JP3649874B2

JP3649874B2 - 分周回路

Info

Publication number: JP3649874B2
Application number: JP26036597A
Authority: JP
Inventors: 宗弘関口
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: JPH1198007A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力信号を分周して、所望の周波数の信号を得る分周回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、所望の周波数の信号を得るために、分周回路が利用されている。特に、マイクロコンピュータにおいては、発振器から出力される基準周波数の基準クロックを分周して各種の周波数のクロックを発生し、各種の動作に利用している。
【０００３】
この分周は、基準周波数の信号の整数分の１の周波数の信号を得るものである。従って、複数の信号が必要な場合に、すべての信号の周波数の整数倍の基準周波数の発振器が必要になる。
【０００４】
しかし、発振器の基準周波数を必ずしもすべての信号の整数倍に設定することができない場合もある。例えば、ＲＳ−２３２Ｃを利用した通信のデータ通信速度としては、９６００ｂｐｓがよく利用される。そこで、発振器の周波数は、この通信速度の整数倍でなければならない。ところが、この通信を行うマイコンの動作用の発振器の発信周波数が、通信速度の整数倍でない場合も多い。このような場合、外部に通信用のクロックを生成するための発振器を用意し、この発振器からのクロックをマイコンに入力していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、外部に別の発振器を設けると、そのためのコストがかかり、またマイコン側においてもクロック入力用の端子が余計に必要になる。そこで、別の発振器を利用しないことが望まれる。マイコン内部の発振器をマイコン内部での動作周波数と通信速度の両方の整数倍のものにすれば、１つの発振器からの分周によりすべてのクロックを発生できる。しかし、両方の整数倍にするとクロックの周波数は非常に高速になり、発振器の周波数を非常に高速にすると、電波の漏洩による悪影響や、消費電力が大きくなってしまうなど各種の問題が生じる。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、入力信号の整数倍でない分周比の信号を得ることができる分周回路を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入力クロックを分周する分周器と、この分周器の出力に基づいて、１／Ｘまたは１／（Ｘ＋１）（ここでＸは整数）のいずれの分周比の分周を行うかを示す分周値切換信号を発生する分周値切換信号発生部と、を含む分周回路であって、前記分周器は、前記入力クロックを（Ｘ−１）をカウントしたときにカウント信号を出力するカウンタと、前記入力クロックの反転信号である反転入力クロックに応じて前記カウント信号を取り込む第１フリップフロップと、前記反転入力クロックに応じて前記第１フリップフロップの出力を取り込む第２フリップフロップと、前記入力クロックに応じて前記第１フリップフロップの出力を取り込み、入力クロックをＸカウントした時のカウント信号を分周器の出力信号として出力する第３フリップフロップと、前記第１フリップフロップの出力と、前記第２フリップフロップの出力と、前記分周値切換信号の３つが入力され、分周比１／Ｘの分周の時に第１フリップフロップの出力を用い、分周比１／（Ｘ＋１）の分周の時に第２フリップフロップの出力を用いて、前記カウンタをリセットするカウント切換回路と、を有し、前記分周値切換信号に基づいて、前記分周器の分周比を１／Ｘと、１／（Ｘ＋１）とに切り換え、擬似的に小数点分周を行うことを特徴とする。
【０００８】
２つの分周比の信号を発生し、適当な比率であわせることによって、擬似的に小数点点分周を行うことができる。従って、発振器の周波数が得たい信号の周波数でない場合においても、その発振器からの信号に基づいて得たい周波数の信号を得ることができる。そこで、別の発振器などが不要となり、部品数の削減、装置のコストダウンを図ることができる。
