TW494294B - Microcomputer - Google Patents

Description

經濟部中央樣隼局員工消費合作社印製 ^----—^ _____η1 五、發明説明（） 本發明係關於可以由雷、冰 η 電池知作的單晶片型微電腦， 将別疋改良成可以轉換成低 消乾電能。 力W㈣式’以避免過肩 的改，家電用品和資訊裝置在小型化和效能 ^二 進行。在家電用品和資訊裝置中，小 =式^有顯著地進步。單晶片型微電腦是導致上 迷重大改良的小型手招· -V壯班ν十 i于徒式裝置之重要元件。單晶片型微 電腦的結構是將全部的電路亓杜 1 π电路兀件包裝在一個半導體晶片 中（半導體基體）。因為單曰片刑 )U兩早曰曰片型微電腦被用於構成小型 :提式裝置，所以可以達成元件的整合、小型化、以及 即省電能。特別是，因為小型手提式裝置的能源是使用 電池，而電池的大小和重量的減少加強了小型手提式 置的可攜帶性。 、第8圖係、顯示傳統單晶片型微電腦的内部結構，以 作為本發明的背景。微電腦15()具有電路元件的主要部 分，即包括中央處理單元（cpu)5(cpu)、中斷控制單元 (ICUWmerruption Contr〇1 Unit)、記憶體 7、輸入/輸出 介面8、以及週邊電路9。中央處理單元（cpu)5根據程 式來執行計算。記憶體7是半導體儲存裝置，其中儲存 由中央處理單元（CPU)5所執行的程式和由中央處理單元 (CPU)5所讀/寫的資料。記憶體7代表所有可以由中央 處理單το (CPU)5所存取的唯讀記憶體和隨機存取記情 體。 ° 輸入/輸出介面8控制輸入/輸出埠，用以提供/接 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2川x 297公釐）

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---- ]V 一一------------- ------ , , ------------ 五、發明説明（） 外部單元的資料，其作用如同是外部單元的介面。輸入/ 輸出介面8包括平行介面（paraUel串列介 面（serial interface)。週邊電路9通常包括計時器、類比/ 數位轉換裔、數位/類比轉換器以及脈衝寬度調變器 width modulator) 〇 中斷控制單元（ICU)6控制中央處理單元（cpu)5的中 斷程序（interrupting process)。中斷控制單元（ICU)6接收 從計時器或週邊電路9中相同的元件所發出，經由信號 線91傳送來的内部要求信號IR，並接收經由外部終端13 所提供的外部要求信號ER。中斷控制單元（Icu)6因應 於内部要求信號IR和外部要求信號ER， 傳送控制信號到中央處理單元（CPU)5上。内部要== IR和外部要求信號ER皆是用來要求中央處理單元 (CPU)5執行中斷程序的信號，即中斷要求信號。内部要 求信號IR是在微電腦150中產生的’而外部要求作號ER 是從微電腦丨50的外部所提供的。外部終端13是用"來傳 遞外部要求信號ER，即外部中斷要求信號。就是說，外 部終端13是外部中斷輸入端。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 上述主電路的電路元件是經由三種匯流排線51、 52、53而互相連接的。匯流排線51是位址匯流排線， 用來傳送位址信號。匯流排線52是資料匯流排線，用來 傳运貝料。匯流排線53是控制信號匯流排線，用來傳送 在中央處理單元（CPU)5和其它電路元件間的控制信號。' 時脈MC是經由控制電路3八和信號線，及於主 本纸張尺^^^^家料（CNS ) A4娜（210X297公楚) _______ 494294 —-·——-—— 3 (請先閱讀背而之注％^事項再填寫本頁) 電路除了週邊電路9之外的部分（以下稱為，，中心電路π)， 即中央處理單元（CPU)5、中斷控制單元（icu)6、記憶體 7以及輸入/輸出介面8。時脈MC是用在中心電路的時 脈信號，即主系統時脈信號。控制電路3A是主系統時 脈輸出控制電路，用以控制時脈⑽的輸出。信號線31八 是用來傳送時脈MC的信號線，即主系統時脈線。 在另一方面，時脈PC經由控制電路3B*信號線3ib 及於週邊電路9。時脈PC是用於週邊電路9的時脈信號， 即週邊電路時脈信號。控制電路3B是週邊電路時脈輸 出控制電路，用來控制時脈Pc的輸出。信號線3ib是 用來傳送時脈PC的信號線，即週邊電路時脈線。 時脈來源sc經由振盪電路2和信號線21及於控制 電路3A和3B上。終端12連接至振蓋電路2上。 外部振盪電路（陶匯流排線（ceramic 〇sciUat〇r)或晶體匯流 排線）分別連接至終端11和12上。連接的振盪電路藉由 提供給振盪電路2的振盪放大電路的作用，執行自發的 振盪。所以，時脈來源SC是從振盪電路2來傳送的。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 振盪電路2具有時脈波形整波電路，將原本由匯流 排線自發振盪所產生的正弦波整波成方波。接著，如^ 必要的話，時脈波形整波電路將方波的頻率分開，並將 信號當作時脈來源SC來傳送。另外，也可以採用經由 終端11由具整波過的外部時脈來提供信號的結構。在這 個清况下，終端12疋開路的，或和提供至終端11的夕I 部時脈反相的信號連接至終端12上。 本紙張尺度適用中國國家標隼（〇~5)/\4規格（210'乂 297公#) Λ" ---~~__________ 五、發明説明（4 ) '~' ............... '- 控制信號產生電路4控制控制電路3a#〇3b的操作。 :控制電路3Α接收由控制信號產生電路4所產生經由 信號線41Α提供的控制信號㈣，_主系、统時脈控制信 戒。控制電路3A輸出時脈源sc作為時脈mc，並因應 於控制信號MCS中斷時脈紙的輸出。同樣地，控制電 路3B接收由控制信號產生電路*所產生經由信號線仙 所提供的控制#號PCS，即週邊電路時脈控制信號。於 制電路3B將時脈來源sc作為時脈pc傳送，並因聽 控制信號PCS中斷時脈PC的輸出。 而且’振I電路2也是由控制信號產生電路4所控 制的電路2接收由控制信號產生電路4所產生 經由信號線所提供的控制信號Ecs，即外部時脈振盡於 制信號。«電路2傳送時脈來源sc並因應於控㈣ 號ECS，中斷時脈信號sc的輸出。 “振盛電路2、控制電路3A和3B以及控制信號產生 電路4構成參考時脈控制電路m，用來控制時脈mc 和pc的輸出’作為微電腦15G的參考時脈（系統時脈）。 時脈模式的三種型式 經 濟 部 中 央 標 準 局 員 工 消 f 合 作 社 印 製 控制信號產生電路4產生控制信號MCS、pcs、ECS， 以對從中央處理單元（CPU)5和中斷控制單元(icu)6傳送 過來的各種觸發信號反應。因此，控制信號產生電路4 可以具有三種時脈型式，分別根據由中央處理單元 (CPU)5所執行的転序或對應於由中斷控制單元（1匸仍6所 提供的外部要求信號ER或内部要求信號爪。使用多種 ________ 7 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Λ4規格（21〇χ 297公爲) 五 經漭部中央標準局員工消費合作社印製 發明説明（5 ) 〜一〜.........- 時脈模式的目的是在使用 減少微電腦15〇的能量損托為電源的情況下，為了 在通常的操作情況下， 斷控制單元卿)6沒奸理早邮pu)5和中 生電路4產生傳送時脈LCrPc^時，控制信號產 標準模式。如此’中央電 二脈換式’即產生 情俨7笪楚e丄士 T夹處理早凡（CPU)5、記 …、 所耠供，並因此標準地操作。 中主==標準模式是相對應於操作的—般狀態，其 路中的所有的電路元件是標準地運作著。在標準 15°最全面地消耗電能。如果具有足夠 :::的此源供應電壓是由電池所提供到微電腦150, 中央處理單元（CPU)5或對應於要求信號取和瓜合因此 標準模式。結果’微電腦150完全地作用。 在標準模式下，當觸發信號SQ(即系統時脈中斷觸 ^號）是由中央處理單元（CPU)5戶斤產生，並經由信號 線55,提供至控制信號產生電路4上，控制信號產生電路 4傳达控制信號MCS到控制電路3A上，並因此令於制 電路3A中斷時脈MC的輸出。結果，輸出時脈MC的 時，模式中斷’而時脈PC的輸出繼續，即待機模式。

