波数を前記複数周波数に分周する
    分周回路と、前記高調波が生じる期間、前記選択回路
    に、前記クロックの周波数又は該周波数より低い周波数
    に分周した周波数を選択させる切り換え手段とを備える
    ことを特徴とするクロック発生回路。
  3. 【請求項3】 切り換え手段は、外部からの入力信号に
    より、選択回路に選択させる分周周波数を切り換える請
    求項2記載のクロック発生回路。
  4. 【請求項4】 振動子に電圧を加えて得られる該振動子
    固有の共振周波数を複数周波数に分周し、前記共振周波
    数及び前記複数周波数がそれぞれ入力された選択回路
    が、その入力された周波数の何れかを、必要に応じてク
    ロックの周波数として選択し、マイクロコンピュータへ
    クロックを供給するクロック発生回路において、 前記振動子の発振開始時に生じる前記共振周波数の高調
    波を前記クロックの周波数又は該周波数より低い周波数
    に分周し、前記共振周波数を前記複数周波数に分周する
    分周回路と、前記振動子の発振開始時における前記マイ
    クロコンピュータの作動状態に応じて、前記高調波が生
    じる期間、前記選択回路に選択させる分周周波数を切り
    換える切り換え手段を備えることを特徴とするクロック
    発生回路。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3の何れかに記載のクロック
    発生回路を含むことを特徴とするマイクロコンピュー
    タ。
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