JP2005236549A - Clock signal switching circuit - Google Patents

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Toshinori Nakamura
俊紀 中村
Daisuke Yoshioka
大助 吉岡
Takahiro Fukushige
貴広 福重
Kenichi Satori
謙一 佐鳥
Kunihiro Miura
邦博 三浦
Kensuke Hatsukawa
健介 初川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a clock signal switching circuit capable of switching a clock signal surely by eliminating collision of a clock signals before/after switching or missing of the clock signal. <P>SOLUTION: The clock signal switching circuit comprises a frequency division circuit 1, a synchronization circuit 2 and a clock selection circuit 3, wherein the clock selection circuit 3 comprises a first clock enabler 31, a second clock enabler 32 and an OR circuit 33. The first clock enabler 31 has a clock enable terminal E being fed with a second clock switching signal, and a clock input terminal CK being fed with a frequency division clock XI/2. The second clock enabler 32 has a clock enable terminal E being fed with a first clock switching signal, and a clock input terminal CK being fed with a clock signal XI. A clock signal selected by the first clock enabler 31 or the second clock enabler 32 is outputted through the OR circuit 33. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ひげ状のパルス状クロックを発生させることなくクロック信号を切替えるクロック信号切替回路に関する。   The present invention relates to a clock signal switching circuit that switches a clock signal without generating a whisker-like pulsed clock.

従来のクロック信号切替回路としては、マルチプレクサなどを用いてクロック信号を切替えるものがある。
また、マスタクロックと、マスタクロックを分周したクロックのいずれか一方を選択する選択回路の選択信号を、マスタクロックに同期化させて生成する同期化回路を有するクロック信号切替回路がある(例えば、特許文献1参照)。
特開昭63−232615号公報
As a conventional clock signal switching circuit, there is a circuit that switches a clock signal using a multiplexer or the like.
In addition, there is a clock signal switching circuit having a synchronization circuit that generates a selection signal of a selection circuit that selects either a master clock or a clock obtained by dividing the master clock in synchronization with the master clock (for example, Patent Document 1).
JP-A-63-232615

かかる従来のクロック信号切替回路では、以下の短所が付随している。前者のクロック信号切替回路においては、各クロック信号のスキュー、回路構成により、クロック信号切替え時にひげ状のパルス状クロックが発生し、論理合成の条件を考慮しても容易にはひげ状のパルス状クロックの発生を回避できないという課題があった。
また、後者のクロック信号切替回路においては、マスタクロックの立ち上がりに同期させた単一の選択信号で、2つのクロックCLK0とCLK1の一方を選択する構成であるため、選択されたクロックCLKにひげ状のパルス状クロックが発生する場合があるという課題があった。
Such a conventional clock signal switching circuit is accompanied by the following disadvantages. In the former clock signal switching circuit, a whisker-like pulsed clock is generated at the time of clock signal switching due to the skew and circuit configuration of each clock signal. There was a problem that generation of a clock could not be avoided.
In the latter clock signal switching circuit, since one of the two clocks CLK0 and CLK1 is selected by a single selection signal synchronized with the rising edge of the master clock, the selected clock CLK has a whisker shape. There has been a problem that a pulse-shaped clock may be generated.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、切替え前のクロック信号と切替え後のクロック信号の衝突やクロック抜けを無くし、クロック信号切替えの際のひげ状のパルス状クロックの発生を防止し、確実にクロック信号を切替えることの可能なクロック信号切替回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and eliminates the collision and clock omission of the clock signal before switching and the clock signal after switching, and generates a whisker-like pulse clock at the time of clock signal switching. It is an object of the present invention to provide a clock signal switching circuit that can prevent the above-described problem and reliably switch the clock signal.

上述の目的を達成するため、本発明にかかるクロック信号切替回路は、マスタクロック信号をもとにその分周クロック信号を生成する分周回路と、非同期の制御信号を、前記分周回路により生成した前記分周クロック信号により同期化し、前記同期化した前記制御信号をもとに、前記マスタクロック信号および前記分周クロック信号を含む選択される選択対象クロック信号に対応したクロック切替信号を生成する同期化回路と、前記選択対象クロック信号を前記クロック切替信号をもとに選択し出力するクロック選択回路とを備え、前記クロック選択回路は、前記選択対象クロック信号の状態が変化したタイミングで前記クロック切替信号の状態を保持するラッチ動作をもとに、前記選択対象クロック信号の出力を制御するクロックイネーブラを備えていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a clock signal switching circuit according to the present invention generates a frequency-divided clock signal based on a master clock signal and an asynchronous control signal generated by the frequency-divided circuit. And a clock switching signal corresponding to the selected clock signal to be selected including the master clock signal and the divided clock signal is generated based on the synchronized control signal. A synchronization circuit; and a clock selection circuit that selects and outputs the selection target clock signal based on the clock switching signal, and the clock selection circuit includes the clock at a timing when the state of the selection target clock signal changes. A clock enable that controls the output of the clock signal to be selected based on a latch operation that holds the state of the switching signal. Characterized in that it comprises a.

