JPH0883133A - コンピュータシステム及びそのクロック制御方法 - Google Patents

コンピュータシステム及びそのクロック制御方法

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JPH0883133A
JPH0883133A JP6217247A JP21724794A JPH0883133A JP H0883133 A JPH0883133 A JP H0883133A JP 6217247 A JP6217247 A JP 6217247A JP 21724794 A JP21724794 A JP 21724794A JP H0883133 A JPH0883133 A JP H0883133A
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JP
Japan
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processor means
clock pulse
processor
clock
cpu
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JP6217247A
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English (en)
Inventor
Kazuo Sumioka
和夫 住岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】DMA動作モード時やI/Oアクセスモード時
などにおいて、CPUが非動作状態の場合にはCPUの
動作に伴う消費電力を低減し、システム全体の低消費電
力化を図ることにある。 【構成】例えば内部電池により動作する小型の情報機器
であるコンピュータシステムにおいて、DMAコントロ
ーラ2によるDMA動作モード、I/Oコントローラ3
によるI/OアクセスモードまたはCPU1のホールト
状態のいずれかにおいて、CPU1が非動作状態の期間
に動作クロックCPの供給停止または周波数の低下を実
行するクロック制御回路を有するシステムである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、CPUの非動作時に、
CPUの動作クロックの供給を停止するクロック制御手
段を有するコンピュータシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、パーソナルコンピュータ等のコン
ピュータシステムの消費電力を軽減させるために、各種
の方式が提案されている。特に、内部電池(充電型電
池)により動作する携帯型の情報機器では、電源の低消
費電力化は製品の性能を左右する重要な要素の一つであ
る。携帯型の情報機器とは、小型のパーソナルコンピュ
ータ、ワードプロセッサまたは通信機能等を備えたパー
ソナル情報機器などである。
【0003】コンピュータシステムでは、中央処理ユニ
ットであるマイクロプロセッサ(CPU)の動作に伴う
消費電力が、システム全体の中で大きな比重を占めてい
る。CPUは動作クロックの周波数に従った速度で動作
する。したがって、CPUに対する動作クロックの供給
を停止するか、その周波数を低下させることにより、C
PUの消費電力を大幅に低減させることが可能である。
【0004】従来では、例えばキーボード等の入力装置
が所定時間に操作しない場合に、CPUがクロック停止
命令を出力して、動作クロックの供給停止または周波数
の低下を実行する低消費電力化の方式がある。この方式
では、CPUが直接関与する方式であるため、予めプロ
グラムにより動作クロックを制御するためのモードが用
意されている必要がある。
【0005】ところで、システムの動作モードの中に
は、DMA(direct memory acces
s)動作モードやCPUにより入出力(I/O)ユニッ
トに対するI/Oアクセスモード等がある。このような
モード時には、CPUは、DMAコントローラによりバ
ス使用権を解放している状態やI/Oアクセス時の待機
状態(WAIT状態)になっている。したがって、CP
Uはいわば非動作状態であるから、通常の周波数による
動作クロックの供給を必要としていない。しかしなが
ら、従来では通常動作の場合と同様に、CPUに対して
動作クロックが供給されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来では、システムの
