JP2658232B2 - N-base counter - Google Patents

N-base counter

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JP2658232B2
JP2658232B2 JP19912688A JP19912688A JP2658232B2 JP 2658232 B2 JP2658232 B2 JP 2658232B2 JP 19912688 A JP19912688 A JP 19912688A JP 19912688 A JP19912688 A JP 19912688A JP 2658232 B2 JP2658232 B2 JP 2658232B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はゲート数(4トランジスタを1ゲートと数え
ることにする)の少ないカウンタの構成に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a configuration of a counter having a small number of gates (four transistors are counted as one gate).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

まずはじめにことばの意味を明確にしておく。同期式
カウンタとはカウンタを構成するすべてのフリップフロ
ップのクロック端子が共通に結線されたものであり、そ
うでないものを非同期式カウンタという。論理形カウン
タとはカウンタを構成する各フリップフロップの出力を
2進数とみたとき、これが0から順次1ずつ増えていく
もののことであり、そうでないものを非論理形カウンタ
という。例えば4進カウンタを考えたとき、(00)→
(01)→(10)→(11)→(00)という動きをするのは
論理形カウンタであり、(00)→(01)→(11)→(1
0)→(00)という動きをするのは非論理形カウンタで
ある。本発明では論理形カウンタを扱う。
First, let's clarify the meaning of words. The synchronous counter is one in which the clock terminals of all flip-flops constituting the counter are connected in common, and the other is called an asynchronous counter. The logical counter is a counter which, when the output of each flip-flop constituting the counter is viewed as a binary number, increases sequentially by one from 0, and the counter which is not the same is called a non-logical counter. For example, considering a quaternary counter, (00) →
(01) → (10) → (11) → (00) is a logical counter, which is (00) → (01) → (11) → (1
It is the non-logical counter that moves from 0) to (00). The present invention deals with a logical counter.

従来2n進以上のカウンタというとほとんどの場合第8
図に示すような同期式カウンタが使われてきた。第8図
は23進カウンタの例である。101はカウンタ入力、107は
カウンタ出力であり、102〜106はフリップフロップであ
る。108〜110はANDゲート、111〜114はExclusiveORゲー
ト、115〜119はANDゲートであり、120はNANDゲートであ
る。NANDゲート120の出力がハイの間はカウンタはカウ
ンタ入力101の立下りごとに1ずつカウントアップして
いき、NANDゲート120の出力はローになると各フリップ
フロップのD入力はすべてローとなるために次のカウン
タ入力101の立下りでカウンタは0となる。NANDゲート1
20はQ4、Q2、Q1がハイのとき、すなわちカウンタが
(Q4,Q3,Q2,Q1,Q0)=(10110)になったとき0とな
る。すなわちカウンタは0から1、2、3……とカウン
トアップしていき22になるとNANDゲート120の出力がロ
ーとなり、カウンタは0にもどり、23進カウンタとして
動作する。
Conventionally, most of the counters of 2n or more are 8th
Synchronous counters have been used as shown. FIG. 8 is an example of a 23-base counter. 101 is a counter input, 107 is a counter output, and 102 to 106 are flip-flops. 108 to 110 are AND gates, 111 to 114 are Exclusive OR gates, 115 to 119 are AND gates, and 120 is a NAND gate. While the output of the NAND gate 120 is high, the counter counts up by one at every falling edge of the counter input 101, and when the output of the NAND gate 120 goes low, all the D inputs of each flip-flop go low. At the next falling edge of the counter input 101, the counter becomes 0. NAND gate 1
20 becomes 0 when Q 4 , Q 2 , and Q 1 are high, that is, when the counter becomes (Q 4 , Q 3 , Q 2 , Q 1 , Q 0 ) = (10110). That is, the counter counts up from 0 to 1, 2, 3,..., And when it reaches 22, the output of the NAND gate 120 goes low, the counter returns to 0, and operates as a 23-base counter.

一般に2n進以外のカウンタは同期式で構成すると、第
8図の23進カウンタとほとんど同じ考え方で任意の分周
比のカウンタが設計できる。すなわちN進カウンタを設
計しようという場合、第8図のNANDゲート120を変更
し、N−1のとき出力がローとなるようにしてやるだけ
でよい。
In general, if the counters other than the 2n- base are configured in a synchronous manner, a counter having an arbitrary frequency division ratio can be designed in almost the same way as the 23-base counter in FIG. That is, when designing an N-ary counter, it is only necessary to change the NAND gate 120 in FIG. 8 so that the output becomes low at the time of N-1.

