(57)【要約】【課題】  電源遮断におけるプログラム実行状態や処理結果等の情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避することなく、マイクロコンピュータシステムに供給維持される電源電圧の下で、必要な限りのプログラム実行状態や処理結果等の情報を保持できるマイクロコンピュータシステムを提供する。【解決手段】  ２系列の燃料容器２５０，２５１を備え、電源スイッチ遮断や予期せぬ電源遮断等の電源遮断事象が発生した場合においても２系列の燃料容器による発電部２０２への燃料供給を制御することにより、マイクロコンピュータシステムへの必要な限りの電源供給を維持する。また、２系列の燃料容器２５０，２５１の中で、補助的燃料容器である第２燃料容器２５１による発電部２０２への燃料供給を燃料遮断から独立するように配置、構成し、電源の多重遮断に対して生じる問題を回避する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部とのインターフェイス機能を有する入出力装置と、プログラム実行とデータ処理を行う処理ユニット、プログラム及びデータを格納する記憶ユニット、及び、前記入出力装置との間でデータと制御信号を送受信する入出力制御ユニットを含むマイクロコンピュータ部と、システム内に電力を供給する電源ユニットと、を備えてなるマイクロコンピュータシステムであって、
前記電源ユニットが、燃料電池からなる発電部と、前記マイクロコンピュータ部に対する制御機能を有する電源制御部と、前記システム内に主電力を供給する場合に前記発電部へ燃料供給を行う第１燃料容器と前記システム内に補助電力を供給する場合に前記発電部へ燃料供給を行う第２燃料容器と、を有し、
前記電源制御部が、前記マイクロコンピュータ部が実行する起動動作、定常動作、待機動作、終了動作、または、予期せぬ電源遮断に対する緊急動作に対応して前記第１燃料容器及び前記第２燃料容器からの各燃料供給を制御することを特徴とするマイクロコンピュータシステム。
【請求項２】
前記電源制御部が、前記第１燃料容器の状態、及び、前記マイクロコンピュータ部の状態を検出する検出手段と、前記検出された状態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応答して前記第１燃料容器及び前記第２燃料容器からの各燃料供給を制御する制御手段と、前記判定結果に応答して前記マイクロコンピュータ部へ通知信号を出力する通知手段と、を有し、
前記マイクロコンピュータ部が、前記通知信号に応答して、起動動作、定常動作、待機動作、終了動作、または、予期せぬ電源遮断に対する緊急動作を実行することを特徴とする請求項１に記載のマイクロコンピュータシステム。
【請求項３】
前記電源制御部が、前記電源ユニットの出力電圧、前記第１燃料容器の状態、及び、前記マイクロコンピュータ部の状態を検出する検出手段と、前記検出された状態を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に応答して前記第１燃料容器及び前記第２燃料容器からの各燃料供給を制御する制御手段と、前記判定結果に応答して前記マイクロコンピュータ部へ通知信号を出力する通知手段と、を有し、
前記マイクロコンピュータ部が、プログラム実行状態と実行結果の情報を前記記憶ユニット上で移動させることなく、前記通知信号に応答して、起動動作、定常動作、待機動作、終了動作、または、予期せぬ電源遮断に対する緊急動作を実行することを特徴とする請求項１に記載のマイクロコンピュータシステム。
【請求項４】
前記第１燃料容器が、前記電源ユニットに対して着脱可能に設けられ、
前記検出手段が、前記第１燃料容器の着脱の事象発生を検出する機能を有することを特徴とする請求項２または３に記載のマイクロコンピュータシステム。
【請求項５】
前記マイクロコンピュータ部が実行する用途に応じた応用プログラムと前記通知信号に応答して実行する所定の動作に対応するプログラムが、前記記憶ユニットに書込まれていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のマイクロコンピュータシステム。
【請求項６】
前記第１燃料容器が、前記電源ユニットに対して着脱可能に設けられ、
前記第２燃料容器が、前記電源ユニット内に着脱不能に固定され、
前記第２燃料容器への燃料補充が、前記第１燃料容器からの燃料供給により行われることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のマイクロコンピュータシステム。
【請求項７】
前記入出力装置が、表示、キー入力、アナログ入力、アナログ出力、デジタル入力、デジタル出力、デジタル入出力、無線信号入力、及び、無線信号出力の少なくとも何れか１つの形態により外部とインターフェイスする機能を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のマイクロコンピュータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を電力供給源とするマイクロコンピュータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、マイクロコンピュータシステムは、中央処理部（ＣＰＵ）、読出し専用記憶部（ＲＯＭ）、ランダムアクセス記憶部（ＲＡＭ）、入出力制御部、制御プログラム、電源部等から構成されている。マイクロコンピュータシステムは、これに専用ハードウェア部を追加し、制御プログラムを可変として専用プログラム化することにより用途別の電子装置として、広く発展を遂げてきた。
