JPS60251418A - 演算装置の動作周波数切り換え制御回路 - Google Patents

演算装置の動作周波数切り換え制御回路

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JPS60251418A
JPS60251418A JP59108788A JP10878884A JPS60251418A JP S60251418 A JPS60251418 A JP S60251418A JP 59108788 A JP59108788 A JP 59108788A JP 10878884 A JP10878884 A JP 10878884A JP S60251418 A JPS60251418 A JP S60251418A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は、マイクロコンピュータなどの演算装置を高
速動作と低速動作とに切り換えて動作させる場合に使用
され、その動作切り換えを確実に行なうことが出来る演
算装置の動作周波数切り換え制御回路に関する。
[発明の技術的背景] 一般に高周波動作用、低周波動作用の二つの発振回路を
持つマイクロコンピュータシステムでは、高速処理が必
要な場合には高周波で動作させ、それ程処理速度が必要
でなく、しかも消費電力を押さえる必要があるときは高
周波動作用の発振を停止し、低周波のみで動作させるこ
とでこれを実現している。そして、高速処理が必要にな
ると高周波動作用の発振回路を再起動し、この発振が安
定するまでの時間を考慮した一定li間をカウンタでカ
ウントした後に高周波への切り換えを行なっている。
第1図はこのような用途の、従来の演算装置の動作周波
数切り換え制御回路の構成を示す。図において11はた
とえば32KH1で常M発振する低周波用の発振回路で
あり、12はたとえば4 M H2で発振する高周波用
の発振回路である。上記高周波用の発振回路12は発振
停止信号によってその動作が制御されている。上記両発
振回路11.12の発振出力信号は周波数切り換え制御
口−路13に並列的に供給されている。この周波数切り
換え制御回路13は上記発振停止信号、リセット信号お
よびカウンタ14からのカウント出力信号に応じて、い
ずれか一方の発振出力信号をシステムクロック信号発生
回路15に選択出力する。システムクロック信号発生回
路15は、入力信号の分周ヤタイミング処理によって、
マイクロコンピュータを動作させる際に用いられる高周
波もしくは低周波のシステムクロック信号φを発生する
。カウンタ14はNOR回路16を介して供給される低
周波側のシステムクロック信号φをカウントするもので
あり、後段側の4つのカウント出力信号がスイッチ17
ないし2oを介して、上記周波数切り換え制御回路13
に選択的に供給されている。OR回路21は上記発振停
止信号とリセット信号とからカウンタ14に対するクリ
ア信号を形成するとともに、上記NOR回路16に対す
るゲート制御信号を形成する。
第2図は第1図回路において、システムクロック信号φ
の周波数を切り換える際の動作を示すタイミングチャー
トである。第2図においてfHは高周波用の発振回路1
2からの発振出力信号、f l−は低周波用の発振回廊
11からの発振出力信号、φはシステムクロック信号で
ある。まず、初期状態では発振停止信号がOレベルにさ
れ、リセット信号は始めにルベルにされた後にOレベル
にされている。発振停止信号がOレベルにされているこ
とにより、発振回路12は動作状態にされている。
また、リセット信号が始めにルベルにされたことにより
周波数切り換え制御回路13は高周波用の発振回路12
の発振出力信号を選択している。したがってこのとき、
システムクロック信号発生回路15では高周波のシステ
ムクロック信号φが発生され、マイクロコンピュータは
高速度で演算処理を実行する。次に、高速処理の必要が
なくなった場合には発振停止信号がルベルにされる。こ
れにより発振回路12が発振動作を停止するともに、周
波数切り換え回路13は発振回路12からの発振出力信
号に換えて低周波用の発振回路11からの発振出力信号
を選択出力する。したがってこのときには、システムク
ロック信号発生回路15では低周波のシステムクロック
信号φが発生され、マイクロコンピュータは低速度で演
算処理を実行する。また上記発信停止信号がルベルにさ
れることにより、カウンタ14はクリア状態にされる。
さらに次に、再び高速処理が必要になると、発振停止信
号がOレベルにされる。すると、発振回路12はすぐに
発振動作を再開するが、周波数切り換え回路13はまだ
低周波用の発振回路11からの発振出力信号を選択出力
したままの状態にされている。このとき、OR回路21
の出力はOレベルにされており、NOR回路16は開か
れている。したがって、上記低周波用の発振回路11か
らの発振出力信号に基づくシステムクロック信号φがカ
ウンタ14に供給され、カウンタ14はクリア状態から
