JP2000215112A - 電子機器及び低電圧検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池を備えた電子機器において、電池容量を
有効に使うことができるようにする。 【解決手段】 所定の駆動電圧により駆動される周辺回
路２と、駆動電圧を供給する電池３と、電池３により駆
動されるフラッシュメモリ４と、フラッシュメモリ４に
対してデータを書き込みをした後、その書き込みしたデ
ータの読み出しをして、当該書き込んたデータと当該読
み出したデータとを比較し、この比較結果に基づいて、
駆動電圧が動作可能最低電圧より低下したか否かを判別
するＣＰＵ５とを備えた電子機器１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池等の電源手段
により駆動される電子回路を備えた電子機器、及び低電
圧を検出する低電圧検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、携帯可能とされる電子機器が
知られている。このような携帯可能とされる電子機器の
多くは、電池駆動であって、一次電池又は二次電池等に
より駆動されている。このような電子機器の例として
は、携帯型ゲーム機、携帯型オーディオ機器、携帯電話
等が挙げられる。

【０００３】電池駆動の電子機器には、電池の残存電気
量を監視する機構を有し、残存電気量のレベル表示を行
っているものがある。この場合、電池駆動の電子機器
は、例えば、内部回路に供給される電源電圧を監視する
ため、低電圧検出回路を有している。

【０００４】図５は、従来の低電圧検出回路の構成を示
すブロック図である。同図に示すように、低電圧検出回
路１０１は、ＢＧＲ回路１０２と比較回路（Comparato
r）１０３とを備える。

【０００５】ＢＧＲ回路１０２は、Band Gap Reference
とよばれる定電圧出力回路である。ＢＧＲ回路１０２
は、予め定めた絶対基準電圧Ｖrefを出力する。

【０００６】比較回路１０３は、基準電圧Ｖrefと実際
の電源電圧Ｖlevelを比較し、基準電圧Ｖrefより電源電
圧Ｖlevelが下回った場合に、低電圧検出信号Ｖdd_Low
を出力する。システムは、このＶdd_Lowをトリガに、例
えば、”Battery end”表示や実行中アプリケーション
のデータ待避などの必要な処理を行う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＢＧＲ
回路１０２が出力する基準電圧や、比較回路１０３のス
レッショルド電圧の精度には、誤差がある。電子機器
は、このような誤差を考慮した最悪条件で設計されるの
で、実際はまだ動作可能な電池に対して、”Battery en
d”表示をしてしまう場合があった。

【０００８】また、基準電圧Ｖrefは、一般に内部回路
の動作可能最低電圧に対応させて決められるが、内部回
路を構成する半導体などの素子の実際の動作可能最低電
圧値は、製造プロセスや使用条件によって変動する。従
って、素子のばらつきや使用条件によって、実際はまだ
動作可能な電池に対して、”Battery end”表示をして
しまう場合があった。

【０００９】つまり、従来の電子機器では、必ずしも電
池容量を有効には使ってはいなかった。

【００１０】本発明は、電池容量を有効に使うことがで
きる電子機器及び低電圧検出方法を提供することを目的
としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明による電子機器
は、電源手段から供給される駆動電圧により駆動される
電子回路と、上記駆動電圧により駆動される記憶手段
と、上記記憶手段に対してデータの書き込みをした後、
その書き込んだデータの読み出しをして、当該書き込み
したデータと当該読み出ししたデータとを比較する比較
手段と、上記比較手段の比較結果に基づいて、前記電子
回路が正常動作可能か否かを判別する判別手段とを備え
ることを特徴とする。

【００１２】本発明による低電圧検出方法は、電子機器
を構成する電子回路に供給される駆動電圧を監視する低
電圧検出方法であって、上記駆動電圧により駆動される
記憶手段に対してデータの書き込みをした後、その書き
込んだデータの読み出しをして、当該書き込みしたデー
タと当該読み出ししたデータとを比較する比較ステップ
と、上記比較結果に基づいて、上記駆動電圧値が、上記
電子回路の動作可能最低電圧値より低下したか否かを判
別する判別ステップとを有することを特徴とする。