同時，在信號線31A的信號位準是固定於特定的信號位 準（高位準或低位準）。 U 在待機模式下，只有主電路中的週邊電路9是由時 脈PC所提供的。因此，週邊電路9繼續標準操作。和 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨〇>( 297公# (請先閱讀！=：面之^意事項再填寫本頁) 、\呑 494294 濟 部 t 央 準為 員 工 消 費 社 印 製 發明説明（ 6 %脈MC同步的中央電 (CPU)5、記憶體 ：：路兀件如中央處理單元 52和53上的仁味 作中斷。結果，在匯流排5卜 的能量損耗比t於;T/沒有改變。因此，微電腦⑼ 在為了減少能大大地減：。待機模式是 當微電腦150的能扑^的基礎下所&用的。因此， 擇從標準模式轉換時，選 單元(CPU)5所執行的。機輪式故個選擇是由中央處理 在標準模式$ #她# 時脈振”斷二當觸發信號EQ(即外部並㈣信號線單元(，產生， 號產生電路4傳送押制二：電路4時’控制信 ^徑帝Ηδ遽ECS以中斷振盪雷敗？:::時脈來…斷，所— u中斷。另外習知的是控制信號產生電路 ： ㈣MCS Μ㈣電路3Α中斷時脈μ ^ ==信號。CS來令控制電路3Β中斷 輸出，所以時脈紙和PC的傳送皆中斷。 :此二中斷時脈^…專送的時脈模式即是停 在同時，在信號線退* 31B的信號固定於特 疋、4號位準（高位準或低位準）。在停止模式下，主忠 =所有電路元件的操作中斷。結果，微電腦二；： 機模式更進一步地減少。特別是當振盈電 的運作令斷時，能源耗損更進一步地減少。 就是說，停止模式是基於較於待機模式能更進—步 (請先間#*背而之法意事項再填寫本頁 ---- ------ 4. .m n · m m · • I— n . 本紙張尺度適用中國國家椋準 (CNS ) Λ4規格（210X297公犮 494294 ΙΓ 五、發明説明（7 ) --- 預定參考值）時，選擇從枵進亏值（低於上述 y ^率核式或待機模式轉換到停止 杈式。而這個轉換也是由中 得矣到钕止 的。 r兴處理早凡（CPU)5所執行 〜在另—方面，從停止模式轉換至待機模式或伊準模 式（即終止停止模式）是當内部要求 :、 待機2= ( υ)6時執行。同樣地，從 待機拉式轉換至標準模式（即待 部要求信號IR或外部要求芦號ER ^ 、疋疋當内 卿)6時執行。當内部要求信號㈣中斷控制單元 中斷控制單元(ICU)6經由信號線“提供觸 Μ號ss至控制信號產生電路4和中央處理單元（c 上。結果，執行停止模式和待機模式的終止。 第9圖係顯示中斷控制單元（ICU)6的内部結構的方 由外部終端峨目不限於一條)來择供的外部 ，求W ER和經由信號線91提供的内部要求信號汛 鯉濟部中央標準局員工消費合作社印製 是由栓鎖電路67來栓鎖的。即栓鎖電路67是作為u 要求信號栓鎖電路。 裎鎖的外部要求信號ER和内部栓鎖信號汛是 斷電路68判斷是否已允許中斷要求。即判斷電路⑽曰 作，判斷允許中斷電路。如果時脈模式是在待機模式= 在停止模式時，提供來中止這些模式的外部要求信號er 或内σ卩要求“號IR是依中斷允許來判斷的。 ^_________ 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNs) ^規格（21〇χ 297^^ : 494294 五、發明説明（8) · ~ —---- 、由判斷電路68所允許用以中斷的外部要求信號別 ，内部要求信號IR，提供至決定電路的上。決定電路的 是作為中斷優先順序決定電路’用以從所提供的複數要 求信號中選擇具有最高優先順序的要求信號，並傳送所 選擇的信號到信號線65上，以作為觸發信號& 時脈模式的轉換 —請參考第8 W，說明在時脈模式的轉換巾所執行的 母個單元的運作。首先，說明在標準模式和 間的轉換。 、 假設從待機模式轉換到標準模式是對内部要求信號 IR反應時發生。在從標準模式轉換成待機模式時，中^ 處理早tg(CPU)5設定包含在週邊電路9中的計時器（未 顯示於圖中）。特別是’預定的資料寫入附加在計時器的 操作模式暫存器（未顯示圖中）中，所以設定計時哭在發 生，脈模式轉換的時間。假設從待機模式轉換成標準模 式=應於外部要求信號ER時發生的計時器並不須 要設定。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 同時，中央處理單元（CPU)5執行中斷控制單元 (ICU)6的預定設定。結果，#中斷控制單元卯•經由 信號線91接收由計時器產生的内部要求信號ir時或 =中斷控制單元（ICU)6經由外部終端13接收外部要求 信號ER時，中斷控制單元（ICU)6在可以傳送觸發信號 SS的狀態下’崎止待機模式。在上述設定操作完成之 後’用以固定時脈信號紙的觸發信號sq從中央 _______ 11 I纸張尺度1^7關家料（ 494294 五 發明説明（9} _ 單元（CPU)5提供至控制信u 準模式轉換成待機模式，就以上述的方式完成此’從標 令(-個特定的指令早)了中。:)5二:存取指令，當待機指 ::入或輸_式進入暫二 需要中央處理單抓Ρυτ)Γ：ΐΓ轉換成待機模式時， 在待機模式下，包含許g主突、M& G 3冲枯态的週邊電路9 :。因此’如果計時器被設定，當設定時間通過時:、 ^傳送内部要求信號IR。内部要求信號m是内部°中 斷要求信號1以要求待機模式的終止。内部要求产號 IR是經由信號線9 i提供至中斷控制單元（ICU)6上的。。〜 當内部要求信號IR或外部要求信號ER提供至 控制單it(ICU)6之後’中斷控制單元（ICU)6提供觸發信 號SS，用以指示經由信號線65，㈣提供時脈信號紙 到控制信號產生電路4上。同日夺，中斷控料元（icu)6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 經由前述的信號線65,提供用以要求中斷的預定要求信 號到中央處理單元（CPU)5上。 ° 結果，開始從控制電路3A提供時脈信號Mc，所以 包括中央處理單元（CPU)5的中央電路為可操作的狀態。 中央處理單元（CPU)5首先執行因應於從中斷控制^元 (ICU)6所提供的預定要求信號的預定中斷程序。結果， 中央處理單元（CPU)5重新啟動程序在標準模式下，例如 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐 Λ Λ 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發·明(ι〇) 資料轉換和計算。 以下說明在標準模式和停止模式之間的轉換。因為 在停止模式中，週邊電路9的操作也中斷，所以停止模 式的終止並不是因應於内部要求信號IR來執行的。停止 模式只有因應於外部要求信?虎ER來終止。因此，週邊 電路9的計時器在從標準模式轉換至停止模式時並沒有 設定。 當從標準模式轉換成停止模式時，中央處理單元 (CPU)5對中斷控制單元(ICU)6執行預定的設^。如此， 中斷控制單元（ICU)6被致能，而當外部要求信號ER經 由外部終端13提供至中斷控制單元(ICU)6時，可以傳 送觸發信號SS用以令停止模式終止。在完成上述設定之 後，用以固定時脈信號MC # PC或固定時脈來源％的 觸發信號EQ，從中央處理單元（cpu)5提供至控制信號 產生電路4上。結果，以上述的方式完成了從 至停止模式的轉換。 當中央處理單元(CPU)5執行特定指令令的停止指令 時丄或當執行從模式進人暫存器寫人或讀出時，傳送觸 發信號EQ，因為中央處理單元（cpu)執行了存取指令。 如上所述’當從標準模式轉換成停止模式時，需要中央 處理單元（CPU)5的操作。 、 一在停止模式中，當外部要求信號提供至中斷控制單 一（、）6時巾斷控制單元（Icu)6經由信號線6，提供 、提供時脈MC和pc《重新提供時脈來源％的觸發 (請先閱讀^:面之¾意事項再填寫本頁) 訂 --------- • I I- ·· 494294 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五 、發明説明(U) —^^— -— ==:產生電路4上。同時，中斷控制單 :(1。戰由相同的信號、線65，提供一預定要求信號： 央處理早tc(CPU)5上，用以要求中斷的執行。 η。如此，開始提供時脈MC和pc，所以包括中 = (CPU)5的中央電路和週邊電路9在可操作的模式。 =處理單元(CPU)5首先因應於中斷控制單灿叫6所 八的預疋要求信號，執行預定中斷程序。如此，中央 = = (o>U)5重新開始標準模式的程序，如資料的傳 /在從待機模式轉換成停止模切，每個單元摔 從標準模式轉換成停止模式的操作相似。㈣央處 = (cpu)5在待機模式中暫時停止操作，重新開始操作， 待機模式到停止模式㈣脈模式轉換，並因而 ^中斷控制單元(I⑶)6和控制信號產生電路4執行預定 :刼作。為了這個目的，雖然時脈MC的提供是暫時的， 即從待機模式轉換成停止模式.的執行是以 打脈杈式暫時回到標準模式的方式來執行的。 =從停止模式轉換成待機模式的執行是和從停止 成標準模式的相似的。即從停止模式轉換成待 機模式疋因應於經由外部終端13提供至中斷控制單元 (|Cp6的外部要求信號ER來開始的。特別是在停止模 式時’當外料求信號ER提供至中斷控制單元（】 ^中斷控制單元（ICU)6提供觸發信號ss，用以經心 號線65重新開始提供時脈pc或時脈來源％到控 (請先閱讀背面之：>-1意事項再填寫本頁) 、11 I m ί-I · -II il j*.

