JP2000163155A - データ処理回路 - Google Patents

データ処理回路

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JP2000163155A
JP2000163155A JP10336035A JP33603598A JP2000163155A JP 2000163155 A JP2000163155 A JP 2000163155A JP 10336035 A JP10336035 A JP 10336035A JP 33603598 A JP33603598 A JP 33603598A JP 2000163155 A JP2000163155 A JP 2000163155A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 相互に非同期で動作しており、秒カウンタ1
5と、そのカウント値の出力信号OUTを表示などのた
めにラッチして出力するレジスタ12との間において、
発振回路11の発振信号を分周回路14で分周して得ら
れた1秒信号1Sに対して、前記ラッチタイミングを規
定するためのライト信号WRが任意のタイミングで発生
することによるデータの取込みエラーをなくす。 【解決手段】 秒カウンタ15の入力段にラッチ回路R
0を設け、その入力ゲート端子Gに、前記ライト信号W
Rを遅延素子16で遅延した遅延ライト信号WRDを与
える。したがって、ラッチ回路R0では、レジスタ12
でデータを取込んでいる間は、1秒信号1Sの変化が休
止されるので、その取込み中に秒カウンタ15のカウン
ト値が変化することはなく、特別な同期のためのクロッ
クや端子を設けることなく、取込みエラーをなくすこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路の
ように、相互に非同期で動作しているデータ処理回路間
で、処理結果をエラーなく転送できるようにした、デー
タ処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】クロックとデータとなどのように、デー
タ処理回路に対する2つの入力信号がほぼ同時に変化す
ることによって、それらのバラツキ具合によって、誤動
作が生じる場合がある。
【0003】図4は、そのような誤動作が生じる典型的
な従来技術を説明するためのブロック図である。この図
4の例は、時計表示などを行うために、発振回路1から
の発振信号を分周して、前記表示などに適した形態で、
他の回路であるレジスタ2に時刻データを格納するよう
にした回路である。
【0004】前記発振回路1内では、水晶発振子3が、
たとえば32768Hzで安定して発振しており、その
発振信号は分周回路4に与えられる。分周回路4は、た
とえば15段の1/2分周器が縦続接続されて構成され
ており、したがってこの分周回路4の出力端子Oから
は、32768/215=1秒毎に、1秒信号1sが出力
される。前記1秒信号1sは、秒カウンタ5のクロック
入力端子CKに入力される。
【0005】秒カウンタ5は、前記1秒信号1sをカウ
ントし、そのカウント値を出力端子O1〜O6から出力
信号outとして、前記レジスタ2内の各ラッチ回路r
1〜r6のデータ入力端子Dへ出力する。各ラッチ回路
r1〜r6のゲート入力端子Gには、必要に応じて、さ
らに他の回路からライト信号wrが共通に与えられる。
各ラッチ回路r1〜r6は、前記ライト信号wrに応答
して、出力端子Qからそれぞれ前記さらに他の回路へデ
ータを出力する。
【0006】この図4の構成において、秒カウンタ5は
特許請求の範囲におけるデータ処理回路に対応し、同様
に、レジスタ2(ラッチ回路r1〜r6)は非同期動作
している他の回路に対応し、1秒信号1sはデータパル
スに対応し、ライト信号wrは出力指定信号に対応して
いる。
【0007】図5は、図4の回路の動作を説明するため
の波形図である。水晶発振子3で作成されたクロック信
号に対して、ライト信号wrは同期しておらず、したが
って分周回路4が作成する1秒信号1sおよび秒カウン
タ5からの出力信号outに対して、該ライト信号wr
は同期していない。またこのライト信号wrは、1秒信
号1sに対して任意のタイミングで発生するだけでな
く、1秒信号1sの1周期内で任意の回数発生する。こ
の図5で示す例では、ライト信号wrが発生している間
に、1秒信号1sが変化している。秒カウンタ5は、1
秒信号1sの所定レベルへの立上がりから、その出力信
号outが安定するまでに、時間t0ut を必要とする。
【0008】ラッチ回路r1〜r6は、ライト信号wr
の所定レベルへの立上がりタイミングt0において、デ
ータ入力端子Dのデータをストアする。ただし、その切
換わりタイミングt0を中心として、以前の所定のセッ
トアップ期間tsetup および以後の所定のホールド期間
holdの期間は、取込みエラーを無くすために、データ
が安定している必要のある安定期間tsta となる。
【0009】この図5の例では、ライト信号wrの立が
りタイミングt0が、前記安定期間tsta 内にあり、カ
