JP2005303358A - Digital noise filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高速通信が要求されるインターフェースにおいて利用可能なデジタルノイズフィルタに関するものである。 The present invention relates to a digital noise filter that can be used in an interface that requires high-speed communication.
図8は、従来のデジタルノイズフィルタ(例えば、特許文献1参照)のシステム構成図である。図8に示すように、デジタルノイズフィルタ100は、FF1(1)〜FF1(n)のn段のフリップフロップ(以下、FFと称す)で構成されるシフトレジスタ101と、各FFの出力信号S1(1)〜S1(n)の値が全てHレベルに一致するかを判定し、又は出力信号S1(1)〜S1(n)の値を多数決で判定することにより、外部出力信号104の出力レベルを決定する判定回路102とを備えている。
FIG. 8 is a system configuration diagram of a conventional digital noise filter (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 8, the
以下、前記デジタルノイズフィルタ100の動作について説明する。まず、外部入力信号103が入力端子inから前記シフトレジスタ101の1段目のFF1(1)に入力される。そして、FF1(1)の出力信号S1(1)がFF1(2)へと入力される。このようなシフトがシフトレジスタ101内のFF1(2)からFF1(n)まで繰り返し行われる。
Hereinafter, the operation of the
一方、各FF1(1)〜FF1(n)の出力信号S1(1)〜S1(n)は、さらに判定回路102にも入力される。この判定回路102では、出力信号S1(1)〜S1(n)の値に基づいて外部出力信号104の出力レベルが決定され、出力端子outから外部出力信号104が出力される。
On the other hand, output signals S1 (1) to S1 (n) of the FF1 (1) to FF1 (n) are further input to the
ここで、前記判定回路102が信号値の一致を判定する一致回路である場合には、出力信号S1(1)〜S1(n)の値が全てHレベルであると判定されたときに、Hレベルの外部出力信号104が出力端子outから出力される。また、出力信号S1(1)〜S1(n)の値が全てHレベルではないと判定されたときには、Lレベルの外部出力信号104が出力端子outから出力される。これにより、シフトレジスタ101内のFF1(1)〜FF1(n)に供給されている動作クロック105の周期にFFの段数nを掛けて算出される期間以下のノイズが除去される。
Here, when the
また、前記判定回路102が信号値の多数決をとる多数決回路である場合には、出力信号S1(1)〜S1(n)の値の中でHレベルの数がFFの段数nの1/2以上(Hレベルの数≧n/2)であれば、Hレベルの外部出力信号104が出力端子outから出力され、Hレベルの数がFFの段数nの1/2未満(Hレベルの数<n/2)であれば、Lレベルの外部出力信号104が出力端子outから出力される。これにより、シフトレジスタ101内のFF1(1)〜FF1(n)に供給されている動作クロック105の周期にFFの段数nを掛けて算出される期間の1/2の期間以下のノイズが除去される。
When the
図9はデジタルノイズフィルタの動作を示すタイムチャート、図10は判定回路が一致回路である場合における各FF段の出力値及びデジタルノイズフィルタの出力値を示す図、図11は判定回路102が多数決回路である場合における各FF段の出力値及びデジタルノイズフィルタの出力値を示す図である。以下、シフトレジスタ101のFFの段数を“15”とした場合について説明する。
9 is a time chart showing the operation of the digital noise filter, FIG. 10 is a diagram showing the output value of each FF stage and the output value of the digital noise filter when the judgment circuit is a coincidence circuit, and FIG. It is a figure which shows the output value of each FF stage in the case of being a circuit, and the output value of a digital noise filter. The case where the number of FF stages of the
図9に示すような入力信号が入力端子inからシフトレジスタ101に入力された場合、FF1(1)〜FF(15)の動作クロック105の各サイクル毎における出力信号S1(1)〜S1(15)は、後段のFFに順次シフトされ、動作クロック105のサイクル毎に判定回路102において外部出力信号104の出力レベルが判定される。
When an input signal as shown in FIG. 9 is input to the
前記判定回路102が一致回路である場合には、図10に示すように、出力信号S1(1)〜S1(15)の値が全てHレベルに一致したときに、前記判定回路102からHレベルの外部出力信号104が出力される。図9に示す入力信号では、27サイクル目に出力信号S1(1)〜S1(15)の値が全てHレベルに一致するため、外部出力信号104がHレベルになる。これにより、外部入力信号103のノイズが除去される。
When the
また、前記判定回路102が多数決回路である場合には、図11に示すように、出力信号S1(1)〜S1(15)の値の中で、Hレベルの数がシフトレジスタ101のFFの段数である15段の1/2より多い場合(図9においては“8”以上)に、前記判定回路102からHレベルの外部出力信号104が出力される。図9に示す入力信号では、13サイクル目に出力信号S1(1)〜S1(15)の値の中でHレベルのものが8つになるため、外部出力信号104がHレベルになる。これにより、外部入力信号103のノイズが除去される。
しかしながら、上述のデジタルノイズフィルタ100では、シフトレジスタ101のFF段数によって除去できるノイズ幅が固定されてしまうため、デジタルノイズフィルタ100の性能はシフトレジスタ101のFFの段数に依存してしまう。このため、除去できるノイズ幅を変更するには、回路を変更をする必要があり、コスト増大につながるという問題があった。
However, in the above-described
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、外部からノイズ除去幅を設定することを可能とし、目的に応じて必要な信号成分を得ることができるようにすることにある。 The present invention has been made in view of such a point, and the object of the present invention is to enable setting of a noise removal width from the outside and to obtain a necessary signal component according to the purpose. There is to do.