【００１３】また、本発明による第２の電子機器は、バ
ッテリから供給される電圧により駆動されるメモリと、
前記電圧により駆動されるＣＰＵとを備える。前記ＣＰ
Ｕは、前記メモリに対して、書き込みテストを行い、当
該書き込みテストの結果に基づいて、前記電圧が動作可
能最低電圧より低下したか否かを判別することを特徴と
する。

【００１４】また、本発明による第２の低電圧検出方法
は、電子機器に供給される電圧を監視する低電圧検出方
法であって、上記電圧により駆動されるメモリに対し
て、書き込みテストを行うステップと、当該書き込みテ
ストの結果に基づいて、上記電圧が動作可能最低電圧よ
り低下したか否かを判別するステップとを有することを
特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。

【００１６】《第１実施形態》まず、第１の実施形態に
ついて説明する。

【００１７】図１は、本発明を適用した電子機器１の構
成を示すブロック図である。

【００１８】図１に示すように、電子機器１は、周辺回
路２と、電池３と、フラッシュメモリ４と、ＣＰＵ５と
を備えている。電子機器１は、例えば、携帯型ゲーム機
として機能する。

【００１９】電子機器１は、一つの電池３により、周辺
回路２、フラッシュメモリ４、ＣＰＵ５が駆動される単
一電圧駆動のシステムとして構成されている。電子機器
１では、フラッシュメモリ４及びＣＰＵ５が、電池３の
出力電圧値を監視する低電圧検出システムを構成する。

【００２０】周辺回路２は、電子回路であって、例え
ば、外部機器との間で信号の入出力を行うインターフェ
ース回路等からなる。周辺回路２は、電池３によって駆
動される。周辺回路２の動作可能最低電圧値は、本実施
形態では、２．０Ｖである。動作可能最低電圧とは、電
子回路が動作するために最低限必要とされる電圧をい
う。

【００２１】電池３は、電子機器１の各部の駆動電圧を
供給する電源手段である。電池３は、例えば、一次電池
又は二次電池である。本実施形態では、電池３の出力電
圧値は、３．０Ｖである。

【００２２】フラッシュメモリ４は、電池３により駆動
され、ＣＰＵ５によってデータの書き込み及び読み出し
がされる記憶手段である。フラッシュメモリ４は、不揮
発性メモリである。本実施形態では、フラッシュメモリ
４の動作可能最低電圧値は、２．４Ｖである。

【００２３】ＣＰＵ５は、システム全体を制御する中央
処理装置である。本実施形態では、ＣＰＵ５の動作可能
最低電圧は、１．８Ｖである。

【００２４】上述したように、電池３の電圧は標準で
３．０Ｖであり、システムの電流消費に従って電圧降下
していく。また、各ブロックにおける動作可能最低電圧
値については、ＣＰＵ５は１．８Ｖ、周辺回路２は２．
０Ｖ、フラッシュメモリ４は２．４Ｖであり、各ブロッ
クで微妙に異なっている。このように、各ブロックにお
ける動作可能最低電圧値が異なるのは、各ブロックの構
成素子、動作スピード、回路構成などの違いによる。

【００２５】この場合、フラッシュメモリ４の動作可能
最低電圧値は、他の電子回路、すなわち、周辺回路２及
びＣＰＵ５のいずれの動作可能最低電圧値よりも大きな
値となっている。フラッシュメモリ４は、一般に、デー
タの書き込み（プログラム）動作のために多くの電力を
必要としているため、動作可能最低電圧が大きな値とな
る。

【００２６】つまり、フラッシュメモリ４のライトが正
常に行える電圧であれば、その他のロジック回路は問題
なく動作できる。本実施形態は、フラッシュメモリ４の
書き込み可能な最低電圧が最も厳しいことを利用して、
フラッシュメモリ４に対して書き込みテストを行い、書
き込みテストの結果に基づいて、電池３の出力電圧が電
子機器１の動作可能最低電圧より低下した否かを判別す
る。

