JP2513314B2 - マイクロコンピュ―タ - Google Patents

マイクロコンピュ―タ

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JP2513314B2
JP2513314B2 JP1133151A JP13315189A JP2513314B2 JP 2513314 B2 JP2513314 B2 JP 2513314B2 JP 1133151 A JP1133151 A JP 1133151A JP 13315189 A JP13315189 A JP 13315189A JP 2513314 B2 JP2513314 B2 JP 2513314B2
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敏弘 野間
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/05Digital input using the sampling of an analogue quantity at regular intervals of time, input from a/d converter or output to d/a converter
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/1205Multiplexed conversion systems
    • H03M1/121Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel
    • H03M1/1215Interleaved, i.e. using multiple converters or converter parts for one channel using time-division multiplexing

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はA−Dコンバータを内蔵するマイクロコンピ
ュータに関する。
〔従来の技術〕
ハードディスクやフロッピーディスクのデータをリー
ド・ライトするヘッドの位置は、ディスク上のトラック
に追従させるため通常サーボ制御を行う必要がある。こ
のサーボ制御はあらかじめトラック上のデータ領域とデ
ータ領域の間に記録されたサーボパタンを、データ領域
の終了に同期してサンプリングすることにより現在のヘ
ッド位置を検出し、目標トラックとの差を判別し、サー
ボ制御を行う。
第7図はこのようなサーボ制御の一例を説明する模式
図である。データが記録されているデータトラック71〜
74,81〜84はディスクに同心円状に書込まれている。ま
た、サーボパタン75〜78はデータ領域から所定の間隔を
おいて記録されている。この場合、ヘッド70の位置は、
ヘッドがタイミングT1,T2,T3,T4の位置にあるとき、そ
のヘッドからの読み出し信号をA−D変換することによ
り得ることができる。
例えば、ここでヘッド70が、図の70の位置にあり、破
線上を移動した場合、タイミングT1,T2,T4でのA−D変
換結果は0Vに近く、タイミングT3での変換結果は5V近辺
である。これによりヘッドはトラック73,83上に位置し
ていることがわかる。また、トラックとトラックの中間
位置にヘッドが位置していても、A−D変換結果をチェ
ックすることにより位置を判別することができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、サーボ領域は一般に数100μs程度しかな
く、サーボパタンの幅も100μs程度しかない。従っ
て、実際にA−D変換結果を使用してヘッド位置を判別
するのが時間的にかなり後で問題がない場合でも、短時
間にアナログ電圧の変化がおきるので、非常に高速のA
−Dコンバータ(例えばフラッシュ型A−Dコンバー
タ)を必要とし、安価な逐次比較型などのA−Dコンバ
ータを使用することができなかった。
このフラッシュ型A−Dコンバータは、1タイミング
で変換することが可能であるが、たとえば8ビットA−
Dコンバータの場合、28個のコンパレータを必要とし、
一般に非常に高価でチップサイズも大きいため、シング
ルチップマイクロコンピュータなどに搭載することは不
可能である。そのため、応用システムが高価となり、ま
た専用A−Dコンバータを別に配置して、その出力を別
のマイクロコンピュータで受け取り判別を行う構成とな
るため、基板面積の増大,ワイヤリングコストの増大,
信頼性の低下を招いていた。また、同一タイミングで複
数のアナログ入力をA−D変換するような場合には複数
のA−Dコンバータを必要とし、さらに多大なコスト増
大を招いていた。
このように短時間に変化するアナログ電圧を変換する
従来のA−D変換システムでは高価なA−Dコンバータ
を外付けする必要があるため、応用システムのICコスト
増大,プリント基板の面積増大を招き、経済的ではな
く、信頼性を欠くという問題点を有している。
本発明の目的は、このような欠点を除き、短時間に変
化するアナログ電圧の変換を安価に行なうことができる
A−Dコンバータを有するマイクロコンピュータを提供
することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の構成は、所定周期毎に、データを受ける第1
領域とアクセスする電圧を検出する第2領域とからの信
号を受け、前記第2領域をアクセスしている所定期間に
連続して検出されるアナログ電圧が入力されるマイクロ
コンピュータにおいて、前記所定期間内に検出されたア
ナログ電圧を複数に分割してサンプリングするために前
記所定期間内に複数のサンプリング信号を出力するタイ
ミング発生回路と、前記複数のサンプリング信号に対応
