JP3266684B2 - 可変単一遷移カウント回路並びに方法 - Google Patents

可変単一遷移カウント回路並びに方法

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JP3266684B2 JP02955893A JP2955893A JP3266684B2 JP 3266684 B2 JP3266684 B2 JP 3266684B2 JP 02955893 A JP02955893 A JP 02955893A JP 2955893 A JP2955893 A JP 2955893A JP 3266684 B2 JP3266684 B2 JP 3266684B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は概括的には電子回路に関
し、具体的に言えば可変単一遷移カウント回路並びに方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】典型的な先入れ先出し(FIFO)メモ
リにおいて、該FIFOが空いているか満ちているかを
決定するのに書込みインデックスと読出しインデックス
が用いられる。これらの書込み、読出しインデックスは
カウンタで維持することができる。書込み、読出しイン
デックスを維持するために同期バイナリカウンタを用い
ると、該同期バイナリカウンタの2以上のデジタル論理
ビットがクロック信号に応答して特別な時点で同時に変
化し、好ましくない遷移雑音や複合タイミング状態を生
じる。もし書込み、読出しインデックスを維持するため
に単一遷移カウンタを用いると、特別なクロック信号に
応答してカウンタの1デジタル論理ビットのみが変化す
る。
【0003】書込みインデックスあるいは読出しインデ
ックスのどちらか一方を維持するためには、同期バイナ
リカウンタあるいは単一遷移カウンタをリセットして初
期値でカウントを開始するように初期設定する。典型的
には、カウンタの値は、カウンタがその最大値に達する
までクロック信号の正縁遷移に応答してインクリメント
を繰返す。カウンタがその最大値に達すると、クロック
信号の次の正縁遷移がカウンタを自動的にその初期値に
リセットする。設計によって、典型的なカウンタにおい
て、その初期値から出発しその最大値を経てまたその初
期値に戻る1サイクルのために必要なクロック信号の数
は2の累乗(2n、ここでnはカウンタのデジタル論理
ビットの数あるいはカウンタの出力信号の数)である。
典型的なカウンタにおいて、その初期値から出発しその
最大値を経てまたその初期値に戻る1サイクルのために
必要なクロック信号の数が2の累乗でないようにして可
変カウントを行なうことができる。バイナリカウンタで
そのような可変カウントを行なうには、カウンタが特定
の最大カウントに達したときデコーダがこれを検出し、
その時点でデコーダがバイナリカウンタをその初期値に
リセットする。しかし、そのような可変カウントを行な
うために単一遷移カウンタに同じアプローチをすること
は、デコーダが単一遷移カウンタをその初期値にリセッ
トしたときに、単一遷移カウンタの2以上の出力信号が
変化する可能性があるので好ましいことではない。FI
FOにおいて、書込み、読出しインデックスのためには
可変カウントが好ましく、FIFOの記憶領域の数が2
の累乗にする必要がない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】その結果、クロック信
号に応答して可変単一遷移カウントのデジタル論理ビッ
トが1個だけ変化するようにした可変単一遷移カウント
方法ならびに回路が必要となってきた。本発明の目的
は、そのような可変単一遷移カウント方法および回路を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】可変単一遷移カウント方
法および回路において、カウント信号がカウントライン
に提供される。方向制御ビットが方向制御ラインに出力
される。有意ビットが有意ビットラインに出力される。
上記カウント信号とインクリメント論理状態を有する上
記方向制御ビットに応答して第1の単一遷移カウントが
インクリメントされる。またこの第1の単一遷移カウン
トは、上記カウント信号とデクリメント論理状態を有す
る上記方向制御ビットに応答してデクリメントされる。
この第1の単一遷移カウントと上記有意ビットは第2の
単一遷移カウントを形成する。この第2の単一遷移カウ
ントは所定の値と比較され、第2の単一遷移カウントが
上記所定の値に等しいことに応答して比較信号が出力さ
れる。上記方向制御ビットと有意ビットが上記比較信号
に応答してトグルされ、上記第2の単一遷移カウントの
値が上記所定の値に応じて変化される。
【0006】カウント信号に応答して単一遷移カウント
のただ1つのビットだけが変化することが本発明の1つ
の技術的特長である。
【0007】初期値から最大値を通って再び初期値に戻
る1サイクルのカウントに必要なカウント信号の数が2
の累乗であることを必要としないように可変単一遷移カ
ウントが行なわれるということが、本発明のもう1つの
技術的特長である。
【0008】可変単一遷移カウントを行なうためにデコ
ーダを必要としないということが、本発明のさらに別の
技術的特長である。
【0009】FIFOの記憶領域の数が2の累乗である
ことを必要としないということが本発明のさらに別の特
長である。
【0010】
【実施例】本発明およびその利点のさらに完全な理解の
ために、以下添付の図面とともに以下の記載を参照され
たい。
【0011】本発明の好適な実施例およびその利点は図
1乃至図4を参照することによって最もよく理解され
る。図中、類似し対応する構成部分は類似する符号を付
している。
【0012】図1はFIF0の概念図である。メモリ位
置100、101、102、103、104、105、
106、107は、図1に示すように、概念的に循環的
に配置される。書込みインデックスWは新しいデータが
格納されるメモリ位置を指示する。新しいデータが指示
されたメモリ位置に格納された後、書込みインデックス
Wは次の隣接メモリ位置へとインクリメントされる。読
込みインデックスRはデータが読み出されるメモリ位置
を指示する。データが指示されたメモリ位置から読み出
された後、読出しインデックスは次の隣接メモリ位置へ
とインクリメントされる。
【0013】図1に示すように、書込みインデックスW
は初めは新しいデータがメモリ位置100に書き込まれ
ることを指示している。データがメモリ位置100に書
き込まれた後、書込みインデックスWはインクレメント
されて新しいデータが次の隣接メモリ位置101に書き
込まれるように指示する。追加データがFIFOにおけ
る一連のメモリ位置に順次書き込まれる時には、データ
が最終的にメモリ位置107に書き込まれるまで、書込
みインデックスWが各書込み動作後に次々とインクリメ
ントされて次の隣接メモリ位置を指示し、最後にリセッ
トされてメモリ位置100を指示する。
【0014】図1に示すように、読出しメモリRは、初
めは、データがメモリ位置100から読み出されること
を指示している。データがメモリ位置100から読み出
された後、読出しインデックスRはインクレメントされ
てデータが次の隣接メモリ位置101から読み出される
ように指示する。追加データがFIFOにおける一連の
メモリ位置から順次読み出される時には、データが最終
的にメモリ位置107から読み出されるまで、読出しイ
ンデックスRは各読出し動作後に次々とインクリメント
されて次の隣接メモリ位置を指示し、最後にリセットさ
れてメモリ位置100を指示する。
【0015】もし書込みインデックスWが引き続きイン
クリメントされて読出しインデックスRによっても指示
されているメモリ位置を指示すると、その時にはFIF
Oは満杯であってり、データがいま指示されているメモ
リ位置から読み出され、読出しインデックスRがインク
リメントされてもはや書込みインデックスWと同じメモ
リ位置を指示しないようになるまで、FIFOには追加
データは何も書き込まれない。またもし読出しインデッ
クスRが引き続きインクリメントされて書込みインデッ
クスWによって指示されているメモリ位置を指示する
と、その時にはFIFOは空であって、データがいま指
示されているメモリ位置に書き込まれ、書込みインデッ
クスWがインクリメントされてもはや読出しインデック
スRと同じメモリ位置を指示しないようになるまで、F
IFOからは追加データは何も読み出されない。
【0016】図2はライン126上の書込みインデック
スWの値とライン128上の読出しインデックスRの値
との比較に基づき、FIFOが満ちていることをしめす
満杯フラグ122と空いていることを示す空フラグ12
4を生成する回路120の模範的実施例の概略構成図で
ある。データがFIFOに書き込まれるときには、書込
みクロックパルスがライン130上に入力され、書込み
インデックスカウンタ132は書込みインデックスWを
インクリメントし、かつ、ラッチ136は出力134を
論理「1」にセットする。データがFIFOから読み出
される時には、読出しクロックパルスがライン138上
に入力され、読出しインデックスカウンタ140は読出
