JPS6020224A - Semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPS6020224A
JPS6020224A JP58127654A JP12765483A JPS6020224A JP S6020224 A JPS6020224 A JP S6020224A JP 58127654 A JP58127654 A JP 58127654A JP 12765483 A JP12765483 A JP 12765483A JP S6020224 A JPS6020224 A JP S6020224A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clock
circuit
gate
signal
inputted
Prior art date
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Pending
Application number
JP58127654A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Kurakazu
倉員 桂一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58127654A priority Critical patent/JPS6020224A/en
Publication of JPS6020224A publication Critical patent/JPS6020224A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make an operation control possible when necessary by providing a gate function in the output part of the system clock generation circuit, and at the same time selectively controlling the sending of the signals inputted from the internal as well as the external terminals. CONSTITUTION:An outside-fitted crystal oscillator is installed in external terminals P2 and P3, and a basic clock phi is formed by reversely amplifying 6 and dividing 7 its output. The clock phi is inputted as clock phi1 in the clock terminal of FF's 1 and 2, NOR gate G1 as well as the timer. A signal A is inputted in FF 1 from the external terminal P1, and the output Q becomes a control signal for NOR gate-G1. The clock, which passed through a gate-G1, is transmitted to the internal circuit as a system clock phi2 through the inverter IV, and also inputted into an NOR gate G2. The clock stop instruction B is inputted into an input terminal D of FF2 from CPU; the clock starting instruction C is inputted into a terminal R; the output Q controls the NOR gate G2, and outputs the system clock phi3, then controlling the operation by the external signal A, the internal signals B and C.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、半導体集積回路装置に関するもので、例え
ば、CMOS (相補型MOS)により構成されたlチ
ップのマイクロコンピュータに有効な技術&:IIする
ものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and is a technology that is effective for, for example, a l-chip microcomputer configured with CMOS (complementary MOS). be.

〔背景技術〕[Background technology]

本m*明者は、1チツプのマイクロコンピュータ等の半
導体集積回路装置において、そのシス2テムクロフクを
内部(ソフトウェア)と外部(制御端子)との双方から
m1ttできるようにすることによって、何も情報処理
を行わないとき、又は低速のメモリのアクセス時等にシ
ステムクロックを一時的に停止させて低消費電力化を図
ることを考えた。
The present inventor has developed a system in a semiconductor integrated circuit device, such as a one-chip microcomputer, by making it possible to access the system from both the inside (software) and the outside (control terminal). We considered reducing power consumption by temporarily stopping the system clock when no processing is being performed or when accessing low-speed memory.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は、低消費電力化を図ったマイクロプロ
セッサを含む半導体集積回路装置を提供することにある
An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit device including a microprocessor that achieves low power consumption.

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記の通りである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、システムクロック発生回路の出力部にゲート
機能を設けるとともに、内部の信号と外部端子から入力
された信号により選択的にその送出を制御するものであ
る。
That is, a gate function is provided at the output section of the system clock generation circuit, and its output is selectively controlled by an internal signal and a signal input from an external terminal.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、この発明を1チツプのマイクロコンピュー
タに適用した場合の一実施例のブロック図が示されてい
る。同図において、破線で囲まれた部分の各回路ブロッ
クは、公知の半導体集積回路の製造技術によって、シリ
コンのような半導体基板上において形成される。特に制
限されないが、上記各回路ブロックは、0M03回路に
より構成される。
FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment in which the present invention is applied to a one-chip microcomputer. In the figure, each circuit block surrounded by a broken line is formed on a semiconductor substrate such as silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique. Although not particularly limited, each of the circuit blocks described above is constituted by an 0M03 circuit.

