特許 7459704 回路装置及びリアルタイムクロック装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】回路装置及びリアルタイムクロック装置

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20240326BHJP

   G04G 3/04 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

H03B5/32 A

G04G3/04

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020122691

(22)【出願日】2020-07-17

(65)【公開番号】P2022019103

(43)【公開日】2022-01-27

【審査請求日】2023-05-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104710

【弁理士】

【氏名又は名称】竹腰 昇

(74)【代理人】

【識別番号】100090479

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 一

(74)【代理人】

【識別番号】100124682

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100166523

【弁理士】

【氏名又は名称】西河 宏晃

(74)【代理人】

【識別番号】100187539

【弁理士】

【氏名又は名称】藍原 由和

(72)【発明者】

【氏名】米山 剛

【審査官】志津木 康

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０３５７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０３５７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－３８４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１８１０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１８８０９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０４Ｇ３／００－９９／００

Ｈ０３Ｂ５／３２－５／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変容量回路を有し、容量設定値により前記可変容量回路の容量が設定されることで発振周波数が調整される発振回路と、
温度センサーと、
前記温度センサーから出力される温度検出電圧を温度検出データにＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記温度検出データに基づいて温度補償処理を行うことで前記可変容量回路の前記容量設定値を設定する処理回路と、
第１電源電圧と第２電源電圧を含む複数の電源電圧のうちの１つの電源電圧について選択を行い、前記選択による電源電圧に基づく第３電源電圧を前記Ａ／Ｄ変換回路に供給する電源回路と、
を含み、
前記処理回路は、
前記Ａ／Ｄ変換回路のＡ／Ｄ変換期間において前記第１電源電圧から前記第２電源電圧へ電源電圧を切り替える第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、前記可変容量回路に出力する前記容量設定値の更新を停止することを特徴とする回路装置。

【請求項2】

請求項１に記載の回路装置において、
前記処理回路は、
前記Ａ／Ｄ変換期間において前記第１電源電圧切り替え動作が行われなかったとき、前記可変容量回路に出力する前記容量設定値を更新することを特徴とする回路装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の回路装置において、
前記処理回路は、前記可変容量回路に出力した過去の容量設定値を記憶する記憶回路を含み、
前記Ａ／Ｄ変換期間において前記第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、前記処理回路は、前記過去の容量設定値を前記可変容量回路に出力することを特徴とする回路装置。

【請求項4】

請求項３において、
前記処理回路は、前記記憶回路が保持する前記過去の容量設定値又は前記温度補償処理により求められた新容量設定値を選択するセレクターを含み、
前記Ａ／Ｄ変換期間において前記第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、前記セレクターは、前記過去の容量設定値を選択し、
前記記憶回路は、前記セレクターが出力する前記過去の容量設定値を保持することを特徴とする回路装置。

【請求項5】

請求項３に記載の回路装置において、
前記記憶回路は、クロック信号に基づいて、保持する容量設定値を更新し、
前記Ａ／Ｄ変換期間と前記第１電源電圧切り替え動作のタイミングが重なったとき、前記記憶回路への前記クロック信号の入力を停止させることを特徴とする回路装置。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記電源回路は、
前記選択による電源電圧に基づいて前記第３電源電圧を生成する第３電源電圧生成回路と、
前記第３電源電圧の低下を検出する第３電源電圧低下検出回路と、
を含み、
前記処理回路は、前記Ａ／Ｄ変換期間において、前記第３電源電圧低下検出回路により、前記第３電源電圧生成回路から供給された前記第３電源電圧の電圧低下が検出されたとき、前記可変容量回路に出力する前記容量設定値の更新を停止することを特徴とする回路装置。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記温度補償処理に用いられる温度補償データを記憶するメモリーを含み、
前記処理回路は、
前記メモリーからの前記温度補償データの読み出し期間において前記第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、前記可変容量回路に出力する前記容量設定値の更新を停止することを特徴とする回路装置。

【請求項8】

請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記温度補償処理に用いられる温度補償データを記憶するメモリーを含み、
前記処理回路は、
前記メモリーからの前記温度補償データに基づく前記温度補償処理の演算期間において前記第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、前記可変容量回路に出力する前記容量設定値の更新を停止することを特徴とする回路装置。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記電源回路は、
外部の電源から供給される電圧である前記第１電源電圧のノードである第１ノードと、前記選択に基づく電源電圧である第４電源電圧のノードである第３ノードとの間に設けられる第１スイッチと、
バッテリーから供給される電圧である前記第２電源電圧のノードである第２ノードと、前記第３ノードとの間に設けられる第２スイッチと、
前記第１電源電圧の電圧低下を検出する第１電源電圧低下検出回路と、
を含み、
前記第１電源電圧低下検出回路が前記第１電源電圧の電圧低下を検出したとき、前記第１スイッチがオンからオフになり、前記第２スイッチがオフからオンになり、
オンになった前記第２スイッチを介して前記第２ノードに供給される前記第２電源電圧に基づく前記第３電源電圧が、前記Ａ／Ｄ変換回路に供給されることを特徴とする回路装置。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回路装置において、
前記処理回路は、
前記Ａ／Ｄ変換回路の前記Ａ／Ｄ変換期間において前記第１電源電圧切り替え動作が行われた後において、前記第２電源電圧から前記第１電源電圧へ電源電圧を切り替える第２電源電圧切り替え動作が行われるタイミングを、前記容量設定値の設定が更新されるタイミングと異ならせることを特徴とする回路装置。

【請求項11】

請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の回路装置と、
前記発振回路の発振動作により振動する振動子と、
を含み、
前記処理回路は、発振信号に基づく計時処理を行う計時回路を含むことを特徴とするリアルタイムクロック装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回路装置及びリアルタイムクロック装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

主電源の電圧を監視して設定電圧以上では主電源で回路装置を動作させ、設定電圧よりも低くなるとバックアップ電源で回路装置を動作させるバックアップ電源回路を備えた回路装置が知られている。また、発振回路を含む回路装置であって、温度センサーからの温度検出電圧をＡ／Ｄ変換した温度検出データを用いて、発振回路の発振周波数の温度補償処理を行う回路装置が知られている。特許文献１には、電源電圧切り替えのタイミングと温度補償のタイミングが重ならないように設定されている回路装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１５－０３５７０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された手法では、温度補償の信頼性等については担保できるものの、電源電圧切り替え動作が、例えば１秒に１回という周期的なタイミングでしか行うことができず、その周期の分だけ電源電圧切り替えのタイミングが遅れてしまうおそれがあった。従って、結果的に、任意のタイミングで起こりえる電源電圧の低下等の事態に適切に対応出来ない。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様は、可変容量回路を有し、容量設定値により前記可変容量回路の容量が設定されることで発振周波数が調整される発振回路と、温度センサーと、前記温度センサーから出力される温度検出電圧を温度検出データにＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記温度検出データに基づいて温度補償処理を行うことで前記可変容量回路の前記容量設定値を設定する処理回路と、第１電源電圧と第２電源電圧を含む複数の電源電圧のうちの１つの電源電圧について選択を行い、前記選択による電源電圧に基づく第３電源電圧を前記Ａ／Ｄ変換回路に供給する電源回路と、を含み、前記処理回路は、前記Ａ／Ｄ変換回路のＡ／Ｄ変換期間において前記第１電源電圧から前記第２電源電圧へ電源電圧を切り替える第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、前記可変容量回路に出力する前記容量設定値の更新を停止することを特徴とする回路装置に関係する。

【0006】

また、本開示の他の態様は、上記に記載の回路装置と、前記発振回路の発振動作により振動する振動子と、を含み、前記処理回路は、発振信号に基づく計時動作を行う計時回路を含むことを特徴とするリアルタイムクロック装置に関係する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】回路装置の構成例を示す図。