しかし従来の同期式カウンタにより、任意の分周比の
カウンタを設計する方法ではゲート数が多くなってしま
うという欠点がある。
However, the conventional synchronous counter has a disadvantage that the number of gates increases in a method of designing a counter having an arbitrary frequency division ratio.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

2n進以外のカウンタとしてはほとんど同期式が使われ
てきたわけであるが、2n進カウンタについては第7図
(b)の同期式のほかに、第7図(a)に示すような非
同期式カウンタもかなり使われてきた。
As a counter other than the 2 n- ary counter, a synchronous type has almost been used, but for the 2 n- ary counter, in addition to the synchronous type shown in FIG. 7 (b), an asynchronous type as shown in FIG. 7 (a) is used. Expression counters have also been used considerably.

第7図(a)の非同期式16進カウンタと第7(b)の
同期式16進カウンタを比べると非同期式のほうが同期式
よりゲート数がかなり少ないことがわかる。非同期式カ
ウンタは動作速度が遅いという欠点はあるものの、動作
速度があまり問題にならない場合、ゲート数が少ない分
だけコストも下がり、非常にメリットが大きい。しかし
ながら第8図の23進カウンタのように2n進でないカウン
タについては、これまで適当な非同期式カウンタがなか
った。本発明の目的は2n進でないカウンタについてもゲ
ート数の少ない非同期式カウンタの構成を発明し、コス
トの安いカウンタを提供することにある。
Comparing the asynchronous hexadecimal counter of FIG. 7 (a) with the synchronous hexadecimal counter of FIG. 7 (b), it can be seen that the asynchronous type has a considerably smaller number of gates than the synchronous type. Although the asynchronous counter has a drawback that the operation speed is slow, when the operation speed does not matter much, the cost is reduced by the small number of gates, and the merit is very large. However, for non- 2n counters, such as the 23-ary counter in FIG. 8, no suitable asynchronous counter has been available. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive counter having an asynchronous counter having a small number of gates even for a counter which is not 2n- ary.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のN進カウンタは、 第1の入力端子と第1の出力端子とを有し分周比が2
である2進カウンタ(A)と、第2の入力端子と第2の
出力端子とを有し分周比が2n-1+1である2n-1+1進カ
ウンタ(B)と、第3の入力端子と第3の出力端子と分
周比制御端子とを有し分周比が2nと2n-1とを切り換え可
能な2n/2n-1+1進カウンタ(C)と、のうち少なくと
も1つを用いてなるN進カウンタにおいて、 N−1を2進化した2進数が、下位(LSB)側から1が
最初に存在するビットまでを1ブロックとしてそれぞれ
区切られるとともに、該各ブロックに上位(MSB)側か
ら順次番号が添付され、 該番号が添付されたブロックのうち第1番目のブロッ
クには、1ビットのとき前記2進カウンタ(A)が対応
され、2ビット以上のとき前記2n-1+1進カウンタ
(B)が対応され、 前記番号が添付されたブロックのうち第m番目のブロ
ックには、1ビットのとき前記2進カウンタ(A)が対
応され、2ビット以上のとき前記2n/2n-1+1進カウン
タ(C)が対応され、 該対応されたそれぞれのカウンタは、ブロック順を逆
にしてそれぞれカスケード接続され、 前記第m番目のブロックに2n/2n-1+1進カウンタ
(C)が対応しているとき、該2n/2n-1+1進カウンタ
(C)の分周比制御端子には、第m−1番目以前の各ブ
ロックに対応するカウンタの全出力の論理積が入力され
てなることを特徴とする。
The N-ary counter of the present invention has a first input terminal and a first output terminal and has a division ratio of 2
In a binary counter and (A), a second input terminal and 2 n-1 +1 binary counter is a divide ratio and a second output terminal 2 n-1 +1 (B) , third An input terminal, a third output terminal, and a frequency division ratio control terminal, the frequency division ratio of which can be switched between 2 n and 2 n -1 and a 2 n / 2 n -1 + decimal counter (C); In the N-ary counter using at least one of the following, a binary number obtained by binarizing N-1 is divided into blocks each from the lower (LSB) side to the bit where 1 first exists. A number is sequentially attached to the block from the upper (MSB) side, and the first block among the blocks to which the number is attached corresponds to the binary counter (A) when the number is 1 bit, and the number is 2 bits or more. At this time, the 2 n-1 + 1-ary counter (B) corresponds to the m-th block among the blocks to which the number is attached. When the lock is 1 bit, the binary counter (A) is corresponded. When the lock is 2 bits or more, the 2 n / 2 n-1 + 1-ary counter (C) is corresponded. , respectively cascaded to the block sequence in the reverse, when the m-th block 2 n / 2 n-1 +1 binary counter (C) corresponds, the 2 n / 2 n-1 +1 ary counter (C) The dividing ratio control terminal is characterized in that the logical product of all outputs of the counter corresponding to each block before the (m-1) -th block is input.

