JPH1042549A - 集積回路 - Google Patents

集積回路

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JPH1042549A
JPH1042549A JP8194864A JP19486496A JPH1042549A JP H1042549 A JPH1042549 A JP H1042549A JP 8194864 A JP8194864 A JP 8194864A JP 19486496 A JP19486496 A JP 19486496A JP H1042549 A JPH1042549 A JP H1042549A
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JP
Japan
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circuit
cpu
boosting
power supply
output
Prior art date
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JP8194864A
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English (en)
Inventor
Kazuhisa Kida
和久 来田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電圧・高速動作で、かつ、低消費電流化を
実現できる昇圧回路を内蔵する集積回路を提供する。 【解決手段】動作モードにより、発振回路2、CPU等
の負荷回路3の消費電流に差があるような場合、昇圧回
路1で昇圧する倍率を動作モードに合わせて変更できる
ように昇圧倍率制御回路7,昇圧クロック制御回路8を
付加したものである。これにより、昇圧することによる
消費電力の損失が抑えられることになり、従来の構成よ
りも低消費電流化が実現できる。また、発振回路2、C
PU等の負荷回路3の電源を、定電圧回路出力とする
と、更に低消費電流化が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、昇圧回路、昇圧回
路かつ定電圧回路を内蔵した集積回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近年では、機器の小型化や環境保護を理
由に、電源として用いる電池の使用本数を、削減しよう
という動きがある。また、電池使用本数の削減分、電池
の長寿命化が叫ばれており、これらをうけて半導体集積
回路やマイクロコンピュータは、低電圧化、高速化及び
低消費電流化が要求されている。半導体集積回路、特に
マイクロコンピュータにおいては、電源電圧の低電圧化
に伴い昇圧回路、昇圧回路かつ定電圧回路を内蔵し、低
電圧化、高速化及び低消費電流化を実現しようとしてい
る。
【0003】以下に従来の昇圧回路、定電圧回路を用い
た集積回路について説明する。
【0004】図3は、従来の集積回路の回路構成を示す
一例のブロック図である。図3において、1は昇圧回
路、2は発振回路、3はCPU等の負荷回路、4はスタ
ートアップ回路である。昇圧回路1の出力は、発振回路
2とCPU等の負荷回路3の電源として接続されてい
る。発振回路2の出力はCPU等の負荷回路3を介して
昇圧回路1に入力している。また、CPU等の負荷回路
3からは信号線を介してスタートアップ回路4に制御信
号が入力される構成になっている。昇圧回路1の出力と
接地電位6の間に、スタートアップ回路4が接続されて
いる。
【0005】以上のように構成された従来の集積回路に
ついて、以下その動作について説明する。
【0006】まず、電源投入時、リセット時、スタート
アップ回路4により、昇圧回路1の出力を電源(VSS
電位)に固定させ、外部の電源電圧レベルで発振回路2
とCPU等の負荷回路3を駆動させる。次に、発振回路
2の出力であるクロック信号がCPU等の負荷回路3を
介して昇圧回路1に入力され、昇圧回路1が動作を開始
する。また、昇圧回路1の出力が安定後、CPU等の負
荷回路3から制御信号を出力し、スタートアップ回路4
の動作を停止させる。これにより、外部の電源電圧が電
池1本(1.5V)の低電圧でもCPU等の負荷回路3を高
速で動作させることができる。
【0007】また、図4は従来の集積回路の回路構成を
示す他の例のブロック図である。図4において、5は定
電圧回路であり、前記図3と同じ構成のブロックには同
じ符号を付してある。この回路構成において、昇圧回路
1の出力は、定電圧回路5の電源として接続されてい
る。定電圧回路5の出力は、発振回路2とCPU等の負
荷回路3の電源として接続されている。発振回路2の出
力はCPU等の負荷回路3を介して昇圧回路1に入力し
ている。また、CPU等の負荷回路3からは信号線を介
してスタートアップ回路4に制御信号が入力される構成
になっている。定電圧回路5の出力と接地電位6の間
に、スタートアップ回路4が接続されている。
【0008】以上のように構成された従来の集積回路に
ついて、以下その動作について説明する。
【0009】まず、電源投入時、リセット時、スタート
アップ回路4により、定電圧回路5の出力を電源(VS
S電位)に固定させ、外部の電源電圧レベルで発振回路
2とCPU等の負荷回路3を駆動させる。次に、発振回
路2の出力であるクロック信号がCPU等の負荷回路3
を介して昇圧回路1に入力され、昇圧回路1が動作を開
