DE19827026A1 - Synchronous counter for high clock rates - Google Patents
Synchronous counter for high clock ratesInfo
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K23/00—Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains
- H03K23/40—Gating or clocking signals applied to all stages, i.e. synchronous counters
- H03K23/50—Gating or clocking signals applied to all stages, i.e. synchronous counters using bi-stable regenerative trigger circuits
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen synchronen Zähler für hohe Tak traten mit Kippstufen und Logikschaltungen, die den Eingängen der Zähler-Kippstufen vorgeschaltet sind.The invention relates to a synchronous counter for high clock occurred with flip-flops and logic circuits, the inputs the counter flip-flops are upstream.
Synchrone Zähler/Frequenzteiler sind in der Digitaltechnik seit langem bekannt. Sie werden als integrierte Schaltungen hergestellt oder in Asics realisiert. Zur Steuerung der Kipp stufen sind in Dateneingängen der höherwertigen Kippstufen Logikschaltungen vorgeschaltet. Dieser Zählertyp ist bei spielsweise in "Halbleiter-Schaltungstechnik" von Tietze und Schenk, Springer Verlag, 9. Auflage auf den Seiten 243-247 erläutert.Synchronous counters / frequency dividers are in digital technology known for a long time. They are called integrated circuits manufactured or realized in Asics. To control the tilt stages are in data inputs of the higher-order flip-flops Logic circuits upstream. This counter type is at for example in "semiconductor circuit technology" from Tietze and Schenk, Springer Verlag, 9th edition on pages 243-247 explained.
Bei den Zählerschaltungen tritt das Problem auf, daß entweder die Logikschaltungen kaskadiert werden müssen oder aber - insbesondere bei D-Kippstufen - besonders komplizierte Logik schaltungen erforderlich sind, deren Eingängen die Ausgänge sämtlicher vorhergehender Kippstufen zugeführt werden müssen.The problem with the counter circuits is that either the logic circuits have to be cascaded or - especially with D flip-flops - particularly complicated logic circuits are required, the inputs of which are the outputs all previous flip-flops must be fed.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen einfach zu reali sierenden Zähler für hohe Frequenzen anzugeben.The object of the invention is therefore to reali a simple specifying counter for high frequencies.
Ein Zähler gemäß der Erfindung ist in Anspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen wie dergegeben.A counter according to the invention is described in claim 1. Advantageous further developments are in the subclaims given.
Vorteilhaft ist besonders die regelmäßige Architektur des Zählers, so daß dieser für die Integration und Realisation im Gate Arrays geeignet ist.The regular architecture of the Counter, so that this for integration and implementation in Gate arrays is suitable.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Figuren näher beschrieben. Embodiments of the invention are based on figures described in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 shows a first embodiment of the invention,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit D-Kippstufen und Fig. 2 shows an embodiment with D flip-flops and
Fig. 3 Beispiele der Logikschaltungen. Fig. 3 examples of logic circuits.
In Fig. 1 ist ein synchroner Zähler mit JK-Kippstufen darge stellt. Diese Kippstufen weisen eine interne Rückkopplung vom Ausgang zum Eingang auf, die dann aktiviert wird, wenn der entsprechende Dateneingang und der Takteingang auf der logi schen 1 sind. Wenn beide Dateneingänge auf der logischen 1 sind, ändert sich nach dem nächsten Taktimpuls der logische Zustand der Kippstufe.In Fig. 1 is a synchronous counter with JK flip-flops Darge provides. These flip-flops have internal feedback from the output to the input, which is activated when the corresponding data input and the clock input are at logic 1. If both data inputs are at logic 1, the logic state of the flip-flop changes after the next clock pulse.
Der binäre Synchronzähler enthält Zählerkippstufen CF0-CFn (FF - Flip-Flop/Kippstufe). Die niederwertigste am häufigsten ihren Zustand ändernde Kippstufe ist mit CF0 bezeichnet, die höchstwertige mit CFn. Diese Kippstufen geben das niederwer tigste Bit LSB bzw. das höchstwertige Bit MSB ab.The binary synchronous counter contains counter flip-flops CF0-CFn (FF - flip-flop / flip-flop). The least significant most often their state-changing flip-flop is designated CF0, which highest quality with CFn. These flip-flops give that down tigest bit LSB or the most significant bit MSB.
