JP2009188596A - トリガー信号検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】トリガー信号検出装置における消費電力を低減する。
【解決手段】トリガー信号inputが入力し、第1の信号outputを所定時間出力するトリガー信号入力回路TG1、クロック及び第1の信号を与えられるとクロックclock_sを出力するクロックゲーティング回路CG1、クロックゲーティング回路から出力されたクロックを与えられるとカウント動作を開始してカウント値を出力するカウンタCT1、カウンタから出力されたカウント値が所定値に到達すると第2の信号AAを出力し、トリガー信号入力回路に与えて第1の信号の出力を停止させる時間設定回路TS1を備える。
【選択図】図1
【解決手段】トリガー信号inputが入力し、第1の信号outputを所定時間出力するトリガー信号入力回路TG1、クロック及び第1の信号を与えられるとクロックclock_sを出力するクロックゲーティング回路CG1、クロックゲーティング回路から出力されたクロックを与えられるとカウント動作を開始してカウント値を出力するカウンタCT1、カウンタから出力されたカウント値が所定値に到達すると第2の信号AAを出力し、トリガー信号入力回路に与えて第1の信号の出力を停止させる時間設定回路TS1を備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、トリガー信号を検出する装置に関する。
例えば、異常等を検出した信号をトリガー信号として入力し、信号の入力から所定時間ハイレベルとなる信号を出力し、さらにトリガー信号の入力から所定時間が経過した後にハイレベルを維持する信号あるいは1ショットパルスを出力するトリガー信号検出装置が幅広く用いられている。例えば、異常が検出されてから所定時間モータの駆動を停止し、その後駆動を再開するというような制御に用いられている。
しかし、従来のトリガー信号検出装置では、所定時間をカウントするために用いられるクロックが入力されると、装置全体の回路が常時動作して無駄な電力が消費されるという問題があった。
また、従来のトリガー信号検出装置には、消費電力を抑えるために必要な時だけクロックを入力するように、装置へクロックが入力される段階でクロックゲーティングを行うものがあった。しかし、クロックゲーティングを行うためにはクロックイネーブル信号が必要となり、このクロックイネーブル信号を生成するための回路ブロックが新たに必要となる。この結果、装置全体の規模が大きくなり、消費電力を含めたコスト低減を有効に実現することができないという問題があった。
従来のトリガー信号の検出技術を開示した文献として、後述するような特許文献1が存在する。
しかしこの特許文献1に記載された信号検出回路では、クロックを用いることなく非同期で信号の検出を行っている。従って、非同期での検出に限られるという制約が存在する。このため、クロックに同期してトリガー信号を検出する際に消費電力を低減するものではなかった。
特開2001−175362号公報
本発明は、消費電力の低減が可能なトリガー信号検出装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様によるトリガー信号検出装置は、トリガー信号が入力し、第1の信号を所定時間出力するトリガー信号入力回路と、クロック及び前記第1の信号を与えられると、前記クロックを出力するクロックゲーティング回路と、前記クロックゲーティング回路から出力された前記クロックを与えられるとカウント動作を開始してカウント値を出力するカウンタと、前記カウンタから出力された前記カウント値が所定値に到達すると第2の信号を出力し、前記トリガー信号入力回路に与えて前記第1の信号の出力を停止させる時間設定回路とを備えることを特徴とする。
本発明の一態様によるトリガー信号検出装置は、トリガー信号とクロックとが入力されると、前記クロックを出力するクロックゲーティング回路と、前記トリガー信号と、前記クロックゲーティング回路から出力された前記クロックとを与えられて、所定期間第1の信号を出力するトリガー信号入力回路と、前記クロックゲーティング回路から出力された前記クロックを与えられるとカウント動作を開始してカウント値を出力するカウンタと、前記カウンタから出力された前記カウント値が所定値に到達すると第2の信号を出力し、前記トリガー信号入力回路に与えて前記第1の信号の出力を停止させる時間設定回路とを備えることを特徴とする。
