JP2782287B2 - プログラマブル・ロジック・ディバイス,プログラマブル・ロジック・ディバイスを用いた発振回路およびその動作方法 - Google Patents
プログラマブル・ロジック・ディバイス,プログラマブル・ロジック・ディバイスを用いた発振回路およびその動作方法Info
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- Logic Circuits (AREA)
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Description
ジック・ディバイス,プログラマブル・ロジック・ディ
バイスを用いた発振回路およびその動作方法に関する。
・ディバイスの一例を示すブロック図である。
(PLD)50Cは1チップ基板上に集積化されており,
複数の入力端子I1 〜In ,この複数の入力端子I1 〜
In にそれぞれ接続され反転信号および非反転信号を出
力する複数の反転/非反転回路11〜1n,この複数の反転
/非反転回路11〜1nの出力を入力し,あらかじめプログ
ラムされた論理処理を行なうためのプログラマブル・ロ
ジック・アレイ(PLA)20,このPLA20の論理処理
結果を入力し,所定のタイミングで出力する複数の出力
回路31〜3m,これらの複数の出力回路31〜3mにそれぞれ
接続された複数のスリー・ステート・バッファ41〜4m,
およびこれらのスリー・ステート・バッファ41〜4mの出
力信号をPLD50C外部に出力する出力端子O1 〜Om
から構成されている。
トリクス回路の交差点を電気的に接続または電気的に切
断することにより(フィールド・プログラマブル),ま
たは製作過程でマスキングによって(マスク・プログラ
マブル)任意の論理機能を実現するものである。出力回
路31〜3mはたとえばフリップ・フロップであり,PLA
20の論理処理結果を所定のタイミングで出力する。
に与えられた入力信号は反転/非反転回路11〜1nを介し
てPLA20に与えられ,PLA20に設定された論理機能
にもとづいた処理が行なわれる。PLA20の出力信号は
出力回路31〜3mおよびスリー・ステート・バッファ41〜
4mを介して出力端子O1 〜Om からPLD50Cの外部に
出力される。
て,デコーダなどいろいろな種類のディバイスとして利
用される。
を備えている。PLD50Cにおいて複数の信号間におい
て相互に同期をとる必要がある場合には,このクロック
入力端子CKにクロック信号が与えられる。
期をとるように制御するために,PLD50Cに発振回路
を設けることがある。この場合には図5に示すように出
力端子O1 とクロック信号入力端子CKとの間に水晶発
振器93,可変容量コンデンサ91および92,ならびに帰還
抵抗94が接続される。
振器93,コンデンサ91および92ならびに帰還抵抗94と,
PLD50C内に含まれるバッファ回路90,出力回路31お
よびスリー・ステート・バッファ41とから構成される。
このような発振回路を備えたPLD50Cを内部発振可能
なPLDという。
p)回路(図示略)の電圧制御発振回路として用いられ
る。外部機器で用いられる同期信号とこの発振回路の発
振出力との位相が比較され,その位相差に応じて可変容
量コンデンサ91および92の容量が変えられる。これによ
り,発振回路の発振出力は外部機器の同期信号に同期す
るようになる。
すように発振回路を構成すると,多くの素子を含む出力
回路31を信号が通るので出力回路31において信号が遅延
する。したがって高周波のクロック信号の発生は困難で
ある。
ック信号の作成にのみ利用されているので,これらの出
力端子O1 および出力回路31をPLD50Cの本来の信号
出力用として利用できない。
て,高周波数のクロック信号を得ることができるように
することを目的とする。
LDに含まれる出力回路を用いずに発振回路を構成でき
るようにすることを目的とする。
マブル・ロジック・ディバイス(請求項1)は,複数の
入力端子,上記複数の入力端子にそれぞれ接続され反転
信号または/および非反転信号を出力する複数の反転/
非反転回路,上記複数の反転/非反転回路の出力を入力
し,プログラムされた論理処理を行なうためのプログラ
マブル・ロジック・アレイ,および上記プログラマブル
・ロジック・アレイの論理処理結果を表わす信号を出力
するための複数の出力端子を備えたプログラマブル・ロ