【０００９】
また、本発明は、前記分周値切換回路は、出力に得たい分周比によって決定される所定の整数Ｎ，Ｍに基づいたタイミングで分周値切換信号を発生し、前記分周器は、この分周値切換信号に基づいて、Ｎ−Ｍ回の分周比１／Ｘの分周と、Ｍ回の分周比１／（Ｘ＋１）の分周を順次繰り返すことにより、１／（Ｘ＋（Ｍ／Ｎ））の分周比の分周を行うことを特徴とする。
【００１０】
このように、分周器における分周比は、予定される分周出力信号の周波数に応じた割合で切り換えられる。すなわち、入力信号の周波数を出力において得たい周波数によって除算する。この演算結果について、商の整数部分と小数部分に分け、小数部分を分数で表す。例えば、整数部分Ｘ、小数部分がＭ／Ｎで表されれば、分周器を１／Ｘの分周と、１／（Ｘ＋１）の分周とに切換可能とする。そして、１／Ｘの分周をＮ−Ｍ回と、１／（Ｘ＋１）の分周をＭ回行うように両者の割合を決定し、このような分周が行われるようにカウンタ１２において分周値切換信号を発生し、分周器１０の分周比を切り換える。
【００１１】
これによって、１／Ｘの分周比の分周をＮ−Ｍ回行い、１／（Ｘ＋１）の分周をＭ回行うことになる。このため、Ｎ回の分周の繰り返しとして、分周比が１／（Ｘ＋（Ｍ／Ｎ））の信号が分周器１０の出力に擬似的に得られる。
【００１２】
また、本発明は、前記分周値切換回路は、分周器の出力をカウントするカウンタを有し、このカウンタのカウント値に基づいて、分周値切換信号を発生することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、実施形態の分周回路の全体構成を示すブロック図である。まず、入力信号φは、分周器１０に入力される。この分周器１０は、分周比が切換可能になっている。この分周器１０の出力は、分周値切換信号発生回路として機能するカウンタ１２に入力される。このカウンタ１２は、分周器１０の出力をカウントし、所定のタイミングで、分周値切換信号を出力する。そして、このカウンタ１２からの分周値切換信号によって、分周器１０の分周比が切り換えられる。
【００１５】
ここで、この分周器１０における分周比は、予定される分周出力信号の周波数に応じた割合で切り換えられる。すなわち、入力信号φの周波数は、通常使用している発振器によって定まっており、この周波数をＹとする。これを出力において得たい周波数Ｚによって除算する（Ｙ÷Ｚ）。この演算結果について、商の整数部分と小数部分に分け、小数部分を分数で表す。例えば、整数部分がＸ、小数部分がＭ／Ｎで表されたとする。この場合、分周器を１／Ｘの分周と、１／（Ｘ＋１）の分周とに切換可能とする。そして、１／Ｘの分周をＮ−Ｍ回と、１／（Ｘ＋１）の分周をＭ回行うように両者の割合を決定し、このような分周が行われるように、カウンタ１２において分周値切換信号を発生し、分周器１０の分周比を切り換える。
【００１６】
このために、分周器１０は、その分周比が１／Ｘと、１／（Ｘ＋１）に切換が可能になっている。そして、カウンタ１２は、カウント値Ｎまでカウントするもので構成し、カウント値がＮ−ＭになったときＨに立ち上がり、カウント値がＮになったときにＬに戻る分周値切換信号を出力する。
【００１７】
これによって、１／Ｘの分周比の分周をＮ−Ｍ回行い、１／（Ｘ＋１）の分周をＭ回行うことになる。このため、Ｎ回の分周を１単位とした繰り返しとして、分周比が１／（Ｘ＋（Ｍ／Ｎ））の信号が分周器１０の出力に擬似的に得られる。このように、本実施形態によれば、入力信号の周波数が出力として得たい信号の周波数の整数倍でない場合においても、得たい周波数の信号を得ることができる。
【００１８】
図２に、具体的な分周切換の例を説明する。この例では、４．５ＭＨｚの入力信号から、９６００Ｈｚの信号を得る。そこで、４．５ＭＨｚ÷９６００Ｈｚの演算により、４６８．７５という数字が得られる。従って、Ｘ＝４６８、Ｍ／Ｎ＝３／４が得られる。
【００１９】
