JP4217500B2 - Clock abnormality detection circuit and detection method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クロック異常検出回路及びその検出方法であり、特に電子回路のクロックのデューティ比異常、及び不連続的な周期異常を検出するクロック異常検出回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
多くの電子回路は、クロック信号を基準に動作する。クロック信号を基準に動作する電子回路は、クロック信号が常に一定の周期とデューティ比で出力されることを前提に設計される。しかし、クロック信号発生回路が経年劣化や故障などで、異常な信号を出力する場合がある。このとき、電子回路はクロック信号を誤認識して正常動作をすることができない。そこで、電子回路では、クロック信号の異常を検出するための回路を備えることや、定期的なクロック信号発生回路の校正を行うことで、クロック信号に起因する誤動作対策を行うのが一般的である。
【0003】
また、一つのクロック異常検出方法として、特許文献1に示されているように、クロック信号の不連続的な周期異常やデューティ比異常の検出を行う従来技術がある。図5に従来技術の回路構成図を示す。501は被検査クロックである。502は1周期遅延回路である。503は比較回路であり、被検査クロック501と1周期遅延回路502との排他的論理和をとる。504はカウンタであり、比較回路503の出力データに対応して505のクロック信号のクロック入力により加算する。506はラッチ回路であり、カウンタ504のオーバーフローにより、被検査クロック501において不連続的なクロック周期異常やデューティ比が変化した場合の異常を検出するものである。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−24037号公報
【0005】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、上記先行特許では、被検査クロックと被検査クロックを1周期遅延させた信号波形を排他的論理和回路で比較するため、信号変化点で信号波形にノイズが発生しやすい。このノイズ除去のために或る一定周期内のパルスを無視する機構があるが、ノイズ除去の対象とするパルス周期設定の調整が必要で、周期調整が不適切な場合には、異常な被検査クロックを正常と判定する場合や、正常な被検査クロックを異常と判定する場合があった。
【0006】
また、ノイズ除去機構では被検査クロックと被検査クロックを1周期遅延させた信号波形の排他的論理和をカウンタの入力として、或る周期でカウンタにクロック入力を行い、カウンタがオーバーフローした場合に被検査クロックのデューティ比異常や不連続的な周期異常を認識する。従って、被検査クロックに対してカウンタのクロック入力は十分に周期が短いクロックを準備する必要があった。
【0007】
本発明は、従来の問題を解決するものであり、被検査クロックを一定時間分遅延させる遅延手段を有し、前記遅延手段の出力信号エッジで前記被検査クロックの一定時間後の状態を格納するクロック状態格納手段を有し、前記クロック状態格納手段の出力から被検査クロックの異常を検出する判定手段を有することで、被検査クロックの他に別途、特殊なクロック入力を必要とせず、クロックの異常を検出することを特徴とするクロック異常検出回路及びその検出方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検査クロックを一定時間分遅延させる遅延手段と、該遅延手段の出力信号を基に前記被検査クロックの前記一定時間経過後の状態を格納するクロック状態格納手段と、該クロック状態格納手段の出力と前記被検査クロックの前記一定時間経過後における出力期待値とを比較判定して前記被検査クロックの異常を検出する判定手段とを備え、前記判定手段が、前記クロック状態格納手段からの出力を入力とし、かつ、遅延手段の出力信号を基に加算を行って被検査クロック異常の発生を計数するカウンタ手段を有しており、遅延させる一定時間がそれぞれ相違する前記遅延手段と前記クロック状態格納手段と前記カウンタ手段とからなる組を複数備え、かつ、複数の前記カウンタ手段の出力を比較するカウンタ比較手段を備えるクロック異常検出回路である。
【0011】
更に、本発明は、上記遅延手段の遅延時間を自由に設定できるプログラマブル遅延手段を持つクロック異常検出回路である。
【0012】
そして、本発明は、被検査クロックを一定時間分遅延させる遅延ステップと、遅延した信号を基に前記被検査クロックの前記一定時間経過後の状態を格納する格納ステップと、格納ステップで格納した状態の出力と前記被検査クロックの前記一定時間経過後における出力期待値とを比較判定して前記被検査クロックの異常を検出する判定ステップとを有し、前記判定ステップが、前記格納ステップの出力を入力とし、かつ、遅延した信号を基に加算を行って被検査クロック異常の発生を計数する計数ステップを有しており、遅延させる一定時間がそれぞれ相違する遅延ステップと前記格納ステップと前記計数ステップとからなる組を複数備え、かつ、複数の前記計数ステップで計数した結果の出力を比較するカウンタ比較ステップを備えるクロック異常検出方法である。