しインデックスRをインクリメントし、かつ、ラッチ1
36は出力134を論理「0」にリセットする。比較器
142は書込みインデックスWを読出しインデックスR
と比較して、書込みインデックスWが読出しインデック
スRと等しいなら、信号144を論理「1」にセットす
る。その結果、信号144が論理「1」にセットされ、
かつ、出力134も論理「1」にセットされると、その
時は出力134と信号144は共に書込みインデックス
Wがインクリメントされて読出しインデックスRと同じ
メモリ位置を指示していることを示しているので、AN
Dゲート146は満杯フラグ122を論理「1」にセッ
トし、FIFOが満ちていることを示す。もし信号14
4が論理「1」にセットされ、かつ、出力134が論理
「0」にリセットされているなら、その時にはは、読出
しインデックスRがインクリメントされて書込みインデ
ックスWと同じメモリ位置を指示していることを示して
いる。反転器148は出力134を反転し、ANDゲー
ト150が満杯フラグ124を論理「1」にセットして
FIFOの空いていることを示す。書込みインデックス
Wが読出しインデックスRと等しい時にFIFOが満ち
ていか空いているかを示すため、ラッチ136を、出力
134と均等な信号を出力するための別の選択回路と交
換してもよい。図2の回路をリセットすると、フリップ
フロップ136の出力134は論理「0」にリセットさ
れる。さらに、リセットライン131を行使することに
よって書込みカウント126と読出しカウント128が
それぞれゼロカウントにリセットされ、比較器142の
信号144が論理「1」にセットされ、かつ、その結果
として空フラグ124が論理「1」にセットされてFI
FOが空であることを示す。
【0017】図3は全体を符号160で示す可変単一遷
移カウント回路の好ましい実施例を示す概略電気回路図
である。ライン162上のリセット信号は、グレイコー
ド単一遷移カウンタ166のリセット入力164、T型
フリップフロップ170のリセット入力168、T型フ
リップフロップ174のセット入力172、および反転
器176の入力に結合されている。カウントまたはクロ
ック信号178はフリップフロップ174のクロック入
力180および反転器182の入力に結合されている。
【0018】反転器176の出力はNANDゲート18
6の第1入力184に結合されている。NANDゲート
186の出力188はNANDゲート192の第1入力
190に結合される。NANDゲート192の出力はN
ANDゲート186の第2入力196に結合されてい
る。NANDゲート186の第3入力198はNAND
ゲート202の出力200に結合されている。NAND
ゲート192の第2入力204はNANDゲート208
の出力206に結合されている。NANDゲート202
の第1入力210はNANDゲート208の第1入力2
12および反転器214の出力に結合されている。NA
NDゲート208の第1入力は反転器218の出力に結
合されている。NANDゲート202の第2入力220
は反転器218の入力およびノード222に結合されて
いる。反転器182の出力はNORゲート226の第1
入力224、NORゲート230の第1入力228、N
ANDゲート234の第1入力232、および反転器2
36の入力に結合されている。反転器236の出力は反
転器238の入力に結合され、反転器238の出力は反
転器240の入力に結合されている。反転器240の出
力はNANDゲート234の第2入力242に結合され
ている。NANDゲート234の出力244は反転器2
14の入力に結合されている。NORゲート226の第
2入力246はNANDゲート186の出力188およ
び反転器248の入力に結合されている。反転器248
の出力はNORゲート230の第2入力250に結合さ
れている。NORゲート230の出力252はグレイコ
ード単一遷移カウンタ166のクロック入力254に結
合されている。NORゲート226の出力256はフリ
ップフロップ170のクロック入力258に結合されて
いる。フリップフロップ170のT入力260は論理
「1」を示す高圧源に結合されている。フリップフロッ
プ174のT入力262は論理「1」に結合されてい
る。フリップフロップ174の「不可視」ビット出力2
64はグレイコード単一遷移カウンタ166の「不可
視」ビット入力266に結合されている。グレイコード
単一遷移カウンタ166の出力268a、268b、2
68c、268dは比較器272の入力270a、27
0b、270c、270dにそれぞれ結合されている。
グレイコード単一遷移カウンタ166の出力268a−
dは、さらに、比較器276の入力274a、274
b、274c、274dにそれぞれ結合されている。グ
レイコード単一遷移カウンタ166の出力268a−d
はそれぞれ単一遷移カウンタ出力278a(Q)、2
78b(Q)、278c(Q)、278d(Q
を形成する。フリップフロップ170の出力280は比
較器272の入力270eおよび比較器276の入力2
74eに結合され、また、フリップフロップ170の出
力280は単一遷移カウンタ出力278e(Q)を形
成する。比較器272の平行5ビット比較データ入力2
82はレジスタ286の平行5ビット比較データ出力2
84に結合されている。レジスタ286の平行5ビット
データ入力288は平行5ビットデータ源に結合されて
いる。レジスタ286のクロック入力292は負荷信号
294に結合されている。比較器276の平行5ビット
比較データ入力296はレジスタ300の平行5ビット
比較データ出力296に結合されている。レジスタ30
0の平行5ビットデータ入力302は平行5ビットデー
タ源304に結合されている。レジスタ300のクロッ
ク入力306は負荷信号308に結合されている。比較
器272の出力310はNORゲート314の第1入力
312に結合されている。比較器276の出力316は
NORゲート314の第2入力318に結合されてい
る。NORゲート314の出力320はD型フリップフ
ロップ324のD入力322およびノード326に結合
されている。フリップフロップ324のセット入力33
2はライン162上のリセット信号に結合されている。
フリップフロップ324のクロック入力334はクロッ
ク信号178に結合されている。
【0019】図4は好ましい実施例のモジュール化され
たグレイコード単一遷移カウンタ400の概略的電気回
路図である。グレイコード単一遷移カウンタ400は図
3のグレイコード単一遷移カウンタ166を形成する。
入力モジュール402はセル404に結合され、セル4
04はセル406に結合されている。セル406はセル
408に結合され、セル408はセル410に結合され
ている。図4に示すように、セル404と408はモジ
ュール1の複製である。セル406と410はモジュー
ル2の複製である。カウンタ400は出力412(再上
位ビットQ)、414(Q)、416(Q)、4
18(再下位ビットQ)上にグレイコード単一遷移カ
ウントを提供する。出力412はセル410によって提
供され、出力414はセル408によって提供され、出
力416はセル406によって提供され、出力418は
セル404によって提供される。図4に示す方法でモジ
ュール1とモジュール2を交互に複製することによっ
て、ビットがモジュール化グレイコード単一遷移カウン
タ400に加えられ、規定の最大出力を得ることができ
る。例えば、(図示されない)付加ビット(Q)は、
セル410を正確に複製されたモジュール1から成る付
加セルに結合することによって、モジュール化グレイコ
ード単一遷移カウンタ400の再上位ビットとして加え
ることができる。
【0020】出力412−418に加えて、「不可視」
ビットはフリップフロップ426の反転出力420上で
入力モジュール402によって提供される。表1はイン
クリメントモード、デクリメントモードの両方に対して
出力420上に提供される「不可視」ビットの対応値に
従ってカウンタ400により出力される連続的なグレイ
コード値を示す。
【0021】
【表1】
【0022】表1に示すように、「不可視」ビットは、
連続する各カウントで、「0」と「1」間でトグルす
る。連続する各カウントで、前カウントの「不可視」ビ
ットが「1」の論理値をもつときのみ、Qは「0」と
「1」間でトグルする。連続する各カウントで、前カウ
ントのQが「1」の論理値をもち、前のカウントの
「不可視」ビットが「0」の論理値をもつときのみ、Q
は「0」と「1」間でトグルする。連続する各カウン
トで、前のカウントのQが「1」の論理値をもち、前
のカウントのQおよび「不可視」ビットがそれぞれ
「0」の論理値をもつときのみ、Qは「0」と「1」
間でトグルする。連続する各カウントで、前のカウント
のQが「1」の論理値をもち、前のカウントのQ
および「不可視」ビットがそれぞれ「0」の論理値
をもつときのみ、Qは「0」と「1」間でトグルす
る。表1のこれらのルールを適用して、「不可視」ビッ
トはカウントの方向を制御して連続する各カウントが前
のカウントに比してインクリメントされているかデクリ
メントされているかを決定する。
【0023】図4において、リセット信号ライン422
はT型フリップフロップ426のリセット入力424、
