JP5686071B2 - Clock frequency detector - Google Patents
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Description
本発明は、一定周期のクロック信号に同期して動作する電子装置において、クロック信号の周波数を検出するのに好適なクロック周波数検出装置に関する。 The present invention relates to a clock frequency detection device suitable for detecting the frequency of a clock signal in an electronic device that operates in synchronization with a clock signal having a fixed period.
マイクロコンピュータやIC等、クロック信号に同期して動作する電子装置80においては、図10に例示するように、発振子4から出力される一定周波数の基準クロックを、PLL回路10を用いて分周若しくは逓倍することにより、動作用のクロック信号(動作クロック)を生成するようにされている。
In an electronic device 80 that operates in synchronization with a clock signal, such as a microcomputer or an IC, a reference clock with a constant frequency output from the oscillator 4 is divided by using the
このため、この種の電子装置においては、発振子4の異常発振もしくはPLL回路10の特性のばらつきや温度特性等によって、動作クロックの周波数が変動することがあり、その周波数が許容範囲内にあるか否かを検出する必要がある。
For this reason, in this type of electronic device, the frequency of the operation clock may fluctuate due to abnormal oscillation of the oscillator 4, variation in characteristics of the
一方、入力信号の周波数を検出する周波数検出装置は、通常、検出対象となる一定周波数の信号を選択的に通過させるバンドパスフィルタを備え、入力信号をバンドパスフィルタに入力して、バンドパスフィルタからの出力信号レベルを検出することで、入力信号が所望周波数であるかを検出するようにされている(例えば、特許文献1等参照)。 On the other hand, a frequency detection device that detects the frequency of an input signal usually includes a bandpass filter that selectively passes a signal having a certain frequency to be detected, and inputs the input signal to the bandpass filter. Is detected to detect whether the input signal has a desired frequency (see, for example, Patent Document 1).
従って、こうした従来の周波数検出装置を用いて、図10のPLL回路10により生成された動作クロックが正常か否かを判定するには、図10の電子装置内に、動作クロックを通過させるバンドパスフィルタ(BPF)82と、BPF82を通過した所定レベル以上のパルスを検出するパルス検出回路84とを設けるようにすればよい。
Therefore, in order to determine whether or not the operation clock generated by the
つまり、このようにすれば、パルス検出回路84にて所定レベル以上のパルスが検出されか否かによって、動作クロックがBPF82の通過周波数帯域に対応した所望周波数であるか否かを判定できる。
That is, in this way, whether or not the operation clock is a desired frequency corresponding to the pass frequency band of the
しかし、上記のようにBPF82及びパルス検出回路84を使って動作クロックの周波数を検出するようにすると、その検出精度が、BPF82及びパルス検出回路84の精度に依存することになる。
However, when the frequency of the operation clock is detected using the
このため、電子装置の動作クロックを検出するのに、上述した従来の周波数検出装置を用いるようにすると、BPF82及びパルス検出回路84を構成する回路素子の製造上のばらつきの影響を受けて、動作クロックの周波数(延いては周波数の異常)を精度よく検出できないことが考えられる。
For this reason, if the conventional frequency detection device described above is used to detect the operation clock of the electronic device, the operation is affected by variations in the manufacturing of circuit elements constituting the
つまり、例えば、BPF82は、その構成素子である抵抗R、コンデンサC等の特性に数十%もの製造バラツキがあり、しかも、その特性は温度によっても変化することから、BPF82を利用して、動作クロックの周波数を精度よく検出するのは難しい。 That is, for example, the BPF 82 has a manufacturing variation of several tens of percent in the characteristics of its constituent elements such as the resistor R and the capacitor C, and the characteristics change depending on the temperature. It is difficult to accurately detect the clock frequency.
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、電子装置の動作クロックの周波数、延いては、周波数の異常を、バンドパスフィルタ等のフィルタ回路を用いることなく、高精度に検出することのできるクロック周波数検出装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and can detect the frequency of an operation clock of an electronic device, and thus, an abnormality in frequency with high accuracy without using a filter circuit such as a bandpass filter. It is an object of the present invention to provide a clock frequency detection device that can be used.
かかる目的を達成するためになされた請求項1に記載の発明は、クロック信号を受けて所定電圧値の電圧信号を生成する電圧信号生成手段を備えた電子装置において、この電子装置の動作クロックとなるクロック信号の周波数を検出するクロック周波数検出装置に関する発明であり、モード切換手段と、周波数検出手段とを備える。
In order to achieve this object, the invention according to
そして、モード切換手段は、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とクロック信号の周波数との関係を表す周波数対電圧特性を、通常動作時の第1特性から周波数検出用の第2特性に切り換えることで、電子装置の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換える。 Then, the mode switching means changes the frequency-to-voltage characteristic representing the relationship between the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generating means and the frequency of the clock signal from the first characteristic during normal operation to the second for frequency detection. By switching to the characteristic, the operation mode of the electronic device is switched from the normal operation mode to the frequency detection mode.
また、周波数検出手段は、モード切換手段により電子装置の動作モードが周波数検出モードに切り換えられているときに、電圧信号生成手段から出力される電圧信号(詳しくは第2特性に対応した電圧信号)の電圧値に基づき、クロック信号の周波数を検出する。 The frequency detection means is a voltage signal output from the voltage signal generation means (specifically, a voltage signal corresponding to the second characteristic) when the operation mode of the electronic device is switched to the frequency detection mode by the mode switching means. The frequency of the clock signal is detected based on the voltage value.
このため、本発明のクロック周波数検出装置によれば、従来のようにバンドパスフィルタを用いることなく、周波数検出モード時に、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値と第2特性と基づきクロック信号の周波数Fを正確に検出できる。 Therefore, according to the clock frequency detection device of the present invention, based on the voltage value and the second characteristic of the voltage signal output from the voltage signal generation means in the frequency detection mode without using a bandpass filter as in the prior art. The frequency F of the clock signal can be accurately detected.
また、本発明では、単に、電圧信号生成手段からの出力に基づきクロック信号の周波数を検出するのではなく、周波数を検出しない通常動作モード時には、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性を第1特性に設定するので、電圧信号生成手段の通常時の動作に影響を与えることなく、クロック信号の周波数を検出できる。
また、第1特性は、クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数変化に対し電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定となる定電圧特性であるので、電圧信号生成手段は、通常動作モード時に、電圧値が一定若しくは略一定の電圧信号を生成して、その生成した定電圧信号が必要な回路に定電圧を供給することができる。
これに対し、周波数検出モード時に設定される電圧信号生成手段の第2特性は、クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数の変化に対応して電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定の割合で変化するリニア特性である。
このため、電圧信号生成手段が第2特性で動作しているときに得られる電圧信号の電圧値は、クロック信号の周波数に応じて大きく変化することになり、周波数検出手段は、その電圧信号の電圧値を用いることで、クロック信号の周波数を正確に検出することができるようになる。
Further, according to the present invention, the frequency of the voltage signal output from the voltage signal generation unit is not simply detected based on the output from the voltage signal generation unit, but in the normal operation mode in which the frequency is not detected. Since the voltage characteristic is set to the first characteristic, the frequency of the clock signal can be detected without affecting the normal operation of the voltage signal generating means.
The first characteristic is a constant voltage characteristic in which the voltage value of the voltage signal is constant or substantially constant with respect to a frequency change within the allowable variation range of the frequency of the clock signal. Sometimes, a voltage signal having a constant or substantially constant voltage value can be generated, and a constant voltage can be supplied to a circuit that requires the generated constant voltage signal.
On the other hand, the second characteristic of the voltage signal generation means set in the frequency detection mode is that the voltage value of the voltage signal is constant or substantially constant corresponding to the change in frequency within the allowable variation range of the frequency of the clock signal. It is a linear characteristic that changes in proportion.
For this reason, the voltage value of the voltage signal obtained when the voltage signal generating means operates with the second characteristic greatly changes according to the frequency of the clock signal, and the frequency detecting means By using the voltage value, the frequency of the clock signal can be accurately detected.
ここで、周波数検出手段は、周波数検出モード時の電圧信号生成手段の周波数対電圧特性(第2特性)に基づき、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値に対応する周波数を検出するようにしてもよい。 Here, the frequency detection means detects a frequency corresponding to the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means based on the frequency-to-voltage characteristic (second characteristic) of the voltage signal generation means in the frequency detection mode. You may do it.
しかし、例えば、電子装置の動作クロックの周波数が正常か否かを判定する際には、周波数検出手段を、請求項2に記載のように構成するとよい。
すなわち、請求項2に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、電子装置が周波数検出モードにあるとき、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値が予め設定された許容電圧範囲内にあるか否かを判断することで、クロック信号の周波数が、第2特性にて許容電圧範囲に対応する許容周波数範囲内にあるか否かを判定する。
However, for example, when determining whether or not the frequency of the operation clock of the electronic device is normal, the frequency detection means may be configured as described in claim 2.
That is, in the clock frequency detection device according to claim 2, when the electronic device is in a frequency detection mode, the frequency detection means has an allowable voltage range in which the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means is set in advance. By determining whether the frequency is within the range, it is determined whether the frequency of the clock signal is within the allowable frequency range corresponding to the allowable voltage range in the second characteristic.
この場合、周波数検出手段は、電圧値から一義的に周波数を検出するのではなく、電圧値が許容電圧範囲内にあるか否かによってクロック信号の周波数の異常を判定することから、その判定に用いる許容電圧範囲を、電圧信号生成手段の周波数対電圧特性のバラツキを考慮して設定するようにすれば、クロック信号の周波数が許容周波数範囲内にあるか否かを正確に判定できるようになる。 In this case, the frequency detection means does not uniquely detect the frequency from the voltage value, but determines whether the frequency of the clock signal is abnormal depending on whether the voltage value is within the allowable voltage range. If the allowable voltage range to be used is set in consideration of variations in the frequency-voltage characteristics of the voltage signal generation means, it can be accurately determined whether or not the frequency of the clock signal is within the allowable frequency range. .
一方、請求項3に記載のクロック周波数検出装置は、モード切換手段と周波数検出手段とを備え、モード切換手段が、電子装置の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換える点では、請求項1、2に記載のクロック周波数検出手段と同じであるが、周波数検出手段による周波数検出手順が、請求項1、2に記載のクロック周波数検出装置と異なる。 On the other hand, the clock frequency detecting device according to claim 3 is provided with mode switching means and frequency detecting means, and the mode switching means changes the operation mode of the electronic device from the normal operation mode to the frequency detection mode. Although the same as the clock frequency detection means according to the first and second embodiments, the frequency detection procedure by the frequency detection means is different from the clock frequency detection apparatus according to the first and second aspects.