【0014】
本発明に従えば、被検査クロックのみで一定周期後の被検査クロックの状態を検知、判定することができ、被検査クロックのデューティ比異常や不連続的な周期異常を検出することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。
本発明のクロック異常検出回路及びその検出方法の実施例について、図1〜図4を用いて説明する。図1は、実施例1のクロック異常検出回路のシステム構成図の一例の説明図である。図2は、実施例1による被検査クロックのデューティ比が1:1の時の回路中における信号波形の一例の説明図である。図3は、実施例1による被検査クロックのデューティ比が7:1の時の回路中における信号波形の一例の説明図である。図4は、実施例1による被検査クロックのデューティ比が1:7の時の回路中における信号波形の一例の説明図である。
【0016】
実施例1を説明する。図1に本実施例のシステム構成の一例を示す。101は被検査クロックで、クロック異常検出回路の入力である。102は1/4周期遅延回路で、被検査クロック101を1/4周期(一定時間)遅延させる。103は3/4周期遅延回路で、被検査クロック101を3/4周期(一定時間)遅延させる。104と105はフリップフロップで、被検査クロック101を1/4周期遅延回路102と3/4周期遅延回路103の出力エッジで格納(ラッチ)する。106はNOT回路で、フリップフロップ104の出力を反転させる。107と108はカウンタで1/4周期遅延回路102と3/4周期遅延回路103の出力エッジで入力データに応じて加算を行う。クロック状態格納手段104、105の出力と検査クロックの一定時間経過後における出力期待値とを比較判定することにより、被検査クロックの異常を検出することができる。
【0017】
被検査クロック101が1周期の間にHIGHからLOWに変化するとき、1/4周期経過までにHIGHからLOWにデータが変化すると、フリップフロップ104には、LOWデータが格納(ラッチ)され、NOT回路106で反転することで、NOT回路106からはHIGHデータが出力され、カウンタ107の値が加算されることにより、被検査クロック101のデューティ比が1:3より大きくなっていることが分かる。このようにして、被検査クロック101の異常が検出できる。
【0018】
同様に、被検査クロック101が3/4周期経過してもHIGHのままだと、フリップフロップ105には、HIGHデータが格納(ラッチ)され、カウンタ108の値が加算されることにより、被検査クロック101のデューティ比が3:1より大きくなっていることが分かる。これにより、被検査クロック101の異常が検出できる。
【0019】
尚、周期遅延回路102、103はインバータ回路の縦続接続段数を所定の段数に調整した遅延回路や、ロジックゲートとCR(キャパシタと抵抗)で構成された遅延回路や、インダクタとキャパシタで構成された遅延回路で段数やタップ位置を調整する等で容易に所望の遅延回路を得ることはできるものである。
【0020】
そして、1/4周期遅延回路102と3/4周期遅延回路103について遅延時間を自由に設定できるプログラマブル遅延回路(段数やタップ位置の選択手段を有する)で図1のシステムを構成することで、プログラマブル遅延回路の設定を順次変えていくことにより、被検査クロック101がHIGHからLOWへ遷移するポイントを特定することができ、被検査クロック101のデューティ比を特定することができる。
【0021】
図2に被検査クロックのデューティ比と周期が正常時の信号波形を示す。201は被検査クロックの信号波形で、202と203はそれぞれ1/4周期遅延回路102と3/4周期遅延回路103の出力である。204はフリップフロップ104の出力信号波形で、205はNOT回路106の出力信号である。206はフリップフロップ105の出力である。207はカウンタ107の計数値を表しており、208はカウンタ108の計数値を表している。この場合、カウンタ107の計数値は0であり、かつカウンタ108の計数値も0なのでクロックに異常は無い。
【0022】
図3に被検査クロックにデューティ比異常が発生した時の信号波形を示す。301は被検査クロックの信号波形で、第2サイクルと第4サイクルにデューティ比異常がある。302と303はそれぞれ1/4周期遅延回路102と3/4周期遅延回路103の出力である。304はフリップフロップ104の出力信号波形で、305はNOT回路106の出力信号である。306はフリップフロップ105の出力である。307はカウンタ107の計数値で、308はカウンタ108の計数値である。この場合、カウンタ107の計数値は1であり、一方、カウンタ108の計数値も1なのでクロックに異常があることが分かる。