T型フリップフロップ430a、430bの各リセット
入力428a、428b、および、T型フリップフロッ
プ434a、434bの各リセット入力432a、43
2bにそれぞれ結合されている。カウント信号ライン4
36はフリップフロップ430a、430bの各クロッ
ク入力438a、438b、および、フリップフロップ
434a、434bの各クロック入力440a、440
bにそれぞれ結合されている。カウント信号ライン43
6はさらに反転器442を介してNANDゲート446
の第1入力444に結合されている。アップダウン(U
/D)信号448は反転器450を介してNANDゲー
ト446の第2入力452に結合されている。NAND
ゲート446の出力454はフリップフロップ426の
クロック入力456に結合されている。フリップフロッ
プ426の入力458は論理「1」に結合されている。
フリップフロップ426の反転出力420はフリップフ
ロップ430aの入力460a、および、NORゲート
464aの第1入力462aに結合されている。NOR
ゲート464aの第2入力466aは接地ライン468
に結合されている。フリップフロップ430aの非反転
出力470aは出力418(Q)、および、NAND
ゲート474aの第1入力472aに結合されている。
NANDゲート474aの第2入力476aはNORゲ
ート464aの出力478aに結合されている。NAN
Dゲート474aの出力480aはフリップフロップ4
34aの反転入力482a、および、NANDゲート4
86aの第1入力484aに結合されている。NAND
ゲート486aの第2入力488aはNORゲート46
4aの出力478aに結合されている。フリップフロッ
プ434aの非反転出力490aは出力416(Q
に結合されている。フリップフロップ434aの反転出
力492aはNORゲート496aの第1入力494a
に結合されている。NORゲート496aの第2入力4
98aはNANDゲート486aの出力500aに結合
されている。NORゲート496aの出力502aはフ
リップフロップ430baの入力460b、および、N
ORゲート464aの第1入力462bに結合されてい
る。NORゲート464bの第2入力466bはNAN
Dゲート486aの出力500aに結合されている。フ
リップフロップ430bの非反転出力470bは出力4
14(Q)、および、NANDゲート496bの第1
入力472bに結合されている。NANDゲート474
bの第2入力476bはNORゲート464bの出力4
78bに結合されている。NANDゲート474bの出
力480bはフリップフロップ434bの反転出力48
2b、および、NANDゲート486bの第1入力48
4bに結合されている。NANDゲート486bの第2
入力488bはNORゲート464bの出力478bに
結合されている。フリップフロップ434bの非反転出
力490bは出力412(Q)に結合されている。フ
リップフロップ434bの反転出力492bはNORゲ
ート496bの第1入力494bに結合されている。N
ORゲート496bの第2入力498bはNANDゲー
ト486bの出力500bに結合されている。NORゲ
ート496bの出力502bおよびNANDゲート48
6bの出力500bは、セル406がセル408に結合
されるのと同様な方法で、モジュール1の複製から成る
追加セルに任意に結合できる。
【0024】モジュール化グレイコード単一遷移カウン
タ400は表1との関連において述べたルールにしたが
って動作する。リセット信号ライン422が確立されて
いるとき、出力Q、Q、Qはそれぞれ「0」の論
理値にリセットされ、出力470a−bおよび490a
−bはそれぞれ「1」の論理値にセットされ、出力47
0a−bおよび490a−bはそれぞれ「0」の論理値
にリセットされる。
【0025】別の実施例においては、リセット信号ライ
ン422はフリップフロップ430a、430b、43
4a、434bの(図示されない)一つあるいはそれ以
上のセット入力に結合され、出力Q、Q、Q、Q
の一つあるいはそれ以上がリセット信号ライン422
が確立されているとき「1」の論理値にセットされる。
このようにして、出力Q、Q、Q、Qは、リセ
ット信号ライン422がフリップフロップ430a、4
30b、434a、434bのいずれかのリセット入力
に結合されているかセット入力に結合されているかによ
って、リセット信号ライン422が確立されているとき
規定値に初期化されうる。同様に、リセット信号ライン
422は、代わりに、フリップフロップ426の(図示
されない)セット入力に結合され、リセット信号ライン
422が確立されているとき「0」の倫理値にリセット
されるうる。この様にして、フリップフロップ426の
出力420によって提供される「不可視」ビットは、リ
セット信号ライン422がフリップフロップ426のリ
セット入力に結合されているかセット入力に結合されて
いるかによって、「1」あるいは「0」の論理値に初期
化されうる。
【0026】好ましい実施例においては、アップダウン
(U/D)信号488は初めはローの状態(論理
「0」)にリセットされており、その結果、NANDゲ
ート446の入力452はハイ(論理「1」)であり、
もしカウント信号ライン436がローならば、NAND
ゲート446の入力452はハイであり、NANDゲー
ト446の出力454はその結果ローであり、カウント
信号ライン436の論理状態を反映する。同様に、もし
カウント信号ライン436がハイならば、NANDゲー
ト446の入力444はローであり、NANDゲート4
46の出力454はその結果ハイであり、カウント信号
ライン436の論理状態を反映する。(フリップフロッ
プ426のクロック入力456に結合されている)NA
NDゲート446の出力454はアップダウン(U/
D)信号448がローであるときカウント信号436の
論理状態を反映するから、そして、出力420(「不可
視」ビット)は初めは「1」の論理値にセットされてい
るから、カウント信号ライン436の各正縁遷移は、初
めは、表1に関連して上述されたルールに従って、出力
412−418(Q、Q、Q、Q)上のインク
リメントされたグレイコード単一遷移カウントである。
【0027】フリップフロップ430aの出力470a
(Q)は、(フリップフロップ430aのステータス
入力460aに結合されている)「不可視」ビット出力
420が「1」の論理値をもつとき、「0」と「1」間
でトグルする。フリップフロップ434aの出力490
a(Q)は、(フリップフロップ434aの反転ステ
ータス入力482aに結合されている)NANDゲート
474aの出力480aが「0」の論理値をもち、出力
470a(Q)が「1」の論理値を持つことと共に
「不可視」ビット出力420が(「1」の論理値を持っ
ているNORゲート464aの指示出力478aによっ
て示される)「0」の論理値を持つことを示すときに、
「0」と「1」間でトグルする。
【0028】フリップフロップ430bの出力470b
(Q)は、(フリップフロップ430bのステータス
入力460bに結合されている)NORゲート496a
の出力502aが「1」の論理値をもつときに「0」と
「1」間でトグルする。出力502aが「1」の論理値
をもつことは、出力490a(Q)が「1」の論理値
を持つことを示すとともに、出力470a(Q)と
「不可視」ビット出力420がそれぞれ「0」の論理値
を持つことを示す。(出力490a(Q)が「1」の
論理値を持つことは反転出力492aが「0」の論理値
を持つことによって示され、出力470a(Q)と
「不可視」ビット出力420がそれぞれ「0」の論理値
を持つことは、NORゲート464aの出力478aが
「1」の論理値を持ち、NANDゲート474aの出力
480aが「0」の論理値をもち、従ってNANDゲー
ト486aの指示出力500aが「1」の論理値を持つ
ことによって示される。)
【0029】フリップフロップ434bの出力490b
(Q)は、(フリップフロップ434bの反転ステー
タス入力482bに結合されている)NANDゲート4
74bの出力480bが「0」の論理値をもつときに
「0」と「1」間でトグルする。出力480bが「0」
の論理値をもつことは、出力470b(Q)が「1」
の論理値を持つこと、および出力490a(Q)と出
力470a(Q)と「不可視」ビット出力420がそ
れぞれ「0」の論理値を持つことを示す。(出力490
a(Q)と出力470a(Q)と「不可視」ビット
出力420がそれぞれ「0」の論理値を持つことは、N
ORゲート464aの出力478aが「1」の論理値を
持っていることによって、および、NANDゲート47
4aの出力480aもまた「1」の論理値をもち、従っ
てNANDゲート486aの出力500aが「0」の論
理値を持っていることによって示されるとともに、フリ
ップフロップ434aの反転出力492aが「1」の論
理値をもち、従ってNORゲート464bの各入力46
6b、464bがそれぞれ「0」の論理値をもってNO
Rゲート464bの指示出力478bが「1」の論理値
をもつことによって示される。)
【0030】その結果、モジュール化グレイコード単一
遷移カウンタ400は表1に関連して上述したルールに