すなわち、請求項3に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、モード切換手段により電子装置の動作モードが周波数検出モードに切り換えられているとき、電圧信号生成手段の周波数対電圧特性の切り換えに伴い生じる電圧信号の電圧値の変化を電圧差として検出し、その電圧差に基づきクロック信号の周波数を検出する。 That is, in the clock frequency detection device according to claim 3, when the operation mode of the electronic device is switched to the frequency detection mode by the mode switching unit, the frequency detection unit switches the frequency-to-voltage characteristic of the voltage signal generation unit. A change in the voltage value of the voltage signal caused by the detection is detected as a voltage difference, and the frequency of the clock signal is detected based on the voltage difference.
このため、請求項3に記載のクロック周波数検出装置によれば、例えば、第1特性及び第2特性における電圧値の差を周波数毎に表す周波数対電圧差特性を用いることにより、各動作モードでの電圧信号の電圧値の差(検出電圧差)から、クロック信号の周波数を検出することができる。 For this reason, according to the clock frequency detection device of the third aspect, for example, by using the frequency-to-voltage difference characteristic that represents the voltage value difference between the first characteristic and the second characteristic for each frequency, The frequency of the clock signal can be detected from the difference between the voltage values of the voltage signals (detection voltage difference).
また、請求項1に記載のものと同様、通常動作モード時には、電圧信号生成手段の周波数対電圧特性を、通常動作時の第1特性に設定できるので、電圧信号生成手段の通常時の動作に影響を与えることなく、クロック信号の周波数を検出できる。 Further, as in the first aspect, in the normal operation mode, the frequency-voltage characteristic of the voltage signal generating means can be set to the first characteristic during the normal operation, so that the voltage signal generating means can operate normally. The frequency of the clock signal can be detected without affecting it.
ここで、請求項3に記載の周波数検出手段は、周波数の検出に用いる電圧差として、電子装置の通常動作モード時及び周波数検出モード時に電圧信号生成手段からそれぞれ出力される電圧信号の電圧差を検出するようにしてもよく、或いは、後述の請求項7に記載のように、電子装置の周波数検出モード時に周波数対電圧特性を第2特性から第3特性へ切り換え、これによって得られる第2特性及び第3特性に対応した電圧信号の電圧差を検出するようにしてもよい。 Here, the frequency detection unit according to claim 3 is configured to calculate the voltage difference between the voltage signals output from the voltage signal generation unit in the normal operation mode and the frequency detection mode of the electronic device as the voltage difference used for frequency detection. Alternatively, the frequency characteristic may be detected by switching the frequency-to-voltage characteristic from the second characteristic to the third characteristic in the frequency detection mode of the electronic device, and the second characteristic obtained thereby. The voltage difference between the voltage signals corresponding to the third characteristic may be detected.
そして、前者のように、周波数検出手段において、通常動作モード時に得られる第1特性に対応した電圧信号の電圧値と、周波数検出モード時に得られる第2特性に対応した電圧信号の電圧値との電圧差を検出できるようにするには、請求項4に記載のように電圧値入力手段を設けるとよい。 As in the former, in the frequency detection means, the voltage value of the voltage signal corresponding to the first characteristic obtained in the normal operation mode and the voltage value of the voltage signal corresponding to the second characteristic obtained in the frequency detection mode In order to be able to detect the voltage difference, a voltage value input means may be provided as described in claim 4.
すなわち、請求項4に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値入力手段は、電子装置が周波数検出モードにあるとき、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値を、通常動作モード時に電圧信号生成手段から出力された電圧信号の電圧値と共に、周波数検出手段に入力する。 That is, in the clock frequency detection device according to claim 4, when the electronic device is in the frequency detection mode, the voltage value input means determines the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means as the voltage in the normal operation mode. Along with the voltage value of the voltage signal output from the signal generation means, it is input to the frequency detection means.
このため、周波数検出手段は、電子装置が周波数検出モードにあるときに電圧値入力手段から入力される2種類の電圧値の電圧差を用いて、クロック信号の周波数を検出することができる。 For this reason, the frequency detection means can detect the frequency of the clock signal using the voltage difference between the two types of voltage values input from the voltage value input means when the electronic device is in the frequency detection mode.
また、このように、電子装置の動作モードが周波数検出モードであるとき、電圧値入力手段から周波数検出手段に2種類の電圧信号の電圧値を入力できるようにするには、請求項5に記載のように電圧値保持手段を設けるか、或いは、請求項6に記載のように基準電圧生成手段を設けるとよい。 Further, in this manner, when the operation mode of the electronic device is the frequency detection mode, the voltage value input unit can input the voltage values of the two types of voltage signals to the frequency detection unit. The voltage value holding means may be provided as described above, or the reference voltage generating means may be provided as described in claim 6.
つまり、請求項5に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値保持手段は、電子装置が通常動作モードにあるときに電圧信号生成手段から出力された電圧信号の電圧値を保持し、その後、電子装置が周波数検出モードに切り換えられても、その電圧値の保持を継続する。 In other words, in the clock frequency detecting device according to claim 5, the voltage value holding means holds the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generating means when the electronic device is in the normal operation mode, and then Even when the device is switched to the frequency detection mode, the voltage value is continuously held.
そして、電圧値入力手段は、電子装置が周波数検出モードに切り換えられると、電圧値保持手段にて保持された電圧値と、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、周波数検出手段に入力する。 When the electronic device is switched to the frequency detection mode, the voltage value input means detects the voltage value held by the voltage value holding means and the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means. Enter the means.
このため、請求項5に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値入力手段は、電圧値保持手段に保持された電圧値を利用して、周波数検出モード時に上記2種類の電圧値を周波数検出手段に入力することができる。 Therefore, in the clock frequency detection device according to claim 5, the voltage value input means uses the voltage value held in the voltage value holding means to obtain the two kinds of voltage values in the frequency detection mode. Can be entered.
また、請求項6に記載のクロック周波数検出装置において、基準電圧生成手段は、モード切換手段による電子装置の動作モードの切換状態にかかわらず、第1特性にてクロック信号から電圧信号を生成する。 According to a sixth aspect of the present invention, the reference voltage generating means generates a voltage signal from the clock signal with the first characteristic regardless of the switching state of the operation mode of the electronic device by the mode switching means.
そして、電圧値入力手段は、電子装置が周波数検出モードに切り換えられると、基準電圧生成手段から出力される電圧信号の電圧値と、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、周波数検出手段に入力する。 The voltage value input means, when the electronic device is switched to the frequency detection mode, the voltage value of the voltage signal output from the reference voltage generation means, and the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means, Input to the frequency detection means.
このため、請求項6に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値入力手段は、一定の周波数対電圧特性(第1特性)を有する基準電圧生成手段にて生成された電圧値を利用して、周波数検出モード時に上記2種類の電圧値を周波数検出手段に入力することができる。 Therefore, in the clock frequency detection device according to claim 6, the voltage value input means uses the voltage value generated by the reference voltage generation means having a constant frequency-to-voltage characteristic (first characteristic), In the frequency detection mode, the two kinds of voltage values can be input to the frequency detection means.
一方、請求項7に記載のクロック周波数検出装置においては、モード切換手段が、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性を第1特性から第2特性に切り換え、電子装置の動作モードを周波数検出モードに設定した後、周波数対電圧特性を第2特性から第3特性に変化させる。 On the other hand, in the clock frequency detecting device according to claim 7, the mode switching means switches the frequency-to-voltage characteristic of the voltage signal output from the voltage signal generating means from the first characteristic to the second characteristic, thereby operating the electronic device. After setting the mode to the frequency detection mode, the frequency-voltage characteristic is changed from the second characteristic to the third characteristic.
そして、周波数検出手段は、電子装置が周波数検出モードにあるときに電圧信号生成手段から順次出力される、第2特性及び第3特性に対応した電圧信号の電圧差を検出し、その電圧差に基づきクロック信号の周波数を検出する。
また、第3特性は、クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数の変化に対応して電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定の割合で変化するリニア特性であり、第2特性とは電圧値の変化割合が異なる。
このため、電圧信号生成手段の周波数対電圧特性を第2特性から第3特性に変化させた場合、第2特性と第3特性との間で周波数毎に生じる電圧差が、周波数に応じて変化することになる。
The frequency detection means detects the voltage difference between the voltage signals corresponding to the second characteristic and the third characteristic, which are sequentially output from the voltage signal generation means when the electronic device is in the frequency detection mode, and determines the voltage difference. Based on this, the frequency of the clock signal is detected.
The third characteristic is a linear characteristic in which the voltage value of the voltage signal changes at a constant or substantially constant rate in response to a change in the frequency within the allowable variation range of the frequency of the clock signal. The change rate of the voltage value is different.
For this reason, when the frequency-to-voltage characteristic of the voltage signal generation unit is changed from the second characteristic to the third characteristic, the voltage difference generated for each frequency between the second characteristic and the third characteristic changes according to the frequency. Will do.
従って、この請求項7に記載のクロック周波数検出装置よれば、第2特性及び第3特性における電圧値の差を周波数毎に表す周波数対電圧差特性を用いることにより、第2特性及び第3特性に対応した電圧信号の電圧差からクロック信号の周波数を正確に検出することができるようになる。 Therefore, according to the clock frequency detecting device of the seventh aspect, the second characteristic and the third characteristic are obtained by using the frequency-to-voltage difference characteristic that represents the difference between the voltage values in the second characteristic and the third characteristic for each frequency. The frequency of the clock signal can be accurately detected from the voltage difference between the voltage signals corresponding to.
また、このように、電子装置の動作モードが周波数検出モードであるとき、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性を第2特性から第3特性へ切り換えることにより、周波数検出手段にてクロック信号の周波数を検出できるようにするには、請求項8に記載のように電圧値保持手段と電圧値入力手段を設けるとよい。 In this way, when the operation mode of the electronic device is the frequency detection mode, the frequency detection unit switches the frequency-to-voltage characteristic of the voltage signal output from the voltage signal generation unit from the second characteristic to the third characteristic. In order to make it possible to detect the frequency of the clock signal, the voltage value holding means and the voltage value input means may be provided as described in claim 8.
すなわち、請求項8に記載のクロック周波数検出装置において、電圧値保持手段は、電子装置が周波数検出モードで、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性が第2特性であるとき、電圧信号生成手段から出力された電圧信号の電圧値を保持し、その後、周波数対電圧特性が前記第3特性に切り換えられても該電圧値の保持を継続する。 That is, in the clock frequency detection device according to claim 8, the voltage value holding means is when the electronic device is in the frequency detection mode and the frequency-voltage characteristic of the voltage signal output from the voltage signal generation means is the second characteristic. The voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means is held, and then the voltage value is continuously held even if the frequency-voltage characteristic is switched to the third characteristic.
