(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種の論理レベルを取る信号を入力する入力動作モードと前記信号を出力する出力動作モードとを有する入出力ポートを備え、前記入出力ポートに、入力動作モード時のトランジスタのゲート浮きを防止するための、プルアップが設けられており、前記入出力ポートからの入力信号によって所定の動作を行う回路において、
前記入出力ポートの前記入力動作モード中に外部から前記入出力ポートに前記論理レベルの信号を入力した後に、前記入出力ポートを前記出力動作モードとしてから、入力した前記信号と同じ論理レベルの信号を同一の前記入出力ポートから出力することを特徴とするポート処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の回路において、
前記入出力ポートに、入力動作モード時のトランジスタのゲート浮きを防止するための、プルダウンが設けられていることを特徴とするポート処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の回路において、
前記入出力ポートへの外部からの信号として電源電位であるＶｄｄ電位、もしくはグラウンド電位であるＶｓｓ電位を入力することを特徴とするポート処理方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２記載の回路において、
前記入出力ポートへの外部からの前記信号として、他の回路部からの信号、
を入力することを特徴とするポート処理方法。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれかのポート処理方法を用いることを特徴とする情報処理装置。
【請求項６】
請求項５において、前記情報処理装置は、ユーザに携帯される装置であることを特徴とする情報処理装置。
【請求項７】
２種の論理レベルを取る信号を入力する入力動作モードと前記信号を出力する出力動作モードとを有する入出力ポートを備え、
前記入出力ポートに、入力動作モード時のトランジスタのゲート浮きを防止するための、プルアップもしくはプルダウンが設けられており、
前記入出力ポートからの入力信号によって所定の動作を行うコンピュータ装置において、
前記入出力ポートの前記入力動作モード中に外部から前記入出力ポートに前記論理レベルの信号を入力した後に、前記入出力ポートを前記出力動作モードとしてから、入力した前記信号と同じ論理レベルの信号を同一の前記入出力ポートから出力するポート処理を実行させるためのプログラム。
【請求項８】
請求項７記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路に設けられた入出力ポートの処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に回路装置の入出力ポートは、２値の信号を入力する入力動作モードと、前記信号を出力する出力動作モードとを備えている。このような入出力ポートの入力動作モードにおいては、プルアップ（詳細は後述）、もしくは、プルダウン（詳細は後述）といった設定が施される場合がある。プルアップが設定された前記入出力ポートの一例を図２に示す。このようにプルアップと呼ばれるものは、ポートと電源電圧（以下、Ｖｄｄという）を途中に抵抗（図中：プルアップ抵抗２０１）をはさんで接続する構造である。一方プルダウンと呼ばれるものはポートとグラウンド電圧（以下、Ｖｓｓという）を途中に抵抗（プルダウン抵抗）をはさんで接続する構造である（図示略）。
【０００３】
ここでプルアップの必要性を述べる。もしプルアップが無い場合において入力動作モード中の入出力ポートに２値の信号のいずれもが入力されていない場合、すなわち入出力ポートがＯＰＥＮ状態となったような場合、入力される電位は不定となり、入力ポートの電位をデータバスに伝えるラインに設けられている入力用トランジスタのゲートが浮いている状態となる（以下、この状態をゲート浮きという）。もしゲート浮きとなると、入力用トランジスタのゲートに不定な電位が接続されることとなり、ノイズ等によって中間電位などが入力されてしまう可能性がある。中間電位が入力されると、意図しないタイミングで入力用トランジスタのスイッチがオン／オフしてしまい、誤動作となる可能性がある。また、そのような場合、意図しないスイッチのオン／オフによって不要な電流が流れてしまうといった問題も生じる。これに対してプルアップを用いた場合、ＯＰＥＮ状態においてもポートが電源電位と接続されているため、入力電位がＶｄｄに引っ張られ、中間電位が入力される可能性はなくなり、ゲート浮きは発生しない。同様にプルダウンの場合もＶｓｓと接続されることによってゲート浮きは発生しない。
【０００４】
このようなポートのプルアップ／ダウン設定は、マスクを使用してＲＯＭ（Read  Only  Memory）に演算処理内容を書き込むような回路においては、ポートごとにマスクオプションとしてユーザが設定することが出来る場合が多い。
