JP2998501B2 - クロック信号・同期リセット信号発生回路 - Google Patents

クロック信号・同期リセット信号発生回路

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JP2998501B2 JP5185693A JP18569393A JP2998501B2 JP 2998501 B2 JP2998501 B2 JP 2998501B2 JP 5185693 A JP5185693 A JP 5185693A JP 18569393 A JP18569393 A JP 18569393A JP 2998501 B2 JP2998501 B2 JP 2998501B2
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達男 増田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、順序論理回路等に用い
られるクロック信号・同期リセット信号発生回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】システムクロックを分周して任意に同期
のクロック信号を得るためのクロック信号発生回路とし
ては従来図11のようなカウンタ1を用いたものがあ
る。ここで使用されるカウンタ1はその内部に適当なb
it長のレジスタを持ち、外部から入る”H”のリセッ
ト信号RESTが図12(b)に示すように入力されるとそ
のレジスタをクリアし、RST端子に”L”が入力され
ている時にはCLK端子に入力する図12(a)に示す
システムクロック信号SCLKの値が”L”から”H”に変
化するとレジスタの値をインクリメントするカウンタで
あり、内部レジスタの適当な位置のbitの値をOUT
端子より図12(c)に示すように出力する。
【0003】これでシステムクロック信号SCLKを望む回
数だけ分周した信号がカウンタ1より得られるが、リセ
ット信号RESTが”H”の時にはカウンタ1が動かないた
めカウンタ1の出力は変化せず、そのためリセット時に
もクロック信号が変化している必要があるブロックにカ
ウンタ1の出力をクロック信号として供給することがで
きない。そこでセレクタ2を用いてリセット信号REST
が”H”の時にはシステムクロック信号SCLKを、そうで
ない時にはカウンタ1の出力を選択した図12(d)に
示すセレクタ2の出力をクロック信号CLK として他のブ
ロックに供給するようになっている。図12はシステム
クロック信号SCLKを1回分周してクロック信号CLK 出力
を作る場合のタイムチャートを示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来例で
はリセット信号RESTが入力されるタイミングによっては
誤動作する虞れがあるという問題がある。図13にシス
テムクロック信号SCLKを2回分周してセレクタ2を経て
クロック信号CLK を作る場合のタイムチャートを示す。
図13(d)の(イ)、(ロ)および(ハ)の領域は図
13(b)に示すようにリセット信号RESTが”H”であ
るため、セレクタ2が図13(a)に示すシステムクロ
ック信号SCLKを選択してクロック信号CLK として出力し
ている部分で、(ニ)の領域はリセット信号RESTが”
L”であるため、セレクタ2がカウンタ1の出力を選択
してクロック信号CLK として出力している部分である。
ここでリセット信号RESTが”L”から”H”に変化す
る(イ)の部分や”H”から”L”に変化する(ハ)の
部分では、システムクロック信号SCLKが”H”の時にリ
セット信号RESTが変化していて、その結果セレクタ2か
ら出力されるクロック信号CLK には”H”になっている
時間がシステムクロック信号SCLKよりも短い信号となっ
て現れる。次に従来例の回路をある論理手順回路を構成
するLSIのクロック信号発生ブロックとして用いる場
合を考える。
【0005】図14は図11に示すクロック信号発生回
路が同じLSI中の別のブロックにクロック信号を供給
している様子を示したものである。クロック発生回路C
Gはシステムクロック信号SCLKとリセット信号RESTが与
