DE2906524A1

DE2906524A1 - Taktsignal-erzeugerschaltung

Info

Publication number: DE2906524A1
Application number: DE19792906524
Authority: DE
Inventors: Yuzo Kita; Koichi Mayama; Mamoru Sugie; Noboru Yamaguchi; Shigeru Yoshizawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1978-02-20
Filing date: 1979-02-20
Publication date: 1979-08-23
Also published as: US4291241A; JPS54110745A; DE2906524C2

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Taktsignal- bzw. Zeitsteuersignal-Erzeuger schaltung in einer elektronischen Schaltungsanordnung, die mehrere sich wiederholende Takt- bzw. Zeitsteuersignale für ihren Arbeitsablauf benötigen.

Für elektronische Schaltungsanordnucgen, beispielsweise für Magnetblasenspeicher und Kernspeicher,sind viele Takt- bzw. ZeitSteuersignale während eines Grundarbeitszyklus erforderlich. Um diese Takt- bzw. ZeitSteuersignale zu erzeugen, ist eine Taktsignal-Erzeugerschaltung vorgesehen.

Als herkömmliche Taktsignal-Erzeugerschaltung für diese Verwendungsweise ist eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der mehrere, von einer Taktquelle abgeleitete Taktsignale jeweils Schaltungsstufen zugeleitet werden, die Jeweils in zwei Stufen miteinander verbundene monostabile MuItivibratoren aufweisen, und bei denen die Ausgangssignale dieser Schaltungsstufen als Taktsignale verwendet werden. Für eine solche Schaltungsanordnung sind jedoch viele monostabile Multivibratoren erforderlich, so dass viele Schaltungselemente bzw. -teile benötigt werden, . was zu grossen Abmessungen, hohen Kosten und einer geringen Zuverlässigkeit einer solchen Schaltung führt. Eine weitere Schwierigkeit liegt infolge der Schwankungen und Abweichungen der einzelnen Schaltungskomponenten untereinander darin, dass die Zeiten oder zeitlichen Lagen sowie die Langen oder Breiten der Taktsignale schwanken.

Weiter wurde eine beispielsweise in der JP-OS beschriebene Schaltungsanordnung vorgeschlagen, bei der von einer Taktquelle bereitgestellte Taktsignale in einem Zähler gezählt werden, die Ausgangssignale des Zählers als Adresseneingangssignale einem Festwertspeicher (nack-

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folgend mit "ROM" abgekürzt) zugeleitet werden, und die Ausgangssignale des ROM in einer Halteschaltung mit den Taktsignalen gespeichert bzw. gesetzt werden, so dass Taktsignale gebildet werden. Bei einer solchen Schaltungsanordnung ist jedoch die Speicherkapazität des ROMs gross, so dass auch hier viele Schaltungselemente erforderlich sind. Hinsichtlich der Packungsmöglichkeit werden die Chip abmessungen gross , und es ist schwierig,, eine solche Schaltungsanordnung als integrierte Schaltung herzustellen. Weitere Schwierigkeiten dieser Schaltungsanordnung liegen in der durch den ROM hervorgerufenen Verzögerungszeit.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Taktsignal-Erzeugerschaltung zu schaffen, die wenige Schaltungselemente aufweist, ohne Schwierigkeiten als integrierte Schaltung hergestellt werden kann, bei der die Impulslagen und Impulsbreiten der Taktsignale auf einfache Weise eingestellt werden können, und die eine grössere Anzahl an allgemeinen Operationen mit externen Steuereingangssignalen ausführen kann. Darüberhinaus soll die Schaltungsanordnung Taktimpulse mit hoher Frequenz erzeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit der in Anspruch angegebenen Taktsignal-Erzeugerschaltung gelöst.

Die in Anspruch 5 gekennzeichnete Taktsignal-Erzeugerschaltung löst ebenfalls die gestellte Aufgabe.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäss der vorliegenden Erfindung werden von einer Taktquelle bereitgestellte Taktsignale mit einem Binärzähler frequenzmässig durch η geteilt, die Ausgangssignale des Benärzählers mit einem aus Dioden bestehenden Verknüp-

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fungsfeld decodiert, Flip-Flops mit den decodierten Ausgangssignalen in Abhängigkeit der Taktsignale gesetzt oder rückgesetzt und die Ausgangssignale der Flip-Flops als ZeitSteuer- bzw. Taktsignale verwendet.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine Taktsignalerzeugerschaltung mit einer Taktquelle, die Taktimpulse mit vorgegebener Periode erzeugt. Ein Binärzähler teilt die Frequenz der von der Taktquelle bereitgestellten Taktimpulse durch n. Ein Verknüpfungsfeld bzw. ein logischer Bereich decodiert ein Ausgangssignal des Binärzählers und besteht aus Dioden. J-K-Flip~Flops werden mit dem Ausgangssignal des Verknüpfungsfeldes in Abhängigkeit des von der Taktquelle bereitgestellten Taktimpulses gesetzt oder rückgesetzt. Die Ausgangssignale der Flip-Flops werden als Zeitsteuer- bzw. Taktsignale verwendet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand dar Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Zeitdiagramm für eine elektronische Schaltungsanordnung, bei der mehrere Takt- bzw. Zeitsteuersignale in einem Grundarbeitszyklus erforderlich sind,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm für einen Magnetblasenspeicher, Fig. 3 ein Zeitdiagramm für einen Kernspeicher, Fig. 4- eine Schaltungsanordnung für eine herkömmliche Taktsignal-Erzeugerschaltung, bei der monostabile . Multivibratoren verwendet werden,