ジック・ディバイスにおいて,上記複数の入力端子のう
ちの所定の2つの入力端子の間に接続されたスリー・ス
テート・バッファ,および上記スリー・ステート・バッ
ファの状態を制御する信号を切替えるスイッチング素子
を設けたことを特徴とする。
用のバッファが接続されていることが好ましい。
転回路との間に入力電圧の保護回路を接続するとよい。
・ディバイスを用いた発振回路(請求項4)は,複数の
入力端子,上記複数の入力端子にそれぞれ接続され反転
信号または/および非反転信号を出力する複数の反転/
非反転回路,上記複数の反転/非反転回路の出力を入力
し,プログラムされた論理処理を行なうためのプログラ
マブル・ロジック・アレイ,上記プログラマブル・ロジ
ック・アレイの論理処理結果を表わす信号を出力するた
めの複数の出力端子,上記複数の入力端子のうちの所定
の2つの入力端子の間に接続されたスリー・ステート・
バッファ,および上記スリー・ステート・バッファの状
態を制御する信号を切替えるスイッチング素子を備えた
プログラマブル・ロジック・ディバイス,ならびに上記
プログラマブル・ロジック・ディバイスの上記2つの入
力端子に接続され,上記スリー・ステート・バッファを
発振増幅器とする帰還回路から構成されることを特徴と
する。
・ディバイスを用いた発振回路の動作方法(請求項5)
は,複数の入力端子,上記複数の入力端子にそれぞれ接
続され反転信号または/および非反転信号を出力する複
数の反転/非反転回路,上記複数の反転/非反転回路の
出力を入力し,プログラムされた論理処理を行なうため
のプログラマブル・ロジック・アレイ,上記プログラマ
ブル・ロジック・アレイの論理処理結果を表わす信号を
出力するための複数の出力端子,上記複数の入力端子の
うちの所定の2つの入力端子の間に接続されたスリー・
ステート・バッファ,および上記スリー・ステート・バ
ッファの状態を制御する信号を切替えるスイッチング素
子を備えたプログラマブル・ロジック・ディバイスにお
いて,上記2つの入力端子に,上記スリー・ステート・
バッファを発振増幅器とする帰還回路を接続することに
より発振回路を構成し,上記スリー・ステート・バッフ
ァをイネーブル状態として上記発振回路の発振動作が可
能とすることを特徴とする。
方から反転/非反転回路を経て上記プログラマブル・ロ
ジック・ディバイスに入力信号を与える場合には,上記
スリー・ステート・バッファをディスエーブル状態とす
る。
・ディバイス(請求項7)は,複数の第1の入力端子,
上記複数の第1の入力端子にそれぞれ接続され反転信号
または/および非反転信号を出力する複数の反転/非反
転回路,上記複数の反転/非反転回路の出力を入力し,
プログラムされた論理処理を行なうためのプログラマブ
ル・ロジック・アレイ,および上記プログラマブル・ロ
ジック・アレイの論理処理結果を表わす信号を出力する
ための複数の出力端子を備えたプログラマブル・ロジッ
ク・ディバイスにおいて,2つの第2の入力端子,上記
2つの第2の入力端子の間に接続されたスリー・ステー
ト・バッファ,および上記スリー・ステート・バッファ
の状態を制御する信号を切替えるスイッチング素子を設
けたことを特徴とする。
ック入力端子または第1の入力端子と兼用してもよい。
イスを利用して内部発振可能なプログラマブル・ロジッ
ク・ディバイスを構成する場合には上記2つの入力端子
に,上記スリー・ステート・バッファを発振増幅器とす
る帰還回路が接続され,上記スイッチング素子によって
スリー・ステート・バッファがイネーブル状態となるよ
う設定される。上記スリー・ステート・バッファと上記
帰還回路とによって発振回路が構成される。
ク・ディバイスの出力回路および出力端子を用いること
なく発振回路が実現され,その発振出力信号がプログラ
マブル・ロジック・ディバイスの同期信号として用いら
れる。また,プログラマブル・ロジック・ディバイスに
接続された帰還回路における発振定数を外部から制御す
ることによって発振回路の発振周波数を制御することも
できるし,外部機器の同期信号と同期した発振出力信号
を得ることもできる。上記2つの入力端子以外の入力端
子はプログラマブル・ロジック・アレイに与える入力信
号の入力端子として用いられる。
ジック・アレイに与える入力信号の入力端子として用い
る場合には,上記スイッチング素子によって上記スリー
・ステート・バッファがディスエーブル状態に設定され