えられ、クロック信号CLK を出力する。このクロック信
号CLK がLSI内部のブロックBのCLK端子に入力さ
れるのだが、クロック発生回路CGのクロック信号CLK
からブロックBの間には遅延時間が存在するため、クロ
ック信号CLK を遅延要素D1を介してブロックBのCL
K端子に入力されるものとする。リセット信号RESTも同
様に遅延要素D2を介してブロックBのRST端子に入
力される。
【0006】図15は遅延要素D1の遅延時間が遅延要
素D2の遅延時間よりも大きい時のタイムチャートを示
しており、この例では遅延要素D1の遅延時間を図15
(a)に示すシステムクロック信号SCLKの1周期分と
し、遅延素子D2の遅延時間をシステムクロック信号SC
LKの半周期分としている。このような場合、ブロックB
に入力される図15(e)に示すクロック信号CLK ’と
図15(d)に示すリセット信号REST’とを比べると、
遅延要素D2のリセット信号REST’の方が早く入力され
ることになり、リセット信号REST’が”L”になった後
で不正なクロック信号(ホ)が入力されることになる。
ブロックBがリセット解除後に用いる本来のクロック信
号は(ヘ)の部分であり、クロック信号(ホ)が入力さ
れると誤動作の原因になる。また、このクロック信号
(ホ)が”H”になっている期間はリセット信号RESTが
変化するタイミングに依存しており、前以て予測するこ
とはできない。従って上記の例では誤動作するのかどう
かということも事前に知ることはできない。図15
(b),(c)はそれぞれクロック発生回路CGに入力
するリセット信号RESTと、出力するクロック信号CLK を
示す。
【0007】本発明は上述の点に鑑みて為されたもの
で、その目的とするところは、クロック信号及びリセッ
ト信号を与えるLSI内のブロックがリセット解除時に
誤動作する可能性を無くしたクロック信号・同期リセッ
ト信号発生回路を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のクロック
信号・同期リセット信号発生回路は、上述の目的を達成
するために、LSI外部から入力されるシステムクロッ
ク信号を分周して任意の周期のクロック信号出力を発生
させる同期カウンタと、LSI外部から入力されるリセ
ット信号に適切な遅延を施して内部リセット信号を発生
させ且つ上記リセット信号の出力が変化する時に上記ク
ロック信号の発生を停止させるための同期カウンタ用リ
セット信号を発生させるリセット信号発生回路とを備え
たものである。
【0009】また、請求項2記載のクロック信号・同期
リセット信号発生回路は、請求項1記載のクロック信号
・同期リセット信号発生回路で、前期リセット信号に、
前記リセット信号が解除された一定時間後に所定期間リ
セット状態となる信号を付加して前記リセット信号発生
回路に出力する初期化回路を具備したことを特徴とする
ものである。
【0010】
【作用】本発明の構成によれば、LSI外部から入力さ
れるリセット信号の入力のタイミングに関わらず、LS
I内の他のブロックに対してクロック信号が停止してい
る時に変化するような内部リセット信号を与えることが
でき、ブロックがリセット解除時に誤動作を起こす可能
性を無くすことができるのである。
【0011】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。
【0012】図1は本発明の実施例のブロック図を示
し、図1において、10の同期カウンタは、LSI外部
から入力するシステムクロック信号SCLKを所望の周期に
分周したクロック信号CLK を出力する。一方11のリセ
ット信号発生回路はLSI外部からのリセット信号REST
をリセット信号入力端子RSTIN に入力し、同期カウンタ
用リセット信号CREST と内部リセット信号REST' を出力
する。
【0013】上記クロック信号CLK 及び内部リセット信
号REST' はLSI内の他のブロックに与えられるもので
ある。
【0014】図2は上記実施例のタイムチャートを示し
ており、図示例では図2(a)に示すシステムクロック
信号SCLKを同期カウンタ10で1回分周して、2倍の周
期のクロック信号CLK を図2(d)に示すように出力す
