JP3088302B2 - バイナリカウンタ読み出し回路 - Google Patents

バイナリカウンタ読み出し回路

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JP3088302B2
JP3088302B2 JP08235925A JP23592596A JP3088302B2 JP 3088302 B2 JP3088302 B2 JP 3088302B2 JP 08235925 A JP08235925 A JP 08235925A JP 23592596 A JP23592596 A JP 23592596A JP 3088302 B2 JP3088302 B2 JP 3088302B2
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Japan
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clock
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秀彰 高橋
孝之 永井
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NEC Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K21/00Details of pulse counters or frequency dividers
    • H03K21/08Output circuits
    • H03K21/12Output circuits with parallel read-out

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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカウンタ読み出し回
路に係り、特にバイナリカウンタから計数値を非同期で
読み出すバイナリカウンタ読み出し回路に関する。
【0002】
【従来の技術】バイナリカウンタ非同期読み出し回路で
は、バイナリカウンタの計数処理タイミングとは無関係
な外部のタイミングを用いてバイナリ計数値を読み出し
ている。
【0003】図2は、従来の非同期読み出し回路の一例
を示すブロック図である。バイナリカウンタ201は、
計数用クロックCLKにより計数処理を行い、バイナリ
計数デー夕CBをサンプリング回路202へ出力する。
サンプリング回路202は、計数用クロックCLKとは
非同期の計数値読出信号TASのタイミングで、バイナリ
カウンタ201の計数データCBを一旦サンプリング
し、そのサンプリング値をバイナリ計数値として出力す
る。したがって、バイナリカウンタ201がカウントア
ップするタイミングで計数値読出信号TASが入力した時
でも、計数値読出信号TASのタイミングでサンプリング
したバイナリ計数データCBを出力することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、N(正
の整数)ビットのバイナリカウンタの計数データはハミ
ング距離が1〜Nであるから、非同期のサンプリングタ
イミングで読み出しを行うと、バイナリカウンタの計数
処理とは無関係なデータがサンプリングされ出力される
可能性が存在する。その際、上述した従来の非同期読み
出し回路では、サンプリング値をそのまま読み出すため
に、データの精度が全く保証されない。
【0005】このような点に対処した技術として、例え
ば特開平4−217118号公報には高速同期カウンタ
の構成が開示されている。これと略同様に、本発明の目
、バイナリカウンタの読み出しデータの信頼性を向
上させる非同期読み出し回路の一つを提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では主要な構成と
して上記特開平4−217118号公報の開示技術と同
等な、予め定められた周波数のクロックに従って2進計
数処理を行い計数データを生成するバイナリカウンタの
計数データ読み出し回路において、計数データをグレイ
コードに変換し第1符号化計数データを生成する符号化
手段と、クロックと非同期第1符号化計数データをサ
ンプリングするサンプリング手段と、サンプリングされ
データをグレイコードから計数データに復号化する復
号化手段を含み構成されている。
【0007】これら構成要素を含み構成されている結
果、上記既知技術相当の作用が得られる。すなわち、
イナリカウンタの計数データをグレイコードに変換した
後、非同期の計数値読み出し信号でサンプリングし、そ
のサンプリングされたグレイコードデータを元のバイナ
リデータに逆変換する。言い換えれば、グレイコードデ
ータの状態で非同期タイミングによるサンプリングを行
う。グレイコードはバイナリカウンタのビット数に関係
なく隣接符号間のハミング距離が常に1であるから、外
部からの非同期の計数値読み出し信号のタイミングとバ
イナリカウンタが出力するバイナリ計数データの変化点
とが一致した時であっても、データ保証されたバイナリ
計数データを読み出すことができる。
【0008】特に、本発明では、固有のサンプリングを
行っていて、予め定められた周波数のクロックに従って
2進計数処理を行い計数データを生成するバイナリカウ
ンタの計数データ読み出し回路において、計数データを
グレイコードに変換し第1符号化計数データを生成する
符号化手段と、クロックに基づいてクロックより予め定
められた時間だけ遅延した遅延クロック信号を生成する
タイミング生成手段と、遅延クロック信号に従って第1
符号化計数データをサンプリングし第2符号化計数デー
タを生成する第1サンプリング手段と、クロックと非同
期の計数値読み出し信号に従って第2符号化計数データ
をサンプリングし第3符号化計数データを生成する第2
サンプリング手段と、第3符号化計数データをグレイコ
ードから計数データに復号化する復号化手段と、からな
ることを特徴とする。
【0009】上記構成の本発明によれば、バイナリカウ
ンタの計数データをグレイコードに変換した後、計数用