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494294 A 7 五 發明説明（12 ) ——… -- 號產生電路4上。 結果，開始時脈PC的提供，所以週邊電路9處於 可操作的狀態。不同於轉換成標準模式，觸發作號％並 不提供至中央處理單元(CPU)5上。因此，完成轉：成待 機模式’而不需中央處理單it(CPU)5執行中斷程序。 如上面所述，微電腦150是設計成其操作狀態的轉 換是因應於能源供應電壓，*在三種時脈模式中執行。 因此’能源消耗可以大大地減少。結果，上述的微電腦 已經廣泛地使用於以電池作為電源的小型手提式裝置 上0 、然而，傳統裝置的微電腦150當執行時脈模式轉換 成小能源消耗模式（如待機模式或停止模式，用以減少能 源消耗，和標準模式不同)時，消耗相當大的能源。說： 如下。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、如上所述，從標準模式轉換成待機模式、從標準模 式轉換成停止模式以及從待機模式轉換成停止模式，皆 ，當中央處理單元(CPU)5執行特定指令時執行，如待‘ 指令或停止指令’或當執行從模式進人暫存器寫入或讀 出時，因4中央處理單元(CPU)5執行了存取指令。即‘ 換到小能源消耗模式’需要中央處理單元（cpu)5的操 作，以及^中央處理單元（CPU)5所讀取的記憶體 钱 取操作。 ^貝 為了執行上述的操作，微電腦15〇消耗較於待機模 停止模式相當大量的電源，雖然只是短暫的時間。' 15 本紙張尺度^ (210X 297公t ) 五 、發明説明（Η ) ^—— —--------------------—_ 在轉換成肖耗模式 使用電池作為能、、盾从，丨知王的^原4耗峰值，對 題。 料小型手提裝置有時會引起重大的問 假如配置有微電腦150 的，有個憂岸是在雷、“ j置疋由電池來供應電源 所楛供二 剩餘的電源減少，而且從電池 所挺供的能源供應雷厭 电必 (cpu)5 ^ 1減父至相對應於中央處理單元 (CPU)5的刼作限制 情況下，為了、、…、 電壓）。而且在這個 /夕旎源消耗的目的而使時脈模式從待機 換式轉換成停止模式，需要上述” 的電能（雖然是暫_卜 耗大里 ,1、：且在標準模式中，因為電池的能源供應電壓的減 二^標準模式轉換成待機模式的情況下，轉換成 待機Μ式不可避免地會遭遇到能源消鱗值。因此，告 在電池中的剩餘電能減少時，能源消耗也必須要減少。田 因此，當因為小的剩餘電能而執行轉換小能源消 “式時’電能’消耗是在峰值位準。因此 供應電壓有時合诘小Ρ 1 A · ^ 、… 予曰減夕至中央處理單元（CPU)5的操作限制 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 位#。結果，中央處理單元（CPU)5有時並不能正常地操 作’因此導致失常。如果中央處理單元（cpu)5失常的話， 儲存在包括在§己憶體7中的暫存記憶體（如隨機存取記憶 體）的/料’因為中央處理單元（CPU)5的非預期操作， 而不此正吊地儲存。因此，即使電池的電壓已回到正常 的位準’有時中央處理單元（CPU)5並不能回復到先前的 狀態。 本紙張尺度適财關家縣 16 (210x 297公釐 494294 五、發明测（14) ’——-- 為了解決傳統裝置的上述問題，本發明的目的是提 供-微電腦’其轉換成小能源消耗模式不會有岭值能源 消耗。 根據第一發明，提供單晶片型式的微電腦，豆中電 路元件積體化在科導體晶片中，包括：主電路以及參 考時脈控制電路，用以提供時脈到主電路上，其中，主 電路包括中央處理單元（CPU)、由中央處理單元（cpu)所 存取的記憶體以及中斷控制單元（ICU)，用以控制由中央 處理早TO (C P U)因應於所提供的中斷要求信號所執行的 中斷程序。 參考時脈控制電路因應於所提供的控制輸入信號， 2在兩模式中做轉換。此兩模式分別是標準模式，其中， 時脈是提供到包括在和時脈同步操作的主電路中全部電 路，以及小能源消耗模式，其中，提供到在主電路中， ^括中央處理單π (CPU)的電路的至少—部份的時脈信 號中斷。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先間讀r面之注意事項再填寫本百() 蹲· 、微電腦進_步包括：用以中繼從外部提供的外部要 求信號以作為中斷要求信號的外部終端以及信號線，用 以傳=因應於外部要求信號，由中斷控制單元（ICU)所輸 出的信號到參考時脈控制電路，以作為控制輸入信號， 而不需要由中央處理單元（CPU)作信號的中繼。 據弟_發明’提供根據第一發明的微電腦，進一 步t括··另一個用以中繼從外部所提供的外部輸入信號 到#號線，以作為控制輸入信號的外部終端。 ---. 17 本紙張尺度適用中國國家樣準（) 八4規格（210父297公#) 494294 —丨--- 發明説明、ί5 ; _. 根據第三發明，提供根據第 其中，主雷 乂弟一^明的微電腦 部要求信=,t 邊電路’用以產生並傳送。 ---------»— ^ #先閲讀背面之注意事項再填寫本頁 铲，二斷㈣單元（iCU)，以作為令斷要求个 控制輸入信號。 〜丨要“唬，傳ϋ 根據第四發明，提供根據 其中，主雷踗,飞弟一發明的微電腦， h 進一步包括週邊電路，用以產生内邛要戈 m為控制輸人錢，並傳送到信號線上生内《求 根據：五發明，提供根據第三或第四發明的微電腦， '、 小庇源消耗模式包括待機模式，其中，只右接 、11 時脈中斷;以及停止模式，其中提供至在 :電路中的任何電路的時脈中斷，而參考控制電路進一 V因應於控制輸人信號在待機模式和停止模式之間轉 根據第六發明，提供根據第五發明的微電腦，進一 步包括能源供應電壓探測電路，其中，能源供應電壓探 測電路監視提供至微電腦上㈣電壓， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 源電壓減=至低於第一預定參考電壓時，二= 式，並傳达#號以在源電壓減少至低於第二預定參考電 壓位準時，轉換成停止模式。能源供應電壓探測電路到 信號線，作為控制輸入信號。 根據第七發明’提供根據第五或第六發明的微電腦， 其中，參考時脈控制電路包括：振盪電路，用以產生時 脈源；第一控制電路，用以提供時脈源，作為在主電路 18 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X297公你 ΙΓ ΙΓ 五 16 發明説明（ :除了週邊電路之外所包括的每個電路所需的時脈 -控制電路’用以提供時脈源，作為週邊電路的時脈； 以及控制信號產生電路，提供控制信號到第—和第二控 制電路’因應於控制輸人信號，以產生對第—和 制電路的控制。一控 控制信號產生電路是如下執行控制的，當控制信號 :轉換成停止模式時，第_和第二控制電路皆中斷提： %脈。而當控制輸人信號令轉換成待機模式時，第一控 制電路中斷時脈的供應，第二控制電路提供時脈。者# 制輸入信號令轉換成標準模式時，第-和第二控制^ 皆提供時脈。 根據第八發明，提供根據第五或第六發明的微電腦， 其中’參考時脈控制電路包括：振I電路，用以產生時 脈源；第-控制電路，用以提供時脈源，作為在主電路 :除了週邊電路之外所包括的每個電路所需的時脈；第 二控制電路’用以提供時脈源，作為週邊電路的時脈； 以及控制信號產生電路，提供控制信號到振I電路和第 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -控制電路’因應於控制輸人信號，以產生對振盡電路 和第一控制電路的控制。 控制信號產生電路是如下執行控制的，當控制信號 令轉換成停止模式時，振I電路中斷產生時脈源。而當 控制輸入信號令轉換成待機模式時，振|電路產生時脈 源，第-控制電路中斷時脈的供應。#控制輸入信號令 轉換成標準模式時，振盈電路產生時脈源，第一控制電 19 ^纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4^枱（ 210X297 公犮）