【０００３】
近年、特に携帯型や可搬型の電子装置においては、文字、静止画、動画、音声等の情報を高速、大量、長時間扱う必要性から、小型化は当然のこととして、マイクロコンピュータシステムの高速処理化、回路やメモリの大容量化、節電、電池の長寿命・高出力化等が求められてきた。これら要求に応え進歩を遂げてきた代表的技術に、３２ビットＣＰＵ等における並列処理ビット数の向上、ＲＩＳＣアーキテクチャの採用等の高速処理技術と、システムオンチップ、フラッシュメモリにおける多値化、複合メモリの実装技術等の大容量化技術と、機能ブロック制御、動作モード制御、スリープ／サスペンド制御、イベントモード制御等の節電技術と、リチウムイオン二次電池、非接触給電等の給電技術がある。  
【０００４】
さて、マイクロコンピュータシステムからなる電子装置への給電手段として、上記のリチウムイオン二次電池の他に、アルカリ乾電池、リチウム電池等の一次電池と、ニカド電池、ニッケル水素電池等の二次電池が多用されているが、ともに使用後に回収し処理しなければならないという課題を有している。更に、二次電池では充放電を繰り返して使用するため充電器が必要であり、充電に要する時間的、電気的なロスと相俟って、これも課題となっている。
【０００５】
携帯型や可搬型の電子装置における給電手段の課題として、電池のエネルギ密度の向上、省資源、省エネルギ、環境負荷低減があり、今後これを解決する技術として燃料電池が注目されている。
【０００６】
特に、小型電子機器の用途に適した燃料電池として、改質器が不要で小型化が容易、低温作動が可能、液体燃料を使用しているので可搬性がある等の理由によりメタノールを直接反応させて起電力を得る直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）が有望視されている。ＤＭＦＣは、図７の動作原理図に示されるように、夫々燃料極、空気極とも呼ばれる負極、正極の電極とプロトン伝導体である固体高分子電解質膜（ＰＥＭ）から構成される。負極には燃料としてメタノールと水の混合液が供給され、下記（化１）の化学反応式に示す酸化反応が起る。正極においては空気中の酸素が取込まれ、下記（化２）の化学反応式に示す酸素還元反応が発生する。これらの反応の結果、下記（化３）の化学反応式及び図７に示されるように負極と正極の間に起電力が発生し、副生成物として炭酸ガスと水が生じる。
【０００７】
（化１）
負極    ：  ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−
（化２）
正極    ：  ３／２Ｏ２＋６Ｈ＋＋６ｅ−→３Ｈ２Ｏ
（化３）
全反応  ：  ＣＨ３ＯＨ＋３／２Ｏ２→ＣＯ２＋２Ｈ２Ｏ
【０００８】
従来、燃料電池を備えた多種のシステムや装置が提案されており、例えば、下記の特許文献１においては、電力の供給を安定させ、機器が多様化した場合でも柔軟に対応できる燃料電池発電制御システムの構成が示されている。この構成においては、電子装置と発電装置との間で、電子装置からは機器情報を送出し、発電装置からは燃料残時間等の情報を送出することにより、発電装置において燃料供給量と電力量を制御する。
【０００９】
また、下記の特許文献２においては、所定の電子装置の電極端子に直接接続でき、電子装置を安定に動作させ、発電用燃料を効率的に利用できる電源システムの構成が示されている。この構成は電子装置と発電装置（発電モジュール）を含み、電子装置は発電装置との間で制御信号を送受するコントローラを有し、発電装置は主発電部と副発電部の２系列の発電部を制御する制御部を有する。この構成は基本的には発電された電子装置への電源電圧の変動量を発電部への燃料供給量へフィードバックし、電力供給を最適に制御しようとするものである。
【００１０】
このような既に提案されている燃料電池システムでは、一般に、燃料電池側からみた制御に関する構成と方法について開示されているが、マイクロコンピュータシステムの動作、特にその電源との関わりに関する制御の手段、方法については十分に開示されてはいない。携帯型や可搬型電子装置に対する節電、長時間、長寿命、高出力等の要求に応えるためには、上述の節電技術と燃料電池を組合せば、更に効果が増すと期待される。マイクロコンピュータ側からみた場合、電源との関わりは、一般に、電源起動、定常動作、待機動作、終了動作、突発的な予期せぬ電源遮断の各段階において、異なる動作態様で発生し、終了する。特に、予期せぬ電源遮断に対する制御は、携帯型や可搬型電子装置の安定的動作にとって重要な技術である。
【００１１】