このクロ゛為ツク信号φ−シ、 を順次カウントする。そして、前記スイッチ11ないし
20のうち閉じられているものに対応したカウンタ14
の出力信号が成立すると、始めて周波数切り換え制御回
路13は発振回路11の発振出力信号に換えて発振回路
12からの発振出力信号を選択出力する。ここで、上記
カウンタ14は、低周波の発振出力信号をカウントする
ことによって、発振開始後の高周波の発振出力信号が安
定するまでの時間を作っている。
[背景技術の問題点] このように従来では、低周波用の発振回路11がら高周
波用の発振回路12への発振出力信号の切り換えを行な
う際に、発振回路12の発振出力信号の安定するR間を
、低周波用の発振回路11の発振出力信号に基づくクロ
ック信号φをカウンタ14でカウントすることによって
作っている。このため、カウンタ14でのカウント数が
不足するとき、すなわち上記安定時間が短い場合には、
高周波の発振信号が不安定の状態でシステムクロック信
号発生回路15に供給され、これによってクロック信号
φも不安定となり、マイクロコンピュータの誤動作が発
生する恐れが生じる。
他方、あらゆる周囲環境において動作を保障するために
は最悪の周囲環境での発振安定時間を考えねばならず、
このために上記安定時間を十分に取ると、今度は切り換
え時間がかかり過ぎる等の問題が生じる。
[発明の目的] この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的はいかなる使用環境においても確実に周
波数の切り換えを実現することが出来る演算装置の動作
周波数切り換え制御回路を提供することにある。
[発明の概要コ 上記のような目的を達成するためこの発明にあっては、
常時動作状態にされる第1の発振回路と、発振動作が制
御信号に基づいて制御され、動作時には上記第1の発振
回路よりも高い周波数で発振する第2の発振回路と、上
記第1、第2の発振回路の発振出力信号から、演算装置
を動作させるための低周波および高周波のクロック信号
を発生するシステムクロック信号発生回路と、上記第2
の発振回路の発振動作が上記制御信号に基づいて停止さ
れ、その後の発振動作再開時に、この第2の発振回路の
発振出力信号が安定するまでの時間をカウントするカウ
ンタとを備え、第2の発振回路の発振動作再開時にこの
第2の発振回路からの発振出力信号を上記カウンタで所
定数カウントさせ、かつこのカウントの終了後に上記第
1の発振回路の発振出力信号に基づく上記クロック信号
を上記カウンタでカウントさせることによって上記時間
を作り、この時間の経過後に上記第1の発振回路からの
発振出力信号に換えて上記第2の発振回路の発振出力信
号を上記システムクロック信号発生回路に供給するよう
にしている。
[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第3図はこの発明の動作周波数切り換え制御回路の一実
施例の構成を示す回路図である。
なお、前記第1図と対応する箇所には同一符号を付して
説明を行なう。発振回路11は従来と同様に32KH1
で発振する低周波用の発振回路であり、発振回路12は
4 M Hlで発振する高周波用の発振回路である。上
記両発振回路11.12の発振出力信号は周波数切り換
え制御回路13に供給されるとともに、カウンタ入力周
波数選択回路22に供給されている。
上記周波数切り換え制御回路13は、上記発振停止信号
、リセット信号およびAND回路23からの出力信号に
応じて、いずれか一方の発振出力信号をシステムクロッ
ク信号発生回路15に選択出力するものである。システ
ムクロック信号発生回路15は、入力信号の分周やタイ
ミング処理によって、マイクロコンピュータシステムを
動作させる際に用いられる高周波もしくは低周波のシス
テムクロック信号φを発生する。上記カウンタ入力周波
数選択回路22には上記システムクロック信号発生回路
15で発生する低周波のクロック信号φが供給されて 
−おり、上記カウンタ14の最終段のカ・ラント出力信
号に応じて、上記発振回路12の発振出力信号と上記シ
ステムクロック信号発生回路15で発生する低周波のク
ロック信号φのうちのいずれが一方を上記カウンタ14
に対して選択出力する。カウンタ14はこのカウンタ入
力周波数選択回路22からの出力信号を順次カウントす
る。そしてその最終段のカウント出力信号は上記カウン
タ入力周波数選択回路22に制御信号として供給される
とともに上記AND回路23に供給される。ざらにカウ
ンタ14の最終段を除く後段側の4つのカウント出力信
号はスイッチ17ないし20を介して上記AND回路2
3に供給されている。
次に、上記のように構成されている回路の動作を説明す
る。まず、初期状態では従来と同様に発振停止信号は0
レベルにされ、リセット信号は始めにルベルにされた後
にOレベルにされている。
発振停止信号がOレベルにされていることにより、発振
回路12は動作状態にされている。また、リセット信号
がはじめにルベルにされたことにより周波数切り換え制