【０００５】
しかしながら、演算内容の書き換えが可能であるようなフラッシュＲＯＭ回路等を利用した場合、ポートごとのプルアップ／ダウン設定は一般的に不可能であり、一律にプルアップ／ダウン無し、であるとか、一律にプルアップ／ダウン有り、もしくは、一部のみプルアップ／プルダウン有り、といったようにあらかじめ決められている場合が多い。すなわち、フラッシュＲＯＭ回路などの場合は、ユーザの希望どおりにプルアップ／ダウンの設定を行うことは不可能となっている。
【０００６】
ここで、プルアップの設定が外部からは不可能であるフラッシュＲＯＭ回路を使用し、前記入出力ポートにプルアップがついている場合を想定すると、信号を入力している間は入出力ポートとＶｄｄがプルアップ抵抗２０１をはさんで接続されてしまうこととなる。このため、例えばＬｏｗ信号を入力した場合にはＶｓｓとＶｄｄがプルアップ抵抗２０１をはさんで接続されてしまい、その結果、Ｌｏｗ信号を入力している間は常に一定の不要な電流が流れてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、プルアップが設定されている入出力ポートにＬｏｗ信号を入力する場合、不要な電流が流れつづけてしまう。例えば、プルアップ抵抗２０１が１００ｋΩ、電源電圧が５Ｖとすると、５Ｖ／１００ｋΩ＝５０μＡの電流が流れることとなる。同様にプルダウンが設定されている場合には、Ｈｉｇｈ信号を入力している間に不必要な電流が流れてしまうこととなる。特に、常時同じレベルの信号が入力され続けるような入出力ポートにプルアップ／ダウンが設定されている場合は、このような無駄な電流が流れ続けることとなり、電池を使用しているような携帯情報機器などにおいては電池寿命に影響を与え、長寿命化に対する障害となっていた。
【０００８】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、プルアップ／ダウンが設定されている入出力ポートにおいて、常時無駄な電流が流れるような事態を回避する技術を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２種の論理レベルを取る信号を入力する入力動作モードと前記信号を出力する出力動作モードとを有する入出力ポートを備え、前記入出力ポートに、入力動作モード時のトランジスタのゲート浮きを防止するための、プルアップもしくはプルダウンが設けられており、前記入出力ポートからの入力信号によって所定の動作を行う回路において、前記入出力ポートの入力動作モード中に外部から信号を入力した後に、前記入出力ポートを出力動作モードとして入力した信号と同じ論理レベルの信号を出力することを特徴とするポート処理方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は、前記入出力ポートへの外部からの信号として、電源電圧であるＶｄｄ電圧、もしくはグラウンド電圧であるＶｓｓ電圧、を入力することを特徴とするポート処理方法を提供する。
【００１１】
また、本発明は、前記入出力ポートへの外部からの信号として、他の回路部からの信号、を入力することを特徴とするポート処理方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は、２種の論理レベルを取る信号を入力する入力動作モードと前記信号を出力する出力動作モードとを有する入出力ポートを備え、前記入出力ポートに、入力動作モード時のトランジスタのゲート浮きを防止するための、プルアップもしくはプルダウンが設けられており、前記入出力ポートからの入力信号によって所定の動作を行うコンピュータ装置において、前記入出力ポートの入力動作モード中に外部から信号を入力した後に、前記入出力ポートを出力動作モードとして入力した信号と同じ論理レベルの信号を出力するという動作を行うポート処理、を実行させるためのプログラムを提供する。
【００１３】
また、本発明は、上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［１．構成］
入出力ポートを用いて外部からの信号入力を行う装置としては、ダイバーズ用情報処理装置が挙げられる。ダイバーズ用情報処理装置はおもに潜水時に使用され、ダイバーの体内に蓄積されているであろう窒素量等を計算してダイバーに提示する。図１に示されるように、本発明の一実施形態にかかるダイバーズ用情報処理装置１０は、ボタン等の操作子を備えたスイッチ部１０１と、アラーム音等を放音するブザー部１０２と、潜水日時や潜水時間、各種設定データ等を記憶するＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable/programmable read only memory）１０３と、水圧や水温等を計測するセンサー部１０４と、各種情報を表示する画面を備えたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）部１０５と、この画面を照らすＥＬ（Electronic Luminescent）部１０６とを備え、使用者の操作に応じて各種処理を実行し、潜水中の使用者が必要とするであろう情報（例えば、使用者の体内に蓄積されているであろう窒素量）を画面表示やアラーム音の報音などにより使用者へ通知する。