本発明によれば、切替え前のクロック信号と切替え後のクロック信号の衝突、クロック抜けを無くし、クロック信号切替えの際のひげ状のパルス状クロックの発生を防止し、確実にクロック信号を切替えることの可能なクロック信号切替回路を提供できる効果がある。   According to the present invention, collision between a clock signal before switching and a clock signal after switching and clock omission are eliminated, generation of a whisker-like pulsed clock at the time of clock signal switching is prevented, and clock signals are switched reliably. Therefore, there is an effect that it is possible to provide a clock signal switching circuit that can be used.

切替え前のクロック信号と切替え後のクロック信号の衝突、クロック抜けを無くし、ひげ状のパルス状クロックの発生を防止し、確実にクロック信号を切替えることの可能なクロック信号切替回路を提供するという目的を、マスタクロック信号をもとにその分周クロック信号を分周回路により生成し、同期化回路により、非同期の制御信号を、前記分周回路により生成した前記分周クロック信号により同期化し、前記同期化した前記制御信号をもとに、前記マスタクロック信号および前記分周クロック信号を含む選択対象クロック信号に対応したクロック切替信号を生成し、クロック選択回路が、前記選択対象クロック信号を前記クロック切替信号をもとに選択し出力することで実現した。このとき、前記クロック選択回路のクロックイネーブラは、前記選択対象クロック信号の状態が変化したタイミングで前記クロック切替信号の状態を保持するラッチ動作をもとに、前記選択対象クロック信号の出力を制御する。   An object of the present invention is to provide a clock signal switching circuit capable of preventing a collision of a clock signal before switching and a clock signal after switching and a clock omission, preventing generation of a whisker-like pulsed clock, and switching the clock signal reliably. The frequency-divided clock signal is generated by the frequency divider circuit based on the master clock signal, and the asynchronous control signal is synchronized by the frequency-divided clock signal generated by the frequency divider circuit by the synchronization circuit, Based on the synchronized control signal, a clock switching signal corresponding to the selection target clock signal including the master clock signal and the divided clock signal is generated, and a clock selection circuit converts the selection target clock signal to the clock This was realized by selecting and outputting based on the switching signal. At this time, the clock enabler of the clock selection circuit controls the output of the selection target clock signal based on a latch operation that holds the state of the clock switching signal at the timing when the state of the selection target clock signal changes. .

図1は、この実施例1のクロック信号切替回路の構成を示すブロック図である。このクロック信号切替回路は、非同期制御信号Selとクロック信号XIとを入力とし、非同期制御信号Selをクロック信号XIの1/2n(たとえばn=1)分周クロックに同期化させた制御信号をもとに複数のクロック切替信号を生成する。そして、前記生成した各クロック切替信号により前記1/2n分周クロックまたは前記クロック信号XIのいずれかを選択するようにしたものである。
このクロック信号切替回路は、分周回路1と同期化回路2とクロック選択回路3とを備えている。分周回路1は、クロック信号XIを1/2n(たとえばn=1)分周し、クロック信号XIの1/2n分周クロックを生成する回路である。同期化回路2は、非同期制御信号Selを、前記分周回路1により生成した前記1/2n分周クロックにより同期化し、分周回路1が生成した1/2n分周クロックに非同期制御信号Selを同期化させた制御信号を生成し、前記クロック信号XIおよび前記1/2n分周クロック信号を含む選択される選択対象クロック信号に対応した複数のクロック切替信号を、前記制御信号をもとに生成する回路である。クロック選択回路3は、同期化回路2が発生させた前記クロック切替信号により、前記クロック信号XIまたは分周回路1が生成した前記1/2n分周クロックのいずれかを選択する回路である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the clock signal switching circuit of the first embodiment. This clock signal switching circuit receives an asynchronous control signal Sel and a clock signal XI, and also has a control signal obtained by synchronizing the asynchronous control signal Sel with a 1 / 2n (for example, n = 1) divided clock of the clock signal XI. And a plurality of clock switching signals are generated. Then, either the 1 / 2n frequency-divided clock or the clock signal XI is selected by each generated clock switching signal.
This clock signal switching circuit includes a frequency dividing circuit 1, a synchronizing circuit 2, and a clock selecting circuit 3. The frequency dividing circuit 1 is a circuit that divides the clock signal XI by 1 / 2n (for example, n = 1) and generates a 1 / 2n frequency-divided clock of the clock signal XI. The synchronization circuit 2 synchronizes the asynchronous control signal Sel with the 1 / 2n frequency-divided clock generated by the frequency-dividing circuit 1, and sends the asynchronous control signal Sel to the 1 / 2n-frequency-divided clock generated by the frequency-dividing circuit 1. A synchronized control signal is generated, and a plurality of clock switching signals corresponding to the selected clock signal to be selected including the clock signal XI and the 1 / 2n divided clock signal are generated based on the control signal. Circuit. The clock selection circuit 3 is a circuit that selects either the clock signal XI or the ½n frequency-divided clock generated by the frequency divider 1 based on the clock switching signal generated by the synchronization circuit 2.