さて、本発明が解決しようとする課題を明らかにするために、従来技術の視点から、アルカリ乾電池やリチウムイオン電池等に代表される一次電池や二次電池を用いたマイクロコンピュータシステムにおける電源起動、定常動作、待機動作、終了動作、突発的な予期せぬ電源遮断の各段階で想定される制御の手段、方法を、図８を参照しながら以下に説明する。尚、上述の各段階における制御の手段、方法は、燃料電池採用のマイクロコンピュータシステムにおいても、一次電池や二次電池を使用した場合に類似すると想定される。
【００１２】
図８は、マイクロコンピュータシステムと電源の相互間の動作上の関係を示す一例である。以下、本発明においては図８で示される電源制御の手段、方法を従来型電源制御方式と呼ぶ。
【００１３】
電源起動動作（１）において、マイクロコンピュータは、電源スイッチが投入される以前はリセット状態にあり、電源スイッチ投入後は電源線の電圧を検出して規定値以上になると非活性化されるマイクロコンピュータに対するリセット信号によりリセット解除状態に入り、最初のプログラムの実行を開始する。即ち、マイクロコンピュータは自らの状態を初期化し、マイクロコンピュータシステムにおけるコマンド等の起動要因待ちの状態、いわゆる待機動作（３）に移行する。尚、一般的にマイクロコンピュータはパワーオンリセットと呼ばれる電源スイッチによるリセットと後続のリセット解除、及び、マニュアルリセットと呼ばれる手動リセットスイッチによるリセットと後続のリセット解除の二つの動作の内何れかを外部割込み信号の状態を検出して選択する。
【００１４】
定常動作（２）は、電子装置の用途として本来求められている動作の状態を指す。マイクロコンピュータは、外部から入力されたコマンドの処理とその処理結果の外部への伝達とマイクロコンピュータ内部の演算処理等を実行し、これらの処理が完了すると、通常、再度、待機動作（３）に移行する。
【００１５】
マイクロコンピュータは待機動作（３）に移行すると、外部コマンドや割込み等の起動要因待ちの状態で、マイクロコンピュータに固有に備わっているスリープやスタンバイ等の節電動作モードを実行している。節電動作モードはパワーオンリセットやマニュアルリセットや割込み信号によって解除される（図示せず）。
【００１６】
終了動作（４）において電源スイッチ遮断の事象が発生すると、一般的にはマイクロコンピュータシステム即ち電子装置は即座にリセットされる。また、ある種の電子装置の終了動作の例では、電源スイッチ遮断の事象が発生するとマイクロコンピュータに対して割込み信号として電源遮断の状態が通知され、マイクロコンピュータはこれを検知すると電源電位に動作余裕がある期間内に、図８において「プログラム終了処理」として示されるマイクロコンピュータの状態等の所定の情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避し、電子装置の動作を終了させる。
【００１７】
更に、一次電池や二次電池等の従来型の電池を備えた電子装置において電池を交換する場合、終了動作と起動動作は、一般に、電池空状態の警告発生、交換電池の用意、電子装置の電源スイッチ遮断または電子装置の動作ロック、電子装置内部でマイクロコンピュータによるプログラム状態や処理結果の退避、電池交換、電源スイッチ再投入またはロック解除、プログラム状態や処理結果の復帰、電池交換の前の状態から使用再開の一連の電池交換シーケンスから構成される。燃料電池を備えた電子装置においても、燃料容器の交換に伴う終了動作と起動動作は、基本的には前記と類似のシーケンスから構成される。
【００１８】
予期せぬ電源遮断（５）の例として、電子装置の動作中に従来型電池や燃料容器が誤って外れた場合や電源線や燃料経路が切断された場合等がある。予期せぬ電源遮断（５）の事象発生においては、電源線の電圧変動を監視し、規定値範囲外となるとマイクロコンピュータに対し割込み信号を発生する。マイクロコンピュータは、この割込み信号を予期せぬ電源遮断として認識し、マイクロコンピュータ自身に電源電圧が印加されて動作可能な期間内に最優先の割込み処理としてプログラム実行状態や処理結果等の情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避することによって電源復帰時の再開動作に備え、その後、電子装置の動作を終了させる。
【００１９】
【特許文献１】特開２００３−１１５３１３号公報
【特許文献２】特開２００２−２８００３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
従来型電源制御方式は、要約すると次の３動作に分類される。即ち、第１の動作は、電源線の電圧変動を監視し変動要因を識別するものであり、第２の動作は、監視値が規定値範囲内であれば定常動作や待機動作の通常動作を行うものであり、第３の動作は、監視値が規定値範囲外であれば例外的な動作として変動要因に応じた処理を行うものである。第３の動作では、マイクロコンピュータへの供給電圧を規定時間の間維持する時間確保手段と、確保された時間内にマイクロコンピュータのプログラム実行状態や処理結果等の情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避する手段が求められる。
【００２１】
