(57)【要約】【課題】マイコンの実力に見合うように動作時間を延長可能な電源電圧監視機能を備えた電子機器を提供する。【解決手段】マイコン１は、所定の保持電圧以上で記憶内容を保持可能なメモリ４を備えており、メモリ４上に展開したウオッチドッグタイマー機能で制御プログラムの実行状態を監視する。メモリ４はその保持電圧がマイコン１の動作保証電圧より低い。リセット回路３は、リセット設定電圧がマイコン１の動作保証電圧より低く且つメモリ４の保持電圧より高く設定されており、電源電圧ＶＢが動作保証電圧を下回ってもリセット設定電圧に達するまではマイコン１にリセットをかけない様にし、その間メモリ４上のウオッチドッグタイマー機能にてマイコン１の動作を監視する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の制御プログラムを実行するマイクロコンピューターと、該マイクロコンピューターに電源電圧を供給する電源と、該電源電圧を監視して該電源電圧が所定の設定電圧を下回った時該マイクロコンピューターにリセットをかけるリセット回路とを含む電子機器であって、
前記マイクロコンピューターは、所定の保持電圧以上で記憶内容を保持可能なメモリを備えており、該メモリ上に展開したウオッチドッグタイマー機能で該制御プログラムの実行状態を監視し、
前記メモリは、その保持電圧が該マイクロコンピューターの動作を保証する動作保証電圧よリ低く設定され、
前記リセット回路は、該設定電圧が該マイクロコンピューターの動作保証電圧より低く且つ該メモリの保持電圧より高く設定されており、
以って該電源電圧が該動作保証電圧を下回っても該設定電圧に達するまでは該マイクロコンピューターにリセットをかけない様にし、その間該メモリ上のウオッチドッグタイマー機能にて該マイクロコンピューターの動作を監視可能にしたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器は電源として電池を用いるデジタルカメラであり、該リセット回路の設定電圧を該マイクロコンピューターの動作保証電圧より下げることで、電池寿命を延長化したことを特徴とするデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロコンピューター（以下マイコン）で動作制御を行う電子機器に関する。より詳しくは、電源電圧の監視機能を組み込んだ電子機器の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
電源電圧の監視機能を備えた電子機器は、基本的にマイコンと電源とリセット回路とを備えている。マイコンは、電子機器の動作全般を制御するため、所定の制御プログラムを実行する。電源は、マイコンを含む電子機器の本体に電源電圧を供給する。リセット回路は、この電源電圧を監視して電源電圧が所定の設定電圧を下回ったときマイコンにリセットをかける。この様にして電源電圧が低下したとき、マイコンにリセットをかけて電子機器が誤動作しないようにしている。かかる電源電圧監視機能（リセット機能）を備えた電子機器は、例えば以下の特許文献１に記載がある。
【特許文献１】特開２００２‐０９９３５７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常リセット回路の設定電圧は、マイコンの正常な動作を保証する動作保証電圧（定格電圧）よりも若干高く設定されている。これは、電源電圧が動作保証電圧を下回る前にリセットをかけて、電子機器が誤動作しないようにするためである。しかしながら実際には、マイコンの動作保証電圧（定格電圧）は予め余裕があり、電源電圧がある程度動作保証電圧を下回ってもマイコンは正常に動作する実力を備えている。従来は安全面を考えて、十分余裕があるにもかかわらずリセット設定電圧を動作保証電圧より高くしていたため、電子機器の動作時間に限界があった。電源として電池を使った場合、電源電圧が動作保証電圧まで低下したとき、電子機器の動作時間が終了することになる。しかしながら実際には動作保証電圧よりも電源電圧がある程度低下してもマイコンは正常に動作する実力を有しており、従来の電子機器はこの実力よりも短めに動作時間が限られていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した従来の技術の課題に鑑み、本発明はマイコンの実力に見合うように動作時間を延長可能な電源電圧監視機能を備えた電子機器を提供することを目的とする。