Fig.5 eine Schaltungsanordnung für eine herkömmliche Taktsignal-Erzeugerschaltung, bei der ein ROM verwendet wird,
Fig. 6 eine Schaltungsanordnung einer Ausführungsform

der erfindungsgemässen Taktsignal-Erzeugerschaltung, Fig. 7 6i^Q Zeitdiagramm, anhand dem Beispiele für Zeitsteuer- bzw. Taktsignale erläutert werden, die mit der in Fig. 6 dargestellten Taktsignal-Erzeuger-

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schaltung erzeugt werden,
8 ein Zeitdiagramm mit internen Signalen in der in

Fig. 6 dargestellten Taktsignal-Erzeugerschaltung, Fig„ 9 bis 11 Schaltungsanordnungen, die jeweils weitere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Taktsignal-Erzeugerschaltung wiedergeben, " Fig.12 ein Zeitdiagramia für die in Fig. 11 dargestellte Taktsignal-Erzeugerschaltung,

Fig.13 die Schaltungsanordnung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Taktsignal-Erzeuger-

schaltung,
Fig«14- ein Flussdiagramm für die in Fig. 13 dargestellte Ausführungsform, und

Fig„15 ein Zeitdiagramm für die in Fig. 13 dargestellte Ausführungsform.

Bei einigen elektronischen Einrichtungen sind mehrere Zeitsteuer-« bzw. Taktsignale T^, Tg -·· und T_n, bei denen die Lage der Impulse (t^, t_d2 ♦·· ^unöL ^dn^ ^sowie ihre Impulsbreiten (T^ ι t_w2 ··· und t_wn) in Bezug auf ein Grundtaktsignal 10 jeweils auf vorgegebene Werte eingestellt sind, während eines Grundarbeitszyklus für den Betrieb erforderlich-

In beispielsweise einem Hagnetblasenspeicher wird eine Blasendomäne in einem Speichermedium auf einer auf einem Chip angeordneten Blasenfortbewegungsleitung aus Permalloy Bit für Bit weitergeschoben. Für den Schiebevorgang wird ein sich drehendes Magnetfeld dadurch hervorgerufen, dass Ströme durch zwei Spulen fliessen, die um den Chip gewickelt sind und die einander in senkrecaten Ebenen schneiden.

¥as die Erzeugung, Löschung, Wiederholung bzw. Verdoppelung und Ermittlung von Blasen, sowie die Übertragung von Blasen in oder aus eine Unter-Schleife (minor loop) betrifft, so können diese Vorgänge in der Weise ausgeführt

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werden, dass dann, wenn die Blasendomäne zu einer spezifischen Stelle mit der entsprechenden Punktion kommt,, ein Impulsstrooi durch eine Leiterschleife geschickt wird, die aus einem auf dem Chip ausgebildeten Aluminiummuster besteht.

Hierbei müssen die Zeitpunkt, bei denen die Impulsströme ausgelöst werden, mit spezifischen Zeitpunkten synchron mit dem sich drehenden Magnetfeld übereinstimmen. Beim Magnetblasenspeicher sind daher mehrere Taktsignale 22 bis 28 erforderlich, die in Beziehung zum Grundtakt 21 stehen, der einen Zyklus 20 des sich drehenden Magnet-,' feldes festlegt (vgl. Fig. 2). Das heisst, es sind ■ acht Signale erforderlich, nämlich das Erzeugungs-Impulstaktsignal (generate '',pulse timing signal) 22, das Lösch-Impulstaktsignal (annihilate pulse timing signal) 23, das Verbreiterungs-Impulstaktsignal (expand pulse timing signal) 24, das Schnitt-Impulstaktssignal (cut pulse timing signal) 25, das Austragungs-Impulstaktsignal (transfer-out pulse timing signal) 26, das Eintragungs-Impulstaktsignal (transfer-in pulse timing signal). 27 und das Abtast- bzw. Strobe-Impulstaktsignal 28.