【図2】処理回路と温度検出回路と発振回路のより詳細な構成例を示す図。

【図3】比較例の手法とその問題点を説明する図。

【図4】比較例の手法とその問題点を説明する他の図。

【図5】電源回路の詳細な構成例を示す図。

【図6】容量設定値更新回路のより詳細な構成例を示す図。

【図7】回路装置の各動作のタイミングの関係について説明する図。

【図8】温度補償動作のより詳細な動作例について説明する図。

【図9】回路装置の各動作のタイミングの関係について説明する別の図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。

【0009】

１．基本構成
本実施形態に係る回路装置１００について、図１，図２を用いて説明する。図１は回路装置１００の構成例を示す図であり、図２は温度検出回路１６０、温度補償回路１２２及び発振回路１５０のより詳細な構成例を示す図である。本実施形態の回路装置１００は、電源回路１１０と、処理回路１２０と、発振回路１５０を含む。また、図１と図２に示すように、本実施形態の回路装置１００は、さらに温度検出回路１６０を含むことができる。また、温度検出回路１６０は温度センサー１６２とＡ／Ｄ変換回路１６４を含む。言い換えれば、本実施形態の回路装置１００は、温度センサー１６２とＡ／Ｄ変換回路１６４を含む。また、図１と図２に示すように、処理回路１２０は、温度補償回路１２２を含み、温度補償回路１２２は演算回路１２４と容量設定値更新回路１２６を含む。また、発振回路１５０は可変容量回路１５６を含む。なお、本実施形態の回路装置１００は図１の構成に限定されず、その一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりする等、種々の変形実施が可能である。例えば、回路装置１００は、図１に示すように、パワーオンリセット回路１３０とインターフェース回路１７０をさらに含んでもよく、さらに他の構成要素を追加してもよく、これらについては後述する。

【0010】

電源回路１１０は、第１電源電圧ＶＤＤ及び第２電源電圧ＶＢＡＴをモニターし、そのモニター結果に基づいて第１電源電圧ＶＤＤと第２電源電圧ＶＢＡＴの選択動作を行い、その選択した電圧を、後述する第４電源電圧ＶＯＵＴとして出力する。なお、既に一の電源電圧を選択している状態において、他の電源電圧の選択動作をすることを、電源電圧を切り替えるともいう。また、以下の説明において、第１電源電圧ＶＤＤから第２電源電圧ＶＢＡＴに電源電圧を切り替えることを第１電源電圧切り替え動作といい、第２電源電圧ＶＢＡＴから第１電源電圧ＶＤＤに電源電圧を切り替えることを第２電源電圧切り替え動作というものとする。なお、電源電圧を切り替えることを、電源を切り替えるとも言うことができる。端子ＴＶＯＵＴには、第４電源電圧ＶＯＵＴを安定化するための、図示しない安定化キャパシターが接続される。なお、本実施形態における接続は電気的な接続である。電気的な接続は、電気信号が伝達可能に接続されていることであり、電気信号による情報の伝達が可能となる接続である。電気的な接続は能動素子等を介した接続であってもよい。電源回路１１０は、後述する第４電源電圧ＶＯＵＴに基づく第３電源電圧ＶＤＤＡを、温度検出回路１６０に供給する。言い換えれば、電源回路１１０は、第１電源電圧ＶＤＤと第２電源電圧ＶＢＡＴを含む複数の電源電圧のうちの１つの電源電圧について選択を行い、選択による電源電圧に基づく第３電源電圧ＶＤＤＡをＡ／Ｄ変換回路１６４に供給する。なお、これらの詳細な説明は後述する。

【0011】

次に、図２を用いて、温度検出回路１６０が含む温度センサー１６２及びＡ／Ｄ変換回路１６４について説明する。温度センサー１６２は、温度を検出する。具体的には、温度センサー１６２は、環境の温度に応じて変化する温度依存電圧を、アナログの温度検出電圧ＶＴＤとして出力する。例えば温度センサー１６２は、温度依存性を有する回路素子を利用して温度検出電圧ＶＴＤを生成する。具体的には、温度センサー１６２は、ＰＮ接合の順方向電圧が有する温度依存性を用いることで、温度に依存して電圧値が変化する温度検出電圧ＶＴＤを出力する。ＰＮ接合の順方向電圧としては、例えばバイポーラトランジスターのベース・エミッター間電圧などを用いることができる。

【0012】

Ａ／Ｄ変換回路１６４は、温度センサー１６２から出力されたアナログの温度検出電圧ＶＴＤに対してＡ／Ｄ変換を行って、デジタルの温度検出データＤＴＤを出力する。Ａ／Ｄ変換回路１６４のＡ／Ｄ変換方式としては、例えば逐次比較方式や逐次比較方式に類似する方式などを採用できる。なおＡ／Ｄ変換方式として、デルタシグマ型、フラッシュ型、パイプライン型又は二重積分型等を採用してもよい。

【0013】

図１に戻り、処理回路１２０について説明する。処理回路１２０は、後述する電源電圧ＶＬＯＧにより動作するロジック回路であり、計時処理を含む様々な処理、及び回路装置１００の各部の制御を行う。また処理回路１２０は、インターフェース回路１７０を介してプロセッサーとの通信を行う。インターフェース回路１７０は、端子ＴＩＦを介してプロセッサーに接続される。図１では端子ＴＩＦを１つに省略しているが、実際にはインターフェース用に複数の端子が設けられる。処理回路１２０にはパワーオンリセット信号ＰＯＲＱが入力され、処理回路１２０はパワーオンリセット信号ＰＯＲＱによりリセット及びリセット解除される。

【0014】

図２を用いて、温度補償回路１２２について説明する。温度補償回路１２２は、演算回路１２４と容量設定値更新回路１２６を含む。温度補償回路１２２は、温度検出回路１６０が出力する温度検出データＤＴＤに基づいて、発振回路１５０の発振周波数を温度によらず一定にするための、所定ビット数からなる容量設定値ＣＰを、後述する可変容量回路１５６に出力する。言い換えれば、処理回路１２０は、温度検出データＤＴＤに基づいて温度補償処理を行うことで可変容量回路１５６の容量設定値ＣＰを設定する。本実施形態の温度補償回路１２２から出力される容量設定値ＣＰは、演算回路１２４が演算して更新された新容量設定値ＣＰＣＡＬとなる場合と、更新されなかった過去の容量設定値ＣＰＯＵＴとなる場合があり、詳細は、容量設定値更新回路１２６の説明とともに後述する。

【0015】

図２の演算回路１２４は、温度検出データＤＴＤに対応するアドレスと温度補償データをテーブル化したルックアップテーブルを、後述するメモリー１８０に記憶し、温度検出データＤＴＤの入力に対応して温度補償データを選択する。なお、選択した温度補償データをさらに補完する処理を追加してもよい。演算回路１２４が演算した結果、所定ビット数のデータからなる新容量設定値ＣＰＣＡＬが容量設定値更新回路１２６に出力される。なお、新容量設定値ＣＰＣＡＬの演算手法は上記に限定されない。例えば、演算回路１２４は多項式近似によるアナログ方式の演算処理を行うことにより、新容量設定値ＣＰＣＡＬを演算してもよい。

【0016】

次に、図１の発振回路１５０について説明する。発振回路１５０は振動子１０を発振させる。例えば発振回路１５０は、端子ＸＩ及び端子ＸＱに電気的に接続され、振動子１０を発振させることで発振信号を生成する。例えば発振回路１５０は、端子ＸＩ及び端子ＸＱに接続される信号線を介して振動子１０を駆動して、振動子１０を発振させる。例えば発振回路１５０は、端子ＸＩ及び端子ＸＱとの間に設けられた発振用の駆動回路などを含む。例えば発振回路１５０は、駆動回路を実現するバイポーラトランジスターなどのトランジスターと、キャパシターや抵抗などの能動素子により実現できる。発振回路１５０としては、例えばピアース型、コルピッツ型、インバーター型又はハートレー型などの種々のタイプの発振回路を用いることができる。また、発振回路１５０は、可変容量回路１５６を含み、この可変容量回路１５６の容量の調整により、発振周波数を調整できる。