五、發明説明（） 17 路提供時脈。 實施例： 以下4明根據本發明較佳實施例的微電腦。而且根 據較佳實施例的裝置是單晶片型式的微電腦，類似於顯 不於第8和第9目的傳統微電腦150。根據本發明的裝 置和傳統的裝置150不同之處在於轉換成小能源消耗模 式是不須要中央處理單元（CPU)5的。所以，發生在小能 源肩耗模式的能源消耗峰值是可以避免的。 再者’上述的操作是藉由只改變傳統裝置15()的佈 線即可達成。特別是，每個較佳實施例可以主要由改變 开/成傳、、先裝置150的半導體晶片的上層佈線型式來完 成換句居說’只藉由改變形成佈線型式的遮罩型式。 因此，傳統裝置150可以改良成根據本發明的裝置。 不會引起峰值能源消耗的小能源消耗模式的終止是 和傳統裝置150的情形是一樣的。即，小能源消耗模式 可以由和傳統裝置150相同的結構以及相同的操作來終 止。 · 、、 為了簡化以下較佳實施例的說明，在第丨〜？圖中所 顯不的元件和第8、9圖相同者，則給予相同的參考數字， 並且略去相同元件的敘述。 第一較佳實施例 第1圖係顯示根據本發明的第一較佳實施例的微電 月自。微電腦1〇1其結構中’移除從中央處理單元（Cpu)5 連接至控制信號產生電路用以傳送觸發信號EQ和SQ的 ________20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) ,\4規格（2Η)χ297公釐） 494294 Λ? 五、發明説明（1〇 ) 1 ο 信號線54和55(見第8圖）。另外的一個選擇是微電腦1〇1 具有傳送用以控制控制信號ECS的輸出的控制輪入信號 ΕΙ以及用以控制控制信號MCS和PcS的輸出的控制輸 入信號SI，從中斷控制單元（ICU)6到控制信號產生電路 4的信號線61和62。 控制輸入信號EI是外部時脈控制輸入信號，用以令 控制信號產生電路4傳送控制信號ECS，來控制振盪電 路2。信號線61是外部時脈控制輸入信號，用以傳送電 池信號。另-方面，控制輸入信號SI是系統時脈控制輸 入信號，用以令控制信號產生電路4傳送控制信號MCS 和pcs ’來控制控制電路从和3B。信號線62是系統時 脈控制輸入信號，用以傳送上述的信號。 控制輸入信號EI和SI是從中斷控制單元（ICU)6傳 送’因應於經由外部終端13A和ΠΒ提供至中斷控制單 元（ICU)6的外部要求信號ERA和ERB。第2圖係顯示 裝置101的中斷控制單元（ICU)6的内部結構。如第2圖 所示，用以傳送控制信號EI和SI的信號線61和62 ^ 直接連接至判斷電路68的輸出。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀·背面之注意事項再填寫本頁

、1T 請參考第W，當裝置1()1使用時，外部能源供應 電壓板測電路（未顯示），通常以和傳統裝置150相同方 式，連接至裝置1()1。能源供應電㈣測電路是

視提供至裝置10丨的能源供摩 I J月b /摩仏應電壓的電路。當能 電壓已經低於第一：宋失去+ f 士 匕原t、應 、又> 考電壓時，如中央處理單元 (CPU)5的操作限制電壓，能源供應電壓探測電路傳送第 21 ^紙張尺度適用中國國家樣準（CNS )Λ4規格（21〇χ 297公勢 A? 五 發明説明 19 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ::3:=能源供應電麼已經低於第二參考電屋時， 二制單兀（1(：1；)6的操作限制電壓，能源當 麼探測電路傳送第二預定信號。 -紅應電 =腦1〇1經由外部終端13Α*ί3Β，接收第一和 ar7n/I§號。而所接收的信號則傳送至中斷控制單元 ^，作為外部要求信號ERA* ERB。 田夺脈杈式由標準模式轉換成待 ⑻的元件是如下來操作的。 微電細 f時脈模式是標準模式時’中斷控制單元（1等的 • “路68疋設定成允許外部要求信號era和现b。 :此，當能源供應電星探測電路已探測到能源供應電壓 ^於第一參考電料，外部要求信號ERA提供至中斷 1早兀（ICU)6上，外部要求信號era傳送至控制信號 •電路4則乍為控制輸入信號si。當控制信號產生 電路。4已經接收控制輸入信號SI時，控制信號產生電路 的操作疋如同控制域產生電路4接收觸發信號sq(第 8圖）的情形。 · 控制L號產生電路4傳送控制信號廳§到控制電路 3A，以令控制電路3A來固定時脈mc的輸出。結果， 時脈MC S]疋’完成待機模式，而時脈pc的輸出仍持 續。如上所述，從待機模式轉換成標準模式可以在微電 腦101完成’ II由外部要求㈣ERA的輸入，而不須中 央處理單元（CPU)5的操作。 當時脈模式由待機模式轉換成停止模式時，微電腦 —— 事項再讀本頁) • m n · • I— m ·