ウンタ5の出力端子O1〜O6からの出力信号outの
伝搬遅延差のバラツキなどの影響によって、各ラッチ回
路r1〜r6には、出力信号outの切換わり前のデー
タと切換わり後のデータとが、バラバラに取込まれてし
まうことがある。これによって、たとえば切換わる前の
データが、03h(000011)に対して、切換わり
後に04h(000100)となるべきところ、00h
(000000)となってしまうような、大きなエラー
が発生してしまうという問題がある。
【0010】図6は、上述のような不具合を解消するこ
とができる他の従来技術の電気的構成を示すブロック図
である。この図6の構成において、前述の図4の構成に
類似した部分には、同一の参照符号を付して、その説明
を省略する。この従来技術では、分周回路4と秒カウン
タ5との間にフリップフロップ6が設けられるととも
に、そのフリップフロップ6に対応してインバータ7が
設けられている。インバータ7には、前記ライト信号w
rを出力する図示しないさらに他の回路からクロック信
号ckが入力される。したがって、このクロック信号c
kとライト信号wrとは、相互に同期している。
【0011】図7で示すように、前記1秒信号1sおよ
びライト信号wrよりも高速なクロック信号ckは、イ
ンバータ7で反転されて、その反転信号ckdは、フリ
ップフロップ6のクロック入力端子CKに入力される。
このフリップフロップ6のデータ入力端子Dには、前記
1秒信号1sが与えられており、したがってフリップフ
ロップ6の出力端子Qからは、前記1秒信号1sがクロ
ック信号ckの半周期だけ遅延された1秒信号1sd
が、前記秒カウンタ5のクロック入力端子CKに与えら
れる。一方で、前記ライト信号wrの立上がりタイミン
グt0は、クロック信号ckが所定レベルに立上がるタ
イミングに同期している。
【0012】したがって、前記1秒信号1sはクロック
信号ckの立下がりでフリップフロップ6にラッチされ
ることになり、前記ライト信号wrの立上がりタイミン
グt0から、前記クロック信号ckの半周期tckに、1
秒信号1sdが所定レベルに立上がるまでの時間t
f と、前記秒カウンタ5の出力信号outが安定するま
での時間tout とが経過した後に、各ラッチ回路r1〜
r6の入力の安定期間tsta となる。
【0013】このようにして、ライト信号wrの立上が
りタイミングt0から、所定の期間twaitだけデータ切
換わりタイミングt3を遅延させて、ラッチ回路r1〜
r6への取込みデータを安定させるように構成されてい
る。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図6および図7で示す
従来技術では、データの取込みエラーは解消されている
けれども、前記ライト信号wrを出力するさらに他の回
路側に、前記クロック信号ckのように、ライト信号w
rよりも速い信号がない場合や、データ処理回路である
秒カウンタ5側に、その信号の入力端子が設けられない
ような場合には、上述のような手法を適用することはで
きないという問題がある。
【0015】本発明の目的は、他の回路側に負担をかけ
ることなく、データ処理結果の他の回路側での取込みエ
ラーを無くすことができるデータ処理回路を提供するこ
とである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明に係るデータ処理
回路は、任意の間隔で入力されるデータパルスを処理
し、非同期で動作している他の回路からの出力指定信号
に応答して処理結果を出力するデータ処理回路におい
て、前記データパルスの入力段に介在され、前記出力指
定信号が発生されると、前記他の回路の少なくとも入力
安定に要する時間、前記データパルスの出力を保持し、
前記データパルスが発生されていないときには、入力デ
ータパルスをスルー出力するラッチ手段を含み、前記出
力指定信号は、前記データパルスのパルス幅より短いこ
とを特徴とする。
【0017】上記の構成によれば、他の回路がデータ処
理回路の処理結果を取込むにあたって、その他の回路
は、出力指定信号に応答して処理結果の取込みを開始す
るけれども、データ処理回路側では、出力指定信号が発
生されると、他の回路の少なくとも入力安定に要する時
間は、ラッチ手段によって入力データパルスの変化が休
止されているので、前記他の回路は、データ処理回路の
処理結果が安定している状態で取込みを行うことにな
る。
【0018】したがって、データ処理回路の出力が変化
している状態での取込みが禁止され、誤動作を防止する
ことができる。また、データ処理回路側には、ラッチ手
段が設けられ、そのラッチ手段へは、出力指定信号が与
えられるので、非同期で動作しているデータ処理回路か
ら他の回路へ処理結果を出力するにあたって、前記誤動
作を防止するために、データ処理回路に特別に外部クロ
ックなどを与える必要はなく、低コストに実現すること
できる。
【0019】なお、データラッチ手段によって、出力指
定信号が入力されている間はデータ処理回路へ入力され
るデータパルスの変化を禁止しても、その出力指定信号
は、データパルスのパルス幅よりも短いので、データパ
ルスの変化は、必ずデータ処理回路へ与えられることに