御回路13は高周波用の発振回路12の発振出力信号を
選択している。したがってこのとき、システムクロック
信号発生回路15では高周波のシステムクロック信号φ
が発生され、マイクロコンピュータは高速度で演算処゛
理を実行する。
高速処理の必要がなくなった場合には発振停止信号がル
ベルにされる。これにより発振回路12が発振動作を停
止するともに、周波数切り換え回路13は発振回路12
からの発振出力信号に換えて低周波用の発振回路11か
らの発振出力信号を選択出力する。したがってこのとき
には、システムクロック信号発生回路15では低周波の
システムクロック信号φが発生され、マイクロコンピュ
ータは低速度で演算処理を実行し、低消費電力化が達成
される。また上記発信停止信号がルベルにされることに
より、カウンタ14はクリア状態にされる。次に、再び
高速処理が必要になると、発振停止信号が0レベルにさ
れる。すると、発振回路12はすぐに発振動作を再開す
るが、周波数切り換え回路13はまだ低周波用の発振回
路11からの発振出力信号を選択出力したままの状態に
されている。このとき、カウンタ14の最終段のカウン
ト出力信号はOレベルになっており、この信号により、
カウンタ入力周波数選択回路22は発振回路12からの
発振出力信号をカウンタ14に選択出力する。したがっ
てこの後、カウンタ14は供給される高周波の発振出力
信号を順次カウントする。そして、このカウントの途中
で最終段のカウント出力信号が成立、すなわちルベルに
なると、上記カウンタ入力周波数選択回路22は発振回
路12からの発振出力信号の代わりに今度はシステムク
ロック信号発生回路15からのクロック信号φをカウン
タ14に出力する。
したがってカウンタ14は、今度は低周波のクロック信
号φをカウントする。そしてこのカウントの途中で、前
記スイッチ11ないし20のうち閉じられているものに
対応したカウンタ14の出力信号が成立すると、AND
回路23の論理が成立して、その出力信号がルベルにさ
れる。このときまでに高周波用の発振回路12は安定に
発振をしており、周波数切り換え制御回路13は発振回
路11の発振出力信号に換えて発振回路12からの発振
出力信号を選択出力する。したがって、このときシステ
ムクロック信号発生回路15では高周波のシステムクロ
ック信号φが発生され、マイクロコンピュータは再び高
速度で演算処理を実行する。
このようにこの実施例回路では、カウンタ14によって
高周波用の発振回路12の発振出力信号をカウンタ14
によって所定数カウントし、実際に発振回路12が発振
していることを検出した上で発振回路11から12への
切り換えを行なうようにしているので、確実な切り換え
を行なうことが出来る。しかも一般に発振回路では、発
振開始後にいわゆる発振信号のぬけが生じることがある
が、この実施例回路では高周波用の発振回路12の発振
出力信号をカウンタ14によって所定数カウントして最
終段のカウント出力信号が成立した後、これに続いてさ
らに低周波用の発振回路11の発振出力信号に基づくク
ロック信号φをカウンタ14によって所定数カウントし
て発振回路12の発振が十分に安定する時間を作り、こ
の時間の後に発振回路11から12への切り換えを行な
うようにしている。このため高周波の発振信号のみをカ
ウンタ14でカウントすることによって上記安定時間を
作る場合に比べ、カウンタ14の段数が少なくて済み、
回路規模を小さくすることが出来る。
第4図は、上記周波数切り換え制御回路13の具体的構
成を示す回路図である。この周波数切り換え制御回路1
3は、二つのAND回路31.32、この両AND回路
31.32の出力が並列に供給されるOR回路33およ
びインバータ34からなる発振信号fL1fHの切り換
え回路30と、2人力のNOR回路41および3人力の
NOR回路42からなり上記切り換え回路30に供給さ
れる制御信号を発生するための7リツプ70ツブ回路4
3とから構成されている。そして低周波の発振出力信号
fLはAND回路31に、高周波の発振出力信号fHは
AND回路32にそれぞれ供給されている。また発振停
止信号が上記NOR回路41に、前記AND回路23の
出力信号およびリセット信号がNOR回路42にそれぞ
れ供給されている。このような回路において、°リセッ
ト信号がルベルにされた後の初期状態ではフリツプフロ
ツプ回路43内のNOR回路41の出力信号がルベルに
され、これによって発振信号fL、fl(の切り換え回
wjsoでは高周波の発振信号fHが選択出力される。
そして発振停止信号がルベルになると、フリップフロッ
プ回路43内のNOR回路41の出力信号がOレベルに
され、これによって発振信号fL1fHの切り換え回路
30では低周波の発振信号fしが選択出力される。この
後、再び発振停止信号がOレベルになり、かつ前記AN
D回路23からの出力信号がルベルになると、フリップ
フロップ回路43内のNOR回路41の出力信号がルベ
ルにされ、これによって発振信号fL、fHの切り換え
回路30では高周波の発振信号fl−1が選択出力され