、1T 22 本紙悵尺度通用中國國家標率（CNS ) Λ4規格（2ι〇'χ297^ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（2〇 ) … ι〇1的每個元件的操作如下。 1 π在待機模式下，維持在標準模式下所建立的中斷控 。單元（ICU)6的設定。因此，當外部能源供應電壓探測 ^路已經探測到能源供應電壓低於第二參考電壓時，外 部要求信號ERB提供至中斷控制單元（ICU)6，外部要求 〇 傳送至控制仏號產生電路4，作為控制輸入信 2 田控制化唬產生電路4已經接收控制輸入信號ΕΙ 才控制彳5唬產生電路4的操作是和控制信號產生電路 4接收觸發信號EQ的情形（見第8圖）相同。 特另]疋，控制^號產生電路4傳送控制信號ecs到 振盈電路2上，令振盪電路2中斷操作，並固^時脈來 源sc的輸出。結果，在時脈MC和pc皆固定的情形 下，凡成停止模式。如上面所述，在微電腦1〇1中，從 待機模式轉換成停止模式可以由外部要求信號erb的提 供來執行，而不須要中央處理單元（cpu)5的操作。 而且，從標準模式到停止模式的轉換可以與從待機 模式到停止模式的轉換㈣的方式完成，即藉由從能源 供應電壓探測電路提供的第二定信號到中斷控制單元 (ICU)6,作為外部要求信號ERB。控制信號產生電路* 接著傳送控制信號ECS，來控制振盪電路2來固定時脈 來源SC。由此，在微電腦101中，從標準模式到停止模 式的轉換可以藉由提供外部要求信號ERB來完成，而不 須要中央處理單元（CPU)5的操作。 如上所述，在微電腦1〇1中，停止模式的終止以及 _ 23 本紙張尺度適用中國國家標準("CNS ) Λ4規格（210\ 297公么^ 一-，一-~-- (請先閱讀^面之：氏意事項再填寫本頁) 、11

經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 待機模式的終止，實質上是與在傳統裝置150上的相同。 從停止模式到待模式的傳換將簡短地說明。當能源供應 電壓上升至如超過中央處理單元（CPU)5的操作限制電壓 時，能源供應電壓探測電路傳送第一預定信號到外部終 端13A。中斷控制單元（ICU)6接收所供應的信號^卜部 要求〈a號ERA’以傳送控制輸入信號EI或觸發信號ss(另 一個控制輸入信號）到控制信號產生電路4上，類似於傳 統裝置150。 ' 當控制信號產生電路4已經接收控制輸入信號EI或 觸發信號ss時，控制信號產生電路4傳送控制信號ecs 以控制振盪電路2來終止時脈來源sc的固定。結果， 時，PC的輸出重開始，而完成待機模式。即使中°斷控 制單元（ICU)6傳送觸發信號ss，觸發信號ss並不作為 中央處理單元（CPU)5的中斷要求信號。因此中央處理 單tg(CPU)5並沒有動作。這和傳統裝置相似。 從待機模式或停止模式轉換成標準模式的執行和傳 統裝置.150的相似。特別是，觸發信號SSS從中斷控制 單元(ICU)6傳送到控制信號產生電路4上，因應於外部 要求信號ER或内部要求信號瓜。因此，指示待機模式 的終止。再者，觸發信號88也傳送到中央處理單元（cpu)5 上，所以，要求預定中斷程序的執行。 如上所述，在裝置1G1，從標準模式到待機模式以 及標準模式或待機模式到停止模式的轉換，是因應於外 部要求信號ERA和ERB的提供而執行，而不須要中央 (請先閱讀^面之注_意事項再填寫本頁) 、11 i張尺度適用中國Ϊ家標準（CNS ----'~-_ 五、發明説明（22) 處理單元（CPU)5的操作。因此，可以預防發生在這些轉 換中的短暫能源消耗的放大。如此，可以得到穩定的操 作’而可以改良裝置的可靠度。既然停止模式帶來振盪 電路2操作上的中止，在停止模式的能源消耗可以大大 地節省下來。 第一較佳實施例 第3圖係顯示根據本發明的第二實施例的微電腦的 結構的方塊圖。微電腦102包括信號線64和63，用以 傳送控制輸入信號MI，以控制控制信號MCS和控制輸 入^號pi的輸出，以控制從中斷控制單元（ICU)6發出的 控制信號PCS的輸出到控制信號產生電路4上。信號線 64和63是配置於裝置1〇1中的信號線61和62的位置。 用以從控制信號產生電路4傳送控制信號ECS到振 1電路2的信號線42(見第i圖），在第二實施例中是沒 有的、口此，控制^號產生電路4並沒有控制振盡電路 2。就疋說，裝置1〇2和裝置1〇1特別不同的地方是在於 仔止杈式完成的方式，即控制電路3 A和3B固定時脈Μ。 和PC的輸出來代替振盪電路2的中斷。 控制輸入信號MI是主系統時脈控制輸入信號，用 以令控制信號產生電路4來藉由使用控制信號Mcs來控 制控制電路3A。信號線64是主系統時脈控制輸入信號 線用以傳送控制輸入信號MI。控制輸入信號pi是週 邊電路時脈控制輸入信號，用以令控制信號產生電路4 藉由使用控制信號pcs來控制控制電路3B。信號線63 ______ 25 張尺度適财 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 M4294 —____________ 1Γ 五、發明説明（23 ) —'… -- $週邊電路時脈控制輸人信號，用以傳送㈣輸入信號 以〇 控制輸入信號ΜΙ和ΡΙ是由中斷控制單元（ICU)6來 ，送’因應於經由外部終端13A和13B所提供的外部要 ^號ERA和ERB。和顯示在第2圖中的方塊圖的信號 線Μ和62相同，信號線63和64是直接連接至判斷電 路68(未顯示）的輸出上。從連接至裝置1()2的外部能源 供應電壓探測電路傳送的第—和第二狀信號，是經由 外部終端^和別來接收。所接收的信號傳送到中斷 控制單元（ICU)6上，以分別作為外部要求信號er ERB。 當時脈信號從標準模式轉換成待機模式時， 的元件的操作如下。 < —在標準模式下，判斷電路68是設定成允許外部要求 信號ERA和ERB，和在裝置1()1的情況相同。當外部能 源供應電壓探測電路探測到能源供應電壓減少到低 -參考電壓時，外部要求信號ERA提供至中斷控制單 (腳)6上’外部要求信號ERA傳送至控制信號產生電路 4上，以作為控制輸入信號MI。當控制信號產生電路4 接收控制輸入信號MI時，控制信號產生電路4的操作 和控制信號產生電路4接收觸發信號SQ的情形（見第8 圖）是一樣的。 特別疋，控制信號產生電路4傳送控制信號Mcs到 控制電路3A，以令控制電路3A固定時脈Mc的輸出。 ______ 26 ϋ尺度適用中國國家標隼（見格（210X 297公t ^ (讀先閱讀^而之注€事項再填寫本頁) 、-口 4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（24 ) ——— -

=完成待機模式’其中，時脈MC固定，而時脈PC 的輸出繼續。因此，穿 待機模式的轉換，因要=執行從標_^^^ 的操作 =模式從待機模式到停止模式轉換時’裝請 iicuw T 1G1相同，在標準模式下，中斷控制單元 供應雷严Γ/曼定是維持在待機模式的。因此，當外部能源 :木測電路已經探測到能源供應電®減少至低於 電壓時，而且外部要求信號刪已經提供至中 一工早元（ICU)6上，外部要求信號ERB貝丨J傳送到控制 信號產生電路4，作為控制輸入信號PI。 田控制“唬產生電路4已經接收控制輸入信號ρι 時，控制k號產生電路4傳送控制信號pcs到控制電路 3B ’以令控制電路3B來固定時脈％的輸出。如此，完 $停止模式，其中，時脈MC和PC皆固定。因此，在 衣置102中，待機模式到停止模式的轉換可以因應於所 提供的外部要求信號ERB，而不須要中央處理單元 (CPU)5的操作。