【0017】

次に、図２の可変容量回路１５６について説明する。可変容量回路１５６は、例えば図示等は省略するが、複数のスイッチが並列に設けられるスイッチアレイと、複数のキャパシターが並列に設けられるキャパシターアレイを含むことができる。そしてスイッチアレイとキャパシターアレイは、発振回路１５０の駆動回路の出力ノード及び入力ノードの一方のノードと、低電位側電源ノードである例えばＧＮＤノードとの間に設けられる。なお、出力ノードと入力ノードの両方のノードのそれぞれに、対応するスイッチアレイとキャパシターアレイを設けてもよい。例えばスイッチアレイの複数のスイッチの各スイッチと、キャパシターアレイの複数のキャパシターの各キャパシターが、上述の一方のノードとＧＮＤノードとの間に直列に設けられる。そして処理回路１２０からのデジタルデータである容量設定値ＣＰの各ビットに基づいて、スイッチアレイの各スイッチがオン又はオフされることで、可変容量回路１５６の容量が調整される。すなわち、上記一方のノードに接続されるキャパシターの個数が変化することで可変容量回路１５６の容量が調整される。容量設定値ＣＰは、発振回路１５０の発振周波数を温度によらず一定にするための温度補償用の容量の制御データと呼ぶこともできる。

【0018】

なお、可変容量回路１５６を、例えば、バラクター等の可変容量素子により実現してもよい。例えば、図示は省略するが、Ｄ／Ａ変換回路を設け、このＤ／Ａ変換回路により、温度補償用の容量の制御データとなる容量設定値ＣＰのＤ／Ａ変換を行って、制御電圧を生成し、生成された制御電圧に基づいて可変容量素子の容量を調整することで、可変容量回路１５６の容量を調整してもよい。

【0019】

このように、本実施形態の回路装置１００は、発振回路１５０と、温度センサー１６２と、Ａ／Ｄ変換回路１６４と、処理回路１２０と、電源回路１１０と、を含む。発振回路１５０は、可変容量回路１５６を有し、容量設定値ＣＰにより可変容量回路１５６の容量が設定されることで発振周波数が調整される。Ａ／Ｄ変換回路１６４は、温度センサー１６２から出力される温度検出電圧ＶＴＤを温度検出データＤＴＤにＡ／Ｄ変換する。処理回路１２０は、温度検出データＤＴＤに基づいて温度補償処理を行うことで可変容量回路１５６の容量設定値ＣＰを設定する。電源回路１１０は、第１電源電圧ＶＤＤと第２電源電圧ＶＢＡＴを含む複数の電源電圧のうちの１つの電源電圧について選択を行い、選択による電源電圧に基づく第３電源電圧ＶＤＤＡをＡ／Ｄ変換回路１６４に供給する。このようにすることで、発振回路１５０は、周囲温度にかかわらず一定の発振周波数でクロック信号を出力することができ、さらに、第１電源電圧ＶＤＤが低下しても第２電源電圧ＶＢＡＴによるバックアップが可能になる。

【0020】

ところで、上記の構成のみでは、例えば、第１電源電圧ＶＤＤから第２電源電圧ＶＢＡＴに切り替える処理に関するタイミングと、温度補償処理を行うタイミングについては考慮されていない。回路装置１００における各処理のタイミングが重複すると、回路装置１００に含まれる多数のモジュールを同時に動作させ、回路装置１００に要する電力が急激に増大することになり、好ましくない。

【0021】

図３は、上記構成を備えた回路装置１００への特許文献１の手法の適用例を、比較例として説明するタイムチャートである。期間Ｔ０は、タイミングＡ８からタイミングＡ９の間であり、Ａ５に示す温度補償動作が行われる期間である。また、第４電源電圧ＶＯＵＴは第１電源電圧ＶＤＤに基づき出力されているものとする。特許文献１の手法によると、Ａ１に示すように、期間Ｔ０の間に第１電源電圧ＶＤＤが急激に低下した状況が発生しても、Ａ３，Ａ４に示すように、タイミングＡ９において第１電源電圧ＶＤＤが第２電源電圧ＶＢＡＴに切り替わり、第４電源電圧ＶＯＵＴとして出力されるようになる。なお、Ａ２に示すオンとオフの切り替えについては後述する。そして、Ａ５に示す温度補償動作により、Ａ６、Ａ７に示すように、可変容量回路１５６に出力される容量設定値ＣＰは、過去の容量設定値ＣＰＯＵＴから、新容量設定値ＣＰＣＡＬに切り替わる。

【0022】

特許文献１に記載の手法を適用すると、Ａ／Ｄ変換回路１６４によるＡ／Ｄ変換や温度補償回路１２２による処理の信頼性は確保されるが、例えば、第１電源電圧ＶＤＤの電圧低下の発生から、第２電源電圧ＶＢＡＴへの切り替えに最大で１秒要することになり、回路装置１００又は後述するリアルタイムクロック装置２００の迅速なバックアップに対応できない可能性がある。

【0023】

図４は、回路装置１００へ別の手法を適用した比較例を説明するタイムチャートである。別の手法とは、第１電源電圧ＶＤＤから第２電源電圧ＶＢＡＴへの切り替えを任意のタイミングで実行できるようにした手法である。なお、図３と同様に、第４電源電圧ＶＯＵＴは第１電源電圧ＶＤＤに基づき出力されているものとする。図４の場合は、Ｂ１に示すような第１電源電圧ＶＤＤの急激な低下のタイミングに対応して、Ｂ３，Ｂ４に示すように第１電源電圧ＶＤＤが第２電源電圧ＶＢＡＴに切り替わり、第４電源電圧ＶＯＵＴとして出力されるようになる。

【0024】

しかし、Ｂ１に示すタイミングは、Ｂ５に示す温度補償動作の実行中のタイミングでもあるため、不具合が発生する可能性がある。例えばＢ６，Ｂ７に示すように、容量設定値ＣＰＯＵＴが、不定値であるＸになってしまう不具合が発生するおそれがある。また、第１電源電圧ＶＤＤから第２電源電圧ＶＢＡＴへ切り替える処理と、温度補償動作に関する処理の両方に対して、必要な電力を供給することができなくなり、Ａ／Ｄ変換の処理を行っている間に第３電源電圧ＶＤＤＡが揺らぐというような不具合が発生するおそれがある。特に、回路装置１００や後述するリアルタイムクロック装置２００を低消費電力で使用する場合、このような問題が起こる可能性が高い。

【0025】

なお、回路装置１００又はリアルタイムクロック装置２００を低消費電力で使用する場合とは、例えば、リアルタイムクロック装置２００を、ＣＰＵ又はマイクロコンピューター等のプロセッサーとを含むシステムに組み入れて使用する場合である。この場合、第１電源電圧ＶＤＤは、プロセッサー及びリアルタイムクロック装置２００に供給されるシステム電源電圧となる。このようなシステムにおいては、プロセッサーが動作しないときでもリアルタイムクロック装置２００が計時を行うため、プロセッサーが動作しないような低い第１電源電圧ＶＤＤにおいてリアルタイムクロック装置２００が動作することが求められる。

【0026】

そこで、詳細は後述するが、本実施形態の処理回路１２０は、Ａ／Ｄ変換回路１６４のＡ／Ｄ変換期間において第１電源電圧ＶＤＤから第２電源電圧ＶＢＡＴへ電源電圧を切り替える第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、可変容量回路１５６に出力する容量設定値ＣＰの更新を停止する。このようにすることで、第１電源電圧ＶＤＤから第２電源電圧ＶＢＡＴへの電源電圧切り替えを迅速に行いつつ、可変容量回路１５６に出力する容量設定値ＣＰの更新を停止することにより温度補償の信頼性の低下を防止することができるため、任意のタイミングに起こりえる電源電圧の低下等の事態に適切な対応をすることができる。

