JP2006170701A - 時刻設定回路及びこれを用いた携帯無線通信装置 - Google Patents
時刻設定回路及びこれを用いた携帯無線通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006170701A JP2006170701A JP2004361404A JP2004361404A JP2006170701A JP 2006170701 A JP2006170701 A JP 2006170701A JP 2004361404 A JP2004361404 A JP 2004361404A JP 2004361404 A JP2004361404 A JP 2004361404A JP 2006170701 A JP2006170701 A JP 2006170701A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- clock
- data
- counter
- time
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【課題】
内部時計に外部から取得した時刻データを転送して正確な時刻設定する。
【解決手段】
時刻データを記憶する第1のレジスタと、第1の基準クロックが供給されて第1の制御信号を発生する第1の制御信号発生回路125と、第1の制御信号が供給され、第2の基準クロックに同期した第2の制御信号を発生する第2の制御信号発生回路170と、第2の基準クロックが供給され、第2の基準クロックを所定比に分周した信号を出力する分周回路190と、時刻データまたは分周回路の出力信号を用いて時刻を計数するカウンタ150と、カウンタからの出力データと第1のレジスタから出力された時刻データを第2の制御信号に応じて択一的に選択し、選択されたデータをカウンタに供給する選択回路130とを有し、安定した時刻データを設定するようにした。
【選択図】図3
内部時計に外部から取得した時刻データを転送して正確な時刻設定する。
【解決手段】
時刻データを記憶する第1のレジスタと、第1の基準クロックが供給されて第1の制御信号を発生する第1の制御信号発生回路125と、第1の制御信号が供給され、第2の基準クロックに同期した第2の制御信号を発生する第2の制御信号発生回路170と、第2の基準クロックが供給され、第2の基準クロックを所定比に分周した信号を出力する分周回路190と、時刻データまたは分周回路の出力信号を用いて時刻を計数するカウンタ150と、カウンタからの出力データと第1のレジスタから出力された時刻データを第2の制御信号に応じて択一的に選択し、選択されたデータをカウンタに供給する選択回路130とを有し、安定した時刻データを設定するようにした。
【選択図】図3
Description
本発明は、形態無線装置外部から時刻データを受信し、時刻調整して時刻を表示する時刻設定回路及びこれを用いた携帯無線通信装置に関し、特に携帯電話にGPS受信装置を備え、時計本体で使用しているクロックと時刻合わせの際に使用するデータ通信用のクロックを用いて時刻データの設定を行う。
従来携帯電話内に置ける時刻データの管理は、CPU(マイクロコンピュータ)内で、ソフトウェアでカウントしている時計と、専用ハードウエアでカウントしている時計の2種類のパタンがあった。
CPUを用いてソフトウェアで時刻をカウントする時計は、携帯電話のメイン電源がオフされた場合、動作しないため、スイッチをオンした状態で再起動することになる。
一方、専用ハードウエアで構成された時計は、携帯電話のサブ電源(ボタン電池)が有効である限り、メイン電源スイッチのオン/オフにかかわりなく、動作している。つまり、携帯電話のメイン電源スイッチをオンにすると、専用ハードウエアを用いた時計からCPUを用いたソフトウェアを用いた時計へ時刻データが送信(転送)されている。
CPUを用いてソフトウェアで時刻をカウントする時計は、携帯電話のメイン電源がオフされた場合、動作しないため、スイッチをオンした状態で再起動することになる。
一方、専用ハードウエアで構成された時計は、携帯電話のサブ電源(ボタン電池)が有効である限り、メイン電源スイッチのオン/オフにかかわりなく、動作している。つまり、携帯電話のメイン電源スイッチをオンにすると、専用ハードウエアを用いた時計からCPUを用いたソフトウェアを用いた時計へ時刻データが送信(転送)されている。
また時刻データの受け渡しの他の例として、GPS衛星などから、正確な時刻データが携帯電話に送信されてくるシステムがある。この場合、時刻データを転送する役目の専用ハードウエア時計は不要と考えられるが、もしこれが無くなると携帯電話が通信圏外の場所にある場合、そのメイン電源をオフ状態からオン状態にした場合、CPUでソフトウェアで時刻をカウントする時計は、スタート時に時刻情報をどこからも取得することはできない。
この問題を解消するためには、やはり専用のハードウエアで構成された時計が必要となってくる。ただし、このハードウエアで構成された時計も、そのカウントに使用しているクロックたとえば1Hzの精度により、時刻データに誤差が発生してくる。
その際、GPS衛星からの時刻データを用いて、専用ハードウエアで構成される時計の時刻データを補正することが望ましい。この時刻データの転送は次のように行われる。すなわち、GPS衛星から受信された時刻データが、CPU内でソフトウェアでアカウントしている時計に転送される。その時刻データがさらに400kHzのクロックで動作しているデータIF(インターフェイス)回路を介して、1Hzでカウント動作しているハードウェアで構成された時計に転送される。
その際、GPS衛星からの時刻データを用いて、専用ハードウエアで構成される時計の時刻データを補正することが望ましい。この時刻データの転送は次のように行われる。すなわち、GPS衛星から受信された時刻データが、CPU内でソフトウェアでアカウントしている時計に転送される。その時刻データがさらに400kHzのクロックで動作しているデータIF(インターフェイス)回路を介して、1Hzでカウント動作しているハードウェアで構成された時計に転送される。
しかしながら、データIF回路から、1Hzでカウント動作しているハードウェアで構成された時計に転送される動作は非同期インターフェイスであり、しかもクロックスピードが速い回路からクロックスピードの遅い回路に時刻データが転送されるため、時刻データを安定に受信することができなかった。
特開2004−15713号公報
特開平9−304562号公報
上述したように、非同期データIFをおこなうリアルタイムクロック(RTC)システムで、クロックスピードが速い回路からクロックスピードの遅い回路に時刻データが転送されても、時刻データを安定に受信することを目的とする。
本発明の時刻設定回路は、時刻データを記憶する第1のレジスタと、第1の基準クロックが供給されて第1の制御信号を発生する第1の制御信号発生回路と、前記第1の制御信号が供給され、第2の基準クロックに同期した第2の制御信号を発生する第2の制御信号発生回路と、前記第2の基準クロックが供給され、該第2の基準クロックを所定比に分周した信号を出力する分周回路と、前記時刻データまたは前記分周回路の出力信号を用いて時刻を計数するカウンタと、前記カウンタからの出力データと前記第1のレジスタから出力された時刻データを前記第2の制御信号に応じて択一的に選択し、選択されたデータを前記カウンタに供給する選択回路とを有する。
本発明の携帯無線通信装置装置は、無線通信装置から時刻データを取得し、該時刻データを時刻設定の際、時計回路に転送し時刻を表示する装置を有する携帯無線通信装置であって、前記時計回路は、時刻データを記憶する第1のレジスタと、第1の基準クロックが供給されて第1の制御信号を発生する第1の制御信号発生回路と、前記第1の制御信号が供給され、第2の基準クロックに同期した第2の制御信号を発生する第2の制御信号発生回路と、前記第2の基準クロックが供給され、該第2の基準クロックを所定比に分周した信号を出力する分周回路と、前記時刻データまたは前記分周回路の出力信号を用いて時刻を計数するカウンタと、前記カウンタからの出力データと前記第1のレジスタから出力された時刻データを前記第2の制御信号に応じて択一的に選択し、選択されたデータを前記カウンタに供給する選択回路とを有する。
本発明は、非同期インターフェイスを使用したリアルタイムクロックシステムにおいて、安定した時刻データの受信ができる。また、上述した時刻設定回路及びその無線通信装置では、時刻カウンタに1Hzを使用することにより、時計回路の消費電力を削減することができる。