(ただしN、n、mは2以上の整数) 本発明の動作を第1図を用いて説明する。(However, N, n, and m are integers of 2 or more.) The operation of the present invention will be described with reference to FIG.

第1図(a)は本発明の実施例の1つであり、第8図
の同期式の23進カウンタを非同期式で実現したものであ
る。第1図(a)の動作説明をする前に、まず本発明の
非同期式論理形カウンタの構成を示しておく。
FIG. 1A shows an embodiment of the present invention, in which the synchronous 23-ary counter of FIG. 8 is realized asynchronously. Before explaining the operation of FIG. 1A, the configuration of the asynchronous logic counter of the present invention will be described first.

ステップ1:N進カウンタを構成したい場合まずN−1を
2進数表示する。〔23進カウンタの場合N−1=22であ
り、(Q4,Q3,Q2,Q1,Q0)=(10110)となる。〕 ステップ2:N−1の2進数表示を下位から見ていき、
‘1'が出たら‘1'までを含めてブロックとして区切る。
このとき、各ブロックは1個の‘1'と0個以上の‘0'と
からなり、(10…0)の形になる。上位より順に第1ブ
ロック、第2ブロック……と順番をつける。〔23進カウ
ンタの場合3つのブロックに分かれ第1ブロックはQ4
Q3であり、(Q4,Q3)=(10)となる。第2ブロックはQ
2であり、(Q2)=(1)、第3ブロックはQ1Q0であ
り、(Q1Q0)=(10)となる。なお今後、上記の(1
0)、(1)、(10)のように表現されたものを各ブロ
ックのブロック表示と呼ぶこととする。
Step 1: To configure an N-ary counter First, N-1 is displayed in binary. [In the case of a 23-digit counter, N-1 = 22, and (Q 4 , Q 3 , Q 2 , Q 1 , Q 0 ) = (10110). Step 2: Look at the binary display of N-1 from the bottom,
If '1' appears, divide it into blocks including '1'.
At this time, each block is composed of one '1' and zero or more '0's, and has the form of (10 ... 0). The first block, the second block,... [In the case of a 23-base counter, the first block is divided into three blocks, Q 4 ,
Is Q 3, the (Q 4, Q 3) = (10). The second block is Q
Is 2, (Q2) = (1 ), the third block is Q 1 Q 0, the (Q 1 Q 0) = ( 10). In the future, the above (1)
Those expressed as (0), (1), and (10) are referred to as block display of each block.

ステップ3:第1ブロックをA型カウンタユニット又はB
型カウンタユニットで置きかえる。
Step 3: First block is A type counter unit or B
Replace with a type counter unit.

(a) 第1ブロックが1ビットのみでブロック表示が
(1)となる場合、2進カウンタでおきかえる。本明細
書の中では2進カウンタをA型カウンタユニットと呼ぶ
ことにする。
(A) When the first block has only one bit and the block display is (1), the block is replaced by a binary counter. In this specification, a binary counter is referred to as an A-type counter unit.

(b) 第1ブロックが2ビット以上でブロック表示が
(10…0)のとき、ブロック中のビット数をnとすると
(2n-1+1)進カウンタで置きかえる。本明細書の中で
は(2n-1+1)進カウンタをB型カウンタユニットと呼
ぶことにする。
(B) When the first block is 2 bits or more and the block display is (10 ... 0), if the number of bits in the block is n, it is replaced by a (2 n-1 +1) -ary counter. In this specification, the (2 n-1 +1) -ary counter will be referred to as a B-type counter unit.

〔23進カウンタの場合、第1ブロックはブロック表示が
(10)であり、3進カウンタ(B型カウンタユニット)
で置きかえる。〕 ステップ4:第2ブロック以降をA型カウンタユニット又
はC型カウンタユニットで置きかえる。
[In the case of a 23-base counter, the first block has a block display of (10) and a ternary counter (B-type counter unit)
Replace with Step 4: The second and subsequent blocks are replaced with an A-type counter unit or a C-type counter unit.

(a) 第2ブロック以降のブロックが1ビットのみで
ブロック表示が(1)となる場合、2進カウンタ(A型
カウンタユニット)で置きかえる。
(A) When the block after the second block has only one bit and the block display is (1), the block is replaced by a binary counter (A-type counter unit).