このような従来型電源制御方式においては、マイクロコンピュータは、電源部の出力電圧の変動情報を通常電源監視用素子から受取り、変動要因に対応した処理を行う。変動要因として電源スイッチの投入や遮断等があり、マイクロコンピュータはこれらの変動要因を識別し、電源部の出力電圧が上昇方向であれば起動処理、即ちマイクロコンピュータシステムの状態を初期値に設定後プログラムの実行を開始するか、もしくはプログラム実行状態や処理結果等の情報を復元してプログラムの実行を再開する。一方、マイクロコンピュータは電源部の出力電圧が下降方向であれば動作を終了するか、もしくは予期せぬ電源遮断の処理としてプログラム実行状態や処理結果等を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避するための処理を実行後、動作を終了する。一般的には  このような電源制御方式においては、マイクロコンピュータのプログラム実行状態や処理結果等の情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避するための時間を確保する手段が求められる。上述の監視値が許容値外になると退避時間を確保するに十分な時間遅延をもってリセット信号を非活性化しマイクロコンピュータシステムを安定動作させなければならない。このため、例えば、予期せぬ電源遮断の場合、退避可能なマイクロコンピュータのプログラム実行状態や処理結果等の情報量は、確保できるリセット信号の遅延時間と安定的に動作可能なマイクロコンピュータの供給電圧の維持時間を勘案して決定しなければならないという課題がある。
【００２２】
従来型電源制御方式の更なる課題として、電源の多重遮断への対処方法がある。即ち、電源遮断を検出し動作可能な電源電圧が印加されている状態でマイクロコンピュータがプログラム実行状態や処理結果等の情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避している期間中に、更に何らかの原因で供給電圧が維持できなくなった場合の効果的な対処の方法が課題となっている。複数の電源を使用し多重遮断に対応して切替える方法があるが、これは携帯型や可搬型の電子装置に適した方法とは言えない。
【００２３】
本発明は、従来型電源制御方式における上述の諸課題に応えるため、燃料電池発電部とマイクロコンピュータより構成されるマイクロコンピュータシステム及びその電源制御の方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するための本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、外部とのインターフェイス機能を有する入出力装置と、プログラム実行とデータ処理を行う処理ユニット、プログラム及びデータを格納する記憶ユニット、及び、前記入出力装置との間でデータと制御信号を送受信する入出力制御ユニットを含むマイクロコンピュータ部と、システム内に電力を供給する電源ユニットと、を備えてなるマイクロコンピュータシステムであって、前記電源ユニットが、燃料電池からなる発電部と、前記マイクロコンピュータ部に対する制御機能を有する電源制御部と、前記システム内に主電力を供給する場合に前記発電部へ燃料供給を行う第１燃料容器と前記システム内に補助電力を供給する場合に前記発電部へ燃料供給を行う第２燃料容器と、を有し、前記電源制御部が、前記マイクロコンピュータ部が実行する起動動作、定常動作、待機動作、終了動作、または、予期せぬ電源遮断に対する緊急動作に対応して前記第１燃料容器及び前記第２燃料容器からの各燃料供給を制御することを特徴とする。
【００２５】
つまり、本発明に係るマイクロコンピュータシステムにおいては、２系列の燃料容器を備え、電源スイッチ遮断や予期せぬ電源遮断等の電源遮断事象が発生した場合においても２系列の燃料容器による発電部への燃料供給を制御することにより、マイクロコンピュータシステムへの必要な限りの電源供給が維持されることを特徴とする。
【００２６】
更に、本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、上述の課題を解決するため、電源遮断におけるプログラム実行状態や処理結果等の情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避することなく、つまり、当該情報を記憶ユニット上で移動させることなく、２系列の燃料容器による発電部への燃料供給を制御することによりマイクロコンピュータシステムに供給維持される電源電圧の下で、必要な限りのプログラム実行状態や処理結果等の情報を保持することを特徴とする。
【００２７】
更に、本発明に係るマイクロコンピュータシステムは、２系列の燃料容器の中で、補助的燃料容器である第２燃料容器による発電部への燃料供給を燃料遮断から独立するように配置、構成し、電源の多重遮断に対して生じる問題を回避することを特徴とする。
【００２８】