図2は、この実施例1のクロック信号切替回路の分周回路1、同期化回路2およびクロック選択回路3の論理回路構成を示した論理回路図である。図2において図1と同一または相当の部分については同一の符号を付し説明を省略する。分周回路1は、Dフリップフロップ11とインバータ回路12とを備え、Dフリップフロップ11のクロック入力端子CKにはクロック信号XIが供給される。インバータ回路12の入力端子は、Dフリップフロップ11の出力端子Qへ接続され、インバータ回路12の出力端子はDフリップフロップ11のデータ入力端子Dへ接続されている。   FIG. 2 is a logic circuit diagram showing a logic circuit configuration of the frequency dividing circuit 1, the synchronizing circuit 2 and the clock selecting circuit 3 of the clock signal switching circuit according to the first embodiment. In FIG. 2, the same or corresponding parts as those in FIG. The frequency dividing circuit 1 includes a D flip-flop 11 and an inverter circuit 12, and a clock signal XI is supplied to a clock input terminal CK of the D flip-flop 11. The input terminal of the inverter circuit 12 is connected to the output terminal Q of the D flip-flop 11, and the output terminal of the inverter circuit 12 is connected to the data input terminal D of the D flip-flop 11.

同期化回路2は、シフトレジスタを構成する第1のDフリップフロップ21と第2のDフリップフロップ22と第3のDフリップフロップ23と、組み合わせ回路24とを備えている。前記シフトレジスタを構成する第1のDフリップフロップ21、第2のDフリップフロップ22および第3のDフリップフロップ23の各クロック入力端子CKは共通接続されている。この共通接続された各クロック入力端子CKは、前記分周回路1のDフリップフロップ11の出力端子Qと接続されている。また、第1のDフリップフロップ21のデータ入力端子Dには非同期制御信号Selが入力される。また、組み合わせ回路24には、前記シフトレジスタを構成する第2のDフリップフロップ22の出力端子Qおよび第3のDフリップフロップ23の出力端子Qが接続されている。組み合わせ回路24は、第1のクロック切替信号Sel delay 1と第2のクロック切替信号Sel delay 2をそれぞれ出力する図示していないクロック切替信号出力端子を有している。   The synchronization circuit 2 includes a first D flip-flop 21, a second D flip-flop 22, a third D flip-flop 23, and a combinational circuit 24 that constitute a shift register. The clock input terminals CK of the first D flip-flop 21, the second D flip-flop 22, and the third D flip-flop 23 constituting the shift register are commonly connected. The commonly connected clock input terminals CK are connected to the output terminal Q of the D flip-flop 11 of the frequency divider circuit 1. Further, the asynchronous control signal Sel is input to the data input terminal D of the first D flip-flop 21. The combinational circuit 24 is connected to the output terminal Q of the second D flip-flop 22 and the output terminal Q of the third D flip-flop 23 that constitute the shift register. The combinational circuit 24 has a clock switching signal output terminal (not shown) that outputs the first clock switching signal Sel delay 1 and the second clock switching signal Sel delay 2 respectively.

クロック選択回路3は、第1のクロックイネーブラ31と第2のクロックイネーブラ32とOR回路33とを備えている。第1のクロックイネーブラ31のクロックイネーブル端子Eは、組み合わせ回路24の前記第2のクロック切替信号Sel delay 2を出力する前記クロック切替信号出力端子と接続されている。また、第1のクロックイネーブラ31のクロック入力端子CKは、分周回路1のDフリップフロップ11の出力端子Qと接続されている。そして、第1のクロックイネーブラ31の出力端子はOR回路33の一方の入力端子と接続されている。   The clock selection circuit 3 includes a first clock enabler 31, a second clock enabler 32, and an OR circuit 33. The clock enable terminal E of the first clock enabler 31 is connected to the clock switching signal output terminal that outputs the second clock switching signal Sel delay 2 of the combinational circuit 24. The clock input terminal CK of the first clock enabler 31 is connected to the output terminal Q of the D flip-flop 11 of the frequency divider circuit 1. The output terminal of the first clock enabler 31 is connected to one input terminal of the OR circuit 33.