本発明のトリガー信号検出装置によれば、簡易な構成で消費電力を低減しコスト低減に寄与することが可能である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
(1)実施の形態1
本発明の実施の形態1によるトリガー信号検出装置について、その構成を示した図1を用いて説明する。このトリガー信号検出装置は、トリガー信号の入力を検出して所定時間だけ第1のハイレベルの出力を行い、さらに検出から所定時間が経過した時点で第2のハイレベルの出力を行うものである。
本発明の実施の形態1によるトリガー信号検出装置について、その構成を示した図1を用いて説明する。このトリガー信号検出装置は、トリガー信号の入力を検出して所定時間だけ第1のハイレベルの出力を行い、さらに検出から所定時間が経過した時点で第2のハイレベルの出力を行うものである。
このトリガー信号検出装置は、トリガー信号入力回路TG1、クロックゲーティング回路CG1、カウンタCT1、時間設定回路TS1、トリガー信号inputが入力される入力端子IN1、クロックclockが入力される入力端子CLK、リセット信号reset_xが入力される入力端子RS1、トリガー信号inputの入力を検出すると所定時間ハイレベルの信号outputが出力される出力端子OUT1、トリガー信号inputの入力を検出してから所定時間経過後にハイレベルの信号AAが出力される出力端子OUT2を備える。
先ず、入力端子RS1から入力されたリセット信号reset_xが、トリガー信号入力回路TG1とカウンタCT1に入力されて初期状態にリセットされる。
入力端子IN1からハイレベルのトリガー信号inputが入力され、入力端子CLKからクロックclockが入力されてトリガー信号入力回路TG1に与えられる。トリガー信号入力回路TG1は、クロックclockに同期してトリガー信号inputの入力を検知した信号outputを出力端子OUT1から出力する。
カウンタCT1は、トリガー信号入力回路TG1から出力された、出力outputと同タイミングで波形が変化するリセット信号rst_xを与えられる。
一方、クロックゲーティング回路CG1にクロックclockが入力されるが、トリガー信号入力回路TG1からの出力outputがクロックゲーティング回路CG1に入力されるまでの間は、クロックclock_sを出力しない。出力outputを与えられると、クロックゲーティング回路CG1はクロックclock_sをカウンタCT1に供給する。これにより、カウンタCT1がカウント動作を開始する時点で始めてクロックclock_sがカウンタCT1に与えられることになる。このクロックclock_sがカウンタCT1に入力されると、クロックclock_sに同期してリセット信号rst_xによりリセットされてカウント値が0にクリアされた後、カウント動作が開始される。
カウンタCT1からカウント値countが出力されて、時間設定回路TS1に与えられる。時間設定回路TS1には予め所定時間が設定されており、カウント値countが所定値に到達すると、ハイレベルの出力AAが出力端子OUT2から出力される。
この出力AAはトリガー信号入力回路TG1にも与えられ、ハイレベルの出力outputがローレベルに変化する。
本実施の形態1によれば、カウント動作を必要とする時点のみからクロックclock_sがカウンタCT1に与えられてカウント動作が開始され、カウント動作が必要でない期間中はカウンタCT1へのクロック供給が停止される。これにより、カウンタCT1及び時間設定回路TS1が必要な期間のみ動作を行うため、消費電力が低減される。
また、カウンタCT1へのクロック供給をゲーティングする際に、トリガー信号入力回路TG1がトリガー信号inputの入力を検出した時点でクロック供給を開始するように制御する。このため、外部からクロックイネーブル信号を入力する必要がないため、イネーブル信号を生成するための回路を付加する必要が無く、装置面積の増加が防止されコスト低減に寄与することができる。
(2)実施の形態2
