(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロック信号を受けて所定電圧値の電圧信号を生成する電圧信号生成手段を備えた電子装置に設けられ、前記クロック信号の周波数を検出するクロック周波数検出装置であって、
前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値と前記クロック信号の周波数との関係を表す周波数対電圧特性を、通常動作時の第１特性から周波数検出用の第２特性に切り換えることで、前記電子装置の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換えるモード切換手段と、
前記モード切換手段により前記電子装置の動作モードが前記周波数検出モードに切り換えられているとき、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値に基づき、前記クロック信号の周波数を検出する周波数検出手段と、
を備え、
前記モード切換手段により切り換えられる前記電圧信号生成手段の周波数対電圧特性の内、前記第１特性は、前記クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数変化に対し前記電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定となる定電圧特性であり、前記第２特性は、前記クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数の変化に対応して前記電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定の割合で変化するリニア特性であることを特徴とするクロック周波数検出装置。
【請求項２】
前記周波数検出手段は、前記電子装置が前記周波数検出モードにあるとき、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値が予め設定された許容電圧範囲内にあるか否かを判断することで、前記クロック信号の周波数が、前記第２特性にて前記許容電圧範囲に対応する許容周波数範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載のクロック周波数検出装置。
【請求項３】
クロック信号を受けて所定電圧値の電圧信号を生成する電圧信号生成手段を備えた電子装置に設けられ、前記クロック信号の周波数を検出するクロック周波数検出装置であって、
前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値と前記クロック信号の周波数との関係を表す周波数対電圧特性を、通常動作時の第１特性から周波数検出用の第２特性に切り換えることで、前記電子装置の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換えるモード切換手段と、
前記モード切換手段により前記電子装置の動作モードが前記周波数検出モードに切り換えられているとき、前記電圧信号生成手段の周波数対電圧特性の切り換えに伴い生じる前記電圧信号の電圧値の変化を電圧差として検出し、該電圧差に基づき前記クロック信号の周波数を検出する周波数検出手段と、
を備え、
前記モード切換手段により切り換えられる前記電圧信号生成手段の周波数対電圧特性の内、前記第１特性は、前記クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数変化に対し前記電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定となる定電圧特性であり、前記第２特性は、前記クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数の変化に対応して前記電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定の割合で変化するリニア特性であることを特徴とするクロック周波数検出装置。
【請求項４】
前記電子装置が周波数検出モードにあるとき、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値を、前記通常動作モード時に前記電圧信号生成手段から出力された電圧信号の電圧値と共に、前記周波数検出手段に入力する電圧値入力手段を備え、
前記周波数検出手段は、前記電子装置が周波数検出モードにあるときに前記電圧値入力手段から入力される前記各電圧値の電圧差を用いて、前記クロック信号の周波数を検出することを特徴とする請求項３に記載のクロック周波数検出装置。
【請求項５】
前記電子装置が通常動作モードにあるときに前記電圧信号生成手段から出力された電圧信号の電圧値を保持し、前記電子装置が周波数検出モードに切り換えられても該電圧値の保持を継続する電圧値保持手段を備え、
前記電圧値入力手段は、前記電子装置が周波数検出モードに切り換えられると、前記電圧値保持手段にて保持された電圧値と、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、前記周波数検出手段に入力することを特徴とする請求項４に記載のクロック周波数検出装置。
【請求項６】
前記モード切換手段による前記電子装置の動作モードの切換状態にかかわらず前記第１特性にて前記クロック信号から電圧信号を生成する基準電圧生成手段を備え、
前記電圧値入力手段は、前記電子装置が周波数検出モードに切り換えられると、前記基準電圧生成手段から出力される電圧信号の電圧値と、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、前記周波数検出手段に入力することを特徴とする請求項４に記載のクロック周波数検出装置。
【請求項７】
前記モード切換手段は、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性を前記第１特性から前記第２特性に切り換え、前記電子装置の動作モードを周波数検出モードに設定した後、前記周波数対電圧特性を、前記第２特性から、前記クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数の変化に対応して前記電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定の割合で変化するリニア特性であり、且つ前記第２特性とは前記電圧値の変化割合が異なる第３特性に変化させ、
前記周波数検出手段は、前記電子装置が周波数検出モードにあるときに前記電圧信号生成手段から順次出力される、前記第２特性及び前記第３特性に対応した電圧信号の電圧差を検出し、該電圧差に基づき前記クロック信号の周波数を検出することを特徴とする請求項３に記載のクロック周波数検出装置。
【請求項８】
前記電子装置が周波数検出モードで前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性が第２特性であるとき、前記電圧信号生成手段から出力された電圧信号の電圧値を保持し、その後、前記周波数対電圧特性が前記第３特性に切り換えられても該電圧値の保持を継続する電圧値保持手段と、
前記電子装置が周波数検出モードで、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性が前記第２特性から前記第３特性に切り換えられると、前記電圧値保持手段にて保持された電圧値と、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、前記周波数検出手段に入力する電圧値入力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項７に記載のクロック周波数検出装置。
【請求項９】
前記周波数検出手段は、前記電圧差が予め設定された許容電圧差範囲内にあるか否かを判断することにより、前記クロック信号の周波数が許容周波数範囲内にあるか否かを判定することを特徴とする請求項３〜請求項８の何れか１項に記載のクロック周波数検出装置。
【請求項１０】
前記モード切換手段は、前記電子装置の内部回路若しくは前記電子装置を制御する外部回路から前記電子装置の動作モードの切換指令を受けると、前記電子装置の動作モードを前記周波数検出モードに切り換え、前記周波数検出手段による前記クロック信号の周波数検出動作を起動させることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載のクロック周波数検出装置。
【請求項１１】