る。
ディバイスを利用して,その上記2つの入力端子に,上
記スリー・ステート・バッファを発振増幅回路とする帰
還回路を接続することにより,この帰還回路とスリー・
ステート・バッファとによって発振回路を構成すること
ができ,内部発振可能なプログラマブル・ロジック・デ
ィバイスが実現する。
子を利用せずに発振回路を構成することができるので,
出力回路および出力端子を本来の動作に利用することが
できるようになる。この発明によると,出力回路を利用
しないで発振回路を構成しているので,高周波の信号を
発生させることができる。
整形用のバッファを接続することにより,所望の波形を
もつ信号を発生させることができる。
に入力電圧に対する保護回路を接続することにより,プ
ログラマブル・ロジック・ディバイスに大電圧が与えら
れた場合であっても,プログラマブル・ロジック・ディ
バイスが破壊されずに済む。
発振可能なPLDのブロック図である。この図において
図5に示すものと同一物には同一符号を付して説明を省
略する。
ッファ10が設けられ,このスリー・ステート・バッファ
10は,入力端子I1 とI2 との間に接続されている。
ル端子にはスイッチング素子30を介してHレベル(電源
電圧Vcc)またはLレベル(接地GND)の制御信号が
与えられる。
ス交差点の1つまたはEPROMにおける1個のMOS FE
T によって実現でき,外部からの電気的書込信号によっ
てその接続状態を制御することができるものである。ス
イッチング素子30の入力側は,PLD50の電源電圧Vcc
の入力端子および接地GNDの入力端子に接続されてお
り,いずれか一方がスリー・ステート・バッファ10のイ
ネーブル端子に与えられる。スリー・ステート・バッフ
ァ10のイネーブル端子にHレベルの制御信号が与えられ
ると,スリー・ステート・バッファ10はイネーブル状態
となりバッファとして動作する。またLレベルの制御信
号が与えられると,スリー・ステート・バッファ10はデ
ィスエーブル状態となり高インピーダンスとなる。
に,発振回路を構成するための帰還回路60を外部接続す
ることができる。この帰還回路60は可変容量コンデンサ
61,62,水晶発振器63および帰還抵抗64から構成され
る。
に帰還回路60を接続して使用する場合には,スリー・ス
テート・バッファ10のイネーブル端子にHレベルの制御
信号が与えられるようにスイッチング素子30が切替えら
れる。スリー・ステート・バッファ10はインバータとし
て動作し発振用増幅器となる。
ル状態に設定されたスリー・ステート・バッファ10に入
力し,反転して出力され,入力端子I2 を介して帰還回
路60に入力する。
10とによって発振回路が構成される。その発振出力はP
LD50におけるクロック信号として用いられる。
圧制御発振回路として用いられ,外部機器で用いられる
同期信号とこの発振回路の発振出力との位相が比較さ
れ,その位相差に応じて可変容量コンデンサ61および62
の容量が変えられる。
器の同期信号に同期するようになる。
D20に与えられる入力信号の入力端子として用いる場合
には,スリー・ステート・バッファ10のイネーブル端子
にLレベルの制御信号が与えられるようにスイッチング
素子30が切替えられる。スリー・ステート・バッファ10
は高インピーダンス状態となり,入力端子I1 およびI
2 はスリー・ステート・バッファ10からは電気的に切離
される。
信号は反転および反転しないそのままの状態(非反転)
でPLA20に入力し,PLA20の論理機能にもとづいた
処理が行なわれる。またこの場合はPLD50内部におい
て同期をとるためのクロック信号を入力するクロック入
力端子を設けてもよい。
・バッファ10の回路構成例を示している。
ファは,インバータ1および4,NANDゲート2a,
NORゲート2b,MOS FET 3aおよび3bから構成さ
れている。
1 に与えられる入力信号およびHレベルまたはLレベル
のスリー・ステート・バッファ10の制御信号が入力す
る。NORゲート2bにはインバータ1によって反転し
たスリー・ステート・バッファ10の制御信号と入力端子
I1 に与えられる入力信号が入力する。
S FET 3aのゲートに,NORゲート2bの出力がMOS
FET 3bのゲートにそれぞれ与えられる。
レインとがそれぞれ接続されており,一方のMOS FET 3
aのドレインには電源電圧Vccが与えられ,他方のMOS