【0023】
図4に被検査クロックに不連続的な周期異常がある時の信号波形を示す。401は被検査クロックの信号波形で、第2サイクルと第4サイクルに不連続的な周期異常がある。402と403はそれぞれ1/4周期遅延回路102と3/4周期遅延回路103の出力である。404はフリップフロップ104の出力信号波形で、405はNOT回路106の出力信号である。406はフリップフロップ105の出力である。407はカウンタ107の計数で、408はカウンタ108の計数である。この場合、カウンタ107の計数は1であり、カウンタ108の計数は2なのでクロックに異常があることが分かる。
【0024】
尚、実施例1において、カウンタ107、108を用いることにより、図3のようにデューティ比異常が発生した場合、あるいは図4のように周期異常が発生した場合で、図3(デューティ比異常)の場合は2つのカウンタの計数値は同じ値で加算されるが、図4(周期異常)の場合は2つのカウンタの計数値が異なる値で加算されることから、2つのカウンタの計数値を検出し比較することで、異常の種類を選別できる。これにより、クロック発生回路のクロック異常対策や異常解析を可能とする。
【0025】
また、遅延させる一定時間がそれぞれ相違する遅延手段とクロック状態格納手段と上記カウンタ手段とからなる組を複数備え、かつ、複数のカウンタ手段の出力を比較するカウンタ比較手段を備えることにより、多種類の異常を検出することが可能となる。
【0026】
【発明の効果】
実施例で説明したように、本発明によれば、被検査クロックを一定時間分遅延させ、遅延させた信号をクロック入力とするフリップフロップに被検査クロックの状態を格納することで、他に特殊なクロックを準備することなく、一定時間後の被検査クロックの状態を検知でき、クロックのデューティ比異常や不連続的な周期異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1のクロック異常検出回路のシステム構成図の一例の説明図。
【図2】実施例1による被検査クロックのデューティ比が1:1の時の回路中における信号波形の一例の説明図。
【図3】実施例1による被検査クロックのデューティ比が7:1の時の回路中における信号波形の一例の説明図。
【図4】実施例1による被検査クロックのデューティ比が1:7の時の回路中における信号波形の一例の説明図。
【図5】従来のシステム構成例の説明図。
【符号の説明】
101 被検査クロック
102 1/4周期ディレイ回路
103 3/4周期ディレイ回路
104、105 フリップフロップ回路
106 NOT回路
107、108 カウンタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a clock abnormality detection circuit and a detection method therefor, and more particularly, to a clock abnormality detection circuit that detects a duty ratio abnormality and a discontinuous period abnormality of an electronic circuit clock.
[0002]
[Prior art]
Many electronic circuits operate on the basis of a clock signal. An electronic circuit that operates on the basis of a clock signal is designed on the assumption that the clock signal is always output at a constant period and duty ratio. However, the clock signal generation circuit may output an abnormal signal due to aging or failure. At this time, the electronic circuit cannot recognize the clock signal and operate normally. Therefore, in an electronic circuit, it is general to provide a circuit for detecting an abnormality of the clock signal, or to calibrate the clock signal generation circuit periodically to take measures against malfunction caused by the clock signal. .