、而且，從標準模式到停止模式的轉換是和從待機模 式到V止杈式的轉換是相同的，即藉由從能源供應電壓 探測電路提供第二預定信號到中斷控制單元（lcu)6，作 為外部要求信號ERB。控制信號產生電路4傳送控制信 號MCS和PCS以控制控制電路3 A和3B來固定時脈MC 27 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X29?公势） (請先閱讀背面之民意事項再填寫本頁) 1T------ 494294 五、發明説明（25 ) … 二pc⑹此’《標準模式到停止模式的轉換也可以藉由 要求k#b ERB來執行，而*須要在微電腦1〇2 中的中央處理單元（CPU)5的操作。 接下來，簡短說明從停止模式到待機模式的轉換。 备能源供應電塵上升至超過例如中央處理單元（cpu)5的 知作限制電壓時’第—預定信號從能源供應電壓探測電 路提i、至外。卩終端13A上。因此，中斷控制單元G⑶)6 接收第-狀信號作為料要求㈣ERA，以傳送所供 應的信號到控制信號產生電路4上，作為控制信號？1或 觸發信號SS，如傳統裝置150 一般。 —當控制信號產生電路4已經接收控制信號ρι或觸發 仏號SS時’控制信號產生電路4傳送控制信號pcs以 控制控制電路3B來終止時脈Pc的固定。結果，重新輸 出時脈PC的輸出，而完成待機模式。即使中斷控制單 %(ICU)6傳送觸發信號ss，觸發信號ss並沒 央處理單元（CPU)5的中斷要求信號。因此，.中央處理單 %(CPU)5並沒有操作，這和傳統裝置15〇是相同的。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 從待機模式和停止模式到標準模式的轉換是和傳統 裝置150和裝置1〇1是相同的。 如上所述’在微電腦102巾，從標準模式到待機模 式以及從標準模式或待機模式到停止模式的轉換是因應 於外部要求信號ERA > ERB的提供而執行的而不須 要中央處理單元（CPU)5的操作。因此，可以避免在這些 轉換時發生的能源消耗的短暫放大現象。如此，可以完 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x 297公# ) 494294 π. 五、發明説明（26 ) 成穩定的操作，並改良了裝置的穩定度。 停止模式不須中斷振盪電路2的操作即可以完成。 因此’微電腦其結構如果不是控制信號產生電路4經由 信號線42(見第1圖）控制振盪電路2，就可以藉由改變 關於信號線63和64的佈線型式來形成裝置102。 第三較佳實施例 第4圖係顯示根據本發明的第三實施例的微電腦的 結構的方塊圖。裝置103和裝置1〇1不同的地方是在於， 用於控制控制“號ECS的輸出的控制輸入信號EI不是 由中斷控制單元（ICU)6來中繼的。而是控制輸入信號是 直接從外部終端14經由信號線61提供到控制信號產生 電路4上。信號線61是從中斷控制單元（icu>分開的。 外部終端14是配置為外部時脈控制輸入終端直接連接至 控制信號產生電路4上。 經潢部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閱讀賞面之注•意事項再填寫本頁