Ein weiteres Beispiel sind in Fig. 3 Taktsignale dargestellt, die bei einem Kernspeicher erforderlich sind. Ein Zeitraum für den Zugriff (Lesen oder Schreiben) zumgespeicherten Inhalt einer bestimmten Adresse wird als Grundzyklus definiert, während dem Taktsignale 31 bis für X, Y und die Sperr-Treiberströme, sowie ein Strobe- bzw. Abtast-Taktsignal 35 zum Detectieren eines Kernausgangs signal erforderlich sind. Oder konkret ausge- drückt, sind das X-Lesestrora-Taktsignal 31» das X- und Y-Leasstrora-Taktsignal 32, das X-Lesestrom-Taktsignal 33» das Sperrstrom-Taktsignal 34 und das Strobe-Taktsignal erforderlich.

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Als Taktsignal -Er zeuger schal, tung, die mehrere Steuer- bzw. Taktsignale mit zeitliche unterschiedlichem Auftreten synchron zu dem Grundarbeitszyklus erzeugt, wie dies zuvor anhand einer elektronischen Einrichtung beschrieben wurde, ist eine in Fig. 4 dargestellte Schaltungsanordnung vorgesehen, die eineTaktquelle 41 und monostabile Multivibratoren 42 bis 47 aufweist«, Das zeitliche Auftreten der Impulse bzw. die Impulslage werden durch monostabile Multivibratoren in den vorausgeschalteten Stufen 42 bis 44 und die Impulsbreiten durch die monostabilen Multivibratoren der nachfolgenden Stufen 45 bis 47 festgelegt.

Wenn die Taktsignal-Erzeugerschaltung in dieser Weise mit monostabilen Multivibratoren aufgebaut ist, treten jedoch verschiedene Schwierigkeiten auf. Zunächst sind viele Schaltungsteile bzw. -komponenten erforderlich» Insbesondere ist dies dann nachteilig, wenn viele Taktsignale erzeugt werden sollen. Daher nimmt eine solche Schaltung viel Platz ein, und sie wird auf Grund der Montage und der Prüfvorgänge vergleichsweise teuer. Zweitens ist die Zuverlässigkeit einer solchen Schaltung auf Grund der vielen Baukomponenten gering. Und drittens treten Abweichungen hinsichtlich der Lage und der Breite der Taktsignale auf, da Widerstände R und Kapazitäten G der R-C-Entladekreise zur Festlegung der zeitlichen Lage und Breite der Taktsignale Streuungen oder Abweichungen in ihren Werten.aufweisen.

In der JP-OS 14223/76 ist eine Schaltung beschrieben, die Verbesserungen hinsichtlich der genannten Nachteile bietet. Bei dieser Schaltung wird ein Grundarbeitszyklus durch η geteilt, und die Taktsignale werden auf irgendwelche gewünschten Lagen der geteilten Zeitintervalle eingestellt. Die scheoatische Schaltungsanordnung ist in Fig. 5 dargestellt. Unter Verwendung von TaktSignalen 55ι die von einer Taktquelle 51 erzeugt werden, wird der ZählVorgang in einem Zähler 52 ausgelöst. Die Aus-

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gangssignale des Zählers 52 werden als Adresseneingangssignale für einen Pestwertspeicher (ROM) 53 verwendet, uad die DatenausgaDgssignale des EOMs 53 werden mit den Takt Signalen 55 in einer Halteschaltung 54· eingegeben« Auf diese Weise werden Taktsignale T^, T₂, ... und T_ß erzeugt. Dabei ist ein Taktsignal vorgesehen, das jedem Bit der Ausgangsdaten des ROMs 53 entspricht, und eine Information mit dem Binärwert "1" oder "O" wird in jeder Adresse als gespeicherter Information des SOMs 53 verwendet. Daher ist eine ROM-Speicherkapazität von η mal in Bits zur Erzeugung von m-Taktimpulsen mit dem durch η geteilten Grundzyklus erforderlich.

Durch die vorliegende Schaltung kann die Zahl der Schaltungsteile wesentlich verringert werden. Wenn diese Schaltungsordnung Jedoch weiter verbessert werden soll, und beabsichtigt ist, die gesamte Taktsignal-Erzeugerschaltung als integrierte Schaltung herzustellen, treten insofern Schwierigkeiten auf, als die Anzahl der Schaltungselemente auf Grund der grossen ROM-Speicherkapazität gross wird, und die Chip ab messung en im Hinblick auf das Unterbringen der Schaltungselemente dieser Schaltung gross werden. Insbesondere dann, wenn die Anzahl der Division svorgänge im Grundarbeitszyklus erhöht wird, um die Genauigkeit bei der Lage der Taktsignale zu steigern, steigt die Kapazität des ROMs stark an. Wenn beispielsweise eine doppelte Anzahl an Divisxonsvorgängen erforderlich ist, so ist auch eine doppelte ROM-Kapazität erforderlich. Da die Verzögerung im ROM vergleichsweise lang ist, sind beim vorliegenden System hinsichtlich einer schnellen Schaltung Grenzen gesetzt. Wenn beispielsweise TTL-Elemente verwendet werden, ist eine Frequenz von 10 MHz die Grenze für die Taktfrequenz. Die Schaltungsanordnung ist nicht mehr für Taktsignale mit Frequenzen in der Grössenordnung von 30 MHz geeignet.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vor-