前記モード切換手段は、前記電圧信号生成手段を構成する回路要素、及び、前記電圧信号生成手段からの前記電圧信号の出力経路に接続される回路要素、の少なくとも一つを変更することで、前記周波数対電圧特性を前記第１特性から前記第２特性に切り換えることを特徴とする請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載のクロック周波数検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一定周期のクロック信号に同期して動作する電子装置において、クロック信号の周波数を検出するのに好適なクロック周波数検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロコンピュータやＩＣ等、クロック信号に同期して動作する電子装置８０においては、図１０に例示するように、発振子４から出力される一定周波数の基準クロックを、ＰＬＬ回路１０を用いて分周若しくは逓倍することにより、動作用のクロック信号（動作クロック）を生成するようにされている。
【０００３】
このため、この種の電子装置においては、発振子４の異常発振もしくはＰＬＬ回路１０の特性のばらつきや温度特性等によって、動作クロックの周波数が変動することがあり、その周波数が許容範囲内にあるか否かを検出する必要がある。
【０００４】
一方、入力信号の周波数を検出する周波数検出装置は、通常、検出対象となる一定周波数の信号を選択的に通過させるバンドパスフィルタを備え、入力信号をバンドパスフィルタに入力して、バンドパスフィルタからの出力信号レベルを検出することで、入力信号が所望周波数であるかを検出するようにされている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００５】
従って、こうした従来の周波数検出装置を用いて、図１０のＰＬＬ回路１０により生成された動作クロックが正常か否かを判定するには、図１０の電子装置内に、動作クロックを通過させるバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）８２と、ＢＰＦ８２を通過した所定レベル以上のパルスを検出するパルス検出回路８４とを設けるようにすればよい。
【０００６】
つまり、このようにすれば、パルス検出回路８４にて所定レベル以上のパルスが検出されか否かによって、動作クロックがＢＰＦ８２の通過周波数帯域に対応した所望周波数であるか否かを判定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１９８３８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記のようにＢＰＦ８２及びパルス検出回路８４を使って動作クロックの周波数を検出するようにすると、その検出精度が、ＢＰＦ８２及びパルス検出回路８４の精度に依存することになる。
【０００９】
このため、電子装置の動作クロックを検出するのに、上述した従来の周波数検出装置を用いるようにすると、ＢＰＦ８２及びパルス検出回路８４を構成する回路素子の製造上のばらつきの影響を受けて、動作クロックの周波数（延いては周波数の異常）を精度よく検出できないことが考えられる。
【００１０】
つまり、例えば、ＢＰＦ８２は、その構成素子である抵抗Ｒ、コンデンサＣ等の特性に数十％もの製造バラツキがあり、しかも、その特性は温度によっても変化することから、ＢＰＦ８２を利用して、動作クロックの周波数を精度よく検出するのは難しい。
【００１１】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、電子装置の動作クロックの周波数、延いては、周波数の異常を、バンドパスフィルタ等のフィルタ回路を用いることなく、高精度に検出することのできるクロック周波数検出装置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】
【００１２】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、クロック信号を受けて所定電圧値の電圧信号を生成する電圧信号生成手段を備えた電子装置において、この電子装置の動作クロックとなるクロック信号の周波数を検出するクロック周波数検出装置に関する発明であり、モード切換手段と、周波数検出手段とを備える。
【００１３】
そして、モード切換手段は、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とクロック信号の周波数との関係を表す周波数対電圧特性を、通常動作時の第１特性から周波数検出用の第２特性に切り換えることで、電子装置の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換える。
【００１４】
また、周波数検出手段は、モード切換手段により電子装置の動作モードが周波数検出モードに切り換えられているときに、電圧信号生成手段から出力される電圧信号（詳しくは第２特性に対応した電圧信号）の電圧値に基づき、クロック信号の周波数を検出する。
【００１５】
このため、本発明のクロック周波数検出装置によれば、従来のようにバンドパスフィルタを用いることなく、周波数検出モード時に、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値と第２特性と基づきクロック信号の周波数Ｆを正確に検出できる。
【００１６】
また、本発明では、単に、電圧信号生成手段からの出力に基づきクロック信号の周波数を検出するのではなく、周波数を検出しない通常動作モード時には、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性を第１特性に設定するので、電圧信号生成手段の通常時の動作に影響を与えることなく、クロック信号の周波数を検出できる。
また、第１特性は、クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数変化に対し電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定となる定電圧特性であるので、電圧信号生成手段は、通常動作モード時に、電圧値が一定若しくは略一定の電圧信号を生成して、その生成した定電圧信号が必要な回路に定電圧を供給することができる。
これに対し、周波数検出モード時に設定される電圧信号生成手段の第２特性は、クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数の変化に対応して電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定の割合で変化するリニア特性である。
このため、電圧信号生成手段が第２特性で動作しているときに得られる電圧信号の電圧値は、クロック信号の周波数に応じて大きく変化することになり、周波数検出手段は、その電圧信号の電圧値を用いることで、クロック信号の周波数を正確に検出することができるようになる。
【００１７】
ここで、周波数検出手段は、周波数検出モード時の電圧信号生成手段の周波数対電圧特性（第２特性）に基づき、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値に対応する周波数を検出するようにしてもよい。
【００１８】
しかし、例えば、電子装置の動作クロックの周波数が正常か否かを判定する際には、周波数検出手段を、請求項２に記載のように構成するとよい。
すなわち、請求項２に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、電子装置が周波数検出モードにあるとき、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値が予め設定された許容電圧範囲内にあるか否かを判断することで、クロック信号の周波数が、第２特性にて許容電圧範囲に対応する許容周波数範囲内にあるか否かを判定する。
【００１９】
この場合、周波数検出手段は、電圧値から一義的に周波数を検出するのではなく、電圧値が許容電圧範囲内にあるか否かによってクロック信号の周波数の異常を判定することから、その判定に用いる許容電圧範囲を、電圧信号生成手段の周波数対電圧特性のバラツキを考慮して設定するようにすれば、クロック信号の周波数が許容周波数範囲内にあるか否かを正確に判定できるようになる。
【００２０】
一方、請求項３に記載のクロック周波数検出装置は、モード切換手段と周波数検出手段とを備え、モード切換手段が、電子装置の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換える点では、請求項１、２に記載のクロック周波数検出手段と同じであるが、周波数検出手段による周波数検出手順が、請求項１、２に記載のクロック周波数検出装置と異なる。
【００２１】