【0027】

また、本実施形態の回路装置１００は、図１の構成に限定されず、その一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加したりする等、種々の変形実施が可能である。例えば、回路装置１００は、端子ＴＶＤＤ、ＴＶＢＡＴ、ＴＶＯＵＴ、ＴＩＦ、ＸＩ、ＸＱをさらに含んでもよい。端子ＴＶＤＤには、例えば、後述するリアルタイムクロック装置２００を含むシステムの電源から、第１電源電圧ＶＤＤが供給される。なお本実施形態におけるＴＶＤＤ、ＴＶＢＡＴ、ＴＶＯＵＴ、ＴＩＦ、ＸＩ、ＸＱなどの端子は、例えば回路装置１００におけるパッドである。システムは、リアルタイムクロック装置２００のホスト装置であるプロセッサーを含み、プロセッサーは、第１電源電圧ＶＤＤにより動作する。端子ＴＶＢＡＴにはバッテリーが接続され、そのバッテリーから第２電源電圧ＶＢＡＴが供給される。バッテリーは２次電池であってもよいし、一次電池であってもよく、リアルタイムクロック装置２００のバックアップ電源となるものである。即ち、第１電源電圧ＶＤＤが供給されずプロセッサーが動作しないときに、リアルタイムクロック装置２００は第２電源電圧ＶＢＡＴによって動作する。

【0028】

また、本実施形態の回路装置１００は、さらにメモリー１８０を含んでもよい。メモリー１８０は、回路装置１００や後述するリアルタイムクロック装置２００に必要なデータを記憶する。必要なデータは、例えば、後述する可変容量回路１５６の容量設定値の設定情報等であるが、他の情報であってもよい。言い換えれば、回路装置１００は、温度補償処理に用いられる温度補償データを記憶するメモリー１８０を含む。メモリー１８０は、例えば、不揮発性メモリーにより実現できる。不揮発性メモリーは、例えばＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリーなどである。ＥＥＰＲＯＭは例えばフローティングゲート型のメモリーセルなどにより実現できる。フラッシュメモリーは、例えばＭＯＮＯＳ（Metal Oxide Nitride Oxide Silicon）のメモリーセルなどにより実現できる。

【0029】

また、本実施形態の回路装置１００は、図５に示すような電源回路１１０を構成してもよい。図５は、電源回路１１０の構成をより詳細に説明する図である。電源回路１１０は、Ｐ型トランジスター１１１，１１２，１１３と、スイッチ制御回路１１４と、第１検出回路１１５と、第２検出回路１１６と、レギュレーターであるＶＯＳＣ＿ＲＥＧ１５１と、レギュレーターであるＶＤＤＡ＿ＲＥＧ１５２と、レギュレーターであるＶＬＯＧ＿ＲＥＧ１５３、第３電源電圧低下検出回路１５５と、コンパレーターであるＣＭＰ１９０を含む。

【0030】

第１検出回路１１５は、第１ノードである電源電圧ノードＮＶＤＤの第１電源電圧ＶＤＤが第１検出電圧より低いか否かを検出し、その結果を第１検出信号ＤＥＴ１としてスイッチ制御回路１１４に出力する。言い換えれば、第１検出回路１１５は、第１電源電圧ＶＤＤの電圧低下を検出する第１電源電圧低下検出回路である。第１検出回路１１５は、第１電源電圧ＶＤＤを分圧する抵抗分圧回路と、その分圧電圧と第１検出電圧を比較するコンパレーターと、を含む。第２検出回路１１６は、第２ノードである電源電圧ノードＮＶＢＡＴの第２電源電圧ＶＢＡＴが第２検出電圧より低いか否かを検出し、その結果を第２検出信号ＤＥＴ２としてスイッチ制御回路１１４に出力する。第２検出回路１１６は、第２電源電圧ＶＢＡＴを分圧する抵抗分圧回路と、その分圧電圧と第２検出電圧を比較するコンパレーターと、を含む。第１検出電圧及び第２検出電圧は、例えば不図示の電圧生成回路により生成される。

【0031】

スイッチ制御回路１１４は、第１検出信号ＤＥＴ１及び第２検出信号ＤＥＴ２に基づいてＰ型トランジスター１１１～１１３をオン又はオフに制御する。つまり、Ｐ型トランジスター１１１～１１３はスイッチの役割を持ち、Ｐ型トランジスター１１１を第１スイッチと呼ぶことができ、Ｐ型トランジスター１１２，１１３は第２スイッチと呼ぶことができる。なお、図５において点線で示したダイオードは、ソース又はドレインの一方とバックゲートの間に生じる寄生ダイオードである。

【0032】

また、Ｐ型トランジスター１１１のソース又はドレインの一方は第１ノードＮＶＤＤに接続され、ソース又はドレインの他方及びバックゲートは第３ノードであるノードＮＶＯＵＴに接続される。また、Ｐ型トランジスター１１１は、第１ノードＮＶＤＤと第３ノードＮＶＯＵＴの間に配置される。言い換えれば、第１スイッチであるＰ型トランジスター１１１は、外部の電源から供給される電圧である第１電源電圧ＶＤＤのノードである第１ノードＮＶＤＤと、選択に基づく電源電圧である第４電源電圧ＶＯＵＴのノードである第３ノードＮＶＯＵＴとの間に設けられる。

【0033】

また、Ｐ型トランジスター１１２のソース又はドレインの一方はノードＮＡに接続され、ソース又はドレインの他方及びバックゲートは第３ノードＮＶＯＵＴに接続される。また、Ｐ型トランジスター１１３のソース又はドレインの一方はノードＮＡに接続され、ソース又はドレインの他方及びバックゲートは第２ノードＮＶＢＡＴに接続される。また、Ｐ型トランジスター１１２，１１３は、第２ノードＮＶＢＡＴと第３ノードＮＶＯＵＴの間に設けられる。言い換えれば、第２スイッチであるＰ型トランジスター１１２，１１３は、バッテリーから供給される電圧である第２電源電圧ＶＢＡＴのノードである第２ノードＮＶＢＡＴと、第３ノードＮＶＯＵＴとの間に設けられる。

【0034】

具体的には、第１電源電圧ＶＤＤが第１検出電圧より高いと検出されたとき、スイッチ制御回路１１４はＰ型トランジスター１１１をオンにし、Ｐ型トランジスター１１２，１１３をオフにする。これにより第３ノードＮＶＯＵＴに第４電源電圧ＶＯＵＴ＝ＶＤＤが出力される。第１電源電圧ＶＤＤが第１検出電圧より低いと検出され、且つ第２電源電圧ＶＢＡＴが第２検出電圧より高いと検出されたとき、スイッチ制御回路１１４はＰ型トランジスター１１１をオフにし、Ｐ型トランジスター１１２，１１３をオンにする。これにより第３ノードＮＶＯＵＴに第４電源電圧ＶＯＵＴ＝ＶＢＡＴが出力される。第１電源電圧ＶＤＤが第１検出電圧より低いと検出されるとは、具体的には、前述の図３のＡ１や図４のＢ１に示す事象をいう。また、Ｐ型トランジスター１１１をオフにし、Ｐ型トランジスター１１２、１１３をオンにするとは、具体的には前述の、図３のＡ２や図４のＢ２に示す事象をいう。

【0035】

なお、本実施形態の第２電源電圧ＶＢＡＴの電圧は、第１電源電圧ＶＤＤの電圧より高くなるように、後述するＣＭＰ１９０によって定期的に監視されている。そして、第２電源電圧ＶＢＡＴが第１電源電圧ＶＤＤより低いときはバッテリーが充電される。そのため、第２電源電圧ＶＢＡＴが第２検出電圧より高いように、通常は検出される。