[0003]
As one clock abnormality detection method, as disclosed in
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-24037
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned prior patent, since the signal waveform obtained by delaying the clock to be tested and the clock to be tested by one cycle is compared by the exclusive OR circuit, noise is likely to be generated in the signal waveform at the signal change point. There is a mechanism for ignoring pulses within a certain period to eliminate this noise, but it is necessary to adjust the setting of the pulse period that is the object of noise removal. In some cases, the clock is determined to be normal, or the normal clock to be inspected is determined to be abnormal.
[0006]
Also, the noise elimination mechanism uses the exclusive OR of the signal waveform obtained by delaying the clock to be tested and the clock to be tested by one cycle as an input to the counter, and inputs the clock to the counter at a certain cycle. Recognize abnormal inspection clock duty ratio and discontinuous periodic abnormality. Therefore, it is necessary to prepare a clock with a sufficiently short period for the clock input of the counter with respect to the clock to be inspected.
[0007]
The present invention solves the conventional problem, has delay means for delaying the clock to be tested by a predetermined time, and stores a state after a predetermined time of the clock to be tested at an output signal edge of the delay means. By having a clock state storage means and a determination means for detecting an abnormality of the clock to be inspected from the output of the clock state storage means, a special clock input is not required in addition to the clock to be inspected. An object of the present invention is to provide a clock abnormality detection circuit and a method for detecting the abnormality, which are characterized by detecting an abnormality.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes delay means for delaying a clock to be inspected by a predetermined time, clock state storage means for storing a state of the clock to be inspected after the lapse of the predetermined time based on an output signal of the delay means, and the clock state Determining means for comparing and determining an output of the storage means and an expected output value of the clock to be inspected after the predetermined time has elapsed to detect an abnormality of the clock to be inspected, wherein the determination means comprises the clock state storage means And an output based on the output signal of the delay means, and a counter means for counting the occurrence of the inspected clock abnormality, the delay means differing from each other by a certain fixed time. A clock comprising a plurality of sets of the clock state storage means and the counter means, and a counter comparison means for comparing the outputs of the plurality of counter means. Tsu is a click abnormality detection circuit.
[0011]
Furthermore, the present invention is a clock abnormality detection circuit having programmable delay means capable of freely setting the delay time of the delay means.
[0012]
The present invention provides a delay step for delaying the clock to be tested by a predetermined time, a storage step for storing the state of the clock to be tested after the predetermined time has elapsed based on the delayed signal, and a state stored in the storage step And a determination step of detecting an abnormality of the clock to be inspected by comparing and determining an output of the clock to be inspected and an output expected value after the predetermined time has elapsed, and the determination step outputs the output of the storage step. The delay step, the storing step, and the counting step, each having an input and adding based on the delayed signal to count occurrences of abnormal clocks to be inspected, each having a different fixed time to be delayed a plurality of sets of a, and click with the counter comparison step for comparing the output of the result of counting a plurality of said counting step Tsu is a click abnormality detection method.
[0014]
According to the present invention, it is possible to detect and determine the state of the clock to be inspected after a certain period using only the clock to be inspected, and it is possible to detect a duty ratio abnormality or a discontinuous period abnormality of the clock to be inspected.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described.
An embodiment of a clock abnormality detection circuit and a detection method thereof according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of a system configuration diagram of the clock abnormality detection circuit according to the first embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a signal waveform in the circuit when the duty ratio of the clock to be tested according to the first embodiment is 1: 1. FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a signal waveform in the circuit when the duty ratio of the clock to be inspected according to the first embodiment is 7: 1. FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a signal waveform in the circuit when the duty ratio of the clock to be inspected according to the first embodiment is 1: 7.
[0016]
Example 1 will be described. FIG. 1 shows an example of the system configuration of this embodiment.