すなわち、請求項３に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、モード切換手段により電子装置の動作モードが周波数検出モードに切り換えられているとき、電圧信号生成手段の周波数対電圧特性の切り換えに伴い生じる電圧信号の電圧値の変化を電圧差として検出し、その電圧差に基づきクロック信号の周波数を検出する。
【００２２】
このため、請求項３に記載のクロック周波数検出装置によれば、例えば、第１特性及び第２特性における電圧値の差を周波数毎に表す周波数対電圧差特性を用いることにより、各動作モードでの電圧信号の電圧値の差（検出電圧差）から、クロック信号の周波数を検出することができる。
【００２３】
また、請求項１に記載のものと同様、通常動作モード時には、電圧信号生成手段の周波数対電圧特性を、通常動作時の第１特性に設定できるので、電圧信号生成手段の通常時の動作に影響を与えることなく、クロック信号の周波数を検出できる。
【００２４】
ここで、請求項３に記載の周波数検出手段は、周波数の検出に用いる電圧差として、電子装置の通常動作モード時及び周波数検出モード時に電圧信号生成手段からそれぞれ出力される電圧信号の電圧差を検出するようにしてもよく、或いは、後述の請求項７に記載のように、電子装置の周波数検出モード時に周波数対電圧特性を第２特性から第３特性へ切り換え、これによって得られる第２特性及び第３特性に対応した電圧信号の電圧差を検出するようにしてもよい。
【００２５】
そして、前者のように、周波数検出手段において、通常動作モード時に得られる第１特性に対応した電圧信号の電圧値と、周波数検出モード時に得られる第２特性に対応した電圧信号の電圧値との電圧差を検出できるようにするには、請求項４に記載のように電圧値入力手段を設けるとよい。
【００２６】
すなわち、請求項４に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値入力手段は、電子装置が周波数検出モードにあるとき、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値を、通常動作モード時に電圧信号生成手段から出力された電圧信号の電圧値と共に、周波数検出手段に入力する。
【００２７】
このため、周波数検出手段は、電子装置が周波数検出モードにあるときに電圧値入力手段から入力される２種類の電圧値の電圧差を用いて、クロック信号の周波数を検出することができる。
【００２８】
また、このように、電子装置の動作モードが周波数検出モードであるとき、電圧値入力手段から周波数検出手段に２種類の電圧信号の電圧値を入力できるようにするには、請求項５に記載のように電圧値保持手段を設けるか、或いは、請求項６に記載のように基準電圧生成手段を設けるとよい。
【００２９】
つまり、請求項５に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値保持手段は、電子装置が通常動作モードにあるときに電圧信号生成手段から出力された電圧信号の電圧値を保持し、その後、電子装置が周波数検出モードに切り換えられても、その電圧値の保持を継続する。
【００３０】
そして、電圧値入力手段は、電子装置が周波数検出モードに切り換えられると、電圧値保持手段にて保持された電圧値と、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、周波数検出手段に入力する。
【００３１】
このため、請求項５に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値入力手段は、電圧値保持手段に保持された電圧値を利用して、周波数検出モード時に上記２種類の電圧値を周波数検出手段に入力することができる。
【００３２】
また、請求項６に記載のクロック周波数検出装置において、基準電圧生成手段は、モード切換手段による電子装置の動作モードの切換状態にかかわらず、第１特性にてクロック信号から電圧信号を生成する。
【００３３】
そして、電圧値入力手段は、電子装置が周波数検出モードに切り換えられると、基準電圧生成手段から出力される電圧信号の電圧値と、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、周波数検出手段に入力する。
【００３４】
このため、請求項６に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値入力手段は、一定の周波数対電圧特性（第１特性）を有する基準電圧生成手段にて生成された電圧値を利用して、周波数検出モード時に上記２種類の電圧値を周波数検出手段に入力することができる。
【００３５】
一方、請求項７に記載のクロック周波数検出装置においては、モード切換手段が、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性を第１特性から第２特性に切り換え、電子装置の動作モードを周波数検出モードに設定した後、周波数対電圧特性を第２特性から第３特性に変化させる。
【００３６】
そして、周波数検出手段は、電子装置が周波数検出モードにあるときに電圧信号生成手段から順次出力される、第２特性及び第３特性に対応した電圧信号の電圧差を検出し、その電圧差に基づきクロック信号の周波数を検出する。
また、第３特性は、クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数の変化に対応して電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定の割合で変化するリニア特性であり、第２特性とは電圧値の変化割合が異なる。
このため、電圧信号生成手段の周波数対電圧特性を第２特性から第３特性に変化させた場合、第２特性と第３特性との間で周波数毎に生じる電圧差が、周波数に応じて変化することになる。
【００３７】
従って、この請求項７に記載のクロック周波数検出装置よれば、第２特性及び第３特性における電圧値の差を周波数毎に表す周波数対電圧差特性を用いることにより、第２特性及び第３特性に対応した電圧信号の電圧差からクロック信号の周波数を正確に検出することができるようになる。
【００３８】
また、このように、電子装置の動作モードが周波数検出モードであるとき、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性を第２特性から第３特性へ切り換えることにより、周波数検出手段にてクロック信号の周波数を検出できるようにするには、請求項８に記載のように電圧値保持手段と電圧値入力手段を設けるとよい。
【００３９】
すなわち、請求項８に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値保持手段は、電子装置が周波数検出モードで、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性が第２特性であるとき、電圧信号生成手段から出力された電圧信号の電圧値を保持し、その後、周波数対電圧特性が前記第３特性に切り換えられても該電圧値の保持を継続する。
【００４０】
また、電圧値入力手段は、電子装置が周波数検出モードで、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性が第２特性から第３特性に切り換えられると、電圧値保持手段にて保持された電圧値と、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、周波数検出手段に入力する。
【００４１】
このため、請求項８に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、動作モード切換手段によって、電子装置の動作モードが周波数検出モードに切り換えられ、更に、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性が第２特性から第３特性に切り換えられた後、電圧値入力手段から入力される２種類の電圧値の電圧差を用いて、クロック信号の周波数を検出することができる。
【００４２】
ここで、請求項３〜請求項８に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、周波数対電圧特性が異なる２種類の環境下で得られる２種類の電圧信号の電圧値の電圧差から、クロック信号の周波数を検出するが、電子装置の動作クロックの周波数が正常か否かを判定する際には、周波数検出手段を、請求項９に記載のように構成するとよい。
【００４３】
すなわち、請求項９に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、２種類の電圧信号の電圧差が予め設定された許容電圧差範囲内にあるか否かを判断することにより、クロック信号の周波数が、上記周波数対電圧差特性にて許容電圧差範囲に対応する許容周波数範囲内にあるか否かを判定する。