従って、グレイコード単一遷移カウントを出力する。表
1のルールを適用して、「不可視」ビット出力420は
カウント方向を制御して連続する各カウントが前のカウ
ントに比してインクリメントされているかデクリメント
されているかを決定する。
【0031】リセット信号ライン422が確立されてい
るとき、出力412(Q)、414(Q)、406
(Q)、418(Q)はそれぞれ「0」の論理値を
もつ。リセット信号ラインが確立されると、その結果、
「不可視」ビット出力420が「1」の論理値にセット
され、それによって、グレイコード単一遷移カウンタ4
00を表1によるインクリメントモードにする。それに
続いて、グレイコード単一遷移カウンタ400は、同時
に出力412(Q)、414(Q)、416
(Q)、418(Q)をそのままにしつつ、「不可
視」ビット出力420を「0」と「1」間でトグルする
ことによって表1によるデクリメントモードにするかも
しれない。こうして、グレイコード単一遷移カウンタ4
00は、カウント信号ライン436がロー状態である任
意の時点で正パルスをアップダウン(U/D)信号44
8に与えることによってデクリメントモードにされるか
もしれない。そして、その場合、アップダウン信号44
8に与えられる正パルスはNANDゲート446の入力
452においては負パルスとなり、その結果、フリップ
フロップ456のクロック入力456に与えられるNA
NDゲート446の出力454での正パルスとなり、そ
れによってフリップフロップ430a−b、434a−
bの出力を変えることなしに「不可視」ビット出力をト
グルする。そのような正パルスがアップダウン(U/
D)信号448に与えられたのち、アップダウン(U/
D)信号448は前のロー状態に戻り、(フリップフロ
ップ426のクロック入力456に結合された)NAN
Dゲート446の出力454はカウント信号ライン43
6の論理状態を映すその通常動作を再開する。グレイコ
ード単一遷移カウンタ400は、カウント信号ライン4
36がロー状態である任意の時点で他の正パルスがアッ
プダウン(U/D)信号448に与えられるなら、デク
リメントモードからインクリメントモードに戻る。別の
実施例においては、インクリメントモードとデクリメン
トモードとの間のスイッチングは、縁検出回路を(U/
D)信号448と反転器450との間に挿入することに
よってレベルトグルできる。こうして、モジュール化グ
レイコード単一遷移カウンタ400は、前のアプローチ
と比べて比較的少ない数の論理ゲートで、比較的小量の
パワーを消費して、そして、比較的小さな集積回路範囲
を占有して、表1に関連して上述したインクリメントカ
ウントのアプローチとデクリメントカウントのアプロー
チの両方を実行する。カウンタ400は、比較的少ない
数の論理ゲートであるため、比較的速いカウント速度を
もつ。その上、グレイコード単一遷移カウンタ400の
モジュール化デザインは、特に、ASICコンパイラプ
ログラムによって作られる集積回路デザインがより簡単
化され、動作特性においてより容易に故障検査でき、よ
り容易に分析できるようなASICコンパイラプログラ
ムによく適合する。グレイコード単一遷移カウンタ40
0は図3のグレイコード単一遷移カウンタ166とT型
フリップフロップ174を形成する。具体的には、図4
のライン422上のリセット信号は図3のライン162
上のリセット信号に対応し、図4のカウント信号436
は図3のクロック信号に対応し、図4の「不可視」ビッ
ト出力420は図3の「不可視」ビット出力264に対
応し、図4の出力412は図3の出力268dに対応
し、図4の出力414は図3の出力268cに対応し、
図4の出力416は図3の出力268bに対応し、そし
て、図4の出力418は図3の出力268aに対応す
る。
【0032】図3を参照して、表2はインクリメントと
デクリメントの両カウントモードに対してフリップフロ
ップ174の出力264上で提供される「不可視」ビッ
トの対応値に沿って、可変単一遷移カウント回路160
によって出力される連続単一遷移値を示す。
【0033】
【表2】
【0034】以上、表1に関連して述べたカウントルー
ルはさらに表2に適用される。加えて連続する各カウン
トにおいて、前のカウントのQが「1」のデジタル値
をもち、Q、Q、Qおよび前のカウントの「不可
視」ビットがそれぞれ「0」のデジタル値をもつときの
み、Qは「0」と「1」間でトグルする。表1と表2
のルールとに一貫して、「不可視」ビットは連続する各
カウントが前のカウントと比してインクリメントされて
いるかデクリメントされているかを制御する。重要なの
は、表2において、十進値15と16のための単一遷移
コードはQ、Q、Q、Qに対して同一である。
のみと「不可視」ビットは十進値15と16のため
の単一遷移コード間で異なる。その結果、十進値15は
、Q、Q、Qに関して十進値16に対応す
る。この十進値15と16のための単一遷移コード間の
同様な対応関係は、十進値14と17、13と18、1
2と19、11と20、10と21、9と22、8と2
3、7と24、6と25、5と26、4と27、3と2
8、2と29、1と30、そして、0と31のための単
一遷移コード間にもまた存在する。こうして、十進値0
−15のための表2における最下位4ビット(Q、Q
、Q、Q)のインクリメント単一遷移カウントシ
ーケンスは、図4に関連してさらにこれまで述べた表1
による最下位4ビット(Q、Q、Q、Q)のデ
クリメントグレイコードカウントシーケンスとは十進値
16−31に対して逆、あるいは、「鏡像」となる。例
えば、十進値31は十進値0の鏡像であり、十進値16
は十進値15の鏡像である。その結果、表2の単一遷移
コードの最下位4ビットは、図4のグレイコード単一遷
移カウンタ400の機能をもつ任意の単一遷移カウンタ
によって、まず最初は、その4ビット単一遷移カウント
を0の十進値から0から15の任意の特定の十進値へ増
加し、それから、その最下位4ビット(Q、Q、Q
、Q)を変えることなくQと「不可視」ビットを
トグルすることによって(さらに以上述べた関係に従っ
て)その特定十進値からその対応する十進値へ効果的に
ジャンプして、それから、(Qが1であるとき、表2
における5ビット単一遷移コードを31の十進値へと増
加するのに等しい)表1に従ってその4ビット単一遷移
カウントを0の十進値へと減少させ、それから、その最
下位4ビット(Q、Q、Q、Q)を変えること
なくQと「不可視」ビットをトグルすることによって
その31の十進値からそれに対応する0の十進値へと効
果的にジャンプすることによって、完遂される。
【0035】伝統的には、図2に示すようなカウントシ
ーケンスを提供するための5ビット単一遷移カウント回
路は、0の十進値からカウントしはじめ、再び0の十進
値に戻るのに32カウントを要し、また0から32カウ
ントの同じシーケンスが繰り返される。好ましい実施例
の重要な点は、回路160が、一つの出力のみ(Q
、Q、QまたはQ)がクロック信号に応じて
特別な時点で変化し、かつ、可変カウント数が0の十進
値からその可変カウント数を経て0の十進値へ戻り、同
じ可変カウント数が繰り返されるのに要求される、可変
単一遷移カウントシーケンスを完遂するという点であ
る。例えば、回路160は、4ビットグレイコード単一
遷移カウンタ166に表2の最下位4ビットを十進値0
から十進値5までインクリメントさせることによって、
32よりもむしろ、12の可変カウントを成し遂げる。
十進値5へのインクリメントの後、次のクロック信号は
その単一遷移カウントを十進値5から十進値6へはイン
クリメントしないで、代わりに、単純にQと「不可
視」ビットをトグルし、それによって、以上述べた関係
に従って十進値5からそれに対応する十進値26へジャ
ンプし、かつ、それによって、4ビットグレイコードカ
ウンタ166をデクリメントモードにおく。その単一遷
移カウントシーケンスは、その後、4ビットグレイコー
ド単一遷移カウンタ166にその最下位4ビット
(Q、Q、Q、Q)を表1に従ってデクリメン
トさせることによって続けられる。その最下位4ビット
を5の十進値から0の十進値へとデクリメントした(そ
の結果、5ビットグレイコードカウントは31の十進値
をもち、Qが「1」の論理値をもつという事実が与え
られる)後、次のクロック信号は単純にQと「不可
視」ビットをトグルして、単一遷移カウントをその対応
する31の十進値から十進値0へと戻す。十進値0へと
戻した後、12カウント(1、2、3、4、5、26、
27、28、29、30、31、0の5ビットグレイコ
ードカウント十進値)の同じシーケンスが繰り返され
る。したがって、可変カウントが、単一遷移カウントが
0の十進値から特定の偶数の単一遷移カウントを介して
また0の十進値へと戻り同じ可変数のカウントが繰り返
されるのに要求されるように、偶数カウントが特定さ
れ、完遂されうる。
【0036】32カウントシーケンスは、Qと「不可
視」ビットをトグルして以上述べた関係に従って十進値
15とそれに対応する十進値16の単一遷移コード間を
ジャンプさせることに寄って成し遂げられる。同様に、
30カウントシーケンスは、十進値14とそれに対応す
る十進値17の単一遷移コード間をジャンプすることに