記号1で示されているのは、マイクロプロセッサCPU
である。このマイクロプロセッサCPUは、その主要構
成ブロックが代表として例示的に示されいる。すなわち
、マイクロプロセッサcPUは、アキュムレータA、イ
ンデックスレジスタX、コンディションコードレジスタ
cc、スタックポインタSP、プログラムカウンタPC
H,PCL及び算術論理演算ユニッ)ALU並びにcp
UコントローラCPUC0NT等により構成される。こ
のようなマイクロプロセッサCPUの構成は、周知であ
るのでその詳細な説明を省略する。。
The symbol 1 indicates the microprocessor CPU
It is. The main constituent blocks of this microprocessor CPU are illustrated as a representative example. That is, the microprocessor cPU includes an accumulator A, an index register X, a condition code register cc, a stack pointer SP, and a program counter PC.
H, PCL and arithmetic logic unit) ALU and cp
It is composed of the U controller CPUCONT, etc. Since the configuration of such a microprocessor CPU is well known, detailed explanation thereof will be omitted. .

記号2ないし5で示されているのは、入力、出力ポート
であり、このうち記号2ないし4で示されているのは、
データ方向レジスタRAないしRCが設けられており、
入出力ボートとして用いられる。また、記号5で示され
ているのは、入力専用ポートである。
The symbols 2 to 5 are input and output ports, and the symbols 2 to 4 are the input and output ports.
A data direction register RA or RC is provided,
Used as an input/output boat. Further, the symbol 5 indicates an input-only port.

記号6で示されているのは、発振回路を構成するための
増幅回路であり、特に制限されないが、外付は水晶振動
子等を接続することによって発振動作を行う。この発振
出力は、分周回路7に入力され、この分周回路7により
上記マイクロプロセッサCPUの動作に必要なりロック
信号を形成し、ゲート回路8を通して送出する。上記ゲ
ート回路8には、外部端子から供給される制御信号と、
内部で形成された制御信号とによりそのゲート制御動作
が行われる。
What is indicated by the symbol 6 is an amplifier circuit for configuring an oscillation circuit, and although not particularly limited, oscillation is performed by connecting an external crystal resonator or the like. This oscillation output is input to a frequency dividing circuit 7, which forms a lock signal necessary for the operation of the microprocessor CPU, and sends it out through a gate circuit 8. The gate circuit 8 receives a control signal supplied from an external terminal,
The gate control operation is performed by an internally generated control signal.

記号9で示されているのは、RAM (ランダム・アク
セス・メモリ)であり、主として一時データの記憶回路
として用いられる。また、記号1゜で示されているのは
、ROM (リード−オンリー・メモリ)であり、各種
情報処理のためのプログラムが書込まれている。
A RAM (Random Access Memory) is indicated by the symbol 9 and is mainly used as a temporary data storage circuit. Also, what is indicated by the symbol 1° is a ROM (read-only memory) in which programs for various information processing are written.

以上の各回路ブロックは、マイクロプロセッサCPUを
中心としてバスBUSにより相互に接続されている。こ
のバスBUSには、アドレスバスとデータバスとが含ま
れるものである。
The above circuit blocks are connected to each other by a bus BUS with the microprocessor CPU as the center. This bus BUS includes an address bus and a data bus.

第2図には、システムクロックを形成する回路の一実施
例の回路図が示されている。
FIG. 2 shows a circuit diagram of one embodiment of a circuit that forms the system clock.

反転増幅回路6の出力及び入力は、それぞれ外部端子P
2.P3に接続されている。また、その入出力間には、
バイアス抵抗Rが設けられる。これらの外部端子P2.
P3に水晶振動子等を接続することにより発振動作を行
う、この発振信号は、分周回路7に伝えられる。この分
周回路7で形成されたクロック信号φは、一方において
ゲート回路8を構成するNORゲー)Glに入力される
The output and input of the inverting amplifier circuit 6 are respectively connected to an external terminal P.
2. Connected to P3. Also, between the input and output,
A bias resistor R is provided. These external terminals P2.
This oscillation signal, which performs oscillation by connecting a crystal resonator or the like to P3, is transmitted to the frequency dividing circuit 7. The clock signal φ generated by the frequency dividing circuit 7 is inputted to a NOR gate (Gl) constituting a gate circuit 8 on the one hand.