第2のクロックイネーブラ32のクロックイネーブル端子Eは、組み合わせ回路24の前記第1のクロック切替信号Sel delay 1を出力する前記クロック切替信号出力端子と接続されている。また、第2のクロックイネーブラ32のクロック入力端子CKにはクロック信号XIが供給される。そして、第2のクロックイネーブラ32の出力端子はOR回路33の他方の入力端子と接続されている。OR回路33の出力端子からは前記第1のクロックイネーブラ31または前記第2のクロックイネーブラ32により切替えられたクロック信号が出力される。   The clock enable terminal E of the second clock enabler 32 is connected to the clock switching signal output terminal that outputs the first clock switching signal Sel delay 1 of the combinational circuit 24. The clock signal XI is supplied to the clock input terminal CK of the second clock enabler 32. The output terminal of the second clock enabler 32 is connected to the other input terminal of the OR circuit 33. A clock signal switched by the first clock enabler 31 or the second clock enabler 32 is output from the output terminal of the OR circuit 33.

図3は、第1のクロックイネーブラ31および第2のクロックイネーブラ32の構成を示す論理回路図である。図3に示すように、第1のクロックイネーブラ31および第2のクロックイネーブラ32は、ラッチ回路(フリップフロップ回路)301とAND回路(ゲート回路)302とを備えている。ラッチ回路301は、クロックイネーブル端子D(E)と、ローアクティブ入力端子であるクロック入力端子GN(CK)と、出力端子Qおよび出力端子QNを備え、図4に示す真理値表に従って動作する。そして、クロックイネーブル端子D(E)には前記組み合わせ回路24の前記クロック切替信号出力端子が接続され、第1のクロックイネーブラ31においては前記第2のクロック切替信号Sel delay 2が入力され、第2のクロックイネーブラ32においては前記第1のクロック切替信号Sel delay 1が入力されるように構成されている。また、第1のクロックイネーブラ31のクロック入力端子GN(CK)には分周回路1のDフリップフロップ11の出力端子Qから出力されるクロック信号XIの1/2n分周クロックが入力され、または第2のクロックイネーブラ32のクロック入力端子GN(CK)にはクロック信号XIが入力される構成である。また、AND回路302の一方の入力端子はラッチ回路301の出力端子Qと接続され、また他方の入力端子はラッチ回路301のクロック入力端子GN(CK)と接続されている。   FIG. 3 is a logic circuit diagram showing the configuration of the first clock enabler 31 and the second clock enabler 32. As shown in FIG. 3, the first clock enabler 31 and the second clock enabler 32 include a latch circuit (flip-flop circuit) 301 and an AND circuit (gate circuit) 302. The latch circuit 301 includes a clock enable terminal D (E), a clock input terminal GN (CK) that is a low active input terminal, an output terminal Q, and an output terminal QN, and operates according to the truth table shown in FIG. The clock switching signal output terminal of the combinational circuit 24 is connected to the clock enable terminal D (E), the second clock switching signal Sel delay 2 is input to the first clock enabler 31, and the second The clock enabler 32 is configured to receive the first clock switching signal Sel delay 1. Further, the 1 / 2n frequency-divided clock of the clock signal XI output from the output terminal Q of the D flip-flop 11 of the frequency divider 1 is input to the clock input terminal GN (CK) of the first clock enabler 31, or The clock signal XI is input to the clock input terminal GN (CK) of the second clock enabler 32. One input terminal of the AND circuit 302 is connected to the output terminal Q of the latch circuit 301, and the other input terminal is connected to the clock input terminal GN (CK) of the latch circuit 301.