また、電圧値入力手段は、電子装置が周波数検出モードで、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性が第2特性から第3特性に切り換えられると、電圧値保持手段にて保持された電圧値と、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、周波数検出手段に入力する。 Further, the voltage value input means is configured so that when the electronic device is in the frequency detection mode and the frequency-voltage characteristic of the voltage signal output from the voltage signal generation means is switched from the second characteristic to the third characteristic, the voltage value holding means The held voltage value and the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation unit are input to the frequency detection unit.
このため、請求項8に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、動作モード切換手段によって、電子装置の動作モードが周波数検出モードに切り換えられ、更に、電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性が第2特性から第3特性に切り換えられた後、電圧値入力手段から入力される2種類の電圧値の電圧差を用いて、クロック信号の周波数を検出することができる。 Therefore, in the clock frequency detection device according to claim 8, the frequency detection means switches the operation mode of the electronic device to the frequency detection mode by the operation mode switching means, and further outputs the voltage output from the voltage signal generation means. After the frequency-to-voltage characteristic of the signal is switched from the second characteristic to the third characteristic, the frequency of the clock signal can be detected using the voltage difference between the two types of voltage values input from the voltage value input means. .
ここで、請求項3〜請求項8に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、周波数対電圧特性が異なる2種類の環境下で得られる2種類の電圧信号の電圧値の電圧差から、クロック信号の周波数を検出するが、電子装置の動作クロックの周波数が正常か否かを判定する際には、周波数検出手段を、請求項9に記載のように構成するとよい。 Here, in the clock frequency detection device according to any one of claims 3 to 8, the frequency detection means is based on a voltage difference between voltage values of two kinds of voltage signals obtained in two kinds of environments having different frequency versus voltage characteristics. The frequency of the clock signal is detected. When determining whether or not the frequency of the operation clock of the electronic device is normal, the frequency detection means may be configured as described in claim 9.
すなわち、請求項9に記載のクロック周波数検出装置において、周波数検出手段は、2種類の電圧信号の電圧差が予め設定された許容電圧差範囲内にあるか否かを判断することにより、クロック信号の周波数が、上記周波数対電圧差特性にて許容電圧差範囲に対応する許容周波数範囲内にあるか否かを判定する。 That is, in the clock frequency detection device according to claim 9, the frequency detection means determines whether or not the voltage difference between the two types of voltage signals is within a preset allowable voltage difference range. Is determined to be within the allowable frequency range corresponding to the allowable voltage difference range in the frequency-voltage difference characteristic.
このため、請求項9に記載のクロック周波数検出装置によれば、モード切換手段により切り換えられる電圧信号の周波数対電圧特性(第1特性と第2特性、或いは、第2特性と第3特性)のばらつきによって、上述した周波数対電圧差特性にばらつきが生じたとしても、そのばらつきを考慮して予め許容電圧差範囲を設定しておくことで、クロック信号の周波数が許容周波数範囲内にあるか否か正確に判定できるようになる。 Therefore, according to the clock frequency detecting device of the ninth aspect, the frequency-to-voltage characteristics (first characteristic and second characteristic or second characteristic and third characteristic) of the voltage signal switched by the mode switching means. Even if the above-described frequency-to-voltage difference characteristic varies due to the variation, whether the frequency of the clock signal is within the allowable frequency range by setting the allowable voltage difference range in advance in consideration of the variation. It becomes possible to judge accurately.
また次に、モード切換手段は、電圧信号生成手段がクロック信号を受けて電圧信号を生成する際の周波数対電圧特性を上記各特性に切り換えることができればよく、その切り換えは、モード切換手段が、予め設定された時間間隔で周期的に行うようにしてもよい。 Next, the mode switching means only needs to be able to switch the frequency-voltage characteristics when the voltage signal generating means receives the clock signal to generate the voltage signal to the above characteristics, and the mode switching means You may make it perform periodically with the preset time interval.
しかし、このようにすると、本発明が適用される電子装置の動作状態に関係なく、動作モードが切り換えられてしまい、電子装置の動作に悪影響を与えることも考えられる。
このため、モード切換手段は、請求項10に記載のように、電子装置の内部回路若しくは電子装置を制御する外部回路から電子装置の動作モードの切換指令を受けると、電子装置の動作モードを周波数検出モードに切り換え、周波数検出手段によるクロック信号の周波数検出動作を起動させるようにするとよい。
However, if this is done, the operation mode may be switched regardless of the operation state of the electronic device to which the present invention is applied, which may adversely affect the operation of the electronic device.
Therefore, as described in
つまり、このようにすれば、電子装置の動作モードの通常動作モードから周波数検出モードへの切り換えを、電子装置の内部回路若しくは電子装置を制御する外部回路からの切換指令によって行うことができ、動作モードの切り換えにより電子装置の動作に異常が生じるのを防止できる。 In other words, in this way, the operation mode of the electronic device can be switched from the normal operation mode to the frequency detection mode by a switching command from the internal circuit of the electronic device or the external circuit that controls the electronic device. It is possible to prevent an abnormality in the operation of the electronic device by switching the mode.
また、電子装置の動作モードを切り換えるに当たって、モード切換手段は、請求項11に記載のように、電圧信号生成手段を構成する回路要素、及び、電圧信号生成手段からの電圧信号の出力経路に接続される回路要素、の少なくとも一つを変更することで、電圧信号の周波数対電圧特性を第1特性から第2特性(若しくは第2特性及び第3特性)に切り換えるように構成するとよい。 Further, in switching the operation mode of the electronic device, the mode switching means is connected to the circuit elements constituting the voltage signal generating means and the output path of the voltage signal from the voltage signal generating means, as described in claim 11. It is preferable that the frequency vs. voltage characteristic of the voltage signal is switched from the first characteristic to the second characteristic (or the second characteristic and the third characteristic) by changing at least one of the circuit elements to be processed.
そして、このようにすれば、電圧信号生成手段が備えられた電子装置において、本発明を適用するために、電圧信号生成手段を新たなものに変更する必要がなく、本発明を低コストで実現できることになる。 In this way, in the electronic device provided with the voltage signal generating means, it is not necessary to change the voltage signal generating means to a new one in order to apply the present invention, and the present invention is realized at low cost. It will be possible.
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
[第1実施形態]
本実施形態のクロック周波数検出装置は、図1に示すように、例えば自動車に搭載される電子制御装置等、マイクロコンピュータを中心に構成される制御装置2に組み込まれ、制御装置2の動作クロックの周波数が正常であるか否かを検出するものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the clock frequency detection device according to the present embodiment is incorporated in a control device 2 mainly composed of a microcomputer, such as an electronic control device mounted on an automobile, for example. It detects whether the frequency is normal.
制御装置2には、図10に示した従来の電子装置と同様、発振子4から入力される一定周波数の基準クロックを分周若しくは逓倍することにより動作クロックを生成するPLL回路10が設けられている。
Like the conventional electronic device shown in FIG. 10, the control device 2 is provided with a
そして、PLL回路10にて生成された動作クロック(一定周波数のクロック信号)は、制御装置2内のマイクロコンピュータを構成するCPU、ROM、RAMや、その周辺回路の動作クロックとして、制御装置2内の各部に供給される。
The operation clock (clock signal having a constant frequency) generated by the
また、制御装置2には、PLL回路10からクロック信号を受けて動作する回路の一つとして、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリからなる半導体メモリ12への書込用電圧を生成する周波数/電圧変換回路(以下、F/V変換回路という)20が設けられており、本実施形態のクロック周波数検出装置は、このF/V変換回路20を利用して動作クロックの周波数(詳しくは周波数の異常)を検出する。
The control device 2 also includes a frequency / voltage for generating a voltage for writing to the
つまり、本実施形態のクロック周波数検出装置は、F/V変換回路20の動作モードを、通常動作モードから周波数検出モードに切り換える動作モード切換部32と、F/V変換回路20の動作モードが周波数検出モードに切り換えられているときに、動作モード切換部32から指令を受けて、F/V変換回路20から半導体メモリ12に出力される書込用電圧を検出する電圧検出部34と、この電圧検出部34により検出された電圧値に基づき動作クロックの周波数の異常を判定する周波数異常判定部36と、から構成されている。
That is, in the clock frequency detection device of the present embodiment, the operation
ここでまず、F/V変換回路20は、PLL回路10から入力されるクロック信号(動作クロック)を受けて、図示しない電源回路にて生成された制御装置2内の電源電圧を昇圧するチャージポンプ22を備え、このチャージポンプ22にて昇圧した高電圧を、半導体メモリ12の書込用電圧として出力するよう構成されている。
First, the F / V conversion circuit 20 receives a clock signal (operation clock) input from the
また、F/V変換回路20には、チャージポンプ22から半導体メモリ12への電圧出力経路に一端が接続された定電流源24、及び、定電流源24の他端をグランドラインに接地するか否かを切り換えることで、F/V変換回路20から出力される書込用電圧の周波数対電圧特性(F/V変換特性)を切り換える切換スイッチSW1、が備えられている。
Further, the F / V conversion circuit 20 includes a constant
つまり、F/V変換回路20は、半導体メモリ12の書込用電圧を生成するものであるため、この電圧を生成するチャージポンプ22は、動作クロックが多少変動しても半導体メモリ12への書き込み動作に影響を与えることのないよう、動作クロックの周波数に対する電圧変化が小さいF/V変換特性(図2(a)に示す第1F/V変換特性)にて書込用電圧を生成するように構成されている。
That is, since the F / V conversion circuit 20 generates a write voltage for the
そして、F/V変換回路20において、切換スイッチSW1がオフ状態であれば、半導体メモリ12への電圧出力経路から定電流源24を介してグランドラインに定電流が流れないので、F/V変換回路20のF/V変換特性は、第1F/V変換特性となる。
In the F / V conversion circuit 20, if the changeover switch SW1 is in the OFF state, a constant current does not flow from the voltage output path to the
なお、切換スイッチSW1がオフ状態であっても、半導体メモリ12への書き込みがなされてF/V変換回路20に負荷電流が流れた際には、F/V変換回路20のF/V変換特性は第1F/V特性から変化するが、本実施形態では、後述の処理により、半導体メモリ12への書き込み時に動作クロックの周波数が検出されることはないので、半導体メモリ12への書き込み時の特性変化に関する説明は省略する。
Even when the changeover switch SW1 is in the OFF state, when the load current flows through the F / V conversion circuit 20 after writing to the
一方、切換スイッチSW1がオン状態に切り換えられると、半導体メモリ12への電圧出力経路から定電流源24を介してグランドラインに負荷電流が流れる。
このため、F/V変換回路20において、切換スイッチSW1がオン状態であれば、F/V変換特性は、動作クロックの周波数に応じて変化し、動作クロックの周波数が低い程出力電圧が低下するF/V変換特性(図2(a)に示す第2F/V変換特性)となる。
On the other hand, when the changeover switch SW1 is turned on, a load current flows from the voltage output path to the
Therefore, in the F / V conversion circuit 20, if the changeover switch SW1 is in the ON state, the F / V conversion characteristics change according to the frequency of the operation clock, and the output voltage decreases as the frequency of the operation clock decreases. F / V conversion characteristics (second F / V conversion characteristics shown in FIG. 2A) are obtained.