Jeder Zählerkippstufen CF1-CFn-1 ist jeweils eine Gedächt niskippstufe MS1-MSn-1 (M - Memory) zugeordnet, deren Da teneingang D jeweils mit einem Datenausgang Q der Zählerkipp stufe verbunden ist. Die niederwertigste Zählerkippstufe än dert sich mit jedem Taktimpuls, der Zustand der zweiten Kipp stufe CF1 mit jedem zweiten Taktimpuls usw. Die logischen Zu stände der Kippstufen MF1-MFn-1 entsprechen denen der zu geordneten Kippstufe - sie sind jedoch um den Abstand zweier aufeinanderfolgender Taktimpulse verzögert. Diese zeitliche Verzögerung wird ausgenutzt, um auf möglichst einfache Weise über Logikschaltungen L2-Ln einen Zeitbereich zwischen zwei Taktimpulsen innerhalb der Zählperiode der betroffenen Zäh lerkippstufen herauszugattern, um eine Zustandsänderungen der nächsthöherwertigen Kippstufe zu veranlassen. Bei Verwendung JK-Kippstufen kann dies durch eine UND-Verknüpfung erfolgen (bzw. ODER-Verknüpfung je nach den gewählten Eingangssigna len). Each counter flip-flop CF1-CFn-1 is a memory niskippstufe MS1-MSn-1 (M - Memory) assigned, the Da input D each with a data output Q the counter flip stage is connected. The least significant counter flip level än changes with each clock pulse, the state of the second tilt stage CF1 with every second clock pulse, etc. The logical close Levels of flip-flops MF1-MFn-1 correspond to those of ordered flip-flop - however, they are spaced two consecutive clock pulses delayed. This temporal Delay is exploited to be as simple as possible via logic circuits L2-Ln a time range between two Clock pulses within the counting period of the affected count tipping out to change the state of the to initiate the next higher flip-flop. Using JK flip-flops can do this by an AND operation (or OR link depending on the selected input signal len).
Bei den niederwertigen Zählerkippstufen kann auf die Gedächt niskippstufe verzichtet werden; in Fig. 1 ist dies lediglich bei der niederwertigsten Kippstufe geschehen.With the low-level counter flip-flops, the memory flip flop can be dispensed with; in Fig. 1 this has only happened at the least significant flip-flop.
Fig. 2 zeigt einen synchronen mit D-Kippstufen aufgebauten Zähler. Diese Kippstufen übernehmen das am Dateneingang D an liegende logische Signal jeweils mit dem nächsten Taktimpuls. Die Zählerschaltung ist prinzipiell wieder in derselben Weise aufgebaut. Den Eingängen der D-Kippstufen CD0-CDn ist wie derum eine Logikschaltung CD0 bis CDn vorgeschaltet. Diese besteht bei der niederwertigsten Kippstufen CD0 aus einem In verter, der zwischen Ausgang Q und Dateneingang D eingeschal tet ist (oder es wird der invertierende Datenausgang direkt mit dem Dateneingang verbunden) Bei der nächsthöherwertigen D-Zählerkippstufe CD1 besteht die Logikschaltung CL1 aus einem Exklusiv-ODER-Gatter (Exklusiv-NOR-Gatters) und bei den höherwertigeren Kippstufen jeweils aus der Kombination eines UND-Gatters und eines Exklusiv-ODER-Gatters (Fig. 3). Fig. 2 shows a synchronous counter constructed with D flip-flops. These flip-flops take over the logic signal at data input D with the next clock pulse. In principle, the counter circuit is constructed in the same way. A logic circuit CD0 to CDn is connected upstream of the inputs of the D flip-flops CD0-CDn. With the least significant flip-flops CD0, this consists of an inverter that is switched on between output Q and data input D (or the inverting data output is connected directly to the data input). For the next higher-order D counter flip-flop CD1, the logic circuit CL1 consists of an exclusive OR gate (exclusive NOR gate) and in the higher order flip-flops each from the combination of an AND gate and an exclusive OR gate ( Fig. 3).
Mit Hilfe der Gedächtnis-Kippstufen MF1-MFn-1 wird jeweils der Zustand herausgegattert, bei dem ausgehend vom Zähler stand 0 die Zählerkippstufe auf die logische 1 geht und der logische Zustand der Gedächtnis-Kippstufe noch auf der logi schen 0 ist.With the help of the memory flip-flops MF1-MFn-1 each the state gated out, starting from the counter was 0 the counter flip-flop goes to logical 1 and the logical state of the memory flip-flop still on the logi is 0.