動作モードの中で、DMA動作モード時やI/Oアクセ
スモード時に、CPUが非動作状態になる場合でも、通
常動作の場合と同様にCPUに対して動作クロックが供
給されていた。このような場合でも、動作クロックの供
給停止または周波数の低下を実行すれば、低消費電力化
には極めて有効である。しかし、CPUがクロック停止
命令を出力するような従来の方式ではプログラムの設計
が複雑となる欠点がある。
【0007】本発明の目的は、DMA動作モード時やI
/Oアクセスモード時などにおいて、CPUが非動作状
態の場合にはCPUの動作に伴う消費電力を低減し、シ
ステム全体の低消費電力化を図ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば内部電
池により動作する小型の情報機器であるコンピュータシ
ステムにおいて、DMA動作モード、I/Oアクセスモ
ードまたはCPUのホールト状態のいずれかにおいて、
CPUが非動作状態の期間にCPUの動作クロックの供
給停止または周波数の低下を実行するクロック制御手段
を有するシステムである。
【0009】
【作用】本発明では、クロック制御手段はCPUの動作
時には動作用クロックパルスを供給し、DMA動作モー
ドの実行中、I/Oアクセスモード時の待機状態の期
間、またはホールト状態時に動作用クロックパルスの供
給停止または周波数を低下させるように制御する。
【0010】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。図1は同実施例に係わるシステムの要部を示すブロ
ック図、図2は同実施例の動作を説明するためのタイミ
ングチャート、図3は同実施例の動作を説明するための
フローチャートである。 (システムの構成)本システムは、図1に示すように、
中央処理ユニットを構成するマイクロプロセッサ(CP
U)1、DMA(direct memory acc
ess)制御を実行するDMAコントローラ2、入出力
(I/O)ユニット4のアクセス制御を行なうI/Oコ
ントローラ3、クロック発生回路7およびクロック制御
回路6を備えている。
【0011】CPU1は、予め設定されるプログラムに
従って、各種のデータ処理とシステムの全体的制御を行
なう。CPU1は、クロック制御回路6から供給される
動作クロックCPの周波数に応じた速度で動作する。ク
ロック制御回路6は本発明の要旨となる構成要素であ
り、クロック発生回路7により生成された基本クロック
BCを動作クロックCPとしてCPU1に供給し、かつ
後述するクロック停止信号CLSに応じて動作クロック
CPの供給停止を行なう。クロック発生回路7は、所定
の周波数からなるクロックパルスである基本クロックを
生成する発振器を有する。
【0012】DMAコントローラ2は、CPUを介在す
ることなく、システムのメモリ(図示せず)をアクセス
するダイレクト・メモリ・アクセス(DMA動作)を制
御する。DMAコントローラ2は、通常ではI/Oユニ
ットからのDMA要求に応じてI/Oユニットとメモリ
間の高速データ転送を実行する。同実施例では、DMA
コントローラ2は、DMA動作モードにおいて、CPU
1からホールド肯定応答(HOLDA)を受信してから
ホールド(HOLD)を解除するまでの期間、動作クロ
ックCPの供給停止を指示するクロック停止信号CLS
をクロック制御回路6に出力する。
【0013】I/Oコントローラ3は、CPU1からの
I/Oアクセス要求(IORQ)に応じて、I/Oユニ
ット4のアクセス制御を実行する。I/Oコントローラ
3は、I/Oユニット4から応答があるまで、CPU1
に待機状態を指示するWAIT信号を出力する。ここ
で、I/Oユニット4は、例えば光磁気ディスク装置の
ように比較的応答時間の長い低速の外部装置を想定す
る。同実施例では、I/Oコントローラ3は、WAIT
信号の出力期間に同期して、クロック停止信号CLSを
クロック制御回路6に出力する。
【0014】さらに、同実施例のシステムは、CPU1
がプログラムの実行を停止するホールト命令(HAL
T)を出力すると、そのホールト状態を検出するホール
ト検出回路5を有する。ホールト検出回路5は、ホール
ト命令(HALT)を解読するデコーダを有し、ホール
ト命令(HALT)の開始からホールト状態の解除まで
の期間に同期して、クロック停止信号CLSをクロック
制御回路6に出力する。
【0015】次に、同実施例の動作を図2と図3を参照
して説明する。 (基本的動作)同実施例のシステムは、例えば内部電池