(b) 第2ブロック以降のブロックが2ビット以上
で、ブロック表示が(10…0)のとき、ブロック内のビ
ット数をnとすると、分周比が2nと2n-1+1の2通りを
もつC型カウンタユニットで置きかえる。本明細書の中
では次のようなものをC型カウンタユニットと呼んでい
る。すなわち分周比制御入力をもち、これがローのとき
2n進カウンタとなり、ハイのとき(2n-1+1)進カウン
タとなるもののことであり、これをまた2n/(2n-1
1)進カウンタとを表現している。〔23進カウンタの場
合第2ブロックはブロック表示が(1)でありA型カウ
ンタユニット(2進カウンタ)で置きかえる。第3ブロ
ックは(10)でありC型カウンタユニット(4/3進カウ
ンタ)で置きかえる。〕 ステップ5:各カウンタユニットは前段のカウンタユニッ
トの出力をクロック入力としてカスケード接続する。
〔23進カウンタにおいては第3ブロックC型カウンタユ
ニットの出力を第2ブロックのA型カウンタのクロック
入力へ接続し、第2ブロックのA型カウンタユニットの
出力を第1ブロックのB型カウンタユニットのクロック
入力へ接続する。〕 ステップ6:C型カウンタユニットの分周比制御入力には
自分より後段のすべてのカウンタユニットの出力をAND
した信号を入れる。〔23進カウンタの場合、第3ブロッ
クのC型カウンタユニットの分周比制御入力には、第1
ブロックのB型カウンタユニットの出力と第2ブロック
のA型カウンタユニットの出力のANDした信号を入れ
る。〕 以上の6つのステップをふむことにより本発明の非同
期式論理形カウンタが構成できる。なお説明中の前段と
はブロックでいうと数字の大きいほうのブロックのこと
である。すなわち第2ブロックに対して前段とは第3ブ
ロックのことであり、後段とは第1ブロックのことであ
る。
(B) When the blocks after the second block are 2 bits or more and the block display is (10... 0), assuming that the number of bits in the block is n, the frequency division ratio is 2 n and 2 n-1 +1. Replaced by a C-type counter unit with a street. In this specification, the following is called a C-type counter unit. That is, it has a division ratio control input and when this is low
It is a 2n- ary counter, and when high, it becomes a ( 2n-1 + 1) -ary counter, which is also referred to as 2n / ( 2n-1 +
1) A binary counter is represented. [In the case of a 23-ary counter, the second block is indicated by block (1) and is replaced by an A-type counter unit (binary counter). The third block is (10) and is replaced by a C-type counter unit (4/3 ternary counter). Step 5: Each counter unit cascades using the output of the preceding counter unit as a clock input.
[In the 23-base counter, the output of the third block C-type counter unit is connected to the clock input of the second block A-type counter, and the output of the second block A-type counter unit is connected to the output of the first block B-type counter unit. Connect to clock input. Step 6: AND the outputs of all counter units downstream from itself to the division ratio control input of the C-type counter unit.
Input signal. [In the case of a 23-base counter, the division ratio control input of the C-type counter unit of the third block includes the first
A signal obtained by ANDing the output of the B-type counter unit of the block and the output of the A-type counter unit of the second block is input. The asynchronous logic type counter of the present invention can be configured by taking the above six steps into consideration. The former stage in the description is a block having a larger number when it is referred to as a block. That is, the former stage of the second block is the third block, and the latter stage is the first block.

ここで第1図(a)の23進カウンタの動作説明に戻
る。1はカウンタへのクロック入力であり、2はカウン
タの出力である。6はC型カウンタユニット(4/3進カ
ウンタ)であり、7はA型カウンタユニット(2進カウ
ンタ)であり、8はB型カウンタユニット(3進カウン
タ)である。3はC型カウンタユニット6の分周比制御
入力であり、これがローのときC型カウンタユニット6
は4進カウンタとなり、ハイのとき3進カウンタとな
る。4はC型カウンタユニット6の出力であり、これが
A型カウンタユニット7の入力となっている。5はA型
カウンタユニット7の出力であり、これがB型カウンタ
ユニット8の入力となっている。9はANDゲートであ
り、A型カウンタユニット7の出力とB型カウンタユニ
ット8の出力のANDをとってこれをC型カウンタユニッ
ト6の分周比制御入力3としている。10〜14はフリップ
フロップであり、FF0〜FF4と記す。又各フリップフロッ
プのQ出力をQ0〜Q4と記すことにする。
Returning now to the description of the operation of the 23-base counter in FIG. 1 is a clock input to the counter, and 2 is an output of the counter. Reference numeral 6 denotes a C-type counter unit (a quaternary counter), 7 denotes an A-type counter unit (a binary counter), and 8 denotes a B-type counter unit (a ternary counter). Reference numeral 3 denotes a frequency division ratio control input of the C-type counter unit 6, and when this is low, the C-type counter unit 6
Is a quaternary counter, and when high, a ternary counter. Reference numeral 4 denotes an output of the C-type counter unit 6, which is an input of the A-type counter unit 7. Reference numeral 5 denotes an output of the A-type counter unit 7, which is an input of the B-type counter unit 8. Reference numeral 9 denotes an AND gate, which performs an AND operation on the output of the A-type counter unit 7 and the output of the B-type counter unit 8, and uses the result as the frequency division ratio control input 3 of the C-type counter unit 6. 10 to 14 is a flip-flop, it referred to as FF 0 ~FF 4. Also it will be referred to as the Q output of each flip-flop with Q 0 ~Q 4.