次に、切換スイッチSW1は、動作モード切換部32によりオン・オフされる。つまり、動作モード切換部32は、F/V変換回路20を周波数検出モードで動作させるときに、切換スイッチSW1をオンさせ、F/V変換回路20を通常動作モードで動作させるときには、切換スイッチSW1をオフ状態に保持する。
Next, the changeover switch SW1 is turned on / off by the operation
この結果、F/V変換回路20からは、動作モードが通常動作モードであれば、周波数変化に対し電圧値が略一定となる第1F/V変換特性(定電圧特性)に対応した電圧信号が出力され、動作モードが周波数検出モードであれば、周波数に対応して電圧値が変化する第2F/V変換特性(リニア特性)に対応した電圧信号が出力されることになる。 As a result, when the operation mode is the normal operation mode, the F / V conversion circuit 20 generates a voltage signal corresponding to the first F / V conversion characteristic (constant voltage characteristic) in which the voltage value becomes substantially constant with respect to the frequency change. If the operation mode is the frequency detection mode, a voltage signal corresponding to the second F / V conversion characteristic (linear characteristic) in which the voltage value changes corresponding to the frequency is output.
そして、F/V変換回路20の動作モードが周波数検出モードであるとき、F/V変換回路20から半導体メモリ12への出力電圧を検出すれば、その電圧値と第2F/V変換特性とを利用して、動作クロックの周波数を検出することができる。
If the output voltage from the F / V conversion circuit 20 to the
また、動作クロックの周波数の検出精度を高めるには、図2(a)に示すように、第2F/V変換特性が、動作クロックの目標周波数fo付近で、動作クロックの周波数に対応して出力電圧がリニア(若しくは略リニア)に変化するようにするとよい。 Further, in order to improve the detection accuracy of the frequency of the operation clock, as shown in FIG. 2A, the second F / V conversion characteristic is output corresponding to the frequency of the operation clock near the target frequency fo of the operation clock. The voltage may be changed linearly (or substantially linearly).
また、動作クロックの周波数が目標周波数foを中心とする正常周波数範囲(換言すれば許容周波数範囲)内にあるか否かを判定するには、図2(a)に示すように、F/V変換回路20から半導体メモリ12への出力電圧が、その正常周波数範囲に対応した正常出力電圧範囲内にあるか否かを判断するようにすればよい。
Further, in order to determine whether or not the frequency of the operation clock is within the normal frequency range centered on the target frequency fo (in other words, the allowable frequency range), as shown in FIG. It may be determined whether or not the output voltage from the conversion circuit 20 to the
そこで、本実施形態では、周波数異常判定部36が動作モード切換部32に動作モードの切換信号を出力することで、動作モード切換部32に対し、F/V変換回路20の動作モードを、通常動作モードから周波数検出モードへ切り換えさせる。
Therefore, in the present embodiment, the frequency
また動作モード切換部32は、F/V変換回路20の動作モードを周波数検出モードに切り換えると、同時に電圧検出部34を起動する。
このため、周波数異常判定部36は、動作モード切換部32にF/V変換回路20の動作モードを周波数検出モードへ切り換えさせると、所定の遅延時間後に電圧検出部34から検出結果を読み込み、PLL回路10にて生成されている動作クロックの周波数が正常であるか否かを判断する。
Further, when the operation
For this reason, when the frequency
以下、このような周波数異常判定部36の動作を、図3に示すフローチャートに沿って詳しく説明する。
なお、周波数異常判定部36は、例えば、制御装置2を構成しているマイクロコンピュータ(詳しくはCPU)が実行する制御処理の一つとして実現されるものであり、図3に示すフローチャートは、周波数異常判定部36としての機能を実現するためにマイクロコンピュータにて実行される周波数異常判定処理を表す。
Hereinafter, the operation of the frequency
Note that the frequency
図3に示すように、この周波数異常判定処理が開始されると、まずS110にて、後述のS120〜S180による一連の判定処理を前回実行してから、予め設定された設定時間Toが経過したか否かを判定することにより、設定時間Toが経過するのを待つ。 As shown in FIG. 3, when the frequency abnormality determination process is started, first, in S110, a predetermined set time To has elapsed since a series of determination processes in S120 to S180 described later were executed last time. Whether or not the set time To elapses.
そして、S110にて、設定時間Toが経過したと判断されると、S120に移行して、現在、半導体メモリ12へのデータの書込中か否かを判断する。
現在、半導体メモリ12へのデータの書込中であれば、F/V変換回路20の動作モードを通常動作モードに保持する必要があるため、S120では、再度S110に移行することにより、半導体メモリ12へのデータの書き込みが終了するのを待つ。
When it is determined in S110 that the set time To has elapsed, the process proceeds to S120, and it is determined whether data is currently being written to the
If data is currently being written to the
次に、S120にて、現在、半導体メモリ12へのデータの書込中ではないと判断されると、S130に移行して、動作モード切換部32へ周波数検出モード切換信号を出力することで、動作モード切換部32に、F/V変換回路20の動作モードを、通常動作モードから周波数検出モードへと切り換えさせる。
Next, when it is determined in S120 that data is not currently being written to the
すると、F/V変換回路20では、切換スイッチSW1がオフ状態からオン状態へと切り換えられて、F/V変換回路20のF/V変換特性が、第1F/V変換特性から第2F/V変換特性へと切り換えられる。また、電圧検出部34は、F/V変換回路20からの出力電圧の検出を開始する。
Then, in the F / V conversion circuit 20, the changeover switch SW1 is switched from the off state to the on state, and the F / V conversion characteristic of the F / V conversion circuit 20 changes from the first F / V conversion characteristic to the second F / V. Switch to conversion characteristics. Further, the
このため、周波数異常判定部36では、S130にて周波数検出モード切換信号を出力した後は、S140にて、電圧検出部34による検出結果が安定するのに要する遅延時間△Tが経過するのを待ち、遅延時間△Tが経過すると、S150に移行して、電圧検出部34から検出電圧を読み込む。
Therefore, after the frequency detection mode switching signal is output in S130, the frequency
次に、続くS160では、S150にて読み込んだ検出電圧が、F/V変換回路20の第2F/V変換特性に基づき予め設定された正常出力電圧範囲(図2(a)参照)から外れているか否か判断することで、PLL回路10で生成された動作クロックの周波数に異常があるか否かを判断する。
Next, in subsequent S160, the detected voltage read in S150 deviates from the normal output voltage range (see FIG. 2A) set in advance based on the second F / V conversion characteristic of the F / V conversion circuit 20. By determining whether or not there is an abnormality in the frequency of the operation clock generated by the
なお、この異常判定に用いられる正常出力電圧範囲は、予めメモリ(図示せず)に記憶されている。
そして、S160にて、動作クロックの周波数に異常はないと判断されると、S180に移行し、動作モード切換部32へ通常動作モード切換信号を出力することで、F/V変換回路20の動作モードを通常動作モードへ切り換えさせ、再度S110に移行する。
Note that the normal output voltage range used for this abnormality determination is stored in advance in a memory (not shown).
When it is determined in S160 that there is no abnormality in the frequency of the operation clock, the process proceeds to S180, and the normal operation mode switching signal is output to the operation
一方、S160にて、動作クロックの周波数に異常があると判断されると、S170に移行して、S160の処理による動作クロック周波数の連続異常判定回数が、予め設定された故障判定値Nを越えたか否かを判断する。 On the other hand, if it is determined in S160 that there is an abnormality in the frequency of the operation clock, the process proceeds to S170, and the number of continuous abnormality determinations of the operation clock frequency by the processing in S160 exceeds the preset failure determination value N. It is determined whether or not.
そして、連続異常判定回数が故障判定値Nを越えていれば、発振子4やPLL回路10、若しくは、PLL回路10に接続された制御装置2内の回路に何らかの異常が生じているものと判断して、当該制御装置2をリセットすることで、当該制御装置2の内部回路を再起動させる。
If the number of continuous abnormality determinations exceeds the failure determination value N, it is determined that some abnormality has occurred in the oscillator 4, the
また、S170にて、動作クロック周波数の連続異常判定回数が故障判定値Nを越えていないと判断されると、S180に移行して、動作モード切換部32に、F/V変換回路20の動作モードを通常動作モードへ切り換えさせ、再度S110に移行する。
If it is determined in S170 that the number of continuous abnormality determinations of the operation clock frequency does not exceed the failure determination value N, the process proceeds to S180, and the operation
以上説明したように、本実施形態のクロック周波数検出装置によれば、動作モード切換部32により、制御装置2に内蔵されたF/V変換回路20のF/V変換特性を、通常動作用の第1F/V変換特性から、周波数検出用の第2F/V変換特性に切り換え、F/V変換回路20が第2F/V変換特性で動作しているとき(周波数検出モード)にF/V変換回路20からの出力電圧を電圧検出部34にて検出し、周波数異常判定部36が、その検出電圧から、F/V変換回路20に入力されるクロック信号(換言すれば制御装置2の動作クロック)の周波数が正常か否かを判断する。
As described above, according to the clock frequency detection device of the present embodiment, the F / V conversion characteristic of the F / V conversion circuit 20 built in the control device 2 is changed by the operation
このため、本実施形態のクロック周波数検出装置によれば、従来の周波数検出装置のように、バンドパスフィルタを用いることなく、PLL回路10にて生成されたクロック信号(動作クロック)の周波数が正常か否かを検出することができる。
Therefore, according to the clock frequency detection device of the present embodiment, the frequency of the clock signal (operation clock) generated by the
よって、本実施形態の制御装置2によれば、クロック周波数検出装置として、従来の周波数検出装置を用いた場合に比べて、制御装置2の動作クロックの周波数が正常か否か(換言すれば、制御装置2がPLL回路10にて生成されたクロック信号により正常に動作しているか否か)を、精度よく判定することができる。 Therefore, according to the control device 2 of the present embodiment, whether or not the frequency of the operation clock of the control device 2 is normal as compared with the case where a conventional frequency detection device is used as the clock frequency detection device (in other words, Whether or not the control device 2 is operating normally based on the clock signal generated by the PLL circuit 10) can be accurately determined.