なり、誤動作が発生することもない。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図1〜図3に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。
【0021】図1は、本発明の実施の一形態を説明する
ためのブロック図である。この図1の例は、時計表示な
どを行うために、発振回路11からの発振信号を分周し
て、前記表示などに適した形態で、他の回路であるレジ
スタ12に時刻データを格納するようにした回路であ
る。
【0022】前記発振回路11内では、水晶発振子13
が、たとえば32768Hzで安定して発振しており、
その発振信号は分周回路14に与えられる。分周回路1
4は、たとえば15段の1/2分周器が縦続接続されて
構成されており、したがってこの分周回路4の出力端子
Oからは、32768/215=1秒毎に、1秒信号1S
が出力される。前記1秒信号1Sは、後述するラッチ回
路R0を介して、1秒信号1SDとなって、秒カウンタ
15のクロック入力端子CKに入力される。
【0023】秒カウンタ15は、前記1秒信号1SDを
カウントし、そのカウント値を出力端子O1〜O6から
出力信号OUTとして、前記レジスタ12内の各ラッチ
回路R1〜R6のデータ入力端子Dへ出力する。各ラッ
チ回路R1〜R6のゲート入力端子Gには、必要に応じ
て、さらに他の回路からライト信号WRが共通に与えら
れる。各ラッチ回路R1〜R6は、前記ライト信号WR
に応答して、出力端子Qからそれぞれ前記さらに他の回
路へデータを出力する。
【0024】この図1の構成において、秒カウンタ15
は特許請求の範囲におけるデータ処理回路に対応し、同
様に、レジスタ12(ラッチ回路R1〜R6)は非同期
動作している他の回路に対応し、ラッチ回路R0はラッ
チ手段に対応し、1秒信号1SDはデータパルスに対応
し、ライト信号WRは出力指定信号に対応している。
【0025】本発明では、分周回路14からの1秒信号
1Sは、前記ラッチ回路R0を介して、秒カウンタ15
に与えられる。このラッチ回路R0のデータ入力端子D
には、前記1秒信号1Sが与えられ、ゲート端子Gに
は、非同期で動作しているさらに他の回路からのライト
信号WRを、遅延素子16で遅延して得られた遅延ライ
ト信号WRDが入力され、出力端子Qからは、秒カウン
タ15のクロック入力端子CKに、1秒信号1SDが出
力される。
【0026】このラッチ回路R0の真理値表を、表1で
示す。
【0027】
【表1】
【0028】なお、表1において、Qn+1 は、出力端子
Qからの次回の出力を表しており、Qn は、現在の出力
を表している。したがって、この表1から明らかなよう
に、ライト信号WRDが「0」であると、出力端子Qか
らは前回の出力Qn が出力され、前記遅延ライト信号W
RDが「1」であるときには、1秒信号1Sがそのまま
スルー出力される。
【0029】図2は、図1で示す回路の動作を説明する
ための波形図である。水晶発振子13で作成されたクロ
ック信号に対して、ライト信号WRは同期しておらず、
したがって分周回路14が作成する1秒信号1Sおよび
秒カウンタ15からの出力信号OUTに対して、該ライ
ト信号WRは同期していない。またこのライト信号WR
は、1秒信号1Sに対して任意のタイミングで発生する
だけでなく、1秒信号1Sの1周期内で任意の回数発生
する。この図2で示す例では、ライト信号WRが発生し
ている間に、1秒信号1Sが変化している。
【0030】まず、ライト信号WRは、所定レベルへの
立上がりタイミングT1が、遅延素子16によって、T
2までの時間TWRD だけ遅延されて、遅延ライト信号W
RDとして、ラッチ回路R0に入力されることになる。
【0031】ラッチ回路R0では、前記表1から、前記
遅延ライト信号WRDがローレベルである間は、出力Q
はその出力状態を保持しており、前記遅延ライト信号W
RDの立上がりタイミングT2から、スルー出力に切換
わって、1秒信号1Sのパルスに対応して、出力端子Q
からの1秒信号1SDが立上がりを開始する。このラッ
チ回路R0からの1秒信号1SDが所定値に立上がるタ
イミングT3までは、遅延時間T1SD だけ必要とし、こ
のタイミングT3から秒カウンタ15の出力変化が開始
されることになる。したがって、このタイミングT3か
らは、出力信号OUTが切換わり、レジスタ12側での
取込みエラーを無くすために、データが安定している必
要のある安定期間TSTA となる。
【0032】したがって、前記ライト信号WRに対し
て、秒カウンタ15の出力信号OUTの変化が終了する
までは、タイミングT1〜T3間の時間TWAITだけ、秒
カウンタ15の出力開始が遅延されることになり、既に
この間に、ラッチ回路R1〜R6は、秒カウンタ15の
出力信号OUTの切換わり前のデータの取込みを完了し
ている。そして、タイミングT4以降で示す次回のライ
ト信号WRによって、前記安定期間TSTA の間に変化し
た出力信号OUTがラッチ回路R1〜R6に取込まれる
ことになる。
【0033】なお、前記遅延素子16による遅延時間T