さらに、本発明の時刻設定回路及びその無線通信装置では、時刻合わせの際、時刻カウンタへの読み込みを早くすることにより、設定したい時刻からその設定されたデータが反映されるまでの時刻の遅延をたとえば92μsec以内に収めることができる。
さらに、本発明の時刻設定回路及びその無線通信装置では、時刻合わせの際、時刻カウンタへの読み込みを早くすることにより、設定したい時刻からその設定されたデータが反映されるまでの時刻の遅延をたとえば92μsec以内に収めることができる。
図1に携帯無線通信装置11の電話器11にGPS(Global Positioning System)が内臓された全体構成図を示す。
アンテナ12がGPS受信部13のRF(高周波回路)とDEMO(復調回路)14に接続され、DEMOは信号処理回路とCPU(マイクロコンピュータ)に接続され、DEMOで復調された信号を信号処理し、またその一部をCPU(マイクロコンピュータ)15で測位や時間処理などを行う。
時間処理されたデータを携帯電話部20のIIC(21)バスのインターフェイスに転送し、このデータをさらに時計22へ供給して時刻設定を行った後、修正した時刻データをたとえば表示装置に表示する。
アンテナ12がGPS受信部13のRF(高周波回路)とDEMO(復調回路)14に接続され、DEMOは信号処理回路とCPU(マイクロコンピュータ)に接続され、DEMOで復調された信号を信号処理し、またその一部をCPU(マイクロコンピュータ)15で測位や時間処理などを行う。
時間処理されたデータを携帯電話部20のIIC(21)バスのインターフェイスに転送し、このデータをさらに時計22へ供給して時刻設定を行った後、修正した時刻データをたとえば表示装置に表示する。
以下、本発明の実施形態を、添付図面に関連付けて説明する。
まず、図1に示した携帯無線通信装置に備えられた衛星通信装置の実施携帯例について述べる。衛星通信装置に関し、全地球測位システム(GNSS:Global Navigation Satel1ites System)を構成する少なくとも4個の衛星から送出された信号を受信して、これら受信信号に基づいて自己の位置を算出し、また時刻データを処理する携帯無線通信装置に本発明を適用した場合について説明する。
なお、本例においては、全地球測位システムとして、日本国で広く利用されているGPS(Global Positioning System)を想定し、このGPSに対応した受信装置として、GPS受信装置について説明する。
まず、図1に示した携帯無線通信装置に備えられた衛星通信装置の実施携帯例について述べる。衛星通信装置に関し、全地球測位システム(GNSS:Global Navigation Satel1ites System)を構成する少なくとも4個の衛星から送出された信号を受信して、これら受信信号に基づいて自己の位置を算出し、また時刻データを処理する携帯無線通信装置に本発明を適用した場合について説明する。
なお、本例においては、全地球測位システムとして、日本国で広く利用されているGPS(Global Positioning System)を想定し、このGPSに対応した受信装置として、GPS受信装置について説明する。
図2のGPS受信装置50は、図1に示したGPS受信部(装置)13の具体的なブロック構成図である。
このGPS受信装置50は、L1帯、C/A(Clear and Acquisition)コードと呼ばれるスペクトラム拡散信号電波を受信信号として受信するものであって、図2に示すように、受信した受信信号を復調する際に、自己が発生する擬似ランダムノイズ(Pseudo−random Noise:PN)系列の拡散符号と受信信号における拡散符号との同期を捕捉する機能と、拡散符号と搬送波(以下、キャリアという)との同期を保持する機能とを分離することにより、小さい回路規模のもとに、同期捕捉を高速化するように構成されたものである。
そして、GPS受信装置50においては、少なくとも1個以上の衛星に関する軌道情報が既知であり、受信機の概略位置およびおよその現在時刻が既知である場合に、軌道情報、受信機概略位置およびおよその現在時刻から衛星仰角を計算可能な衛星に関して、あらかじめ定めた同期開始仰角より大きい場合には同期捕捉動作を開始し、衛星仰角があらかじめ定めた同期終了仰角より小さい場合には同期保持動作を終了するように構成される。
一般に、低仰角衛星は、同期捕捉に際して捕捉失敗などの困難を伴う場合があるが、同期保持中の衛星の仰角が徐々に低下してきた場合に関しては、仮に障害物や干渉が原因で一時的に信号強度が低下したとしても、その影響が短時間であれば信号強度が回復した時点で再び同期保持が可能な場合が多い。
以下に、GPS受信装置50の具体的な構成および機能について、順を追って説明する。
GPS受信装置50は、同図に示すように、所定の発信周波数を有する発信信号D1を生成する水晶発振器(X’tal Oscillator;以下、XOという)31と、このXO31とは異なる所定の発振周波数FOSCを有する発振信号D2を生成する温度補償型水晶発振器(Temperature Compensated X′tal Oscillator;以下、TCXOという)32と、このTCXO32から供給される発振信号D2を逓倍(multiply)および/または分周(divide)する逓倍/分周器33とを備える。
X031は、たとえば32.768kHz程度の所定の発振周波数を有する発振信号D1を生成する。
XO31は、生成した発振信号D1を後述するRTC(Real Time Clock)27に供給する。
XO31は、生成した発振信号D1を後述するRTC(Real Time Clock)27に供給する。
TCXO32は、XO31とは異なる、たとえば18.414MHz程度の所定の発振周波数FOSCを有する発振信号D2を生成する。
TCX032は、生成した発振信号D2を逓倍/分周器33、および後述する周波数シンセサイザ38等に供給する。
TCX032は、生成した発振信号D2を逓倍/分周器33、および後述する周波数シンセサイザ38等に供給する。
逓倍/分周器33は、後述するCPU(Central Processing Unit)46から供給される制御信号D3に基づいて、TCXO32から供給される発振信号D2を、所定の逓倍率で逓倍し、および/または所定の分周比で分周する。
逓倍/分周器33は、逓倍および/または分周した発振信号D4を後述する同期捕捉部24、後述する同期保持部45、CPU46、後述するタイマ48、および後述するメモリ49に供給する。
逓倍/分周器33は、逓倍および/または分周した発振信号D4を後述する同期捕捉部24、後述する同期保持部45、CPU46、後述するタイマ48、および後述するメモリ49に供給する。
また、GPS受信装置50は、GPS衛星から送信されてきたRF(Radio Frequency)信号を受信するアンテナ34と、このアンテナ34によって受信された受信RF信号D5を増幅するローノイズ・アンプ(Low Noise Amplifier;以下、LNAという)35と、このLNA35によって増幅された増幅RF信号D6のうち所定の周波数帯域成分を通過する帯域通過フィルタ(Band Pass Filter,以下、BPFという)36と、このBPF36によって通過された増幅RF信号D7をさらに増幅する増幅器37と、TCXO32から供給される発振信号D2に基づいて所定の周波数FLOを有する局部発振信号D10を生成する周波数シンセサイザ38と、増幅器37によって増幅された所定の周波数FRFを有する増幅RF信号D8に対して周波数シンセサイザ38から供給された局部発振信号D10を乗算する乗算器(ミキサ)39と、この乗算器39によって乗算されることによってダウンコンバートされた所定の周波数FIFを有する中間周波数(Intermediate Frequency;以下、IFという)信号D11を増幅する増幅器40と、この増幅器40によって増幅された増幅IF信号D12のうち所定の周波数帯域成分を通過する低域通過フィルタ(Low Pass Filter;以下、LPFという。)41と、このLPF41によって通過されたアナログ形式の増幅IF信号D13をディジタル形式の増幅IF信号D14に変換するアナログ/ディジタル変換器(Analog/Digital Converter;以下、A/Dという)42とを備える。
アンテナ34は、GPSを構成する衛星(以下、GPS衛星と称する)から送信されてきた周波数が1575.42MHzのキャリアが拡散されたRF信号を受信する。このアンテナ34によって受信された受信RF信号D5は、LNA35に供給される。
LNA35は、アンテナ34によって受信された受信RF信号D5を増幅する。LNA15は、増幅した増幅RF信号D6をBPF36に供給する。
BPF36は、いわゆるSAW(Surface Acoustic Wave)フィルタからなり、LNA15によって増幅された増幅RF信号D6のうち所定の周波数帯域成分を通過する。