【００１５】
また、ダイバーズ用情報処理装置１０は、制御用のマイクロコンピュータ１００を備えている。マイクロコンピュータ１００には、上記各部１０１〜１０６とマイクロコンピュータ１００へ動作の基準となるクロック信号を供給する発振回路部１０７とが接続されている。
【００１６】
マイクロコンピュータ１００はダイバーズ用情報処理装置１０全体の制御を行うものであり、マイクロプロセッサ５０と、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）５１と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５２と、入出力兼用の入出力ポート１１０を備えている。マイクロプロセッサ５０が、発振回路部１０７から供給されるクロック信号に従って作動し、ＲＡＭ５２をワークエリアとしフラッシュＲＯＭ５１に記憶されたプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータ１００はダイバーズ用情報処理装置１０全体の制御を行う。
【００１７】
マイクロコンピュータ１００はプルアップが施された入出力ポート１１０を備えている。入出力ポート１１０は切り替え部１１１を介して電源電位（以下、Ｖｄｄと呼ぶ）か、もしくはグラウンド電位（以下、Ｖｓｓと呼ぶ）と接続される。
【００１８】
なお、上記入出力ポート１１０は一般的なポートであり、その構成の一例を図２に示す。入出力ポート１１０は２つの動作モード（入力モード／出力モード）を有し、マイクロプロセッサ５０により設定された動作モードで作動する。出力モードの入出力ポート１１０は、マイクロプロセッサ５０の制御の下で、端子電位を「Ｈ」または「Ｌ」とする。「Ｈ」の場合の端子電位は、Ｖｄｄの９０％以上の電位となり、また、「Ｌ」の場合の端子電位は、Ｖｄｄの１０％以下の電位となる。入力モードの入出力ポート１１０は、信号線に対して自身をハイインピーダンス状態とし、端子電位（「Ｈ」／「Ｌ」）を読み込む。また、入力モード中の入出力ポート１１０はプルアップされており、プルアップ抵抗２０１を介してＶｄｄと接続される。
【００１９】
［２．動作］
ダイバーズ用情報処理装置１０は潜水時のダイバーに必要な情報を報知することが主な使用目的であるが、その際、ベテランのダイバー向けの製品と初心者のダイバー向けの製品で、安全率の設定を変更する必要が生じる場合がある。そこで、ベテラン向けの場合（安全率を、安全率１とする）は切り替え部１１１を介して入出力ポート１１０をＶｄｄと接続、初心者向けの場合（安全率を、安全率２とする）は切り替え部１１１を介して入出力ポート１１０をＶｓｓと接続することとする。マイクロコンピュータ１０のシステムリセット時に入出力ポート１１０から信号を入力し、「Ｈ」ならば安全率１、「Ｌ」ならば安全率２と設定するように制御を行う。入出力ポート１１０への接続の切り替えは、切り替え部１１１をスイッチングして行う。
【００２０】
上記動作を行うと、入出力ポート１１０がプルアップされているため、安全率２を設定した場合、すなわち、切り替え部１１１でＶｓｓを選択して「Ｌ」を入力した場合、プルアップ抵抗２０１を介して電流が流れることとなる。そこで、本実施例では以下のような流れでダイバーズ情報処理装置１０を動作させることとした。
【００２１】
図３は入出力ポート１１０の処理の流れを示す図である。この図に示すように、マイクロコンピュータ１００がシステムリセットされると（ステップＳ３０１）、マイクロプロセッサ５０は入出力ポート１１０を入力モードに設定（ステップＳ３０２）したうえで、信号を入力し（ステップＳ３０３）、入力した信号データをＲＡＭに格納する（ステップＳ３０４）。
【００２２】
続いて入出力ポート１１０を出力モードに設定し（ステップＳ３０５）、入力された信号と同じ論理レベルの信号を出力する。詳しくは、格納した信号が「Ｈ」か「Ｌ」かの判断を行い（ステップＳ３０６）、もし「Ｈ」であれば「Ｈ」を出力し（ステップＳ３０７）、「Ｌ」であれば「Ｌ」を出力する（ステップＳ３０８）。
【００２３】
その後安全率の設定を行い（ステップＳ３０９）、終了する（ステップＳ３１０）。
【００２４】
このように、入出力ポート１１０に安全率設定のための信号を入力した後に同じ論理レベルの信号を出力することにより、プルアップ抵抗２０１に電流が流れることを抑止している。すなわち、プルアップされている入出力端子１１０に「Ｌ」信号が入力された場合において、同様に「Ｌ」を出力することによってプルアップ抵抗２０１の両端の電位がほぼ同電位となり、電流の流れが抑止される。