よって成し遂げられ、28カウントシーケンスは、十進
値13とそれに対応する十進値18の単一遷移コード間
をジャンプすることによって成し遂げられ、26カウン
トシーケンスは、十進値12とそれに対応する十進値1
9の単一遷移コード間をジャンプすることによって成し
遂げられ、24カウントシーケンスは、十進値11とそ
れに対応する十進値20の単一遷移コード間をジャンプ
することによって成し遂げられ、22カウントシーケン
スは、十進値10とそれに対応する十進値21の単一遷
移コード間をジャンプすることによって成し遂げられ、
20カウントシーケンスは、十進値9とそれに対応する
十進値22の単一遷移コード間をジャンプすることによ
って成し遂げられ、18カウントシーケンスは、十進値
8とそれに対応する十進値23の単一遷移コード間をジ
ャンプすることによって成し遂げられ、16カウントシ
ーケンスは、十進値7とそれに対応する十進値24の単
一遷移コード間をジャンプすることによって成し遂げら
れ、14カウントシーケンスは、十進値6とそれに対応
する十進値25のグレイコード間をジャンプすることに
よって成し遂げられ、12カウントシーケンスは、十進
値5とそれに対応する十進値26の単一遷移コード間を
ジャンプすることによって成し遂げられ、10カウント
シーケンスは、十進値4とそれに対応する十進値27の
単一遷移コード間をジャンプすることによって成し遂げ
られ、8カウントシーケンスは、十進値3とそれに対応
する十進値28の単一遷移コード間をジャンプすること
によって成し遂げられ、6カウントシーケンスは、十進
値2とそれに対応する十進値29の単一遷移コード間を
ジャンプすることによって成し遂げられ、4カウントシ
ーケンスは、十進値1とそれに対応する十進値30の単
一遷移コード間をジャンプすることによって成し遂げら
れ、そして、2カウントシーケンスは、十進値0とそれ
に対応する十進値31の単一遷移コード間をジャンプす
ることによって成し遂げられる。もしカウントシーケン
スを小さくしたいなら、グレイコード単一遷移カウンタ
166のビット数を減らすことができる。例えば、上述
の16カウントシーケンスを得るには、グレイコード単
一遷移カウンタ166は単に3ビットを提供すればよ
い。なぜなら、グレイコード単一遷移カウンタ166は
単に十進値0から十進値7までをカウントすることが要
求されるだけであるから。その結果、Qは不要にな
る。全ての場合に、フリップフロップ170からのQ
は図3の回路160の単一遷移可変カウントの最上位ビ
ットである。
【0037】回路160は、任意のビット数をもつ単一
遷移カウントのための可変グレイコードカウントシーケ
ンスを得るよう適当に修正できる。任意のビット数をも
つ単一遷移カウントでは、残りの最下位ビットによって
形成される単一遷移カウントが図4のグレイコードカウ
ンタ400の機能をもつ任意の単一遷移カウンタによっ
てインクリメントされデクリメントされるように、か
つ、最上位ビットと「不可視」ビットをトグルして可変
カウントが或特定の十進値とそれに対応する十進値の単
一遷移コード間を移動することのよってえられるよう
に、最上位ビットは残りの最下位ビットから分離されう
る。その結果、もし単一遷移コードがNビットを持って
いるなら、2から2の任意の偶数カウントをもつ可変
単一遷移カウントが得られる。
【0038】図3において、回路160は、最下位ビッ
トであるライン278a(Q)、最上位ビットである
ライン278e(Q)を含めたライン278a−e上
の5ビット単一遷移カウントを提供する。回路160
は、2から2(2=32)の任意の偶数のカウント
数をもつ可変単一遷移カウントを提供する。レジスタ3
00は、データ入力304を負荷信号308の正縁遷移
に応じて比較データ出力298上へ取り込む。ライン1
62上のリセット信号の確立の上に、フリップフロップ
264の「不可視」ビット出力264は論理「1」にセ
ットされ、最上位ビットQ(フリップフロップ170
の出力信号278e)は論理「0」にリセットされ、そ
して、グレイコード単一遷移カウンタ166の出力信号
278a−d(Q、Q、Q、Q)はそれぞれ論
理「0」にリセットされる。
【0039】さらに、ライン162上のリセット信号が
確立すると、NANDゲート186の入力184は論理
「0」にリセットされ、その結果、NANDゲート18
6の出力188は論理「1」にセットされ、その結果、
NORゲート226の出力256は論理「0」にリセッ
トされ、その結果、NANDゲート192の入力190
は論理「1」にセットされる。好ましい実施例において
は、ノード330はノード222に結合される。こうし
て、ライン162上のリセット信号が確立すると、フリ
ップフロップ324の出力328は論理「1」にセット
され、その結果、NANDゲート202の入力220は
論理「1」にセットされ、その結果、NANDゲート2
08の入力216は論理「0」にリセットされ、その結
果、NANDゲート192の入力204は論理「1」に
セットされ、そして、その結果、NANDゲート186
の入力196は論理「0」にセットされる(なぜなら、
NANDゲート192の入力190と204は上述した
ようにそれぞれ論理「1」にセットされているからであ
る)。NANDゲート208の入力216は論理「0」
にセットされているから、NANDゲート208の入力
212の論理状態に関わらずNANDゲート208の出
力206は論理「1」にセットされる。NANDゲート
192の入力190と204はそれぞれ論理「1」にセ
ットされているから、NANDゲート186の入力18
4と198の論理状態に関わらずNANDゲート192
の出力194は論理「0」にリセットされ、NANDゲ
ート186の出力188は論理「1」にセットされる。
こうして、NANDゲート186の出力188は論理
「1」にセットされているから、NORゲート226の
出力256は論理「0」にリセットされ、クロック信号
178は一旦反転器182によって反転された後再びN
ORゲート230によって反転されるから、NORゲー
ト230の(グレイコード単一遷移カウンタ166のク
ロック入力254に結合された)出力252はクロック
信号178の論理状態に等しい。リセット後、NAND
ゲート186の入力184は論理「1」にセットされ
る。
【0040】リセット後、クロック信号178の各正縁
遷移上、フリップフロップ174の「不可視」ビット出
力264はトグルされ、そして、出力信号278a−d
(Q、Q、Q、Q)は表1にリストされた単一
遷移コードのシーケンスに従ってグレイコード単一遷移
カウンタ166によってインクリメントされる。更に、
クロック信号178の各正縁遷移上、NANDゲート1
86の出力188が論理「1」にセットされている限り
出力信号278e(Q)は不変であり、その結果、フ
リップフロップ170のクロック入力258はクロック
信号178に関わらず論理「0」にリセットされる。
【0041】好ましい実施例においては、回路160
は、5ビット単一遷移カウントを提供し、そして、可変
偶数カウント数が、フリップフロップ174の「不可
視」ビット出力264とフリップフロップ170の出力
信号278e(Q)をトグルすることによって、或特
定の十進値(例えば、表2における十進値11)とそれ
に対応する十進値(例えば、表2における十進値20)
の単一遷移コード間をジャンプすることによって、得ら
れる。例えば、表2における十進値11と20の単一遷
移コード間のジャンプでは、レジスタ300は比較デー
タ出力298上の比較器へのデータ入力304をラッチ
する。その比較データ出力298においては、データ入
力304は表2における十進値11の単一遷移コードの
直前にある十進値10の単一遷移コードを形成する。さ
らに、レジスタ286は比較データ出力284上で比較
器272へのデータ入力290をラッチする。その比較
データ出力284においては、データ入力290は表2
における十進値31の単一遷移コードの直前にある十進
値30の単一遷移コードを形成する。こうして、出力信
号278a−eが十進値10の単一遷移コードにインク
リメントするとき、比較器276はNORゲート314
の入力318を論理「1」にセットして、その結果、フ
リップフロップ324の入力322は論理「0」にリセ
ットされる。この様に、フリップフロップ324は、そ
こからジャンプが起こるだろうという単一遷移カウント
の前にルックアヘッド信号を提供する。
【0042】クロック信号178の次の正縁遷移が起こ
ると、フリップフロップ324の入力322の論理
「0」がフリップフロップ324の出力328によって
ラッチされて、出力信号278a−eは表2における十
進値11の単一遷移コードにインクリメントし、比較器
276の出力316は論理「0」にリセットされ、NO
Rゲート314の出力320は論理「1」にセットされ
る。フリップフロップ324の出力328が論理「0」
にリセットされているから、NANDゲート202の出
力200はNANDゲート202の入力210の論理状
態には関わらず論理「1」にセットされ、NANDゲー
ト208の入力216は論理「1」にセットされ、その
結果、NANDゲート208の出力206はNANDゲ