このBPF36によって通過された増幅RF信号D7は、増幅器37に供給される。
このBPF36によって通過された増幅RF信号D7は、増幅器37に供給される。
増幅器37は、BPF36によって通過された増幅RF信号D7をさらに増幅する。増幅器37は、増幅した所定の周波数FRF、すなわち、1575.42MHzの増幅RF信号D8を乗算器39に供給する。
周波数シンセサイザ38は、CPU46から供給される制御信号D9による制御のもとに、TCXO32から供給される発振信号D2に基づいて所定の周波数FLOを有する局部発振信号D10を生成する。
周波数シンセサイザ38は、生成した局部発振信号D10を乗算器39に供給する。
周波数シンセサイザ38は、生成した局部発振信号D10を乗算器39に供給する。
乗算器39は、増幅器37によって増幅された所定の周波数FRFを有する増幅RF信号D8に対して周波数シンセサイザ38から供給された局部発振信号D10を乗算することによって増幅RF信号D8をダウンコンバートし、たとえば1.023MHz程度の所定の周波数FIFを有するIF信号D11を生成する。このIF信号D11は、増幅器40に供給される。
増幅器40は、乗算器39によってダウンコンバートされたIF信号D11を増幅する。増幅器40は、増幅した増幅IF信号D12をLPF41に供給する。
LPF41は、増幅器40によって増幅された増幅IF信号D12のうち所定の周波数よりも低帯域成分を通過する。このLPF41によって通過された増幅IF信号D13は、A/D42に供給される。
A/D42は、LPF41によって通過されたアナログ形式の増幅IF信号D13をディジタル形式の増幅IF信号D14に変換する。
このA/D42によって変換された増幅IF信号D14は、1ビットずつ同期捕捉部44および同期保持部45に供給される。
このA/D42によって変換された増幅IF信号D14は、1ビットずつ同期捕捉部44および同期保持部45に供給される。
なお、GPS受信装置50においては、これらの各部のうち、LNA35,37,40,BPF36、周波数シンセサイザ38、乗算器39、LPF41、およびA/D42は、アンテナ34によって受信された1575.42MHzの高い周波数を有する受信RF信号D5を、ディジタル信号処理が施しやすいように、たとえば1.023MHz程度の低い周波数FIFを有する増幅IF信号D14にダウンコンバートする周波数変換部43として構成される。
さらに、GPS受信装置50は、自己が発生する拡散符号とA/D42から供給される増幅IF信号D14における拡散符号との同期捕捉および増幅IF信号D14におけるキャリア周波数の検出を行う同期捕捉部44と、A/D42から供給される増幅IF信号D14における拡散符号とキャリアとの同期保持およびメッセージの復調を行う同期保持部45と、各部を統括的に制御して各種演算処理を行うCPU46と、XO31から供給される発振信号D1に基づいて時間を計測するRTC47と、CPU46の内部時計としてのタイマ48と、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等からなるメモリ49とを備える。
同期捕捉部44は、CPU46の制御のもとに、逓倍/分周器33から供給される逓倍および/または分周された発振信号D3に基づいて、A/D42から供給される増幅IF信号D14における拡散符号の同期捕捉を行うとともに、増幅IF信号Dl4におけるキャリア周波数の検出を行う。このとき、同期捕捉部44は、粗い精度での同期捕捉を行う。
同期捕捉部44は、検出したGPS衛星を識別するための衛星番号、拡散符号の位相、およびキャリア周波数を同期保持部45およびCPU46に供給する。
同期捕捉部44は、検出したGPS衛星を識別するための衛星番号、拡散符号の位相、およびキャリア周波数を同期保持部45およびCPU46に供給する。
同期保持部45は、CPU46の制御のもとに、逓倍/分周器33から供給される逓倍および/または分周された発振信号D3に基づいて、A/D42から供給される増幅IF信号D14における拡散符号とキャリアとの同期保持を行うとともに、増幅IF信号D14に含まれる航法メッセージの復調を行う。
このとき、同期保持部45は、同期捕捉部44から供給される衛星番号、拡散符号の位相、およびキャリア周波数を初期値として動作を開始する。
同期保持部45は、複数のGPS衛星からの増幅IF信号D14についての同期保持を並列的に行い、検出した拡散符号の位相、キャリア周波数、および航法メッセージをCPU46に供給する。
このとき、同期保持部45は、同期捕捉部44から供給される衛星番号、拡散符号の位相、およびキャリア周波数を初期値として動作を開始する。
同期保持部45は、複数のGPS衛星からの増幅IF信号D14についての同期保持を並列的に行い、検出した拡散符号の位相、キャリア周波数、および航法メッセージをCPU46に供給する。
CPU46は、同期保持部45から供給される拡散符号の位相、キャリア周波数、および航法メッセージを取得し、これらの各種情報に基づいて、自己の3次元位置の算出する処理や、GPS受信装置50の時間情報を補正する処理などの各種演算処理を行う。
また、CPU46は、GPS受信装置50の各部及び各種ペリフェラル、並びに外部との入出力(I/O;Input/Output)に関する制御を統括的に行う。
また、CPU46は、GPS受信装置50の各部及び各種ペリフェラル、並びに外部との入出力(I/O;Input/Output)に関する制御を統括的に行う。
RTC47は、XO31から供給される発振信号D1に基づいて、時間を計測する。このRTC47によって計測される時間情報は、CPS衛星の正確な時間情報が得られるまでの間に代用されるものであって、GPS衛星の正確な時間情報を得たCPU46がXO31を制御することによって適宜補正される。
タイマ48は、CPU46の内部時計として機能するものであり、各部の動作に必要となる各種タイミング信号の生成および時間参照に用いられる。
たとえば、GPS受信装置50においては、同期捕捉部44が同期捕捉した拡散符号の位相に合わせて同期保持部45が内部に持つ拡散符号発生器の動作を開始させるタイミングを、このタイマ48によって参照する。
たとえば、GPS受信装置50においては、同期捕捉部44が同期捕捉した拡散符号の位相に合わせて同期保持部45が内部に持つ拡散符号発生器の動作を開始させるタイミングを、このタイマ48によって参照する。
メモリ49は、RAMやROM等からなる。メモリ49においては、CPU46等による各種処理を行う際のワークエリアとしてRAMが用いられるとともに、入力した各種データをバッファリングする際や、同期保持部より得られた衛星の軌道情報であるエフェメリスおよびアルマナック、演算過程で生成される中間データおよび演算結果データを保持する際にもRAMが用いられる。
また、メモリ49においては、各種プログラムや固定データ等を記憶する手段としてROMが用いられる。
また、メモリ49においては、GPS受信装置50の電源が切られている間であっても、衛星の軌道情報であるエフェメリスおよびアルマナック、および測位結果の位置情報、TCXO32の誤差量などを記憶する手段として不揮発メモリが用いられる場合がある。
また、メモリ49においては、各種プログラムや固定データ等を記憶する手段としてROMが用いられる。
また、メモリ49においては、GPS受信装置50の電源が切られている間であっても、衛星の軌道情報であるエフェメリスおよびアルマナック、および測位結果の位置情報、TCXO32の誤差量などを記憶する手段として不揮発メモリが用いられる場合がある。
なお、GPS受信装置50においては、これらの同期捕捉部44、同期保持部45、CPU46、RTC47、タイマ48、メモリ49は、ベースバンド処理部として構成される。
このような各部を備えるGPS受信装置50においては、少なくとも、XO31,TCXO32、アンテナ34、LNA35、およびBPF36を除く各部を、集積回路化した1チップからなる復調回路30として構成することができる。
GPS受信装置50は、少なくとも4個のGPS衛星からのRF信号を受信して、このRF信号を周波数変換部43によってIF信号に変換した後、同期捕捉部44によって拡散符号の同期捕捉およびキャリア周波数の検出を行い、同期保持部45によって拡散符号とキャリアとの同期保持および航法メッセージの復調を行う。
そして、GPS受信装置50は、拡散符号の位相、キャリア周波数、および航法メッセージに基づいて、CPU46によって自己の3次元位置を算出する。
また、CPU46のI/O端子から時刻の秒、分、時データを外部、たとえば図1に示す携帯無線通信装置11の一部を構成する携帯電話部20に転送する。