【００４４】
このため、請求項９に記載のクロック周波数検出装置によれば、モード切換手段により切り換えられる電圧信号の周波数対電圧特性（第１特性と第２特性、或いは、第２特性と第３特性）のばらつきによって、上述した周波数対電圧差特性にばらつきが生じたとしても、そのばらつきを考慮して予め許容電圧差範囲を設定しておくことで、クロック信号の周波数が許容周波数範囲内にあるか否か正確に判定できるようになる。
【００５１】
また次に、モード切換手段は、電圧信号生成手段がクロック信号を受けて電圧信号を生成する際の周波数対電圧特性を上記各特性に切り換えることができればよく、その切り換えは、モード切換手段が、予め設定された時間間隔で周期的に行うようにしてもよい。
【００５２】
しかし、このようにすると、本発明が適用される電子装置の動作状態に関係なく、動作モードが切り換えられてしまい、電子装置の動作に悪影響を与えることも考えられる。
このため、モード切換手段は、請求項１０に記載のように、電子装置の内部回路若しくは電子装置を制御する外部回路から電子装置の動作モードの切換指令を受けると、電子装置の動作モードを周波数検出モードに切り換え、周波数検出手段によるクロック信号の周波数検出動作を起動させるようにするとよい。
【００５３】
つまり、このようにすれば、電子装置の動作モードの通常動作モードから周波数検出モードへの切り換えを、電子装置の内部回路若しくは電子装置を制御する外部回路からの切換指令によって行うことができ、動作モードの切り換えにより電子装置の動作に異常が生じるのを防止できる。
【００５４】
また、電子装置の動作モードを切り換えるに当たって、モード切換手段は、請求項１１に記載のように、電圧信号生成手段を構成する回路要素、及び、電圧信号生成手段からの電圧信号の出力経路に接続される回路要素、の少なくとも一つを変更することで、電圧信号の周波数対電圧特性を第１特性から第２特性（若しくは第２特性及び第３特性）に切り換えるように構成するとよい。
【００５５】
そして、このようにすれば、電圧信号生成手段が備えられた電子装置において、本発明を適用するために、電圧信号生成手段を新たなものに変更する必要がなく、本発明を低コストで実現できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態の制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】第１実施形態のＦ／Ｖ変換回路のＦ／Ｖ変換特性を表す説明図である。
【図３】第１実施形態の周波数異常判定部の動作を表すフローチャートである。
【図４】第２実施形態の制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【図５】第３実施形態の制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【図６】第３実施形態の周波数異常判定部の動作を表すフローチャートである。
【図７】第３実施形態の電圧差検出部から出力される信号の特性を表す説明図である。
【図８】変形例１の制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【図９】変形例２の制御装置の概略構成を表すブロック図である。
【図１０】従来の電子装置の概略構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
［第１実施形態］
本実施形態のクロック周波数検出装置は、図１に示すように、例えば自動車に搭載される電子制御装置等、マイクロコンピュータを中心に構成される制御装置２に組み込まれ、制御装置２の動作クロックの周波数が正常であるか否かを検出するものである。
【００５８】
制御装置２には、図１０に示した従来の電子装置と同様、発振子４から入力される一定周波数の基準クロックを分周若しくは逓倍することにより動作クロックを生成するＰＬＬ回路１０が設けられている。
【００５９】
そして、ＰＬＬ回路１０にて生成された動作クロック（一定周波数のクロック信号）は、制御装置２内のマイクロコンピュータを構成するＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭや、その周辺回路の動作クロックとして、制御装置２内の各部に供給される。
【００６０】
また、制御装置２には、ＰＬＬ回路１０からクロック信号を受けて動作する回路の一つとして、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリからなる半導体メモリ１２への書込用電圧を生成する周波数／電圧変換回路（以下、Ｆ／Ｖ変換回路という）２０が設けられており、本実施形態のクロック周波数検出装置は、このＦ／Ｖ変換回路２０を利用して動作クロックの周波数（詳しくは周波数の異常）を検出する。
【００６１】
つまり、本実施形態のクロック周波数検出装置は、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを、通常動作モードから周波数検出モードに切り換える動作モード切換部３２と、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードが周波数検出モードに切り換えられているときに、動作モード切換部３２から指令を受けて、Ｆ／Ｖ変換回路２０から半導体メモリ１２に出力される書込用電圧を検出する電圧検出部３４と、この電圧検出部３４により検出された電圧値に基づき動作クロックの周波数の異常を判定する周波数異常判定部３６と、から構成されている。
【００６２】
ここでまず、Ｆ／Ｖ変換回路２０は、ＰＬＬ回路１０から入力されるクロック信号（動作クロック）を受けて、図示しない電源回路にて生成された制御装置２内の電源電圧を昇圧するチャージポンプ２２を備え、このチャージポンプ２２にて昇圧した高電圧を、半導体メモリ１２の書込用電圧として出力するよう構成されている。
【００６３】
また、Ｆ／Ｖ変換回路２０には、チャージポンプ２２から半導体メモリ１２への電圧出力経路に一端が接続された定電流源２４、及び、定電流源２４の他端をグランドラインに接地するか否かを切り換えることで、Ｆ／Ｖ変換回路２０から出力される書込用電圧の周波数対電圧特性（Ｆ／Ｖ変換特性）を切り換える切換スイッチＳＷ１、が備えられている。
【００６４】
つまり、Ｆ／Ｖ変換回路２０は、半導体メモリ１２の書込用電圧を生成するものであるため、この電圧を生成するチャージポンプ２２は、動作クロックが多少変動しても半導体メモリ１２への書き込み動作に影響を与えることのないよう、動作クロックの周波数に対する電圧変化が小さいＦ／Ｖ変換特性（図２（ａ）に示す第１Ｆ／Ｖ変換特性）にて書込用電圧を生成するように構成されている。
【００６５】
そして、Ｆ／Ｖ変換回路２０において、切換スイッチＳＷ１がオフ状態であれば、半導体メモリ１２への電圧出力経路から定電流源２４を介してグランドラインに定電流が流れないので、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性は、第１Ｆ／Ｖ変換特性となる。
【００６６】
なお、切換スイッチＳＷ１がオフ状態であっても、半導体メモリ１２への書き込みがなされてＦ／Ｖ変換回路２０に負荷電流が流れた際には、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性は第１Ｆ／Ｖ特性から変化するが、本実施形態では、後述の処理により、半導体メモリ１２への書き込み時に動作クロックの周波数が検出されることはないので、半導体メモリ１２への書き込み時の特性変化に関する説明は省略する。
【００６７】
一方、切換スイッチＳＷ１がオン状態に切り換えられると、半導体メモリ１２への電圧出力経路から定電流源２４を介してグランドラインに負荷電流が流れる。
このため、Ｆ／Ｖ変換回路２０において、切換スイッチＳＷ１がオン状態であれば、Ｆ／Ｖ変換特性は、動作クロックの周波数に応じて変化し、動作クロックの周波数が低い程出力電圧が低下するＦ／Ｖ変換特性（図２（ａ）に示す第２Ｆ／Ｖ変換特性）となる。
【００６８】
次に、切換スイッチＳＷ１は、動作モード切換部３２によりオン・オフされる。つまり、動作モード切換部３２は、Ｆ／Ｖ変換回路２０を周波数検出モードで動作させるときに、切換スイッチＳＷ１をオンさせ、Ｆ／Ｖ変換回路２０を通常動作モードで動作させるときには、切換スイッチＳＷ１をオフ状態に保持する。
【００６９】