次に動作について説明する。
図4は、クロック信号切替回路に用いられるクロックイネーブラのラッチ回路の動作を示す真理値表である。図5は、このクロック信号切替回路の動作を示すタイミングチャートである。図6は、クロックイネーブラの動作を示すタイミングチャートである。以下、これらタイミングチャートおよび図4に示す真理値表と、図2および図3に示す論理回路図を参照して動作を説明する。
先ず、図2に示す分周回路1のDフリップフロップ11のクロック入力端子CKには図5(ロ)に示すクロック信号XIが供給されている。この結果、分周回路1のDフリップフロップ11の出力端子Qからは、前記クロック信号XIが1/2分周された同図(ハ)に示す分周クロックXI/2が出力され、同期化回路2の前記シフトレジスタを構成する第1のDフリップフロップ21、第2のDフリップフロップ22および第3のDフリップフロップ23のクロック入力端子CKへ供給される。一方、前記シフトレジスタを構成する第1のDフリップフロップ21のデータ入力端子Dには、同図(イ)に示す非同期制御信号Selが供給される。この非同期制御信号Selはクロック信号XIに同期していない信号であるが、前記シフトレジスタの第1のDフリップフロップ21は、この非同期制御信号Selを、データ入力端子Dから前記分周クロックXI/2の立ち上がりエッジに同期して読み込み、前記非同期制御信号Selのパルス幅と前記分周クロックXI/2の立ち上がりのタイミングに応じて、5番目の分周クロックXI/2の立ち上がりエッジに同期して“Low”レベルとなる、分周クロックXI/2の4周期分のパルス幅の同図(ニ)に示す制御信号Sel(1d)を生成し、その出力端子Qから出力する。また、前記シフトレジスタの第2のDフリップフロップ22は、前記第1のDフリップフロップ21の出力端子Qの出力を、データ入力端子Dから前記分周クロックXI/2の立ち上がりエッジに同期して読み込み、その出力端子Qから、前記制御信号Sel(1d)より前記分周クロックXI/2の1周期分遅れた、同図(ホ)に示す制御信号Sel(2d)を出力する。また、前記シフトレジスタの第3のDフリップフロップ23は、前記第2のDフリップフロップ22の出力端子Qの出力を、データ入力端子Dから前記分周クロックXI/2の立ち上がりエッジに同期して読み込み、その出力端子Qから、前記制御信号Sel(2d)より前記分周クロックXI/2の1周期分遅れた、同図(ヘ)に示す制御信号Sel(3d)を出力する。
Next, the operation will be described.
FIG. 4 is a truth table showing the operation of the latch circuit of the clock enabler used in the clock signal switching circuit. FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the clock signal switching circuit. FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the clock enabler. The operation will be described below with reference to these timing charts, the truth table shown in FIG. 4, and the logic circuit diagrams shown in FIGS.
First, the clock signal XI shown in FIG. 5B is supplied to the clock input terminal CK of the D flip-flop 11 of the frequency dividing circuit 1 shown in FIG. As a result, from the output terminal Q of the D flip-flop 11 of the frequency dividing circuit 1, the frequency-divided clock XI / 2 shown in FIG. This is supplied to the clock input terminals CK of the first D flip-flop 21, the second D flip-flop 22 and the third D flip-flop 23 that constitute the shift register of the circuit 2. On the other hand, the asynchronous control signal Sel shown in FIG. 5A is supplied to the data input terminal D of the first D flip-flop 21 constituting the shift register. The asynchronous control signal Sel is not synchronized with the clock signal XI. The first D flip-flop 21 of the shift register transmits the asynchronous control signal Sel from the data input terminal D to the divided clock XI / 2 in synchronization with the rising edge of 2 and in synchronization with the rising edge of the fifth divided clock XI / 2 according to the pulse width of the asynchronous control signal Sel and the rising timing of the divided clock XI / 2. A control signal Sel (1d) shown in FIG. 4 (D) having a pulse width corresponding to four periods of the divided clock XI / 2, which is at the “Low” level, is generated and output from the output terminal Q. Further, the second D flip-flop 22 of the shift register synchronizes the output of the output terminal Q of the first D flip-flop 21 with the rising edge of the divided clock XI / 2 from the data input terminal D. From the output terminal Q, the control signal Sel (2d) shown in FIG. 5E, which is delayed by one cycle of the divided clock XI / 2 from the control signal Sel (1d), is output. The third D flip-flop 23 of the shift register synchronizes the output of the output terminal Q of the second D flip-flop 22 with the rising edge of the divided clock XI / 2 from the data input terminal D. From the output terminal Q, the control signal Sel (3d) shown in FIG. 5F, which is delayed by one cycle of the divided clock XI / 2 from the control signal Sel (2d), is output.

図5(ト)は、同期化回路2の組み合わせ回路24が、前記制御信号Sel(2d)と前記制御信号Sel(3d)とをもとに生成した第1のクロック切替信号Sel Delay 1を示し、また同図(チ)は組み合わせ回路24が同様に生成した第2のクロック切替信号Sel Delay 2を示す。第1のクロック切替信号Sel Delay 1と第2のクロック切替信号Sel Delay 2は、図5に示すように、分周クロックXI/2の1周期分またはクロック信号XIの2周期分の“Low”レベル区間を隔てて生成され出力される。同期化回路2の組み合わせ回路24は、前記制御信号Sel(2d)と前記制御信号Sel(3d)とをもとに、図5(ト)に示す第1のクロック切替信号Sel Delay 1および図5(チ)に示す第2のクロック切替信号Sel Delay 2を生成可能なような論理構成となっている。   FIG. 5G shows the first clock switching signal Sel Delay 1 generated by the combinational circuit 24 of the synchronization circuit 2 based on the control signal Sel (2d) and the control signal Sel (3d). FIG. 6H shows the second clock switching signal Sel Delay 2 generated by the combinational circuit 24 in the same manner. As shown in FIG. 5, the first clock switching signal Sel Delay 1 and the second clock switching signal Sel Delay 2 are “Low” for one cycle of the divided clock XI / 2 or two cycles of the clock signal XI. Generated and output at level intervals. The combinational circuit 24 of the synchronization circuit 2 is based on the control signal Sel (2d) and the control signal Sel (3d), and the first clock switching signal Sel Delay 1 shown in FIG. The logic configuration is such that the second clock switching signal Sel Delay 2 shown in FIG.