本発明の実施の形態2によるトリガー信号検出装置について、その構成を示した図2を用いて説明する。本実施の形態2は、上記実施の形態1におけるトリガー信号入力回路TG1、クロックゲーティング回路CG1内の回路構成を具体化した一例に相当する。
本発明の実施の形態2によるトリガー信号検出装置について、その構成を示した図2を用いて説明する。本実施の形態2は、上記実施の形態1におけるトリガー信号入力回路TG1、クロックゲーティング回路CG1内の回路構成を具体化した一例に相当する。
トリガー信号入力回路TG1は、シフトレジスタSR1、AND回路AN1及びAN2、OR回路OR1、フリップフロップFF1及びFF2を有する。クロックゲーティング回路CG1は、ラッチ回路LT1及びAND回路AN3を有する。
また、本実施の形態2における各信号(リセット信号reset_x、クロックclock、トリガー信号input、出力信号din、出力信号outd、出力信号output、イネーブル信号enable、クロックclock_s、リセット信号rst_x、10ビットのカウント値count[9:0]、出力信号AA)のタイムチャートを図3に示す。
ここで前提条件として、トリガー信号inputは、2クロックclock以上でかつ時間設定回路TS1に設定された時間以内の期間ハイレベルである必要がある。
ローレベルのリセット信号reset_xがシフトレジスタSR1、フリップフロップFF1及びFF2、カウンタCT1に入力され、リセットされる。この後、リセット信号reset_xがハイレベルになり動作状態になる。
トリガー信号inputがシフトレジスタSR1に入力され、クロックclockの立ち上がりエッジに同期してハイレベルの出力が0ビット、1ビットとして行われる。AND回路AN1において、0ビット目のハイレベルの出力と、1クロック遅れた1ビット目のハイレベルが反転されたローレベルの出力とが入力され、トリガー信号inputの入力を検知した1ショットパルスdinが出力される。
この1ショットパルスdinは、フリップフロップFF1に出力されてクロックclockの立ち下がりエッジでラッチされリセット信号rst_xとして出力されカウンタCT1に与えられる。さらに、1ショットパルスdinはAND回路AN2に入力され、同位相の信号outdとしてフリップフロップFF2に出力される。フリップフロップFF2においてクロックclockの立ち下がりエッジでラッチされてトリガー信号inputの入力を検知した出力信号outputとして出力端子OUT1から外部へ出力されると共に、ラッチ回路LT1に入力される。
ラッチ回路LT1において、クロックclockの立ち下がりエッジでラッチされてハイレベルのイネーブル信号enableが出力されてAND回路AN3に入力される。このイネーブル信号enableがクロックイネーブルとして作用し、クロックclockがAND回路AN3を介してカウンタCT1に与えられる。クロックclock_sの立ち上がりエッジでリセット信号rst_xのローレベルが入力されて同期リセットされ、カウント値が0にクリアされた後、カウント動作が開始される。カウンタCT1から出力された0ビットから9ビットのカウント値countが時間設定回路TS1に与えられ、所定値(ここでは、カウント値が”100”)に到達すると出力信号AAが出力されて出力端子OUT2から出力される。
この出力信号AAがOR回路OR1に反転されてローレベルとして入力されることで、AND回路AN2から出力されていた信号outdがローレベルに反転する。これにより、フリップフロップFF2においてクロックclock_sの立ち下がりエッジで信号outdのローレベルがラッチされ、出力端子OUT1から出力される信号outputがローレベルになる。また、この信号outputがローレベルになることで、ラッチ回路LT1から出力されるイネーブル信号enableもローレベルになり、AND回路AN3においてクロックclock_sが遮断されてカウンタCT1への供給が停止される。
本実施の形態2によれば、カウンタCT1へクロックclock_sが供給されてカウンタCT1及び時間設定回路TS1が動作するのは、イネーブル信号enableがハイレベルである期間、即ちトリガー信号inputの入力を検出してAND回路AN2からの出力信号outputがハイレベルになってから、時間設定回路TS1からの出力信号AAがハイレベルになるまでの期間に限られる。これにより、消費電力が低減される。ここで、時間設定回路TS1により設定する時間が長時間である程、カウンタCT1及び時間設定回路TS1の回路規模が増加する傾向にあるため、より消費電力の低減効果が大きくなる。