この結果、Ｆ／Ｖ変換回路２０からは、動作モードが通常動作モードであれば、周波数変化に対し電圧値が略一定となる第１Ｆ／Ｖ変換特性（定電圧特性）に対応した電圧信号が出力され、動作モードが周波数検出モードであれば、周波数に対応して電圧値が変化する第２Ｆ／Ｖ変換特性（リニア特性）に対応した電圧信号が出力されることになる。
【００７０】
そして、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードが周波数検出モードであるとき、Ｆ／Ｖ変換回路２０から半導体メモリ１２への出力電圧を検出すれば、その電圧値と第２Ｆ／Ｖ変換特性とを利用して、動作クロックの周波数を検出することができる。
【００７１】
また、動作クロックの周波数の検出精度を高めるには、図２（ａ）に示すように、第２Ｆ／Ｖ変換特性が、動作クロックの目標周波数ｆｏ付近で、動作クロックの周波数に対応して出力電圧がリニア（若しくは略リニア）に変化するようにするとよい。
【００７２】
また、動作クロックの周波数が目標周波数ｆｏを中心とする正常周波数範囲（換言すれば許容周波数範囲）内にあるか否かを判定するには、図２（ａ）に示すように、Ｆ／Ｖ変換回路２０から半導体メモリ１２への出力電圧が、その正常周波数範囲に対応した正常出力電圧範囲内にあるか否かを判断するようにすればよい。
【００７３】
そこで、本実施形態では、周波数異常判定部３６が動作モード切換部３２に動作モードの切換信号を出力することで、動作モード切換部３２に対し、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを、通常動作モードから周波数検出モードへ切り換えさせる。
【００７４】
また動作モード切換部３２は、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを周波数検出モードに切り換えると、同時に電圧検出部３４を起動する。
このため、周波数異常判定部３６は、動作モード切換部３２にＦ／Ｖ変換回路２０の動作モードを周波数検出モードへ切り換えさせると、所定の遅延時間後に電圧検出部３４から検出結果を読み込み、ＰＬＬ回路１０にて生成されている動作クロックの周波数が正常であるか否かを判断する。
【００７５】
以下、このような周波数異常判定部３６の動作を、図３に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。
なお、周波数異常判定部３６は、例えば、制御装置２を構成しているマイクロコンピュータ（詳しくはＣＰＵ）が実行する制御処理の一つとして実現されるものであり、図３に示すフローチャートは、周波数異常判定部３６としての機能を実現するためにマイクロコンピュータにて実行される周波数異常判定処理を表す。
【００７６】
図３に示すように、この周波数異常判定処理が開始されると、まずＳ１１０にて、後述のＳ１２０〜Ｓ１８０による一連の判定処理を前回実行してから、予め設定された設定時間Ｔｏが経過したか否かを判定することにより、設定時間Ｔｏが経過するのを待つ。
【００７７】
そして、Ｓ１１０にて、設定時間Ｔｏが経過したと判断されると、Ｓ１２０に移行して、現在、半導体メモリ１２へのデータの書込中か否かを判断する。
現在、半導体メモリ１２へのデータの書込中であれば、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを通常動作モードに保持する必要があるため、Ｓ１２０では、再度Ｓ１１０に移行することにより、半導体メモリ１２へのデータの書き込みが終了するのを待つ。
【００７８】
次に、Ｓ１２０にて、現在、半導体メモリ１２へのデータの書込中ではないと判断されると、Ｓ１３０に移行して、動作モード切換部３２へ周波数検出モード切換信号を出力することで、動作モード切換部３２に、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを、通常動作モードから周波数検出モードへと切り換えさせる。
【００７９】
すると、Ｆ／Ｖ変換回路２０では、切換スイッチＳＷ１がオフ状態からオン状態へと切り換えられて、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性が、第１Ｆ／Ｖ変換特性から第２Ｆ／Ｖ変換特性へと切り換えられる。また、電圧検出部３４は、Ｆ／Ｖ変換回路２０からの出力電圧の検出を開始する。
【００８０】
このため、周波数異常判定部３６では、Ｓ１３０にて周波数検出モード切換信号を出力した後は、Ｓ１４０にて、電圧検出部３４による検出結果が安定するのに要する遅延時間△Ｔが経過するのを待ち、遅延時間△Ｔが経過すると、Ｓ１５０に移行して、電圧検出部３４から検出電圧を読み込む。
【００８１】
次に、続くＳ１６０では、Ｓ１５０にて読み込んだ検出電圧が、Ｆ／Ｖ変換回路２０の第２Ｆ／Ｖ変換特性に基づき予め設定された正常出力電圧範囲（図２（ａ）参照）から外れているか否か判断することで、ＰＬＬ回路１０で生成された動作クロックの周波数に異常があるか否かを判断する。
【００８２】
なお、この異常判定に用いられる正常出力電圧範囲は、予めメモリ（図示せず）に記憶されている。
そして、Ｓ１６０にて、動作クロックの周波数に異常はないと判断されると、Ｓ１８０に移行し、動作モード切換部３２へ通常動作モード切換信号を出力することで、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを通常動作モードへ切り換えさせ、再度Ｓ１１０に移行する。
【００８３】
一方、Ｓ１６０にて、動作クロックの周波数に異常があると判断されると、Ｓ１７０に移行して、Ｓ１６０の処理による動作クロック周波数の連続異常判定回数が、予め設定された故障判定値Ｎを越えたか否かを判断する。
【００８４】
そして、連続異常判定回数が故障判定値Ｎを越えていれば、発振子４やＰＬＬ回路１０、若しくは、ＰＬＬ回路１０に接続された制御装置２内の回路に何らかの異常が生じているものと判断して、当該制御装置２をリセットすることで、当該制御装置２の内部回路を再起動させる。
【００８５】
また、Ｓ１７０にて、動作クロック周波数の連続異常判定回数が故障判定値Ｎを越えていないと判断されると、Ｓ１８０に移行して、動作モード切換部３２に、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを通常動作モードへ切り換えさせ、再度Ｓ１１０に移行する。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態のクロック周波数検出装置によれば、動作モード切換部３２により、制御装置２に内蔵されたＦ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性を、通常動作用の第１Ｆ／Ｖ変換特性から、周波数検出用の第２Ｆ／Ｖ変換特性に切り換え、Ｆ／Ｖ変換回路２０が第２Ｆ／Ｖ変換特性で動作しているとき（周波数検出モード）にＦ／Ｖ変換回路２０からの出力電圧を電圧検出部３４にて検出し、周波数異常判定部３６が、その検出電圧から、Ｆ／Ｖ変換回路２０に入力されるクロック信号（換言すれば制御装置２の動作クロック）の周波数が正常か否かを判断する。
【００８７】
このため、本実施形態のクロック周波数検出装置によれば、従来の周波数検出装置のように、バンドパスフィルタを用いることなく、ＰＬＬ回路１０にて生成されたクロック信号（動作クロック）の周波数が正常か否かを検出することができる。
【００８８】
よって、本実施形態の制御装置２によれば、クロック周波数検出装置として、従来の周波数検出装置を用いた場合に比べて、制御装置２の動作クロックの周波数が正常か否か（換言すれば、制御装置２がＰＬＬ回路１０にて生成されたクロック信号により正常に動作しているか否か）を、精度よく判定することができる。
【００８９】
また、本実施形態のクロック周波数検出装置は、単にＦ／Ｖ変換回路２０からの出力に基づきクロック信号（動作クロック）の周波数の異常を判定するのではなく、周波数の異常判定を実施しないときには、Ｆ／Ｖ変換回路２０を通常動作モードで動作させることで、Ｆ／Ｖ変換回路２０からの出力電圧を、半導体メモリ１２の書込用電圧として利用できるようにする。
【００９０】
このため、本実施形態のクロック周波数検出装置によれば、制御装置２に設けられている既存のＦ／Ｖ変換回路２０を利用して実現することができ、制御装置２に周波数検出専用のＦ／Ｖ変換回路を別途設ける必要がないので、装置構成を簡単にすることができる。
【００９１】
なお、本実施形態のクロック周波数検出装置においては、周波数異常判定部３６が、電圧検出部３４にて検出された電圧値が正常出力電圧範囲内にあるか否かによって、クロック信号の周波数が正常周波数範囲内にあるか否かを判断するが、この正常出力電圧範囲は、チャージポンプ２２等の特性のばらつきを考慮して設定することが望ましい。
【００９２】