かかる目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち本発明は、所定の制御プログラムを実行するマイクロコンピューターと、該マイクロコンピューターに電源電圧を供給する電源と、該電源電圧を監視して該電源電圧が所定の設定電圧を下回った時該マイクロコンピューターにリセットをかけるリセット回路とを含む電子機器であって、前記マイクロコンピューターは、所定の保持電圧以上で記憶内容を保持可能なメモリを備えており、該メモリ上に展開したウオッチドッグタイマー機能で該制御プログラムの実行状態を監視し、前記メモリは、その保持電圧が該マイクロコンピューターの動作を保証する動作保証電圧よリ低く設定され、前記リセット回路は、該設定電圧が該マイクロコンピューターの動作保証電圧より低く且つ該メモリの保持電圧より高く設定されており、以って該電源電圧が該動作保証電圧を下回っても該設定電圧に達するまでは該マイクロコンピューターにリセットをかけない様にし、その間該メモリ上のウオッチドッグタイマー機能にて該マイクロコンピューターの動作を監視可能にしたことを特徴とする。例えば本電子機器は、電源として電池を用いるデジタルカメラであり、該リセット回路の設定電圧を該マイクロコンピューターの動作保証電圧より下げることで、電池寿命を延長化したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、リセット設定電圧がマイコンの動作保証電圧より低く且つメモリ保持電圧より高く設定されている。これにより、電源電圧がマイコンの動作保証電圧を下回ってもリセット設定電圧に達するまでは、マイコンにリセットをかけないようにしている。よってマイコンはその実力に見合った動作能力を発揮することが出来、電子機器のトータルの動作時間を長くすることが出来る。但し電源電圧がマイコン動作保証電圧を下回った場合、実力的には正常に動作可能でも、例外的には制御プログラムが実行不能になったり制御プログラムの暴走が起きる恐れがある。そこで本発明は、電源電圧がマイコン動作保証電圧を下回った領域では、本来マイコンに内蔵されているウォッチドッグタイマー機能を利用して、マイコンの動作を監視している。よって電源電圧の低下により万一マイコンが動作不能に陥った場合、ウォッチドッグタイマー機能にてマイコンにリセットをかけ、電子機器の誤動作を未然に防いでいる。但しウォッチドッグタイマー機能はマイコンに内蔵したメモリ（通常ＲＡＭ）に展開したソフトウェアで実現している。したがって電源電圧がメモリ保持電圧よりも低下したときは、このウォッチドッグタイマー機能も停止してしまう。そこで本発明はリセット設定電圧をマイコン動作保証電圧より低く設定するものの、メモリ保持電圧よりは高く設定している。この様に本発明は、本来マイコンの機能の一部として備わっているウォッチドッグタイマー機能を利用することで、リセット設定電圧をマイコン動作保証電圧よりも下げることを可能とし、これによりマイコンが動作可能な時間の延長化を達成している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明にかかる電子機器の全体構成を示すブロック図である。図示するように、本発明にかかる電子機器は基本的にマイコン１と電源となる電池２と、リセット回路３とを備えている。さらに電子機器を駆動するための駆動回路６を備えている。
【０００７】
マイコン１は所定の制御プログラムを実行することで、駆動回路６の動作を制御している。電池２はマイコン１に電源電圧ＶＢを供給する。このために、電池２の陽極は電源ラインに接続し、陰極は接地ラインＧＮＤに接続している。マイコン１は電源ラインＶＢと接地ラインＧＮＤとの間に配されている。駆動回路６も同様に電源ラインＶＢと接地ラインＧＮＤとの間に配されている。また電池２のバックアップ用に、大容量のコンデンサ５が電源ラインＶＢと接地ラインＧＮＤとの間に配されている。リセット回路３は電池２の電源電圧ＶＢを監視してこの電源電圧ＶＢが所定の設定電圧を下回ったとき、マイコン３にリセットをかけるようになっている。このために、リセット回路３の入力端子は電池２の電源ラインに接続する一方、出力端子はマイコン１のリセット端子に接続している。
【０００８】
マイコン１は所定の保持電圧以上で記憶内容を保持可能なメモリ４を備えている。このメモリ４は例えばＲＡＭで構成されている。マイコン１はもともと制御プログラムの実行を監視するため、いわゆるウォッチドッグタイマー機能を備えている。このウォッチドッグタイマー機能はメモリ４上に展開したソフトウェアで実現しており、制御プログラムの実行状態を監視する。万一制御プログラムが暴走した場合には、このウォッチドッグタイマー機能で暴走を検出し、マイコン１に内部的なリセットをかける。よってウォッチドッグタイマー機能が正常に動作するためには、電源電圧ＶＢがメモリ４の保持電圧より高くなければならない。