本発明に係るマイクロコンピュータシステムによれば、マイクロコンピュータシステムにおける電源の起動（投入）、遮断（停止）、多重遮断等におけるマイクロコンピュータのプログラム実行状態や処理結果等の記憶及び復元すべき情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避する必要がなく、従って、当該情報の退避と復元に要する時間やクロック数を確保する必要もなくなり、システム構成を簡略化させることができる。
【００２９】
更に、本発明に係るマイクロコンピュータシステムによれば、不揮発性メモリを使用することなくマイクロコンピュータやシステムオンチップ集積回路素子を構成できるので集積回路製造工程を簡略化することができる。
【００３０】
更に、本発明に係るマイクロコンピュータシステムによれば、マイクロコンピュータシステムにおいて、動作用としての一次電池や、情報の一次記憶、保存のためのバックアップ電源としての二次電池を必要としないので、電池の回収や充電器の必要性を回避でき、省資源、省エネルギ、環境負荷低減に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係るマイクロコンピュータシステム（以下、適宜「本発明システム」と称す）の一実施の形態を、図面に基づいて説明する。尚、本説明によって本発明が限定されるものではない。
【００３２】
図１は、燃料電池で動作するマイクロコンピュータシステムの一実施例である携帯型電子体温計の概念図である。携帯型電子体温計を実施例とする所以は、図１において、携帯型電子体温計１０が、液晶パネルを含む液晶表示部１２と、ボタンスイッチを含むキー入力部１４と、温度センサーを含むセンサー入力部１６と、電源スイッチ１３と、リセットスイッチ１５と、燃料容器１１を着脱自在に設けた本発明システム（図示せず）により構成される典型的な電子装置であるからである。ただ、本発明の目的とするところは、マイクロコンピュータシステムにおける従来型電源制御方式の既述の諸課題を、２系列の燃料容器を備え、燃料電池からなる発電部への燃料供給を、電源起動、定常動作、待機動作、終了動作、予期せぬ電源遮断の各段階において適応的に制御することにより解決することにあるので、本発明の本質から離れる表示部１２とデジタル入力部１４とアナログ入力部１６に関する動作についてはその説明を省略する。
【００３３】
図２は、本発明システムの全体の構成図である。本発明システムは、システム全体の制御機能を有するマイクロコンピュータ部１００と、システム全体の電源供給制御機能を有する電源ユニット２００と、システム全体に主電力を供給する場合に発電部において使用される燃料を供給するための第１燃料容器２５０と、マンマシンインターフェイスに供される入出力装置３００の４ブロックから構成される。
【００３４】
マイクロコンピュータ部１００と電源ユニット２００の間は、夫々一本または複数の電源ユニット制御入力信号１０１と電源ユニット制御出力信号１０２によりインターフェイスされ、マイクロコンピュータ部１００と入出力装置３００の間は、夫々一本または複数の入出力装置制御入力信号１３２と入出力装置制御出力信号１３１によってインターフェイスされる。マイクロコンピュータ部１００と入出力装置３００は、電源ユニット２００において発電された電源電圧が一本または複数の電源線２１０を通じて供給される。本発明システムにおいては、燃料を第１燃料容器２５０から燃料路２１１を通じて電源ユニット２００へ供給する。
【００３５】
図３に、マイクロコンピュータ部１００の構成を示す。マイクロコンピュータ部１００は、その構成要素として処理ユニット１１０と記憶ユニット１２０と入出力制御ユニット１３０を含む。マイクロコンピュータ部１００の主たる機能は、処理ユニット１１０におけるプログラム実行及びデータ処理機能と、記憶ユニット１２０におけるプログラム及びデータの記憶制御機能と、入出力制御ユニット１３０における入出力装置とのインターフェイス機能と、電源ユニット２００との電源に関る相互の制御機能である。
【００３６】
処理ユニット１１０は、ＣＰＵ部１１１と、ＣＰＵ部１１１以外の機能部よりなる他のロジック部１１２から構成され、他のロジック部１１２には、例えばクロック発生器、割込み制御回路、アドレスデコーダ等が含まれる。処理ユニット１１０には電源ユニット２００から電源ユニット制御入力信号１０１が入力し、処理ユニット１１０から電源ユニット２００に対し電源ユニット制御出力信号１０２が出力する。
【００３７】
電源ユニット制御入力信号１０１には、ＣＰＵ部１１１に対するリセット信号と割込み要求信号が含まれる。電源ユニット制御出力信号１０２には、電源異常を通知する情報と、スリープ動作等からなる低電力処理への移行と低電力処理からの復帰を示す情報が含まれる。電源異常は、電源部ユニット２００、マイクロコンピュータ部１００、入出力装置３００の少なくとも何れかの１個所において、電源線２１０の電圧値を監視することによって検知する。
【００３８】