して前記アナログ電圧をそれぞれサンプリングし保持す
る複数のサンプル・ホールド回路とを備えたことを特徴
とする。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例のブロック図である。アナ
ログ入力端子11はアナログ入力電圧をサンプルし、保持
する4個のサンプル・ホールド装置12〜15に接続され
る。タイマ22は、任意のデータを設定できるタイマレジ
スタ23と、トリガ端子11の入力信号に同期してタイマレ
ジスタ23の値をロードしデクリメント動作を行うダウン
カウンタ24と、タイマ出力制御部25とを有している。タ
イマ出力制御部25は、対応するサンプル・ホールド装置
12〜15に対し、サンプルタイミングを示すサンプル信号
45〜48と、A−Dコンバータ20に対して、全てのサンプ
ル・ホールド装置12〜15にサンプルされたことを示すサ
ンプル終了信号49を出力する。
サンプル・ホールド装置12〜15の出力は、A−Dコン
バータ20がサンプル終了信号49を受けて順次出力するセ
レクタ信号41〜44によって選択されるトランスファゲー
ト16〜19に接続されており、これによって選択されたア
ナログ電圧はA−Dコンバータ20でA−D変換され、そ
の変換結果は変換結果レジスタ21内に、サンプル・ホー
ルド装置12〜15のそれぞれに対応して4個設けられたレ
ジスタに格納される。
A−Dコンバータ20は、サンプル・ホールド装置12〜
15の保持しているアナログ電圧を全て変換終了したこと
を示す変換終了信号40を中央処理装置10に出力する。中
央処理装置10とA−Dコンバータ20とタイマ22とは内部
バス26によって接続されている。
第2図は第1図のA−Dコンバータ20の内部ブロック
図であり、コンパレータ31,ビット数を入れる逐次近似
レジスタ32,基準電圧入力端子27から基準電圧を供給す
る比較電圧発生回路33,タイミング制御回路34,変換結果
レジスタ21とで構成されている。
以下に本実施例の動作について述べる。
第3図は第1図の動作を説明するタイミング図であ
る。
タイマ22は外部より入力されるトリガ端子28への信号
の立下がりに同期してあらかじめ設定したタイマレジス
タ23の値をダウンカウンタ24にロードしてデクリメント
する。ダウンカウンタ24は値が“0"になるとタイマ出力
制御部25に信号を出力する。ダウンカウンタ24は、その
デクリメント動作を4回繰り返す。
タイマ出力制御部25は、トリガ端子28への入力信号の
立下りから、タイマレジスタ24の値に対応したタイミン
グでサンプリング信号45〜48を対応したサンプル・ホー
ルド装置12〜15に出力する。これらサンプル・ホールド
装置12〜15はそれぞれ対応するサンプル信号45〜48が
“1"となった時に、アナログ入力端子11に入力されてい
るアナログ入力電圧をサンプルし保持する。
タイマ出力制御部25は、またサンプル信号45〜48を出
力後A−Dコンバータ20内のタイミング制御回路34に対
し、全てのサンプル・ホールド装置12〜15にアナログ電
圧が保持されたことを示すサンプル終了信号49を出力す
る。これを受けたタイミング制御回路34は、セレクタ信
号41を“1"にしてトランスファゲート16を開き、サンプ
ル・ホールド装置12に保持されている値をA−Dコンバ
ータ内のコンパレータ31に印加する。
次に示す逐次比較方式により変換を行うA−Dコンバ
ータ20においては、まずビット数を入れる逐次近似レジ
スタ32の最上位ビット(ビット8とする)をセット
(1)し、比較電圧56を基準電圧入力端子27に入力され
ている入力電圧(VREF)の1/2の電圧にしてアナログ入
力と比較する。このアナログ入力電圧が1/2VREFより大
きければ、逐次近似レジスタ32のビット8をセットした
まま、また1/2VREFより小さければビット8をリセット
してビット7の比較に移る。
ビット7では、ビット8のレベルにより比較電圧56を
3/4VREFあるいは1/4VREFにしてアナログ入力と比較を行
なう。このような比較を最下位ビットまで続け、比較が
終了したとき逐次近似レジスタ32は有効なディスク信号
を保持しており、その結果は、変換結果レジスタ21にラ
ッチ入力され、転送信号55をタイミング制御回路34に出
力する。転送信号55を受けたタイミング制御回路34で
は、セレクタ信号を切換える。
A−Dコンバータ20では同様の変換動作を繰り返して
全てのサンプル・ホールド装置12〜15の保持値のA−D
変換値を符号化されたディジタルデータとして変換結果
レジスタ21に格納し終わると、変換終了信号40を発生す
る。この信号を受けた中央処理装置10は、変換結果レジ
スタ21内の値を内部バス2bを通して取り込み、A−D変
換結果に応じた処理を行う。
第4図は本発明の第2の実施例の概略ブロック図であ
る。本発明は、A−Dコンバータ20aがサンプル・ホー
ルド装置12〜15の出力を直接入力信号とすることを除い
て第1の実施例と同様であり、第5図に第4図中のA−
Dコンバータ20aの内部ブロック図を示す。A−Dコン
バータ20aは逐次近似レジスタ32,比較電圧発生回路33,
タイミング制御回路34,変換結果レジスタ21,トランスフ
ァゲート16〜19,コンパレータ51〜54で構成されてお
り、トランスファゲート16〜19の前段にコンパレータ51
〜54があり、コンパレータの論理レベル出力をトランス
ファゲートでセレクトしている。
次に、本実施例の動作について述べる。
サンプル・ホールド装置12〜15によりサンプリングさ
れた信号は、各々対応するコンパレータ51〜54に印加さ
れ、比較電圧56と比較され、“1"又は“0"の論理信号を
出力する。コンパレータ51〜54の出力は、トランスファ
ゲート16〜19によって選択され、逐次近似レジスタ32に
蓄わえられる。
本実施例では、アナログ電圧でなくコンパレータの論