FET3bのソースは接地されている。これらのMOS FET
3aのソースとMOS FET 3bのドレインとの接続点にイ
ンバータ4が接続され,インバータ4からスリー・ステ
ート・バッファ10の出力信号が得られる。
ファの制御信号にHレベルの信号が与えられている場合
について説明すると,入力信号がHレベルならばMOS FE
T 3aはオン,MOS FET 3bはオフとなり,Hレベルの
信号がインバータ4に与えられる。Hレベルの信号はイ
ンバータ4によって反転され,Lレベルとなりスリー・
ステート・バッファの出力信号が得られる。また入力信
号がLレベルならばMOS FET 3aはオフ,MOSFET 3b
はオンとなり,Lレベルの信号がインバータ4に与えら
れる。Lレベルの信号はインバータ4によって反転さ
れ,Hレベルとなりスリー・ステート・バッファの出力
信号が得られる。
ート・バッファの制御信号にHレベルの信号が与えられ
ている場合には,入力信号の反転信号がスリー・ステー
ト・バッファから出力される。
ファの制御信号にLレベルの信号が与えられている場合
について説明すると,入力信号がHレベルまたはLレベ
ルにかかわらずNANDゲート2aの出力信号はHレベ
ル,NORゲート2bの出力信号はLレベルとなり,MO
S FET 3aおよび3bはいずれもオフとなる。したがっ
て,図2(A)に示すスリー・ステート・バッファの制
御信号にLレベルの信号が与えられている場合には,ス
リー・ステート・バッファは高インピーダンス状態とな
る。
ファはインバータ5ならびにMOS FET 6,7,8および
9から構成されている。MOS FET 6のドレインには電源
電圧Vccが与えられている。MOS FET 6のソートとMOS
FET 7のドレインが接続され,MOS FET 7のソースとMO
S FET 8のドレインが接続され,MOS FET 8のソースと
MOS FET 9のドレインがそれぞれ接続されている。
方では反転されてMOS FET 7に与えられ,他方ではその
ままMOS FET 8のゲートに与えられる。スリー・ステー
ト・バッファ10の制御信号はMOS FET 9のゲートに与え
られる。またこの制御信号はインバータ5に与えられ反
転され,さらに反転されてMOS FET 6のゲートに与えら
れる。
ンの接続点からスリー・ステート・バッファ10の出力信
号が得られる。
ファの制御信号にHレベルの信号が与えられている場合
について説明すると,入力信号がHレベルならばMOS FE
T 6,8および9はオン,MOS FET 7はオフとなる。し
たがって,Lレベルの信号が出力される。また入力信号
がLレベルならばMOS FET 6,7および9はオン,MOS
FET 8はオフとなる。したがって,Hレベルの信号が出
力される。
ート・バッファの制御信号にHレベルの信号が与えられ
ている場合には,入力信号の反転信号がスリー・ステー
ト・バッファから出力される。
ファの制御信号にLレベルの信号が与えられている場合
について説明すると,入力信号がHレベルまたはLレベ
ルにかかわらずMOS FET 6および9はオフとなる。した
がって,図2(B)に示すスリー・ステート・バッファ
の制御信号にLレベルの信号が与えられている場合に
は,スリー・ステート・バッファは高インピーダンス状
態となる。
で,内部発振可能なプログラマブル・ロジック・ディバ
イスのブロック図である。この図においても図5に示す
ものと同一物には同一符号を付して説明を省略する。
ィバイス50Aにおいては入力端子I1 〜In と反転/非
反転回路11〜1nとの間に入力保護回路71〜7nが接続され
ている。また,スリー・ステート・バッファ10と入力端
子I2 との間に波形整形用のバッファ回路80が接続され
ている。
護回路71は入力端子I1 と反転/非反転回路11との間に
接続された電流制限抵抗Rと,この抵抗Rと反転/非反
転回路11との接続点Aにアノードが接続され,かつカソ
ードが電源に接続されたダイオードD1 およびカソード
が接続点Aに接続され,アノードが接地されているダイ
オードD2 から構成される。
Rによって制限される。また,電源電圧Vcc以上の正の
過大電圧の入力はダイオードD1 によって,負の入力電
圧はダイオードD2 によってそれぞれ電圧がVcc〜0の
間に低減される。このようにして,反転/非反転回路11
が保護される。
様の構成である。