記憶ユニット１２０は、構成要素として読出し専用メモリ（ＲＯＭ）からなるＲＯＭ部１２１と読出し書込み可能メモリ（ＲＡＭ）からなるＲＡＭ部１２２を有する。一般的な適用事例では、ＲＯＭ部１２１にはマスクＲＯＭが使用され、マイクロコンピュータ部１００を含む半導体素子として製造される工程において各種の適応事例に対応した固定プログラムや固定データがマスクＲＯＭに焼き付けられる。ＲＡＭ部１２２にはマイクロコンピュータシステム内で変更される可変プログラム、入出力装置から取込まれた追加プログラムやデータ類、プログラムの実行結果や一次保存データ等の情報が配置される。本実施形態においては、ＲＡＭ部１２２には電源供給状態でクロックの停止時に書込み情報の保持が可能なスタティックＲＡＭを使用する。本発明システムの特徴とするところは、従来から多用されている不揮発性メモリや従来型電池によるプログラムやデータの恒久的または一時的保存手段を採用せずにマイクロコンピュータシステムや電子装置を構築できることにある。
【００３９】
入出力制御ユニット１３０は、入出力装置３００との間で一本または複数の入出力装置制御入力信号１３２及び入出力装置制御出力信号１３１によってインターフェイスをとる。より具体的には、入出力装置３００から上述のボタンスイッチ情報等を入出力装置制御入力信号１３２の一部として取込む入力制御部１３４、上述の液晶パネル部への表示情報を入出力装置制御出力信号１３１として出力する出力制御部１３３、及び、上述のアナログ入力部１６からの情報を入出力装置制御入力信号１３２の他の一部として取込み且つ入出力制御ユニット１３０の内部にアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を有するアナログ入力制御部（図示せず）等を主な構成要素としている。入出力制御ユニット１３０は、本発明システムの用途によっては、内部に双方向制御部やアナログ出力制御部を含んでもよい。
【００４０】
携帯型電子装置においては、入出力装置３００は、マンマシンインターフェイスに係る構成要素を含み、本実施形態では液晶表示部１２とキー入力部１４とセンサー入力部１６を備える。
【００４１】
図４に、電源ユニット２００の構成を示す。電源ユニット２００は主要構成要素として電源制御部２０１と発電部２０２と供給制御部２０３と第２の燃料容器２５１とを有する。ここで、発電部２０２と供給制御部２０３と第２の燃料容器２５１からなる電源制御部２０１を除く構成部分は、後述する燃料路２１１，２１２，２１３及びこれら燃料路相互間の経路形成を制御する供給制御部２０３の一部にメカニカルな機構を含む。電源ユニット２００の主たる機能は発電機能であり、更に、電源制御部２０１におけるマイクロコンピュータ部１００との電源に関る相互の制御機能と２系列の燃料容器の供給切替制御機能を、上記発電機能に対する補助機能として備える。
【００４２】
発電部２０２は、図７に示される構成のメタノールを燃料とする直接メタノール型燃料電池発電器である。発電部２０２で発電された電圧は、図７において、それぞれ空気極、燃料極とも称される正極と負極の間から取出され、電源線２１４を介して出力回路２０５に供給される。供給制御部２０３は、燃料路２１１によって電源ユニット２００の外部にある第１燃料容器２５０と結合され、燃料路２１２により第２燃料容器２５１と結合され、燃料路２１３により発電部２０２と結合されている。供給制御部２０３は、制御手段２０４の制御により燃料路２１１と燃料路２１２の何れか一方を燃料路２１３に接続する。更に、供給制御部２０３の他の機能として、制御手段２０４の制御により、燃料路２１１と燃料路２１２を接続する。当該他の機能は、第１燃料容器２５０が電源ユニット２００に装着された場合に、第１燃料容器２５０から第２燃料容器２５１へ燃料を充填するために使用される。
【００４３】
電源制御部２０１は、その構成要素として制御手段２０４と出力回路２０５と検出手段２０６と判定手段２０７と通知手段２０８を含む。出力回路２０５は、電源線２１４を介して発電部２０２より与えられる入力電圧を昇圧し、時間調整、整形等の変換作用を加えた後、夫々一本または複数の電源線２１０と電源線２１５へ出力する。電源線２１０はマイクロコンピュータ部１００及び入出力装置３００の電源に使用され、電源線２１５は電源ユニット２００の内部電源に使用される。制御手段２０４は制御出力信号２２１によって供給制御部２０３における燃料路相互の接続を制御し、制御入力信号２２０によって上述の供給制御部２０３で制御される燃料路の状態を知ることができる。更に、制御手段２０４は電源制御部２０１の制御入力信号２２２と制御出力信号２２３を有する。制御入力信号２２２及び制御出力信号２２３は、出力回路２０５や検出手段２０６の制御入力信号及び制御出力信号として使用される。検出手段２０６は制御出力信号２２３により、処理ユニット１１０からの状態通知信号１０２と第１燃料容器２５０の状態通知信号２２４と電源スイッチ１３とリセットスイッチ１５の状態を示す電源スイッチ信号２２５を取込み、そして、取り込んだ信号を選択し、検出手段出力信号２２６として出力する。判定手段２０７は検出手段出力信号２２６を取込み、その判定結果を判定手段出力信号２２７として出力する。通知手段２０８は判定手段出力信号２２７を取込み、電源の状態に応じてＣＰＵ部１１１が応答しなければならない動作の識別情報の通知信号として、時間調整、整形等の変換作用を加えた後、１本または複数の電源ユニット制御入力信号１０１を処理ユニット１１０に出力する。
【００４４】