る。図2(b)に示すリセット信号RESTが変化した後の
しばらくの期間だけ図2(c)に示すように同期カウン
タ用リセット信号CREST が”L”から”H”に変化す
る。その結果クロック信号CLK が停止しているときに、
変化するように、リセット信号RESTに適当な遅延を施し
て図2(e)に示す内部リセット信号REST' として出力
する。LSI中に存在する他のブロックはクロック信号
CLK と、内部リセット信号REST' をクロック信号とリセ
ット信号として使うので、従来例のような不正なクロッ
ク信号による誤動作は発生しないのである。
【0015】図3は上記実施例の具体例を示しており、
同期カウンタ10は内部に1bit長のレジスタを持つ
カウンタで構成され、同期カウンタ10はRST端子
に”H”の同期カウンタ用リセット信号CREST が入力さ
れるとレジスタの値を0にし、そうでない時はCLK端
子に図4(a)に示すシステムクロック信号SCLKの立ち
上がりエッジがきた時にレジスタの値をインクリメント
する。レジスタの値が”1”の時にさらに立ち上がりエ
ッジが入力されると、レジスタの値は”0”になる。O
UT端子にはこのレジスタの値が出力され、これにより
同期カウンタ10は入力されたシステムクロック信号SC
LKの2倍の周期を持つ図4(e)に示すクロック信号CL
K に変換する働きをする。
【0016】リセット信号発生回路11はカウンタC
1、C2と、比較器CMP1、CMP2、フリップフロ
ップF1〜F4、オアゲートOR、ノットゲートNTか
ら構成され、カウンタC1、C2は、3bit幅のレジ
スタを持ち、夫々のRST端子が”H”の時にレジスタ
の値を0にし、RST端子が”L”で且つレジスタの値
が4以下のときはレジスタの値をインクリメントするよ
うなカウンタであり、3bit幅のレジスタの値をその
まま出力する。比較器CMP1、CMP2は入力される
データが1以上4以下の時に”H”を出力し、そうでな
い時に”L”を出力する。そしてこれらのカウンタC
1、C2と比較器CMP1、CMP2により、オアゲー
トORの入力端aには図4(b)に示すリセット信号RE
STが”L”から”H”に変化した時からシステムクロッ
ク信号SCLKの1周期後〜5周期後の間だけ図4(c)に
示すように”H”が入力され、入力端bにはリセット信
号RESTが”H”から”L”に変化した時からシステムク
ロック信号SCLKの1周期後〜5周期後の間だけ図4
(d)に示すように”H”が入力される。そして両入力
信号の論理和演算の結果が同期カウンタ用リセット信号
CREST となる。またフリップフロップF1〜F4はリセ
ット信号RESTをシステムクロック信号SCLKの4周期の時
間だけ遅らせて図4(f)に示す内部リセット信号RES
T’として出力する。上記具体例においては同期カウン
タ10の設定やリセット信号発生回路11内のカウンタ
C1,C2の設定、内部リセット信号用のシフトレジス
タの段数を変更することにより容易に必要な特性を持つ
クロック信号CLK と内部リセット信号REST' を得ること
ができる。
【0017】図3に示した構成では、リセット信号発生
回路11のカウンタC1は、RST端子が”L”になっ
た時にリセットされ”H”になった時にインクリメント
されるカウンタであり、カウンタC2はRST端子が”
H”になった時にリセットされ”L”になった時にイン
クリメントされるカウンタである。パワーオンリセット
時、カウンタC1,C2のレジスタ値は図5に示すよう
になる。図において、(a)はパワーオン時のリセット
信号RESTの一例を示すもので、”H”から”L”にのみ
変化する信号である、(b)はカウンタC1のレジスタ
値、(c)はカウンタC2のレジスタ値を示している。
図に示すように、リセット信号RESTが”H”の状態でカ
ウンタC2はリセットされて正常に動作するが、(b)
に示すように、カウンタC1はリセットされていないた
め、そのレジスト値は不定となり、正常な同期カウンタ
用リセット信号を出力できない可能性がある。よってこ
の回路をパワーオンリセット時に、外部から与えるリセ
ット信号RESTが”H”から”L”にしか変化しない回路
に適用すると、カウンタC1を正しく初期化することが