【００２５】
このように、本実施形態では、電流が無駄に流れる事態を回避することができる。したがって、ダイバーズ用情報処理装置における消費電力を抑制することができる。ところで、ダイバーズ用情報処理装置は携帯されるものであるから、電源として電池が採用されている。電池が供給可能な電力量には限りがあることから、消費電力の抑制はダイバーズ用情報処理装置の使用可能時間の長時間化にもつながる。
【００２６】
また、ダイバーズ用情報処理装置は、電池切れになったり電源電圧が低下したりすると、潜水者に対して正確な情報を提示できなくなってしまう。ダイバーズ用情報処理装置が潜水者に提示する情報は人命にかかる重要な情報であるから、このような事態が発生するのは望ましくない。本実施形態によれば消費電力が低減されるから、長い使用可能時間を確保することができる。したがって、本実施形態によれば、特にダイビング中において、潜水者に対して重要な情報を提示することができないという事態が発生する可能性を低減することができる。
【００２７】
［３．変形例］
上述した実施形態では、入出力ポートにプルアップが施された場合について述べたが、プルダウンが施されていてもよい。これらの態様のいずれであっても、電流の抑止はなされる。
【００２８】
また、上述した実施形態では、入出力ポートに入力する信号を切り替え部のスイッチングによって切り替えていたが、これに限らず、直接ＶｄｄもしくはＶｓｓに接続されるような形態でもよいし、その他の回路部の出力部と接続されていてもよい。
【００２９】
また、上述した実施形態では、入出力ポートは一つとしたが。これに限定されず、複数の入出力ポートを持つことも可能である。
【００３０】
また、上述した実施形態では、図３に示したように、信号入力から入力信号データ格納、出力モード設定、出力、安全率設定といった流れで処理を行ったが、これに限らず、例えば信号入力して信号データ格納後に安全率設定を行い、その後出力といったような流れでもよい。すなわち、入出力ポートが入力した信号と同じ信号をそのまま出力するといった処理が行われていればよい。
【００３１】
また、上述した実施形態では、システムリセット時の安全率設定時の処理としたが、これに限らず、任意の時点での任意の処理内容に対して適用が可能である。
【００３２】
また、上述した実施形態では、「Ｈ」となった接続端子の電位は、電源（Ｖｄｄ）の電位の９０％以上の電位、「Ｌ」の場合の端子電位は、電源（Ｖｄｄ）の電位の１０％以下の電位としている。しかし、「Ｈ」となった接続端および「Ｌ」となった接続端の電位は、これに限定されるものではなく、「Ｈ」となった接続端子の電位は、電源（Ｖｄｄ）と電位と電気的に等価、また「Ｌ」となった接続端子の電位はグランド（Ｖｓｓ）と電位と電気的に等価としてもよい。
【００３３】
また、上述の実施形態では、ＲＯＭおよびＲＡＭが一つのパッケージに内蔵されているタイプのマイコンについて説明したが、使用されるマイコンは、これに限らず外付けのＲＯＭやＲＡＭを用いるタイプのマイコンであってもよい。また、信号を入力する主体はマイコンに限らず、入出力ポートを介して信号を入出力可能な任意の回路（例えばＩＣ（Integrated Circuit））でよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、定常的に流れてしまう無駄な電流を抑止することが出来る。特に、システムリセット後に入力した信号でオプション選択をするような処理内容の場合に本発明を用いないとすると、システムリセット後は定に無駄な電流が流れ続けてしまうため、信号入力後直ちに電流の抑止を行うことが出来る本発明を用いれば、長期間にわたって消費電流を小とすることが可能である。本発明は消費電流量の大小が特に重要となる携帯用の情報処理装置などにおいて、その電池寿命の長寿命化という点、ならびに動作保証という点で効果のあるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係るダイバーズ用情報処理装置１０の構成例を示す図である。
【図２】  同装置１０が有する入出力ポートの構成例を示す図である。
【図３】  同装置１０が有するマイクロプロセッサ５０が行う処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００・・・マイクロコンピュータ、１０１・・・スイッチ部、１０２・・・ブザー部、１０３・・・ＥＥＰＲＯＭ、１０４・・・センサー部、１０５・・・ＬＣＤ部、１０６・・・ＥＬ部、１０７・・・発振回路部、１１０・・・入出力ポート、１１１・・・切り替え部、２０１・・・プルアップ抵抗。
【図１】
0004178820.tif 000002
【図２】
0004178820.tif 000003
【図３】
0004178820.tif 000004