そして、GPS受信装置50は、拡散符号の位相、キャリア周波数、および航法メッセージに基づいて、CPU46によって自己の3次元位置を算出する。
また、CPU46のI/O端子から時刻の秒、分、時データを外部、たとえば図1に示す携帯無線通信装置11の一部を構成する携帯電話部20に転送する。
つぎに本発明の実施形態例である時刻設定回路100を図3に示すこの時刻設定回路100は上述の携帯電話部20の一部を構成している。この時刻設定回路100はデータIF回路120、時計回路140などで構成されていて、データIF回路120は、秒、分、時の各レジスタで構成されるレジスタ回路121とセレクトパルス発生回路125で構成される。
時計回路140は、スイッチで構成されるデータセレクタ回路130と、秒、分、時をカウントする時刻カウンタ回路150と、クロックセレクタ回路165と、フリップフロップとインバータで構成されたセレクトパルス32kHz同期化回路170と、32kHzを1Hzに分周する分周回路190とで構成されている。
時計回路140は、スイッチで構成されるデータセレクタ回路130と、秒、分、時をカウントする時刻カウンタ回路150と、クロックセレクタ回路165と、フリップフロップとインバータで構成されたセレクトパルス32kHz同期化回路170と、32kHzを1Hzに分周する分周回路190とで構成されている。
データIF回路120のレジスタ回路121において、たとえばGPS受信装置50のI/Oの出力端子と入力端子TSが接続され、または無線で受信可能な端子と入力TSが接続されて秒レジスタ122にデータが入力される。一方同期用CK入力端子は400kHzのクロックが供給される入力端子TCに接続されている。秒レジスタ122の出力データは出力端子TS1を介して次段へ出力される。分データが入力される分レジスタ123の入力端子はたとえば入力端子TMに接続され、一方同期用CK入力端子は入力端子TCに接続されている。この分レジスタ123の出力データは出力端子TM1を介して次段へ出力される。また同様に、時レジスタ124の入力端子は入力端子TDに接続され、同期用CK入力端子は入力端子TCに接続されている。時レジスタ124の出力データは出力端子TD1を介して次段へ出力される。
データIF回路120のセレクトパルス発生回路125の入力は400kHzのクロックが供給される入力端子TCに接続され、セレクトパルスの出力データは出力端子TC1を介して後段へ出力される。
データIF回路120のセレクトパルス発生回路125の入力は400kHzのクロックが供給される入力端子TCに接続され、セレクトパルスの出力データは出力端子TC1を介して後段へ出力される。
つぎに時計回路140の構成に付いて述べる。時計回路140は、データセレクト回路130、時刻カウンタ回路150、クロックセレクタ回路165、セレクトパルス32kHz同期化回路170、分周回路190とで構成されている。
データセレクタ回路130は3個のスイッチで構成され、スイッチSW1の入力端子a1は後述の秒カウンタ152の出力端子に接続され、入力端子b1は時計回路140の入力端子TS2を介してデータIF回路120の出力端子TS1に接続されている。またこのスイッチSW1は32kHZに同期したセレクトパルスでa1,b1のいずれかが選択されその選択された秒データが端子c1を介して次段の時刻カウンタ回路150へ出力される。
スイッチSW2の入力端子a2は後述の分カウンタ156の出力端子に接続され、入力端子b2は時計回路140の入力端子TM2を介してデータIF回路120の出力端子TM1に接続されている。またこのスイッチSW2は32kHZに同期したセレクトパルスでa2,b2のいずれかが選択されその選択された秒データが端子c2を介して次段の時刻カウンタ回路150へ出力される。
スイッチSW3の入力端子a3は後述の時カウンタ160の出力端子に接続され、入力端子b2は時計回路140の入力端子TD2を介してデータIF回路120の出力端子TD1に接続されている。またこのスイッチSW3は32kHZに同期したセレクトパルスでa3,b3のいずれかが選択されその選択された秒データが端子c3を介して次段の時刻カウンタ回路150へ出力される。
データセレクタ回路130は3個のスイッチで構成され、スイッチSW1の入力端子a1は後述の秒カウンタ152の出力端子に接続され、入力端子b1は時計回路140の入力端子TS2を介してデータIF回路120の出力端子TS1に接続されている。またこのスイッチSW1は32kHZに同期したセレクトパルスでa1,b1のいずれかが選択されその選択された秒データが端子c1を介して次段の時刻カウンタ回路150へ出力される。
スイッチSW2の入力端子a2は後述の分カウンタ156の出力端子に接続され、入力端子b2は時計回路140の入力端子TM2を介してデータIF回路120の出力端子TM1に接続されている。またこのスイッチSW2は32kHZに同期したセレクトパルスでa2,b2のいずれかが選択されその選択された秒データが端子c2を介して次段の時刻カウンタ回路150へ出力される。
スイッチSW3の入力端子a3は後述の時カウンタ160の出力端子に接続され、入力端子b2は時計回路140の入力端子TD2を介してデータIF回路120の出力端子TD1に接続されている。またこのスイッチSW3は32kHZに同期したセレクトパルスでa3,b3のいずれかが選択されその選択された秒データが端子c3を介して次段の時刻カウンタ回路150へ出力される。
時刻カウンタ回路150の回路構成に付いて述べる。図3において、秒カウンタ152は1個のF.F(フリップ.フロップ)しか図示してないが、60秒をカウントするには少なくとも6ビット計測するため6個のF.F(F.F153,F.F153A,F.F153B,・・・,F.F153E)が必要であり、たとえば、それらのF.Fを縦属接続し、最終段のF.F153Eの出力を初段F.F163の入力に帰還するとともに、リセットパルスで各F.Fをリセットする必要がある。F.F153の入力端子がスイッチSW1の出力端子c1に接続され、同期用クロック(CK)入力端子は後述のクロックセレクタ165の出力端子c4に接続される。またこのクロックセレクタ165の出力端子c4は図示しないフリップフロップ(F.F153A,F.F153B,・・・,F.F153E)のクロック(CK)入力端子に接続される。また、最終段のF.F153Eの出力は、出力端子TS3に接続され、秒データをたとえば表示装置などに出力する。
分カウンタ156の構成も秒カウンタ152の構成と同じである。即ち、分カウンタ156は1個のF.F(フリップ・フロップ)しか図示してないが、60分をカウントするには少なくとも6ビット計測するため6個のF.F(F.F157,F.F157A,F.F157B,・・・,F.F157E)が必要であり、それらのF.Fを縦属接続し、最終段のF.F157Eの出力を初段F.F157の入力に帰還するとともに、リセットパルスで各F.Fをリセットする必要がある。F.F157の入力端子がスイッチSW2の出力端子c2に接続され、同期用クロック(CK)入力端子は後述のクロックセレクタ165の出力端子c4に接続される。またこのクロックセレクタ165の出力端子c4は図示しないフリップフロップ(F.F157A,F.F157B,・・・,F.F157E)のクロック(CK)入力端子に接続される。最終段のF.F157Eの出力は、出力端子TM3に接続され、分データを表示装置などに出力する。
この分カウンタ156は秒カウンタ152から60秒ごとのパルスが入力され、クロックセレクタ回路のc4出力の1Hzクロックに同期してカウントする。またこれ以外の回路構成でもよく、たとえば分カウンタ156が独立して秒パルスをカウントして分データに変換してもよい。ただしこの場合フリップフロップの段数が増加する。
時カウンタ160は基本的に4ビットあればよく、4個のF.Fで構成できる。たとえば、時カウンタ160は1個のF.F(フリップ・フロップ)しか図示してないが、24時をカウントするには少なくとも5ビット計測するため4個のF.F(F.F161,F.F161A,・・・,F.F161D)が必要であり、それらのF.Fを縦属接続し、最終段のF.F161Dの出力を初段F.F161の入力に帰還する。F.F161の入力端子がスイッチSW3の出力端子c3に接続され、同期用クロック(CK)入力端子は後述のクロックセレクタ165の出力端子c4に接続される。またこのクロックセレクタ165の出力端子c4は図示しないフリップフロップ(F.F160A,F.F157B,F.F60D)のクロック(CK)入力端子に接続される。最終段のF.F161Dの出力は、出力端子TD3に接続され、時データを表示装置などに出力する。