できず誤動作の原因となる。このような回路に本発明の
クロック信号・同期リセット信号発生回路を適用する場
合は、例えば、図6のブロック図に示すように構成する
とよい。
【0018】図6に示す異なる実施例は、図3に示した
クロック信号・同期リセット信号発生回路に、初期化回
路21を付加したものである。初期化回路21は、図7
(a)に示すようなリセット信号RESTを入力して、その
リセット信号RESTに、図7(b)に示すように、リセッ
ト信号RESTが”H”から”L”に変化した一定時間後
に、”H”を所定時間出力した後”L”に変化する信号
を付加した初期化信号RTEST'' をリセット信号発生回路
11に供給する回路である。図7(c)はカウンタC1
のレジスト値、図7(d)はカウンタC2のレジスタ値
を示している。このように、リセット信号RESTを”L”
にしてカウンタC1をリセットした後、所定期間、リセ
ット信号RESTを”H”にしてやることで正常にカウンタ
C1、C2をリセットすることができる。
【0019】図8に基づいて上記に示した実施例の具体
回路を説明する。図に示したクロック信号・同期リセッ
ト信号発生回路は、内部に1bit長のレジスタを有
し、システムクロックSCLKを2倍に分周してクロック信
号CLK を出力する同期カウンタ10と、リセット信号発
生回路11と、リセット信号発生回路11の前段に接続
された初期化回路21で構成されている。システムクロ
ック信号SCLKを、同期カウンタ10と、リセット信号発
生回路11と初期化回路21に供給すると共に、リセッ
ト信号RESTを、初期化回路21に入力しリセット信号発
生回路11を正常に初期化する機能を有する初期化信号
REST''に変換してリセット信号発生回路11供給する。
【0020】初期化回路21で、C3は4bit長のレ
ジスタを有するカウンタで、リセット信号RESTが”H”
の時はデータをリセットしリセット信号RESTが”L”で
且つデータが14以下の場合に、そのデータをインクリ
メントするもので、4bit長のレジスタに保持された
値をデータDATAとしてそのまま出力する。CMP3はカ
ウンタC3から入力された4bit長のデータDATAが0
以上6以下、または15の場合には”L”を出力し、そ
れ以外の場合は”H”を出力する比較器で、S1はリセ
ット信号RESTと比較器CMP3の出力を入力し、リセッ
ト信号RESTが”H”の時はリセット信号REST(”H”)
を出力し、リセット信号RESTが”L”の時は、比較器C
MP3の出力を出力するセレクタである。上記のように
構成した初期化回路21のタイムチャートを図9に示
す。図9(b)に示すように、リセット信号RESTが”
H”である場合は、カウンタC3の出力であるデータDA
TA(図9(c))はリセットされて0となっていると共
に、図9(d)に示すように、初期化信号REST''とし
て”H”であるリセット信号RESTがそのまま出力されて
いる。リセット信号RESTが”H”から”L”に変化した
時、データDATAは0であるので、”L”である比較器C
MP3の出力が初期化信号REST''として出力される。カ
ウンタC3のRST端子は”L”の状態となったのでカ
ウンタC3のデータDATAはインクリメントされ、そのデ
ータDATAが1から6までの間、比較器CMP3は”L”
を出力し、そのデータDATAが7から14までの間、比較
器CMP3は”H”を出力する。その後、データDATA
は、15となった時点でそれ以上インクリメントされな
くなり、初期化信号REST''として比較器CMP3から”
L”状態が出力される。
【0021】図8に示したクロック信号・同期リセット
信号発生回路の、パワーオンリセット時のタイムチャー
トを図10に示す。図において、(a)はシステムクロ
ック信号SCLK、(b)は外部から与えられるリセット信
号REST、(c)は比較器CMP1の出力、(d)は比較
器CMP2の出力、(e)はクロック信号 CLK、(f)
は内部リセット信号REST' 、(g)は初期化信号REST''
である。図に示すように、初期化信号REST''が”L”で
ある(ト)の部分でカウンタC1は初めてリセットさ
れ、初期化信号REST''が”H”の期間の(チ)の部分で
そのレジスタはインクリメントされて、正常な比較器C