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- 11 liegenden Erfindung im einzelnen erläutert.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemassen Taktsignal-Erzeugersehaltung ist in Fig. 6 dargestellt.· Eine Taktquelle 61 erzeugt ein Grundtaktsignal 67· Das Grundtaktsignal. 67 ist ein Zählsignal für einen Binärzähler 62. . Wenn der Binärzähler 62 - wie in Fig. 6 dargestellt beispielsweise ein 4-Bit-Binärzähler ist, so tritt an den Ausgängen des Binärzählers 62 die Werte "O" bis "15" auf Grund der Kombination der 4 Bits auf. Die Ausgangssignale des Binärzählers 62 gelangen zu einem UND-Schaltung sb ereich 63, die für die Decodierung eine logi- · sehe UND-Schaltung ist. Der UND-Schaltungsbereich 63 ist nicht nur ein UND-Glied, sondern auch eine Schaltung, die binäre bzw. logische UND-Verknüpfungen b'zw. -werte in Form eines binären bzw. logischen Bereichs oder Feldes, beispielweise der dargestellten UND-Verknüpfungen auf der Grundlage von Dioden-Verknüpfungen bilden, um mehrere decodierte Ausgangssignale in Abhängigkeit mehrerer Eingangssignale zu erzeugen.Die Ausgangssignale des UND-Feldes bzw. -bereichs 63 sind J- oder K-Eingangssignale für die J-K-Flip-Flops 64, 65, ...und 66. Auf Grund der Bedingungen, unter denen UND-Verknüpfungen durch die Dioden-Logik im UND-FeId 63 unter den Zuständen ¹¹O" bis "15" des Binärzählers 62 durchgeführt werden, ergeben sich also J- oder K-Eingangssignale für die J-K-Flip-Flops 64 bis 66, und die J-K-Flip-Flops 64 bis 66 werden durch das nachfolgende Taktsignal 67 gesetzt oder ruckgesetzt. Da jeweils Taktsignale ÜU, T^' ··· ^un^ ^n Ausgangssignale der J-K-Flip-Flops 64 bis 66 sind, werden sie zwischen dem Setz- und Rücksetz-Zeitpunkt der J-K-Flip-Flops 64 bis 66 in Abhängigkeit der gesetzten Lagen der Dioden im UND-FeId 63 erzeugt.

Fig. 7 zeigt ein Zeitdiagramm für den Fall, dass die Diodenlagen im UND-FeId 63 wie in Fig. 6 gesetzt bzw. gewählt sind. Der Binärzähler 62 wiederholt die Zustände

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"O" bis "15"« Wenn man annimmt, dass ein Zyklus bzw. eine Zirkulation - der Zustände des Binärzählers 62 der in . Mg. 7 dargestellte Grundarbeitszyklus ist, können die Taktsignale T^, T₂, ... und T_n daher die Lagen und Breiten aufweisen, die in Intervallen von 1 : 16 des Grundarbeitszyklus gesetzt bzw. eingestellt sind« Beispielsweise im Hinblick auf das Taktsignal T^ tritt das J-Eingangssignal für den Flip-Flop 64 auf, wenn der Zustand des Binärzählers 62 den Wert "0" aufweist* und das K-Eingangs~ signal tritt auf, wenn der Zustand des Binärzählers den Wert "3" aufweist, so dass das Taktsignal während des Zeitraumes erzeugt wird, während dem der Binärzähler 62 den Zustand "O" bis "2" aufweist. Wenn keine Diode mit dem Ausgangssignal des höchsten Ziffernbits des Binär-Zählers 62 beaufschlagt wird, wie dies beispielsweise bei dem Taktsignal T_n in Fig. 6 der Fall ist, können zwei, oder mehr Taktsignale innerhalb des Grundarbeitszyklus erzeugt werden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist.

Der Grund, weshalb die J-K-Flip-Flops 64 bis 66 bei der in Fig. 6 dargestellten Schaltungsanordnung verwendet werden, ist folgender. Wenn die Ausgangssignale des UND-Feldes 63 direkt als Setz- oder Rücksetz-Eingangssignal für R-S-Flip—Flops verwendet werden, treten am Ausgang des UND-ieldes 63 Stör- bzw. Rauschausgangssignale auf Grund der Abweichungen der Verzögerungszeit der Schaltungselemente usw. in der Bchaltperiode auf, in der sich der Zustand des Binärzählers 62 ändert, nachdem das Takteingangssignal 67 an diesem Binärzähler gelangt, und diese Stör- bzw. Rauschausgangssignale setzen oder rücksetzen die R-S-Flip-Flops, so dass Fehlfunktionen auftreten. Daher sind Taktsignale erforderlich, die dazu dienen, die R-S-Flip-Flops mit dem Ausgangszuständen des UWD-Feldes 63 zu setzen oder rückzusetzen, nachdem der Ausgangszustand des Binärzählers 62 gesetzt worden ist. Aus diesem Grunde werden die J-K-Flip-Flops bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform verwendet.