すなわち、請求項1の発明は、複数段のフリップフロップを有するシフトレジスタと、
ノイズ除去幅をレジスタ設定値として設定するレジスタと、
前記レジスタ設定値に基づいて、前記シフトレジスタ内の各フリップフロップの出力信号のうち1つを選択するセレクタ部と、
前記選択されたフリップフロップの出力信号の値と、前記シフトレジスタに入力された入力信号の値との一致又は不一致の判定結果に基づいて、前記レジスタ設定値で設定された期間内における前記入力信号のHレベルの数をカウントするカウンタ部と、
前記カウンタ部のカウント値と前記レジスタ設定値とに基づいて、外部出力信号の出力レベルを判定する判定回路とを備えていることを特徴とする。
That is, the invention of
A register for setting the noise reduction width as a register setting value;
A selector unit that selects one of the output signals of each flip-flop in the shift register based on the register setting value;
The input signal within a period set by the register setting value based on a determination result of a match or mismatch between the value of the output signal of the selected flip-flop and the value of the input signal input to the shift register A counter unit that counts the number of H levels of
And a determination circuit for determining an output level of the external output signal based on the count value of the counter unit and the register setting value.
従って、本発明によれば、ノイズ除去幅を決定するレジスタ設定値によって、シフトレジスタ内の各FF段の出力信号のうち1つをセレクタ部で選択して出力することができ、シフトレジスタ内のFFの段数と前記FFに供給される動作クロックの周期とによって、ノイズ除去幅となる期間が決定される。また、この期間内において、カウンタ部では、選択されたFF段の出力信号とシフトレジスタに入力された入力信号との一致又は不一致の判別結果から、カウント値のカウントアップ、カウントダウン、又は保持が行われる。 Therefore, according to the present invention, one of the output signals of each FF stage in the shift register can be selected and output by the selector unit according to the register setting value that determines the noise removal width. The period of noise removal width is determined by the number of FF stages and the period of the operation clock supplied to the FF. Also, during this period, the counter unit counts up, counts down, or holds the count value based on the determination result of the match or mismatch between the output signal of the selected FF stage and the input signal input to the shift register. Is called.
そして、前記カウント値は、設定された期間内におけるHレベルの数をカウントしたものであることから、このカウント値とレジスタ設定値とを比較することにより、設定された期間内よりも短い周期のノイズを除去することができる。 Since the count value is obtained by counting the number of H levels in the set period, by comparing the count value with the register set value, the cycle value shorter than that in the set period is obtained. Noise can be removed.
以上のように、請求項1に係る発明によれば、外部からノイズ除去幅を設定することを可能とし、レジスタ設定値を変更することで、目的に応じて必要な信号成分を得ることができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to set a noise removal width from the outside, and a necessary signal component can be obtained according to the purpose by changing a register setting value. .
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiments is merely exemplary in nature and is in no way intended to limit the invention, its application, or its application.