始する。また、昇圧回路1の出力が安定後、CPU等の
負荷回路3から制御信号を出力し、スタートアップ回路
4の動作を停止させる。これにより、外部の電源電圧が
電池1本(1.5V)の低電圧でもCPU等の負荷回路3を
高速で動作させることができる。また、一定電圧を出力
する定電圧回路5を、発振回路2やCPU等の負荷回路
3の電源として挿入することにより、外部電源電圧に関
係なく発振回路2やCPU等の負荷回路3にかかる電圧
は一定となり、消費電流を抑えることができ、低消費電
流化が実現できる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、低電圧・高速動作を実現するために、昇
圧回路出力は、常に外部電源電圧をN倍に昇圧するた
め、外部電源電圧で発振回路やCPU等の負荷回路を、
動作させる時の消費電流と、昇圧回路出力をN倍に昇圧
して、発振回路やCPU等の負荷回路の電源とした場合
とを比較すると、消費電流もN倍となる。したがって、
このような構成では、低電圧・高速動作が実現できる
が、消費電流が増大するという問題が生じていた。
【0011】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、低電圧・高速動作で、かつ、低消費電流化を実現で
きる昇圧回路を内蔵する集積回路を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決する手段】本発明の上記した課題を解決し
目的を達成するために、動作モードにより、発振回路、
CPU等の負荷回路の消費電流に差があるような場合、
昇圧回路で昇圧する倍率を動作モードに合わせて変更で
きるように構成したものである。これにより、昇圧する
ことによる消費電力の損失が抑えられることになり、従
来の構成よりも低消費電流化が実現できる。また、発振
回路、CPU等の負荷回路の電源を、定電圧回路出力と
すると、更に低消費電流化が実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載の発明は、
電源を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路出力を電源と
する発振回路、CPU等の負荷となる回路と、前記発振
回路の発振開始時に前記発振回路、前記CPU等の負荷
となる回路の電源に一定電位を供給するスタートアップ
回路と、前記昇圧回路出力の出力値を外部入力により制
御する昇圧倍率制御回路と、前記昇圧倍率制御回路を介
して昇圧用クロックを前記昇圧回路に供給する昇圧クロ
ック制御回路を有するものであり、昇圧する倍率を必要
に応じて変更することにより、低消費電流化するという
作用を有する。
【0014】請求項2に記載の発明は、電源を昇圧する
昇圧回路と、前記昇圧回路出力を電源として一定電圧を
出力する定電圧回路と、前記定電圧回路出力を電源とす
る発振回路、CPU等の負荷となる回路と、前記発振回
路の発振開始時に前記発振回路、前記CPU等の負荷と
なる回路の電源に一定電位を供給するスタートアップ回
路と、前記昇圧回路出力の出力値を外部入力により制御
する昇圧倍率制御回路と、前記昇圧倍率制御回路を介し
て昇圧用クロックを前記昇圧回路に供給する昇圧クロッ
ク制御回路を有するものであり、昇圧する倍率を必要に
応じて変更することにより、低消費電流化するという作
用を有する。また、発振回路とCPU等の負荷回路の電
源として、一定電位を供給する定電圧回路により、更
に、低消費電流化するという作用も有する。
【0015】以下、本発明の各実施の形態について、図
1,図2を用いて説明する。
【0016】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1における集積回路の回路構成を示すブロック図で
ある。図1において、7は昇圧倍率制御回路、8は昇圧
クロック制御回路であり、その他の前記従来例(図3,
図4)と同じ機能のブロックには同じ符号を付してあ
る。この回路構成では昇圧回路1の出力は、発振回路2
とCPU等の負荷回路3の電源として接続されている。
発振回路2の出力はCPU等の負荷回路3を介して昇圧
クロック制御回路8に入力され、更に昇圧倍率制御回路
7を介して昇圧回路1に入力されている。外部入力9に
より、CPU等の負荷回路3と昇圧クロック制御回路8
と昇圧倍率制御回路7を制御する。また、CPU等の負
荷回路3からは信号線を介してスタートアップ回路4に
制御信号が入力される構成になっている。昇圧回路1の
出力と接地電位6の間に、スタートアップ回路4が接続
されている。
【0017】以上のように構成された本実施の形態の集
積回路について、以下その動作について説明する。
【0018】まず、電源投入時、リセット時、スタート
アップ回路4により、昇圧回路出力を電源(VSS電位)
に固定させ、外部の電源電圧レベルで発振回路2とCP
U等の負荷回路3を駆動させる。次に、発振回路2の出
力であるクロック信号がCPU等の負荷回路3を介して
昇圧クロック制御回路8に入力され、更に昇圧倍率制御
回路7を介して昇圧回路1に入力され、昇圧回路1が動
作を開始する。また、昇圧回路1の出力が安定後、CP
U等の負荷回路3から制御信号を出力し、スタートアッ
プ回路4の動作を停止させる。これにより、外部の電源
電圧が電池1本(1.5V)の低電圧でも、CPU等の負荷
回路3を高速で動作させることができる。
【0019】また、外部入力9により、動作モードを変
更し、発振回路2やCPU等の負荷回路3の消費電流が
少なくなった場合、これに合わせて昇圧回路1で昇圧す
