JP2009081532A - Clock supply control circuit - Google Patents
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本発明は、電源電圧の変化を監視して、ロジック回路に対するクロック信号の供給を制御するクロック供給制御回路に関する。 The present invention relates to a clock supply control circuit that monitors a change in power supply voltage and controls supply of a clock signal to a logic circuit.
従来、デジタル回路に対して供給される電源の瞬断に対応するため、バックアップ用のコンデンサを設け、そのコンデンサには、電流の逆流を防止するためのダイオードを介して電源を供給する構成がある。そして、特許文献1では、上記のダイオードに替えてMOSFETを挿入し、通常動作時には低抵抗として、電源の遮断時にはダイオードとして機能させる構成を採用することで、通常の電源供給時にダイオードによる順方向電圧分の電圧降下が発生するのを防止している。
また、特許文献1の図5には、デジタル回路20Aに対してクロック信号を供給する発振器16についても電源遮断時に動作を停止させることで、バックアップ時における消費電力を低減させる構成が開示されている。
Conventionally, a backup capacitor is provided to cope with a momentary interruption of power supplied to a digital circuit, and the capacitor is configured to supply power via a diode for preventing reverse current flow. . And in
Further, FIG. 5 of
図3は、上記の発振器16と同様の機能をなす回路の構成例を示す。電源VDDは、ダイオード1(MOS1,2に対応)を介してロジック回路2(デジタル回路20Aに対応)に供給されている。ロジック回路2にはバックアップコンデンサ3が並列に接続されており、バックアップコンデンサ3は、電源VDDにより充電されて断電時の動作用電源をバックアップする。
発振回路4は、クロック信号CLKを発振出力し、ANDゲート5を介してロジック回路2に供給する。電圧低下検出回路6は、電源VDDの電圧が下限値を下回ったことを検出すると、電圧低下検出信号VL(ロウアクティブ)をANDゲート5の他方の入力端子に出力する。特許文献1の発振器16は、発振回路4,ANDゲート5及び電圧低下検出回路6に対応していると推察される。
The oscillation circuit 4 oscillates and outputs the clock signal CLK and supplies it to the logic circuit 2 via the AND gate 5. When detecting that the voltage of the power supply VDD has fallen below the lower limit value, the voltage
特許文献1の構成では、電源の瞬断が発生して発振器16が動作を停止する場合に、その時点で出力しているクロック信号のクロックパルス幅を保証する構成となっていない。図4は、図3の構成に対応する動作の一例を示すタイミングチャートである。電源VDDの電圧が低下し、下限値を下回ると電圧低下検出信号VLがアクティブになり、その後、電源電圧が上昇に転じて下限値を上回ると電圧低下検出信号VLはインアクティブになる(図4(a),(b)参照)。発振回路4が出力するクロック信号CLKのハイレベルは、電源VDDの下降,上昇に応じて変化する(図4(c)参照)。
In the configuration of
ANDゲート5を介してロジック回路2に供給されるクロック信号CLK_OUTは、電圧低下検出信号VLがアクティブである期間に供給が停止される(図4(d)参照)。そして、電圧低下検出信号VLのレベルが変化するタイミングはクロック信号CLKとは非同期であるため、場合によっては、図4(d)に示すようにクロックパルス幅が保証されなくなる。
このようにクロックパルス幅が保証されない状態でその供給が停止されたり、供給が再開されたりすると、ロジック回路2に入力される信号の変化状態が、内部のロジックゲートの入力段から出力段まで伝達されず、動作が不安定になることがある。すると、クロック信号CLK_OUTの供給が停止されている間、デジタル回路2の内部状態がバックアップコンデンサ3により保持されたとしても、再開された動作の継続性が不確実になるおそれがある。
The clock signal CLK_OUT supplied to the logic circuit 2 via the AND gate 5 is stopped during the period when the voltage drop detection signal VL is active (see FIG. 4D). Then, the timing at which the level of the voltage drop detection signal VL changes is asynchronous with the clock signal CLK. Therefore, in some cases, the clock pulse width cannot be guaranteed as shown in FIG.