は,バッファ回路80により波形整形される。この波形整
形用バッファ80によって所望の発振出力波形を得ること
ができる。たとえば,正の発振出力パルスまたは負の発
振出力パルスの選択,パルス電圧の設定,デューティ比
の設定を行なうことが可能となる。
る。この図においても,図5に示すものと同一物には同
一符号を付して説明を省略する。
接続するための専用の端子OS1 およびOS2 がPLD
50Bに設けられ,この端子OS1 とOS2 との間にスリ
ー・ステート・バッファ10が接続されている。
S2 との間に発振回路を構成するための帰還回路60を外
部接続することができる。このPLD50Bの端子OS1
とOS2 との間に帰還回路60を接続して使用する場合に
は,スリー・ステート・バッファ10にHレベルの制御信
号が与えられるようにスイッチング回路30が切替えられ
る。
帰還回路60を接続しない場合にはスリー・ステート・バ
ッファ10のイネーブル端子にLレベルの制御信号が与え
られるようにスイッチング回路30が切替えられる。スリ
ー・ステート・バッファはディスエーブル状態となる。
この場合,端子OS2 をPLD50B内部で用いるクロッ
ク信号の入力端子として用いてもよい。さらに,端子O
S1 ,OS2 のいずれか一方を入力端子I1 等と兼用し
てもよい。
ィバイス50Bにおいても専用の端子OS1 とOS2 との
間に波形整形用のバッファ80や入力保護回路71〜7nをそ
れぞれ接続してもよい。
よって帰還回路60を構成しているが,LC発振回路を用
いて発振条件を満たすように帰還回路60を構成すること
もできる。
ル・ロジック・ディバイスのブロック図である。
ト・バッファの構成例を示している。
マブル・ロジック・ディバイスのブロック図である。
ログラマブル・ロジック・ディバイスのブロック図であ
る。
の一例を示すブロック図である。
ィバイス(PLD) 60 帰還回路 I1 〜In 入力端子 OS1 ,OS2 帰還回路専用端子
Claims (9)
- 【請求項1】 複数の入力端子,上記複数の入力端子に
それぞれ接続され反転信号または/および非反転信号を
出力する複数の反転/非反転回路,上記複数の反転/非
反転回路の出力を入力し,プログラムされた論理処理を
行なうためのプログラマブル・ロジック・アレイ,およ
び上記プログラマブル・ロジック・アレイの論理処理結
果を表わす信号を出力するための複数の出力端子を備え
たプログラマブル・ロジック・ディバイスにおいて,上
記複数の入力端子のうちの所定の2つの入力端子の間に
接続されたスリー・ステート・バッファ,および上記ス
リー・ステート・バッファの状態を制御する信号を切替
えるスイッチング素子,を設けたことを特徴とするプロ
グラマブル・ロジック・ディバイス。 - 【請求項2】 上記所定の2つの入力端子の間に波形整
形用のバッファが接続されている請求項1に記載のプロ
グラマブル・ロジック・ディバイス。 - 【請求項3】 上記複数の入力端子と上記反転/非反転
回路との間に入力電圧の保護回路が接続されている請求
項1に記載のプログラマブル・ロジック・ディバイス。 - 【請求項4】 複数の入力端子,上記複数の入力端子に
それぞれ接続され反転信号または/および非反転信号を
出力する複数の反転/非反転回路,上記複数の反転/非
反転回路の出力を入力し,プログラムされた論理処理を
行なうためのプログラマブル・ロジック・アレイ,上記
プログラマブル・ロジック・アレイの論理処理結果を表
わす信号を出力するための複数の出力端子,上記複数の
入力端子のうちの所定の2つの入力端子の間に接続され
たスリー・ステート・バッファ,および上記スリー・ス
テート・バッファの状態を制御する信号を切替えるスイ
ッチング素子を備えたプログラマブル・ロジック・ディ
バイス,ならびに上記プログラマブル・ロジック・ディ
バイスの上記2つの入力端子に接続され,上記スリー・
ステート・バッファを発振増幅器とする帰還回路,から
構成されるプログラマブル・ロジック・ディバイスを用
いた発振回路。 - 【請求項5】 複数の入力端子,上記複数の入力端子に
それぞれ接続され反転信号または/および非反転信号を
出力する複数の反転/非反転回路,上記複数の反転/非
反転回路の出力を入力し,プログラムされた論理処理を
行なうためのプログラマブル・ロジック・アレイ,上記
プログラマブル・ロジック・アレイの論理処理結果を表