第1のクロックイネーブラ31のラッチデータ入力端子D(E)には前記第2のクロック切替信号Sel Delay 2が供給され、また、第2のクロックイネーブラ32のラッチデータ入力端子D(E)には前記第1のクロック切替信号Sel Delay 1が供給される。また、第1のクロックイネーブラ31のクロック入力端子GN(CK)には前記分周クロックXI/2が供給され、また、第2のクロックイネーブラ32のクロック入力端子GN(CK)には前記クロック信号XIが供給されている。   The second clock switching signal Sel Delay 2 is supplied to the latch data input terminal D (E) of the first clock enabler 31, and the latch data input terminal D (E) of the second clock enabler 32 is supplied to the latch data input terminal D (E). The first clock switching signal Sel Delay 1 is supplied. The frequency-divided clock XI / 2 is supplied to the clock input terminal GN (CK) of the first clock enabler 31, and the clock signal is supplied to the clock input terminal GN (CK) of the second clock enabler 32. XI is supplied.

図4に示すクロックイネーブラの真理値表および図6に示すクロックイネーブラのタイミングチャートから明らかなように、クロックイネーブラは、クロック入力端子GN(CK)に供給されているクロック信号が“Low”レベルから“High”レベルへ変化した瞬間、すなわちクロック信号の立ち上がりエッジのタイミングで、ラッチデータ入力端子D(E)へ与えられている信号をラッチし、所定のディレイ時間を経て出力端子Qへそのラッチした信号を出力し、前記クロック信号が“High”レベルにある期間、前記出力端子Qへ前記ラッチした信号を出力し続ける。そして、クロック信号が“High”レベルから“Low”レベルへ変化した瞬間、すなわちクロック信号の立ち下がりエッジのタイミングで、ラッチデータ入力端子D(E)へ与えられている信号を所定のディレイ時間dを経て出力端子Qへそのまま出力する。   As is apparent from the truth table of the clock enabler shown in FIG. 4 and the timing chart of the clock enabler shown in FIG. 6, the clock enabler is configured so that the clock signal supplied to the clock input terminal GN (CK) is at the “Low” level. The signal applied to the latch data input terminal D (E) is latched at the moment of changing to the “High” level, that is, at the timing of the rising edge of the clock signal, and latched to the output terminal Q after a predetermined delay time. A signal is output, and the latched signal is continuously output to the output terminal Q while the clock signal is at the “High” level. Then, the signal applied to the latch data input terminal D (E) is transferred to a predetermined delay time d at the moment when the clock signal changes from “High” level to “Low” level, that is, at the timing of the falling edge of the clock signal. To output to the output terminal Q as it is.

ディレイ時間dは、図3に示すラッチ回路301が有しているディレイ時間であるが、クロックイネーブラでは、ラッチ回路301の出力w2がクロック信号CK(w3)より遅れるように、必要に応じてラッチ回路301の出力端子Qからの出力信号にディレイを付与することが出来る。   The delay time d is a delay time included in the latch circuit 301 shown in FIG. 3. In the clock enabler, the latch w is latched as necessary so that the output w2 of the latch circuit 301 is delayed from the clock signal CK (w3). A delay can be given to the output signal from the output terminal Q of the circuit 301.

ラッチデータ入力端子D(E)へ与えられている信号はクロック切替信号であり、このクロック切替信号は、分周クロックXI/2に非同期制御信号Selを同期化した信号であり、同期化回路2を経て生成されるため、このクロック切替信号は、分周回路1で生成した分周クロックXI/2、または分周回路1へ供給されるクロック信号XIの立ち上がり、立ち下りのタイミングに比べ、通常、同期化回路2の論理回路を介する分、遅れが発生する。図6のタイミングチャートに示すD1、D2は、このクロック切替信号が同期化回路2で生成されることによるディレイ時間を示す。クロックイネーブラでは、ラッチデータ入力端子D(E)へ与えられる信号(クロック切替信号)の変化は、クロック信号の“High”レベルの区間で行うとされているので、クロック信号がクロック信号XIまたは分周クロックXI/2のいずれであってもディレイ時間D1、D2によりクロック切替信号においてはこの条件が満足される。ラッチ回路301の出力w2は、ラッチデータ入力端子D(E)へ与えられる信号の立ち上がりのタイミングと比べると、クロック信号の1/2周期分、遅れることになり、さらにラッチ回路301の出力w2にディレイ時間dが付与されるため、ラッチ回路302の出力w2とクロック信号CK(信号W3)の論理積であるクロックイネーブラの出力ECKは、クロック切替信号によるクロック切替え時、クロック信号の1周期分確実に空白となり、図6のタイミングチャートに示すように1個分のクロックが抜けたECK出力となる。   The signal applied to the latch data input terminal D (E) is a clock switching signal. This clock switching signal is a signal obtained by synchronizing the asynchronous control signal Sel with the divided clock XI / 2. Therefore, this clock switching signal is usually compared with the rising and falling timings of the divided clock XI / 2 generated by the dividing circuit 1 or the clock signal XI supplied to the dividing circuit 1. Therefore, a delay occurs due to the passage through the logic circuit of the synchronization circuit 2. D1 and D2 shown in the timing chart of FIG. 6 indicate delay times due to the clock switching signal being generated by the synchronization circuit 2. In the clock enabler, since the change of the signal (clock switching signal) applied to the latch data input terminal D (E) is performed in the “High” level section of the clock signal, the clock signal is the clock signal XI or the divided signal. In any of the peripheral clocks XI / 2, this condition is satisfied in the clock switching signal by the delay times D1 and D2. The output w2 of the latch circuit 301 is delayed by a half cycle of the clock signal as compared with the rising timing of the signal applied to the latch data input terminal D (E). Since the delay time d is given, the clock enabler output ECK, which is the logical product of the output w2 of the latch circuit 302 and the clock signal CK (signal W3), is reliable for one cycle of the clock signal when the clock is switched by the clock switching signal. As shown in the timing chart of FIG. 6, the output is an ECK with one clock missing.