When the supply is stopped or the supply is restarted in such a state where the clock pulse width is not guaranteed, the change state of the signal input to the logic circuit 2 is transmitted from the input stage of the internal logic gate to the output stage. Operation may become unstable. Then, even if the internal state of the digital circuit 2 is held by the backup capacitor 3 while the supply of the clock signal CLK_OUT is stopped, the continuity of the resumed operation may be uncertain.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源電圧が変動した場合に、クロックパルス幅を保証しつつクロック信号の供給を停止でき、またクロック信号の供給再開ができるクロック供給制御回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a clock that can stop the supply of a clock signal while guaranteeing the clock pulse width and can restart the supply of the clock signal when the power supply voltage fluctuates. It is to provide a supply control circuit.
請求項1記載のクロック供給制御回路によれば、制御回路は、ロジック回路に対してクロック信号の供給を停止させるタイミングを当該クロック信号の立下がりエッジに同期させ、クロック信号の供給を再開させるタイミングを当該クロック信号の立上がりエッジに同期させる。斯様に構成すれば、クロック信号の供給が停止されるタイミングと、その供給が再開されるタイミングとにおいて、クロックパルスは周波数やデューティ比に応じて決まる適正な幅になる。したがって、ロジック回路は、電源電圧の低下時にバックアップを行なう手段により内部状態が保持された後、クロック信号の供給が再開された場合に、動作停止前の状態から確実に動作を継続することができる。
According to the clock supply control circuit of
請求項2記載のクロック供給制御回路によれば、制御回路を、フリップフロップと、EXORゲートと、ANDゲートとで構成する。電圧低下検出信号がロウアクティブであると仮定すると、当該信号がインアクティブであれば、その期間内では、EXORゲートの出力信号(フリップフロップのクロック入力)は、クロック信号の立下がりに同期して出力される。従って、電圧低下検出信号(フリップフロップのデータ入力)のレベルがハイからロウに変化すると、フリップフロップの出力信号は、その次のクロック信号の立下がりに同期してロウレベルに変化するので、ロジック回路に対するクロック信号の供給は、ハイレベルパルス幅が確保された後に停止される。 According to the clock supply control circuit of the second aspect, the control circuit is composed of a flip-flop, an EXOR gate, and an AND gate. Assuming that the voltage drop detection signal is low-active, if the signal is inactive, the output signal of the EXOR gate (flip-flop clock input) is synchronized with the fall of the clock signal within that period. Is output. Therefore, when the level of the voltage drop detection signal (flip-flop data input) changes from high to low, the output signal of the flip-flop changes to low level in synchronization with the fall of the next clock signal. The supply of the clock signal to is stopped after the high level pulse width is secured.
一方、電圧低下検出信号がアクティブである期間は、EXORゲートの出力信号は、クロック信号の立上がりに同期して出力されるので、電圧低下検出信号のレベルがロウからハイに変化すると、フリップフロップの出力信号は、その次のクロック信号の立上がりに同期してハイレベルに変化するので、ロジック回路に対するクロック信号の供給は、ハイレベルパルス幅が確保されるように開始される。従って、本願発明の制御回路を極めて簡単に構成することができる。 On the other hand, during the period when the voltage drop detection signal is active, the output signal of the EXOR gate is output in synchronization with the rising edge of the clock signal, so that when the level of the voltage drop detection signal changes from low to high, Since the output signal changes to the high level in synchronization with the rising of the next clock signal, the supply of the clock signal to the logic circuit is started so as to ensure the high level pulse width. Therefore, the control circuit of the present invention can be configured very simply.