さらに、カウンタCT1へのクロックclock_sのゲーティング制御に必要なイネーブル信号enableを外部から必要とせず内部で生成する。このため、外部にイネーブル生成回路を設ける必要が無く回路規模の削減が可能である。
(3)実施の形態3
本発明の実施の形態3によるトリガー信号検出装置について、その構成を示した図4を用いて説明する。
本発明の実施の形態3によるトリガー信号検出装置について、その構成を示した図4を用いて説明する。
本実施の形態3によるトリガー信号検出装置は、上記実施の形態1と同様にトリガー信号inputの入力を検出して所定時間だけ第1のハイレベルの出力を行う。さらに、検出から所定時間が経過した時点で第2のハイレベルの出力を行う際に、上記実施の形態1ではハイレベルの出力を継続するのに対し、本実施の形態3では1ショットパルスを出力する。また、クロックを供給されて動作を開始する回路部分において、上記実施の形態1と本実施の形態3との間には相違がある。
本実施の形態3によるトリガー信号検出装置は、クロックゲーティング回路CG11、トリガー信号入力回路TG11、カウンタCT11、時間設定回路TS11、トリガー信号inputが入力される入力端子IN11、クロックclockが入力される入力端子CLK、リセット信号reset_xが入力される入力端子RS11、トリガー信号inputの入力を検出すると所定時間ハイレベルの信号outputが出力される出力端子OUT11、トリガー信号inputの入力を検出してから所定時間経過後に1ショットパルスとしてのハイレベルの信号AAが出力される出力端子OUT12を備える。
入力端子RS11から入力されたリセット信号reset_xが、トリガー信号入力回路TG11とカウンタCT11とに入力されて初期状態にリセットされる。
入力端子IN11からハイレベルのトリガー信号inputが入力され、入力端子CLKからクロックclockが入力されてクロックゲーティング回路CG11に与えられる。トリガー信号inputはトリガー信号入力回路TG11にも与えられる。
クロックゲーティング回路CG11は、クロックclockに同期してトリガー信号inputを入力すると、クロックclock_sを出力してトリガー信号入力回路TG11に与える。
一方、トリガー信号入力回路TG11にトリガー信号inputが入力され、さらにクロックゲーティング回路CG11からクロックclock_sが入力されると、動作を開始してリセット信号rst_xをカウンタCT11に出力する。
カウンタCT11はリセット信号rst_xを与えられてカウント値をリセットする。さらに、カウント動作を開始する時点で始めてクロックclock_sをクロックゲーティング回路CG11から与えられる。このクロックclock_sがカウンタCT11に入力されることで、一旦リセットされたカウント値をカウントする動作が開始される。
カウンタCT11からカウント値countが出力されて、時間設定回路TS11に与えられる。時間設定回路TS11は、カウント値countが所定値に到達すると、ワンショットパルスの出力AAが出力端子OUT12から出力される。
ワンショットパルスの出力AAはトリガー信号入力回路TG11にも与えられ、信号outputがハイレベルからローレベルに変化する。この信号outputはクロックゲーティング回路CG11にも入力され、クロックclock_sの供給が停止される。
再度、トリガー信号inputがローレベルからハイレベルになると、クロックゲーティング回路CG11からのクロックclock_sの供給が再度開始される。トリガー信号入力回路TG11は、このクロックclock_sの供給を受けてリセット信号rst_xを出力する。これにより、カウンタCT11のカウント値がクリアされる。
本実施の形態3によれば、カウント動作を必要とする時点のみからクロックclock_sがトリガー信号入力回路TG11及びカウンタCT11に与えられてカウント動作が開始され、カウント動作が必要でない期間中はこれらの2つの回路へのクロック供給が停止される。これにより、トリガー信号入力回路TG11、カウンタCT11及び時間設定回路TS11が必要な期間のみ動作するため、消費電力が低減される。