、1T 當從標準模式和待機模式轉換成停止模式時，控制 輸入信號EI是經由外部終端14和信號線61直接提供至 控制信號產生電路4上。當控制輸入信號m提供至控制 ^號產生電路4時，控制信號產生電路4執行類似於由 裝：101所執行的操作以固定時脈來源％，而完成停止 模式。 而日且當從停止模式轉換成待機模式時，控制輸入信 :姦广：由外邓終端14和信號線61直接提供至控制信 :入广=4上。當控制信號產生電路4已經接收控制 輸入…時’執行類似於裝置ι〇ι的操作，以終止固 29 本紙張尺度適用中國國家標準（ CNS)八视格 494294 五、發明説明（27 ) 〜 ' 定時脈來源sc。因此，完成待機模式的轉換。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 為了破s忍由控制信號產生電路4所執行，所提彳共的 控制輸入信號EI是作為令轉換成停止模式的信號或是人 終止停止模式，控制輸入信號的下降邊可以指定為令轉 換成停止模式，而上升邊可以指定為終止停止模式。 如上所述，裝置103的結構，是控制輸入信號EI不 是由中斷控制單元（ICU)6來中繼，而是直接供應到控制 信號產生電路4上。因此，中斷控制單元（ICU)6的電路 結構可以簡化。 第四較佳實施例 第5圖係顯示根據本發明的第四實施例的微電腦的 結構。裝置104和裝置103不同的地方是在於用來中繼 控制輸入信號EI以控制控制信號ECS的輸出的外部終 端14，分成兩個外部終端14A和14b。外部終端14A是 由控U輸入信號EI來提供，以令轉換成停止模式、在另 一方面’外部終端14B是由控制輸入信號EI來提供，以 令終止停止模式。兩個系統的信號是分別經由外部終端 14A和14B來提供的。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 例如’控制信號產生電路4因應於經由外部終端14A 所提供的控制輸入信號EI的上升邊以控制振盪電路2來 固定時脈來源SC。因此，完成停止模式。控制信號產生 電路4因應於經由外部終端14B所提供的控制輸入信號 EI的上升邊以控制振盪電路2終止固定時脈來源 因此，終止停止模式。控制信號產生電路4的操作因應 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2ΐ〇χ 297公餘） 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 Λ~ ^ --~~- ___ 五、發明説明（28 ) · ~ 於控制輸入信糂ΕΙ矛口 SI，而時脈模式的轉換是根據和 裝置103相同的操作來執行的。因此，這裡不再說明。 第五較佳實施例 第0圖係顯不根據本發明的第五實施例的微電腦的 結構的方塊圖。裝置105和裝i 104不同的地方是在於 ?來令控制^號產生電路4操作的控制輸入信號則口 SI 白可以直接經由外部終端14A和14B來提供，而不須要 經由中斷控制單元（ICU)6。而且更進一步，信號可以直 妾由週邊電路9經由號線91A和91B來提供，而不須 要經由中斷控制單元（ICU)6。因此，中斷控制單元（icu)6 的電路可以更加地簡化。 、、、二由外邓終鳊14A所提供的外部要求信號ERA是 經由信號線61提供至控制信號產生電路4上，以作為控 制輸入信號EI。同樣地，作為内部中斷要求信號的内部 要求，信號IRA是從計時器或是包括在週邊電路9中的相 =裝置來傳送。内部要求信號IRA可以經由偉號線9ia 提供至控制信號產生電路4，以作為控制輸入信號ei。 和裝置101的控制信號產生電路4相同，控制信號 產生電路4因應於控制輸入信號EI控制振盪電路2，以 開始和終止固定時脈來源sc。即停止模式的開始和終止 皆因應於外部要求信號ERA和内部要求信號ira之任 一個來執行，而不須中斷控制單元（ICU)6的操作。 經由外部終端14B提供的外部要求信號ERB是經由 ㈣線62傳送到控制信號產生電路4上，以作為控制輸 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210x 297公势） (請先閱讀背面之注•意事項再填寫本頁) 訂 Λ ' Λ ' 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ________ 五、發明説明（29 ) — — ^ — · 入錢si。同樣地，内部要求信號IRB，即内部中斷要 求信號，是從計時器或週邊電路9内的相等裝置傳送的。 内部要求信號⑽可以經由信號線_提供至控制信號 產生電路4上，以作為控制輸入信號幻。 和裝置101的控制信號產生電路4相同，控制信號 產生電路4因應於控制輸入信號SI來控制控制電路3a。 因此，可以執行開始和終止固定時脈Mc。如此，待機 模式的開始和終止因應於外部要求信號咖和内部要求 信號IRB之任一個來完成，而不須要中斷控制單元（icu)6 的操作。 控制信號產生電路4的操作是因應於控制輸入信號 EI和控制輸入信號SI來執行，而時脈模式的轉換的執 行是和在微電腦101中的操作的執行是一樣的。因此， 在這裡不再說明。 第六較佳實施例 第7圖係顯示根據本發明的第六實施例的微電腦的 結構的方塊圖。裝置106和裝4 1〇5不同的地方是在於 裝置106具有能源供應電_電路綱和從能源供應電 壓測電路200的輸出信號可以提供至信號線以和62上。 能源供應電壓測電路200是和其它電路一起包括在單晶 片中，以形成裝置106。 阳 能源供應電壓探測電路2〇〇具有參考電壓產生電路 20以及時脈模式改變要求信號產生電路1〇。參考電壓產 生電路20具有用來產生第一和第二參考電壓的電路以及 ______ 32 本纸張尺度適用中國國( CNS ) ( 210^7~^Γ)------------ (請先閱讀背面之注_意事項再填寫本頁) 訂 I -I I - i . 494294 Λ 五 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、發明説明（30 ) —— 用來提供參考電壓和能源供應電壓以比較(忽略說明)的 比較電路。比較電路產生測探信號cv，指出能源供應電 壓和第-參考電壓的比較結果。另外，比較電路產生探 測信號PV’指出能源供應電壓和第二參考電壓的比較結 果。 、探測信號CV是中央處理單元（CPU)操作電壓範圍探 岛號’是經由信號線加傳送到時脈模式改變要求信 號產生電路10上。同樣地’探測信號Pv是週邊電路操 作電壓fcSI探測信號是經由信號線2G2傳送到時脈模式 改變要求信號產生電路H)上的。時脈模式改變要求信號 產生電路ίο a應於探翁號cv和pv，傳送要求^ WT 和 ST。 & 當能源供應電壓減少至低於第—參考電壓時，傳送 要求信號WT以令從標準模式轉換成待機模式。當能源 供應電壓進一步減少至低於第二參考電壓時，傳送要求 信號ST以令從待機模式轉換成停止模式。當能源供庫 電壓上升至高於第二參考電壓時’傳送要求㈣ST ^ 要求終止停止模式，並因此令從停止模式轉換成待機模 式。 、 當能源供應電壓上升，傳送第三參考電壓（和第二參 考電壓不同）以作為比較之用，而因此傳送用來令從停止 模式轉換成待機模式的要求信號ST。即#在轉換和^ 換時，並不須要相同的參考電M以用以比較能源供 壓。 〜电 33 私纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) /以規格（210X 297^" (請先閱讀背面之注·意事項再填寫本頁} 訂 • I..... · 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 494294 五、發明説明（3i ) 作為控制輸入信號SI的要求信號WT是經由信號線 1 〇 1和62提供至控制信號產生電路4上。在另一方面， 作為控制輸入信號EI的要求信號ST經由信號線1〇2和 61提供至控制信號產生電路4上。控制信號產生電路4 因應於控制輸入信號EI和控制輸入信號SI而執行操作， 而時脈模式的轉換是和在裝置101中的操作相同。因此， 在這裡不再說明。 如上所述’裝置1 〇6包括能源供應電壓探測電路 2〇〇。因此，時脈模式的轉換是自動根據能源供應電壓的 準位而執行的。因此，不須要將能源供應電壓探測電路 連接至裝置106上，以作為外部裝置。如此，可以很容 易地設計使用裝置106的裝置。 發明效果： 在根據第一發明的裝置中，控制輸入信號從中斷控 制單元（ICU)提供至參考時脈控制電路，用以因應於控制 輸入L號，貫現兩時脈模式，而且中央處理單元（cpu)不 介入控制輸入信號的提供。因此，在傳統裝置中，發生 在轉換成低能源消耗模式的峰值能源消耗就避免了。因 此，就避免了裝置機能失常的問題。 只要藉由改變從中央處理單元（CPU)連接至參考時 脈控制電路的佈線到從中斷控制單元（ICU)連接至參考時 脈控制電路，就可以完成裝置。特別是，只要藉由改變 用來在半導體晶片的製造程序中形成佈線型式的遮罩型 式，並藉由使用相關於傳統裝置的製造程序的其它資源， 本纸張尺度通用中國國冢標举（CNS ) Λ4規格（21〇χ^^Γ7 (請先間讀背面之注·意事項再填寫本頁) 、1Τ 五、發明説明（32) —一 ——·' '… -- 就完成新的裝置。因此，製造程序的成本可以減少。而 且，與傳統裝置相比，晶片的區域放大了。 妓根據第二發明的裝置，使得控制輸入信號可以直接 i、應至參考蚪脈控制電路，而不須要經由中斷控制單元 (ICU)。因此，控制輸入信號的一部分，如令轉換成小能 :消耗模式或此模式的終止，或如果小能源消耗模式包 =复數式時，轉換成其特定模式，或特定模式的終止 等等可以直接供應至參考時脈控制電路，而不須要經 由中斷控制單元（ICU)。因此，中斷控制單元（ICU)的結 果可以簡化。 、 根據第二發明的裝置，包括連接至中斷控制單元(J⑶) 的週邊裝置。因此，内部要求信號可以由如計時器來產 生，而因應於内部要求信號，可以完成從小能源消耗模 式轉換成標準模式。 根據第四發明的裝置’包括週邊裝置，其輸出直接 供應至參考時脈㈣電路以作為控制輸人信號。因此， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 内部要求信號可以由如計時器所產生，而因應於内部要 求“號’可以完成從小能源消耗模式轉換成標準模式。 因為不預中斷控制單元（ICU)，所以中斷控制單元（ICU) 的結構可以簡化。 *在根據第五發明的裝置，參考時脈控制電路具有兩 個模式來作為小能源消耗模式，即待機模式，其中週邊 電路持續地操作，以及停止模式，其中，包括在主電路 中的全部的電路皆中斷m肖耗則更進—步有效地 _ —__ 35 ^張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X29^^^------------ 五、發明説明（33 ) 降低。在兩模式之間的轉換可以因應於控制輸入信號而 來完成。因此，更進一步實際地降低了能源消耗。 根據第六發明的裝置，包括能源供應電壓探測電路。 因此，不須要外部能源供應探測電路。所以，可以很容 易地設計根據本發明的裝置，而且裝置的大小可以更進 一步地減小。 在根據第七發明的裝置，第一和第二控制電路皆中 斷k脈的供應’來完成停止模式。因此’相關於傳統裝 置的簡單型式，其達成停止模式並不須要中斷振盪電路， 的製造程序的資源可以有效地使用。 根據第八發明的裝置，從振盪電路所供應的時脈來 源中斷，以達成停止模式。因此，在停止模式時，能源 消耗可以大大地減少。 圖式之簡單說明： 第1圖係顯示根據第一實施例的裝置的方塊圖； 第2圖係顯示根據第一實施例的中斷控制單元（Icu) 的内部方塊圖； 第3圖係顯示根據第二實施例的裝置的方塊圖； 第4圖係顯示根據第三實施例的裝置的方塊圖； 第5圖係顯示根據第四實施例的裝置的方塊圖； 第6圖係顯示根據第五實施例的裝置的方塊圖； 第7圖係顯示根據第六實施例的裝置的方塊圖； 第8圖係顯示傳統裝置的方塊圖；以及 第9圖係顯示傳統中斷控制單元（Iclj)的内部方塊 36 本紙張尺度_ f _家料（（〕NS )⑽恤（21Qx 297j^~y 494294

A

__IP 五、發明説明（34 ) 〜 ^ ^_ 圖。 符號說明： 2·振盘電路，3A、3B:控制電路；$· •中央處理單 元（CPU) ; 6 :中斷控制單元（ICU) ; 7 :記怜 ^體，9 :週邊 電路；13、13A、13B、14、14A、14B ··外部終端；61、 62、63、64、65 :信號線；120 ··參考時脈控制電路；200 : 能源供應電壓探測電路；El、SI、MI、PI、ss :控制輸 入信號；ER、ERA、ERB ··外部要求信號；1R ••内部要 求信號。 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 37 適 度 尺 張 纸 準 標