のクロックより若干遅延したタイミングでグレイコード
データをサンプリングし、更にそのサンプリングされた
グレイコードデータを非同期の計数値読み出し信号でサ
ンプリングする。そして、非同期サンプリングされたグ
レイコードデータを元のバイナリデータに逆変換する。
符号化手段によって得られるグレイコードデータは、バ
イナリカウンタの計数データが変化する時点でグリッチ
が発生するが、クロックより若干遅延したタイミングで
グレイコードデータを一旦サンプリングしておくこと
で、安定したグレイコードデータを得ることができ、非
同期読み出しデータの安定性を更に向上させることがで
きる。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、本発明によるバイナリカ
ウンタ読み出し回路の一実施形態を示すブロック構成図
である。バイナリカウンタ101は計数用クロックCL
Kに従って計数処理を行い、バイナリ計数データCBを
生成する。グレイエンコーダ102は、バイナリカウン
タ101が出力するバイナリ計数データCBをグレイコ
ード化し、グレイコード計数データDGE1を生成する。
サンプリング回路103は、サンプルタイミング生成器
104によって生成されたサンプルタイミング信号TSS
に従って、グレイエンコーダ102から入力するグレイ
コード計数データDGE1をサンプリングし、グレイコー
ド計数データDGE2を生成する。更に、サンプリング回
路105は、計数用クロックCLKとは非同期の計数値
読出信号TASに従って、サンプリング回路103から入
力するグレイコード計数データDGE2をサンプリング
し、グレイコード計数データDGE3を生成する。最後
に、グレイデコーダ106は、サンプリング回路105
が出力するグレイコード計数データDGE3をバイナリデ
ータに変換し、バイナリ計数値を出力する。
【0011】サンプルタイミング生成器104は計数用
クロックCLKに基づいてサンプルタイミング信号TSS
を生成する。サンプルタイミング信号TSSはクロックC
LKよりも若干遅延したタイミングで生成され、サンプ
リング回路103へ供給される。このようなサンプルタ
イミング信号TSSによって、サンプリング回路103で
はグリッチを回避したグレイコード計数データDGE1を
サンプリングすることができる。より詳しくは、グレイ
エンコーダ102から出力されるグレイコード計数デー
タDGE1には、バイナリカウンタ101のバイナリ計数
データCBがカウントアップするタイミングでグリッチ
が発生する。従って、クロックCLKよりも若干遅延し
たサンプルタイミング信号TSSによってグレイコード計
数データDGE1をサンプリングすることにより、サンプ
リング回路103はグリッチ発生後の安定したグレイコ
ード計数データDGE1をサンプリングし、グレイコード
計数データDGE2を出力することができる。
【0012】ここで、サンプルタイミング生成器104
からのサンプルタイミング信号TSSによりサンプリング
回路103が出力するグレイコード計数データDGE2が
サンプリング前の値とサンプリング後の値との過渡的な
状態にあり、この時に外部からの計数値読出信号TASが
サンプリング回路105に入力したと仮定する。このと
き、サンプリング回路105では、サンプリング前ある
いはサンプリング後のいずれかのグレーコード計数デー
タDGE2がサンプリングされるが、グレイコード化され
ているため、サンプリング前とサンプリング後の2符号
間のハミング距離はバイナリカウンタ101のビット数
に関わらず、常に1である。従って、サンプリング回路
105では、バイナリカウンタ101のカウントアップ
前のグレイコード計数データあるいはカウントアップ後
のグレイコード計数データのいずれかがサンプリングさ
れる。言い換えれば、非同期タイミングで読み出しを行
っても、バイナリカウンタ101の計数処理と全くかけ
離れた計数値が読み出されることはない。こうして得ら
れたグレイコード計数データDGE3がグレイデコーダ1
06によってバイナリデータに変換される。
【0013】これに対して図2で例示した従来の読み出
し回路では、Nビットのバイナリカウンタの出力をサン
プリングする場合、バイナリカウンタの出力のハミング
距離は1〜nであるから、サンプリングタイミングによ
っては、計数処理とは無関係なデータが読み出される可
能性があり、しかもそのようなデータがそのまま読み出
されてしまう。
【0014】以上説明したように、本発明によれば、バ
イナリカウンタの出力に対してグレイコード化を行い、
非同期の読み出しタイミングで、一旦グレイコード化し
た計数値をサンプリングする。続いて、サンプリングさ
れた計数値をバイナリデータにデコードして取り出すた
めに、バイナリカウンタの出力がハミング距離2以上の
ときに計数値を読み出しても、正確な計数値を読み出す
ことができ、特にクロックより若干遅延したタイミング
でグレイコードデータを一旦サンプリングしておくこと
で、安定したグレイコードデータを得ることができ、非
同期読み出しデータの安定性を更に向上させるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるバイナリカウンタ読み出し回路の
一実施形態を示すブロック構成図である。
【図2】従来のバイナリカウンタ読み出し回路の一例を
示すブロック構成図である。
【符号の説明】
101 バイナリカウンタ 102 グレイエンコーダ 103 サンプリング回路 104 サンプルタイミング生成器 105 サンプリング回路 106 グレイデコーダ CLK 計数用クロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−217118(JP,A) 特開 平8−149117(JP,A) 特開 昭62−179221(JP,A) 特開 平1−251822(JP,A) 特開 昭63−50123(JP,A) 特開 平3−96122(JP,A) 実開 昭59−46031(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03M 7/16 H03K 21/08