【００２７】このため、ＣＰＵ５は、フラッシュメモリ
４に対してデータの書き込みをした後、その書き込んだ
データの読み出しをして、当該書き込みしたデータと当
該読み出ししたデータとを比較する比較機能、及び、こ
の比較結果に基づいて正常動作しているか否かを判別す
る判別機能を有する。例えば、ＣＰＵ５は、所定のソフ
トウェア（プログラム）を実行することにより、前記機
能を実現する。

【００２８】ＣＰＵ５は、上記比較機能により、フラッ
シュメモリ４へのデータのライト／リードによるデータ
のマッチングテストを行う。例えば、ＣＰＵ５は、フラ
ッシュメモリ４上の所定のエリアに所定のデータをライ
ト及びリードして、そのマッチングのテストを行う。

【００２９】ＣＰＵ５は、データのマッチングテストの
結果に基づいて、電子機器１が正常動作可能か否かを判
別する。すなわち、ＣＰＵ５は、データのマッチングテ
ストの結果に基づいて、電池３の出力電圧値が、電子機
器１の動作可能最低電圧値より低下したか否かを判別す
る。具体的には、ＣＰＵ５は、データのマッチングによ
りデータが不一致となった場合に、電池３の出力電圧
が、フラッシュメモリ４を基準とした動作可能最低電
圧、すなわち、本例では、２．４Ｖより低下したと判別
する。

【００３０】なお、ＣＰＵ５は、一定周期（例えば、１
分〜１０分間隔）で、このデータマッチングを行い、電
池３の出力電圧が、上記動作可能最低電圧より低下した
ことを検出する。

【００３１】ＣＰＵ５は、定期的にフラッシュメモリ４
上の所定のエリアに所定のデータをライトし、すぐリー
ドし、そのマッチングをテストすることで、電池３の出
力電圧が、そのときの動作環境でそのときの実素子の真
の動作可能最低電圧より低下しているか否かを判別して
いる。

【００３２】なお、システムに要求される商品性能やメ
モリの物理特性に応じて、テストの頻度、データ数、メ
モリアレイ上のエリアが選定される。

【００３３】例えば、データを書き込むフラッシュメモ
リ４上のエリア（アドレス）は、予めテスト用に予約し
た領域を利用してもよい。また、ＣＰＵ５がフラッシュ
メモリ４の未使用領域を知っている場合は、未使用領域
のうちの任意のアドレスを選択して利用してもよい。

【００３４】また、書き込みデータパターンについて
は、例えば、予め定めたデータパターンを利用してもよ
い。また、ＣＰＵ５に乱数発生機能を持たせ、この乱数
発生機能により発生させた乱数に応じたデータを利用し
てもよい。

【００３５】また、各テストタイミング毎に、アドレス
及び／又はデータを変えるようにしてもよい。

【００３６】ＣＰＵ５は、電池３の出力電圧が動作可能
最低電圧より低下したと判別した場合には、データ待避
や”Battery end”表示などの必要な処理を行う。

【００３７】なお、電子機器１を構成する各ブロックは
マザーボード上で個別に実装されていてもよいし、全て
或いは一部が同一ＬＳＩ上に集積されていてもよい。

【００３８】次に、フラッシュメモリ４のマッチングテ
ストを行う場合の処理の流れについて説明する。

【００３９】図２は、フラッシュメモリ４のマッチング
テストを行う場合の処理の流れを示すフローチャートで
ある。本処理は、テストサイクル発生（ステップＳ１〜
ステップＳ２）、フラッシュメモリ４に対するライト／
リードによるマッチングテスト（ステップＳ３〜ステッ
プＳ５）、そして、電池切れ処理（ステップＳ６）に大
別される。

【００４０】まず、ＣＰＵ５は、ステップＳ１におい
て、電子機器１内に設けられたタイマーをスタートさせ
る。これにより、定期的なテストタイミングでステップ
Ｓ２以降の動作を行わせる。

【００４１】ＣＰＵ５は、ステップＳ２において、現時
点がテストサイクルに該当するか否かを判別する。すな
わち、ＣＰＵ５は、フラッシュメモリ４へのデータのマ
ッチングのテストタイミングであるか否かを判別する。
当該判別は、タイマのカウント値に基づいて行ってもよ
いし、タイマからの割り込みを利用して行ってもよい。
ステップＳ２において、テストタイミングであることを
確認した場合には、ＣＰＵ５は、ステップＳ３に進む。