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Fig. 8 zeigt ein Zeitdiagramm der internen Signale in der in Fig. 6 dargestellten Schaltung. Da der Binäxzählers 62 mit der Vorderflanke des Taktsignals 67 angestossen wird, ist das Ausgangssignal des Binärzählers 62 um einen Zeitraum t.^ "bezüglich, des Taktsignals verzögert« Darüberhinaus wird die Verzögerungszeit im TJHD-FeId 63 addiert, so dass das J- oder das_K-Ausgangssignal der J-K-Flip-Flops 64 bis 66 um einen Zeitraum t^p bezüglich des Taktsignals 6? verzögert ist. Die J-K~Flip-Flops 64 bis 66 werden mit demselben Taktsignal 67 wie das Taktsignal gesetzt oder rückgesetzt, mit dem der Binärzähler 62 zur Ausführung des Zählvorgangs angesteuert wird. Dementsprechend muss die Verzögerungszeit t.p i& Binärzähler 62 und im UND-FeId 63 kurzer sein als eine Takt- Zykluszeit des Taktsignals 67· Wenn die Verzögerungszeit t-,ρ grosser als-eine Taktzykluszeit ist, kann das Taktsignal 67 mit einer (nicht dargestellten) Verzögerungsstufe verzögert werden, und dann könen ZeitSteuersignale zum Setzen oder Rücksetzen der J-K-Flip-Flops 64- bis 66 erzeugt werden.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsforin der erfindungsgemässen Taktsignal-Erzeugerschaltung. Bei dieser Ausführungsform werden als Flip-Flops R-S-Flip-Flops 95 verwendet, die durch Einganssignale mit niederem Pegel gesetzt oder rückgesetzt werden. Weiterhin werden Verknüpf ungsglie der 94· für die MND-Verknüpfungen zwischen den Ausgangssignalen eines UND-Feldes 93 und eines Taktsignals 98 als Vorstufen der Flip-Flops für das Setzen und Rücksetzen der E-S-Flip-Flops verwendet. Bei dieser Ausführungsform wird das Taktsignal 98 für die R-S-Flip-Flops 95 durch Verzögern eines von einer Taktquelle 91 bereitgestellten Taktsignals 97 mittels einer Verzögerungsstufe 96 verzögert, jedoch kann dieses Taktsignal mit dem Taktsignal 97 gemäss dem zuvor beschriebenen, in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmen. In der Verzögerungsstufe 96 kann das Takt-

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signal 97 länger verzögert werden, als die zeitliche Verzögerung in einem Binärzähler 92 und/oder in einem UND-EeId 93-

Auf diese Weise kann tlie Verzögerung des UND-G-liedes in Querrichtung (in Richtung, in der der Zähler angeordnet ist) durch die Verzögerungsstufe 96 korrigiert werden.

Dagegen kann die Verzögerung des UND-Feldes 93 in vertikaler Richtung (in Richtung, in der die Flip-Flops angeordnet sind) mit der Verzögerungsstufe 96 nicht korrigiert werden.

Wenn die Verzögerung am vertikalen Verbindungsbereich des UND-Feldes 93 gleich der Verzögerung auf der Takt-Verteilungsleitung 98 ist, wird die Korrektur jedoch auf natürliche Weise vorgenommen. Wenn diese Schaltung als integrierte Schaltung realisiert wird, so ist die Schaltungsanordnung wie in Fig. 9 auch geometrisch und die Verzögerungszeiten sind einander gleich. Auf diese Weise ist es möglich, in einem grossen Feld hohe Arbeitsgeschwindigkeiten zu erzielen.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Taktsignal-Erzeugerschaltung. Bei dieser Ausführungsform werden die UND-Ve rknüpfungen ..als ein UND-¥eld 103 durch Verwendung von MOS-Transistoren gebildet. Beispielsweise ist ein J-Eingangssignal 107 eines J-K-Flip-Flops 104 ein Signal mit einem Pegel "1", wenn Gate-Eingangssignale der MOS-Transistoren, die mit der Leitung verbunden sind, einen Binärwert""0" aufweisen und alle MOS-Transistoren nicht leitend sind. In Fig. ist weiterhin eine Taktquelle 101 und ein Binärzähler 102 vorgesehen.

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Taktsignal-Erzeugerschaltung. Wie diese Fig.