第1ブロックのB型カウンタユニット8は3進カウン
タであり、クロック入力5(=Q2)に対して第1図
(b)の(3)のようにQ3、Q4が変化する。第2ブロッ
クのA型カウンタユニット7は2進カウンタであり、ク
ロック入力4(=Q1)に対して第1図(b)の(2)の
ようにQ2が変化する。第3ブロックのC型カウンタユニ
ット6は4/3進カウンタであり、分周比制御入力3(=
S)がローのときは4進カウンタとして動作し、分周比
制御入力3(=S)がハイのときは3進カウンタとして
動作する。SがローのときQ0、Q1はクロック入力1(=
I)に対して第1図(b)の(1)の(i)のように変
化し、又Sがハイのときは第1図(b)の(1)の(i
i)のように変化する。第1図(b)の各カウンタユニ
ットの動作をつなぎあわせると、第1図(a)のカウン
タ全体の動作は第1図(c)のようになる。すなわち、
第1図(a)においてQ4=Q2=1になるまでの間はSは
ローであり、第3ブロックのC型カウンタユニット6は
4進カウンタとして動作するため、第1図(C)のT0
らT19まで2n進カウンタと同じ動作をする。T20になると
Q4=Q2=1となり、第3ブロックは3進カウンタとして
動作する。すなわちT20からT21、T22と推移したあと、Q
0、Q1は(Q0,Q1)=(0,0)にもどる。このときQ1すな
わち、第2ブロックのクロック入力4がハイからローに
変化するため、Q2も1から0に反転する。Q2は第1ブロ
ックのクロック入力であり、このとき(Q3,Q4)は(0,
1)から(0,0)に推移する。こうして結局、T22の次はQ
8〜Q4すべてが0となり、カウンタはT0にもどり、全体
としては23進カウンタとして動作する。
The B-type counter unit 8 of the first block is a ternary counter, and Q 3 and Q 4 change with respect to the clock input 5 (= Q 2 ) as shown in (3) of FIG. 1B. A type counter unit 7 of the second block is a binary counter, a change in Q 2 as (2) of FIG. 1 with respect to the clock input 4 (= Q 1) (b). The C-type counter unit 6 of the third block is a 4/3 counter, and the frequency division ratio control input 3 (=
When S) is low, it operates as a quaternary counter, and when the frequency division ratio control input 3 (= S) is high, it operates as a ternary counter. When S is low, Q 0 and Q 1 are clock input 1 (=
I) changes as shown in FIG. 1 (b) (1) (i), and when S is high, (i) in FIG. 1 (b) (1)
It changes like i). When the operations of the respective counter units in FIG. 1B are connected, the operation of the entire counter in FIG. 1A is as shown in FIG. 1C. That is,
In FIG. 1A, S is low until Q 4 = Q 2 = 1, and the C-type counter unit 6 of the third block operates as a quaternary counter. The operation from T 0 to T 19 is the same as that of the 2 n counter. At T 20
Q 4 = Q 2 = 1, and the third block operates as a ternary counter. That is after you transition from T 20 and T 21, T 22, Q
0, Q 1 is returned to (Q 0, Q 1) = (0,0). In this case Q 1 That is, since the clock input 4 of the second block changes from high to low, Q 2 is also inverted from 1 to 0. Q 2 is a clock input of the first block, this time (Q 3, Q 4) is (0,
Transition from (1) to (0,0). In this way after all, the next T 22 is Q
8 to Q 4 all 0, the counter returns to T 0, as a whole operates as a 23-ary counter.

〔実施例〕〔Example〕

第2図(a)にA型カウンタユニット、B型カウンタ
ユニットおよびC型カウンタユニットの実施例を示す。
第2図(a)の(1)で図の上段がシンボルを示し、下
段が回路図を示す(以降、全て同じ)。Iが各カウンタ
ユニットのクロック入力であり、Oがカウンタユニット
の出力である。第2図(a)の(3)のC型カウンタユ
ニットにおいて、Sは分周比制御入力である。B型カウ
ンタユニットとC型カウンタユニットについてはnビッ
トの場合の一般形を示したものであり、n=2、3、
4、5の場合の回路図は第3図および第4図のようにな
る。各カウンタユニットについて、実際の回路例ととも
にシンボルも示した。
FIG. 2A shows an embodiment of the A-type counter unit, the B-type counter unit and the C-type counter unit.
In (1) of FIG. 2 (a), the upper part of the figure shows a symbol, and the lower part shows a circuit diagram (the same applies hereinafter). I is the clock input of each counter unit, and O is the output of the counter unit. In the C-type counter unit of (3) in FIG. 2 (a), S is a frequency division ratio control input. The B-type counter unit and the C-type counter unit show a general form in the case of n bits, where n = 2, 3,
Circuit diagrams for cases 4 and 5 are as shown in FIG. 3 and FIG. For each counter unit, symbols are shown together with actual circuit examples.