従って、分周器１０の分周比は、４６９分周と４６８分周に切換が可能にする。また、カウンタ１２は２ビットで０〜３のカウントが可能とし、このカウンタ１２から出力される分周値切換信号は、カウント値０〜２の時にＬ、カウント値３の時にＨとなるように設定する。そして、この分周値切換信号がＬの時に４６９分周を行い、分周値切換信号がＨの時に４６８分周を行うことで、４６９分周を３回、４６８分周を１回行うことを繰り返す。これによって、４６８＋３／４＝４６８．７５分周が達成され、出力信号として通信基準パルスが得られる。
【００２０】
従って、周波数が４．５ＭＨｚの入力信号を４６８．７５分周して９６００Ｈｚの信号を得ることができる。そこで、この信号を基準周波数信号として、ＲＳ−２３２Ｃによる通信を正確なサンプリング周波数で行うことができる。これにより、ＲＳ−２３２Ｃの通信機能を内蔵したマイコンにおいて、周辺部品を削減して、効果的な通信を行うことができる。
【００２１】
次に、図３に、本実施形態の分周回路の具体的な構成を示す。９つのフリップフロップ２０ａ〜２０ｉを設け、フリップフロップ２０ａから２０ｈまでそれぞれの反転出力端を次段のフリップフロップ２０ｂ〜２０ｉのクロック入力端に入力する。また、すべてのフリップフロップ２０ａ〜２０ｉの反転出力端をデータ入力端に接続する。そして、フリップフロップ２０ａのクロック入力端に、４．５ＭＨｚの信号ＣＬＫＩＮを入力する。これによって、フリップフロップ２０ａ〜２０ｉは、信号ＣＬＫＩＮの立ち上がりをカウントするカウンタとして機能する。
【００２２】
フリップフロップ２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２０ｇ、２０ｈ、２０ｉの出力はアンドゲート２４に供給する。一方、フリップフロップ２０ｃ、２０ｄ、２０ｆの出力は、反転した後、アンドゲート２４に供給する。従って、カウント値が下位ビットから「１１００１０１１１」となったときに、すなわちカウント値４６７の時に２つのアンドゲート２２、２４からＨが出力される。２つのアンドゲート２２、２４の出力は、アンドゲート２６に入力されているため、カウント値が４６７の時にアンドゲート２６からＨが出力される。
【００２３】
このアンドゲート２６の出力は、フリップフロップ３０のデータ入力端に供給されており、このフリップフロップ３０のクロック入力端には、信号ＣＬＫＩＮの反転信号が入力されている。そこで、このフリップフロップ３０は、アンドゲート２６がＨを出力した０．５クロック後の時点（カウント値でいうと４６７．５の時点）でＨを取り込む。
【００２４】
また、フリップフロップ３０の出力は、フリップフロップ３２のデータ入力端に入力されており、このフリップフロップ３２のクロック入力端にも信号ＣＬＫＩＮが供給されている。従って、このフリップフロップ３２は、アンドゲート２６がＨを出力した１．５クロック後の時点（カウント値でいうと４６８．５の時点）でＨを取り込む。
【００２５】
フリップフロップ３０の出力はアンドゲート３４に入力され、フリップフロップ３２の出力は、アンドゲート３６に入力される。アンドゲート３４の他入力端には分周値切換信号がそのまま入力され、アンドゲート３６の他入力端には分周値切換信号が反転して入力され、さらにアンドゲート３４、３６の出力はオアゲート３８に入力されている。従って、分周値切換信号がＨの場合にはフリップフロップ３０の出力がオアゲート３８から出力され、分周値切換信号がＬの時には、フリップフロップ３２の出力がオアゲート３８から出力される。そして、このオアゲート３８の出力は、フリップフロップ２０ａ〜２０ｉのリセット端子に入力されている。そこで、分周値切換信号がＨの時には、フリップフロップ２０ａ〜２０ｉは、４６７．５から１クロックの間リセット状態になる。そして、４６９クロック目でカウントアップして１になる。そこで、４６８のカウントアップを繰り返すことになる。一方、分周値切換信号がＬの場合には、１クロック遅れてフリップフロップ２０ａ〜２０ｉがリセットされるため、４６９のカウントアップを繰り返すことになる。
【００２６】
フリップフロップ３０の出力は、フリップフロップ４０に入力されている。このフリップフロップ３４のクロック入力端には、信号ＣＬＫＩＮがそのまま入力されている。そこで、このフリップフロップ４０は、フリップフロップ３０から０．５クロック遅れた時点でＨが取り込まれる。従って、上述のフリップフロップ２０ａ〜２０ｉのカウント値が４６８の時から１クロックの期間Ｈとなる。そして、このフリップフロップ４０４の出力が通信用基準クロックとして出力される。
