JP2000022507A - クロック信号切り換え装置 - Google Patents
クロック信号切り換え装置Info
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Abstract
ドを発生させることなく、出力信号をクロック信号また
はその1/2分周クロック信号に切り換えること。 【解決手段】 クロック信号切り換え装置1では、D型
フリップフロップ2で原クロック信号CLKの1/2分
周クロック信号Q1を生成する。また、D型フリップフ
ロップ7でそのクロック信号Q1に対して位相が90度
ずれた1/2分周クロック信号Q3を生成する。この1
/2分周クロック信号Q3は、D型フリップフロップ3
で原クロック信号CLKに同期化させた信号Q2の論理
状態が高レベルになっている場合にのみ出力される。従
って、信号Q2の論理状態を変えるだけで、論理回路5
から原クロック信号CLK1と1/2分周クロック信号
CLK(1/2)を選択的に出力させることができる。
また、ハザードを発生させることなく、それらの信号の
切り換えを行える。
Description
態に基づき、クロック信号と、このクロック信号を1/
2分周した1/2分周クロック信号のいずれかの信号を
選択的に出力するクロック信号切り換え装置に関するも
のである。
信号の論理状態に基づいて、原クロック信号と、原クロ
ック信号を1/2分周した1/2分周クロック信号のい
ずれかの信号を選択的に出力する装置が知られている。
ブロック図である。また、図4はクロック信号切り換え
装置100の基本動作を示すタイミングチャートであ
る。クロック信号切り換え装置100は、D型フリップ
フロップ110およびセレクタ120から構成されてい
る。セレクタ120は、2つのアンド回路121、12
2と、これらのアンド回路121、122の出力信号T
10、T11が入力されるオア回路123を備えてい
る。
はD型フリップフロップ110のクロック入力端子CK
に入力され、当該D型フリップフロップ110で1/2
分周される。すなわち、D型フリップフロップ110の
正転出力端子Qからは原クロック信号CLKを1/2分
周した1/2分周クロック信号CLK(1/2)が出力
される。
Kと選択信号SELをアンド回路122で演算する。ま
た、セレクタ120では、D型フリップフロップ110
から出力された1/2分周クロック信号CLK(1/
2)と選択信号SELの反転信号をアンド回路121で
演算する。各アンド回路121、122の出力信号T1
0、T11は、オア回路123で演算されて出力信号O
UTとして出力される。ここで、選択信号SELの論理
状態が高レベルに保持されているときは、アンド回路1
22の出力信号T11として原クロック信号CLKが出
力される。これに対して、アンド回路121に入力され
ている1/2分周クロック信号CLK(1/2)は、そ
の出力信号T10として出力されない。このため、オア
回路123からは原クロック信号CLKが出力される。
ル状態に切り換わると、アンド回路122が閉じ、アン
ド回路121が開く。このため、アンド回路121から
出力された1/2分周クロック信号CLK(1/2)の
みがオア回路123を介して出力される。
00では、選択信号SELの論理状態に基づき、原クロ
ック信号CLKと1/2分周クロック信号CLK(1/
2)のいずれかの信号が選択的に出力される。
Lの切り換わりが、原クロック信号CLKの立ち上が
り、立ち下がりに一致しない場合がある。この場合、出
力されるクロック信号にパルス状のノイズ、いわゆるハ
ザードが発生する恐れがある。
立ち上がった原クロック信号CLKが立ち下がる前の時
点t100において、選択信号SELの論理状態が高レ
ベルから低レベルに切り換わると、この切り換わりのタ
イミングで、オア回路123から出力されるクロック信
号が切り換わる。この切り換わりに伴って、オア回路1
23から出力されている原クロック信号CLKの論理状
態は強制的に高レベルから低レベルに移行する。この結
果、出力信号OUTにハザード130が発生してしま
う。このハザード130は電子機器を誤動作させる原因
となる。
信号の論理状態に基づき、クロック信号と、そのクロッ
ク信号の1/2分周クロック信号を切り換えて出力する
クロック信号切り換え装置において、クロック信号の切
り換え時にハザードが発生するのを防止可能な構成を提
案することにある。
め、本発明は、選択信号の論理状態に基づき、クロック
信号と、このクロック信号を1/2分周した1/2分周
クロック信号のいずれかの信号を選択的に出力するクロ
ック信号切り換え装置において、次の構成を採用する。
/2分周クロック信号を生成する分周回路と、前記選択
信号の論理レベルの反転時点を前記原クロック信号に同
期化させる同期化回路と、前記同期化回路の出力信号が
いずれか一方の論理状態にある場合にのみ、前記第1の
1/2分周クロック信号に基づき、当該1/2分周クロ
ック信号とは位相が90度ずれた第2の1/2分周クロ
ック信号を生成するクロック信号生成回路と、前記第1
および第2の1/2分周クロック信号の排他的論理和を