つまり、Ｆ／Ｖ変換回路２０を構成するチャージポンプ２２は、ＰＬＬ１０から入力されるクロック信号（動作クロック）により、前段のコンデンサに蓄積された電荷を、逆流防止用のダイオードを介して次段のコンデンサへと転送することで、最終段のコンデンサからの出力電圧を電源電圧よりも高い電圧値に昇圧する。
【００９３】
このため、Ｆ／Ｖ変換回路２０からの出力電圧は、動作クロックの周波数だけでなく、チャージポンプ２２を構成しているコンデンサの容量やダイオードの順方向電圧、コンデンサによる昇圧段数等によっても変化する。
【００９４】
そして、Ｆ／Ｖ変換回路２０が通常動作モードで動作しているときには、Ｆ／Ｖ変換特性が、クロック信号の周波数が変化しても出力電圧が略一定となる第１Ｆ／Ｖ変換特性に設定されることから、チャージポンプ２２のコンデンサ容量等がばらついても、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性が大きく変化することはない。
【００９５】
しかし、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードが周波数検出モードに切り換えられたときに設定される第２Ｆ／Ｖ変換特性は、出力電圧がクロック信号の周波数に対応してリニア（若しくは略リニア）に変化することから、図２（ｂ）に示すように、チャージポンプ２２のコンデンサ容量等のばらつきの影響を受けて、変化するようになる。
【００９６】
従って、本実施形態のように、電圧検出部３４にて検出された電圧値が正常出力電圧範囲内にあるか否かによって、クロック信号の周波数が正常周波数範囲内にあるか否かを判断する際には、チャージポンプ２２のコンデンサ容量がばらついてもクロック信号の周波数の正常／異常を正確に判定できるようにすることが望ましい。
【００９７】
そして、そのためには、図２（ｂ）に示すように、正常周波数範囲内の最低周波数で電圧値が最も高い第２Ｆ／Ｖ変換特性の電圧値を、正常電圧範囲の下限値とし、正常周波数範囲内の最大周波数で電圧値が最も低い第２Ｆ／Ｖ変換特性の電圧値を、正常電圧範囲の上限値として設定するようにすればよい。
【００９８】
ここで、本実施形態においては、制御装置２が特許請求の範囲に記載の電子装置に相当し、Ｆ／Ｖ変換回路２０が、特許請求の範囲に記載の電圧信号生成手段に相当する。また、動作モード切換部は、本発明のモード切換手段に相当し、電圧検出部３４及び周波数異常判定部３６は、本発明の周波数検出手段に相当し、第１Ｆ／変換特性及び第２Ｆ／Ｖ変換特性は、本発明の第１特性及び第２特性にそれぞれ相当する。
［第２実施形態］
次に、図４は、本発明が適用された第２実施形態のクロック周波数検出装置を備えた制御装置２の概略構成を表すブロック図である。
【００９９】
図４に示すように、本実施形態の制御装置２は、第１実施形態の制御装置と同様、マイクロコンピュータを中心に構成されるものであり、動作クロック生成用のＰＬＬ回路１０、半導体メモリ１２、及び、半導体メモリ１２への書込用電圧を生成するＦ／Ｖ変換回路２０を備える。
【０１００】
また、制御装置２には、クロック周波数検出装置として、電圧検出部３４、周波数異常判定部３６、及び動作モード切換部３２を備える。
そして、本実施形態の制御装置２の第１実施形態との相違点は、Ｆ／Ｖ変換回路２０が、動作モード切換用の切換スイッチＳＷ１を内蔵したチャージポンプ２２だけで構成されている点であり、その他の構成は、第１実施形態に記載のものと同様である。
【０１０１】
図４に示すように、Ｆ／Ｖ変換回路２０を構成するチャージポンプ２２は、電源回路（図示せず）から電源電圧ＶＤＤ（直流定電圧）を受けて出力側に順次電流を流すように直列接続された５個のダイオードＤ１〜Ｄ５と、各ダイオードＤ１〜Ｄ５のカソードにそれぞれ接続されたコンデンサＣ１〜Ｃ５とを備える。
【０１０２】
５個のダイオードＤ１〜Ｄ５の内、最終段のダイオードＤ５のカソードには、半導体メモリ１２への電圧出力経路が接続されている。また、そのカソードに接続されたコンデンサＣ５の他端は、グランドラインに接地されている。
【０１０３】
また、初段と３段目のダイオードＤ１、Ｄ３のカソードに一端が接続されたコンデンサＣ１、Ｃ３の他端は、ＰＬＬ回路１０からの動作クロックの入力経路に接続され、２段目と４段目のダイオードＤ２、Ｄ４のカソードに一端が接続されたコンデンサＣ２、Ｃ４の他端は、ＰＬＬ回路１０からの動作クロックの入力経路にインバータＩＮＶ１を介して接続されている。
【０１０４】
そして、動作モード切換用の切換スイッチＳＷ１は、ＰＬＬ回路１０からの動作クロックの入力経路とコンデンサＣ１との間に接続されており、動作モード切換部３２は、この切換スイッチＳＷ１のオン／オフ状態を切り換えることで、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを切り換える。
【０１０５】
つまり、Ｆ／Ｖ変換回路２０（換言すればチャージポンプ２２）を構成するコンデンサＣ１〜Ｃ４において、ダイオードＤ１〜Ｄ４とは反対側に印加される電圧がローレベルであれば、各ダイオードＤ１〜Ｄ４を介して入力される電圧により電荷が蓄積される。
【０１０６】
また、ダイオードＤ１〜Ｄ４とは反対側に印加される電圧がハイレベルになると、コンデンサＣ１〜Ｃ４のダイオード側の電位が、その印加電圧分だけ上昇し、ダイオードＤ２〜Ｄ５を介して後段のコンデンサＣ２〜Ｃ５に電荷が転送される。
【０１０７】
そして、各コンデンサＣ１〜Ｃ４のダイオードＤ１〜Ｄ４とは反対側には、動作クロックが交互に反転して印加されることから、最終段のコンデンサＣ５のダイオードＤ５側の電位は動作クロックに同期して順次上昇し、Ｆ／Ｖ変換回路２０から半導体メモリ１２には、電源電圧ＶＤＤを昇圧した書込用電圧が出力される。
【０１０８】
また、Ｆ／Ｖ変換回路２０から半導体メモリ１２への出力電圧は、図２に示したように動作クロックの周波数に応じて変化し、動作クロックの周波数が同じであれば、昇圧に用いるコンデンサの段数に応じて変化する。
【０１０９】
そこで、本実施形態では、動作モード切換部３２が、周波数異常判定部３６から指定された動作モードに応じて、通常動作モードでは切換スイッチＳＷ１をオン状態にし、周波数検出モードでは切換スイッチＳＷ１をオフ状態に切り換えることで、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性が、図２（ａ）に示した第１Ｆ／Ｖ変換特性から第２Ｆ／Ｖ変換特性へと切り換えられるように、コンデンサＣ１〜Ｃ５の容量を設定している。
【０１１０】
このように、本実施形態では、第１実施形態のように、チャージポンプ２２の出力側に定電流源２４を接続するか否かを切り換えるのではなく、チャージポンプ２２を構成するコンデンサの段数を切り換えることで、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性を、第１Ｆ／Ｖ変換特性と第２Ｆ／Ｖ変換特性との間で切り換える。
【０１１１】
従って、本実施形態によれば、チャージポンプ２２に定電流源２４を外付けすることなく、第１実施形態と同様に、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性を切り換え、動作クロックの周波数の異常を判定することができるようになる。
［第３実施形態］
次に、図５は、本発明が適用された第３実施形態のクロック周波数検出装置を備えた制御装置２の概略構成を表すブロック図である。
【０１１２】
図５に示すように、本実施形態の制御装置２は、上述した第１、第２実施形態の制御装置と同様、マイクロコンピュータを中心に構成されるものであり、動作クロック生成用のＰＬＬ回路１０、半導体メモリ１２、及び、半導体メモリ１２への書込用電圧を生成するＦ／Ｖ変換回路２０を備える。
【０１１３】
そして、制御装置２には、クロック周波数検出装置として、電圧差検出部３８、周波数異常判定部３６、及び動作モード切換部３２が設けられている。
ここで、本実施形態のＦ／Ｖ変換回路２０には、第１実施形態のものと同様、チャージポンプ２２、定電流源２４、及び切換スイッチＳＷ１が設けられている。
【０１１４】
また、定電流源２４と切換スイッチＳＷ１とからなる直列回路には、定電流源２４とは通電時の電流値が異なる定電流源２６と切換スイッチＳＷ２とからなる直列回路が並列接続されている。
【０１１５】
そして、これら２つの定電流源２４，２６が接続される電圧出力経路は、切換スイッチＳＷ３を介してサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）２８の入力端子に接続されると共に、切換スイッチＳＷ４を介して、電圧差検出部３８の一方の入力端子に接続されている。
【０１１６】