上記実施の形態1ではトリガー信号入力回路TG11がクロックclockを常時入力されて動作状態にあるが、本実施の形態3ではトリガー信号inputが入力された後の必要な期間のみ動作する。このため、本実施の形態3によれば実施の形態1よりもさらに消費電力を低減することができる。
また、クロック供給をゲーティングする際に、外部からクロックイネーブル信号を入力する必要がなくイネーブル信号を内部で生成するため、回路規模の増加が防止されコストが低減される。
(4)実施の形態4
本発明の実施の形態4によるトリガー信号検出装置について、その構成を示した図5を用いて説明する。本実施の形態4は、上記実施の形態3におけるクロックゲーティング回路CG11、トリガー信号入力回路TG11内の回路構成を具体化した一例に相当する。
本発明の実施の形態4によるトリガー信号検出装置について、その構成を示した図5を用いて説明する。本実施の形態4は、上記実施の形態3におけるクロックゲーティング回路CG11、トリガー信号入力回路TG11内の回路構成を具体化した一例に相当する。
クロックゲーティング回路CG11は、OR回路OR11、ラッチ回路LT11、AND回路AN12を有し、トリガー信号入力回路TG11はAND回路AN11及びAN13、OR回路OR12、シフトレジスタSR11、フリップフロップFF11を有する。
本実施の形態3における各信号(リセット信号reset_x、クロックclock、トリガー信号input、出力信号outd、出力信号output、イネーブル信号enable、クロックclock_s、リセット信号rst_x、10ビットのカウント値count[9:0]、出力信号AA)のタイムチャートを図6に示す。
ここで前提条件として、トリガー信号inputは、2クロックclock以上でかつ時間設定回路TS11に設定された時間以内の期間ハイレベルである必要がある。
ローレベルのリセット信号reset_xがシフトレジスタSR1、フリップフロップFF1及びFF2、カウンタCT11に入力され、リセットされる。この後、リセット信号reset_xがハイレベルになり動作状態になる。
トリガー信号inputがOR回路OR11を介してラッチ回路LT11に入力され、クロックclockの立ち上がりエッジに同期してハイレベルのイネーブル信号enableが出力される。AND回路AN12にこの信号とクロックclockとが入力され、クロックclock_sがシフトレジスタSR11とフリップフロップFF11とに入力される。
一方、AND回路AN11にトリガー信号inputが入力され、AND回路AN11、OR回路OR12を介してハイレベルの信号outdが出力される。
フリップフロップFF11にクロックclock_sが供給され動作状態になり、信号outdが入力されると、クロックclock_sの立ち下がりエッジに同期してハイレベルの信号outputが出力され、出力端子OUT11から出力される。
ハイレベルの信号outputはAND回路AN11に入力され、ローレベルの信号がOR回路OR12に入力される。OR回路OR12に後述するハイレベルの信号AAが入力されると、OR回路OR12の出力outdがローレベルになり、信号outputがローレベルに立ち下がる。
シフトレジスタSR11にクロックclock_sが供給されると、トリガー信号inputがクロックclock_sの立ち下がりエッジに同期して、ハイレベルの出力が0ビット、1ビットとして行われる。
AND回路AN13において、0ビット目のハイレベルの出力と、1クロック遅れた1ビット目のハイレベルが反転されたローレベルの出力とが入力され、トリガー信号inputの入力を検知した1ショットパルスとしてのリセット信号rst_xが出力される。
このリセット信号rst_xはカウンタCT11に与えられ、クロックclock_sの立ち上がりエッジに同期してリセットされカウント値が0にクリアされた後にカウント動作が開始される。カウンタCT11から出力された0ビットから9ビットのカウント値countが時間設定回路TS11に与えられ、所定値(ここでは、カウント値が”100”)に到達するとハイレベルの出力信号AAが出力されて出力端子OUT12から出力される。