クロック信号として出力する論理回路とを有する構成と
する。
第1および第2の1/2分周クロック信号の位相は相互
に90度ずれている。このため、クロック信号生成回路
から第2の1/2分周クロック信号が出力されていると
きは、論理回路から出力されるクロック信号は、原クロ
ック信号と同一周波数のクロック信号になる。一方、ク
ロック信号生成回路から第2の1/2分周クロック信号
が出力されていないときは、論理回路から出力されるク
ロック信号は1/2分周クロック信号(第1の1/2分
周クロック信号)になる。
では、論理回路から出力されるクロック信号の切り換え
は、同期化回路の出力信号の論理状態に基づいて、クロ
ック信号生成回路から第2の1/2分周クロック信号を
出力させるか否かで行われる。
択信号の論理レベルの反転時点を原クロック信号に同期
化した信号である。一方、第2の1/2分周クロック信
号は、第1の1/2分周クロック信号に基づいて生成し
た信号である。この第1の1/2分周クロック信号は原
クロック信号に基づいて生成した信号であるので、第2
の1/2分周クロック信号も、前記出力信号と同様に、
原クロック信号に同期化した信号である。このように、
同期化回路の出力信号と第2の1/2分周クロック信号
は共に原クロック信号に同期化した信号であるので、そ
の出力信号の論理状態の変化に伴って、第2の1/2分
周クロック信号の論理状態が高レベルに保持されている
期間中に、その論理状態が強制的に低レベルに移行され
てしまうことはない。この結果、ハザードを発生させる
ことなく、クロック信号の切り換えを行うことできる。
することができる。D型フリップフロップを用いる場合
は、そのデータ入力端子に前記選択信号を入力し、クロ
ック入力端子に前記原クロック信号を入力すれば、正転
出力端子から論理レベルの反転時点が前記原クロック信
号に同期化した前記選択信号を出力させることができ
る。
ク信号の立ち上がりあるいは立ち下がりのタイミングに
基づき前記第1の1/2分周クロック信号を生成するも
のを採用できる。また、クロック信号生成回路として
は、アンド回路と、D型フリップフロップを備えたもの
を採用できる。
合は、アンド回路に前記第1の1/2分周クロック信号
および前記同期化された選択信号を入力する。また、D
型フリップフロップのデータ入力端子に、前記アンド回
路の出力信号を入力し、そのクロック入力端子に前記原
クロック信号の反転信号を入力すれば、その正転出力端
子から前記第2の1/2分周クロック信号を出力させる
ことができる。
用したクロック信号切り換え装置を説明する。図1はク
ロック信号切り換え装置のブロック図、図2はクロック
信号切り換え装置の基本動作を示すタイミングチャート
である。なお、図2のタイミングチャートでは、各回路
での信号伝搬遅延も考慮して信号の立ち上がり、立ち下
がりを図示している。
SELの論理状態に応じて、原クロック信号CLK1
と、この原クロック信号CLK1を1/2分周した1/
2分周クロック信号CLK(1/2)のいずれかの信号
を選択的に出力する装置である。
から入力される原クロック信号CLKを1/2分周して
第1の1/2分周クロック信号Q1を生成する分周回路
2と、外部から入力される選択信号SELの論理レベル
の反転時点を原クロック信号CLKに同期化させる同期
化回路3と、この同期化回路3の出力信号Q2がいずれ
か一方の論理状態にある場合にのみ、第1の1/2分周
クロック信号Q1に基づき、この1/2分周クロック信
号Q1とは位相が90度異なる第2の1/2分周信号Q
3を生成するクロック信号生成回路4と、第1および第
2の1/2分周クロック信号Q1およびQ2の排他的論
理和を出力信号OUTとして出力する論理回路(EX−
OR回路)5とを有している。
独のD型フリップフロップ(D−F/F1,D−F/F
2)から構成されている。クロック信号生成回路4はア
ンド回路6およびDフリップフロップ7(D−F/F
3)から構成されている。
部から入力された原クロック信号CLKおよび選択信号
SELのうち、原クロック信号CLKは、分周回路であ
るD型フリップフロップ2のクロック入力端子CK1に
入力される。D型フリップフロップ2では、反転出力端
子/Q1とデータ入力端子D1がバイパスされている。
このため、その正転出力端子Q1から出力される信号Q
1の論理状態は、原クロック信号CLKの立ち上がりの
タイミングで低レベルから高レベル、または高レベルか
ら低レベルに変化する。すなわち、D型フリップフロッ
プ2の正転出力端子Q1からは原クロック信号CLKを
1/2分周した第1の1/2分周クロック信号Q1が出
力される。ここで、クロック信号切り換え装置1に入力
された原クロック信号CLKは、同期化回路であるD型
フリップフロップ3のクロック入力端子CK2にも入力
される。また、クロック信号生成回路4のD型フリップ
フロップ7のクロック入力端子/CK3に原クロック信
号CLKの反転信号が入力される。選択信号SELはD
型フリップフロップ3のデータ入力端子D2に入力され
る。
点t1までは高レベルに保持され、それ以降は低レベル