なお、Ｓ／Ｈ回路２８の出力端子は、電圧差検出部３８のもう一方の入力端子に接続されており、Ｓ／Ｈ回路２８は、動作モード切換部３２からの指令に従い、切換スイッチＳＷ３のオン時に出力電圧をサンプルホールドし、電圧差検出部３８に出力する。
【０１１７】
また、電圧差検出部３８は、Ｓ／Ｈ回路２８にてサンプルホールドされた出力電圧の電圧値と、切換スイッチＳＷ４のオン時に入力される出力電圧の電圧値との電圧差を検出するものであり、その検出タイミングは、動作モード切換部３２からの指令によって制御される。
【０１１８】
次に、本実施形態の動作モード切換部３２は、周波数異常判定部３６から周波数検出モード切換信号を受けると、図６の右欄に示す一連の動作によって、Ｆ／Ｖ変換回路２０内の切換スイッチＳＷ１及びＳＷ３、ＳＷ２及びＳＷ４を順次オンさせることで、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換える。また、動作モード切換部３２は、ＳＷ２及びＳＷ４をオンするのに同期して、電圧差検出部３８を駆動する。
【０１１９】
以下、この動作モード切換部３２の動作を、図６の右欄に示すフローチャートに沿って説明する。
なお、図６の左欄に示すフローチャートは、本実施形態の周波数異常判定部３６にて実行される周波数異常判定処理を表しており、図３に示した第１実施形態の周波数異常判定処理と異なる点は、Ｓ１５０、Ｓ１６０の処理に代えて、Ｓ１５５、Ｓ１６５の処理を実行する点である。
【０１２０】
そして、Ｓ１５５では、電圧差検出部３８から電圧差△Ｖを読み込み、Ｓ１６５では、その電圧差△Ｖから動作クロックの周波数の異常を判定するが、この一連の処理については、後に詳しく説明する。
【０１２１】
図６に示すように、動作モード切換部３２は、周波数異常判定部３６から周波数検出モード切換信号を受けると、まずＳ２１０にて、切換スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオン状態に切り換え、Ｓ２２０に移行する。なお、切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、通常動作モード時には、全てオフ状態に保持されるものとする。
【０１２２】
次に、Ｓ２２０では、Ｓ２１０にて切換スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオン状態に切り換えてから、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性が第２Ｆ／Ｖ変換特性に安定するのに要する遅延時間△Ｔ１が経過するのを待ち、遅延時間時間△Ｔ１が経過すると、Ｓ２３０に移行する。
【０１２３】
この結果、Ｓ／Ｈ回路２８は、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性が第２Ｆ／Ｖ変換特性であるとき、Ｆ／Ｖ変換回路２０から半導体メモリ１２に出力される電圧信号をラッチし、その電圧値を電圧差検出部３８に出力するようになる。
【０１２４】
このように、Ｓ２３０に移行すると、切換スイッチＳＷ１、ＳＷ３をオフ状態に戻し、切換スイッチＳＷ２、ＳＷ４をオン状態に切り換える。
この結果、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性は、定電流源２４に流れる電流値に対応した第２Ｆ／Ｖ変換特性から、定電流源２６に流れる電流値に対応した第３Ｆ／Ｖ変換特性に切り換えられる。
【０１２５】
このため、動作モード切換部３２は、続くＳ２４０にて、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性が第３Ｆ／Ｖ変換特性に安定するのに要する所定の遅延時間△Ｔ２が経過するのを待ち、遅延時間△Ｔ２が経過すると、Ｓ２５０に移行して、電圧差検出部３８を駆動する。
【０１２６】
この結果、電圧差検出部３８は、Ｓ／Ｈ回路２８にてラッチされた第２Ｆ／Ｖ変換特性での出力電圧の電圧値と、切換スイッチＳＷ４を介して入力される第３Ｆ／Ｖ特性での出力電圧の電圧値との電圧差△Ｖを検出して、その電圧差△Ｖを出力するようになる。
【０１２７】
このようにＳ２５０にて電圧差検出部３８を駆動すると、動作モード切換部３２は、Ｓ２６０に移行して、周波数異常判定部３６から通常動作モード切換信号が入力されるのを待ち、通常動作モード切換信号が入力されると、切換スイッチＳＷ２、ＳＷ４をオフ状態に戻し、Ｓ／Ｈ回路２８をリセットする。
【０１２８】
この結果、Ｆ／Ｖ変換回路２０内の全ての切換スイッチＳＷ１〜ＳＷ４がオフ状態になり、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードが通常動作モードに切り換えられることになる。
一方、周波数異常判定部３６にて実行される周波数異常判定処理では、Ｓ１３０にて、動作モード切換部３２に周波数検出モード切換信号を出力すると、Ｓ１４０にて、その後、所定の遅延時間△Ｔが経過するのを待つ。
【０１２９】
この遅延時間△Ｔには、動作モード切換部３２がＳ２２０及びＳ２４０にて計時する遅延時間△Ｔ１、△Ｔ２を加えた時間以上の時間が設定されており、Ｓ１４０にて遅延時間△Ｔが経過したと判定すると、Ｓ１５５に移行して、電圧差検出部３８から電圧差△Ｖを読み込む。
【０１３０】
そして、続くＳ１６５では、Ｓ１５５で読み込んだ電圧差△Ｖが、図７（ａ）に示す周波数対電圧差特性（Ｆ／△Ｖ特性）に基づき予め設定された正常電圧差範囲から外れているか否か判断することで、ＰＬＬ回路１０で生成された動作クロックの周波数に異常があるか否かを判断する。
【０１３１】
なお、図７（ａ）に示すＦ／△Ｖ特性は、Ｆ／Ｖ変換回路２０が第２Ｆ／Ｖ変換特性で動作しているときに得られる出力電圧の電圧値と、Ｆ／Ｖ変換回路２０が第３Ｆ／Ｖ変換特性で動作しているときに得られる出力電圧の電圧値との差（つまり電圧差）△Ｖを、動作クロックの周波数毎に記述したものである。
【０１３２】
そして、Ｆ／Ｖ変換回路２０の第３Ｆ／Ｖ変換特性には、第２Ｆ／Ｖ変換特性とは周波数に対する電圧値の傾斜は異なるものの、第２Ｆ／Ｖ変換特性と同様に、周波数に対応して電圧値が変化するリニア特性に設定されているため、Ｆ／△Ｖ特性において、電圧差△Ｖは、動作クロックの周波数が低い程、大きくなる。
【０１３３】
このため、Ｓ１６５にて動作クロックの周波数に異常があるか否かを判定するのに用いる正常電圧差範囲には、図７（ａ）に示すＦ／△Ｖ特性において、動作クロックの正常周波数範囲に対応した電圧差△Ｖの上・下限値が設定されている。
【０１３４】
次に、Ｓ１６５にて、動作クロックの周波数に異常はないと判断されると、Ｓ１８０に移行して、動作モード切換部３２へ通常動作モード切換信号を出力することで、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを通常動作モードへ切り換えさせ、再度Ｓ１１０に移行する。
【０１３５】
また、Ｓ１６５にて、動作クロックの周波数に異常があると判断された場合には、Ｓ１７０に移行して、Ｓ１６５の処理による動作クロック周波数の連続異常判定回数が、予め設定された故障判定値Ｎを越えたか否かを判断する。
【０１３６】
そして、連続異常判定回数が故障判定値Ｎを越えていれば、発振子４やＰＬＬ回路１０、若しくは、ＰＬＬ回路１０に接続された制御装置２内の回路に何らかの異常が生じているものと判断して、当該制御装置２をリセットすることで、当該制御装置２の内部回路を再起動させる。
【０１３７】
また、Ｓ１７０にて、動作クロック周波数の連続異常判定回数が故障判定値Ｎを越えていないと判断されると、Ｓ１８０に移行して、動作モード切換部３２に、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを通常動作モードへ切り換えさせ、再度Ｓ１１０に移行する。
【０１３８】
以上説明したように、本実施形態のクロック周波数検出装置によれば、動作クロックの周波数が正常であるか否かを検査する際には、動作モード切換部３２が、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性を、通常動作用の第１Ｆ／Ｖ変換特性から、周波数検出用の第２、第３Ｆ／Ｖ変換特性に順次切り換え、電圧差検出部３８に、第２、第３Ｆ／Ｖ変換特性で動作しているときにＦ／Ｖ変換回路２０から出力される電圧信号の電圧値の電圧差△Ｖを検出させる。
【０１３９】
そして、周波数異常判定部３６が、電圧差検出部３８にて検出された電圧差△Ｖから、Ｆ／Ｖ変換回路２０に入力されるクロック信号（換言すれば制御装置２の動作クロック）の周波数が正常か否かを判断する。
【０１４０】
このため、本実施形態のクロック周波数検出装置においても、第１、第２実施形態のクロック周波数検出装置と同様、ＰＬＬ回路１０にて生成されたクロック信号（動作クロック）の周波数が正常か否かを精度よく判定することができる。