この出力信号AAがOR回路OR12に入力されることで、上述したように信号outdがローレベルに反転する。これにより、フリップフロップFF11から出力され出力端子OUT11から出力されていたハイレベルの信号outputがローレベルになる。
また、この信号outputがローレベルになりOR回路OR11に与えられると、ラッチ回路LT11から出力されるイネーブル信号enableもローレベルになり、AND回路AN12においてクロックclock_sが遮断されてシフトレジスタSR11への供給が停止される。これにより、トリガー信号入力回路TG11、カウンタCT11、時間設定回路TS11の動作が停止する。
本実施の形態4によれば、トリガー信号inputの入力が検出されるまで、クロックclock_sが供給されずに動作しない回路がカウンタCT11及び時間設定回路TS11のみならずトリガー信号入力回路TG11も含まれるため、より消費電力を低減することができる。
ここで、時間設定回路TS11により設定する時間が長時間である程、カウンタCT11及び時間設定回路TS11の回路規模が増加する傾向にあるため、より消費電力の低減効果が大きくなる。
また、上記実施の形態2と同様に、クロックのゲーティング制御に必要なイネーブル信号を外部回路で生成することなく内部で生成するため、回路規模の縮小が可能である。
上記実施の形態はいずれも一例であって、本発明の技術的範囲内において様々に変形することが可能である。
TG1、TG11 トリガー信号入力回路
CG1、CG11 クロックゲーティング回路
CT1、CT11 カウンタ
TS1、TS11 時間設定回路
CG1、CG11 クロックゲーティング回路
CT1、CT11 カウンタ
TS1、TS11 時間設定回路
Claims (5)
- トリガー信号が入力し、第1の信号を所定時間出力するトリガー信号入力回路と、
クロック及び前記第1の信号を与えられると、前記クロックを出力するクロックゲーティング回路と、
前記クロックゲーティング回路から出力された前記クロックを与えられるとカウント動作を開始してカウント値を出力するカウンタと、
前記カウンタから出力された前記カウント値が所定値に到達すると第2の信号を出力し、前記トリガー信号入力回路に与えて前記第1の信号の出力を停止させる時間設定回路と、
を備えることを特徴とするトリガー信号検出装置。 - 前記トリガー信号入力回路は、前記トリガー信号が入力されるとリセット信号を出力し、
前記カウンタは、前記リセット信号と、前記クロックゲーティング回路から出力された前記クロックとを与えられてリセットされ、カウント動作を開始することを特徴とする請求項1記載のトリガー信号検出装置。 - トリガー信号とクロックとが入力されると、前記クロックを出力するクロックゲーティング回路と、
前記トリガー信号と、前記クロックゲーティング回路から出力された前記クロックとを与えられて、所定期間第1の信号を出力するトリガー信号入力回路と、
前記クロックゲーティング回路から出力された前記クロックを与えられるとカウント動作を開始してカウント値を出力するカウンタと、
前記カウンタから出力された前記カウント値が所定値に到達すると第2の信号を出力し、前記トリガー信号入力回路に与えて前記第1の信号の出力を停止させる時間設定回路と、
を備えることを特徴とするトリガー信号検出装置。 - 前記トリガー信号入力回路は、前記クロックゲーティング回路から出力された前記クロックを与えられるとリセット信号を出力し、
前記カウンタは、前記リセット信号と、前記クロックゲーティング回路から出力された前記クロックとを与えられてリセットされ、カウント動作を開始することを特徴とする請求項3記載のトリガー信号検出装置。 - 前記トリガー信号入力回路が、前記時間設定回路から出力された前記第2の信号を与えられて前記第1の信号の出力を停止すると、この第1の信号の出力の停止を受けて前記クロックゲーティング回路が前記クロックの出力を停止し、前記トリガー信号入力回路及び前記カウンタの動作が停止することを特徴とする請求項3又は4記載のトリガー信号検出装置。
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