【0036】

ＶＯＳＣ＿ＲＥＧ１５１は、第４電源電圧ＶＯＵＴをレギュレートすることで電源電圧ＶＯＳＣを生成し、その電源電圧ＶＯＳＣを発振回路１５０に出力する。ＶＤＤＡ＿ＲＥＧ１５２は、第４電源電圧ＶＯＵＴをレギュレートすることで第３電源電圧ＶＤＤＡを生成し、その第３電源電圧ＶＤＤＡを温度検出回路１６０に出力する。言い換えれば、ＶＤＤＡ＿ＲＥＧ１５２は、第３電源電圧ＶＤＤＡを生成する第３電源電圧生成回路である。つまり、電源回路１１０は、選択による電源電圧に基づいて第３電源電圧ＶＤＤＡを生成する第３電源電圧生成回路を含む。また、選択による電源電圧に基づく第３電源電圧ＶＤＤＡは、温度検出回路１６０に含まれるＡ／Ｄ変換回路１６４に供給される。ＶＬＯＧ＿ＲＥＧ１５３は、第４電源電圧ＶＯＵＴをレギュレートすることで電源電圧ＶＬＯＧを生成し、その電源電圧ＶＬＯＧを処理回路１２０に出力する。ＶＯＳＣ＿ＲＥＧ１５１、ＶＤＤＡ＿ＲＥＧ１５２及びＶＬＯＧ＿ＲＥＧ１５３は、例えば、演算増幅器と抵抗等により構成されたリニアレギュレーターである。

【0037】

つまり、第１電源電圧ＶＤＤが第１検出電圧より低いと検出されたとき、第２電源電圧ＶＢＡＴ＝第４電源電圧ＶＯＵＴをＶＤＤＡ＿ＲＥＧ１５２によって生成された第３電源電圧ＶＤＤＡが、後述のＡ／Ｄ変換回路１６４に供給される。言い換えれば、第１電源電圧ＶＤＤの電圧低下が検出されたとき、第１スイッチであるＰ型トランジスター１１１がオンからオフになり、オンである第２スイッチであるＰ型トランジスター１１２，１１３を介して供給される電源電圧に基づく第３電源電圧ＶＤＤＡがＡ／Ｄ変換回路１６４に供給される。これにより、第１電源電圧ＶＤＤの電圧が低下しても、第２電源電圧ＶＢＡＴに基づく第３電源電圧ＶＤＤＡをＡ／Ｄ変換回路１６４に供給することができる。

【0038】

第３電源電圧低下検出回路１５５は、第３電源電圧ＶＤＤＡの低下を検出し、信号ＤＲＤを出力する。つまり、電源回路１１０は、第３電源電圧ＶＤＤＡの低下を検出する第３電源電圧低下検出回路１５５を含む。

【0039】

また、ＣＭＰ１９０は、第１電源電圧ＶＤＤと第２電源電圧ＶＢＡＴの電圧を所定のタイミングで比較するコンパレーターである。ＣＭＰ１９０は、必要に応じて信号ＣＭＰＱを出力する。所定のタイミングについては、図７を用いて後述する。

【0040】

また、本実施形態の回路装置１００は、さらに、振動子１０と計時回路１２１を含み、リアルタイムクロック装置２００として使用してもよい。言い換えれば、本実施形態のリアルタイムクロック装置２００は、回路装置１００と、発振回路１５０の発振動作により振動する振動子１０と、を含み、処理回路１２０は、発振信号に基づく計時処理を行う計時回路１２１を含む。

【0041】

計時回路１２１は、発振回路１５０が生成したクロック信号に基づいて計時処理を行い、計時情報を生成する。計時回路１２１は、クロック信号によりカウント動作を行うカウンターを有し、そのカウンターのカウント値のデータを計時情報として出力する。計時情報は、システムの現在時間を示す情報であり、例えばリアルタイムクロック装置２００が起動して初期化された後の経過時間を示す。計時情報は、インターフェース回路１７０を介してプロセッサーから読み出し可能である。

【0042】

振動子１０は、電気的な信号により機械的な振動を発生する。振動子１０は、例えば水晶振動片などの振動片により実現できる。例えば、振動子１０は、カット角がＡＴカットやＳＣカットなどの厚みすべり振動する水晶振動片などにより実現できる。例えば、振動子１０は、恒温槽を備えない温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）に内蔵されている振動子であるが、恒温槽を備える恒温槽型水晶発振器（ＯＣＸＯ）に内蔵されている振動子であってもよい。なお、本実施形態の振動子１０は、例えば厚みすべり振動型以外の振動片や、水晶以外の材料で形成された圧電振動片などの種々の振動片により実現できる。例えば振動子１０として、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）共振子や、シリコン基板を用いて形成されたシリコン製振動子としてのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子等を採用してもよい。

【0043】

このようにすることで、本実施形態の回路装置１００を、リアルタイムクロック装置２００に適用することができる。

【0044】

２．本実施形態の手法
本実施形態の手法に係る構成及び動作等について、図６、図７及び図８を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る容量設定値更新回路１２６の構成例を説明する図である。容量設定値更新回路１２６は、選択制御信号生成回路３１０と、第１セレクター３２０と、第２セレクター３３０と、第３セレクター３４０と、電源電圧切り替え動作検出回路３５０と、容量設定値確定レジスター３６０を含む。容量設定値確定レジスター３６０に取り込まれ、記憶された容量設定値ＣＰに基づいて、容量設定値更新回路１２６から可変容量回路１５６に当該容量設定値ＣＰが出力される。なお、図６の例では、容量設定値ＣＰは１１ビットからなるデータであるものとするが、容量設定値ＣＰのビット数は１１ビットに限定されるものではない。

【0045】

新容量設定値ＣＰＣＡＬは、温度補償動作の実行タイミングごとに、演算回路１２４によって演算され、容量設定値確定レジスター３６０に新たに入力されることで、更新されていく。また、容量設定値確定レジスター３６０は、クロック信号ＣＬＫが入力されたＤフリップフロップ等により実現される。つまり、記憶回路である容量設定値確定レジスター３６０は、クロック信号に基づいて、保持する容量設定値を更新する。

【0046】

容量設定値確定レジスター３６０には、新たな温度補償動作の実行タイミングの前は、過去の容量設定値ＣＰＯＵＴが記憶されている。つまり、処理回路１２０は、可変容量回路１５６に出力した過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを記憶する記憶回路である容量設定値確定レジスター３６０を含む。また、本実施形態においては、Ａ／Ｄ変換期間において第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、容量設定値確定レジスター３６０は、過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを保持する。そして、当該過去の容量設定値ＣＰＯＵＴが可変容量回路１５６に出力される。以下、その手法について説明する。

【0047】

選択制御信号生成回路３１０は、カウンターからのカウント値ＣＮＴが、所定値ＣＳＴに一致すると、選択制御信号ＳＥＬ１がアクティブになり、第１セレクター３２０が新容量設定値ＣＰＣＡＬを選択し、信号Ｑ１として第２セレクター３３０に出力する。それ以外の期間においては、第１セレクター３２０は過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを選択する。つまり、第１セレクター３２０は、記憶回路である容量設定値確定レジスター３６０が保持する過去の容量設定値ＣＰＯＵＴ、又は温度補償処理により求められた新容量設定値ＣＰＣＡＬを選択するセレクターである。後述する第２セレクター３３０及び第３セレクター３４０も同様である。

【0048】

第３電源電圧低下検出回路１５５によって、前述の所定期間において第３電源電圧ＶＤＤＡの低下が検出されたとき、信号ＤＲＤが出力される。そして、信号ＤＲＤが選択制御信号ＳＥＬ２としてアクティブになり、第２セレクター３３０が過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを選択し、信号Ｑ２として第３セレクター３４０に出力する。具体的には、選択制御信号ＳＥＬ２は、第３電源電圧ＶＤＤＡの低下の発生タイミングから、当該温度補償動作の期間を含む特定タイミング迄の期間において出力されることで、実現できる。その結果、図６により、後述するＱ３として過去の容量設定値ＣＰＯＵＴが出力されるので、温度補償回路１２２から過去の容量設定値ＣＰＯＵＴが出力されることになる。なお、所定期間とは、例えば、Ａ／Ｄ変換期間を含む期間であるが、温度補償動作全体の期間を含んでもよく、詳細は図８で後述する。また信号がアクティブとは、信号がハイレベル及びローレベルの一方のレベルである場合であり、非アクティブとは他方のレベルである場合である。