また、本実施形態のクロック周波数検出装置は、単にF/V変換回路20からの出力に基づきクロック信号(動作クロック)の周波数の異常を判定するのではなく、周波数の異常判定を実施しないときには、F/V変換回路20を通常動作モードで動作させることで、F/V変換回路20からの出力電圧を、半導体メモリ12の書込用電圧として利用できるようにする。
In addition, the clock frequency detection device of the present embodiment does not simply determine the abnormality of the frequency of the clock signal (operation clock) based on the output from the F / V conversion circuit 20, but does not perform the abnormality determination of the frequency. By operating the F / V conversion circuit 20 in the normal operation mode, the output voltage from the F / V conversion circuit 20 can be used as a write voltage for the
このため、本実施形態のクロック周波数検出装置によれば、制御装置2に設けられている既存のF/V変換回路20を利用して実現することができ、制御装置2に周波数検出専用のF/V変換回路を別途設ける必要がないので、装置構成を簡単にすることができる。 For this reason, according to the clock frequency detection device of the present embodiment, it can be realized by using the existing F / V conversion circuit 20 provided in the control device 2, and the control device 2 has an F dedicated to frequency detection. Since it is not necessary to separately provide a / V conversion circuit, the apparatus configuration can be simplified.
なお、本実施形態のクロック周波数検出装置においては、周波数異常判定部36が、電圧検出部34にて検出された電圧値が正常出力電圧範囲内にあるか否かによって、クロック信号の周波数が正常周波数範囲内にあるか否かを判断するが、この正常出力電圧範囲は、チャージポンプ22等の特性のばらつきを考慮して設定することが望ましい。
In the clock frequency detection device according to the present embodiment, the frequency
つまり、F/V変換回路20を構成するチャージポンプ22は、PLL10から入力されるクロック信号(動作クロック)により、前段のコンデンサに蓄積された電荷を、逆流防止用のダイオードを介して次段のコンデンサへと転送することで、最終段のコンデンサからの出力電圧を電源電圧よりも高い電圧値に昇圧する。
That is, the
このため、F/V変換回路20からの出力電圧は、動作クロックの周波数だけでなく、チャージポンプ22を構成しているコンデンサの容量やダイオードの順方向電圧、コンデンサによる昇圧段数等によっても変化する。
Therefore, the output voltage from the F / V conversion circuit 20 varies not only with the frequency of the operation clock but also with the capacitance of the capacitor constituting the
そして、F/V変換回路20が通常動作モードで動作しているときには、F/V変換特性が、クロック信号の周波数が変化しても出力電圧が略一定となる第1F/V変換特性に設定されることから、チャージポンプ22のコンデンサ容量等がばらついても、F/V変換回路20のF/V変換特性が大きく変化することはない。
When the F / V conversion circuit 20 is operating in the normal operation mode, the F / V conversion characteristic is set to the first F / V conversion characteristic in which the output voltage becomes substantially constant even when the frequency of the clock signal changes. Therefore, even if the capacitor capacity of the
しかし、F/V変換回路20の動作モードが周波数検出モードに切り換えられたときに設定される第2F/V変換特性は、出力電圧がクロック信号の周波数に対応してリニア(若しくは略リニア)に変化することから、図2(b)に示すように、チャージポンプ22のコンデンサ容量等のばらつきの影響を受けて、変化するようになる。
However, the second F / V conversion characteristic set when the operation mode of the F / V conversion circuit 20 is switched to the frequency detection mode is such that the output voltage is linear (or substantially linear) corresponding to the frequency of the clock signal. Since it changes, as shown in FIG. 2B, it changes under the influence of variations in the capacitor capacity and the like of the
従って、本実施形態のように、電圧検出部34にて検出された電圧値が正常出力電圧範囲内にあるか否かによって、クロック信号の周波数が正常周波数範囲内にあるか否かを判断する際には、チャージポンプ22のコンデンサ容量がばらついてもクロック信号の周波数の正常/異常を正確に判定できるようにすることが望ましい。
Therefore, as in the present embodiment, it is determined whether or not the frequency of the clock signal is within the normal frequency range depending on whether or not the voltage value detected by the
そして、そのためには、図2(b)に示すように、正常周波数範囲内の最低周波数で電圧値が最も高い第2F/V変換特性の電圧値を、正常電圧範囲の下限値とし、正常周波数範囲内の最大周波数で電圧値が最も低い第2F/V変換特性の電圧値を、正常電圧範囲の上限値として設定するようにすればよい。 For this purpose, as shown in FIG. 2B, the voltage value of the second F / V conversion characteristic having the highest voltage value at the lowest frequency in the normal frequency range is set as the lower limit value of the normal voltage range, and the normal frequency is set. The voltage value of the second F / V conversion characteristic having the lowest voltage value at the maximum frequency within the range may be set as the upper limit value of the normal voltage range.
ここで、本実施形態においては、制御装置2が特許請求の範囲に記載の電子装置に相当し、F/V変換回路20が、特許請求の範囲に記載の電圧信号生成手段に相当する。また、動作モード切換部は、本発明のモード切換手段に相当し、電圧検出部34及び周波数異常判定部36は、本発明の周波数検出手段に相当し、第1F/変換特性及び第2F/V変換特性は、本発明の第1特性及び第2特性にそれぞれ相当する。
[第2実施形態]
次に、図4は、本発明が適用された第2実施形態のクロック周波数検出装置を備えた制御装置2の概略構成を表すブロック図である。
Here, in the present embodiment, the control device 2 corresponds to the electronic device described in the claims, and the F / V conversion circuit 20 corresponds to the voltage signal generation means described in the claims. The operation mode switching unit corresponds to the mode switching unit of the present invention, and the
[Second Embodiment]
Next, FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the control device 2 including the clock frequency detection device of the second embodiment to which the present invention is applied.
図4に示すように、本実施形態の制御装置2は、第1実施形態の制御装置と同様、マイクロコンピュータを中心に構成されるものであり、動作クロック生成用のPLL回路10、半導体メモリ12、及び、半導体メモリ12への書込用電圧を生成するF/V変換回路20を備える。
As shown in FIG. 4, the control device 2 of the present embodiment is configured around a microcomputer as in the control device of the first embodiment, and includes an operation clock
また、制御装置2には、クロック周波数検出装置として、電圧検出部34、周波数異常判定部36、及び動作モード切換部32を備える。
そして、本実施形態の制御装置2の第1実施形態との相違点は、F/V変換回路20が、動作モード切換用の切換スイッチSW1を内蔵したチャージポンプ22だけで構成されている点であり、その他の構成は、第1実施形態に記載のものと同様である。
In addition, the control device 2 includes a
The difference of the control device 2 of the present embodiment from the first embodiment is that the F / V conversion circuit 20 is composed only of a
図4に示すように、F/V変換回路20を構成するチャージポンプ22は、電源回路(図示せず)から電源電圧VDD(直流定電圧)を受けて出力側に順次電流を流すように直列接続された5個のダイオードD1〜D5と、各ダイオードD1〜D5のカソードにそれぞれ接続されたコンデンサC1〜C5とを備える。
As shown in FIG. 4, the
5個のダイオードD1〜D5の内、最終段のダイオードD5のカソードには、半導体メモリ12への電圧出力経路が接続されている。また、そのカソードに接続されたコンデンサC5の他端は、グランドラインに接地されている。
A voltage output path to the
また、初段と3段目のダイオードD1、D3のカソードに一端が接続されたコンデンサC1、C3の他端は、PLL回路10からの動作クロックの入力経路に接続され、2段目と4段目のダイオードD2、D4のカソードに一端が接続されたコンデンサC2、C4の他端は、PLL回路10からの動作クロックの入力経路にインバータINV1を介して接続されている。
The other ends of the capacitors C1 and C3 having one ends connected to the cathodes of the first-stage and third-stage diodes D1 and D3 are connected to the operation clock input path from the
そして、動作モード切換用の切換スイッチSW1は、PLL回路10からの動作クロックの入力経路とコンデンサC1との間に接続されており、動作モード切換部32は、この切換スイッチSW1のオン/オフ状態を切り換えることで、F/V変換回路20の動作モードを切り換える。
The changeover switch SW1 for changing the operation mode is connected between the input path of the operation clock from the
つまり、F/V変換回路20(換言すればチャージポンプ22)を構成するコンデンサC1〜C4において、ダイオードD1〜D4とは反対側に印加される電圧がローレベルであれば、各ダイオードD1〜D4を介して入力される電圧により電荷が蓄積される。 That is, in the capacitors C1 to C4 constituting the F / V conversion circuit 20 (in other words, the charge pump 22), if the voltage applied to the side opposite to the diodes D1 to D4 is at a low level, the diodes D1 to D4. Charges are accumulated by the voltage input via.
また、ダイオードD1〜D4とは反対側に印加される電圧がハイレベルになると、コンデンサC1〜C4のダイオード側の電位が、その印加電圧分だけ上昇し、ダイオードD2〜D5を介して後段のコンデンサC2〜C5に電荷が転送される。 Further, when the voltage applied to the opposite side of the diodes D1 to D4 becomes high level, the potential on the diode side of the capacitors C1 to C4 rises by the applied voltage, and the subsequent capacitor via the diodes D2 to D5. Charge is transferred to C2 to C5.
そして、各コンデンサC1〜C4のダイオードD1〜D4とは反対側には、動作クロックが交互に反転して印加されることから、最終段のコンデンサC5のダイオードD5側の電位は動作クロックに同期して順次上昇し、F/V変換回路20から半導体メモリ12には、電源電圧VDDを昇圧した書込用電圧が出力される。
Since the operation clock is alternately inverted and applied to the opposite sides of the capacitors C1 to C4 from the diodes D1 to D4, the potential on the diode D5 side of the capacitor C5 in the final stage is synchronized with the operation clock. The write voltage obtained by boosting the power supply voltage VDD is output from the F / V conversion circuit 20 to the
また、F/V変換回路20から半導体メモリ12への出力電圧は、図2に示したように動作クロックの周波数に応じて変化し、動作クロックの周波数が同じであれば、昇圧に用いるコンデンサの段数に応じて変化する。
Also, the output voltage from the F / V conversion circuit 20 to the
そこで、本実施形態では、動作モード切換部32が、周波数異常判定部36から指定された動作モードに応じて、通常動作モードでは切換スイッチSW1をオン状態にし、周波数検出モードでは切換スイッチSW1をオフ状態に切り換えることで、F/V変換回路20のF/V変換特性が、図2(a)に示した第1F/V変換特性から第2F/V変換特性へと切り換えられるように、コンデンサC1〜C5の容量を設定している。
Therefore, in the present embodiment, the operation
このように、本実施形態では、第1実施形態のように、チャージポンプ22の出力側に定電流源24を接続するか否かを切り換えるのではなく、チャージポンプ22を構成するコンデンサの段数を切り換えることで、F/V変換回路20のF/V変換特性を、第1F/V変換特性と第2F/V変換特性との間で切り換える。
As described above, in this embodiment, instead of switching whether or not the constant
従って、本実施形態によれば、チャージポンプ22に定電流源24を外付けすることなく、第1実施形態と同様に、F/V変換回路20のF/V変換特性を切り換え、動作クロックの周波数の異常を判定することができるようになる。
[第3実施形態]
次に、図5は、本発明が適用された第3実施形態のクロック周波数検出装置を備えた制御装置2の概略構成を表すブロック図である。
Therefore, according to the present embodiment, the F / V conversion characteristics of the F / V conversion circuit 20 are switched and the operation clock of the F / V conversion circuit 20 is switched as in the first embodiment without externally attaching the constant
[Third Embodiment]
Next, FIG. 5 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the control device 2 including the clock frequency detection device according to the third embodiment to which the present invention is applied.