第2図(a)の(2)のB型カウンタユニット及び第
2図(a)の(3)のC型カウンタユニットの動作を簡
単に説明しておく。第2図(b)はB型カウンタユニッ
トの動作を示したものである。第2図(a)の(2)に
おいてB型カウンタユニットを構成する各フリップフロ
ップを下位より順にFF0〜FFn-1と記し、各フリップフロ
ップのQ出力をQ0〜Qn-1、D入力をQ0〜Qn-1と記すこと
にする。Qn-1=0の間は となり、FF0〜FFn-2のn−1個のフリップフロップはリ
ップルカウンタを構成するため、第2図(b)のように
カウンタはT0からT2n-1 -1までの間は1ずつカウントア
ップしていく。Dn-1はQ0からQn-2すべて1のときのみ1
となるため、T2 n-1において、はじめて1となる。この
ときQ0からQn-2はすべて0にもどる。T2 n-1においてQ
n-1=1となると、 となり、又Dn-1も0であるため、T2 n-1の次はQ0〜Qn-1
すべてが0となる。すなわちT2 n-1の次はT0にもどり、
カウンタは2n-1+1進カウンタとして動作する。
The operation of the B-type counter unit of (2) in FIG. 2A and the C-type counter unit of (3) in FIG. 2A will be briefly described. FIG. 2 (b) shows the operation of the B-type counter unit. Marked FF 0 ~FF n-1 of the flip-flops constituting the B-type counter unit from lower in the order in the second view of (a) (2), the Q output of each flip-flop Q 0 ~Q n-1, D input the will be referred to as Q 0 ~Q n-1. While Q n-1 = 0 Next, to configure the FF 0 to ff n-2 of the n-1 flip-flops ripple counter, while the counter as of FIG. 2 (b) from T 0 to T2 n-1 -1 1 Count up by one. D n-1 is 1 only when Q 0 to Q n-2 are all 1
Therefore, it becomes 1 for the first time at T 2 n-1 . At this time, Q 0 to Q n−2 all return to 0. Q at T 2 n-1
When n-1 = 1, And D n-1 is also 0, so that T 2 n-1 is followed by Q 0 to Q n-1
All become 0. That is, after T 2 n-1 returns to T 0 ,
The counter operates as a 2 n-1 +1 counter.

第2図(C)はC型カウンタユニットの動作を示した
ものである。第2図(a)の(3)においても第2図
(a)の(2)と同様に各フリップフロップおよびその
Q出力、D入力をそれぞれFF0〜FFn-1、Q0〜Qn-1、D0
Dn-1と記すことにする。Sは分周比制御入力である。S
=0のとき、 すなわちFF0〜FFn-2はリップルカウンタとなり、又FF
n-1はQ0〜Qn-2がすべて1のとき反転し、それ以外のと
きは同じ値を保持するため、結局、FF0〜FFn-1は2n進カ
ウンタとなり、第2図(C)の(1)のように動作す
る。S=1のときは となる。又、Dn-1={(Q0・Q1・…・Qn-2)Qn-1}・ となり、Q0・Q1・…・Qn-2・Qn-1が実際にはあらわれな
い状態であることを考慮するとDn-1=Q0・Q1・…・Qn-2
となる。すなわち、S=1のとき、C型カウンタユニッ
トはB型カウンタユニットと同じ2n-1+1進カウンタに
なり、第2図(C)の(2)のように動作する。
FIG. 2C shows the operation of the C-type counter unit. Figure 2 (a) (3) The second diagram (a) of (2) as well as each flip-flop and the Q output thereof at, D enter each FF 0 ~FF n-1, Q 0 ~Q n -1, D 0 ~
D n-1 . S is a frequency division ratio control input. S
= 0, That is, FF 0 to FF n-2 are ripple counters,
n-1 is inverted when the Q 0 to Q n-2 are all 1, because at other times to the same value, after all, FF 0 to ff n-1 becomes 2 n-ary counter, Figure 2 It operates as in (C) (1). When S = 1 Becomes Also, D n-1 = {(Q 0 · Q 1 ····· Q n-2 ) Q n-1 } · Next, Q 0 · Q 1 · ... · Q when n-2 · Q n-1 is considered to be actually a state that does not appear in D n-1 = Q 0 · Q 1 · ... · Q n-2
Becomes That is, when S = 1, the C-type counter unit becomes the same 2 n-1 + 1-ary counter as the B-type counter unit, and operates as shown in (2) of FIG. 2 (C).