理出力をセレクトするので他のサンプル・ホールド装置
などからの干渉を受けることが少なく、精度が向上す
る。以下、A−Dコンバータ20aに入力したサンプル・
ホールド装置12〜15のホールド値は、第1の実施例に示
したのと同様の方式でA−D変換される。
第6図は本発明の第3の実施例のブロック図である。
本実施例の構成及び動作は、アナログ入力端子61〜64を
備えサンプル・ホールド装置12〜15と同数有し、その各
信号がタイマ22から出力される1本のサンプル信号50に
よってサンプルされるサンプル・ホールド装置12〜15に
接続されていることを除いて同様である。
サンプル・ホールド装置12〜15は、トリガ端子28に入
力された同期信号から、タイマ22で発生するディレイを
おいて、アナログ入力端子61〜64のアナログ入力電圧を
同時にサンプルし保持する。
なお、本実施例では、サンプル・ホールド装置を4個
に設定していたが、この数をさらに増加したり、またア
ナログ入力端子の数を増やしてもかまわない。さらに、
A−D変換のスタートを4つのサンプル・ホールド装置
に全てサンプリングさせてから行っていたが、1つのサ
ンプル・ホールドにアナログ電圧がサンプルされたら直
ちにスタートする構成でもよい。また、A−D変換の同
期のトリガは端子より入力したが、これを他のタイマな
どから発生しても良く、A−D変換方式も逐次比較方式
を使用したが他の方式でも良い。
〔発明の効果〕
以上述べてきたように本発明は、短時間に変化するア
ナログ入力や、同一タイミングでの複数のアナログ入力
を安価にA−D変換することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の第1の実施例のブロック図、第2図は
第1図のA−Dコンバータ20の内部ブロック図、第3図
は第1図における各信号の関係を示したタイミング図、
第4図は本発明の第2の実施例のブロック図、第5図は
第4図のA−Dコンバータ20aの内部ブロック図、第6
図は本発明の第3の実施例のブロック図、第7図はフロ
ッピーディスク上に記録されたデータ領域とサーボパタ
ン領域の模式図である。 10……中央処理装置、11,61〜64……アナログ入力端
子、12〜15……サンプル・ホールド装置、16〜19……ト
ランスファゲート、20,20a……A−Dコンバータ、21…
…変換結果レジスタ、22……タイマ、23……タイマレジ
スタ、24……ダウンカウンタ、25,25a……タイマ出力制
御部、26……内部バス、27……基準電圧入力端子、28…
…トリガ端子、31,51〜54……コンパレータ、32……逐
次近似レジスタ、33……比較電圧発生回路、34……タイ
ミング制御回路、40……変換終了信号、41〜44……セレ
クタ信号、45〜48,50……サンプル信号、49……サンプ
ル終了信号、55……転送信号、56……比較電圧、70……
ヘッド、71〜74,81〜84……データトラック、75〜78…
…サーボパタン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前橋 幸男 東京都港区芝5丁目33番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−205726(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定周期毎に、データを受ける第1領域と
    アクセスする電圧を検出する第2領域とからの信号を受
    け、前記第2領域をアクセスしている所定期間に連続し
    て検出されるアナログ電圧が入力されるマイクロコンピ
    ュータにおいて、 前記所定期間内に検出されたアナログ電圧を複数に分割
    してサンプリングするために前記所定期間内に複数のサ
    ンプリング信号を出力するタイミング発生回路と、前記
    複数のサンプリング信号に対応して前記アナログ電圧を
    それぞれサンプリングし保持する複数のサンプル・ホー
    ルド回路とを備えたことを特徴とするマイクロコンピュ
    ータ。
  2. 【請求項2】複数のサンプル・ホールド回路のサンプリ
    ングが終了したことに応答して前記複数のサンプル・ホ
    ールド回路にそれぞれ分割されてサンプリングされた前
    記アナログ電圧を順次ディジタル信号に変換するA−D
    変換装置をさらに備えた請求項(1)記載のマイクロコ
    ンピュータ。
  3. 【請求項3】A−D変換装置が、複数のサンプル・ホー
    ルド装置のアナログ出力を複数のセレクト信号で順次選
    択し1個のコンパレータによる逐次比較により順次A−
    D変換するものである請求項(2)記載のマイクロコン
    ピュータ。
  4. 【請求項4】A−D変換装置が、複数のサンプル・ホー
    ルド装置のアナログ出力に対応して複数のコンパレータ
    を有し、これらコンパレータの各出力を対応する各セレ
    クト信号により順次選択してA−D変換するものである
    請求項(2)記載のマイクロコンピュータ。
JP1133151A 1988-12-06 1989-05-26 マイクロコンピュ―タ Expired - Fee Related JP2513314B2 (ja)

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EP0372526B1 (en) 1996-06-19
DE68926705T2 (de) 1997-02-20
EP0372526A2 (en) 1990-06-13
JPH02255992A (ja) 1990-10-16
EP0372526A3 (en) 1992-08-26

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