この時カウンタ160も分カウンタから60分ごとにパルスが供給され、このパルスをカウンタして時データに変換する構成である。しかしこの時カウンタモ独立して秒をカウントして時データに変換してもよいが、回路は増加する。
分カウンタ156の構成も秒カウンタ152の構成と同じである。即ち、分カウンタ156は1個のF.F(フリップ・フロップ)しか図示してないが、60分をカウントするには少なくとも6ビット計測するため6個のF.F(F.F157,F.F157A,F.F157B,・・・,F.F157E)が必要であり、それらのF.Fを縦属接続し、最終段のF.F157Eの出力を初段F.F157の入力に帰還するとともに、リセットパルスで各F.Fをリセットする必要がある。F.F157の入力端子がスイッチSW2の出力端子c2に接続され、同期用クロック(CK)入力端子は後述のクロックセレクタ165の出力端子c4に接続される。またこのクロックセレクタ165の出力端子c4は図示しないフリップフロップ(F.F157A,F.F157B,・・・,F.F157E)のクロック(CK)入力端子に接続される。最終段のF.F157Eの出力は、出力端子TM3に接続され、分データを表示装置などに出力する。
この分カウンタ156は秒カウンタ152から60秒ごとのパルスが入力され、クロックセレクタ回路のc4出力の1Hzクロックに同期してカウントする。またこれ以外の回路構成でもよく、たとえば分カウンタ156が独立して秒パルスをカウントして分データに変換してもよい。ただしこの場合フリップフロップの段数が増加する。
時カウンタ160は基本的に4ビットあればよく、4個のF.Fで構成できる。たとえば、時カウンタ160は1個のF.F(フリップ・フロップ)しか図示してないが、24時をカウントするには少なくとも5ビット計測するため4個のF.F(F.F161,F.F161A,・・・,F.F161D)が必要であり、それらのF.Fを縦属接続し、最終段のF.F161Dの出力を初段F.F161の入力に帰還する。F.F161の入力端子がスイッチSW3の出力端子c3に接続され、同期用クロック(CK)入力端子は後述のクロックセレクタ165の出力端子c4に接続される。またこのクロックセレクタ165の出力端子c4は図示しないフリップフロップ(F.F160A,F.F157B,F.F60D)のクロック(CK)入力端子に接続される。最終段のF.F161Dの出力は、出力端子TD3に接続され、時データを表示装置などに出力する。
この時カウンタ160も分カウンタから60分ごとにパルスが供給され、このパルスをカウンタして時データに変換する構成である。しかしこの時カウンタモ独立して秒をカウントして時データに変換してもよいが、回路は増加する。
クロックセレクタ回路165は、スイッチSW4で構成され、入力端子a4は後述の分周回路190の出力端子に接続され、入力端子b4は32kHzのクロックが供給される入力端子TC3に接続されている。また、出力端子c4は時計回路140の時刻カウンタ回路150に秒カウンタ154、分カウンタ156、時刻カウンタ160のF.Fのクロック(CK)入力端子に接続されている。このスイッチSW4の制御端子はセレクトパルス32kHz同期化回路170の出力に接続され、この出力信号により、入力端子a4,b4が択一的に選択的される。
セレクトパルス32kHz同期化回路170は、(D型)F.F3個、インバータ176と1ビットのハイレベルを出力するレジスタ(1b1)172で構成されている。F.F173の入力端子は1ビットのレジスタ(1b1)172の出力に接続され、クロック(CK)入力端子は入力端子TC2を介してセレクトパルス発生回路125の出力端子TC1に接続され、出力端子は次段のF.F174の入力端子に接続されている。このF.F174のクロック入力端子は入力端子TC3に接続され、出力端子は次段のF.F175の入力端子に接続され、クロック入力端子もTC3に接続されている。F.F175の出力はインバータ176の入力に接続され、また上述のクロックセレクタ回路165の制御端子に接続されている。インバータ176の出力は初段のF.F173のリセット端子に接続され、リセットパルスを供給する。
分周回路190は、スイッチSW5、F.FとEXオアー(OR)回路からなる15段構成の15ビットカウンタと、1/15(196)の処理回路、さらに1ビットローレベルのデータを出力するレジスタ192とから構成されている。
セレクトパルス32kHz同期化回路170の出力端子はスイッチSW5の制御端子に接続され、入力端子a5は15ビットカウンタの出力端子に接続され、入力端子b5はレジスタ192の出力端子b5にそれぞれ接続される。スイッチSW5の出力端子c5は15ビットカウンタ191を構成する初段のF.F194の入力に接続される。このF.F194のクロック(CK)入力端子は上述の32kHzのシステムクロックが入力されるTC3の入力端子TC3と接続される。
15ビットカウンタはF.F194(とEXOR回路195をペアとして)が15段縦属接続され、かつそのクロック入力端子はTC3に接続されて32kHzのクロックに同期してカウント動作する。
セレクトパルス32kHz同期化回路170の出力端子はスイッチSW5の制御端子に接続され、入力端子a5は15ビットカウンタの出力端子に接続され、入力端子b5はレジスタ192の出力端子b5にそれぞれ接続される。スイッチSW5の出力端子c5は15ビットカウンタ191を構成する初段のF.F194の入力に接続される。このF.F194のクロック(CK)入力端子は上述の32kHzのシステムクロックが入力されるTC3の入力端子TC3と接続される。
15ビットカウンタはF.F194(とEXOR回路195をペアとして)が15段縦属接続され、かつそのクロック入力端子はTC3に接続されて32kHzのクロックに同期してカウント動作する。
つぎにこのデータIF回路120と時計回路140の通常動作について、図3と図4を用いて説明する。
図4(A)には、時計回路140の入力端子TC3に入力される32kHzのクロックを示す。通常の時計表示動作のとき、セレクトパルス32kHz同期化回路170のF.F175の出力信号により、SW5はa5に設定され、a5はc5に接続され、15ビットカウンタの出力は初段のF.F194の入力に帰還される。またこのカウンタは同期クロック(CK)入力端子に供給される32kHzのクロックに同期してカウント動作し、同じ動作を繰り返す。
15ビットカウンタ191で32kHZのクロックが分周され、この分周されたデータが(1/15処理回路196を介して)クロックセレクタ回路165のa4入力端子に供給される。
通常動作中はセレクトパルス発生回路125からセレクトパルス32kHZ同期化回路170を介してセレクトパルスが供給されないので、スイッチSW4は入力端子a4とc4が接続され、その結果1Hzのデータが時刻カウンタ回路150の各秒カウンタ152のF.F153のクロック入力端子、分カウンタのF.F157のクロック入力端子と時カウンタのF.F161のクロック入力端子にそれぞれ入力される。この1Hzのクロックに同期して秒カウンタ152はカウントを行い、60秒になると秒カウンタ153Eの出力から初段のF.F153に帰還しリセットされてゼロからカウントを再開する(図4(D))。
また、1Hzパルスは分カウンタ156の初段F.F157のクロック入力端子に供給されて、カウントし時間“分”のカウントを行い、60分になるとSW2のa2とc2を経由して出力端子から入力端子へ帰還され、リセットされ、カウンタが再開される(図4(E))。またこのカウンタ動作は秒カウンタ152に対して独立して秒をカウントして、分データに変換しても良い。
時刻カウンタ回路160においても同様に、クロック入力端子に1Hzのパルスが入力され、このパルスに同期してF.F(とEXOR162)でカウントし時刻を測定する。24時になると時カウンタの出力がスイッチSW4のa3とc3を経由して初段のF.F161の入力に帰還され、リセットされ、時間計測を再開する(図4(F))。
またこの時刻カウンタも他の秒カウンタ152、分カウンタ156に対して独立して秒パルスをカウントして時データに変換しても良い。
図4(A)には、時計回路140の入力端子TC3に入力される32kHzのクロックを示す。通常の時計表示動作のとき、セレクトパルス32kHz同期化回路170のF.F175の出力信号により、SW5はa5に設定され、a5はc5に接続され、15ビットカウンタの出力は初段のF.F194の入力に帰還される。またこのカウンタは同期クロック(CK)入力端子に供給される32kHzのクロックに同期してカウント動作し、同じ動作を繰り返す。
15ビットカウンタ191で32kHZのクロックが分周され、この分周されたデータが(1/15処理回路196を介して)クロックセレクタ回路165のa4入力端子に供給される。