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zeigt, sind die Ausgänge der J-K-Flip-Flops und 1142 mit einer Steuerschaltung Verbunden,, die dazu dient, Taktausgangssignals T^, T₂, *·· ¹^ ^a ^mit S^e~'. trennten Eingangssignalen IN^, IH₂* ··· und IN_m zu ■ steuern. Die Eingangssignale IN^ bis IN₀₁ müssen mit Taktsignalen synchronisiert werden, die von einer "« laktquelle 111, einem Binärzähler 112, einem UHD-PeId 113 und den J-K-Flip-Plops 1140 bis 1142 bereitgestellt werden. TJm D-Flip-Flops 1150 und 115"I ata Anfang eines Grundar-.

beitszyklus zu setzen oder ruckzusetzen, gelangen ein Taktsignal von der Taktquelle 111 und ein Ausgangssignal 119 des UND-Feldes 113 durch UND-Glieder 1160 und 1161, so dass logische Produkte gebildet werden, die an den Takteingängen der Flip-Flops 1150 und 1151 anliegen. Die Eingangssignale IN^ bis IN₀ liegen an den D-Anschlüssen der Flip-Flops 1150 und 1151 an. Im UND-FeId 113, sind die logischen Diodenanordnungen so gewählt bzw. angeorndet, dass das Ausgangssignal 119 des UND-FeIdes bereitgestellt wird, wenn der Binärzähler 112 den Zählerzustand "Null" aufweist. Ein logisches Auswahl- bzw. Wahlfeld 117 kann willkürlich bzw. zufällig die Ausgänge der D-Flip-Flops 1150 und 1151 und die Eingänge der UND-Glieder 1180 und 1181 verbinden. Beispielsweise ·" schneiden sich die Ausgangsleitungen der D-Flip-Flops 1150 und 1151 und die Eingangsleitungen der UND-Glieder 1180 und 1181 unter Verwendung von zwei voneinander isolierten Schichten, von Aluminiüm-ieitungsmustern senkrecht.,wobei Eontaktlöcher an den Schnittpunkten zwischen nur den zu verbindenden Leitungen vorgesehen sein können^ so, dass die entsprechende Schaltungskombination gebildet wird.·-.

Fig. 12 zeigt ein Zeitdiagramm für den Fall, dass das Taktsignal T^ mit dem Eingangssignal IN,* und das Taktsignal T_n mit dem Eingangssignal IN_ffi in der in Fig. 11 dargestellten Schaltungsanordnung gesteuert wird.

Wenn ein Ausgangssignal, das nicht mit den Eingangssignalen

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₁ - IN_m gesteuert wird, beispielsweise das Taktsignal 0* welches bei Durchgang des Ausgangssignal des J-K-Flip-Flops 1140 durch ein als Verzögerungsglied in Fig. 11 dienendes UHB-Glied 1182 erzeugt wird_T als Grundzeitsteuersignal oder als Grundtaktsignal der in Fig. 12 dargestellten Schaltung benutzt wird, -so- wird dieses Taktsignal mit genau derselben Schaltung erzeugt, mit der auch die anderen Ausgangstaktsignale T^, ... und T_n erzeugt werden. Daher wird die zeitlicheBeziehung der beiden Signale relativiert und nicht durch die Eigenschaften oder Kennwerte der Schaltungselemente beeinflusst. Dadurch erhält man eine Taktsignal-Erzeugerschaltung, die sehr kleine zeitliche Abweichungen zwischen dem Grundtaktsignal und den AusgangstaktSignalen aufweist.

Fig. 13 zeigt noch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Taktsignal-Erzeugerschaltung. Eine Taktguelle I3I, ein Binärzähler 132, ein UND-FeId 133 und J-K-Flip-Flops 135 bis 137 weisen dieselben Funktionen wie in Fig. 6 auf. Ein Steuerzähler 13²I- steuert den Zählvorgang in Abhängigkeit von eines Ausführungssignal 150 des Binärzählers, einem Steuereingangssignal OP und dem Zählerstand des Steuerzählers selbst. Der Steuerzähler 134 kann in den Arbeitsablauf bzw. in den Folgebetrieb mehrerer unterschiedlicher Arten zur Erzeugung von TaktSignalen gestellt werden. Steuerglieder 138, 139, 140 und 141 bilden eine Steuerschaltung, die die Voraussetzungen für den Zählvorgang des Steuerzählers 134-festlegen.

Wenn logische Schaltungen mit Dioden bzw. eine Diodenmatrix in dem TJND-FeId 133>beispielsweise in der in Fig. 13 dargestellten Weise vorgesehen ist, kann ein in Fig. 14 dargestelltes Flussdiagramm mit vier Zuständen des Steuerzählers 134 ablaufen gelassen werden. Ein Wicht-Arbeitszyklus, der abläuft, wenn der Zählerstand des Steuerzählers den Zählerstand "00" aufweist, ist