ート208の入力212の論理状態から反転される。N
ANDゲート186の入力184と198は上述のよう
に論理「1」にセットされているから、NANDゲート
186の出力188はNANDゲート192の出力19
4の論理状態から反転され、NANDゲート192の入
力190は上述のように論理「0」にセットされている
から、NANDゲート192の出力194はそれ自体N
ANDゲート208の出力206の論理状態から反転さ
れる。その結果、NANDゲート208の出力206は
上述のようにNANDゲート208の入力212の論理
状態から反転されているので、NANDゲート186の
出力188はまたNANDゲート208の入力212の
論理状態から反転される。
【0043】クロック信号178の正縁遷移の結果、論
理「0」がフリップフロップ324の出力328によっ
てラッチされた後、クロック信号178が論理「1」で
あるあいだにNANDゲート234の入力232は論理
「0」にリセットされ、クロック信号178が論理
「1」であるあいだにNANDゲート234の入力24
2は論理「1」にセットされ、その結果、NANDゲー
ト208の入力212は論理「0」であるが、しかしな
がら、クロック信号178の次の負縁遷移では、NAN
Dゲート234の入力232は、反転器236、23
8、240のゲート遅延により、論理「1」から論理
「0」に遷移するNANDゲート234の入力に先だっ
て論理「0」から論理「1」に遷移して、こうして、入
力232と242は瞬間的にそれぞれ論理「1」に等し
くなり、NANDゲート208の入力212における瞬
間的正パルスによってNANDゲート186の出力18
8を論理「0」にリセットする。
【0044】NANDゲート208の入力212におけ
る瞬間的パルスの完成後、NANDゲート208の入力
212は論理「0」であり、NANDゲート208の出
力206は論理「1」であり、(フリップフロップ32
4の出力328に結合されている)入力220は論理
「0」であるからNANDゲート202の出力200は
論理「1」であり、そして、NANDゲート186の入
力184,198および196がそれぞれ論理「1」で
あるからNANDゲート186の出力188は論理
「0」のままである。
【0045】クロック信号178の負縁遷移がNAND
ゲート186の出力188を論理「0」にリセットした
後、NORゲート230の入力250は論理「1」にセ
ットされ、グレイコード単一遷移カウンタ166のクロ
ック入力254の正縁遷移は禁止される。また、NOR
ゲート226の入力246は論理「0」であるから、フ
リップフロップ170のクロック入力258はクロック
信号178の論理状態に等しい。なぜなら、クロック信
号178は一旦反転器182によって反転され、その
後、NORゲート226によって再び反転されているか
らである。
【0046】その結果、NANDゲート186の出力1
88が論理「0」にリセットされた後、クロック信号1
78の次の正縁遷移は、フリップフロップ174のクロ
ック入力180ならびにフリップフロップ170のクロ
ック入力258における正縁遷移となり、その結果、フ
リップフロップ174の「不可視」ビット出力264が
トグルされ、フリップフロップ170の出力信号278
e(Q)がトグルされ、NORゲート230の入力2
50は論理「1」にセットされるから、グレイコード単
一遷移カウンタ166のクロック入力254の正縁遷移
は禁止され、その結果出力信号278a−d(Q、Q
、Q、Q)は不変であり、その上クロック信号1
78のその正縁遷移の結果、フリップフロップ324の
入力322の論理「1」はフリップフロップ324の出
力328によってラッチされる。
【0047】フリップフロップ324の出力328が論
理「0」から論理「1」に遷移した後、NANDゲート
202の入力220は論理「1」にセットされ、その結
果、上述のようなクロック信号178の負縁遷移から生
じるNANDゲート202の入力210における瞬間的
正パルスによりNANDゲート202の出力200はク
ロック信号178の次の負縁遷移で論理「0」にリセッ
トされる。NANDゲート202の出力200が論理
「0」にリセットされたとき、NANDゲート186の
出力188は論理「1」にセットされ、その結果、(N
ANDゲート208の入力216は論理「0」であり、
NANDゲート192の入力204および190はそれ
ぞれ論理「1」であるから)NANDゲート192の出
力194は論理「0」にリセットされる。NANDゲー
ト192の出力194が論理「0」にリセットされたと
き、NANDゲート186の出力188は論理「0」と
してラッチされ、それによって、クロック信号178に
応じてグレイコード単一遷移カウンタ166のクロック
入力254における正縁遷移を可能にし、かつ、フリッ
プフロップ170のクロック入力258における正縁遷
移を禁止する。
【0048】この例を要約すると、十進値10の単一遷
移コードが比較器276に提供されるから、出力信号2
78a−eが十進値10の単一遷移コードを形成した
後、クロック信号178の次の正縁遷移の結果、出力信
号278a−eは十進値11の単一遷移コードを形成す
る。出力信号278a−eが十進値11の単一遷移コー
ドを形成した後、クロック信号178の次の負縁遷移は
グレイコード単一遷移カウンタ166のクロック入力2
54における正縁遷移を禁止して、フリップフロップ1
70のクロック入力258における正縁遷移を可能にす
る。フリップフロップ170のクロック入力258にお
ける正縁遷移が可能となった後、クロック信号178の
次の正縁遷移は出力信号278a−dが変わらない間フ
リップフロップ174の「不可視」ビット出力264を
トグルし、さらに、フリップフロップ170の出力信号
278e(Q)をトグルして、それのよって、十進値
11の単一遷移コードから表2における十進値20の単
一遷移コードへジャンプする。「不可視」ビット出力2
64と出力信号278e(Q)がトグルされた後、ク
ロック信号178の次の負縁遷移はグレイコード単一遷
移カウンタ166のクロック入力254における正縁遷
移を再許可し、フリップフロップ170のクロック入力
258における正縁遷移を禁止する。グレイコード単一
遷移カウンタ166のクロック入力254における正縁
遷移が再許可された後、クロック信号178の続く正縁
遷移の結果、出力信号278e(Q)が論理「1」の
ままである間、グレイコード単一遷移カウンタ166は
出力信号278a−d上に4ビット単一遷移コードを生
じる。
【0049】この例では、十進値30の単一遷移コード
が比較器272に提供されるから、出力信号278a−
eが十進値30の単一遷移コードを形成下後、クロック
信号の次の正縁遷移の結果、出力信号278a−eは十
進値31の単一遷移コードを形成する。出力信号278
a−eが十進値31の単一遷移コードを形成した後、ク
ロック信号178の次の負縁遷移はグレイコード単一遷
移カウンタ166のクロック入力254における正縁遷
移を禁止し、フリップフロップ170のクロック入力2
58における正縁遷移を許可する。フリップフロップ1
70のクロック入力258における正縁遷移が許可され
た後、クロック信号178の次の正縁遷移は出力信号2
78a−dが変わらない間フリップフロップ174の
「不可視」ビット出力264をトグルし、さらに、フリ
ップフロップ170の出力信号278e(Q)をトグ
ルして、それによって、十進値31の単一遷移コードか
ら表2における十進値0の単一遷移コードへジャンプす
る。
【0050】あるいはまた、回路160の可変カウント
は、データ入力290が比較データ出力284上で比較
器272に提供されるようにデータ入力290を変え、
それから、負荷信号294を確立することによって修正
されうる。例えば、もし十進値26の単一遷移コードが
比較器272に提供されるなら、回路160が十進値3
1の単一遷移コードからその鏡像である十進値0へとジ
ャンプする上述の例と対照的に、回路160は十進値2
7の単一遷移コードから表2におけるその鏡像である十
進値4の単一遷移コードへとジャンプする。
【0051】「不可視」ビット出力264と出力信号2
78e(Q)がトグルされた後、クロック信号178
の次の負縁遷移はグレイコード単一遷移カウンタ166
のクロック入力254において正縁遷移を再許可し、フ
リップフロップ170のクロック入力258において正
縁遷移を禁止する。正縁遷移がグレイコード単一遷移カ
ウンタ166のクロック入力において再許可された後、
クロック信号178の引き続く正縁遷移の結果、出力信
号278e(Q)が論理「0」のままである間、グレ
イコード単一遷移カウンタ166は出力信号278a−
d上で4ビット単一遷移コードをインクリメントする。
【0052】回路160の可変カウントは、データ入力
304が比較データ出力298上の比較器276に提供
されるように、データ入力304を変え、それから、負
荷信号308を確立することによって修正できる。
【0053】別の実施例においては、ノード222はノ
ード326に結合されるかもしれない。この別の実施例
では、もし十進値11と表2におけるそれに対応する十
進値20の単一遷移コード間のジャンプが望まれるな