本発明による非同期式論理形カウントは、以上説明し
たA型カウンタユニット、B型カウンタユニット及びC
型カウンタユニットを組み合わせることにより得られ
る。2進カウンタから32進カウンタまでの実施例を第5
図(a)〜第5図(d)に示す。実施例は第2図
(a)、第3図および第4図で示したシンボルを使って
表現してある。なお実施例の各カウンタの構成について
は先に説明した6つのステップによる構成に従ってい
る。
The asynchronous logic type counting according to the present invention can be implemented by the A-type counter unit, the B-type counter unit and the C-type counter unit described above.
It is obtained by combining a mold counter unit. 5th Embodiment from Binary Counter to 32nd Counter
Figures (a) to (d) are shown. The embodiment is expressed using the symbols shown in FIGS. 2 (a), 3 and 4. The configuration of each counter in the embodiment follows the configuration of the above-described six steps.

(実施例の効果) 第6図(a)と第6図(b)に本発明によるカウンタ
と従来の同期式カウンタのゲート数の比較を示す。例え
ば23進カウンタを見ると、第8図の従来のカウンタが53
ゲートなのに対し、第1図の本発明によるカウンタでは
38ゲートとなっており、ゲート数は約30%少なくなって
いる。2進カウンタから32進カウンタを見てみると平均
で約25%ゲート数は少なくなっている。
(Effects of Embodiment) FIGS. 6A and 6B show a comparison of the number of gates between the counter according to the present invention and the conventional synchronous counter. For example, looking at the 23-base counter, the conventional counter in FIG.
In contrast to the gate, the counter according to the invention in FIG.
There are 38 gates, about 30% fewer gates. Looking at the binary counter from the binary counter, the gate count is about 25% smaller on average.

現在、電子機器ではゲートアレイとかスタンダードセ
ルとかが非常によく使われているが、ゲートアレイなど
の場合ゲート数とコストはほぼ比例関係にあり、本発明
によるカウンタを利用することにより、約25%のコスト
ダウンがはかられる。又カウンタはすべての電子回路の
基本でありその応用範囲は非常に広く、本発明の効果も
非常に大きいと思われる。
At present, gate arrays and standard cells are very often used in electronic equipment, but in the case of gate arrays, etc., the number of gates and cost are almost proportional, and by using the counter according to the present invention, about 25% Costs can be reduced. Also, the counter is the basis of all electronic circuits, its application range is very wide, and the effect of the present invention seems to be very large.

なお、第6図(a)、第6図(b)にはゲート数の比
較とともに本発明によるカウンタの構成についても示し
た。N進カウンタ(N=2〜32)についてN−1の2進
数で表示し、下位から見ていき1が出たら1まで含めて
ブロックとして区切り、区切られた各ブロックをそれぞ
れ、A型カウンタユニット、B型カウンタユニット又は
C型カウンタユニットでおきかえている。これをもと
に、第5図(a)〜第5図(d)のカウンタが構成され
ている。
FIGS. 6 (a) and 6 (b) show the configuration of the counter according to the present invention together with the comparison of the number of gates. The N-ary counter (N = 2 to 32) is represented by a binary number of N−1, and when it is seen from the lower side, when 1 appears, it is divided into blocks including 1 and each divided block is an A-type counter unit. , B-type counter unit or C-type counter unit. Based on this, the counters in FIGS. 5A to 5D are configured.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように本発明によれば、カウンタ数を減ら
すことができ、コストダウンが図ることができた。
As described above, according to the present invention, the number of counters can be reduced, and the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図(a)は本発明の実施例を23進カウンタについて
示した図であり、第1図(b)と第1図(c)はその動
作説明図である。第2図(a)は本発明のカウンタの重
要な構成要素であるA型カウンタユニット、B型カウン
タユニット、C型カウンタユニットの実施例を示した図
であり、第2図(b)、第2図(C)はその動作説明図
である。第3図と第4図の(a)〜(d)はB型カウン
タユニットおよびC型カウンタユニットの実施例を具体
的に示した図である。第5図(a)〜第5図(d)は本
発明の実施例を2進〜32進カウンタについて示した図で
ある。第6図(a)と第6図(b)は本発明の構成及び
本発明のカウンタと従来のカウンタのゲート数の比較を
2進〜32進カウンタについて示した図である。第7図
(a)(b)は従来の16進カウンタを示した図である。
第8図は従来のカウンタの例を23進カウンタについて示
した図である。 1……カウンタのクロック入力 2……カウンタの出力 3……分周比制御入力 4……第3ブロックの出力 5……第2ブロックの出力 6……第3ブロック(C型カウンタユニット) 7……第2ブロック(A型カウンタユニット) 8……第1ブロック(B型カウンタユニット) 9……ANDゲート 10〜14……フリップフロップ 101……カウンタのクロック入力 102〜106……フリップフロップ 107……カウンタの出力 108〜110、115〜119……ANDゲート 111〜114……Exclusive ORゲート 120……NANDゲート
FIG. 1 (a) is a diagram showing an embodiment of the present invention for a 23-ary counter, and FIGS. 1 (b) and 1 (c) are explanatory diagrams of the operation thereof. FIG. 2 (a) is a diagram showing an embodiment of an A-type counter unit, a B-type counter unit, and a C-type counter unit which are important components of the counter of the present invention. FIG. 2C is a diagram for explaining the operation. FIGS. 3 (a) to 3 (d) are diagrams specifically showing an embodiment of a B-type counter unit and a C-type counter unit. FIGS. 5 (a) to 5 (d) are diagrams showing an embodiment of the present invention for a binary to hexadecimal counter. 6 (a) and 6 (b) are diagrams showing the configuration of the present invention and a comparison of the number of gates between the counter of the present invention and the conventional counter for a binary to hexadecimal counter. FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a conventional hexadecimal counter.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional counter for a 23-base counter. 1 ... Counter clock input 2 ... Counter output 3 ... Division ratio control input 4 ... Third block output 5 ... Second block output 6 ... Third block (C-type counter unit) 7 ... Second block (A-type counter unit) 8 First block (B-type counter unit) 9 AND gate 10 to 14 Flip-flop 101 Clock input of counter 102 to 106 Flip-flop 107 …… Counter output 108 to 110, 115 to 119 …… AND gate 111 to 114 …… Exclusive OR gate 120 …… NAND gate