【００４２】ステップＳ３では、ＣＰＵ５は、フラッシ
ュメモリ４上の所定のアドレスに所定のデータをライト
し、続くステップＳ４において、ＣＰＵ５は、同じアド
レスのデータを読み出す。

【００４３】続いて、ＣＰＵ５は、ステップＳ５におい
て、読み出したデータが先に書き込んだデータと一致す
るか否かを判別する。ＣＰＵ５は、一致したことを確認
した場合には、ステップＳ６に進む。一方、マッチング
を確認できなかった場合には、ステップＳ６に進む。な
お、ステップＳ６に進む前に、複数の異なるデータを使
って、書き込みテストを行ってもよい。

【００４４】ステップＳ６では、ＣＰＵ５は、データ待
避や”Battery end”表示などの必要な処理を行う。

【００４５】以上のような処理により、電子機器１は、
電池３の出力電圧値が動作可能最低電圧より低下したか
否かの判別を行う。

【００４６】以上説明したように、電子機器１は、フラ
ッシュメモリ４に対するデータの書き込みテストをする
ことにより、実際の動作可能最低電圧を検出する。これ
により、電子機器１は、素子のばらつきや使用条件に応
じた実際の動作可能最低電圧まで動作を継続することが
できるので、電池が保有する電気量を有効に使うことが
できるようになる。

【００４７】また、本実施形態では、フラッシュメモリ
４に対するマッチングテストのみで電池３の出力電圧値
を監視することができる。従って、電池３の出力電圧値
の監視のために専用ハードウェアである低電圧検出回路
を備える必要がなくなるので、それ自体の消費電流を削
減することができる。

【００４８】《第２実施形態》次に、本発明の第２の実
施形態について説明する。本実施形態は、最初は、低電
圧検出回路で電源電圧を監視し、動作可能最低電圧の近
くまで電圧が下がってきたら、ソフトウェア的に電源電
圧を監視するようにするものである。

【００４９】図３は、本発明を適用した第２の電子機器
１ａの構成を示すブロック図である。

【００５０】同図に示すように、電子機器１ａは、図１
に示した電子機器１に低電圧検出回路６を追加した構成
になっている。

【００５１】電子機器１ａは、一つの電池３により、周
辺回路２、フラッシュメモリ４、ＣＰＵ５、低電圧検出
回路６が駆動される単一電圧駆動のシステムとして構成
されている。電子機器１では、フラッシュメモリ４、Ｃ
ＰＵ５及び低電圧検出回路６が、電池３の出力電圧値を
監視する低電圧検出システムを構成する。

【００５２】低電圧検出回路６は、電池３の出力電圧値
を監視する低電圧検出手段である。例えば、低電圧検出
回路６は、図５に示した低電圧検出回路１０１と同様に
構成される。すなわち、低電圧検出回路６は、ＢＧＲ回
路１０２と、比較回路１０３とを備える。低電圧検出回
路６は、ＢＧＲ回路１０２から出力される基準電圧Ｖre
fと実際の電源電圧Ｖlevelを比較回路１０３により比較
して、電池３が予め定めた電圧値まで降下したことを検
出する。

【００５３】低電圧検出回路６は、電池３の出力電圧値
が所定の電圧値になったときにＣＰＵ５に対して検出ト
リガ信号を出力する。具体的には、低電圧検出回路６
は、フラッシュメモリ４の動作可能最低電圧値である
２．４Ｖ付近（例えば、２．５Ｖ）まで出力電圧値が降
下した時に、検出トリガ信号を出力する。ＣＰＵ５は、
この低電圧検出回路６からの検出トリガ信号を検出する
と、ソフト的に動作可能最低電圧を監視する機能に切り
替える。ソフト的な監視を開始した後は、低電圧検出回
路６の動作を停止させるようにしてもよい。