【0049】

このように、Ａ／Ｄ変換期間を含む所定期間において、第３電源電圧ＶＤＤＡが低下したことが検出されたとき、容量設定値ＣＰは更新されないようになる。言い換えれば、処理回路１２０は、Ａ／Ｄ変換期間において、第３電源電圧低下検出回路１５５により、第３電源電圧生成回路から供給された第３電源電圧ＶＤＤＡの電圧低下が検出されたとき、可変容量回路１５６に出力する容量設定値ＣＰの更新を停止する。

【0050】

第１電源電圧切り替え動作が上述の所定期間に行われたとき、図示等は省略するが、信号ＰＣＤが出力される。なお、前述のＳＥＬ２は非アクティブであるものとする。当該信号ＰＣＤは電源電圧切り替え動作検出回路３５０によってサンプリングされ、２クロック後に、クロック信号ＣＬＫと同期した選択制御信号ＳＥＬ３がアクティブとなり、第３セレクター３４０が過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを選択する。言い換えれば、Ａ／Ｄ変換期間において第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、第３セレクター３４０は過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを選択する。具体的には、上記と同様に、選択制御信号ＳＥＬ３が、第１電源電圧切り替え動作の発生タイミングから、当該温度補償動作の期間を含む特定タイミング迄の期間においてアクティブにされることで、実現できる。

【0051】

そして、第３セレクター３４０は、選択した過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを信号Ｑ３として容量設定値確定レジスター３６０に出力する。つまり、記憶回路である容量設定値確定レジスター３６０は、セレクターである第３セレクター３４０が出力する過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを保持する。これにより、より確実に過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを記憶回路に保持することができる。なお、図６では容量設定値確定レジスター３６０は、１つのＤフリップフロップを模式的に示しているが、過去の容量設定値ＣＰＯＵＴ及び新容量設定値ＣＰＣＡＬは１１ビットからなるデータであるため、実際は１１個のＤフリップフロップから構成されている。

【0052】

このように、Ａ／Ｄ変換期間において第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、処理回路１２０は、過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを可変容量回路１５６に出力する。これにより、温度補償の信頼性の低下をより確実に防止することができる。逆に、選択制御信号ＳＥＬ３が上記所定期間において非アクティブの場合、新容量設定値ＣＰＣＡＬが信号Ｑ３として容量設定値確定レジスター３６０に記憶され、可変容量回路１５６に出力される。言い換えれば、Ａ／Ｄ変換期間において第１電源電圧切り替え動作が行われなかったとき、可変容量回路１５６に出力する容量設定値ＣＰを更新する。これにより、Ａ／Ｄ変換期間において第１電源電圧切り替え動作が行われない場合は、温度補償の信頼性を維持することができる。

【0053】

なお、本実施形態における容量設定値更新回路１２６の構成は図６に限定されず、様々な変形実施が可能である。例えば、図６では第２セレクター３３０と第３セレクター３４０を使い分けているが、信号ＤＲＤと信号ＰＣＤの論理和からなる信号を第２セレクター３３０の制御信号としてもよい。

【0054】

また、図６では、容量設定値確定レジスター３６０から過去の容量設定値ＣＰＯＵＴが出力されるようにしたが、容量設定値確定レジスター３６０から過去の容量設定値ＣＰＯＵＴが出力されないようにしてもよい。具体的には、容量設定値確定レジスター３６０に入力されるクロック信号ＣＬＫと信号ＰＣＤとの論理積ゲートを用いて、クロック信号ＣＬＫをマスクすることで実現することができる。言い換えれば、Ａ／Ｄ変換期間と第１電源電圧切り替え動作のタイミングが重なったとき、記憶回路である容量設定値確定レジスター３６０へのクロック信号ＣＬＫの入力を停止させる。これにより、セレクターを必要以上に用いることなく、温度補償の信頼性の低下を防止することができる。

【0055】

図７は、回路装置１００における各モジュールの動作が行われるタイミングの関係を説明する図である。ここでは、カレンダーの更新動作、第２電源電圧ＶＢＡＴの低下を監視する動作、コンパレーターであるＣＭＰ１９０の動作、温度補償動作のタイミングの関係について説明する。これらの動作は消費電力が大きく、動作タイミングの重複を避けることが望ましい。

【0056】

カレンダーは期間Ｔ１ごとに更新される。期間Ｔ１は任意に設定可能であるが、ここでは１秒とする。第２電源電圧ＶＢＡＴの低下を監視する動作タイミングは、３秒に１回繰り返して行われるが、カレンダー更新のタイミングと比較して期間Ｔ２だけずれている。期間Ｔ２は任意に設定可能であるが、ここでは５００ミリ秒とする。ＣＭＰ１９０が実行する動作は、同様に、カレンダー更新のタイミングと比較して期間Ｔ２だけずれている。ただし、ＣＭＰ１９０が実行する動作は、１秒おきに２回実行後、２秒後に再度１秒おきに２回実行する処理を繰り返し、第２電源電圧ＶＢＡＴの低下を監視する動作のタイミングと重複しないようになっている。

【0057】

このようにすることで、カレンダー更新動作のタイミングと第２電源電圧ＶＢＡＴの低下の監視動作とＣＭＰ１９０の動作のタイミングが重複することはなく、消費電力が増大することを防止できる。なお、第４電源電圧ＶＯＵＴが第１電源電圧ＶＤＤとして出力されている場合、第１電源電圧ＶＤＤの低下を監視する動作は、常時実行しているため、図示を省略している。

【0058】

温度補償動作のタイミングは、クロック信号ＣＬＫの立ち上がりと同期して実行される。なお、図７のクロック信号ＣＬＫは周期が１秒になるように分周しているものとする。温度補償動作のタイミングは、カレンダー更新のタイミングと比較して期間Ｔ３だけずれている。期間Ｔ３は任意に設定可能であるが、ここでは３７５ミリ秒とする。そして、５００ミリ秒の周期で温度補償動作が実行される。このようにすることで、温度補償動作のタイミングは、カレンダー更新動作のタイミング、第２電源電圧ＶＢＡＴの電圧低下監視動作のタイミング及びＣＭＰ１９０の動作タイミングと重複することがないため、消費電力が集中的に増大することを防止できる。

【0059】

なお、図７から、温度補償動作の実行タイミングと他の実行タイミングとの間隔は、最短で１２５ミリ秒となることが分かるが、温度補償動作に要する時間は５ミリ秒も要さないと考えられるので、温度補償動作の実行期間と他の処理の実行期間が重複することは想定されない。

【0060】

なお、第１電源電圧ＶＤＤの低下を監視する動作は、前述の通り常時実行しており、クロック信号ＣＬＫと同期しているとは限らない。そのため、図６の容量設定値確定レジスター３６０に信号ＰＣＤを入力するにあたり、クロック信号ＣＬＫと同期させるため、電源電圧切り替え動作検出回路３５０が必要になる。

【0061】

次に、図８を用いて、温度補償動作と容量設定値の決定の関係について説明する。図８は、前述のカウンターのカウント値ＣＮＴが０から開始し、Ｎに達した後、再度０からカウントされるまでの間に行われる温度補償動作について説明する図である。なお、図８のＫ、Ｌ、Ｍ、Ｎは自然数で、Ｋ＜Ｌ＜Ｍ＜Ｎである。