処理ユニット１１０からの状態を通知する電源ユニット制御出力信号１０２には、電源異常を通知する情報と、スリープ動作等からなる低電力処理への移行と低電力処理からの復帰を示す情報が含まれる。
【００４５】
起動電源２１６は電源ユニット２００の起動電圧として機能し、電源選択部２０９は電源線２１５と起動電源２１６の何れかを選択して電源制御部２０１の電源内部電圧線２１７として出力する。
【００４６】
次に、マイクロコンピュータ部１００と電源ユニット２００の間の動作について説明する。図５は、本発明システムの全体的な動作フローを示すフローチャートであり、メインルーチンＳ１０は初期化ルーチンＳ１１と待機状態処理Ｓ１５と定常状態処理Ｓ１４からなる。
【００４７】
処理ユニット１１０は、出力回路２０５から電源線２１０を介して処理ユニット１１０と記憶ユニット１２０と入出力制御ユニット１３０と入出力装置３００に対して所定の電源電圧が印加された後、電源ユニット制御入力信号１０１の一部をなすリセット信号が非活性化されるとリセット解除の状態になり、初期化ルーチンＳ１１を実行する。初期化ルーチンＳ１１はＣＰＵ部１１１内のコンディションコードレジスタやＲＡＭ部１２２の状態や入出力制御ユニット１３０の内部レジスタの状態等を初期設定するプログラム群よりなる（図示せず）。初期化ルーチンＳ１１には、図１に示す電子装置における液晶表示部１２上にコマンド待ちのプロンプトを表示するプログラムが含まれる。
【００４８】
処理ユニット１１０は初期化ルーチンＳ１１を実行後、外部コマンド等の起動要因待ちの状態、即ち待機状態Ｓ１２に移行する。処理ユニット１１０は、待機状態Ｓ１２において、キー入力部１４やセンサー入力部１６等からの外部コマンドがあれば対応する外部コマンド処理Ｓ１４を実行した後、再度待機状態Ｓ１２に移行する。処理ユニット１１０は、待機状態Ｓ１２において、ＣＰＵ部１１１に固有に備わっているスリープやスタンバイ等の節電動作モードを使用し、外部コマンドによって節電動作モードから解除される第１の低電力処理Ｓ１５に移行する。
【００４９】
図６は、外部割込み処理の動作フローを示すフローチャートである。本発明システムにおける外部割込み要因には、予期せぬ電源遮断に係る電源異常検出と、電源スイッチ１３及びリセットスイッチ１５に係る電源スイッチ投入と、キー入力部１４及びセンサー入力部１６に係る外部キー入力と、第１燃料容器２５０の着脱に係る燃料容器装着とがある。上記外部割込み要因のなかで、予期せぬ電源遮断に係る電源異常検出と電源スイッチ投入と燃料容器装着は電源ユニット１００において発生する事象であり、処理ユニット１００へ電源ユニット制御入力信号１０１により割込み事象発生が通知される。上記外部割込み要因のなかで外部キー入力は入出力装置３００で発生する事象であり、通常処理ユニット１１０へ入出力制御ユニット１３０を経由して内部割込み制御線により（図示せず）割込み事象発生が通知される。
【００５０】
外部割込み処理Ｓ２０においてＣＰＵ部１１１は割込み要因を分析し、対応する処理を実行する。即ち、電源スイッチ投入Ｓ２１の状態が遮断（Ｎ）であれば、次に燃料容器装着Ｓ２２の状態を調べ、燃料容器装着Ｓ２２の状態が取外し（Ｎ）であれば、定常終了処理Ｓ２５を実行して本電子装置の動作を終了する（Ｓ２６）。一方、燃料容器装着Ｓ２２の状態が装着（Ｙ）であれば、プログラムの状態保存処理Ｓ２３を実行した後、第２の低電力処理Ｓ２４を実行する。第２の低電力処理Ｓ２４において、ＣＰＵ部１１１は第２の低電力処理に入る通知信号として電源ユニット制御出力信号１０２を電源ユニット２００に対して出力する。電源ユニット２００においては電源ユニット制御出力信号１０２を受取り、これを起動信号として制御手段２０４によって供給制御部２０３を制御し、発電部の燃料供給を第１燃料容器２５０から第２燃料容器２５１に切替える。
【００５１】
本発明システムは、プログラムの状態保存処理Ｓ２３において、従来型電源制御方式のようにプログラムの実行途中の状態を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避することなく、プログラム実行再開に備えて最低限の情報を保持するべくマイクロコンピュータ側から電源側に対して燃料供給の切替制御信号を出力することを特徴としている。
【００５２】
電源スイッチ投入Ｓ２１の状態が投入（Ｙ）であれば、電源異常検出Ｓ２７の状態が調べられる。通常電源異常は電源線２１０の電圧を監視して検出され、電源異常検出Ｓ２７の状態が検出（Ｙ）であれば、ＣＰＵ部１１１はプログラムの状態保存処理Ｓ２３へ処理を移行する。ＣＰＵ部１１１は電源異常検出Ｓ２７の状態が非検出（Ｎ）であればＳ２８において外部キー入力の状態を調べる。外部キー入力の状態が有（Ｙ）であれば、ＣＰＵ部１１１はＳ２９において待機状態における第１の低電力処理Ｓ１５からの復帰処理を実行する。外部キー入力の状態が無（Ｎ）であれば、ＣＰＵ部１１１はＳ３０において第１の燃料容器の装着状態を調べる。Ｓ３０において第１燃料容器２５０の装着状態が取外し（Ｎ）であれば、これを燃料交換と認め、ＣＰＵ部１１１はプログラム状態保存処理Ｓ２３に移行する。Ｓ３０において第１燃料容器２５０の装着状態が装着（Ｙ）であれば、ＣＰＵ部１１１は第２の低電力処理からの復帰処理Ｓ３１に移行する。Ｓ３１において、ＣＰＵ部１１１は第２の低電力処理から復帰する通知信号として電源ユニット制御出力信号１０２を電源ユニット２００に対して出力する。電源ユニット２００は電源ユニット制御出力信号１０２を受取り、これを起動信号として制御手段２０４によって供給制御部２０３を制御し、発電部２０２の燃料供給を第２燃料容器２５１から第１燃料容器２５０に切替える。