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eine Arbeitsweise, bei der kein Taktsignal erzeugt wird. Biese Arbeitsweise i;ritt dann auf, wenn der Steuerzahler 134 ruckgesetzt ist, oder wenn das Steuereingangssignal OP nicht durchgelassen wird, oder nicht auftritt. Wenn das.Steuereingangssignal OP nacheinander durchgelassen wird bzw» auftritt, geht der Zählerstand des Steuerzählers 134 in den 'Zählerstand "01" über, und es wird ein Startzyklus für nur einen Grundarbeitszyklus durchgeführt, wobei der Steuerzahler 134 sofort den Zählerstand "10¹¹ aufweist, und Arbeitszyklen wiederholt, bei denen Taktsignale erzeugt werden,, bis das Steuereingangssignal OP abgeschaltet wird. Wenn das Steutereingangssignal OP abgeschaltet wird, geht der Steuerzahler 134 in den Zählerstand ¹?11" über und führt für einen Grundarbeitszyklus einen Stoppzyklus aus, wobei der Steuerzähler sofort in den Zählerstand "00" übergeht, um den Hicht-Arbeitszyklus festzulegen.

Mit dem in Eig. 14- dargestellten Elussdiagramm ergeben sich die in Pig. 15 dargestellten Taktsignale T^, T^, und T dann, wenn die Diodenmatrix im UND-EeId 132 in der in Fig. I3 dargestellten Weise gewählt ist. Die Diodenmatrix wird so gewählt, bzw. die Dioden sind so geschaltet, dass das Taktsignal T^ beim Arbeitszyklus bereitgestellt wird. Diese Dioden sind auch so geschaltet, dass das Taktsignal Tp nur beim Startzyklus bereitgestellt werden kann. Dioden sind im UND-EeId 132 bei nur dem obersten Ziffernbit des Ausgangs des Steuerzahlers 134 geschaltet, go dass das Taktsignal T_n beim Arbeitszyklus und beim Stoppzyklus bereitgestellt wird.

Durch Verwendung des Steuerzählers 134 und die Folgesteuerung von mehreren Arten zur Erzeugung der Taktsignale in der zuvor beschriebenen Weise, kann eine Taktsignal-Erzeugerschaltung mit Mehrfachfunktion gebildet werden. Verschiedene unterschiedliche, sich von der in den Eig. .1-4- und 15 beispielsweise dargestellten

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Folgesteuerung unterscheidenden Folgen köanen ge nach, der Wahl der Diodenmatrix im OTD-FeId 132 gewählt werden, ohne dass dadurch der Erfindungsgedanke verlassen wird.

Wie bereits erläutert,kann ' das UND-FeId, oder genauer ausgedrückt, die UND-Schaltung,*bei der eine Diodenmatrix oder dgl. verwendet wird, für die Logikschaltung zur zeitlichen Lagefestlegung der ZeitSteuersignale verwendet werden. Die Anzahl der Schaltungselemente kann im. Vergleich zu der Anzahl von Schaltungselementen in dem RQM-System wesentlich verringert werden. Wenn man beispielsweise annimmt, dass 128 Teilungsvorgänge im Grundarbeitszyklus durchgeführt werden, und dass 16 Taktsignale erzeugt werden sollen, ist eine Speicherkapazität von 128 χ 16 = 2048 (Bits) im ROM-Stystem erforderlich. Dagegen werden nur ? χ 16 χ 2 = 224 Dioden bei der Verwendung von Dioden für dis UND-FeId verwendet. Wenn die Anzahl der Divisonsvorgänge im Grundarbeitszyklus verdoppelt wird, muss die Speicherkapazität im ROM-Stystem verdoppelt werden, wogegen bei Verwendung des UND-Feldsystems nur doppelt so viele Dioden wie Taktsignale erforderlich sind. Mit der vorliegenden Erfindung lässt sich also die Anzahl der Schaltungselemente wesentlich verringern.

Es ist also gemäss der vorliegenden Erfindung möglich, die.Integration der Taktsignal-Erzeugerschaltung auf einfachere Weise durchzuführen. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das UND-FeId eine kürzere interne Verzögerungszeit als der ROM aufweist, so dass eine Taktsignal-Erzeugerschaltung mit höherer Arbeitsgeschwindigkeit hergestellt werden kann. Ein.weiterer Vorteil besteht darin, dass zeitlichen Lagen und Breiten der Taktsignale einfacher und direkter gewählt bzw. eingestellt werden können. Oder genauer ausgedrückt, können die Dioden gemäss der vorliegenden Erfindung nur an den zeitlichen Lagen vorgesehen oder eingeschaltet sein, bei denen die Flip-Flops

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gesetzt oder rückgesetzt werden, und es ist nicht erforderlich, alle Bits auf ^U1" und "0" zu setzen, wie flies beim ROM-System der Fall ist. - -

Die Erfindung wurde anhand von bevorzugten Ausfühxungsbeispielen beschrieben. Wie bereits erwähnt, ist die vorliegende Erfindung hinsichtlich der Anzahl, der Bauelementeund der Funktionsweisen nicht auf diese Ausfuhrungsformen beschränkt.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind vier Bits für den Binärzähler und zwei Bits für den Steuerzähler vorgesehen. Es können jedoch auch andere Werte für die Bit-Zahlen verwendet werden. Die Anzahl der Teilungsvorgänge innerhalb des Grundarbeitszyklus ist nicht auf 2ⁿ (n sei eine gerade Zahl) beschränkt, vielmehr kann die Zahl der leilungsvorgänge irgendeine willkürliche Zahl m sein. In diesem Falle kann eine Schaltungsanordnung, mit der der Zählerstand des Binärzählers auf Null zurückgebracht wird, wenn der Zählerstand (m - 1) wird, zusätzlich vorgesehen sein.