【００５４】ＣＰＵ５は、電池３の出力電圧値が所定の
電圧値に達するまでは低電圧検出回路６によりハード的
に監視し、所定の電圧値に達した以降においては、第１
の実施形態と同様にソフト的に動作可能最低電圧の判別
を行っている。

【００５５】具体的には、ＣＰＵ５は、フラッシュメモ
リ４の動作可能最低電圧値である２．４Ｖ付近に近づい
たところで、ハード的に行う監視状態からソフト的に行
う監視状態に切り替える。

【００５６】次に、低電圧検出回路６を併用して行う低
電圧検出処理の流れについて説明する。

【００５７】図４は、低電圧検出回路６を併用して行う
低電圧検出処理の流れを示すフローチャートである。

【００５８】図４に示すように、ＣＰＵ５は、低電圧検
出回路６からの低電圧検出トリガ信号を検出すると（ス
テップＳ１１：ＹＥＳ）、図２に示したデータのマッチ
ングテストによる動作可能最低電圧の判別処理に移行す
る（ステップＳ１２）。

【００５９】この場合、データのマッチングテストの実
行周期は、一定であっても良いし、変化させるようにし
てもよい。例えば、時間の経過と共に、実行周期を短く
するようにしてもよい。この場合、電池３の電圧降下特
性に基づいて、実行周期を決めるようにしてもよい。

【００６０】以上説明したように、電子機器１ａは、低
電圧検出回路６及びフラッシュメモリ４のマッチングテ
ストの組合せにより、電池３の電源電圧の監視を行って
いる。

【００６１】本実施形態によれば、第１の実施形態と同
様に、電池容量を有効に使うことができる。

【００６２】また、フラッシュメモリ４の動作可能最低
電圧近くまでハードウェアである低電圧検出回路６を用
いて電池３の電源電圧を監視し、その後はソフトによる
フラッシュメモリ４のマッチングテストに切り替えて精
度の高い監視を行うことにより、ソフト的な処理のオー
バーヘッドを小さくすることができる。

【００６３】また、本実施形態で利用する低電圧検出回
路６は、おおまかな電圧が検出できればよいので、従来
と比べて安価な低電圧検出回路を利用できる。

【００６４】なお、上記実施形態において、周辺回路２
を外部機器との間で信号の入出力を行うインターフェー
ス回路として説明しているが、これに限定されず、他の
機能を有する電子回路として構成することができること
はいうまでもない。

【００６５】また、上記実施形態において、記憶手段と
して、フラッシュメモリを利用したが、これに限定され
ず、他のメモリ（例えば、ＥＥＰＲＯＭやＦＲＡＭ等）
を利用してもよい。

【００６６】また、本発明は、電池駆動システムの電圧
降下のみならず、交流電源システムの電圧変動にも適応
できる。

【００６７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明で
は、データの書き込みテストによって、電池の出力電圧
値が動作可能最低電圧より低下したか否かの判別を行う
ので、素子のばらつきや使用条件に応じた実際の動作可
能最低電圧まで動作を継続することができ、電池が保有
する電気量を有効に使うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を適用した電子機器の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】 フラッシュメモリに対して行うデータのマッ
チングテストにより、動作可能最低電圧を検出する処理
の流れを示すフローチャートである。