以下、本発明の一実施例について図1及び図2を参照して説明する。尚、図3と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。図1は、クロック供給制御回路11の構成を示すものであり、図3に示すANDゲート5に替えて、クロック停止タイミング生成回路(制御回路)12を配置して構成されている。但し、タイミング生成回路12は、ANDゲート5を含むと共に、EXORゲート13,フリップフロップ14を加えて構成されている。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 that are the same as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different portions are described below. FIG. 1 shows a configuration of the clock
電圧低下検出信号VLは、フリップフロップ14のデータ入力端子Dに与えられており、フリップフロップ14のデータ出力端子Q(供給制御信号VC)は、ANDゲート5の入力端子の一方に与えられていると共に、EXORゲート13の入力端子の一方に与えられている。クロック信号CLKは、ANDゲート5の入力端子の他方と共に、EXORゲート13の入力端子の他方に与えられており、EXORゲート13の出力端子は、フリップフロップ14のクロック入力端子Cに接続されている。
The voltage drop detection signal VL is applied to the data input terminal D of the flip-
尚、ロジック回路2は、例えば、ゲートアレイやカスタムロジックIC,CPUなどである。また、電圧低下検出回路6に設定される下限値は、電源VDDの電圧が低下する傾向を示した時点から、より低い電圧レベルにおいて図示しないパワーオンリセット回路が作動するまでの間にバックアップが可能となるよう、所定の時間余裕を持たせるように設定されている。
The logic circuit 2 is, for example, a gate array, a custom logic IC, or a CPU. Further, the lower limit value set in the voltage
次に、本実施例の作用について図2も参照して説明する。電源電圧VDDが図4(a)と同様に変化すると、電圧低下検出信号VLがハイレベルの期間は、EXORゲート13の出力信号(フリップフロップ14のクロック入力端子C)は、クロック信号CLKの立下がりに同期して(厳密には、ハイレベルからロウレベルに変化したタイミングで)出力される。従って、電圧低下検出信号VL(フリップフロップ14のデータ入力D)のレベルがハイからロウに変化すると(図2(c)参照)、フリップフロップ14のデータ出力Q(供給制御信号VC)は、その次のクロック信号CLKの立下がりに同期してロウレベルに変化するので、ロジック回路2に供給されるクロック信号CLK_OUTは、ハイレベルパルス幅が確保された後に停止される(図2(d),(e)参照)。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIG. When the power supply voltage VDD changes as in FIG. 4A, the output signal of the EXOR gate 13 (the clock input terminal C of the flip-flop 14) is the rising edge of the clock signal CLK while the voltage drop detection signal VL is high. It is output in synchronism with the fall (strictly, at the timing when it changes from the high level to the low level). Accordingly, when the level of the voltage drop detection signal VL (data input D of the flip-flop 14) changes from high to low (see FIG. 2C), the data output Q (supply control signal VC) of the flip-
一方、電圧低下検出信号VLがロウレベルである期間は、EXORゲート13の出力信号は、クロック信号CLKの立上がりに同期して(厳密には、ロウレベルからハイレベルに変化したタイミングで)出力されるので、電圧低下検出信号VLのレベルがロウからハイに変化すると、フリップフロップ14の出力信号は、その次のクロック信号CLKの立上がりに同期してハイレベルに変化するので、ロジック回路2に対するクロック信号CLK_OUTの供給は、ハイレベルパルス幅が確保されるように開始される。
On the other hand, during the period when the voltage drop detection signal VL is at the low level, the output signal of the EXOR gate 13 is output in synchronism with the rise of the clock signal CLK (strictly, at the timing when the low level changes to the high level). When the level of the voltage drop detection signal VL changes from low to high, the output signal of the flip-
以上のように本実施例によれば、クロック停止タイミング生成回路12は、ロジック回路2に対してクロック信号CLKの供給を停止させるタイミングをクロック信号CLKの立下がりエッジに同期させ、その供給を再開させるタイミングをクロック信号CLKの立上がりエッジに同期させるので、クロック信号CLKの供給停止タイミングと、その供給が再開されるタイミングとにおいて、クロックパルスは周波数やデューティ比に応じて決まる適正な幅になる。
As described above, according to this embodiment, the clock stop