【０００９】
本発明の特徴事項として、リセット回路３はその設定電圧がマイコン１の動作保証電圧より低く且つメモリ４の保持電圧よりも高く設定されている。これにより、電源電圧ＶＢがマイコン動作保証電圧を下回ってもリセット設定電圧に達するまではマイコン１にリセットをかけない様にし、その実力をフルに発揮できるようにしている。但しマイコン動作保証電圧よりも電源電圧が下がると例外的に誤動作が生じる恐れもある。そのため電源電圧がマイコン動作保証電圧より低くなった場合、メモリ４上のウォッチドッグタイマー機能にてマイコン１の動作を監視している。これにより万一誤動作が生じた場合にはマイコン１にリセットをかけることが出来る。この様なウォッチドッグタイマー機能の動作を保証するために、リセット設定電圧はメモリ保持電圧よりも高く設定されている。この様に本発明は、リセット回路とウォッチドッグタイマー機能を併用することにより、リセット設定電圧を従来よりも下げることが可能となり、マイコンの動作可能電圧の範囲を広げることが出来る。
【００１０】
図２は電子機器の動作状態を示すタイミングチャートである。（Ａ）は従来の電子機器のタイミングチャートであり、（Ｂ）は本発明にかかる電子機器のタイミングチャートである。比較のためまず（Ａ）を参照して、従来の電子機器の動作シーケンスを説明する。このタイミングチャートは電源電圧ＶＢの変化、リセット出力波形の変化、及びマイコンの動作状態を、時間軸を揃えて表してある。従来の電子機器は、リセット設定電圧がマイコンの動作保証電圧よりも若干高めに設定されている。
【００１１】
タイミングチャートに示すように、電子機器の電源を投入すると、コンデンサ５に電荷が充電されるため、電源電圧ＶＢは徐々に上昇していく。電源投入は、例えば電子機器に電池２をセットすることによって自動的に行われる。電源電圧ＶＢがリセット設定電圧に到達したとき、リセット端子がハイレベルＨとなりマイコンが動作状態になる。即ちパワーオンリセットがかかる。
【００１２】
時間が経過した後電子機器本体から電池２を抜き取ると、図示するように電源電圧ＶＢが降下していく。電池寿命が終わりに近づいている場合も基本的に同じであり、電源電圧ＶＢは徐々に低下していく。いずれにしても電源電圧ＶＢがリセット設定電圧を下回ったとき、リセット端子はローレベルＬとなり、マイコン１が動作を停止する。
【００１３】
一般にマイコン１を制御部に利用した電子機器は、電源電圧ＶＢが低下した場合、マイコン１が正常動作をしなくなるため、制御プログラムが暴走する恐れがあり、最悪の場合電子機器本体が破壊する恐れもある。従来その防止策として、マイコン１に対してリセット回路３が外付けされている。リセット回路３は電源電圧ＶＢを監視して、マイコン１が正常動作をしなくなる電圧より高い電圧で強制的にマイコン１をリセットする。このリセット回路３の電源監視電圧（即ちリセット設定電圧）はマイコン１のばらつき、温度特性、リセット電圧のばらつきを考慮して、実際の実力値より高く設定している。具体的には、タイミングチャート（Ａ）に示したようにリセット設定電圧はマイコンの動作保証電圧よりも高くなっている。この様にリセット設定電圧を決めると、電子機器の最低作動電圧が上がってしまい使い勝手が良くない。リセット設定電圧はマイコンの動作保証電圧より高くしなければならず、電子機器の電池寿命がその分短くなってしまう。
【００１４】
これに対し本発明にかかる電子機器はタイミングチャート（Ｂ）に示すように、リセット設定電圧はマイコン１の動作保証電圧より低く、且つメモリの保持電圧（ＲＡＭ保持電圧）よりも高く設定されている。（Ｂ）のタイミングチャートでは、動作保証電圧が一点鎖線で示されている。従来のリセット設定電圧は点線で示すように、マイコン動作保証電圧よりも高い。これに対し本発明のリセット設定電圧は実線で示すようにマイコン動作保証電圧よりも低い。したがって本発明にかかる電子機器は従来に比べてリセット設定電圧を下げることが出来、その分動作可能な電源電圧の範囲が広がる。但し本発明のリセット設定電圧はＲＡＭ保持電圧よりは高くなっている。したがってリセットがかかるまでメモリは正常に機能し、ウォッチドッグタイマー機能は維持される。電源電圧ＶＢがＲＡＭ保持電圧以上であれば、ウォッチドッグタイマー機能が動作し、万一マイコン１が動作不安定となっても内部リセットがかかるようになり、制御プログラムの暴走は起きない。そのあと電源電圧ＶＢが再び上昇すれば、正常な動作を行うことが出来る。