る倍率も変更するように、昇圧回路1を昇圧クロック制
御回路8と、昇圧倍率制御回路7を用いて制御する。ま
た、外部入力9だけでなく、CPU等の負荷回路3の命
令により、昇圧する倍率を変更できるようにすることも
できる。これにより、低電圧・高速動作・低消費電流化
が実現できる。また、本発明の実施の形態1を利用した
場合、3Vや5Vの通常電圧や低速動作においても同様
の効果が得られる。
【0020】(実施の形態2)図2は本発明の実施の形
態2における集積回路の回路構成を示すブロック図であ
り、図2において、定電圧回路5が昇圧回路1の出力側
に接続され、その出力を発振回路2及びCPU等の負荷
回路3に入力する構成となっていて、その他は図1の実
施の形態1と同様である。
【0021】以上のように構成された本実施の形態の集
積回路について、以下その動作について説明する。
【0022】まず、電源投入時、リセット時、スタート
アップ回路4により、定電圧回路出力を電源(VSS電
位)に固定させ、外部の電源電圧レベルで発振回路2と
CPU等の負荷回路3を駆動させる。次に、発振回路2
の出力であるクロック信号がCPU等の負荷回路3を介
して昇圧クロック制御回路8に入力され、更に昇圧倍率
制御回路7を介して昇圧回路1に入力され、昇圧回路1
が動作を開始する。また、昇圧回路1の出力が安定後、
CPU等の負荷回路3から制御信号を出力し、スタート
アップ回路4の動作を停止させる。これにより、外部の
電源電圧が電池1本(1.5V)の低電圧でも、CPU等の
負荷回路3を高速で動作させることができる。
【0023】また、外部入力9により、動作モードを変
更し、発振回路2やCPU等の負荷回路3の消費電流が
少なくなった場合、これに合わせて昇圧回路1で昇圧す
る倍率も変更するように、昇圧回路1を昇圧クロック制
御回路8と、昇圧倍率制御回路7を用いて制御する。ま
た、外部入力9だけでなく、CPU等の負荷回路3の命
令により、昇圧する倍率を変更できるようにすることも
できる。これにより、低電圧・高速動作・低消費電流化
が実現できる。
【0024】更に、一定電圧を出力する定電圧回路5
を、発振回路2やCPU等の負荷回路3の電源として挿
入することにより、外部電源電圧に関係なく発振回路2
やCPU等の負荷回路3にかかる電圧は一定となり、消
費電流を抑えることができ、低消費電流化が実現でき
る。また、本発明の実施の形態2を利用した場合、3V
や5Vの通常電圧や低速動作においても同様の効果が得
られる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明の集積回路
は、昇圧クロック制御回路と、昇圧倍率制御回路あるい
は定電圧回路を設けることにより、低電圧・高速動作・
低消費電流化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における集積回路の構成
を示すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態2における集積回路の構成
を示すブロック図である。
【図3】従来の昇圧回路を内蔵する集積回路の構成を示
すブロック図である。
【図4】従来の昇圧回路と定電圧回路を内蔵する集積回
路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1…昇圧回路、 2…発振回路、 3…CPU等の負荷
回路、 4…スタートアップ回路、 5…定電圧回路、
6…接地電位、 7…昇圧倍率制御回路、 8…昇圧
クロック制御回路、 9…外部入力。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回
    路出力を電源とする発振回路、CPU等の負荷となる回
    路と、前記発振回路の発振開始時に前記発振回路、前記
    CPU等の負荷となる回路の電源に一定電位を供給する
    スタートアップ回路と、前記昇圧回路出力の出力値を外
    部入力により制御する昇圧倍率制御回路と、前記昇圧倍
    率制御回路を介して昇圧用クロックを前記昇圧回路に供
    給する昇圧クロック制御回路を有することを特徴とする
    集積回路。
  2. 【請求項2】 電源を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回
    路出力を電源として一定電圧を出力する定電圧回路と、
    前記定電圧回路出力を電源とする発振回路、CPU等の
    負荷となる回路と、前記発振回路の発振開始時に前記発
    振回路、前記CPU等の負荷となる回路の電源に一定電
    位を供給するスタートアップ回路と、前記昇圧回路出力
    の出力値を外部入力により制御する昇圧倍率制御回路
    と、前記昇圧倍率制御回路を介して昇圧用クロックを前
    記昇圧回路に供給する昇圧クロック制御回路を有するこ
    とを特徴とする集積回路。
JP8194864A 1996-07-24 1996-07-24 集積回路 Pending JPH1042549A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004507809A (ja) * 2000-07-24 2004-03-11 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 電圧レベルがプロセッサにより制御されるシステムにおいて決定論的電源投入電圧を与える方法および装置
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