わす信号を出力するための複数の出力端子,上記複数の
入力端子のうちの所定の2つの入力端子の間に接続され
たスリー・ステート・バッファ,および上記スリー・ス
テート・バッファの状態を制御する信号を切替えるスイ
ッチング素子を備えたプログラマブル・ロジック・ディ
バイスにおいて,上記2つの入力端子に,上記スリー・
ステート・バッファを発振増幅器とする帰還回路を接続
することにより発振回路を構成し,上記スリー・ステー
ト・バッファをイネーブル状態として上記発振回路の発
振動作が可能とする,プログラマブル・ロジック・ディ
バイスを用いた発振回路の動作方法。 - 【請求項6】 上記2つの入力端子のうちの少なくとも
一方から上記反転/非反転回路を経て上記プログラマブ
ル・ロジック・ディバイスに入力信号を与える場合に
は,上記スリー・ステート・バッファをディスエーブル
状態とする,請求項5に記載のプログラマブル・ロジッ
ク・ディバイスを用いた発振回路の動作方法。 - 【請求項7】 複数の第1の入力端子,上記複数の第1
の入力端子にそれぞれ接続され反転信号または/および
非反転信号を出力する複数の反転/非反転回路,上記複
数の反転/非反転回路の出力を入力し,プログラムされ
た論理処理を行なうためのプログラマブル・ロジック・
アレイ,および上記プログラマブル・ロジック・アレイ
の論理処理結果を表わす信号を出力するための複数の出
力端子を備えたプログラマブル・ロジック・ディバイス
において,2つの第2の入力端子,上記2つの第2の入
力端子の間に接続されたスリー・ステート・バッファ,
および上記スリー・ステート・バッファの状態を制御す
る信号を切替えるスイッチング素子,を設けたことを特
徴とするプログラマブル・ロジック・ディバイス。 - 【請求項8】 上記第2の入力端子のいずれか一方がク
ロック入力端子である,請求項7に記載のプログラマブ
ル・ロジック・ディバイス。 - 【請求項9】 上記第2の入力端子のいずれか一方が上
記第1の入力端子である,請求項7に記載のプログラマ
ブル・ロジック・ディバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3123008A JP2782287B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | プログラマブル・ロジック・ディバイス,プログラマブル・ロジック・ディバイスを用いた発振回路およびその動作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3123008A JP2782287B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | プログラマブル・ロジック・ディバイス,プログラマブル・ロジック・ディバイスを用いた発振回路およびその動作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04326807A JPH04326807A (ja) | 1992-11-16 |
JP2782287B2 true JP2782287B2 (ja) | 1998-07-30 |
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ID=14849968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3123008A Expired - Lifetime JP2782287B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | プログラマブル・ロジック・ディバイス,プログラマブル・ロジック・ディバイスを用いた発振回路およびその動作方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2782287B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3123008A patent/JP2782287B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04326807A (ja) | 1992-11-16 |
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