により動作する携帯型の情報機器であり、図1に示すC
PU1を主要素とする各要素のそれぞれが内部電池の電
力により動作する。CPU1は、クロック制御回路6か
ら供給される動作クロックCPにより動作し、各種デー
タ処理や制御動作を実行する。
【0016】ここで、図3に示すように、クロック制御
回路6は、システムの動作モードの中でDMA動作モー
ド、I/OアクセスモードまたはCPU1のホールト状
態以外のCPU1の動作時には、動作クロックCPを継
続的に供給している(ステップS1〜S3のNO,ステ
ップS4)。 (DMA動作モード)DMAコントローラ2は、DMA
動作条件が発生すると、CPU1に対してホールド要求
信号(HOLD)を出力する。DMA動作条件とは、通
常ではメモリとのデータ転送を要求するI/Oユニット
からDMA要求が出力された場合である。DMAコント
ローラ2はシステムバスをCPU1から解放して、その
使用権を得るために、CPU1に対してホールド要求信
号(HOLD)を出力する。
【0017】CPU1は、図2(A)に示すように、ホ
ールド要求信号(HOLD)の受信に応じて、HOLD
状態に移行することに肯定応答するためのホールド肯定
応答(HOLDA)を出力する。DMAコントローラ2
は、ホールド肯定応答(HOLDA)の有効期間、シス
テムバスの使用権を得て、DMA動作を実行する(ステ
ップS1のYES)。
【0018】DMAコントローラ2は、図2(A)に示
すように、ホールド肯定応答(HOLDA)の受信から
ホールド要求(HOLD)を解除するまでの期間、クロ
ック停止信号CLSをクロック制御回路6に出力する
(ステップS5)。クロック制御回路6は、クロック停
止信号CLSの入力に応じて、CPU1に対する動作ク
ロックCPの供給を停止する(ステップS6)。
【0019】したがって、DMAコントローラ2により
DMA動作モードの実行中では、CPU1には動作クロ
ックCPの供給が停止状態であるため、CPU1の動作
に伴う消費電力を大幅に低減することができる。 (I/Oアクセスモード)CPU1は、例えば光磁気デ
ィスク装置等の比較的低速のI/Oユニット4からデー
タをアクセスする場合に、I/Oコントローラ3にI/
Oアクセス要求(IORQ)を出力する。I/Oコント
ローラ3は、図2(B)に示すように、I/Oアクセス
要求(IORQ)を受信してから所定の期間、CPU1
に待機状態を指示するWAIT信号を出力する(ステッ
プS2のYES)。この所定の期間(WAIT期間)
は、I/Oユニット4からの応答時間(データ転送)に
基づいて設定される。
【0020】CPU1は、WAIT期間ではI/Oユニ
ット4からのデータ転送待ちの状態となる。このとき、
I/Oコントローラ3は、WAIT期間に同期してクロ
ック停止信号CLSをクロック制御回路6に出力する
(ステップS5)。クロック制御回路6は、クロック停
止信号CLSの入力に応じて、CPU1に対する動作ク
ロックCPの供給を停止する(ステップS6)。
【0021】したがって、I/Oユニット4に対するア
クセス動作時に、CPU1の待機状態の期間では、CP
U1には動作クロックCPの供給が停止となる。このた
め、CPU1の動作に伴う消費電力を大幅に低減するこ
とができる。 (ホールト検出モード)CPU1は、プログラムの実行
を停止するときに、図2(C)に示すように、ホールト
命令(HALT)を出力する。ホールト検出回路5は、
ホールト命令(HALT)を検出すると(ステップS3
のYES)、CPU1からホールト状態の解除信号(H
R)が発生するまで、クロック停止信号CLSをクロッ
ク制御回路6に出力する(ステップS5)。クロック制
御回路6は、クロック停止信号CLSの入力に応じて、
CPU1に対する動作クロックCPの供給を停止する
(ステップS6)。
【0022】したがって、CPU1のホールト状態時
に、CPU1には動作クロックCPの供給が停止となる
ため、CPU1の動作に伴う消費電力を大幅に低減する
ことができる。
【0023】以上のように、DMA動作時、I/Oアク
セスモード時、またはCPU1のホールト時に、CPU
1に対する動作クロックCPの供給を停止することがで
きる。即ち、システムの動作中においても、CPU1の
非動作状態時に動作クロックCPの供給を停止すること
ができる。したがって、CPU1の動作性能を低下させ
ることなく、CPU1の動作に伴う消費電力を大幅に低
減することが可能となる。また、従来の方式のようにC
PU1がクロック停止命令を出力する必要はないため、