この結果、図5(ル)に示す波形図のように、現在選択されているクロック信号がクロック信号XIである状態から、第2のクロック切替信号Sel Delay 2により分周クロックXI/2へ切替えられる場合、あるいはその逆の第1のクロック切替信号Sel Delay 1によりクロック信号XIへ切替えられる場合も同様であるが、切り替わった後の分周クロックXI/2は、第2のクロック切替信号Sel Delay 2が与えられた直後の1個分のクロックが抜けた信号となる。また、その逆の第1のクロック切替信号Sel Delay 1によりクロック信号XIへ切替えられる場合も、切り替わった後のクロック信号XIは、第1のクロック切替信号Sel Delay 1が与えられた直後の1個分のクロックが抜けた信号となる。   As a result, as shown in the waveform diagram of FIG. 5 (l), the current clock signal is switched from the clock signal XI to the divided clock XI / 2 by the second clock switching signal Sel Delay 2. This is the same when switching to the clock signal XI by the first clock switching signal Sel Delay 1 or vice versa, but the divided clock XI / 2 after switching is the second clock switching signal Sel Delay. This is a signal from which one clock immediately after 2 is given. In addition, when switching to the clock signal XI by the opposite first clock switching signal Sel Delay 1, the clock signal XI after switching is one immediately after the first clock switching signal Sel Delay 1 is given. Minute clock is missing.

従って、この実施例1によれば、切替え前のクロック信号と切替え後のクロック信号の衝突を無くし、クロック信号の切替えの際に生じることのあるひげ状のパルス状クロックの発生を無くし、確実にクロック信号を切替えることの可能なクロック信号切替回路を提供できる効果がある。   Therefore, according to the first embodiment, the collision between the clock signal before the switching and the clock signal after the switching is eliminated, and the generation of the whisker-like pulsed clock that may occur at the switching of the clock signal is eliminated, thereby reliably. There is an effect that a clock signal switching circuit capable of switching the clock signal can be provided.

図7は、この実施例2の電子回路の一例を示すブロック図である。この電子回路は、前記実施例1で説明した前記クロック信号切替回路による、繰り返し周波数の異なるクロック信号を必要に応じて切替える機能を備えている。電子回路の種類としては、数々のものが想定できるが、電源容量を監視する装置に用いた場合には、監視中の電源の容量に応じて周波数の低いクロック信号へ切替えるようにし、消費電力を抑制できる。
また、温度検出回路を備えた装置であれば、異常温度になった場合に、前記温度検出回路からの信号をクロック切替信号として用い、発熱や消費電力を抑制するために動作クロックの周波数を落とすことも可能である。
FIG. 7 is a block diagram showing an example of the electronic circuit of the second embodiment. This electronic circuit has a function of switching clock signals having different repetition frequencies as required by the clock signal switching circuit described in the first embodiment. Many types of electronic circuits can be assumed, but when used in a device that monitors power supply capacity, switching to a clock signal with a low frequency according to the capacity of the power supply being monitored can reduce power consumption. Can be suppressed.
Also, in the case of a device equipped with a temperature detection circuit, when an abnormal temperature is reached, the signal from the temperature detection circuit is used as a clock switching signal, and the frequency of the operation clock is reduced to suppress heat generation and power consumption. It is also possible.

図7において、このクロック信号切替回路を用いた電子回路は、実施例1で説明したクロック信号切替回路51、クロック管理およびクロックバッファ52、複数の同期回路54、制御回路群55を備えている。制御回路群55ではクロック信号を切替えるための選択信号が生成され、クロック信号切替回路51へ出力される。この選択信号は、図1および図2に示す非同期制御信号Selに相当している。   In FIG. 7, the electronic circuit using the clock signal switching circuit includes the clock signal switching circuit 51, the clock management and clock buffer 52, the plurality of synchronization circuits 54, and the control circuit group 55 described in the first embodiment. In the control circuit group 55, a selection signal for switching the clock signal is generated and output to the clock signal switching circuit 51. This selection signal corresponds to the asynchronous control signal Sel shown in FIGS.