図1は、本発明におけるデジタルノイズフィルタのシステム構成図である。図1において、201は、周期T[sec]の動作クロック206が供給されるn段のフリップフロップFF2(0)〜FF2(n−1)で構成されるシフトレジスタ、205はノイズ除去幅をレジスタ設定値として設定するレジスタ、202は前記レジスタ設定値に基づいて前記シフトレジスタ201の各FF段の出力信号S2(0)〜S2(n−1)のうち1つを選択するセレクタ部、203は、前記セレクタ部202で選択された前記FF段の出力信号の値と、外部入力信号103のFF初段の出力信号S2(0)の値との一致又は不一致を判定する論理演算部、204は、前記論理演算部203で演算されたイネーブル信号ENと外部入力信号103のFF初段の出力信号S2(0)とに基づいて設定される、動作クロック206に前記選択されたFFの段数を掛けて算出された期間St(St=T×レジスタ設定値)におけるS2(1)〜S2(レジスタ設定値)のHレベルの数をカウントするカウンタ部、207は、前記カウンタ部204でカウントされたカウント値Cntと前記レジスタ設定値とに基づいて、デジタルノイズフィルタ200の出力レベルを判定する判定回路である。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a digital noise filter according to the present invention. In FIG. 1, 201 is a shift register composed of n-stage flip-flops FF2 (0) to FF2 (n-1) to which an
図2にも示すように、前記カウンタ部204は、イネーブル信号ENが1(論理演算部203の判定が一致)の場合、S2(0)がHレベルならカウント値をカウントアップ、Lレベルならカウントダウンし、ENが0(論理演算部203の判定が不一致)の場合はカウント保持することにより、多数決判定の基準となる除去したいノイズ幅の期間内におけるHレベルの期間Cntを判定する。
As shown also in FIG. 2, when the enable signal EN is 1 (the judgment of the
また、前記判定回路207は、入力されたレジスタ設定値の1/2の値とカウント値Cntとを比較し、Cnt≧(レジスタ設定値)/2(レジスタ設定値が奇数の場合は切り上げ)の条件が成り立つ場合に判定回路207からHレベルを出力する。これにより、T×(レジスタ設定値)/2(レジスタ設定値が奇数の場合、レジスタ設定値/2は切り捨て)となる周期のノイズを除去することが可能となる。
Further, the
図3は、デジタルTV用のシステムLSIにおいて、I2C(Inter Integrated Circuit)インタフェースのクロック・データラインに本発明のデジタルノイズフィルタが搭載されている場合の構成図である。 FIG. 3 is a configuration diagram when the digital noise filter of the present invention is mounted on a clock / data line of an I2C (Inter Integrated Circuit) interface in a system LSI for digital TV.
システムLSI401にはI2Cインタフェース402が搭載されており、このI2Cインタフェース402とシステムLSI401の外部にあるNTSCエンコーダ403とは、クロック及びデータライン406が接続されている。I2Cインタフェース402のデータ・クロックは、デジタルノイズフィルタ404を介してI2Cインタフェース402の論理演算部405に接続されている。
The system LSI 401 includes an
次に、デジタルノイズフィルタ404の回路構成を図4に示す。デジタルノイズフィルタ404は、32段のFFによって構成されるシフトレジスタ301を有しており、レジスタ305に設定された値に基づいて32段のFFの出力信号S3(0)〜S3(31)のうち1つを選択するセレクタ部302と、前記セレクタ部302の出力信号の値と入力信号FF3(0)の値との一致又は不一致を判定する論理演算部303と、前記論理演算部303の出力をイネーブル信号ENとし、入力信号FF3(0)のレベルに応じてカウント値のカウントアップ、カウントダウン、又は保持を行うカウンタ部304と、前記カウンタ部304から出力されるカウント値が、レジスタ305に設定された値の1/2より大きい場合にはHレベル、小さい場合にはLレベルを出力する判定回路307とから構成される。なお、前記レジスタ305に設定される値は、ノイズ除去幅を決定するものである。
Next, a circuit configuration of the
図5は、本発明のデジタルノイズフィルタ404のタイミングチャート図である。以下、図3又は図4にも示すように、システムLSI401に接続されたNTSCエンコーダ403から、外部入力信号103がデータライン406を介してデジタルノイズフィルタ404のFF3(0)に入力され、レジスタ305に“15(0xF)”が設定されている場合を考える。
FIG. 5 is a timing chart of the
レジスタ305に“15”が設定され、シフトレジスタ301のFF3(0)〜FF3(15)に供給される動作クロック306が50MHz(周期20ns)である場合、レジスタ設定値“15”に動作クロック306を掛けて算出される期間(周期300ns)においてノイズ除去の判定が行われる。
When “15” is set in the
まず、外部入力信号103のFF初段の出力信号であるS3(0)と、セレクタ部302においてレジスタ設定値に基づいて選択されたS3(15)とを比較し、その値の一致又は不一致を論理演算部303で判定する。
First, S3 (0), which is the output signal of the first stage of the FF of the
そして、図6に示すように、カウンタ部304では、前記論理演算部303から出力されるイネーブル信号ENとS3(0)の信号レベルとに基づいて、カウント値のカウントアップ、カウントダウン、又は保持が行われる。
As shown in FIG. 6, the
さらに、判定回路307では、前記カウンタ部304でカウントされたカウント値と、レジスタ305で設定されたレジスタ設定値の1/2の値とを比較し、前記カウント値がレジスタ設定値の1/2の値より大きい場合に、Hレベルが出力される。