Bei beiden Zählern wird hierdurch eine Zählweise erreicht, die zwar nicht der dualen Zählweise entspricht aber ebenfalls alle Kombinationen umfaßt, so daß dieselbe Zählperiode er zielt wird.A counting method is achieved for both counters, which does not correspond to the dual counting method, however includes all combinations so that the same count period is aimed.
In Fig. 3 ist die Logikschaltung für die Zählerkippstufen CF2-CFn dargestellt, die aus einem UND-Gatter, das einen invertierenden Eingang aufweist, und einem Exklusiv-ODER-Gat ter besteht. In Fig. 3, the logic circuit for the counter flip-flops CF2-CFn is shown, which consists of an AND gate, which has an inverting input, and an exclusive OR gate ter.
Fig. 4 zeigt die Realisierung mit einem Multiplexer MUX, dessen Eingängen A und B der Datenausgang Q bzw. der inver tierte Datenausgang Q quer zugeführt ist und dessen Steuer eingang S mit dem Ausgang eines der Und-Gatters AND verbunden ist. Boolsche Umformungen sind natürlich möglich. Fig. 4 shows the implementation with a multiplexer MUX, the inputs A and B of the data output Q or the inverted data output Q is fed across and the control input S is connected to the output of one of the AND gates AND. Boolean transformations are of course possible.
Die Realisierung eines schnellen synchronen Zählers ist nicht auf die Verwendung der in dem Beispielen vorgesehenen Kipp stufenarten beschränkt.The realization of a fast synchronous counter is not on the use of the tilt provided in the examples step types limited.
Claims (5)
daß zumindest die höherwertigen Zählerkippstufen (CL1-CLn-1) - außer der höchstwertigen Zählerkippstufe (CLn) - jeweils eine weitere Gedächtnis-Kippstufe (HF1 bis HFn-1) zugeordnet ist, die den logischen Zustand der Zähler-Kippstufe ein Zähl taktimpuls später übernimmt, und
daß Eingängen der höherwertigen Zähler-Kippstufen (CF3 bis CFn-1) jeweils eine Logikschaltung (L2,. .;CL0, CL2,. . .) vorgeschaltet ist, der das Ausgangssignal der vorherge henden niederwertigeren Zählerkippstufe (CF1-CFn-1; CD1- CDn-1) und deren zugeordneter Gedächtnis-Kippstufe (NF1- MFn-1) zugeführt ist.1. Synchronous counter with flip-flops and gates, characterized in
that at least the higher-order counter flip-flops (CL1-CLn-1) - apart from the highest-order counter flip-flop (CLn) - are each assigned a further memory flip-flop (HF1 to HFn-1), which adopts the logical state of the counter flip-flop one clock pulse later , and
that inputs of the higher-order counter flip-flops (CF3 to CFn-1) each have a logic circuit (L2, ...; CL0, CL2, ...) connected upstream, which outputs the output signal of the previous lower-order counter flip-flop (CF1-CFn-1; CD1 - CDn-1) and their associated memory flip-flop (NF1-MFn-1) is supplied.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998127026 DE19827026C2 (en) | 1998-06-17 | 1998-06-17 | Synchronous counter for high clock rates |
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Publication Number | Publication Date |
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DE19827026A1 true DE19827026A1 (en) | 1999-12-30 |
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Country | Link |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0403047A2 (en) * | 1989-06-12 | 1990-12-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | A frequency divider circuit |
DE4214612A1 (en) * | 1992-05-02 | 1993-11-04 | Philips Patentverwaltung | Frequency divider with flip=flops in chain circuit - has logic circuit supplied with output signals from selected number of flip=flops |
-
1998
- 1998-06-17 DE DE1998127026 patent/DE19827026C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0403047A2 (en) * | 1989-06-12 | 1990-12-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | A frequency divider circuit |
DE4214612A1 (en) * | 1992-05-02 | 1993-11-04 | Philips Patentverwaltung | Frequency divider with flip=flops in chain circuit - has logic circuit supplied with output signals from selected number of flip=flops |
Also Published As
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---|---|
DE19827026C2 (en) | 2000-05-18 |
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