また、上記クロック信号φは、他方においてフリップフ
ロップFFI、FF2のクロック端子Cに供給される。
Further, the clock signal φ is supplied to the clock terminal C of the flip-flops FFI and FF2 on the other side.

また、タイマー回路等のように定常的にクロックを必要
とする回路のクロックφlとして供給される。
It is also supplied as the clock φl of a circuit that requires a constant clock, such as a timer circuit.

上記フリップフロップFFIの入力端子りには、外部端
子P1からの信号Aが供給される。このフリップフロッ
プFFIの出力信号Qは、下記N。
A signal A from an external terminal P1 is supplied to the input terminal of the flip-flop FFI. The output signal Q of this flip-flop FFI is N as shown below.

Rゲート回路G1の制御信号として用いられる。It is used as a control signal for the R gate circuit G1.

上記NORゲート−路G1を通したクロックは、特に制
限されないが、一方においてインバータ!■を介して第
1のシステムクロックとして内!回路に伝えられる。ま
た、他方においてNORゲート回路G2に入力される。
The clock passed through the NOR gate path G1 is not particularly limited, but on the one hand, the inverter! ■Inside as the first system clock through! transmitted to the circuit. Also, on the other hand, it is input to the NOR gate circuit G2.

上記フリップフロップFF2の入力端子りには、マイク
ロプロセッサCPU等の内部回路で形成された信号、言
い換えれば、特定の命令信号(クロツク停止命令)Bに
より形成された信号が入力される。また、そのリセット
端子Rには、同様に内部回路で形成されたクロック起動
信号Cが供給される。このクロック起動信号は、内部回
路の多くがその動作を停止しているので、タイマー回路
又は割り込み信号等に基づいて形成される。そして、こ
のフリップフロップFF2の出力信号Qは、上記NOR
ゲート回路G2の制御信号として用いられる。このNO
Rゲート回路G2から第2のシステムクロックφ3が内
部回路に供給される。
A signal formed by an internal circuit such as a microprocessor CPU, in other words, a signal formed by a specific command signal (clock stop command) B is input to the input terminal of the flip-flop FF2. Further, the reset terminal R is supplied with a clock activation signal C, which is similarly generated by the internal circuit. This clock activation signal is generated based on a timer circuit, an interrupt signal, or the like since most of the internal circuits have stopped their operations. The output signal Q of this flip-flop FF2 is the NOR
It is used as a control signal for gate circuit G2. This NO
A second system clock φ3 is supplied from the R gate circuit G2 to the internal circuit.

次に第2図の実施例回路の動作を説明する。Next, the operation of the embodiment circuit shown in FIG. 2 will be explained.

フリップフロラ1FFI、FF2が共にリセット状態の
ときには、それぞれの出力信号Qがともにロウレベル(
論理″0”)になっているので、NORゲート回路Gl
、G2は共にゲートを開いた状態となる。したがって、
第1.第2のシステムクロックφ2.φ3が共に内部回
路に供給される。この状態において、外部端子P1をハ
イレベルにすると、クロックφに同期してフリップフロ
ップFFIの出力信号Qはハイレベルになる。これによ
り、NORゲート回路G1が閉じるので、システムクロ
ックφ2.φ3の送出が停止される。
When flip controllers 1FFI and FF2 are both in the reset state, their respective output signals Q are both low level (
Since the logic is "0"), the NOR gate circuit Gl
, G2 both have their gates open. therefore,
1st. Second system clock φ2. Both φ3 are supplied to the internal circuit. In this state, when the external terminal P1 is set to a high level, the output signal Q of the flip-flop FFI becomes high level in synchronization with the clock φ. As a result, the NOR gate circuit G1 is closed, so that the system clock φ2. The transmission of φ3 is stopped.