通常動作中はセレクトパルス発生回路125からセレクトパルス32kHZ同期化回路170を介してセレクトパルスが供給されないので、スイッチSW4は入力端子a4とc4が接続され、その結果1Hzのデータが時刻カウンタ回路150の各秒カウンタ152のF.F153のクロック入力端子、分カウンタのF.F157のクロック入力端子と時カウンタのF.F161のクロック入力端子にそれぞれ入力される。この1Hzのクロックに同期して秒カウンタ152はカウントを行い、60秒になると秒カウンタ153Eの出力から初段のF.F153に帰還しリセットされてゼロからカウントを再開する(図4(D))。
また、1Hzパルスは分カウンタ156の初段F.F157のクロック入力端子に供給されて、カウントし時間“分”のカウントを行い、60分になるとSW2のa2とc2を経由して出力端子から入力端子へ帰還され、リセットされ、カウンタが再開される(図4(E))。またこのカウンタ動作は秒カウンタ152に対して独立して秒をカウントして、分データに変換しても良い。
時刻カウンタ回路160においても同様に、クロック入力端子に1Hzのパルスが入力され、このパルスに同期してF.F(とEXOR162)でカウントし時刻を測定する。24時になると時カウンタの出力がスイッチSW4のa3とc3を経由して初段のF.F161の入力に帰還され、リセットされ、時間計測を再開する(図4(F))。
またこの時刻カウンタも他の秒カウンタ152、分カウンタ156に対して独立して秒パルスをカウントして時データに変換しても良い。
つぎにGPSからの時刻データ取り込み時の動作について、図3と図5を用いて述べる。
GPS受信部のたとえばCPU46から出力された時刻データが、データIF回路120のレジスタ回路121の秒レジスタに44秒のデータが、レジスタ123の分レジスタに08分のデータがさらに時レジスタ124に07時のデータが400kHzのクロックに同期してそれぞれ入力されたとする。それと同時に時計回路140にデータを読み込ませるためセレクトパルスが発生される。
しかし一般的には図5に示すように、セレクトパルスは32kHzのクロックや時計回路内の同期クロックの1Hzとは非同期であり、その同期クロックのエッジに対して、どのタイミングで入力されるかは制御できない。そのため、セレクトパルスが32kHzのクロックや1Hzの立ち上がりと重なるタイミングで入力される(同期する)ことがある(図5(A),(C),(D))。
たとえば図3において、データIF回路120から出力される秒データと時計回路140の秒データの選択や、クロックの選択の際に、データをたとえば秒カウンタ152にロードするときのタイミングエラーが発生する。また同様に分周回路190の入力においてもタイミングエラーを発生する。そのため、時刻カウンタ150の出力の時刻データや分周回路190の出力の1Hzの値は、信頼できない値となってしまう。
GPS受信部のたとえばCPU46から出力された時刻データが、データIF回路120のレジスタ回路121の秒レジスタに44秒のデータが、レジスタ123の分レジスタに08分のデータがさらに時レジスタ124に07時のデータが400kHzのクロックに同期してそれぞれ入力されたとする。それと同時に時計回路140にデータを読み込ませるためセレクトパルスが発生される。
しかし一般的には図5に示すように、セレクトパルスは32kHzのクロックや時計回路内の同期クロックの1Hzとは非同期であり、その同期クロックのエッジに対して、どのタイミングで入力されるかは制御できない。そのため、セレクトパルスが32kHzのクロックや1Hzの立ち上がりと重なるタイミングで入力される(同期する)ことがある(図5(A),(C),(D))。
たとえば図3において、データIF回路120から出力される秒データと時計回路140の秒データの選択や、クロックの選択の際に、データをたとえば秒カウンタ152にロードするときのタイミングエラーが発生する。また同様に分周回路190の入力においてもタイミングエラーを発生する。そのため、時刻カウンタ150の出力の時刻データや分周回路190の出力の1Hzの値は、信頼できない値となってしまう。
これを解消するため、図3に示すセレクトパルス32kHz同期化回路170を用いて、セレクトパルスの同期化を行う。このタイミングチャートを図6に示す。
GPS装置50などから時刻データの取り込み時、セレクトパルス発生回路125からセレクトパルスがセレクトパルス32kHz同期化回路170に入力される。F.F173の入力に1ビットのレジスタ172からハイレベルの信号(電圧)が供給され、クロック入力端子にこのセレクトパルスが入力される。すると、F.F173の出力データに応じて、32kHzのクロックに同期してF174,FF175が動作する。F.F175の出力はインバータ176を介してF.F173のリセット端子に帰還されるので、F.F176の立ち上がり波形に同期してF.F173の出力は下がる(図6(G),(I))。それにつれてF.F174、F.F176も32kHzに同期して出力は下がる。そのときの各出力波形を図6(E),(F),(G),(H),(I)に示す。
GPS装置50などから時刻データの取り込み時、セレクトパルス発生回路125からセレクトパルスがセレクトパルス32kHz同期化回路170に入力される。F.F173の入力に1ビットのレジスタ172からハイレベルの信号(電圧)が供給され、クロック入力端子にこのセレクトパルスが入力される。すると、F.F173の出力データに応じて、32kHzのクロックに同期してF174,FF175が動作する。F.F175の出力はインバータ176を介してF.F173のリセット端子に帰還されるので、F.F176の立ち上がり波形に同期してF.F173の出力は下がる(図6(G),(I))。それにつれてF.F174、F.F176も32kHzに同期して出力は下がる。そのときの各出力波形を図6(E),(F),(G),(H),(I)に示す。
F.F175から出力された32kHzに同期したセレクトパルスは分周回路のスイッチSW5の制御端子、クロックセレクト回路165のスイッチSW4の制御端子、さらにデータセレクタ回路130のスイッチSW1の制御端子、スイッチSW2の制御端子とスイッチSW3の制御端子にそれぞれ供給され、各スイッチを択一的に切り換える。
32kHzに同期化されたセレクトパルスがスイッチSW5の制御端子に供給されると、スイッチSWはa5からb5に切り換えられ、1ビットのレジスタ192のゼロレベルのデータが15ビットカウンタの初段のF.F194の入力に供給され、32kHzのクロックに同期してカウンタ動作する(図6(K))。
32kHzに同期化されたセレクトパルスがスイッチSW5の制御端子に供給されると、スイッチSWはa5からb5に切り換えられ、1ビットのレジスタ192のゼロレベルのデータが15ビットカウンタの初段のF.F194の入力に供給され、32kHzのクロックに同期してカウンタ動作する(図6(K))。
一方32kHzに同期したセレクトパルスはクロックセレクタ回路165のスイッチSW4の制御端子にも供給され、出力端子a4からb4に切り換えられ、32kHzのクロックが時刻カウンタ回路150を構成する秒カウンタ152,分カウンタ156,時刻カウンタ160の各F.Fのクロック入力端子に供給される。クロック入力端子に供給されるクロックの周波数を1Hzから32kHzに切り換えるのは、データIF回路120から時刻データを時刻カウンタ回路150に転送するスピードを早くするためである。
また、セレクトパルスはデータセレクタ回路130の各スイッチSW1,SW2,SW3の制御端子に供給され、a1からb1へ、a2からb2へ、さらにa3からb3へ切り換えられる。この結果、データIF回路120のレジスタ回路121の秒レジスタ122に記憶されていた秒データ、たとえば44秒のデータはスイッチSW1のb1からc1を介して秒カウンタの初段F.F153の入力へ転送される。
データIF回路120のレジスタ回路121の分レジスタ122に記憶されていた分データ、たとえば08分のデータはスイッチSW2のb2からc2を介して分カウンタの初段F.F157の入力へ転送される。また、データIF回路120のレジスタ回路121の時レジスタ122に記憶されていた時データ、たとえば07時のデータはスイッチSW3のb3からc3を介して時カウンタの初段F.F161の入力へ転送される。
また、セレクトパルスはデータセレクタ回路130の各スイッチSW1,SW2,SW3の制御端子に供給され、a1からb1へ、a2からb2へ、さらにa3からb3へ切り換えられる。この結果、データIF回路120のレジスタ回路121の秒レジスタ122に記憶されていた秒データ、たとえば44秒のデータはスイッチSW1のb1からc1を介して秒カウンタの初段F.F153の入力へ転送される。