【００２７】
通信用基準クロックは、カウント値として、４６８クロック目にＨとなるが、その後に１クロックカウントするか否かが分周値切換信号によって切り換えられるため、Ｈが出力されるタイミング、分周値切換信号がＨの時は４６８クロック目、分周値切換信号がＬの時には４６９クロック目になり、分周値切換信号によって、４６８分周と、４６９分周が切り換えられることになる。
【００２８】
このフリップフロップ２０ａ〜２０ｉ、アンドゲート２２、２４、２６、フリップフロップ３０、３２、アンドゲート３４、３６、オアゲート３６及びフリップフロップ４０が分周器１０を構成する。
【００２９】
また、フリップフロップ４０の出力は、カウンタ１２に入力される。このカウンタ１２は、２つのフリップフロップ４２、４４と、１つのアンドゲート４６からなっている。フリップフロップ４０の出力は、フリップフロップ４２及び４４のクロック入力端に入力される。また、フリップフロップ出力は、フリップフロップ４４のデータ入力端に入力され、フリップフロップ４６の反転出力がフリップフロップ４２のデータ入力端に入力されている。従って、このフリップフロップ４２、４４は、００、１０、１１、０１を順に繰り返すことになる。そして、フリップフロップ４２の反転出力及びフリップフロップ４４の出力がアンドゲート４６に入力されているため、フリップフロップ４２、４４の出力が０１の期間のみアンドゲート４６からＨが出力される。そして、このアンドゲート４６の出力が分周値切換信号として、アンドゲート３４、３６の供給されるため、分周器１０は、３回４６８分周をした後、１回４６９分周を行う動作を繰り返すことになり、図２に示した動作が達成される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２つの分周比の分周の割合を制御することによって、所望の分周比の分周を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体構成を示すブロック図である。
【図２】動作を示すタイミングチャートである。
【図３】詳細構成を示す図である。
【符号の説明】
１０分周器、１２カウンタ。

Claims

入力クロックを分周する分周器と、
この分周器の出力に基づいて、１／Ｘまたは１／（Ｘ＋１）（ここでＸは整数）のいずれの分周比の分周を行うかを示す分周値切換信号を発生する分周値切換信号発生部と、
を含む分周回路であって、
前記分周器は、
前記入力クロックを（Ｘ−１）をカウントしたときにカウント信号を出力するカウンタと、
前記入力クロックの反転信号である反転入力クロックに応じて前記カウント信号を取り込む第１フリップフロップと、
前記反転入力クロックに応じて前記第１フリップフロップの出力を取り込む第２フリップフロップと、
前記入力クロックに応じて前記第１フリップフロップの出力を取り込み、入力クロックをＸカウントした時のカウント信号を分周器の出力信号として出力する第３フリップフロップと、
前記第１フリップフロップの出力と、前記第２フリップフロップの出力と、前記分周値切換信号の３つが入力され、分周比１／Ｘの分周の時に第１フリップフロップの出力を用い、分周比１／（Ｘ＋１）の分周の時に第２フリップフロップの出力を用いて、前記カウンタをリセットするカウント切換回路と、
を有し、
前記分周値切換信号に基づいて、前記分周器の分周比を１／Ｘと、１／（Ｘ＋１）とに切り換え、擬似的に小数点分周を行うことを特徴とする分周回路。
請求項１に記載の分周回路において、
前記分周値切換回路は、出力に得たい分周比によって決定される所定の整数Ｎ，Ｍに基づいたタイミングで分周値切換信号を発生し、
前記分周器は、この分周値切換信号に基づいて、Ｎ−Ｍ回の分周比１／Ｘの分周と、Ｍ回の分周比１／（Ｘ＋１）の分周を順次繰り返すことにより、１／（Ｘ＋（Ｍ／Ｎ））の分周比の分周を行うことを特徴とする分周回路。
請求項１または２に記載の分周回路において、
前記分周値切換回路は、分周器の出力をカウントするカウンタを有し、このカウンタのカウント値に基づいて、分周値切換信号を発生することを特徴とする分周回路。