【００５３】
本発明システムにおいては、２系列の燃料容器２５０，２５１を用意することにより発電部２０２において常時発電する構成を採用しているので、従来型電源制御方式における多重遮断の問題を回避できる。
【００５４】
以上説明した構成、方法により、電子装置（マイクロコンピュータシステム）における電源の起動（投入）、遮断（停止）、多重遮断等におけるマイクロコンピュータのプログラム実行状態や処理結果等の情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避するために生じる諸課題を解決することができる。
【００５５】
本発明は、従来型電源制御方式における上述の諸課題に応えるため、燃料電池発電部とマイクロコンピュータより構成されるマイクロコンピュータシステム及びその電源制御の方法を提供することを目的とし、更には、燃料電池を搭載する電子装置の一般的な電源制御の方法を提供することも目的とする。上記実施形態では、直接メタノール型燃料電池方式の燃料電池を発電部２０２に用いた場合について説明したが、本発明の本質とするところは、電子装置における電源の起動（投入）、遮断（停止）、多重遮断等におけるマイクロコンピュータのプログラム実行状態や処理結果等の情報を不揮発性記憶領域やバックアップ電源を備えた記憶領域に退避するための諸課題を解決することにあり、燃料電池の方式、燃料の種類を問わず本発明を適用することができる。
【００５６】
更に、上記実施形態では、本発明システムを携帯型電子体温計に適用した場合を例示したが、これに限らず、本発明システムは、携帯端末装置（ＰＤＡ）、携帯電話、携帯型ゲーム機、カメラ、携帯型健康機器、オーディオ機器等、電池を電源とするマイクロコンピュータシステムからなる携帯型や可搬型の電子装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係るマイクロコンピュータシステムを適用した燃料電池と入出力部を有する電子装置の一例としての携帯型電子体温計の概略構成を示す図
【図２】本発明に係るマイクロコンピュータシステムの一実施形態におけるシステム全体の概略構成を示すブロック図
【図３】本発明に係るマイクロコンピュータシステムの一実施形態におけるマイクロコンピュータ部と入出力装置の概略構成を示すブロック図
【図４】本発明に係るマイクロコンピュータシステムの一実施形態における電源ユニットと電源制御部の概略構成を示すブロック図
【図５】本発明に係るマイクロコンピュータシステムの一実施形態におけるプログラムの概略的なメインルーチンを示すフローチャート
【図６】本発明に係るマイクロコンピュータシステムの一実施形態における概略的な割込み処理プログラムを示すフローチャート
【図７】直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）の動作原理を示す図
【図８】従来のマイクロコンピュータシステムと電源の相互間の動作上の関係を示す図
【符号の説明】
【００５８】
１０：    携帯型電子体温計
１１：    燃料容器
１２：    液晶表示部
１３：    電源スイッチ
１４：    キー入力部
１５：    リセットスイッチ
１６：    センサー入力部
１００：  マイクロコンピュータ部
１０１：  電源ユニット制御入力信号
１０２：  電源ユニット制御出力信号
１１０：  処理ユニット
１１１：  ＣＰＵ部
１１２：  他のロジック部
１２０：  記憶ユニット
１２１：  ＲＯＭ部
１２２：  ＲＡＭ部
１３０：  入出力制御ユニット
１３１：  入出力装置制御出力信号
１３２：  入出力装置制御入力信号
１３３：  出力制御部
１３４：  入力制御部
２００：  電源ユニット
２０１：  電源制御部
２０２：  発電部
２０３：  供給制御部
２０４：  制御手段
２０５：  出力回路
２０６：  検出手段
２０７：  判定手段
２０８：  通知手段
２０９：  電源選択部
２１０，２１４，２１５：  電源線
２１１，２１２，２１３：  燃料路
２１６：  起動電源
２１７：  電源内部電圧線
２２０，２２２：  制御入力信号
２２１，２２３：  制御出力信号
２２４：  第１燃料容器の状態通知信号
２２５：  電源スイッチとリセットスイッチの状態を示す電源スイッチ信号
２２６：  検出手段出力信号
２２７：  判定手段出力信号
２５０：  第１燃料容器
２５１：  第２燃料容器
３００：  入出力装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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