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1の入力端子と第1の出力端子とを有し
分周比が2である2進カウンタ(A)と、第2の入力端
子と第2の出力端子とを有し分周比が2n-1+1である2
n-1+1進カウンタ(B)と、第3の入力端子と第3の
出力端子と分周比制御端子とを有し分周比が2nと2n-1
を切り換え可能な2n/2n-1+1進カウンタ(C)と、の
うち少なくとも1つを用いてなるN進カウンタにおい
て、 N−1を2進化した2進数が、下位(LSB)側から1が
最初に存在するビットまでを1ブロックとしてそれぞれ
区切られるとともに、該各ブロックに上位(MSB)側か
ら順次番号が添付され、 該番号が添付されたブロックのうち第1番目のブロック
には、1ビットのとき前記2進カウンタ(A)が対応さ
れ、2ビット以上のとき前記2n-1+1進カウンタ(B)
が対応され、 前記番号が添付されたブロックのうち第m番目のブロッ
クには、1ビットのとき前記2進カウンタ(A)が対応
され、2ビット以上のとき前記2n/2n-1+1進カウンタ
(C)が対応され、 該対応されたそれぞれのカウンタは、ブロック順を逆に
してそれぞれカスケード接続され、 前記第m番目のブロックに2n/2n-1+1進カウンタ
(C)が対応しているとき、該2n/2n-1+1進カウンタ
(C)の分周比制御端子には、第m−1番目以前の各ブ
ロックに対応するカウンタの全出力の論理積が入力され
てなることを特徴とするN進カウンタ。 (ただしN、n、mは2以上の整数)
1. A binary counter (A) having a first input terminal and a first output terminal and having a division ratio of 2, and a second input terminal and a second output terminal. The division ratio is 2 n-1 +1 2
n-1 +1 binary counter (B), and a third input terminal and the third output terminal and the frequency dividing ratio control terminal and dividing ratio has is 2 n and 2 n capable of switching and 2 n-1 / 2 n-1 + 1-ary counter (C) and at least one of the N-ary counters, wherein a binary number obtained by binarizing N-1 has 1 first from the lower (LSB) side. Up to the bits, each block is divided into one block, and a number is sequentially attached to each block from the upper side (MSB) side. The binary counter (A) is supported, and when the number of bits is 2 bits or more, the 2n-1 + 1-ary counter (B) is used.
The m-th block among the blocks to which the numbers are attached corresponds to the binary counter (A) when the number is 1 bit, and the 2 n / 2 n−1 +1 when the number is 2 bits or more. The corresponding counters are cascade-connected in reverse order of the block, and a 2 n / 2 n-1 + 1-ary counter (C) is provided in the m-th block. When it is supported, the logical product of all the outputs of the counters corresponding to each block before the (m-1) -th block is input to the division ratio control terminal of the 2 n / 2 n-1 +1 counter (C). An N-ary counter characterized by being processed. (Where N, n, and m are integers of 2 or more)
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