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ΛΚ Β8 I '— -------- D8 六、申請專利範圍 一一一一—--~— 種微電腦，電路元件是整合在—單半導體 中的單晶片型； I括主電路和用以提供-時脈到該主電路上參考時 脈控制電路，以當作該電路元件； °亥主電路至少包括中央處理單元（CPU);記憶體， ㈣中央處理單4PU)所存取；以及中斷控制單元 ()肖以控制中斷程序，該程序是因應於所提供的中 斷要求信號而由該中央處理單it(CPU)執行； 4參考時脈控制電路因應於所提供的控制輸入信號 =兩模式之間轉換，該兩模式分別是標準模式，其中 :，脈疋提供到包含在和該時脈同步操作的該主電路的 王部電路上’以及小能源消耗模式，其巾中斷提供到包 括在該主電路中的該中央處理單S(CPU)的該電路的一 部分的該時脈； 賴電腦進-步包L _外部終端m繼從外 部提供以作為該中斷要求信號的—外部要求信號到該中 斷控制單兀（ICU)上；以及一信號線，用以因應於該外部 要求信號傳送由該中斷控制單元（ICU)所輸出的一信號到 該參考時脈控制電路，以作為該控制輸入信號，而不須 要由該中央處理單元（CPU)來中繼該信號；以當作該電路 元件。 2·如申請專利範圍第丨項所述之該微電腦，其中， 進-步包括其他外部終端t作電路元件，用以中繼從外 部提供的外部輸入信號到該信號線，以作為該控制輸入 38 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格--一~~___

   (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -訂 ,0 cs D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、申請專利範圍 信號。 如申°月專利範圍帛1或2項所述之該微電腦，其 ’“主電路進—步包括週邊電路，該電路產生並傳送 内部要求信號到該中斷控制單元（Icu)以作為該中斷要求 信號；以及 /中斷控制單元（ICU)也因應於該内部要求信號 送該控制輪入信號。 ;如中W專利圍第i或2項所述之該微電腦，其 -’該主電路進一步包括週邊電路，用以產生一内部要 求信號並傳送到該信號線，以作為該控制輸人信號。 5·如申請專利範圍第3項所述之該微電腦，其中， 1能源消耗模式包括：待機模式，只有中斷提供到該 週邊電路上的該時脈；以及停止模式，提供到包括在該 主電路中的所有電路上的該時脈皆中斷；以及 β該參考時脈控制電路進—步因應於該控制輸入 號，在該待機模式和該停止模式中轉換。. 、’申π專利範圍第5項所述之該微電腦，其中 進-步包括雜源提供電壓探測電路，以當作電路元件； 該能源提供電壓探測電路監視提供到該微電腦上 來源電壓’當該來源電壓減少至低於第一預定參考電 位準時，傳送令轉換成該待機模式的信號，在該來源電 壓減少至低於第二預定參考電壓位準時，傳送令轉 該停止模式的信號’該信號是傳送到該 控制輸入信號。 马°亥 訂 信 的 壓 電 4 39 適ϋ® 家標準（CNS) A4— (210χ^^ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 B8 C8 D8 、申請專利範園 二 如申明專利範圍第5項所述之該微電腦，其中 该參考時脈控制電路包括·· 振盪電路，用以產生時脈來源； 第-控制電路，用以提供該時脈來源以作為該時脈 ^已括在孩主電路中除了該週邊電路之外需要該時脈白 母個電路上； 第二控制電路’用以提供該時脈來源到該週邊電路， 以作為該時脈，·以及 控制信號產生電路，以因應於該控制輸人信號，揭 供控制信號到該第一和第二控制電路，以執行對該第一 和苐一控制電路的控制； 該控制信號產生電路是如此執行控制的，當該控制 輸入信號令轉換成該停止模式時，該第一和第二控制電 路皆中斷該時脈的提供； 當該控制輸入信號令轉換成該待機模式時，該第— 控制電路中斷該時脈的提供，而該第二控制電路提供該 時脈；以及· 當該控制輸人信號令轉換成該標準模式時，該第_ 和第二控制電路皆提供該時脈。 8.如申請專利範圍第5項所述之該微電腦，其中， 該參考時脈控制電路包括.· 振盪電路’用以產生時脈來源， 第-控制電路，用以提供該時脈來源以作為該時脈， 到包括在触電路+除了該週邊電路之外需要該時脈的

   本紙張尺度適财酬家辟（

   六、申請專利範圍 每個電路上； 、第二控制電路，用以提供該時脈來源到該週邊電路， 以作為該時脈；以及 控制信號產生電路’以因應於該控制輸人信號，提 供-控制信號到該振盛電路和第一控制電路，以 該振盪電路和第一控制電路的控制； 該控㈣號產生電路是如此執行控制的當該控制 輸入信號令轉換絲停域切，賴Μ財斷 脈來源的產生； 當該控制輸人信號令轉換成該待機模式時，該振盈 電路產生該時脈來源，而該第—控制電路中斷 提供；以及 J 當該㈣輸人信號令轉換成_準模式時，該振蓋 電路產生該時脈來源，該第一控制電路提供該時脈。 9’如申研專利範圍第4項所述之該微電腦，其中， 該小能源消耗模式包括：待機模式，只有中.斷提供到該 週邊電路上.的該時脈；以及停止模式，提供到包括在該 主電路中的所有電路上的該時脈皆中斷；以及 〇該參考時脈控制電路進一步因應於該控制輸入信 號，在該待機模式和該停止模式中轉換。 10·如申明專利範圍第9項所述之該微電腦，其中， 進一步包括能源提供電壓探測電路，以當作電路元件； 、該能源提供電壓探測電路監視提供到該微電腦上的 來源電壓，當言亥來源電壓減少至低於第一預定參考電壓 41 ΛΚ D8 、申請專利範圍 位準時，傳送令轉換成該待機模式的信號，在該來源雷 壓減少至低於第二預定參考電壓位準時，傳 拖士 :停止模式的信號，該信號是傳送到該信號線二為 控制輸入信號。 作為及 ▲ 11·如巾請專利範圍第9項所述之該微電腦，其中， 该參考時脈控制電路包括： 振盪電路，用以產生時脈來源； 第-控制電路’用以提供該時脈來源以作為該時脈， 到包括在該主電路中除了該週邊兩 每個電路上； …之外而要该時脈的 第二控制電路，-用以提供該時脈來源到該週 以作為該時脈；以及 提 控制信號產生電路，以因應於該控制輸入信號， 供-控制信號到該第-和第二控制電路’以執行對該 一和第二控制電路的控制； Μ 該控制信號產生電路是如此執行控制的，當 輪入信號令.轉換成該停止模式時，該第—和第二控^ 路皆中斷該時脈的提供； 當該控制輸入信號令轉換成該待機模式時，嗜 控制電路中斷該時脈的提供，而該第：控制電^ 時脈；以及 /、W 當該控制輸入信號令轉換成該標準模式時，該第一 和第二控制電路皆提供該時脈。 χ 12·如申請專利範圍帛9項所述之該微電腦，其中， 42 本-張尺度適用中國國家標準（CNS )( 2】〇幻97公慶） 494294 Λ 8 '申請專利範園 該參考時脈控制電路包括·· 振盪電路，用以產生時脈來源. 到丄=，:以提供該時脈來源以作為該時脈， 每個電路上;％除了邊週邊電路之外需要該時脈的 第二控制電路，心提^叫脈 週 以作為該時脈；以及 ❿遠电路， 控制信號產生電路，以因應於該控制輸入信號，提 供控制信號到該«電路和第—㈣電路，以執行對該 振盪電路和第一控制電路的控制； / 該控制信號產生電路是如此執行控制的，當該控制 輸入信號令轉換成該停止模式時，該振|電路中斷該時 脈來源的產生； 當該控制輸入信號令轉換成該待機模式時，該振盪 電路產生該時脈來源，而該第一控制電路中斷該時脈的 提供；以及 當該控·制輸入信號令轉換成該標準模式時，該振盈 電路產生該時脈來源，該第一控制電路提供該時脈。

   經濟部中央標準局員工消費合作社印製 43 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）