【0062】

温度補償動作において、カウント値ＣＮＴが０からＫになるまでの間、Ａ／Ｄ変換が実行される。具体的には、この間に、前述したＡ／Ｄ変換回路１６４が、温度センサー１６２からの温度検出電圧ＶＴＤを温度検出データＤＴＤにＡ／Ｄ変換し、温度検出データＤＴＤを演算回路１２４に出力する処理が実行される。なお、カウント値ＣＮＴがＫとなった後は、Ａ／Ｄ変換回路１６４の動作をディスエーブルにしてもよい。

【0063】

そして、カウント値ＣＮＴがＫからＬになる前までの間、読み出しが実行される。読み出しとは、例えば、演算回路１２４が、新容量設定値ＣＰＣＡＬを演算するために、メモリー１８０に格納されている温度補償データを読み出すこと等である。

【0064】

その後、カウント値ＣＮＴがＬからＭになるまでの間、演算が行われる。ここでの演算とは、演算回路１２４が、読み出した温度補償データ等に基づいて新容量設定値ＣＰＣＡＬを演算すること等をいう。

【0065】

そして、カウント値ＣＮＴがＭとなった以降は、容量設定値ＣＰが確定する。ここで、第３電源電圧ＶＤＤＡの電圧低下や第１電源電圧切り替え動作が発生していない場合は、カウント値ＣＮＴがＭとなった後、容量設定値ＣＰは新容量設定値ＣＰＣＡＬに反映される。具体的には、新容量設定値ＣＰＣＡＬが、前述の容量設定値確定レジスター３６０から可変容量回路１５６に出力される。

【0066】

ここで、第３電源電圧ＶＤＤＡの電圧低下や第１電源電圧切り替え動作が発生した場合について説明する。この場合、図８に示すように、例えば、カウント値ＣＮＴがＭ－２までに信号ＰＣＤがＳＥＬ３として検出された場合は、前述のＡ／Ｄ変換、読み出し及び演算の処理状態に関わらず、容量設定値ＣＰを過去の容量設定値ＣＰＯＵＴのまま保持することで確定する。具体的には、第３セレクター３４０は、選択制御信号として信号ＰＣＤが入力されたことにより、過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを選択する。つまり、前述の特定期間とは、カウント値ＣＮＴが０からＭ－２までの間の期間である。なお、信号ＰＣＤが検出されるタイミングについて、カウント値ＣＮＴをＭではなくＭ－２までにしている理由は、電源電圧切り替え動作検出回路３５０に含まれる２個のＤフリップフロップの存在を考慮しているためである。

【0067】

なお、図８のタイムチャートにおいて、Ａ／Ｄ変換の期間だけでなく、読み出しの期間においても信号ＰＣＤが検出された場合は、容量設定値は過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを保持し、容量設定値の更新は行わないようにしている。言い換えれば、本実施形態の処理回路１２０は、メモリー１８０からの温度補償データの読み出し期間において第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、可変容量回路１５６に出力する容量設定値ＣＰの更新を停止する。このようにすれば、第１電源電圧切り替え動作のタイミングと温度補償データの読み出し期間が重複したことによって演算回路１２４に不具合が発生したとしても、温度補償の信頼性の低下を防止することができる。

【0068】

同様に、図８のタイムチャートにおいて、演算の期間においても信号ＰＣＤが検出された場合は、容量設定値は過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを保持し、容量設定値の更新は行わないようにしている。言い換えれば、本実施形態の処理回路１２０は、メモリー１８０からの温度補償データに基づく温度補償処理の演算期間において第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、可変容量回路１５６に出力する容量設定値ＣＰの更新を停止する。このようにすれば、第１電源電圧切り替え動作のタイミングと演算期間が重複したことによって演算回路１２４に不具合が発生したとしても、温度補償の信頼性の低下を防止することができる。

【0069】

このようにすることで、演算回路１２４の動作タイミングと第１電源電圧切り替え動作タイミングが重複したことにより、演算回路１２４に不具合が生じる可能性が有るところ、当該演算回路１２４による演算結果を用いた新容量設定値ＣＰＣＡＬを用いずに、過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを保持することができる。よって、迅速に第１電源電圧切り替え動作を行いつつ、温度補償の信頼性の低下を防止することができる。

【0070】

なお、図８においては、カウント値ＣＮＴをＭ－２までの間に第１電源電圧切り替え動作等が行われた場合については、過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを保持することにしているが、所定の事情を考慮できるならば、例えば、カウント値ＣＮＴをＫ－２までの間に第１電源電圧切り替え動作等が行われた場合について、過去の容量設定値ＣＰＯＵＴを保持するようにしてもよい。所定の事情とは、例えば、演算回路１２４の動作と第１電源電圧切り替え動作等が重複しても不具合が生じないことが分かっていること等である。このようにすることで、消費電力が大きいＡ／Ｄ変換が実行されているときに第１電源電圧切り替え動作等が行われたことによってＡ／Ｄ変換回路１６４に不具合が発生し得るところ、当該Ａ／Ｄ変換回路１６４で演算された容量設定値によって、容量設定値が更新されることを防止できる。

【0071】

なお、温度補償動作の内容は、図８の内容だけに限定されず、他の動作を追加してもよい。例えば、図示は一部省略するが、カウント値ＣＮＴがＭ＋２となった以降のタイミングで、メモリー１８０に格納された、トリミングレジスターをリフレッシュする動作を追加してもよい。トリミングレジスターとは、周辺のアナログ回路の動作を最適にチューニングするためのレジスターである。

【0072】

３．その他
以上の説明は、第１電源電圧ＶＤＤから第２電源電圧ＶＢＡＴに第１電源電圧切り替え動作が発生した場合についての説明であったが、その他として、その後に第２電源電圧ＶＢＡＴから第１電源電圧ＶＤＤに電源電圧が切り替わる第２電源電圧切り替え動作が発生する場合の動作例について説明する。

【0073】

図９は、第４電源電圧ＶＯＵＴが第２電源電圧ＶＢＡＴとして出力されている場合における、動作のタイミングチャートを説明する図である。前述したように、第４電源電圧ＶＯＵＴが第１電源電圧ＶＤＤとして出力されている場合、第１電源電圧ＶＤＤの低下は常時監視しているが、第４電源電圧ＶＯＵＴが第２電源電圧ＶＢＡＴとして出力されている場合、第１電源電圧ＶＤＤの低下監視タイミングは、図９に示すように、期間Ｔ４の周期で監視する。期間Ｔ４は任意に設定可能であるが、ここでは３２ミリ秒である。また、図９に示すように、第１電源電圧ＶＤＤの低下監視タイミングは、カレンダー更新タイミングとは重複しないようになっている。

【0074】

また、図示は省略するが、第１電源電圧ＶＤＤの低下監視タイミングは、同様に、前述の第２電源電圧ＶＢＡＴ低下監視タイミング、ＣＭＰ動作タイミング及び温度補償タイミングのいずれとも重複しないようになっている。言い換えれば、処理回路１２０は、Ａ／Ｄ変換回路１６４のＡ／Ｄ変換期間において第１電源電圧ＶＤＤから第２電源電圧ＶＢＡＴへの第１電源電圧切り替え動作が行われた後、第２電源電圧ＶＢＡＴから第１電源電圧ＶＤＤへの第２電源電圧切り替え動作が行われるタイミングを、容量設定値が更新されるタイミングと異ならせる。

【0075】

このようにすることで、第２電源電圧切り替え動作が行われる場合において、Ａ／Ｄ変換等のタイミングと重ならないようにタイミング設計をすることができるため、Ａ／Ｄ変換回路１６４等に不具合が発生することを防止し、温度補償の信頼性を確保することができる。