制御回路群55のCPU、MPU、状態制御回路がクロック切替え要求を出したときに適切な制御信号を加えると、処理装置から電子回路全体の動作クロックの切替が可能になる。   When an appropriate control signal is added when the CPU, MPU, and state control circuit of the control circuit group 55 issues a clock switching request, the operation clock of the entire electronic circuit can be switched from the processing device.

本発明の実施例1のクロック信号切替回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the clock signal switching circuit of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のクロック信号切替回路の分周回路、同期化回路およびクロック選択回路の論理回路構成を示した論理回路図である。FIG. 3 is a logic circuit diagram illustrating a logic circuit configuration of a frequency divider circuit, a synchronization circuit, and a clock selection circuit of the clock signal switching circuit according to the first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1のクロック信号切替回路のクロックイネーブラの構成を示す論理回路図である。It is a logic circuit diagram which shows the structure of the clock enabler of the clock signal switching circuit of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のクロック信号切替回路に用いられるクロックイネーブラのラッチ回路の動作を示す真理値表である。It is a truth table which shows operation | movement of the latch circuit of the clock enabler used for the clock signal switching circuit of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のクロック信号切替回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the clock signal switching circuit of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のクロック信号切替回路に用いられるクロックイネーブラの動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the clock enabler used for the clock signal switching circuit of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1のクロック信号切替回路を用いた、この実施例2の電子回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the electronic circuit of this Example 2 using the clock signal switching circuit of Example 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1……分周回路、2……同期化回路、3……クロック選択回路、31……第1のクロックイネーブラ、32……第2のクロックイネーブラ、301……ラッチ回路(フリップフロップ回路)、302……AND回路(ゲート回路)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frequency divider, 2 ... Synchronization circuit, 3 ... Clock selection circuit, 31 ... 1st clock enabler, 32 ... 2nd clock enabler, 301 ... Latch circuit (flip-flop circuit), 302: AND circuit (gate circuit).

Claims (3)

マスタクロック信号をもとにその分周クロック信号を生成する分周回路と、
非同期の制御信号を、前記分周回路により生成した前記分周クロック信号により同期化し、前記同期化した前記制御信号をもとに、前記マスタクロック信号および前記分周クロック信号を含む選択される選択対象クロック信号に対応したクロック切替信号を生成する同期化回路と、
前記クロック切替信号をもとに前記選択対象クロック信号を選択し出力するクロック選択回路とを備え、
前記クロック選択回路は、
前記選択対象クロック信号の状態が変化したタイミングで前記クロック切替信号の状態を保持するラッチ動作をもとに、前記選択対象クロック信号の出力を制御するクロックイネーブラを備えていることを特徴とするクロック信号切替回路。
A frequency dividing circuit for generating the divided clock signal based on the master clock signal;
Asynchronous control signal is synchronized with the divided clock signal generated by the divider circuit, and based on the synchronized control signal, a selection including the master clock signal and the divided clock signal is selected. A synchronization circuit for generating a clock switching signal corresponding to the target clock signal;
A clock selection circuit that selects and outputs the selection target clock signal based on the clock switching signal;
The clock selection circuit includes:
A clock comprising a clock enabler that controls the output of the selection target clock signal based on a latch operation that holds the state of the clock switching signal at a timing when the state of the selection target clock signal changes. Signal switching circuit.
前記クロックイネーブラは、前記選択対象クロック信号の状態が第1のレベルから第2のレベルへ変化したタイミングで前記クロック切替信号の状態を保持し、前記保持した状態を出力し、前記選択対象クロック信号の状態が第2のレベルから第1のレベルへ変化したタイミングで前記クロック切替信号の状態を出力するフリップフロップ回路と、前記フリップフロップ回路の出力をもとに、前記選択対象クロック信号の出力を制御するゲート回路とを備えていることを特徴とする請求項1記載のクロック信号切替回路。   The clock enabler holds the state of the clock switching signal at a timing when the state of the selection target clock signal changes from the first level to the second level, outputs the held state, and the selection target clock signal A flip-flop circuit that outputs the state of the clock switching signal at the timing when the state of the signal changes from the second level to the first level, and based on the output of the flip-flop circuit, outputs the clock signal to be selected 2. The clock signal switching circuit according to claim 1, further comprising a gate circuit for control. 前記クロックイネーブラへ供給される前記クロック切替信号は、前記選択対象クロック信号が前記第2のレベルの状態にあるときに変化することを特徴とする請求項2記載のクロック信号切替回路。
3. The clock signal switching circuit according to claim 2, wherein the clock switching signal supplied to the clock enabler changes when the selection target clock signal is in the second level state.
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