【００１５】
電源投入に応じて電源電圧ＶＢは上昇する。リセット設定電圧は従来に比べて低く設定されているので、パワーオンリセットがかかるタイミングは、従来よりもΔＴ１だけ前倒しとなる。このあと電源が解除されるとコンデンサ５が放電するため、電源電圧ＶＢは徐々に低下していく。電源電圧ＶＢが実線で示す本発明のリセット設定電圧を下回った時点で、マイコン１は動作を停止する。その際リセット設定電圧は従来よりも低くなっているので、マイコン１が動作を停止するタイミングはΔＴ２だけ後方にシフトする。その分電子機器の動作時間は延長可能である。タイミングチャート（Ｂ）は電源をオフした時の動作状態を表している。電池の連続使用により電源電圧ＶＢが低下していく場合にも、上述した電源解除モードと同様のモードとなるため、電子機器の動作可能時間が延びることになる。
【００１６】
ここでリセット設定電圧、マイコン動作保証電圧、ＲＡＭ保持電圧につき、具体的な数値例を挙げておく。例えばマイコン動作保証電圧（定格電圧）は４．７Ｖである。この時従来の電子機器では、リセット設定電圧を例えば４．８Ｖに決める。これに対し本発明では、ＲＡＭ保持電圧が３Ｖであるとすると、リセット設定電圧を３．１Ｖまで下げることが出来る。これにより、従来リセット設定電圧が４．８Ｖであったものが、本発明ではリセット設定電圧を３．１Ｖまで下げることが出来、約１．７Ｖ分だけ電子機器の動作範囲を下方に拡大することが出来る。
【００１７】
図３は、マイコン１に内蔵されたウォッチドッグタイマー機能を示すフローチャートである。ウォッチドッグタイマー機能をスタートさせた後、まずステップＳ１でウォッチドッグタイマーをセットする。その後ステップＳ２では制御プログラム側が所定の動作１を行うため、ウォッチドッグタイマー側は動作１監視処理を行う。即ち制御プログラム側が動作１の処理を行っている間、その時間を計測する。ステップＳ３でウォッチドッグタイマーがタイムオーバーになったか否かを判定する。制御プログラムが正常に実行されている場合、動作１は所定期間内に完了するため、ウォッチドッグタイマーがタイムオーバーすることはない。仮に制御プログラム側が暴走した場合、タイムオーバーとなるので、ステップＳ３の判定がＹＥＳとなり、フローはステップＳ４に分岐しマイコンに内部リセットがかかる。これによりマイコンは待機状態となり、電子機器が誤動作することはない。
【００１８】
ステップＳ３で判定がＮＯの場合、ステップＳ５に進みウォッチドッグタイマーは再びリセットされる。その後ステップＳ６に進み、制御プログラム側が次の動作２に移ると、ウォッチドッグタイマー側も動作２の監視処理を行う。即ち制御プルグラム側が動作２を実行している間、その経過時間をカウントする。ステップＳ７に進み、再びウォッチドッグタイマーがタイムオーバーか否かを判定する。制御プログラム側が正常に動作２を完了した場合、タイムオーバーは起こらないため判定はＮＯとなり、ステップＳ８に進む。逆にマイコン側の動作不安定や暴走などにより、動作２が正常に完了しなかった場合、ウォッチドッグタイマーがタイムオーバーとなり、ステップＳ７の判定がＹＥＳとなって、フローはステップＳ４に分岐しマイコンに内部リセットがかかる。
【００１９】
ステップＳ７でタイムオーバーが生じなかった場合判定はＮＯとなり、以下ステップＳ８、ステップＳ９に進み、次の動作３に対して同様の監視処理を行う。この様にして制御プログラムの各動作１，２，３・・・のそれぞれに対し逐次実行状態の監視を行い、異常が発生すると内部リセットがかかるようになっている。
【００２０】
図４は、本発明にかかる電子機器の具体例を示すブロック図である。本例は電子機器としてデジタルカメラを示した全体構成図である。但し図示を容易にするため、デジタルカメラの信号系統のみを表し、電源系統は図示を省略している。電源系統は基本的に図１に示した通りである。本デジタルカメラは、基本的にステッピングモータ１３と駆動回路６と距離センサ１７と画像処理部１８とマイコン１とシャッタとで構成されている。但しシャッタは図示を省略している。ステッピングモータ１３は一対のステータコイルを用いてロータをステップ回転するものである。このステッピングモータ１３は被写体（図示せず）をＣＣＤ１１などで代表される撮像素子に結像するレンズ１２をその光軸方向に駆動して、レンズ１２を合焦位置にセットするためのものである。なおこのＡＦ用レンズ１２はデジタルカメラの鏡胴１４内に組み込まれている。ＡＦ用レンズ１２とステッピングモータ１３の回転軸とが、ピニオンとラックを組み合わせた伝達機構１５によって互いに連結されている。ステッピングモータ１３のステップ回転は伝達機構１５を介してＡＦ用レンズ１２の光軸方向に沿った直線変位に変換される。なおＡＦ用レンズ１２の光軸方向は双頭矢印で表されている。