プログラムが複雑化するような問題もない。
【0024】なお、前記実施例において、クロック制御
回路6が、CPU1の非動作状態時に動作クロックCP
の供給を停止する制御について説明したが、動作クロッ
クCPの周波数を通常時より低下させる制御でもよい。
この場合には、当然ながら供給停止と比較して、消費電
力が多少増大することになる。
【0025】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、D
MA動作モード時、I/Oアクセスモード時、さらにC
PUのホールト状態時において、CPUが非動作状態と
なる期間だけ、CPUの動作クロックの供給を停止また
はその周波数を低下させることができる。したがって、
CPUの動作に伴う消費電力を低減し、結果的にシステ
ム全体の低消費電力化を図ることができる。しかも、C
PUがクロック停止命令を出力するような機能は不要で
あるため、プログラムが複雑化することはない。特に、
例えば内部電池により動作する小型の情報機器等に適用
すれば、低消費電力化の効果が大きいため有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係わるシステムの要部を示す
ブロック図。
【図2】同実施例の動作を説明するためのタイミングチ
ャート。
【図3】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト。
【符号の説明】
1…マイクロプロセッサ(CPU)、2…DMAコント
ローラ、3…I/Oコントローラ、4…I/Oユニッ
ト、5…ホールト検出回路、6…クロック制御回路、7
…クロック発生回路。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 各種データ処理及びシステムの全体的制
    御を行なうプロセッサ手段と、 このプロセッサ手段に動作用クロックパルスを生成する
    クロック生成手段と、 メモリに対してダイレクト・メモリ・アクセス制御であ
    るDMA動作モードを実行するDMAコントローラと、 前記プロセッサ手段の動作時には前記動作用クロックパ
    ルスを前記プロセッサ手段に供給し、前記DMAコント
    ローラによる前記DMA動作モードの実行時に前記プロ
    セッサ手段に対して前記動作用クロックパルスの供給を
    停止するように制御するクロック制御手段とを具備した
    ことを特徴とするコンピュータシステム。
  2. 【請求項2】 各種データ処理及びシステムの全体的制
    御を行なうプロセッサ手段と、 このプロセッサ手段に動作用クロックパルスを生成する
    クロック生成手段と、 前記プロセッサ手段からのアクセス要求に応じて入出力
    装置をアクセス制御し、前記アクセス要求から所定期間
    の待機状態を前記プロセッサ手段に指示する入出力制御
    手段と、 前記プロセッサ手段の動作時には前記動作用クロックパ
    ルスを前記プロセッサ手段に供給し、前記入出力制御手
    段からの指示に応じて前記プロセッサ手段が待機状態と
    なる期間では前記プロセッサ手段に対して前記動作用ク
    ロックパルスの供給を停止するように制御するクロック
    制御手段とを具備したことを特徴とするコンピュータシ
    ステム。
  3. 【請求項3】 各種データ処理及びシステムの全体的制
    御を行なうプロセッサ手段と、 このプロセッサ手段に動作用クロックパルスを生成する
    クロック生成手段と、 前記プロセッサ手段がプログラムの実行を停止するホー
    ルト状態を検出する検出手段と、 前記プロセッサ手段の動作時には前記動作用クロックパ
    ルスを前記プロセッサ手段に供給し、前記検出手段によ
    り前記ホールト状態が検出されてから前記プロセッサ手
    段の前記ホールト状態が解除されるまでの期間では前記
    プロセッサ手段に対して前記動作用クロックパルスの供
    給を停止するように制御するクロック制御手段とを具備
    したことを特徴とするコンピュータシステム。
  4. 【請求項4】 前記クロック制御手段は、前記DMAコ
    ントローラにより前記DMA動作モードの実行時に前記
    プロセッサ手段に対して前記動作用クロックパルスの周
    波数を低下させて供給するように制御することを特徴と
    する請求項1記載のコンピュータシステム。
  5. 【請求項5】 前記クロック制御手段は、前記入出力制
    御手段からの指示に応じて前記プロセッサ手段が待機状