に保持されるものとして説明する。D型フリップフロッ
プ3では、原クロック信号CLKの立ち上がりのタイミ
ングにおける選択信号SELの論理状態のみによって、
その正転出力端子Q2から出力される信号Q2の論理状
態が決定される。このため、この正転出力端子Q2から
の出力信号Q2は、時点t1以降において原クロック信
号CLKが最初に立ち上がるまでは高レベル状態に保持
され、その立ち上がりのタイミングに基づいて低レベル
状態に移行する(時点t2)。この結果、正転出力端子
Q2からは、選択信号SELの論理レベルの反転時点が
原クロック信号CLKに同期化された出力信号Q2が出
力される。
正転出力端子Q1、Q2から出力された第1の1/2分
周クロック信号Q1と出力信号Q2は、アンド回路6に
入力され、それらの論理積が出力信号T1として出力さ
れる。この出力信号T1は、出力信号Q2の論理状態が
高レベルになっているときには、第1の1/2分周クロ
ック信号Q1になり、低レベルになっているときには、
低レベル状態に保持される。
リップフロップ7のデータ入力端子D3に入力される。
このD型フリップフロップ7のクロック入力端子/CK
3には原クロック信号CLKの反転信号が入力されてい
る。このため、D型フリップフロップ7では、原クロッ
ク信号CLKの反転信号における立ち上がりのタイミン
グ、すなわち、原クロック信号CLKの立ち下がりのタ
イミングにおけるデータ入力端子D3に入力さている出
力信号T1の論理状態によって、その正転出力端子Q3
から出力される信号Q3の論理状態が決定される。
力端子Q3から出力される信号Q3の論理状態は次の通
りである。出力信号T1が出力信号Q2の論理レベルの
反転に同期して、その出力信号T1の論理状態が低レベ
ルに保持されるまでの間では、原クロック信号CLKの
立ち下がりのタイミングに応じて高レベルから低レベ
ル、または低レベルから高レベルに変化する。この結
果、正転出力端子Q3からは1/2分周クロック信号
(第2の1/2分周クロック信号)Q3が出力される。
出力信号T1が出力信号Q2の論理レベルの反転に同期
して、その出力信号T1の論理状態が低レベルに保持さ
れた後は、その正転出力端子Q3から出力される信号Q
3の論理状態は低レベルに保持される。換言すれば、同
期化回路であるD型フリップフロップ3の出力信号Q2
の論理状態が高レベルにある場合にのみ、D型フリップ
フロップ7の正転出力端子Q3からは第2の1/2分周
クロック信号Q3が出力されることになる。
型フリップフロップ7からの第2の1/2分周クロック
信号Q3は論理回路5を介して出力される。
3は原クロック信号CLKの立ち下がりのタイミングに
同期しているので、原クロック信号CLKの立ち上がり
のタイミングに同期している第1の1/2分周クロック
信号Q1とは位相が相互に90度ずれている。
力端子Q3から第2の1/2分周クロック信号Q3が出
力されているときは、論理回路5から原クロック信号C
LK1と同一周波数のクロック信号が出力される。一
方、Dフリップフロップ7の正転出力端子Q3の状態が
低レベルに保持されているときは、1/2分周クロック
信号CLK(1/2)(第1の1/2分周クロック信号
Q1)が出力される。
え装置1では、外部から入力される選択信号SELは、
同期化回路であるDフリップフロップ3で原クロック信
号CLKに同期化された出力信号Q2に変換される。こ
の出力信号Q2は、その論理状態に基づいて、第2の1
/2分周クロック信号Q3の出力の有無を決定する。一
方、第2の1/2分周クロック信号Q3は、第1の1/
2分周クロック信号Q1に基づき生成された信号である
ので、原クロック信号CLKに同期化した信号である。
このように、第2の1/2分周クロック信号Q3と、出
力信号Q2は共に原クロック信号CLKに同期している
ので、第2の1/2分周クロック信号Q3の論理状態が
高レベルになっている期間中に、その論理状態が低レベ
ルに強制的に移行されることはない。よって、パルス状
のノイズを発生させることなく、出力信号OUTをクロ
ック信号CLK1と同一周波数のクロック信号とこの1
/2分周クロック信号CLK2のいずれかの信号に切り
換えることができる。
信号切り換え装置では、相互に位相が90度異なる第1
および第2の1/2分周クロック信号を生成し、それら
の排他的論理和を行うことによって原クロック信号と同
一周波数のクロック信号を出力する。また、第2の1/
2分周クロック信号の出力を停止することによって、1
/2分周クロック信号を出力する。第2の1/2分周ク
ロック信号の出力の停止は、原クロック信号に同期化し
た選択信号を用いて行われる。このようにすれば、ハザ
ードを発生させることなく、出力信号をクロック信号あ
るいはその1/2分周クロック信号に切り換えることが
できる。
ブロック図である。
示すタイミングチャートである。
である。
示すタイミングチャートである。
Claims (3)
- 【請求項1】 選択信号の論理状態に基づき、クロック
信号と、このクロック信号を1/2分周した1/2分周
クロック信号のいずれかの信号を選択的に出力するクロ