ら、データ入力304が比較器276への十進値11の
単一遷移コードを特定し、かつ、データ入力290が比
較器272への十進値31を特定して、それによって、
効果的にフリップフロップを取り除く。出力信号278
a−eが十進値11の単一遷移コードを形成した後、ク
ロック入力178の次の負縁遷移はグレイコード単一遷
移カウンタ166のクロック入力254において正縁遷
移を禁止し、かつ、フリップフロップ170のクロック
入力258において正縁遷移を許可する。正縁遷移がフ
リップフロップ170のクロック入力258において許
可された後、クロック信号178の次の正縁遷移は出力
信号278a−dが変わらない間フリップフロップ17
4の「不可視」ビット出力264をトグルし、さらに、
フリップフロップ170の出力信号278e(Q)を
トグルして、それによって、表2における十進値11と
20の単一遷移コード間でジャンプする。「不可視」ビ
ット出力264と出力信号278e(Q)がトグルさ
れた後、クロック信号178の次の負縁遷移はグレイコ
ード単一遷移カウンタ166のクロック入力254にお
ける正縁遷移を再許可し、フリップフロップ170のク
ロック入力258における正縁遷移を禁止する。
【0054】この、別の実施例の欠点は、クロック信号
178の正縁遷移に基づくNANDゲート208の入力
216における如何なる遷移も、クロック信号178の
負縁遷移に基づくNANDゲート208の入力212に
おける任意の遷移に先だっておこらなければならず、そ
の結果、最少の時間がクロック信号178の正と負の縁
遷移間に要求され、それによって、回路160のカウン
ト周波数が制限されるという点にある。
【0055】好ましい実施例においては、フリップフロ
ップ324を含むことによって、かつ、そこからジャン
プが起こるだろうという単一遷移コードの直前にある単
一遷移コードを比較器276に提供することによって、
クロック信号178の正縁遷移に基づくNANDゲート
208の入力216における如何なる遷移も、別の実施
例に比して、よりすばやく起こるだろう。なぜなら、ク
ロック信号178の正縁遷移とNANDゲート208の
入力216における対応する任意の遷移との間の遅延路
はフリップフロップ324と反転器218を介した遅延
に制限されるからであり、そして、その遅延は、反転器
182、NORゲート230、グレイコード単一遷移カ
ウンタ166、比較器276、NORゲート314と反
転器218の代わりの実施例における遅延よりも、より
重要度は小さいからである。好ましい実施例において
は、クロック信号178の正縁遷移とNANDゲート2
08の入力216における対応する遷移との間の遅延を
減らすことによって、クロック信号178の負縁遷移が
正縁遷移後のより短時間内に起こることを可能にし、そ
れによって、クロック信号178の正と負の縁遷移間の
最少時間を減らすことができ、その結果、160の回路
のカウント周波数を増やすことができる。同様の遅延時
間の節約は、比較器272の出力310をNORゲート
314を介してフリップフロップ324の入力322に
結合することによって、そして、表2における十進値3
1と0の単一遷移コード間のジャンプがそこから起こる
だろうという単一遷移コードの直前にある単一遷移コー
ド(十進値30の単一遷移コード)を比較器272に提
供することによって、実現される。
【0056】以上、本発明とその特徴を詳細に述べた
が、様々な変更、改変ならびに交換が添付クレイムによ
って規定される発明の精神および範囲を逸脱しない限り
可能であるということが理解されるだろう。以上の説明
に関してさらに以下の項を開示する。
【0057】(1)カウント信号を提供するカウントラ
インと、方向制御ビットを出力するための方向制御ライ
ンと、有意ビットを出力するための有意ビットライン
と、前記カウントラインおよび方向制御ラインに結合さ
れ前記カウント信号およびインクリメント論理状態を有
する前記方向制御ビットに応答して第1の単一遷移カウ
ントをインクリメントするよう動作することができ、か
つまた、前記カウント信号とデクリメント論理状態を有
する前記方向制御ビットに応答して前記第1の単一遷移
カウントをデクリメントするよう動作することができる
単一遷移カウンタであって、前記第1の単一遷移カウン
トと前記有意ビットとが第2の単一遷移カウントを形成
するようにした単一遷移カウンタと、前記有意ビットラ
インおよび前記単一遷移カウンタに結合され、前記第2
の単一遷移カウントが所定の値に等しいことに応答して
比較信号を出力する比較回路と、前記比較回路、前記単
一遷移カウンタおよび前記有意ビットラインに結合さ
れ、前記比較信号に応答して前記方向制御ビットおよび
前記有意ビットをトグルし、前記所定の値に応答して前
記第2の単一遷移カウントの値を変化させるトグル回路
とを含んでなる可変単一遷移カウント回路。
【0058】(2)前記トグル回路が前記第1の単一遷
移カウントを変更することなく前記方向制御ビットと有
意ビットをトグルするよう動作可能であることを特徴と
する第1項記載の可変単一遷移カウント回路。
【0059】(3)前記トグル回路がさらに前記カウン
トラインに結合され、前記比較信号および前記カウント
信号の正縁の遷移に応答して前記方向制御ビットと有意
ビットをトグルするよう動作可能であることを特徴とす
る第1項記載の可変単一遷移カウント回路。
【0060】(4)前記第2の単一遷移カウントが前記
所定の値に等しいときに前記方向制御ビットと有意ビッ
トがトグルされるよう、前記トグル回路が前記比較信号
に応答して該方向制御ビットと有意ビットをトグルする
よう動作可能であることを特徴とする第1項記載の可変
単一遷移カウント回路。
【0061】(5)前記トグル回路がさらに前記カウン
トラインに結合されていること、および、前記比較回路
が次のカウント信号の前に前記トグル回路に前記比較信
号を出力して該次のカウント信号の後で前記第2の単一
遷移カウントが前記所定の値に等しいときに前記方向制
御ビットと有意ビットがトグルされるようにしたことを
特徴とする第4項記載の可変単一遷移カウント回路。
【0062】(6)前記第2の単一遷移カウントが前記
所定の値に続く次の値に等しいときに前記方向制御ビッ
トと有意ビットがトグルされるよう、前記トグル回路が
前記比較信号に応答して前記方向制御ビットと有意ビッ
トをトグルすることを特徴とする第1項記載の可変単一
遷移カウント回路。
【0063】(7)前記トグル回路がさらに前記カウン
トラインに結合されていること、および、前記比較回路
が前記カウントライン上の次の第1番目のカウント信号
の後で前記トグル回路に前記比較信号を出力して前記カ
ウントライン上の次の第2番目のカウント信号の後で前
記第2の単一遷移カウントが前記所定の値に続く次の値
に等しいときに前記方向制御ビットと有意ビットがトグ
ルされるようにしたことを特徴とする第6項記載の可変
単一遷移カウント回路。
【0064】(8)前記方向制御ビットがラッチによっ
て出力されることを特徴とする第1項記載の可変単一遷
移カウント回路。
【0065】(9)前記有意ビットがラッチによって出
力されることを特徴とする第1項記載の可変単一遷移カ
ウント回路。
【0066】(10)前記トグル回路がさらに前記カウ
ントラインに結合されていること、および、前記トグル
回路が前記単一遷移カウンタからのカウント信号を不作
動にするとともに前記ラッチへの前記カウント信号を動
作可能にすることによって前記第1の単一遷移カウント
を変更することなく前記有意ビットをトグルするように
したことを特徴とする第9項記載の可変単一遷移カウン
ト回路。
【0067】(11)前記トグル回路が前記カウント信
号の負縁の遷移に応答して前記単一遷移カウンタからの
前記カウント信号を不作動にするとともに前記ラッチへ
の前記カウント信号を動作可能にすることを特徴とする
第10項記載の可変単一遷移カウント回路。
【0068】(12)前記第2の単一遷移カウントが第
2の所定の値に等しいことに応答して前記比較回路が前
記比較信号を出力し、前記第2の単一遷移カウントの値
が前記所定の値および前記第2の所定の値に応答して変
化されることを特徴とする第1項記載の可変単一遷移カ
ウント回路。
【0069】(13)前記比較回路に結合されて前記所
定の値をラッチするラッチ回路をさらに含むことを特徴
とする第1項記載の可変単一遷移カウント回路。
【0070】(14)カウントラインにカウント信号を
提供すること、方向制御ラインに方向制御ビットを出力
すること、有意ビットラインに有意ビットを出力するこ
と、前記カウント信号およびインクリメント論理状態を
有する前記方向制御ビットに応答して第1の単一遷移カ
ウントをインクリメントすること、前記カウント信号と
デクリメント論理状態を有する前記方向制御ビットに応
答して前記第1の単一遷移カウントをデクリメントし、
前記第1の単一遷移カウントと前記有意ビットとが第2
の単一遷移カウントを形成するようにしたこと、前記第
2の単一遷移カウントを所定の値と比較し、前記第2の
単一遷移カウントが前記所定の値に等しいことに応答し
て比較信号を出力すること、および前記比較信号に応答
して前記方向制御ビットおよび前記有意ビットをトグル