図5に示すように、本実施形態の制御装置2は、上述した第1、第2実施形態の制御装置と同様、マイクロコンピュータを中心に構成されるものであり、動作クロック生成用のPLL回路10、半導体メモリ12、及び、半導体メモリ12への書込用電圧を生成するF/V変換回路20を備える。
As shown in FIG. 5, the control device 2 according to the present embodiment is configured around a microcomputer as in the control devices according to the first and second embodiments described above, and is a PLL circuit for generating an operation clock. 10, a
そして、制御装置2には、クロック周波数検出装置として、電圧差検出部38、周波数異常判定部36、及び動作モード切換部32が設けられている。
ここで、本実施形態のF/V変換回路20には、第1実施形態のものと同様、チャージポンプ22、定電流源24、及び切換スイッチSW1が設けられている。
The control device 2 is provided with a voltage
Here, the F / V conversion circuit 20 of the present embodiment is provided with a
また、定電流源24と切換スイッチSW1とからなる直列回路には、定電流源24とは通電時の電流値が異なる定電流源26と切換スイッチSW2とからなる直列回路が並列接続されている。
In addition, a series circuit composed of a constant
そして、これら2つの定電流源24,26が接続される電圧出力経路は、切換スイッチSW3を介してサンプルホールド回路(S/H回路)28の入力端子に接続されると共に、切換スイッチSW4を介して、電圧差検出部38の一方の入力端子に接続されている。
The voltage output path to which these two constant
なお、S/H回路28の出力端子は、電圧差検出部38のもう一方の入力端子に接続されており、S/H回路28は、動作モード切換部32からの指令に従い、切換スイッチSW3のオン時に出力電圧をサンプルホールドし、電圧差検出部38に出力する。
Note that the output terminal of the S /
また、電圧差検出部38は、S/H回路28にてサンプルホールドされた出力電圧の電圧値と、切換スイッチSW4のオン時に入力される出力電圧の電圧値との電圧差を検出するものであり、その検出タイミングは、動作モード切換部32からの指令によって制御される。
The
次に、本実施形態の動作モード切換部32は、周波数異常判定部36から周波数検出モード切換信号を受けると、図6の右欄に示す一連の動作によって、F/V変換回路20内の切換スイッチSW1及びSW3、SW2及びSW4を順次オンさせることで、F/V変換回路20の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換える。また、動作モード切換部32は、SW2及びSW4をオンするのに同期して、電圧差検出部38を駆動する。
Next, when receiving the frequency detection mode switching signal from the frequency
以下、この動作モード切換部32の動作を、図6の右欄に示すフローチャートに沿って説明する。
なお、図6の左欄に示すフローチャートは、本実施形態の周波数異常判定部36にて実行される周波数異常判定処理を表しており、図3に示した第1実施形態の周波数異常判定処理と異なる点は、S150、S160の処理に代えて、S155、S165の処理を実行する点である。
Hereinafter, the operation of the operation
The flowchart shown in the left column of FIG. 6 represents the frequency abnormality determination process executed by the frequency
そして、S155では、電圧差検出部38から電圧差△Vを読み込み、S165では、その電圧差△Vから動作クロックの周波数の異常を判定するが、この一連の処理については、後に詳しく説明する。
In S155, the voltage difference ΔV is read from the
図6に示すように、動作モード切換部32は、周波数異常判定部36から周波数検出モード切換信号を受けると、まずS210にて、切換スイッチSW1、SW3をオン状態に切り換え、S220に移行する。なお、切換スイッチSW1〜SW4は、通常動作モード時には、全てオフ状態に保持されるものとする。
As shown in FIG. 6, upon receiving the frequency detection mode switching signal from the frequency
次に、S220では、S210にて切換スイッチSW1、SW3をオン状態に切り換えてから、F/V変換回路20のF/V変換特性が第2F/V変換特性に安定するのに要する遅延時間△T1が経過するのを待ち、遅延時間時間△T1が経過すると、S230に移行する。 Next, in S220, the delay time Δ required for the F / V conversion characteristic of the F / V conversion circuit 20 to be stabilized to the second F / V conversion characteristic after the changeover switches SW1 and SW3 are turned on in S210. The process waits for T1 to elapse, and when the delay time ΔT1 elapses, the process proceeds to S230.
この結果、S/H回路28は、F/V変換回路20のF/V変換特性が第2F/V変換特性であるとき、F/V変換回路20から半導体メモリ12に出力される電圧信号をラッチし、その電圧値を電圧差検出部38に出力するようになる。
As a result, the S /
このように、S230に移行すると、切換スイッチSW1、SW3をオフ状態に戻し、切換スイッチSW2、SW4をオン状態に切り換える。
この結果、F/V変換回路20のF/V変換特性は、定電流源24に流れる電流値に対応した第2F/V変換特性から、定電流源26に流れる電流値に対応した第3F/V変換特性に切り換えられる。
As described above, when the process proceeds to S230, the changeover switches SW1 and SW3 are returned to the off state, and the changeover switches SW2 and SW4 are turned on.
As a result, the F / V conversion characteristic of the F / V conversion circuit 20 is changed from the second F / V conversion characteristic corresponding to the current value flowing through the constant
このため、動作モード切換部32は、続くS240にて、F/V変換回路20のF/V変換特性が第3F/V変換特性に安定するのに要する所定の遅延時間△T2が経過するのを待ち、遅延時間△T2が経過すると、S250に移行して、電圧差検出部38を駆動する。
For this reason, the operation
この結果、電圧差検出部38は、S/H回路28にてラッチされた第2F/V変換特性での出力電圧の電圧値と、切換スイッチSW4を介して入力される第3F/V特性での出力電圧の電圧値との電圧差△Vを検出して、その電圧差△Vを出力するようになる。
As a result, the voltage
このようにS250にて電圧差検出部38を駆動すると、動作モード切換部32は、S260に移行して、周波数異常判定部36から通常動作モード切換信号が入力されるのを待ち、通常動作モード切換信号が入力されると、切換スイッチSW2、SW4をオフ状態に戻し、S/H回路28をリセットする。
When the voltage
この結果、F/V変換回路20内の全ての切換スイッチSW1〜SW4がオフ状態になり、F/V変換回路20の動作モードが通常動作モードに切り換えられることになる。
一方、周波数異常判定部36にて実行される周波数異常判定処理では、S130にて、動作モード切換部32に周波数検出モード切換信号を出力すると、S140にて、その後、所定の遅延時間△Tが経過するのを待つ。
As a result, all changeover switches SW1 to SW4 in the F / V conversion circuit 20 are turned off, and the operation mode of the F / V conversion circuit 20 is switched to the normal operation mode.
On the other hand, in the frequency abnormality determination process executed by the frequency
この遅延時間△Tには、動作モード切換部32がS220及びS240にて計時する遅延時間△T1、△T2を加えた時間以上の時間が設定されており、S140にて遅延時間△Tが経過したと判定すると、S155に移行して、電圧差検出部38から電圧差△Vを読み込む。
The delay time ΔT is set to a time longer than the time obtained by adding the delay times ΔT1 and ΔT2 that the operation
そして、続くS165では、S155で読み込んだ電圧差△Vが、図7(a)に示す周波数対電圧差特性(F/△V特性)に基づき予め設定された正常電圧差範囲から外れているか否か判断することで、PLL回路10で生成された動作クロックの周波数に異常があるか否かを判断する。
In the subsequent S165, whether or not the voltage difference ΔV read in S155 is out of the normal voltage difference range set in advance based on the frequency versus voltage difference characteristic (F / ΔV characteristic) shown in FIG. By determining whether or not there is an abnormality in the frequency of the operation clock generated by the
なお、図7(a)に示すF/△V特性は、F/V変換回路20が第2F/V変換特性で動作しているときに得られる出力電圧の電圧値と、F/V変換回路20が第3F/V変換特性で動作しているときに得られる出力電圧の電圧値との差(つまり電圧差)△Vを、動作クロックの周波数毎に記述したものである。 Note that the F / ΔV characteristics shown in FIG. 7A are obtained by comparing the voltage value of the output voltage obtained when the F / V conversion circuit 20 operates with the second F / V conversion characteristics, and the F / V conversion circuit. The difference (ie, voltage difference) ΔV from the voltage value of the output voltage obtained when 20 is operating with the third F / V conversion characteristic is described for each frequency of the operation clock.
そして、F/V変換回路20の第3F/V変換特性には、第2F/V変換特性とは周波数に対する電圧値の傾斜は異なるものの、第2F/V変換特性と同様に、周波数に対応して電圧値が変化するリニア特性に設定されているため、F/△V特性において、電圧差△Vは、動作クロックの周波数が低い程、大きくなる。 The third F / V conversion characteristic of the F / V conversion circuit 20 corresponds to the frequency in the same way as the second F / V conversion characteristic, although the slope of the voltage value with respect to the frequency is different from that of the second F / V conversion characteristic. Therefore, in the F / ΔV characteristic, the voltage difference ΔV becomes larger as the frequency of the operation clock is lower.
このため、S165にて動作クロックの周波数に異常があるか否かを判定するのに用いる正常電圧差範囲には、図7(a)に示すF/△V特性において、動作クロックの正常周波数範囲に対応した電圧差△Vの上・下限値が設定されている。 For this reason, the normal voltage difference range used for determining whether or not there is an abnormality in the frequency of the operation clock in S165 includes the normal frequency range of the operation clock in the F / ΔV characteristic shown in FIG. The upper and lower limit values of the voltage difference ΔV corresponding to are set.