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め定められた周波数のクロックに従っ
    て2進計数処理を行い計数データを生成するバイナリカ
    ウンタの計数データ読み出し回路において、 前記計数データをグレイコードに変換し第1符号化計数
    データを生成する符号化手段と、 前記クロックに基づいて前記クロックより予め定められ
    た時間だけ遅延した遅延クロック信号を生成するタイミ
    ング生成手段と、 前記遅延クロック信号に従って、前記第1符号化計数デ
    ータをサンプリングし、第2符号化計数データを生成す
    る第1サンプリング手段と、 前記クロックと非同期の計数値読み出し信号に従って、
    前記第2符号化計数データをサンプリングし、第3符号
    化計数データを生成する第2サンプリング手段と、 前記第3符号化計数データをグレイコードから前記計数
    データに復号化する復号化手段と、 からなることを特徴とするバイナリカウンタ読み出し回
    路。
  2. 【請求項2】 前記遅延クロック信号の前記クロックに
    対する遅延時間は、前記計数データの変化時において発
    生する前記符号化手段の過渡状態の継続時間より長く設
    定されることを特徴とする請求項記載のバイナリカウ
    ンタ読み出し回路。
  3. 【請求項3】 前記遅延クロック信号は、前記第1符号
    化計数データのグリッチ発生後の安定した状態で前記第
    1符号化計数データをサンプリングすることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載のバイナリカウンタ読み出し回
    路。
  4. 【請求項4】 予め定められた周波数のクロックに従っ
    て2進計数処理を行い計数データを生成するバイナリカ
    ウンタの計数データ読出方法において、 前記計数データをグレイコードに変換して第1符号化計
    数データを生成し、 前記クロックより予め定められた時間だけ遅延したタイ
    ミングで前記第1符号化計数データをサンプリングする
    ことで第2符号化計数データを生成し、 前記クロックと非同期の計数値読み出し信号に従って、
    前記第2符号化計数データをサンプリングすることで第
    3符号化計数データを生成し、 前記第3符号化計数データをグレイコードから前記計数
    データに復号化する、 ことを特徴とするバイナリカウンタ読み出し方法。
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US08/918,586 US5923718A (en) 1996-08-19 1997-08-19 Binary counter reading circuit
CN97115218A CN1091979C (zh) 1996-08-19 1997-08-19 二进制计数器读出电路

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CN1175129A (zh) 1998-03-04
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