【図３】 本発明を適用した別の電子機器の構成を示す
ブロック図である。

【図４】 低電圧検出回路６を併用して行う低電圧検出
処理の流れを示すフローチャートである。

【図５】 低電圧検出を行うための従来の低電圧検出回
路の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 電子機器 ２ 周辺回路 ３ 電池 ４ フラッシュメモリ ５ ＣＰＵ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源手段から供給される駆動電圧により
   駆動される電子回路と、 上記駆動電圧により駆動される記憶手段と、 上記記憶手段に対してデータの書き込みをした後、その
   書き込んだデータの読み出しをして、当該書き込みした
   データと当該読み出ししたデータとを比較する比較手段
   と、 上記比較手段の比較結果に基づいて、前記電子回路が正
   常動作可能か否かを判別する判別手段とを備えることを
   特徴とする電子機器。
2. 【請求項２】 上記記憶手段が動作するために必要とさ
   れる動作可能最低電圧値は、他の電子回路が動作するた
   めに必要とされる動作可能最低電圧値よりも高く、 上記判別手段は、上記比較結果に基づいて、上記電源手
   段の出力電圧値が、前記記憶手段の動作可能最低電圧値
   より低下したか否かを判別することを特徴とする請求項
   １記載の電子機器。
3. 【請求項３】 上記記憶手段は、不揮発性メモリである
   ことを特徴とする請求項２記載の電子機器。
4. 【請求項４】 上記電源手段は、一次電池又は二次電池
   であることを特徴とする請求項１記載の電子機器。
5. 【請求項５】 上記比較手段及び上記判別手段は、一定
   周期で、動作を行うことを特徴とする請求項１記載の電
   子機器。
6. 【請求項６】 上記駆動電圧値を監視する低電圧検出手
   段を更に備え、 上記駆動電圧値が、上記記憶手段の動作可能最低電圧値
   付近に低下するまでは上記低電圧検出手段により上記駆
   動電圧値を監視し、 その後は、比較手段及び上記判別手段が動作を開始する
   ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
7. 【請求項７】 上記比較手段及び上記判別手段は、時間
   の経過とともに短くなる周期で、動作を行うことを特徴
   とする請求項６記載の電子機器。
8. 【請求項８】 前記周期は、前記電源手段の電圧降下特
   性に応じて、決められることを特徴とする請求項７記載
   の電子機器。
9. 【請求項９】 電子機器を構成する電子回路に供給され
   る駆動電圧を監視する低電圧検出方法において、 上記駆動電圧により駆動される記憶手段に対してデータ
   の書き込みをした後、その書き込んだデータの読み出し
   をして、当該書き込みしたデータと当該読み出ししたデ
   ータとを比較する比較ステップと、 上記比較結果に基づいて、上記駆動電圧値が、上記電子
   回路の動作可能最低電圧値より低下したか否かを判別す
   る判別ステップとを有することを特徴とする低電圧検出
   方法。
10. 【請求項１０】 上記記憶手段の動作可能最低電圧値
    は、前記電子回路の動作可能最低電圧値よりも高いこと
    を特徴とする請求項９記載の低電圧検出方法。
11. 【請求項１１】 上記記憶手段は、不揮発性メモリであ
    ることを特徴とする請求項９記載の低電圧検出方法。
12. 【請求項１２】 上記駆動電圧は、一次電池又は二次電
    池によって供給されることを特徴とする請求項９記載の
    低電圧検出方法。
13. 【請求項１３】 上記比較ステップ及び判別ステップ
    は、一定周期で、実行されることを特徴とする請求項９
    記載の低電圧検出方法。
14. 【請求項１４】 上記駆動電圧値が上記記憶手段の動作
    可能最低電圧値付近に低下するまでは、前記駆動電圧を
    監視する低電圧検出手段により駆動電圧を監視する監視
    ステップを更に有することを特徴とする請求項９記載の
    低電圧検出方法。
15. 【請求項１５】 上記比較ステップ及び上記判別ステッ
    プは、時間の経過とともに短くなる周期で、実行される
    ことを特徴とする請求項１４記載の低電圧検出方法。
16. 【請求項１６】 前記周期は、前記駆動電圧を供給する
    電源手段の電圧降下特性に応じて、決められることを特
    徴とする請求項１５記載の低電圧検出方法。
17. 【請求項１７】 バッテリから供給される電圧により駆
    動されるメモリと、 前記電圧により駆動されるＣＰＵとを備え、 前記ＣＰＵは、 前記メモリに対して、書き込みテストを行い、 当該書き込みテストの結果に基づいて、前記電圧が動作
    可能最低電圧より低下したか否かを判別することを特徴
    とする電子機器。
18. 【請求項１８】 電子機器に供給される電圧を監視する
    低電圧検出方法において、 上記電圧により駆動されるメモリに対して、書き込みテ
    ストを行うステップと、 当該書き込みテストの結果に基づいて、上記電圧が動作
    可能最低電圧より低下したか否かを判別するステップと
    を有することを特徴とする低電圧検出方法。