[0017]
When the
[0018]
Similarly, if the clock to be inspected 101 remains HIGH even after 3/4 period elapses, HIGH data is stored (latched) in the flip-
[0019]
The
[0020]
Then, by configuring the system of FIG. 1 with programmable delay circuits (having means for selecting the number of stages and tap positions) that can freely set the delay time for the 1/4
[0021]
FIG. 2 shows signal waveforms when the duty ratio and period of the clock to be inspected are normal. 201 is the signal waveform of the clock to be inspected, and 202 and 203 are the outputs of the 1/4
[0022]
FIG. 3 shows a signal waveform when a duty ratio abnormality occurs in the clock to be inspected.
[0023]
FIG. 4 shows signal waveforms when the clock to be inspected has a discontinuous periodic abnormality.
[0024]
In the first embodiment, by using the
[0025]
Further, by providing a plurality of sets of delay means, clock state storage means and counter means, each of which has a different delay time, and a counter comparison means for comparing the outputs of the counter means, It is possible to detect abnormalities.
[0026]
【The invention's effect】
As described in the embodiment, according to the present invention, the clock to be tested is delayed by a predetermined time, and the state of the clock to be tested is stored in a flip-flop that uses the delayed signal as a clock input. Without preparing a simple clock, it is possible to detect the state of the clock to be inspected after a certain time, and to detect a clock duty ratio abnormality or a discontinuous periodic abnormality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an example of a system configuration diagram of a clock abnormality detection circuit according to a first embodiment;
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a signal waveform in the circuit when the duty ratio of the clock to be inspected according to the first embodiment is 1: 1.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a signal waveform in the circuit when the duty ratio of the clock to be inspected is 7: 1 according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a signal waveform in the circuit when the duty ratio of the clock to be inspected according to the first embodiment is 1: 7.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional system configuration example.
[Explanation of symbols]
101 Clock to be tested 102 1/4
Claims (3)
前記判定手段が、前記クロック状態格納手段からの出力を入力とし、かつ、遅延手段の出力信号を基に加算を行って被検査クロック異常の発生を計数するカウンタ手段を有しており、
遅延させる一定時間がそれぞれ相違する前記遅延手段と前記クロック状態格納手段と前記カウンタ手段とからなる組を複数備え、かつ、複数の前記カウンタ手段の出力を比較するカウンタ比較手段を備えることを特徴とするクロック異常検出回路。Delay means for delaying the clock to be tested by a predetermined time, clock state storage means for storing the state of the clock to be tested after the lapse of the predetermined time based on an output signal of the delay means, and output of the clock state storage means wherein a determination means for comparing determines the output expectation value after the lapse of the predetermined time of the inspection clock for detecting an abnormality of the inspection clock and,
The determination means has a counter means for taking the output from the clock state storage means as an input and counting the occurrence of the inspected clock abnormality by performing addition based on the output signal of the delay means;
A plurality of sets of the delay means, the clock state storage means, and the counter means, each of which has a different delay time, and a counter comparison means for comparing the outputs of the counter means. An abnormal clock detection circuit.
前記判定ステップが、前記格納ステップの出力を入力とし、かつ、遅延した信号を基に加算を行って被検査クロック異常の発生を計数する計数ステップを有しており、
遅延させる一定時間がそれぞれ相違する遅延ステップと前記格納ステップと前記計数ステップとからなる組を複数備え、かつ、複数の前記計数ステップで計数した結果の出力を比較するカウンタ比較ステップを備えることを特徴とするクロック異常検出方法。A delay step for delaying the clock to be inspected by a predetermined time; a storage step for storing the state of the clock to be inspected after the lapse of the predetermined time based on the delayed signal; an output of the state stored in the storing step; A determination step of comparing and determining an expected output value of the clock after the predetermined time has elapsed and detecting an abnormality of the clock to be inspected,
The determination step includes a counting step of taking the output of the storing step as an input and counting the occurrence of the inspected clock abnormality by performing addition based on the delayed signal;
A plurality of sets each including a delay step, a storage step, and a counting step each having a different fixed time to be delayed are provided, and a counter comparing step that compares outputs of the results counted in the plurality of counting steps is provided. A clock error detection method.
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