し、前記所定の値に応答して前記第2の単一遷移カウン
トの値を変化させることの諸段階を含んでなる可変単一
遷移カウント方法。
【0071】(15)前記方向制御ビットおよび有意ビ
ットをトグルする段階が前記第1の単一遷移カウンタを
変史することなく前記方向制御ビットと有意ビットをト
グルする段階を含むことを特徴とする第14項記載の可
変単一遷移カウント方法。
【0072】(16)前記方向制御ビットおよび有意ビ
ットをトグルする段階が前記第1の信号遷移カウントを
出力する単一遷移カウンタからの前記カウント信号を不
作動にする段階と、前記有意ビットを出力するラッチへ
の前記カウント信号を動作可能にする段階とを含むこと
を特徴とする第15項記載の可変単一遷移カウント方
法。
【0073】(17)前記カウント信号を不作動にする
段階が前記カウント信号の負縁の遷移に応答して前記単
一遷移カウンタからのカウント信号を不作動にする段階
を含み、前記カウント信号を動作可能にする段階が前記
カウント信号の負縁の遷移に応答して前記ラッチへの前
記カウント信号を動作可能にする段階とを含むことを特
徴とする第16項記載の可変単一遷移カウント方法。
【0074】(18)前記方向制御ビットおよび有意ビ
ットをトグルする段階が前記比較信号および前記カウン
ト信号の正縁の遷移に応答して前記方向制御ビットと有
意ビットをトグルする段階を含むことを特徴とする第1
4項記載の可変単一遷移カウント方法。
【0075】(19)前記方向制御ビットおよび有意ビ
ットをトグルする段階が、前記第2の単一遷移カウント
が前記所定の値に等しいときに前記方向制御ビットと有
意ビットがトグルされるよう前記比較信号に応答して該
方向制御ビットと有意ビットをトグルする段階を含むこ
とを特徴とする第14項記載の可変単一遷移カウント方
法。
【0076】(20)前記第2の単一遷移カウントを所
定の値と比較する段階が、前記カウントライン上の次の
カウント信号の前に前記比較信号を出力して該次のカウ
ント信号の後で前記第2の単一遷移カウントが前記所定
の値に等しいときに前記方向制御ビットと有意ビットが
トグルされるようにする段階を含むことを特徴とする第
19項記載の可変単一遷移カウント方法。
【0077】(21)前記方向制御ビットおよび有意ビ
ットをトグルする段階が、前記第2の単一遷移カウント
が前記所定の値に続く次の値に等しいときに前記方向制
御ビットと有意ビットがトグルされるよう前記比較信号
に応答して前記方向制御ビットと有意ビットをトグルす
る段階を含むことを特徴とする第14項記載の可変単一
遷移カウント方法。
【0078】(22)前記第2の単一遷移カウントを所
定の値と比較する段階が、前記カウントライン上の次の
第1番目のカウント信号の後で前記比較信号を出力して
前記カウントライン上の次の第2番目のカウント信号の
後で前記第2の単一遷移カウントが前記所定の値に続く
次の値に等しいときに前記方向制御ビットと有意ビット
をトグルする段階を含むことを特徴とする第21項記載
の可変単一遷移カウント方法。
【0079】(23)前記第2の単一遷移カウントを所
定の値と比較する段階が、前記第2の単一遷移カウント
が第2の所定の値に等しいことに応答して前記比較信号
を出力し前記第2の単一遷移カウントの値を前記所定の
値および前記第2の所定の値に応答して変化させる段階
を含むことを特徴とする第14項記載の可変単一遷移カ
ウント方法。
【0080】(24)前記所定の値を負荷信号に応答し
て変化させる段階をさらに含むことを特徴とする第14
項記載の可変単一遷移カウント方法。
【0081】(25)前記所カウントライン上の各カウ
ント信号に応答して前記第2の単一遷移カウントの1つ
のビットだけが修正されることを特徴とする第14項記
載の可変単一遷移カウント方法。
【0082】(26)可変単一遷移カウント方法ならび
に回路において、カウント信号(178)がカウントラ
インに提供される。方向制御ビット(264)が方向制
御ラインに出力される。有意ビット(278e)が有意
ビットラインに出力される。第1の単一遷移カウント
(278a−d)が前記カウント信号(178)および
インクリメント論理状態を有する前記方向制御ビット
(264)に応答してインクリメントされる。この第1
の単一遷移カウント(278a−d)はまた前記カウン
ト信号(178)およびデクリメント論理状態を有する
前記方向制御ビット(264)に応答してデクリメント
される。第1の単一遷移カウント(278a−d)はま
た上記有意ビット(278e)とともに第2の単一遷移
カウント(278a−e)を形成する。第2の単一遷移
カウント(278a−e)が所定の値(296)と比較
され、第2の単一遷移カウント(278a−e)が前記
所定の値(296)に等しいことに応答して比較信号
(320)が出力される。方向制御ビット(264)お
よび有意ビット(278e)が比較信号(320)に応
答してトグルされ、第2の単一遷移カウント(278a
−e)の値が前記所定の値(296)に応答して変化さ
せられる。この出願は、「モジュール化単一遷移カウン
トのための回路ならびに方法」と題し、代理人ドケット
No.TI−16051(32350−0357)をも
って平行に出願した、米国出願シリアルNo.07/8
14,881に関する。
【図面の簡単な説明】
【図1】FIFOの概念図である。
【図2】書込みおよび読出しインデックスの比較に基づ
いて、FIFOの満フラグおよ空フラグを発生する回路
の模範的実施例を示す概略ブロック図である。
【図3】好適な実施例による可変単一遷移カウント回路
の概略電気回路図でる。
【図4】好適な実施例のモジュール化グレイコード単一
遷移カウンタの概略気回路図でる。
【符号の説明】
178 カウント信号 264 方向制御ビット 278e 有意ビット 278a−d 第1の単一遷移カウント 320 比較信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−346517(JP,A) 特開 平4−252615(JP,A) 特開 平3−238686(JP,A) 特表 平5−509190(JP,A) 特表 平3−501196(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 5/06 H03K 23/00 G11C 7/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カウント信号を提供するカウントライン
    と、 方向制御ビットを出力するための方向制御ラインと、 有意ビットを出力するための有意ビットラインと、 前記カウントラインおよび方向制御ラインに結合され前
    記カウント信号およびインクリメント論理状態を有する
    前記方向制御ビットに応答して第1の単一遷移カウント
    をインクリメントするよう動作することができ、かつま
    た、前記カウント信号とデクリメント論理状態を有する
    前記方向制御ビットに応答して前記第1の単一遷移カウ
    ントをデクリメントするよう動作することができる単一
    遷移カウンタであって、前記第1の単一遷移カウントと
    前記有意ビットとが第2の単一遷移カウントを形成する
    ようにした単一遷移カウンタと、 前記有意ビットラインおよび前記単一遷移カウンタに結
    合され、前記第2の単一遷移カウントが所定の値に等し
    いことに応答して比較信号を出力する比較回路と、 前記比較回路、前記単一遷移カウンタおよび前記有意ビ
    ットラインに結合され、前記比較信号に応答して前記方
    向制御ビットおよび前記有意ビットをトグルし、前記所
    定の値に応答して前記第2の単一遷移カウントの値を変
    化させるトグル回路と、 を含んでなる可変単一遷移カウント回路。
  2. 【請求項2】 カウントラインにカウント信号を提供す
    ること、 方向制御ラインに方向制御ビットを出力すること、 有意ビットラインに有意ビットを出力すること、 前記カウント信号およびインクリメント論理状態を有す
    る前記方向制御ビットに応答して第1の単一遷移カウン
    トをインクリメントすること、 前記カウント信号とデクリメント論理状態を有する前記
    方向制御ビットに応答して前記第1の単一遷移カウント
    をデクリメントし、前記第1の単一遷移カウントと前記
    有意ビットとが第2の単一遷移カウントを形成するよう
    にしたこと、 前記第2の単一遷移カウントを所定の値と比較し、前記
    第2の単一遷移カウントが前記所定の値に等しいことに
    応答して比較信号を出力すること、および前記比較信号
    に応答して前記方向制御ビットおよび前記有意ビットを
    トグルし、前記所定の値に応答して前記第2の単一遷移
    カウントの値を変化させること、の諸段階を含んでなる
    可変単一遷移カウント方法。
JP02955893A 1991-12-30 1993-01-04 可変単一遷移カウント回路並びに方法 Expired - Fee Related JP3266684B2 (ja)

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