次に、S165にて、動作クロックの周波数に異常はないと判断されると、S180に移行して、動作モード切換部32へ通常動作モード切換信号を出力することで、F/V変換回路20の動作モードを通常動作モードへ切り換えさせ、再度S110に移行する。
Next, when it is determined in S165 that there is no abnormality in the frequency of the operation clock, the process proceeds to S180 and a normal operation mode switching signal is output to the operation
また、S165にて、動作クロックの周波数に異常があると判断された場合には、S170に移行して、S165の処理による動作クロック周波数の連続異常判定回数が、予め設定された故障判定値Nを越えたか否かを判断する。 If it is determined in S165 that there is an abnormality in the frequency of the operation clock, the process proceeds to S170, and the number of continuous abnormality determinations of the operation clock frequency by the process in S165 is set to a preset failure determination value N. Judge whether or not.
そして、連続異常判定回数が故障判定値Nを越えていれば、発振子4やPLL回路10、若しくは、PLL回路10に接続された制御装置2内の回路に何らかの異常が生じているものと判断して、当該制御装置2をリセットすることで、当該制御装置2の内部回路を再起動させる。
If the number of continuous abnormality determinations exceeds the failure determination value N, it is determined that some abnormality has occurred in the oscillator 4, the
また、S170にて、動作クロック周波数の連続異常判定回数が故障判定値Nを越えていないと判断されると、S180に移行して、動作モード切換部32に、F/V変換回路20の動作モードを通常動作モードへ切り換えさせ、再度S110に移行する。
If it is determined in S170 that the number of continuous abnormality determinations of the operation clock frequency does not exceed the failure determination value N, the process proceeds to S180, and the operation
以上説明したように、本実施形態のクロック周波数検出装置によれば、動作クロックの周波数が正常であるか否かを検査する際には、動作モード切換部32が、F/V変換回路20のF/V変換特性を、通常動作用の第1F/V変換特性から、周波数検出用の第2、第3F/V変換特性に順次切り換え、電圧差検出部38に、第2、第3F/V変換特性で動作しているときにF/V変換回路20から出力される電圧信号の電圧値の電圧差△Vを検出させる。
As described above, according to the clock frequency detection device of the present embodiment, when inspecting whether or not the frequency of the operation clock is normal, the operation
そして、周波数異常判定部36が、電圧差検出部38にて検出された電圧差△Vから、F/V変換回路20に入力されるクロック信号(換言すれば制御装置2の動作クロック)の周波数が正常か否かを判断する。
Then, the frequency
このため、本実施形態のクロック周波数検出装置においても、第1、第2実施形態のクロック周波数検出装置と同様、PLL回路10にて生成されたクロック信号(動作クロック)の周波数が正常か否かを精度よく判定することができる。
For this reason, also in the clock frequency detection device of the present embodiment, whether or not the frequency of the clock signal (operation clock) generated by the
また、本実施形態のクロック周波数検出装置においては、F/V変換回路20を第2F/V変換特性及び第3F/V変換特性で動作させたときの出力電圧の差に基づき、動作クロックの周波数が正常か否かを判定することから、出力電圧に影響を与える回路要素の製造バラツキや温度特性による判定誤差をなくし、第1、第2実施形態のものよりも周波数の異常判定精度を高くすることができる。 In the clock frequency detection device of this embodiment, the frequency of the operation clock is based on the difference in output voltage when the F / V conversion circuit 20 is operated with the second F / V conversion characteristic and the third F / V conversion characteristic. Therefore, it is possible to eliminate determination errors due to circuit element manufacturing variations and temperature characteristics that affect the output voltage, and to increase frequency abnormality determination accuracy compared to the first and second embodiments. be able to.
つまり、例えば、チャージポンプ22からの出力電圧は、コンデンサ容量やダイオードの順方向電圧、コンデンサによる昇圧段数や電源電圧VDD等によって変化するが、本実施形態のように電圧差△Vを検出するようにすれば、チャージポンプ22のダイオードの順方向電圧や昇圧段数や電源電圧による出力電圧の変化は相殺される。このため、本実施形態によれば、第1、第2実施形態のものよりも周波数の異常判定精度を高くすることができるのである。
That is, for example, the output voltage from the
なお、本実施形態のクロック周波数検出装置において、電圧差△Vによる動作クロック周波数の検出精度は、定電流源24、26による負荷電流の差とコンデンサ容量に依存する。
In the clock frequency detection device of this embodiment, the detection accuracy of the operation clock frequency based on the voltage difference ΔV depends on the load current difference between the constant
そして、定電流源24、26を同一チップ内に形成すれば、定電流源24、26による電流差の精度は保証できるため、電圧差△Vによる動作クロック周波数の検出精度は、概ね、コンデンサ容量だけに依存し、図7(b)に示すように、F/△V特性は、コンデンサ容量のばらつきにより変化することになる。
If the constant
このため、動作クロックの周波数の異常判定精度をより高めるには、図7(b)に示すようにF/△V特性のばらつきを考慮し、F/△V特性にばらつきがあっても動作クロックの周波数範囲が正常周波数範囲内となる電圧差△Vの上限値及び下限値を求め、この電圧範囲を、判定用の正常電圧差範囲として設定するとよい。 For this reason, in order to further improve the abnormality determination accuracy of the frequency of the operation clock, the variation of the F / ΔV characteristic is taken into consideration as shown in FIG. It is preferable to obtain an upper limit value and a lower limit value of the voltage difference ΔV within which the frequency range falls within the normal frequency range, and set this voltage range as a normal voltage difference range for determination.
ここで、本実施形態においては、S/H回路28が、本発明の電圧値保持手段に相当し、切換スイッチSW3、SW4及びこれを駆動する動作モード切換部32が本発明の電圧値入力手段に相当する。
Here, in the present embodiment, the S /
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。
[変形例1]
上記各実施形態では、F/V変換回路20は、マイクロコンピュータからなる制御装置2に組み込まれるものとして説明したが、本発明は、例えば、図8に示すように、F/V変換回路20が、半導体メモリ12への電源供給用の電源装置(IC)50として、マイクロコンピュータ40とは別体で構成されていても、上記実施形態と同様に適用することができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, a various aspect can be taken.
[Modification 1]
In each of the above-described embodiments, the F / V conversion circuit 20 has been described as being incorporated in the control device 2 formed of a microcomputer. However, the present invention may be implemented by, for example, the F / V conversion circuit 20 as shown in FIG. Even if the power supply device (IC) 50 for supplying power to the
つまり、図8に示すように、マイクロコンピュータ40と別体で構成された電源装置(IC)50にF/V変換回路20が設けられている場合、電圧差検出部38及び動作モード切換部32を電源装置(IC)50内に設け、図6に示す周波数異常判定処理をマイクロコンピュータ40に実行させるようにすれば、第3実施形態と同様のクロック周波数検出装置を実現することができる。
[変形例2]
また、上記各実施形態では、制御装置2に設けられるF/V変換回路20は一つであるものとして説明したが、図9に示すように、制御装置2に、同一構成のチャージポンプからなる2つのF/V変換回路20、21を搭載するようにしてもよい。
That is, as shown in FIG. 8, when the F / V conversion circuit 20 is provided in a power supply device (IC) 50 configured separately from the
[Modification 2]
Further, in each of the above embodiments, the F / V conversion circuit 20 provided in the control device 2 has been described as being one. However, as illustrated in FIG. 9, the control device 2 includes a charge pump having the same configuration. Two F /
この場合、例えば、一方のF/V変換回路20は、図1に示した第1実施形態のものと同様に構成し、他方のF/V変換回路21は、F/V変換特性が第1F/V変換特性に固定された基準電圧生成手段として構成する。
In this case, for example, one F / V conversion circuit 20 is configured similarly to that of the first embodiment shown in FIG. 1, and the other F /
そして、半導体メモリ12への書込用電圧の供給は、基準電圧生成手段としてのF/V変換回路21から行い、F/V変換回路20は、第1実施形態と同様、動作モード切換部32により動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換えるようにする。
The writing voltage is supplied to the
また、制御装置2には、第1実施形態の電圧検出部34に代えて、第3実施形態の電圧差検出部38を設け、動作モード切換部32が、F/V変換回路20の動作モードを周波数検出モードに切り換えてから、F/V変換回路20の出力が安定するのに要する所定の待機時間△T3が経過したタイミングで、電圧差検出部38を駆動し、周波数異常判定部36が、電圧差検出部38にて検出された電圧差△Vに基づき、動作クロックの周波数の異常を判定するようにする。
In addition, the control device 2 is provided with a voltage
この結果、図9に示したクロック周波数検出装置によれば、周波数異常判定部36は、第3実施形態のものと同様の手順(図6に示した周波数異常判定処理)で、動作クロックの周波数の異常を判定することができるようになる。
As a result, according to the clock frequency detection device shown in FIG. 9, the frequency
なお、電圧差検出部38が電圧差△Vを検出する際、半導体メモリ12がデータの書き込み中であると、F/V変換回路21からの出力電圧が半導体メモリ12に流れる負荷電流によって変動することから、周波数異常判定部36が動作モード切換部32に周波数検出モード切換信号を出力する条件の一つとして、上記各実施形態と同様、半導体メモリ12への書き込みがなされていないこと(S120:NO)、を設定することが望ましい。
When the
つまり、このようにすれば、電圧差△Vを検出するときのF/V変換回路20、21の動作条件を一定にして、動作クロックの周波数の検出精度が低下するのを防止できる。
[変形例3]
また次に、図5に示した第3実施形態のクロック周波数検出装置では、F/V変換回路20に、2つの定電流源24、26及び切換スイッチSW1、SW2を設け、F/V変換回路20の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換えた際には、2つの切換スイッチSW1、SW2を順にオンさせることで、F/V変換回路20のF/V変換特性を第2F/V変換特性、第3F/V変換特性へと順に切り換えるものとして説明したが、定電流源と切換スイッチとは、第1実施形態と同様に一つだけ設けるようにしてもよい。
In other words, in this way, it is possible to keep the operating conditions of the F /
[Modification 3]
Next, in the clock frequency detection device of the third embodiment shown in FIG. 5, the F / V conversion circuit 20 is provided with two constant
そして、この場合、切換スイッチSW1がオフ状態に保持される通常動作モード時には、半導体メモリ12がデータの書き込みを停止していることを条件として、切換スイッチSW3をオンし、半導体メモリ12に出力される出力電圧をS/H回路28にてサンプルホールドさせる。
In this case, in the normal operation mode in which the changeover switch SW1 is held in the off state, the changeover switch SW3 is turned on and output to the
また、切換スイッチSW1がオン状態に切り換えられる周波数検出モード時には、切換スイッチSW4をオンして、電圧差検出部38を駆動することで、電圧差検出部38に、S/H回路28に保持された通常動作モード時の出力電圧と周波数検出モード時に半導体メモリ12に出力される出力電圧との電圧差△Vを検出させる。
In the frequency detection mode in which the changeover switch SW1 is turned on, the changeover switch SW4 is turned on to drive the voltage
つまり、このようにしても、第3実施形態のクロック周波数検出装置と同様に、電圧差検出部38にて検出された電圧差△Vから、動作クロックの周波数の異常を検出することができるようになる。
That is, even in this way, it is possible to detect an abnormality in the frequency of the operation clock from the voltage difference ΔV detected by the voltage
そして、この場合、図5に示したものから、定電流源26と切換スイッチSW2とを削除することができるので、F/V変換回路20(延いては制御装置2)の構成を簡単にすることができる。
[変形例4]
次に、上記実施形態では、電圧信号生成手段としてのF/V変換回路20は、チャージポンプにて構成されるものとして説明したが、本発明は、例えば、パルス信号を積分することで動作クロックの周波数に対応した電圧信号を発生する積分型のF/Vコンバータ等、クロック周波数検出装置の搭載対象となる電子装置に設けられて、動作クロックの周波数に対応した電圧信号を発生する回路であれば、上記実施形態と同様、その回路を利用して、動作クロックの周波数(若しくは周波数の異常)を検出することができる。
In this case, since the constant
[Modification 4]
Next, in the above-described embodiment, the F / V conversion circuit 20 as the voltage signal generation unit has been described as being configured by a charge pump. However, the present invention can be operated by integrating a pulse signal, for example. A circuit that generates a voltage signal corresponding to the frequency of the operation clock, provided in an electronic device to be mounted with a clock frequency detection device, such as an integral type F / V converter that generates a voltage signal corresponding to the frequency of the clock. For example, as in the above embodiment, the frequency (or frequency abnormality) of the operation clock can be detected using the circuit.