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Claims

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MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN SO POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-SOOO MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. 20. Februar 19 79

DEA-5808

Taktsignal-ErzeugerSchaltung

Patentansprüche

Taktsignal-Erzeugersclaaltung, gekennzeichnet durch

- eine Taktquelle (61; 91; 101; 111; 131), die Grundtaktimpulse mit vorgegebener Periode erzeugt,

- einen Binärzähler (62; 92; 102; 112; 132), der die Zahl der von der Taktquelle (61; 91; 101; 111; 131) bereitgestellten Taktimpulse zählt und den Zählerstand als binärcodiertes Ausgangssignal bereitstellt,

- ein Verknüpfungsfeld (63; 93; 103; 113; ^33), das die A-Usgangssignale des Binärzählers decodiert und in dem Halbleiterelemente in Matrixform angeordnet

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sindj und

- Flip-Flops (64; 65, 66; 95 ; 104, 105, 106; 1140, 1141, 1142; 135, 136, 137), die von den Ausgangssignalen des VerknüpfungsfeL des (63; 93; 103; 113; 133) in Abhängigkeit von den von der Taktquelle (61; 91; 101; 111; 131) bereitgestellten Taktimpulsengesetzt und rückgesetzt werden, und deren Ausgangssignale als Taktsignale verwendet werden«

Taktsignal-Erzeugerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterelemente Dioden sind (Fig. 6, 9, 11 und 13).

Taktsignal-Erzeugerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterelemente MOS-Transistoren sind (Fig. 10).

Taktsignal-Erzeugerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Flip-Flops (64, 65, 66; 104, 105, 106; 1140, 1141, 1142; 135, 136, 137) J-K-Flip-Flops sind (Fig, 6, 10, 11 und 13)·

Taktsignal-Erzeugerschaltung, gekennzeichnet durch

- einen Taktquelle (I31), die Taktitnpulse mit vorgegebener Periode erzeugt,

- einen ersten Binärzähler (132), der die Zahl der von der Taktquelle (I3I) bereitgestellten Taktimpulse zählt und den Zählerstand als. binärcodiertes Ausgangssignal bereitstellt,

- eine Eingangsschaltung, die ein vorgegebenes Steuersignal bereitstellt,

- einen zweiten Binärzähler (13*0, der die Zahl der Impulse entsprechend einem Ausführungssignal des ersten Binärzählers (132) und des von der Eingangsschaltung bereitgestellten Steuersignals zählt und den Zählerstand als binärcodiertes Ausgangssignal bereitstellt,

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- ein Verknüpfungsfeld (133) > äas die Ausgacgssignale des ersten und zweiten Binärzählers (133» 134-) decodiert und

- Flip-Flops (135, 136, 137), die den Ausgangssignalen des Verknüpfungsfeldes (133) in Abhängigkeit der

von der Taktquelle (131) bereitgestellten Taktimpulse setzt und rückgesetzt und deren Ausgangssignale als Taktsignale verwendet werden (Fig. 13)·
6. Taktsignal-Erzeugerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsschaltung

- ein zweites Verknüpfungsfeld, das das Ausgangssignal des zweiten Binärzählers (13*0 decodiert,

- eine Schaltung, die einen Steuerbefehl (OP) bereitstellt und

- Verknüpfungsglieder (138, 139, 140, 141), die das
Steuersignal in Abhängigkeit des von der Steuerbefehls schaltung bereitgestellten Steuerbefehls (OP) und des Ausgangssignals des zweiten Verknüpfungsglieds bereitstellen,

umfasst (Fig. 13)-

7· Taktsignal-Erzeugerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, gekennzeichnet durch

- eine Eingangsschaltung, die vorgegebene Eingängssignale (I1L| ... IlT_m) bereitstellt,

- zweite Flip-Flops (1160, 1161), die die von der
Eingangsschaltung bereitgestellten Eingangssignale
(iNyj.... IH_m) in Abhängigkeit des von der Taktquelle (111) bereitgestellten Taktsignals und eines Taktsignals speichert, das dem Null-Ausgangssignal des
Binärzählers (112) entspricht und

- UHD-G-lieder (1180, 1181), die logische Produkte
aus den Ausgangssignalen der zweiten Flip-Flops
(1150, 1151) und den Ausgangssignalen der Flip-Flops (1140, 1141, 1142) bilden (Fig. 11).

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