る。
第5図は、上記カウンタ入力周波数選択回路22の具体
的構成を示す回路図である。この回路は上記第4図中の
発振信号fl−,fl−1の切り換え回路30と同様に
構成されている切り換え回路50からなり、入力信号が
fし、fHの代わりにf)lとφにされている。またI
IJIII信号として前記カウンタ14の最終段のカラ
ン1−出力信号が供給されている。
なおこの発明は上記実施例に限定されるものではなく種
々の変形が可能である。たとえば、上記実施例では高周
波数側の発振信号fHをカウンタ14でカウントした後
にさらに低周波の発振信号に基づくクロック信号φをカ
ウンタ14でカウントすることにより、前記安定時間を
作る場合について説明したが、これは高周波の発振信号
fHのみをカウンタ14でカウントして安定時間を作る
ようにしてもよい。
[発明の効果コ 以上説明したようにこの発明によれば、常時動作状態に
される第1の発振回路と、発振動作が制御信号に基づい
て制御され、動作時には上記第1の発振回路よりも高い
周波数で発振する第2の発振回路と、上記第1、第2の
発振回路の発振出力信号から、演算装置を動作させるた
めの低周波および高周波のクロック信号を形成するクロ
ック信号発生手段と、上記第2の発振回路の発振動作が
上記制御信号に基づいて停止され、その後の発振動作再
開時に、この第2の発振回路の発振出力信号が安定する
までの時間をカウントするカウンタとを備え、第2の発
振回路の発振動作再開時にこの第2の発振回路からの発
振出力信号を上記カウンタで所定数カウントさせ、かつ
このカウントの終了後に上記第1の発振回路の発振出力
信号に基づく上記クロック信号を上記カウンタでカウン
トさせることによって上記時間を作り、この時間の経過
後に上記第1の発振回路からの発振出力信号に換えて上
記第2の発振回路の発振出力信号を上記クロック信号発
生手′段に供給するようにしたので、いかなる使用環境
においても確実に周波数の切り換えを実現することが出
来る演算装置の動作周波数切り換え制御回路を提供する
ことが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来回路の回路図、第2図は上記従来回路のタ
イミングチャート、第3図はこの発明にかかる演算装置
の動作周波数切り換え制御回路の一実施例の構成を示す
回路図、第4図は上記実施例回路の一部を具体的に示す
回路図、第5図は同じく上記実施例回路の他の部分を具
体的に示す回路図である。 11・・・低周波用の発振回路、12・・・高周波用の
発振回路、13・・・周波数切り換え回路、14・・・
カウンタ、15・・・システムクロック信号発生回路、
17.18.19゜20・・・スイッチ、21・・・O
R回路、22・・・カウンタ入力周波数選択回路、23
・・・AND回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)常時動作状態にされる第1の発振回路と、発振動
    作が制御信号に基づいて制御され、動作時には上記第1
    の発振回路よりも高い周波数で発振する第2の発振回路
    と、上記第1、第2の発振回路の発振出力信号から、演
    算装置を動作させるための低周波および高周波のクロッ
    ク信号を形成するクロック信号発生手段と、上記第2の
    発振回路の発振動作が上記制御信号に基づいて停止され
    、その後の発振動作再開時に、この第2の発振回路の発
    振出力信号を所定数カウントするカウンタと、このカウ
    ントの終了後に上記第1の発振回路か、らの発振出力信
    号に基づく上記クロック信号を上記カウンタで所定数カ
    ウントさせる手段と、このカウントの終了後に上記第1
    の発振回路の発揚出力信号から上記第2の発振回路の発
    振出力信号へ切り換えて上記クロック信号発生手段に供
    給する切り換え制御手段とを具備したことを特徴とする
    演算装置の動作周波数切り換え制御回路。
  2. (2)常時動作状態にされる第1の発振回路と、発振動
    作が制御信号に基づいて制御され、動作時には上記第1
    の発振回路よりも高い周波数で発振する第2の発振回路
    と、上記第1、第2の発振回路の発振出力信号から、演
    算装置を動作させるための低周波および高周波のクロッ
    ク信号を形成するクロック信号発生手段と、上記第2の
    発振回路の発振動作が上記制御信号に基づいて停止され
    、その後の発振動作再開時に、この第2の発振回路の発
    振出力信号を所定数カウントするカウンタと、このカウ
    ントの終了後に上記第1の発振回路の発振出力信号から
    上記第2の発振回路の発振出力信号へ切り換えて上記ク
    ロック信号発生手段に供給する切り換え制御手段とを具
    備したことを特徴とする演算装置の動作周波数切り換え
    制御回路。
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