【０１４１】
また、本実施形態のクロック周波数検出装置においては、Ｆ／Ｖ変換回路２０を第２Ｆ／Ｖ変換特性及び第３Ｆ／Ｖ変換特性で動作させたときの出力電圧の差に基づき、動作クロックの周波数が正常か否かを判定することから、出力電圧に影響を与える回路要素の製造バラツキや温度特性による判定誤差をなくし、第１、第２実施形態のものよりも周波数の異常判定精度を高くすることができる。
【０１４２】
つまり、例えば、チャージポンプ２２からの出力電圧は、コンデンサ容量やダイオードの順方向電圧、コンデンサによる昇圧段数や電源電圧ＶＤＤ等によって変化するが、本実施形態のように電圧差△Ｖを検出するようにすれば、チャージポンプ２２のダイオードの順方向電圧や昇圧段数や電源電圧による出力電圧の変化は相殺される。このため、本実施形態によれば、第１、第２実施形態のものよりも周波数の異常判定精度を高くすることができるのである。
【０１４３】
なお、本実施形態のクロック周波数検出装置において、電圧差△Ｖによる動作クロック周波数の検出精度は、定電流源２４、２６による負荷電流の差とコンデンサ容量に依存する。
【０１４４】
そして、定電流源２４、２６を同一チップ内に形成すれば、定電流源２４、２６による電流差の精度は保証できるため、電圧差△Ｖによる動作クロック周波数の検出精度は、概ね、コンデンサ容量だけに依存し、図７（ｂ）に示すように、Ｆ／△Ｖ特性は、コンデンサ容量のばらつきにより変化することになる。
【０１４５】
このため、動作クロックの周波数の異常判定精度をより高めるには、図７（ｂ）に示すようにＦ／△Ｖ特性のばらつきを考慮し、Ｆ／△Ｖ特性にばらつきがあっても動作クロックの周波数範囲が正常周波数範囲内となる電圧差△Ｖの上限値及び下限値を求め、この電圧範囲を、判定用の正常電圧差範囲として設定するとよい。
【０１４６】
ここで、本実施形態においては、Ｓ／Ｈ回路２８が、本発明の電圧値保持手段に相当し、切換スイッチＳＷ３、ＳＷ４及びこれを駆動する動作モード切換部３２が本発明の電圧値入力手段に相当する。
【０１４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
［変形例１］
上記各実施形態では、Ｆ／Ｖ変換回路２０は、マイクロコンピュータからなる制御装置２に組み込まれるものとして説明したが、本発明は、例えば、図８に示すように、Ｆ／Ｖ変換回路２０が、半導体メモリ１２への電源供給用の電源装置（ＩＣ）５０として、マイクロコンピュータ４０とは別体で構成されていても、上記実施形態と同様に適用することができる。
【０１４８】
つまり、図８に示すように、マイクロコンピュータ４０と別体で構成された電源装置（ＩＣ）５０にＦ／Ｖ変換回路２０が設けられている場合、電圧差検出部３８及び動作モード切換部３２を電源装置（ＩＣ）５０内に設け、図６に示す周波数異常判定処理をマイクロコンピュータ４０に実行させるようにすれば、第３実施形態と同様のクロック周波数検出装置を実現することができる。
［変形例２］
また、上記各実施形態では、制御装置２に設けられるＦ／Ｖ変換回路２０は一つであるものとして説明したが、図９に示すように、制御装置２に、同一構成のチャージポンプからなる２つのＦ／Ｖ変換回路２０、２１を搭載するようにしてもよい。
【０１４９】
この場合、例えば、一方のＦ／Ｖ変換回路２０は、図１に示した第１実施形態のものと同様に構成し、他方のＦ／Ｖ変換回路２１は、Ｆ／Ｖ変換特性が第１Ｆ／Ｖ変換特性に固定された基準電圧生成手段として構成する。
【０１５０】
そして、半導体メモリ１２への書込用電圧の供給は、基準電圧生成手段としてのＦ／Ｖ変換回路２１から行い、Ｆ／Ｖ変換回路２０は、第１実施形態と同様、動作モード切換部３２により動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換えるようにする。
【０１５１】
また、制御装置２には、第１実施形態の電圧検出部３４に代えて、第３実施形態の電圧差検出部３８を設け、動作モード切換部３２が、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを周波数検出モードに切り換えてから、Ｆ／Ｖ変換回路２０の出力が安定するのに要する所定の待機時間△Ｔ３が経過したタイミングで、電圧差検出部３８を駆動し、周波数異常判定部３６が、電圧差検出部３８にて検出された電圧差△Ｖに基づき、動作クロックの周波数の異常を判定するようにする。
【０１５２】
この結果、図９に示したクロック周波数検出装置によれば、周波数異常判定部３６は、第３実施形態のものと同様の手順（図６に示した周波数異常判定処理）で、動作クロックの周波数の異常を判定することができるようになる。
【０１５３】
なお、電圧差検出部３８が電圧差△Ｖを検出する際、半導体メモリ１２がデータの書き込み中であると、Ｆ／Ｖ変換回路２１からの出力電圧が半導体メモリ１２に流れる負荷電流によって変動することから、周波数異常判定部３６が動作モード切換部３２に周波数検出モード切換信号を出力する条件の一つとして、上記各実施形態と同様、半導体メモリ１２への書き込みがなされていないこと（Ｓ１２０：ＮＯ）、を設定することが望ましい。
【０１５４】
つまり、このようにすれば、電圧差△Ｖを検出するときのＦ／Ｖ変換回路２０、２１の動作条件を一定にして、動作クロックの周波数の検出精度が低下するのを防止できる。
［変形例３］
また次に、図５に示した第３実施形態のクロック周波数検出装置では、Ｆ／Ｖ変換回路２０に、２つの定電流源２４、２６及び切換スイッチＳＷ１、ＳＷ２を設け、Ｆ／Ｖ変換回路２０の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換えた際には、２つの切換スイッチＳＷ１、ＳＷ２を順にオンさせることで、Ｆ／Ｖ変換回路２０のＦ／Ｖ変換特性を第２Ｆ／Ｖ変換特性、第３Ｆ／Ｖ変換特性へと順に切り換えるものとして説明したが、定電流源と切換スイッチとは、第１実施形態と同様に一つだけ設けるようにしてもよい。
【０１５５】
そして、この場合、切換スイッチＳＷ１がオフ状態に保持される通常動作モード時には、半導体メモリ１２がデータの書き込みを停止していることを条件として、切換スイッチＳＷ３をオンし、半導体メモリ１２に出力される出力電圧をＳ／Ｈ回路２８にてサンプルホールドさせる。
【０１５６】
また、切換スイッチＳＷ１がオン状態に切り換えられる周波数検出モード時には、切換スイッチＳＷ４をオンして、電圧差検出部３８を駆動することで、電圧差検出部３８に、Ｓ／Ｈ回路２８に保持された通常動作モード時の出力電圧と周波数検出モード時に半導体メモリ１２に出力される出力電圧との電圧差△Ｖを検出させる。
【０１５７】
つまり、このようにしても、第３実施形態のクロック周波数検出装置と同様に、電圧差検出部３８にて検出された電圧差△Ｖから、動作クロックの周波数の異常を検出することができるようになる。
【０１５８】
そして、この場合、図５に示したものから、定電流源２６と切換スイッチＳＷ２とを削除することができるので、Ｆ／Ｖ変換回路２０（延いては制御装置２）の構成を簡単にすることができる。
［変形例４］
次に、上記実施形態では、電圧信号生成手段としてのＦ／Ｖ変換回路２０は、チャージポンプにて構成されるものとして説明したが、本発明は、例えば、パルス信号を積分することで動作クロックの周波数に対応した電圧信号を発生する積分型のＦ／Ｖコンバータ等、クロック周波数検出装置の搭載対象となる電子装置に設けられて、動作クロックの周波数に対応した電圧信号を発生する回路であれば、上記実施形態と同様、その回路を利用して、動作クロックの周波数（若しくは周波数の異常）を検出することができる。
【符号の説明】
【０１５９】
２…制御装置、４…発振子、１０…ＰＬＬ回路、１２…半導体メモリ、２０，２１…Ｆ／Ｖ変換回路、２２…チャージポンプ、２４，２６…定電流源、２８…Ｓ／Ｈ回路（サンプルホールド回路）、３２…動作モード切換部、３４…電圧検出部、３６…周波数異常判定部、３８…電圧差検出部、４０…マイクロコンピュータ、ＳＷ１〜ＳＷ４…切換スイッチ、Ｃ１〜Ｃ５…コンデンサ、Ｄ１〜Ｄ５…ダイオード、ＩＮＶ１…インバータ、８２…ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）、８４…パルス検出回路。
【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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【図９】
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【図１０】
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