MP1の出力(c)が得られる。また、カウンタC2も
初期化信号REST''の(チ)の部分で再びリセットされる
ので、正常な比較器CMP2の出力(d)が得られる。
これにより、内部リセット信号REST' の(リ)の部分の
立上がり及び立ち下がり時にはクロック信号CLKは”
L”となっており、LSIの他のブロックは内部リセッ
ト信号REST' の(リ)の部分で正常にリセットされるこ
とになる。
【0022】以上のように、初期化回路21を図3に示
したクロック信号・同期リセット信号発生回路に付加す
ることにより、LSI外部から入力されるリセット信号
が”H”から”L”に変化するだけの回路の場合でも、
クロック信号・同期リセット信号発生回路を正しく初期
化することができ誤動作を防止することができる。な
お、初期化回路は実施例の回路に限定されるものではな
い。
【0023】
【発明の効果】本発明は、LSI外部から入力されるシ
ステムクロック信号を分周して任意の周期のクロック信
号出力を発生させる同期カウンタと、LSI外部から入
力されるリセット信号に適切な遅延を施して内部リセッ
ト信号を発生させ且つ上記内部リセット信号の出力が変
化する時に上記クロック信号の発生を停止させるための
同期カウンタ用リセット信号を発生させるリセット信号
発生回路とを備えたから、LSI外部から入力されるリ
セット信号の入力のタイミングに関わらず、LSI内の
他のブロックに対してクロック信号が停止している時に
変化するような内部リセット信号を与えることができ、
LSIの他のブロックがリセット解除時に誤動作を起こ
す可能性を無くすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路ブロック図であ
る。
【図2】同上の動作説明用タイムチャートである。
【図3】同上の具体回路図である。
【図4】同上の具体回路の動作説明用タイムチャートで
ある。
【図5】同上の具体回路の誤動作説明用タイムチャート
である。
【図6】本発明の異なる実施例を示す回路ブロック図で
ある。
【図7】本発明の異なる実施例の動作説明用タイムチャ
ートである。
【図8】本発明の異なる実施例の具体回路図である。
【図9】本発明の異なる実施例の初期化回路のタイムチ
ャートである。
【図10】本発明の異なる実施例の動作説明用タイムチ
ャートである。
【図11】従来例の回路ブロック図である。
【図12】同上の動作説明用タイムチャートである。
【図13】同上の誤動作説明用タイムチャートである。
【図14】同上をLSI内に組み込んだ場合のブロック
図である。
【図15】同上の動作説明用タイムチャートである。
【符号の説明】
10 同期カウンタ 11 リセット信号発生回路 21 初期化回路 SCLK システムクロック信号 CLK クロック信号 REST リセット信号 REST' 内部リセット信号 REST'' 初期化信号 CREST 同期カウンタ用リセット信号
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−169826(JP,A) 特開 平2−256321(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】LSI外部から入力されるシステムクロッ
    ク信号を分周して任意の周期のクロック信号出力を発生
    させる同期カウンタと、LSI外部から入力されるリセ
    ット信号に適切な遅延を施して内部リセット信号を発生
    させ且つ上記内部リセット信号の出力が変化する時に上
    記クロック信号の発生を停止させるための同期カウンタ
    用リセット信号を発生させるリセット信号発生回路とを
    備えたことを特徴とするクロック信号・同期リセット信
    号発生回路。
  2. 【請求項2】前期リセット信号に、前記リセット信号が
    解除された一定時間後に所定期間リセット状態となる信
    号を付加して前記リセット信号発生回路に出力する初期
    化回路を具備したことを特徴とする請求項1記載のクロ
    ック信号・同期リセット信号発生回路。
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