2…制御装置、4…発振子、10…PLL回路、12…半導体メモリ、20,21…F/V変換回路、22…チャージポンプ、24,26…定電流源、28…S/H回路(サンプルホールド回路)、32…動作モード切換部、34…電圧検出部、36…周波数異常判定部、38…電圧差検出部、40…マイクロコンピュータ、SW1〜SW4…切換スイッチ、C1〜C5…コンデンサ、D1〜D5…ダイオード、INV1…インバータ、82…BPF(バンドパスフィルタ)、84…パルス検出回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Control apparatus, 4 ... Oscillator, 10 ... PLL circuit, 12 ... Semiconductor memory, 20, 21 ... F / V conversion circuit, 22 ... Charge pump, 24, 26 ... Constant current source, 28 ... S / H circuit ( (Sample hold circuit), 32 ... operation mode switching section, 34 ... voltage detection section, 36 ... frequency abnormality determination section, 38 ... voltage difference detection section, 40 ... microcomputer, SW1 to SW4 ... changeover switch, C1 to C5 ... capacitor, D1 to D5: Diode, INV1: Inverter, 82: BPF (band pass filter), 84: Pulse detection circuit.
Claims (11)
前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値と前記クロック信号の周波数との関係を表す周波数対電圧特性を、通常動作時の第1特性から周波数検出用の第2特性に切り換えることで、前記電子装置の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換えるモード切換手段と、
前記モード切換手段により前記電子装置の動作モードが前記周波数検出モードに切り換えられているとき、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値に基づき、前記クロック信号の周波数を検出する周波数検出手段と、
を備え、
前記モード切換手段により切り換えられる前記電圧信号生成手段の周波数対電圧特性の内、前記第1特性は、前記クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数変化に対し前記電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定となる定電圧特性であり、前記第2特性は、前記クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数の変化に対応して前記電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定の割合で変化するリニア特性であることを特徴とするクロック周波数検出装置。 A clock frequency detection device provided in an electronic device including voltage signal generation means for receiving a clock signal and generating a voltage signal having a predetermined voltage value, and detecting the frequency of the clock signal,
By switching the frequency-to-voltage characteristic representing the relationship between the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generating means and the frequency of the clock signal from the first characteristic during normal operation to the second characteristic for frequency detection. Mode switching means for switching the operation mode of the electronic device from the normal operation mode to the frequency detection mode;
Frequency detection for detecting the frequency of the clock signal based on the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means when the operation mode of the electronic device is switched to the frequency detection mode by the mode switching means. Means,
Bei to give a,
Among the frequency-to-voltage characteristics of the voltage signal generation means switched by the mode switching means, the first characteristic is that the voltage value of the voltage signal is constant with respect to a frequency change within an allowable variation range of the frequency of the clock signal. Or a constant voltage characteristic that is substantially constant, wherein the second characteristic is a ratio at which the voltage value of the voltage signal is constant or substantially constant corresponding to a change in frequency within an allowable variation range of the frequency of the clock signal. A clock frequency detecting device characterized by changing linear characteristics .
前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値と前記クロック信号の周波数との関係を表す周波数対電圧特性を、通常動作時の第1特性から周波数検出用の第2特性に切り換えることで、前記電子装置の動作モードを通常動作モードから周波数検出モードに切り換えるモード切換手段と、
前記モード切換手段により前記電子装置の動作モードが前記周波数検出モードに切り換えられているとき、前記電圧信号生成手段の周波数対電圧特性の切り換えに伴い生じる前記電圧信号の電圧値の変化を電圧差として検出し、該電圧差に基づき前記クロック信号の周波数を検出する周波数検出手段と、
を備え、
前記モード切換手段により切り換えられる前記電圧信号生成手段の周波数対電圧特性の内、前記第1特性は、前記クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数変化に対し前記電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定となる定電圧特性であり、前記第2特性は、前記クロック信号の周波数の許容変動範囲内での周波数の変化に対応して前記電圧信号の電圧値が一定若しくは略一定の割合で変化するリニア特性であることを特徴とするクロック周波数検出装置。 A clock frequency detection device provided in an electronic device including voltage signal generation means for receiving a clock signal and generating a voltage signal having a predetermined voltage value, and detecting the frequency of the clock signal,
By switching the frequency-to-voltage characteristic representing the relationship between the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generating means and the frequency of the clock signal from the first characteristic during normal operation to the second characteristic for frequency detection. Mode switching means for switching the operation mode of the electronic device from the normal operation mode to the frequency detection mode;
When the operation mode of the electronic device is switched to the frequency detection mode by the mode switching means, a change in voltage value of the voltage signal caused by switching of the frequency-to-voltage characteristic of the voltage signal generating means is defined as a voltage difference. Frequency detecting means for detecting and detecting the frequency of the clock signal based on the voltage difference;
Bei to give a,
Among the frequency-to-voltage characteristics of the voltage signal generation means switched by the mode switching means, the first characteristic is that the voltage value of the voltage signal is constant with respect to a frequency change within an allowable variation range of the frequency of the clock signal. Or a constant voltage characteristic that is substantially constant, wherein the second characteristic is a ratio at which the voltage value of the voltage signal is constant or substantially constant corresponding to a change in frequency within an allowable variation range of the frequency of the clock signal. A clock frequency detecting device characterized by changing linear characteristics .
前記周波数検出手段は、前記電子装置が周波数検出モードにあるときに前記電圧値入力手段から入力される前記各電圧値の電圧差を用いて、前記クロック信号の周波数を検出することを特徴とする請求項3に記載のクロック周波数検出装置。 When the electronic device is in a frequency detection mode, the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation unit is set together with the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation unit in the normal operation mode. Voltage value input means for input to the detection means,
The frequency detection means detects the frequency of the clock signal using a voltage difference between the voltage values input from the voltage value input means when the electronic device is in a frequency detection mode. The clock frequency detection device according to claim 3.
前記電圧値入力手段は、前記電子装置が周波数検出モードに切り換えられると、前記電圧値保持手段にて保持された電圧値と、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、前記周波数検出手段に入力することを特徴とする請求項4に記載のクロック周波数検出装置。 Voltage that holds the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means when the electronic device is in the normal operation mode, and continues to hold the voltage value even when the electronic device is switched to the frequency detection mode A value holding means,
The voltage value input means, when the electronic device is switched to the frequency detection mode, the voltage value held by the voltage value holding means and the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means, 5. The clock frequency detection device according to claim 4, wherein the clock frequency detection device inputs the frequency detection means.
前記電圧値入力手段は、前記電子装置が周波数検出モードに切り換えられると、前記基準電圧生成手段から出力される電圧信号の電圧値と、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、前記周波数検出手段に入力することを特徴とする請求項4に記載のクロック周波数検出装置。 Reference voltage generating means for generating a voltage signal from the clock signal with the first characteristic regardless of the switching state of the operation mode of the electronic device by the mode switching means,
The voltage value input means includes a voltage value of a voltage signal output from the reference voltage generation means and a voltage value of a voltage signal output from the voltage signal generation means when the electronic device is switched to a frequency detection mode. The clock frequency detection device according to claim 4, wherein the frequency detection means is input to the clock frequency detection means.
前記周波数検出手段は、前記電子装置が周波数検出モードにあるときに前記電圧信号生成手段から順次出力される、前記第2特性及び前記第3特性に対応した電圧信号の電圧差を検出し、該電圧差に基づき前記クロック信号の周波数を検出することを特徴とする請求項3に記載のクロック周波数検出装置。 The mode switching means switches the frequency-to-voltage characteristic of the voltage signal output from the voltage signal generating means from the first characteristic to the second characteristic, and sets the operation mode of the electronic device to the frequency detection mode. A linear characteristic in which the voltage value of the voltage signal changes at a constant or substantially constant rate corresponding to a change in the frequency within an allowable fluctuation range of the frequency of the clock signal from the second characteristic. And the second characteristic is changed to a third characteristic having a different change rate of the voltage value ,
The frequency detection means detects a voltage difference between voltage signals corresponding to the second characteristic and the third characteristic, which are sequentially output from the voltage signal generation means when the electronic device is in a frequency detection mode, The clock frequency detection device according to claim 3, wherein the frequency of the clock signal is detected based on a voltage difference.
前記電子装置が周波数検出モードで、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の周波数対電圧特性が前記第2特性から前記第3特性に切り換えられると、前記電圧値保持手段にて保持された電圧値と、前記電圧信号生成手段から出力される電圧信号の電圧値とを、前記周波数検出手段に入力する電圧値入力手段と、
を備えたことを特徴とする請求項7に記載のクロック周波数検出装置。 When the frequency characteristic of the voltage signal output from the voltage signal generation unit in the frequency detection mode is the second characteristic, the electronic device holds the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation unit, Thereafter, voltage value holding means for continuing holding the voltage value even when the frequency vs. voltage characteristic is switched to the third characteristic;
When the electronic device is in the frequency detection mode and the frequency-to-voltage characteristic of the voltage signal output from the voltage signal generation unit is switched from the second characteristic to the third characteristic, the voltage value is held by the voltage value holding unit. Voltage value input means for inputting the voltage value and the voltage value of the voltage signal output from the voltage signal generation means to the frequency detection means;
The clock frequency detection device according to claim 7, further comprising:
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