従って、ロジック回路2は、電源VDDに瞬断が発生したケースのように電圧レベルが変動し、ダイオード1及びバックアップコンデンサ3(バックアップ手段)により内部状態が保持された後、クロック信号CLK_OUTの供給が再開された場合に、動作停止前の状態から確実に動作を継続することができる。そして、クロック停止タイミング生成回路12を、フリップフロップ14,EXORゲート13及びANDゲート5により、極めて簡単な構成にすることができる。
Therefore, the voltage level of the logic circuit 2 fluctuates as in the case where an instantaneous interruption occurs in the power supply VDD. After the internal state is held by the
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
制御回路の構成は、タイミング生成回路12に限ることはなく、要はクロック信号CLKの供給を停止させるタイミングをその立下がりエッジに同期させ、供給を再開させるタイミングをその立上がりエッジに同期させる構成であれば良い。
電圧低下検出信号VLがハイアクティブの場合は、EXORゲート13の対応する入力端子にNOTゲートを挿入すれば良い。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
The configuration of the control circuit is not limited to the
When the voltage drop detection signal VL is high active, a NOT gate may be inserted into the corresponding input terminal of the EXOR gate 13.
図面中、1はダイオード(バックアップ手段)、2はロジック回路、3はバックアップコンデンサ(バックアップ手段)、4は発振回路、5はANDゲート、6は電圧低下検出回路、11はクロック供給制御回路、12はクロック停止タイミング生成回路(制御回路)、13はEXORゲート、14はフリップフロップを示す。 In the drawings, 1 is a diode (backup means), 2 is a logic circuit, 3 is a backup capacitor (backup means), 4 is an oscillation circuit, 5 is an AND gate, 6 is a voltage drop detection circuit, 11 is a clock supply control circuit, 12 Is a clock stop timing generation circuit (control circuit), 13 is an EXOR gate, and 14 is a flip-flop.
Claims (2)
ロジック回路にクロック信号を供給する発振回路と、
前記電圧低下検出信号が出力されると、前記クロック信号の供給を停止させるように制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記クロック信号の供給を停止させるタイミングを前記クロック信号の立下がりエッジに同期させ、前記クロック信号の供給を再開させるタイミングを、前記クロック信号の立上がりエッジに同期させることを特徴とするクロック供給制御回路。 A voltage drop detection circuit that outputs a voltage drop detection signal when the power supply voltage falls below a lower limit; and
An oscillation circuit for supplying a clock signal to the logic circuit;
A control circuit for controlling the supply of the clock signal to stop when the voltage drop detection signal is output;
The control circuit synchronizes the timing of stopping the supply of the clock signal with the falling edge of the clock signal, and synchronizes the timing of restarting the supply of the clock signal with the rising edge of the clock signal. Clock supply control circuit.
前記フリップフロップには、前記電圧低下検出信号がデータとして入力されると共に、前記EXORゲートの出力信号がクロックとして入力され、
前記EXORゲート並びに前記ANDゲートには、前記フリップフロップの出力信号と、前記発振回路により出力されるクロック信号とが入力され、
前記ANDゲートを介して、前記ロジック回路にクロック信号が供給されることを特徴とする請求項1記載のクロック供給制御回路。 The control circuit includes a flip-flop, an EXOR gate, and an AND gate.
The flip-flop receives the voltage drop detection signal as data and the output signal of the EXOR gate as a clock.
The EXOR gate and the AND gate receive the output signal of the flip-flop and the clock signal output from the oscillation circuit,
2. The clock supply control circuit according to claim 1, wherein a clock signal is supplied to the logic circuit via the AND gate.
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JPS63292821A (en) * | 1987-05-26 | 1988-11-30 | Nec Corp | Pulse cut-off detection circuit |
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