データIF回路120のレジスタ回路121の分レジスタ122に記憶されていた分データ、たとえば08分のデータはスイッチSW2のb2からc2を介して分カウンタの初段F.F157の入力へ転送される。また、データIF回路120のレジスタ回路121の時レジスタ122に記憶されていた時データ、たとえば07時のデータはスイッチSW3のb3からc3を介して時カウンタの初段F.F161の入力へ転送される。
秒、分、時の各データが時刻カウンタ回路150に転送し終わり、セレクトパルスがハイレベルからローレベルに下がると、クロックセレクタ回路165のスイッチSW4の出力がb4からa4に切り換り、また1Hzのパルス(データ)が時刻カウンタ回路150を構成する各F.Fのクロック入力回路に供給される。
またこれと同時に、データセレクタ回路130を構成するスイッチSW1のb1がa1に、スイッチSW2のb2がa2に、またスイッチSw3のb3がa3にそれぞれ切り換えられる。
秒カウンタ152は出力端子がスイッチSW1のa1とc1を介して入力に接続され、帰還回路を形成し、1Hzをクロック入力とする秒カウンタが構成される。分カウンタ156も同様に、出力端子がスイッチSW2のa2とc2を介して入力に接続され、帰還回路を形成し、1Hzをクロック入力とする分カウンタが構成される。さらに、時カウンタ160も同様に、出力端子がスイッチSW3のa3とc3を介して入力に接続され、帰還回路を形成し、1Hzをクロック入力とする時カウンタが構成される。
すると、時刻設定は終了し、設定された値から時計回路140は通常の1Hzのクロックを同期信号として秒、分、時カウンタはカウンタ動作を開始する(図6(L),(M),(N))。
またこれと同時に、データセレクタ回路130を構成するスイッチSW1のb1がa1に、スイッチSW2のb2がa2に、またスイッチSw3のb3がa3にそれぞれ切り換えられる。
秒カウンタ152は出力端子がスイッチSW1のa1とc1を介して入力に接続され、帰還回路を形成し、1Hzをクロック入力とする秒カウンタが構成される。分カウンタ156も同様に、出力端子がスイッチSW2のa2とc2を介して入力に接続され、帰還回路を形成し、1Hzをクロック入力とする分カウンタが構成される。さらに、時カウンタ160も同様に、出力端子がスイッチSW3のa3とc3を介して入力に接続され、帰還回路を形成し、1Hzをクロック入力とする時カウンタが構成される。
すると、時刻設定は終了し、設定された値から時計回路140は通常の1Hzのクロックを同期信号として秒、分、時カウンタはカウンタ動作を開始する(図6(L),(M),(N))。
上述したセレクトパルスを発生するための実施形態例として、図3にセレクトパルス32kHz同期化回路170の構成を示した。この回路構成において、図7(H)と図8(H)に示すように、2段目のF.F174の出力レベルが不安定になることがある。
F.F174でリンギングが発生する理由は、F.F173の出力が、ローレベル(“L”)からハイレベル(“H”)に変化するタイミングを、32kHz同期クロックからみて制御不可能であるためである。このため、F.F174におけるクロックの立ち上がりエッジとデータ入力がタイミングエラーとなり、F.F174の出力はメタステーブル状態(ある一定期間発振状態)となる。しかしながら、この発振はある期間に限られ、その後はF.F174出力は安定する。
図7(H)において、32kHzのクロック(図7(E))とセレクトパルス(図7(D))のタイミング関係により、F.F173の出力(図7(G))にリンギングが発生し、ハイレベル(“H”)に落ち着いた状態の例を示す。また、図8(H)においても同様に、32kHzのクロック(図8(E))とセレクトパルス(図8(H))とのタイミング関係により、F.F173の出力(図8(G))にリンギングが発生し、ローレベル(“L”)に落ち着いた例を示している。
これらのリンギングはすぐに減衰し、この32kHzの期間中には所定のレベルに収束する。これらのリンギングが落ち着いた状態で安定したデータを取り込むために、F.F174の後段にさらにF.F175を接続する必要がある。
たとえば図8(H)の場合、32kHzの1クロック遅れてF.F174の出力レベルはハイレベルに落ち着き、その遅れた信号が後段のF.F175の入力に供給される。その結果、F.F175の出力端子からはリンギングが無い場合と比較して1クロック遅れてセレクトパルスが出力されることになるが、安定したセレクトパルスが得られ、約31μsec遅れるだけで、後段の回路に与える影響は1secと比較して無視できるレベルである。
F.F174でリンギングが発生する理由は、F.F173の出力が、ローレベル(“L”)からハイレベル(“H”)に変化するタイミングを、32kHz同期クロックからみて制御不可能であるためである。このため、F.F174におけるクロックの立ち上がりエッジとデータ入力がタイミングエラーとなり、F.F174の出力はメタステーブル状態(ある一定期間発振状態)となる。しかしながら、この発振はある期間に限られ、その後はF.F174出力は安定する。
図7(H)において、32kHzのクロック(図7(E))とセレクトパルス(図7(D))のタイミング関係により、F.F173の出力(図7(G))にリンギングが発生し、ハイレベル(“H”)に落ち着いた状態の例を示す。また、図8(H)においても同様に、32kHzのクロック(図8(E))とセレクトパルス(図8(H))とのタイミング関係により、F.F173の出力(図8(G))にリンギングが発生し、ローレベル(“L”)に落ち着いた例を示している。
これらのリンギングはすぐに減衰し、この32kHzの期間中には所定のレベルに収束する。これらのリンギングが落ち着いた状態で安定したデータを取り込むために、F.F174の後段にさらにF.F175を接続する必要がある。
たとえば図8(H)の場合、32kHzの1クロック遅れてF.F174の出力レベルはハイレベルに落ち着き、その遅れた信号が後段のF.F175の入力に供給される。その結果、F.F175の出力端子からはリンギングが無い場合と比較して1クロック遅れてセレクトパルスが出力されることになるが、安定したセレクトパルスが得られ、約31μsec遅れるだけで、後段の回路に与える影響は1secと比較して無視できるレベルである。
以上のべた様に、非同期インターフェイスを使用したリアルタイムクロックシステムにおいて、安定した時刻データの受信ができる。また、上述した時刻設定回路及びその無線通信装置では、時刻カウンタに1Hzを使用することにより、時計回路の消費電力を削減することができる。
さらに、本発明の時刻設定回路及びその無線通信装置では、時刻合わせの際、時刻カウンタへの読み込みを早くすることにより、設定したい時刻からその設定されたデータが反映されるまでの時刻の遅延をたとえば92μsec以内に収めることができる。
さらに、本発明の時刻設定回路及びその無線通信装置では、時刻合わせの際、時刻カウンタへの読み込みを早くすることにより、設定したい時刻からその設定されたデータが反映されるまでの時刻の遅延をたとえば92μsec以内に収めることができる。
10…無線通信装置、13…GPS受信部、14,30…復調回路(RF、DEMO)、15,46…CPU(マイクロコンピュータ)、20…携帯電話部、21…IIC(インターフェイス部、43…周波数変換部、30…復調回路、34…アンテナ、35…LNA(ローのイズアンプ)、42…A/D(A−D変換器)、46…CPU(マイクロコンピュータ)、47…RTC(リアルタイムクロック)、48…タイマ、49…メモリ、50…GPS受信装置、100…時刻設定回路、120…データIF回路、122,123,124…レジスタ、125…セレクトパルス発生回路、140…時計回路、150…時刻カウンタ回路、152…秒カウンタ、156…分カウンタ、160…時カウンタ、165…クロックセレクト回路、170…セレクトパルス32kHz同期化回路、190…分周回路、191…15ビットカウンタ。
Claims (10)
- 時刻データを記憶する第1のレジスタと、
第1の基準クロックが供給されて第1の制御信号を発生する第1の制御信号発生回路と、
前記第1の制御信号が供給され、第2の基準クロックに同期した第2の制御信号を発生する第2の制御信号発生回路と、
前記第2の基準クロックが供給され、該第2の基準クロックを所定比に分周した信号を出力する分周回路と、
前記時刻データまたは前記分周回路の出力信号を用いて時刻を計数するカウンタと、
前記カウンタからの出力データと前記第1のレジスタから出力された時刻データを前記第2の制御信号に応じて択一的に選択し、選択されたデータを前記カウンタに供給する選択回路と