【００２１】
駆動回路６はドライブＩＣなどで構成されており、ステッピングモータ１３を回転駆動する。図示の例では、この駆動回路６は、デコーダ６１とパルスジェネレータ６２と発振器（ＯＳＣ）６３と一対のＨブリッジ回路６４，６５とオペアンプ６６，６８と電流センサ６７，６９などで構成されている。一方のＨブリッジ回路６４は出力電流ＯＵＴ１，ＯＵＴ２をステッピングモータ１３の片側のコイルに供給する。他方のＨブリッジ回路６５は出力電流ＯＵＴ３，ＯＵＴ４をステッピングモータ１３のもう片方のコイルに供給する。これらの出力電流ＯＵＴ１〜ＯＵＴ４の波形を制御することで、ステッピングモータ１３を駆動する。出力電流の波形制御のためにデコーダ６１，パルスジェネレータ６２，ＯＳＣ６３が用いられる。またＨブリッジ回路６４を定電流制御するためにオペアンプ６６と電流センサ６７が用いられている。同様にＨブリッジ回路６５を定電流制御するためにオペアンプ６８と電流センサ６９が用いられている。
【００２２】
距離センサ１７は被写体までの距離を測定してその結果を表す測距データを出力する。測距センサ１７は例えば三角測距の原理に基づいて被写体までの距離を測定するものであり、アクティブ方式やパッシブ方式がある。アクティブ方式は被写体に光スポットを投光する投光部と、被写体から反射した光スポット像を受光し、その受光位置に応じて測距データを出力する受光部とで構成されている。
【００２３】
デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）１８で構成された画像処理部は、ＡＦ用レンズ１２の駆動中ＣＣＤ１１から出力される画像データを逐次処理して、その結果から合焦点を検出する。具体的には、ＣＣＤ１１から出力されたアナログの画像信号がＡＤＣ１９によりデジタル化され、ＤＳＰ１８に取り込まれる。ＤＳＰ１８は高速でデジタル画像データを処理し、その結果から合焦点を検出する。具体的には、被写体画像のコントラストをモニタリングし、最も高いコントラストが得られる時点を合焦点とする。
【００２４】
マイコン１は、距離センサ１７から出力された測距データに基づいて駆動回路６を制御し、ステッピングモータ１３を回転駆動して、レンズ１２を測距データが表す被写体距離に対応した位置まで送り、次にステッピングモータ１３をマイクロステップ駆動に切換え、合焦点が検出された位置でステッピングモータ１３の駆動を停止する。この様にして撮影準備が整うと、シャッターレリース動作に応答して実際の撮像動作が行われ、画像データがＤＳＰ１８に取り込まれる。
【００２５】
図４に示したデジタルカメラのマイコン１や駆動回路６は電池（図示せず）によって給電されている。本発明では前述したように外付けリセット回路のリセット機能とマイコンに内蔵されたウォッチドッグタイマー機能を組み合わせることで、デジタルカメラが動作可能な電源電圧の範囲を下方に拡大している。これにより本発明にかかるデジタルカメラは同じ電池容量であっても従来に比べ写真の撮影枚数が増えることになり、使い勝手が良くなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明にかかる電子機器の全体構成を示すブロック図である。
【図２】電子機器の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図３】電子機器に内蔵されるマイコンに組み込まれたウォッチドッグタイマー機能を示すフローチャートである。
【図４】本発明にかかる電子機器の一例であるデジタルカメラを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２７】
１・・・マイクロコンピューター（マイコン）、２・・・電池（電源）、３・・・リセット回路、５・・・コンデンサ、６・・・駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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