Further, the
具体的には、レジスタ設定値が“15”の場合には、カウント値が“8”以上のときに判定回路307からHレベルが出力されることになり、周期300ns(15サイクル分)の1/2以下である140ns(7サイクル分)以下の周期の信号成分をノイズとして除去することができる。
Specifically, when the register setting value is “15”, the H level is output from the
この場合、サイクル数が13サイクル目において、カウント値がレジスタ設定値“15”の1/2の値より大きい“8”になり、判定回路307からHレベルが出力される。これにより、140ns以下の周期のノイズとして除去される。
In this case, in the thirteenth cycle, the count value becomes “8”, which is larger than half of the register setting value “15”, and the
また、レジスタ設定値が“4”の場合、セレクタ部302からはS3(4)が出力され、動作クロック306の4サイクル分(80ns)の期間において、図7に示すように、各FF3(1)〜FF3(4)の出力信号がHレベルである数をカウンタ部304でカウントし、カウント値が“3”になったときに、レジスタ設定値の1/2である“2”を超えるため、判定回路307からHレベルが出力される。これにより、動作クロック306の2サイクル分である40ns以下の信号成分を除去することができ、ノイズが除去された信号が判定回路307から出力される。
Further, when the register set value is “4”, S3 (4) is output from the
以上のように、本実施形態によれば、レジスタのレジスタ設定値を変更することにより、除去できるノイズ幅を変更することができる。これにより、システムLSIを使用するセット毎にノイズ特性に対するチューニングをすることができ、誤動作を防ぐことができる。 As described above, according to the present embodiment, the noise width that can be removed can be changed by changing the register setting value of the register. As a result, the noise characteristics can be tuned for each set using the system LSI, and malfunctions can be prevented.
以上説明したように、本発明は、デジタルノイズフィルタにおいて、レジスタ設定値を変更することにより、除去できるノイズ幅を変更することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。 As described above, in the digital noise filter, the present invention provides a highly practical effect that the noise width that can be removed can be changed by changing the register setting value. The above availability is high.
200 デジタルノイズフィルタ
201 シフトレジスタ
202 セレクタ部
203 論理演算部
204 カウンタ部
205 レジスタ
206 動作クロック
207 判定回路
Sn(0)〜Sn(n) シフトレジスタ各FFの出力信号
FFn(0)〜FFn(n) シフトレジスタ内の各FF
200 Digital noise filter 201
Claims (1)
ノイズ除去幅をレジスタ設定値として設定するレジスタと、
前記レジスタ設定値に基づいて、前記シフトレジスタ内の各フリップフロップの出力信号のうち1つを選択するセレクタ部と、
前記選択されたフリップフロップの出力信号の値と、前記シフトレジスタに入力された入力信号の値との一致又は不一致の判定結果に基づいて、前記レジスタ設定値で設定された期間内における前記入力信号のHレベルの数をカウントするカウンタ部と、
前記カウンタ部のカウント値と前記レジスタ設定値とに基づいて、外部出力信号の出力レベルを判定する判定回路とを備えていることを特徴とするデジタルノイズフィルタ。
A shift register having a plurality of flip-flops;
A register for setting the noise reduction width as a register setting value;
A selector unit that selects one of the output signals of each flip-flop in the shift register based on the register setting value;
The input signal within a period set by the register setting value based on a determination result of a match or mismatch between the value of the output signal of the selected flip-flop and the value of the input signal input to the shift register A counter unit that counts the number of H levels of
A digital noise filter comprising: a determination circuit that determines an output level of an external output signal based on a count value of the counter unit and a register setting value.
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