を有する時刻設定回路。 - 前記カウンタのクロック周波数は前記カウンタからの出力データと前記第1のレジスタから出力された時刻データに応じて可変する
請求項1記載の時刻設定回路。 - 前記第2の制御信号発生回路は3段以上のレジスタを有する
請求項1記載の時刻設定回路。 - 前記時刻設定回路はさらにクロック選択回路を有し、前記第2の制御信号に応じて前記第2の基準クロックまたは前記分周回路の出力信号のいずれかを前記カウンタにクロックを供給する
請求項1記載の時刻設定回路。 - 前記第1レジスタに記憶される時刻データは衛星通信装置から供給された時刻データとする
請求項1記載の時刻設定回路。 - 無線通信装置から時刻データを取得し、該時刻データを時刻設定の際、時計回路に転送し時刻を表示する装置を有する携帯無線通信装置であって、
前記時計回路は、
時刻データを記憶する第1のレジスタと、
第1の基準クロックが供給されて第1の制御信号を発生する第1の制御信号発生回路と、
前記第1の制御信号が供給され、第2の基準クロックに同期した第2の制御信号を発生する第2の制御信号発生回路と、
前記第2の基準クロックが供給され、該第2の基準クロックを所定比に分周した信号を出力する分周回路と、
前記時刻データまたは前記分周回路の出力信号を用いて時刻を計数するカウンタと、
前記カウンタからの出力データと前記第1のレジスタから出力された時刻データを前記第2の制御信号に応じて択一的に選択し、選択されたデータを前記カウンタに供給する選択回路と
を有する携帯無線通信装置。 - 前記カウンタのクロック周波数は前記カウンタからの出力データと前記第1のレジスタから出力された時刻データに応じて可変する
請求項6記載の携帯無線通信装置。 - 前記第2の制御信号発生回路は3段以上のレジスタを有する
請求項6記載の携帯無線通信装置。 - 前記時刻設定回路はさらにクロック選択回路を有し、前記第2の制御信号に応じて前記第2の基準クロックまたは前記分周回路の出力信号のいずれかを前記カウンタにクロックを供給する
請求項6記載の携帯無線通信装置。 - 前記第1レジスタに記憶される時刻データは衛星通信装置から供給された時刻データとする
請求項6記載の携帯無線通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004361404A JP2006170701A (ja) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | 時刻設定回路及びこれを用いた携帯無線通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004361404A JP2006170701A (ja) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | 時刻設定回路及びこれを用いた携帯無線通信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006170701A true JP2006170701A (ja) | 2006-06-29 |
Family
ID=36671630
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004361404A Pending JP2006170701A (ja) | 2004-12-14 | 2004-12-14 | 時刻設定回路及びこれを用いた携帯無線通信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006170701A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007148634A1 (ja) | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Ntt Docomo, Inc. | 移動通信システムで使用されるユーザ装置、基地局及び方法 |
CN105204325A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-30 | 三川电力设备股份有限公司 | 定时方法和电路 |
-
2004
- 2004-12-14 JP JP2004361404A patent/JP2006170701A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007148634A1 (ja) | 2006-06-20 | 2007-12-27 | Ntt Docomo, Inc. | 移動通信システムで使用されるユーザ装置、基地局及び方法 |
CN105204325A (zh) * | 2015-10-14 | 2015-12-30 | 三川电力设备股份有限公司 | 定时方法和电路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8229460B2 (en) | Demodulation apparatus and receiving apparatus | |
US8593345B2 (en) | Signal processing system for satellite positioning signals | |
US8138972B2 (en) | Signal processing system for satellite positioning signals | |
EP2237422B1 (en) | Variable order phase-locked loop with reconfigurable loop filter and its application in a GPS receiver | |
US20050276316A1 (en) | Method and apparatus for receiving GPS/GLONASS signals | |
JP5821421B2 (ja) | 電子時計、及び電子機器 | |
JP5310333B2 (ja) | 受信装置、信号処理方法、およびプログラム | |
US7023905B2 (en) | Correlation and demodulation circuit for a receiver for signals modulated by a specific code | |
JP2009180555A (ja) | 衛星信号受信装置および衛星信号受信装置の制御方法 | |
JP4306693B2 (ja) | 相関検出装置、相関検出方法並びに受信装置 | |
JP2017116366A (ja) | 衛星電波受信装置、電波時計、符号信号取得方法及びプログラム | |
US6369753B1 (en) | Host-independent monolithic integrated circuit for RF downconversion and digital signal processing of GPS signals | |
US9280142B2 (en) | Radio clock | |
JP6786482B2 (ja) | 信号処理装置および方法 | |
JP2006170701A (ja) | 時刻設定回路及びこれを用いた携帯無線通信装置 | |
JP2009005151A (ja) | ベースバンド信号処理回路、受信システム及びベースバンド信号処理方法 | |
EP2284573B1 (en) | Signal receiver, control method of signal receiver, and GPS device utilizing the signal receiver and method | |
JP2010216999A (ja) | 電子機器およびその制御方法 | |
JP3864807B2 (ja) | 相関検出装置及び相関検出方法並びに受信装置 | |
JP2002131410A (ja) | Gps受信機 | |
US8154449B2 (en) | Signal acquisition systems with applications of general clocks | |
JP2016195347A (ja) | タイミング信号発生装置、電子機器および移動体 | |
JP6326767B2 (ja) | 測位用衛星信号受信方法、測位用衛星信号受信装置及び電子機器 | |
JP2002257920A (ja) | 無線信号受信機 | |
JP2017227651A (ja) | 衛星電波受信装置、電波時計、符号信号取得方法及びプログラム |