ック信号切り換え装置において、 原クロック信号を1/2分周して第1の1/2分周クロ
ック信号を生成する分周回路と、 前記選択信号の論理レベルの反転時点を前記原クロック
信号に同期化させる同期化回路と、 前記同期化回路の出力信号がいずれか一方の論理状態に
ある場合にのみ、前記第1の1/2分周クロック信号に
基づき、当該1/2分周クロック信号とは位相が90度
ずれた第2の1/2分周クロック信号を生成するクロッ
ク信号生成回路と、 前記第1および第2の1/2分周クロック信号の排他的
論理和をクロック信号として出力する論理回路とを有す
ることを特徴とするクロック信号切り換え装置。 - 【請求項2】 請求項1において、 前記同期化回路はD型フリップフロップを含み、当該D
型フリップフロップのデータ入力端子には前記選択信号
が入力され、クロック入力端子には前記原クロック信号
が入力され、正転出力端子からは論理レベルの反転時点
が前記原クロック信号に同期化された前記選択信号が出
力されることを特徴とするクロック信号切り換え装置。 - 【請求項3】 請求項2において、 前記分周回路は、前記原クロック信号の立ち上がりある
いは立ち下がりのタイミングに基づき前記第1の1/2
分周クロック信号を生成するものであり、 前記クロック信号生成回路は、アンド回路と、D型フリ
ップフロップとを備えており、 前記アンド回路には前記第1の1/2分周クロック信号
および前記同期化された選択信号が入力され、 前記D型フリップフロップのデータ入力端子には、前記
アンド回路の出力信号が入力され、そのクロック入力端
子には前記原クロック信号の反転信号が入力され、その
正転出力端子からは前記第2の1/2分周クロック信号
が出力されることを特徴とするクロック信号切り換え装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18280398A JP3562321B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | クロック信号切り換え装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18280398A JP3562321B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | クロック信号切り換え装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000022507A true JP2000022507A (ja) | 2000-01-21 |
JP3562321B2 JP3562321B2 (ja) | 2004-09-08 |
Family
ID=16124711
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18280398A Expired - Fee Related JP3562321B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | クロック信号切り換え装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3562321B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8595538B2 (en) * | 2008-03-03 | 2013-11-26 | Quintic Holdings | Single-clock-based multiple-clock frequency generator |
CN113282133A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-08-20 | 西安微电子技术研究所 | 一种面向星载系统校时的内外部时钟切换电路及方法 |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP18280398A patent/JP3562321B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8595538B2 (en) * | 2008-03-03 | 2013-11-26 | Quintic Holdings | Single-clock-based multiple-clock frequency generator |
CN113282133A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-08-20 | 西安微电子技术研究所 | 一种面向星载系统校时的内外部时钟切换电路及方法 |
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---|---|
JP3562321B2 (ja) | 2004-09-08 |
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