【0076】

以上に説明した本実施形態の回路装置は、発振回路と、温度センサーと、Ａ／Ｄ変換回路と、処理回路と、電源回路と、を含む回路装置に関係する。発振回路は、可変容量回路を有し、容量設定値ＣＰにより可変容量回路１５６の容量が設定されることで発振周波数が調整される。Ａ／Ｄ変換回路は、温度センサーから出力される温度検出電圧を温度検出データにＡ／Ｄ変換する。処理回路は、温度検出データに基づいて温度補償処理を行うことで可変容量回路の容量設定値を設定する。電源回路は、第１電源電圧と第２電源電圧を含む複数の電源電圧のうちの１つの電源電圧について選択を行い、選択による電源電圧に基づく第３電源電圧をＡ／Ｄ変換回路に供給する。処理回路は、Ａ／Ｄ変換回路のＡ／Ｄ変換期間において第１電源電圧から第２電源電圧へ電源電圧を切り替える第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、可変容量回路に出力する容量設定値の更新を停止する。

【0077】

このようにすることで、第１電源電圧から第２電源電圧への電源電圧切り替えを迅速に行いつつ、可変容量回路に出力する容量設定値の更新を停止することにより温度補償の信頼性の低下を防止することができるため、任意のタイミングに起こりえる電源電圧の低下等の事態に適切な対応をすることができる。

【0078】

また、処理回路は、Ａ／Ｄ変換期間において第１電源電圧切り替え動作が行われなかったとき、可変容量回路に出力する容量設定値を更新してもよい。

【0079】

このようにすることで、Ａ／Ｄ変換期間において電源電圧切り替え動作が行われなかったときは、温度補償の信頼性を維持することができる。

【0080】

また、処理回路は、可変容量回路に出力した過去の容量設定値を記憶する記憶回路を含み、Ａ／Ｄ変換期間において第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、処理回路は、過去の容量設定値を可変容量回路に出力してもよい。

【0081】

このようにすることで、過去の容量設定値を記憶回路で保持することができるので、温度補償の信頼性の低下をより確実に防止することができる。

【0082】

また、処理回路は、記憶回路が保持する過去の容量設定値又は温度補償処理により求められた新容量設定値を選択するセレクターを含み、Ａ／Ｄ変換期間において第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、セレクターは、過去の容量設定値を選択し、記憶回路は、セレクターが出力する過去の容量設定値を保持してもよい。

【0083】

このようにすることで、新容量設定値と過去の容量設定値をセレクターで選択することができるので、より確実に、過去の容量設定値を記憶回路に保持することができるので、温度補償の信頼性の低下をより確実に防止することができる。

【0084】

また、記憶回路は、クロック信号に基づいて、保持する容量設定値を更新し、Ａ／Ｄ変換期間と第１電源電圧切り替え動作のタイミングが重なったとき、記憶回路へのクロック信号の入力を停止させてもよい。

【0085】

このようにすることで、セレクターを必要以上に用いることなく、温度補償の信頼性の低下を防止することができる。

【0086】

また、電源回路は、選択による電源電圧に基づいて第３電源電圧を生成する第３電源電圧生成回路と、第３電源電圧の低下を検出する第３電源電圧低下検出回路と、を含んでもよい。また、処理回路は、Ａ／Ｄ変換期間において第３電源電圧低下検出回路により、第３電源電圧生成回路から供給された第３電源電圧の電圧低下が検出されたとき、可変容量回路に出力する容量設定値の更新を停止してもよい。

【0087】

このようにすることで、電圧低下に伴う不具合により生じた容量設定値を適用することなく、過去の容量設定値を維持することができるので、温度補償の信頼性の低下を防止することができる。

【0088】

また、温度補償処理に用いられる温度補償データを記憶するメモリーを含み、処理回路は、メモリーからの温度補償データの読み出し期間において第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、可変容量回路に出力する容量設定値の更新を停止してもよい。

【0089】

このようにすれば、第１電源電圧切り替え動作と温度補償データの読み出し期間が重複したことにより、演算回路に不具合が発生したとしても、温度補償の信頼性の低下を防止することができる。

【0090】

また、温度補償処理に用いられる温度補償データを記憶するメモリーを含み、処理回路は、メモリーからの温度補償データに基づく温度補償処理の演算期間において第１電源電圧切り替え動作が行われたとき、可変容量回路に出力する容量設定値の更新を停止してもよい。

【0091】

このようにすれば、第１電源電圧切り替え動作と演算期間が重複したことにより、演算回路に不具合が発生したとしても、温度補償の信頼性の低下を防止することができる。

【0092】

また、電源回路は、第１スイッチと、第２スイッチと、第１電源電圧の電圧低下を検出する第１電源電圧低下検出回路と、を含んでもよい。また、第１スイッチは、外部の電源から供給される電圧である第１電源電圧のノードである第１ノードと、選択に基づく電源電圧である第４電源電圧のノードである第３ノードとの間に設けられるようにしてもよい。また、第２スイッチは、バッテリーから供給される電圧である第２電源電圧のノードである第２ノードと、第３ノードとの間に設けられるようにしてもよい。そして、第１電源電圧低下検出回路が第１電源電圧の電圧低下を検出したとき、第１スイッチがオンからオフになり、第２スイッチがオフからオンになり、オンである第２スイッチを介して第２ノードに供給される第２電源電圧に基づく第３電源電圧が、Ａ／Ｄ変換回路に供給されるようにしてもよい。

【0093】

このようにすれば、第１電源電圧の電圧が低下しても、第２電源電圧に基づく第３電源電圧ＶＤＤＡをＡ／Ｄ変換回路に供給することができる。

【0094】

また、処理回路は、Ａ／Ｄ変換回路のＡ／Ｄ変換期間において第１電源電圧から第２電源電圧への第１電源電圧切り替え動作が行われた後、第２電源電圧から第１電源電圧への第２電源電圧切り替え動作が行われるタイミングを、容量設定値が更新されるタイミングと異ならせてもよい。

【0095】

このようにすれば、第２電源電圧から第１電源電圧への第２電源電圧切り替え動作が行われても温度補償の信頼性を確保することができる。

【0096】

また本実施形態のリアルタイムクロック装置は、上記のいずれかに記載の回路装置と、発振回路の発振動作により振動する振動子と、を含むリアルタイムクロック装置に関係する。処理回路は、発振信号に基づく計時処理を行う計時回路を含む。

【0097】

このようにすれば、本実施形態の回路装置をリアルタイムクロック装置に適用することができる。

【0098】

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また、回路装置及びリアルタイムクロック装置の構成及び動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。

【符号の説明】

【0099】

１０…振動子、１００…回路装置、１１０…電源回路、１１４…スイッチ制御回路、１１５…第１検出回路、１１６…第２検出回路、１２０…処理回路、１２１…計時回路、１２２…温度補償回路、１２４…演算回路、１２６…容量設定値更新回路、１３０…パワーオンリセット回路、１５０…発振回路、１５１…レギュレーターＶＯＳＣ＿ＲＥＧ、１５２…レギュレーターＶＤＤＡ＿ＲＥＧ、１５３…レギュレーターＶＬＯＧ＿ＲＥＧ、１５５…第３電源電圧低下検出回路、１５６…可変容量回路、１６０…温度検出回路、１６２…温度センサー、１６４…Ａ／Ｄ変換回路、１７０…インターフェース回路、１８０…メモリー、１９０…ＣＭＰ、２００…リアルタイムクロック装置、３１０…選択制御信号生成回路、３２０…第１セレクター、３３０…第２セレクター、３４０…第３セレクター、３５０…電源電圧切り替え動作検出回路、３６０…容量設定値確定レジスター、ＣＰ…容量設定値、ＣＰＯＵＴ…過去の容量設定値、ＣＰＣＡＬ…新容量設定値、ＮＶＤＤ…第１ノード、ＮＶＢＡＴ…第２ノード、ＮＶＢＡＴ…第３ノード、ＤＴＤ…温度検出データ、ＶＤＤ…第１電源電圧、ＶＢＡＴ…第２電源電圧、ＶＤＤＡ…第３電源電圧、ＶＯＵＴ…第４電源電圧、ＶＴＤ…温度検出電圧

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】