このように外部端子P1からシステムクロックφ1、φ
2の送出を停止させたときには、その外部端子P1を再
びロウレベルにすることによって、システムクロックφ
1.φ2の送出が再び開始される。
In this way, the system clocks φ1, φ are input from the external terminal P1.
When the transmission of the clock signal φ2 is stopped, the system clock φ
1. Sending of φ2 is started again.

また、内部のソフトウェアによって形成された上記特定
の命令の実行により停止信号Bがハイレベルにされると
、フリップフロップFF2の出力信号Qは、クロックφ
に同期してハイレベルにされる。これにより、NORゲ
ート回路G2は閉じるため、システムクロックφ3の送
出は停止される。すなわち、この状態では、システムク
ロックφ2が送出されてシステムクロックφ3の送出が
停止される。
Further, when the stop signal B is set to high level by executing the above-mentioned specific instruction formed by internal software, the output signal Q of the flip-flop FF2 is changed to the clock φ
is set to high level in synchronization with As a result, the NOR gate circuit G2 is closed, so that the transmission of the system clock φ3 is stopped. That is, in this state, the system clock φ2 is sent out and the sending of the system clock φ3 is stopped.

なお、クロックφ1は定常的に送出されることにより、
タイマー回路等のように常時動作状態である必要のある
回路は動作している。したがって、上記システムクロッ
クφ2又はφ1により動作状態にある回路によって、シ
ステムクロックの起動信号Cが形成される。例えば、一
定の時間を計測するタイマー回路又は割り込み回路等に
より上記起動信号Cが形成される。これにより、フリッ
プフロップFF2はリセットされる。したがって、その
出力信号QのロウレベルによりNORゲート回路G2が
開くので、システムクロνりφ3は再び送出されること
になる。
Note that by constantly sending out the clock φ1,
Circuits that need to be in constant operation, such as timer circuits, are in operation. Therefore, the system clock activation signal C is generated by the circuit that is activated by the system clock φ2 or φ1. For example, the activation signal C is generated by a timer circuit or an interrupt circuit that measures a certain amount of time. As a result, flip-flop FF2 is reset. Therefore, since the NOR gate circuit G2 is opened by the low level of the output signal Q, the system clock signal .nu..phi.3 is sent out again.

この実施例では、このようにシステムクロックの送出、
停止を外部端子から供給される信号と内部回路(ソフト
ウェア)で形成された信号の双方により制御することが
できる。
In this embodiment, the system clock is transmitted in this way,
Stopping can be controlled by both signals supplied from external terminals and signals generated by internal circuitry (software).

(効 果) (1)システムクロックの送出及び停止を外部から直接
又は内部回路(ソフトウェア)により制御出来ることに
よって、必要に応じた動作制御を行うことができるとい
う効果が得られる。例えば、低速メモリとのデータ授受
を行うときには、その必要な部分のみを動作状態にして
他の回路ブロックの動作を停止できるものとなる。又は
、何も情報処理を行わないときには、全回路ブロックの
動作を停止させることができる。このような機能を設け
ることによって、特に0M03回路にあっては、信号の
変化時にしか直流電流を消費しないから消費電力を大幅
に低下させることができる。また、論理回路が負荷手段
と駆動手段からなるスタティック型回路にあっては、そ
の動作周波数に比例して消費電力が増加するので、いわ
ゆるE/E型MO3,E/D型MOS回路においてもそ
の低消費電力化を図ることができる。
(Effects) (1) By being able to control the sending and stopping of the system clock from the outside directly or by internal circuitry (software), it is possible to achieve the effect that operation control can be performed as necessary. For example, when exchanging data with a low-speed memory, it is possible to keep only the necessary portions in operation and stop the operations of other circuit blocks. Alternatively, when no information processing is performed, the operation of all circuit blocks can be stopped. By providing such a function, especially in the 0M03 circuit, power consumption can be significantly reduced because DC current is consumed only when a signal changes. In addition, in a static type circuit where the logic circuit consists of a load means and a driving means, power consumption increases in proportion to its operating frequency, so this also applies to so-called E/E type MO3 and E/D type MOS circuits. Lower power consumption can be achieved.