WRD は、各ラッチ回路R1〜R6の遅延バラツキを考慮
して決定する必要があり、ライト信号WRが立上がって
から、データを取込んで、出力が安定するまでの時間の
最も長いものに対応して設定すればよく、その最大遅延
時間が、データラッチ回路R0による遅延時間よりも短
い場合には、遅延素子16は省略されてもよい。
【0034】ただし、前記遅延時間TWRD は、1秒信号
1Sのパルス幅よりも短くしておく必要があり、すなわ
ちこれは、図3で示すように、遅延された1秒信号1S
DのパルスW1が、遅延ライト信号WRDのパルスW2
内に納まってしまう場合には、前記1秒信号1Sのパル
スが秒カウンタ15へ伝達されなくなってしまうためで
ある。
【0035】また、上述の説明では、秒カウンタ15が
データ処理回路となり、これに対して、レジスタ12が
他の回路となり、ライト信号WRの供給源がさらに他の
回路となっているけれども、他の回路とさらに他の回路
とが同一であってもよく、すなわちレジスタ12を有す
る回路側がライト信号WRの供給源であってもよいこと
は言うまでもない。
【0036】以上のようにして、本発明に従うデータ処
理回路では、相互に非同期で動作しているデータ処理回
路である秒カウンタ15とレジスタ12との間で、相互
に同期を得るためのクロックや端子などを特別に設ける
ことなく、ラッチ回路R0を設けるだけで、カウンタ1
5からの出力信号OUTのレジスタ12への取込みエラ
ーを無くすことができる。
【0037】
【発明の効果】本発明に係るデータ処理回路は、以上の
ように、任意の間隔で入力されるデータパルスを処理
し、非同期で動作している他の回路からの出力指定信号
に応答して処理結果を出力するデータ処理回路におい
て、データパルスの入力段に、前記出力指定信号が発生
されると、前記他の回路の少なくとも入力安定に要する
時間、該データパルスの出力を保持し、前記データパル
スが発生されていないときには、入力データパルスをス
ルー出力するラッチ手段を介在し、データ処理回路の出
力が変化している状態での取込みを禁止する。
【0038】それゆえ、非同期で動作しているデータ処
理回路から他の回路へ処理結果を出力するにあたって、
データ処理回路に特別に外部クロックなどを与える必要
はなく、低コストな構成で、データ処理回路の出力が変
化している状態での取込みを禁止し、誤動作を防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態の電気的構成を示すブロ
ック図である。
【図2】図1で示す構成の動作を説明するための波形図
である。
【図3】図1で示す構成において設計ミスで発生する誤
動作の一例を示す波形図である。
【図4】典型的な従来技術の電気的構成を示すブロック
図である。
【図5】図4で示す構成の動作を説明するための波形図
である。
【図6】他の従来技術の電気的構成を示すブロック図で
ある。
【図7】図6で示す構成の動作を説明するための波形図
である。
【符号の説明】
11 発振回路 12 レジスタ(他の回路) 13 水晶発振子 14 分周回路 15 秒カウンタ(データ処理回路) 16 遅延素子 R0 ラッチ回路(ラッチ手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】任意の間隔で入力されるデータパルスを処
    理し、非同期で動作している他の回路からの出力指定信
    号に応答して処理結果を出力するデータ処理回路におい
    て、 前記データパルスの入力段に介在され、前記出力指定信
    号が発生されると、前記他の回路の少なくとも入力安定
    に要する時間、前記データパルスの出力を保持し、前記
    データパルスが発生されていないときには、入力データ
    パルスをスルー出力するラッチ手段を含み、 前記出力指定信号は、前記データパルスのパルス幅より
    短いことを特徴とするデータ処理回路。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010227625A (ja) * 2010-07-12 2010-10-14 Fujishoji Co Ltd 弾球遊技機
JP2011025061A (ja) * 2010-10-06 2011-02-10 Fujishoji Co Ltd 弾球遊技機
JP2011025062A (ja) * 2010-10-06 2011-02-10 Fujishoji Co Ltd 弾球遊技機

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010227625A (ja) * 2010-07-12 2010-10-14 Fujishoji Co Ltd 弾球遊技機
JP2011025061A (ja) * 2010-10-06 2011-02-10 Fujishoji Co Ltd 弾球遊技機
JP2011025062A (ja) * 2010-10-06 2011-02-10 Fujishoji Co Ltd 弾球遊技機

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