    態となる期間では前記プロセッサ手段に対して前記動作
    用クロックパルスの周波数を低下させて供給するように
    制御することを特徴とする請求項2記載のコンピュータ
    システム。
  6. 【請求項6】 前記クロック制御手段は、前記検出手段
    により前記ホールト状態が検出されてから前記プロセッ
    サ手段の前記ホールト状態が解除されるまでの期間では
    前記プロセッサ手段に対して前記動作用クロックパルス
    の周波数を低下させて供給するように制御することを特
    徴とする請求項3記載のコンピュータシステム。
  7. 【請求項7】 各種データ処理及びシステムの全体的制
    御を行なうプロセッサ手段、このプロセッサ手段に動作
    用クロックパルスを生成するクロック生成手段、および
    メモリに対してダイレクト・メモリ・アクセス制御を行
    なうDMAコントローラを備えたコンピュータシステム
    において、 前記プロセッサ手段の動作時に、前記動作用クロックパ
    ルスを前記プロセッサ手段に供給するステップと、 前記DMAコントローラからのホールド要求に応じて、
    前記プロセッサ手段からホールド肯定応答時から前記ホ
    ールド要求の解除までの前記ダイレクト・メモリ・アク
    セス制御の期間に前記プロセッサ手段に対して前記動作
    用クロックパルスの供給を停止するステップとからなる
    ことを特徴とするクロック制御方法。
  8. 【請求項8】 各種データ処理及びシステムの全体的制
    御を行なうプロセッサ手段、このプロセッサ手段に動作
    用クロックパルスを生成するクロック生成手段、および
    前記プロセッサ手段からのアクセス要求に応じて入出力
    装置をアクセス制御する入出力制御手段を備えたコンピ
    ュータシステムにおいて、 前記プロセッサ手段の動作時に、前記動作用クロックパ
    ルスを前記プロセッサ手段に供給するステップと、 前記アクセス要求に応じて前記入出力制御手段から指示
    された前記プロセッサ手段の待機状態の期間に、前記プ
    ロセッサ手段に対して前記動作用クロックパルスの供給
    を停止するステップとからなることを特徴とするクロッ
    ク制御方法。
  9. 【請求項9】 各種データ処理及びシステムの全体的制
    御を行なうプロセッサ手段、およびプロセッサ手段に動
    作用クロックパルスを生成するクロック生成手段を備え
    たコンピュータシステムにおいて、 前記プロセッサ手段の動作時に、前記動作用クロックパ
    ルスを前記プロセッサ手段に供給するステップと、 前記プロセッサ手段がプログラムの実行を停止するホー
    ルト状態を検出するステップと、 前記ホールト状態が検出されてから前記プロセッサ手段
    の前記ホールト状態が解除されるまでの期間に前記プロ
    セッサ手段に対して前記動作用クロックパルスの供給を
    停止するステップとからなることを特徴とするクロック
    制御方法。
JP6217247A 1994-09-12 1994-09-12 コンピュータシステム及びそのクロック制御方法 Pending JPH0883133A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6112309A (en) * 1997-04-23 2000-08-29 International Business Machines Corp. Computer system, device and operation frequency control method
US7346723B2 (en) 2004-05-14 2008-03-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Slave devices and methods for operating the same
US7356630B2 (en) 2005-03-15 2008-04-08 Seiko Epson Corporation Processor control device for stopping processor operation
JP2010204701A (ja) * 2009-02-27 2010-09-16 Rohm Co Ltd データ処理装置

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