(2)外部端子から直接又はソフトウェアの双方により
システムクロックの送出、停止の制御を行うことができ
る。から、その制御がより柔軟にできるという効果が得
られる。
(2) Sending and stopping of the system clock can be controlled both directly from an external terminal or by software. This has the effect of making the control more flexible.

(3)上記(11及び(2)により、マイクロコンピュ
ータ等の半導体集積回路装置の利用法又は用途を拡大で
き、るという効果が得られる。
(3) With (11 and (2)) above, it is possible to expand the usage or application of semiconductor integrated circuit devices such as microcomputers.

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、この発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、システムクロ
ックとして、高周波数のクロックと低周波数のクロック
とを用意しておいて、上記ゲート回路により切り換えて
送出するものであってもよい。また、マイクロコンピュ
ータを構成するシステム構成は、種々の変形を採ること
ができるものである。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor. For example, a high-frequency clock and a low-frequency clock may be prepared as the system clock, and the gate circuit may switch between them and send them out. Furthermore, the system configuration of the microcomputer can be modified in various ways.

〔利用分野〕[Application field]

以上の説明では主として本願発明者によってなされた発
明をその背景となった技術分野である1チツプのマイク
ロコンピュータを例にして説明したが、これに限定され
るものではなく、クロック信号により情報処理動作を行
うディジタル半導体集積回路装置に広く利用できるもの
である。
In the above explanation, the invention made by the present inventor has mainly been explained using a one-chip microcomputer as an example, which is the technical field behind the invention. It can be widely used in digital semiconductor integrated circuit devices that perform

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明をマイクロコンピュータに適用した
場合の一実施例を示すブロック図、第2図は、そのシス
テムクロックを形成する回路の一実施例を示す回路図で
ある。 1・・マイクロプロセッサCPU、2〜5・・ボート、
6・・反転増幅回路、7・・分周回路、8・・ゲート回
路、9 ・・RAM、 10 ・−RO1
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention applied to a microcomputer, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a circuit forming the system clock. 1...Microprocessor CPU, 2-5...Boat,
6... Inverting amplifier circuit, 7... Frequency dividing circuit, 8... Gate circuit, 9... RAM, 10... -RO1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、基準発振回路と、この発振出力を受けて所定のクロ
ック信号を形成する分周回路と、外部端子からの制御信
号又は内部回路で形成された信号により上記クロック信
号を選択的に送出するゲート、回路と、このゲート回路
を通したクロック信号を受けて動作するマイクロプロセ
ッサとを含むことを特徴とする半導体集積回路装置。 2、上記内部回路で形成される信号は、特定の命令語又
はタイマーにより形成されるものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の半導体集積回路装置。 3、上記半導体集積回路装置は、0M03回路で構成さ
れた1チンブのマイクロコンピュータであることを特徴
とする特許請求の範囲第1又は第2項記載の半導体集積
回路装置。
[Claims] 1. A reference oscillation circuit, a frequency dividing circuit that receives the oscillation output and forms a predetermined clock signal, and a control signal from an external terminal or a signal formed by an internal circuit to generate the clock signal. 1. A semiconductor integrated circuit device comprising a gate and a circuit for selectively transmitting signals, and a microprocessor that operates in response to a clock signal passed through the gate circuit. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the signal formed by the internal circuit is formed by a specific command word or a timer. 3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor integrated circuit device is a one-chip microcomputer configured with 0M03 circuits.
JP58127654A 1983-07-15 1983-07-15 Semiconductor integrated circuit device Pending JPS6020224A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6275822A (en) * 1985-09-30 1987-04-07 Toshiba Corp Computer system
JPH01206323A (en) * 1988-02-12 1989-08-18 Canon Inc Accessory apparatus for electronic apparatus or the like

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