JP6094130B2 - PWM signal generator - Google Patents

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Description

本発明は、PWM信号生成装置に関し、例えば、ディジタル方式でPWM信号を生成するPWM信号生成装置に適用して有効な技術に関する。   The present invention relates to a PWM signal generation device, for example, a technique effective when applied to a PWM signal generation device that generates a PWM signal in a digital manner.

例えば、特許文献1には、遅延ロック・ループ(DLL)を用いたPWM発生器が示されている。また、特許文献2には、ディジタル方式のPWM信号生成回路が示されている。具体的には、リングカウンタによって生成された位相が異なるパルス信号の出力有無をレジスタ値とアンド演算回路によって選択し、この選択されたパルス信号のオア演算を行うことでレジスタ値に応じたPWM信号を生成する。この際に、オア演算は、フリップフロップで適宜分割された複数のオア演算回路によって実現される。特許文献3には、特許文献2と同様のPWM信号生成回路が示されている。ただし、特許文献3では、リングカウンタは、クロック信号の両エッジで動作し、位相が当該クロック信号の半周期分異なるパルス信号を生成している。   For example, Patent Document 1 discloses a PWM generator using a delay locked loop (DLL). Patent Document 2 discloses a digital PWM signal generation circuit. Specifically, the PWM signal corresponding to the register value is selected by selecting whether or not to output a pulse signal having a different phase generated by the ring counter by using a register value and an AND operation circuit, and performing an OR operation on the selected pulse signal. Is generated. At this time, the OR operation is realized by a plurality of OR operation circuits appropriately divided by flip-flops. Patent Document 3 shows a PWM signal generation circuit similar to Patent Document 2. However, in Patent Document 3, the ring counter operates at both edges of the clock signal, and generates a pulse signal whose phase differs by a half cycle of the clock signal.

特表2006−527569号公報JP-T-2006-527569 特開2004−345280号公報JP 2004-345280 A 特開2005−5770号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-5770

近年、三角波や鋸波等を用いてPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成するアナログ方式のPWM信号生成装置に代わって、ディジタル方式のPWM信号生成装置が注目されている。図16は、本発明の前提として検討したPWM信号生成装置において、その概略構成例を示すブロック図である。図16に示すPWM信号生成装置は、ディジタル方式となっており、カウンタ部CUNTc、複数のレジスタ部REG、比較回路部CMPc、PWM出力生成部PWMGcを備える。   In recent years, digital PWM signal generators have attracted attention in place of analog PWM signal generators that generate PWM (Pulse Width Modulation) signals using triangular waves, sawtooth waves, or the like. FIG. 16 is a block diagram showing a schematic configuration example of a PWM signal generation device studied as a premise of the present invention. The PWM signal generation device shown in FIG. 16 is a digital system, and includes a counter unit CUNTc, a plurality of register units REG, a comparison circuit unit CMPc, and a PWM output generation unit PWMGc.

比較回路部CMPcは、カウンタ部CUNTcからのカウンタの値と複数のレジスタ部REGによるカウンタの設定値とを比較し、一致した場合にコンペアマッチ信号を出力する。PWM出力生成部PWMGcは、コンペアマッチ信号が出力された際に、対応する出力レベル設定信号(‘H’→‘L’レベル、‘L’→‘H’レベル等)に従ってPWM信号PWMOUTを生成する。このようなPWM信号生成装置を用いる場合、CUNTcやPWMGcは、最小分解能に相当する周期(周波数)を持つマスタクロック信号CLKmで動作する必要がある。例えば、最小分解能が1.0nsの場合、1GHzのCLKmで動作する必要がある。   The comparison circuit unit CMPc compares the counter value from the counter unit CUNTc with the set values of the counters by the plurality of register units REG, and outputs a compare match signal if they match. When the compare match signal is output, the PWM output generation unit PWMGc generates the PWM signal PWMOUT according to the corresponding output level setting signal (eg, “H” → “L” level, “L” → “H” level). . When using such a PWM signal generation device, CUNTc and PWMGc need to operate with a master clock signal CLKm having a period (frequency) corresponding to the minimum resolution. For example, when the minimum resolution is 1.0 ns, it is necessary to operate at 1 GHz CLKm.

しかしながら、半導体製造プロセスによっては、例えば1GHzのクロック信号で動作するPWM信号生成装置を実現することはタイミング制約上困難な場合がある。例えば、カウンタ部等は、通常、複数のフリップフロップと、複数のフリップフロップ間に設けられた組合せ論理回路によって構成されるが、このような組合せ論理回路を介したフリップフロップ間のデータ転送を1GHzの周波数で行うことが困難となる場合がある。また、仮に実現可能であっても、高速なクロック信号で動作させるために最先端の製造プロセスが必要とされるため、コストの増大を招き、また、消費電力の増大も招く。そこで、このようなタイミング制約を満たしつつ、高分解なPWM信号を生成する技術として、特許文献1〜特許文献3に示されるような技術を用いることが考えられる。   However, depending on the semiconductor manufacturing process, it may be difficult to realize a PWM signal generation device that operates with a clock signal of 1 GHz, for example, due to timing constraints. For example, the counter unit or the like is usually configured by a plurality of flip-flops and a combinational logic circuit provided between the plurality of flip-flops, and data transfer between the flip-flops via such a combinational logic circuit is 1 GHz. It may be difficult to perform at a frequency of. Further, even if it can be realized, a state-of-the-art manufacturing process is required to operate with a high-speed clock signal, leading to an increase in cost and an increase in power consumption. Therefore, it is conceivable to use techniques as disclosed in Patent Documents 1 to 3 as a technique for generating a high-resolution PWM signal while satisfying such timing constraints.

しかしながら、例えば、特許文献1のPWM発生器を用いた場合、遅延ロック・ループ(DLL)を搭載する必要があるため、回路規模が増加する恐れがある。また、DLLは半導体製造プロセスを変更する場合に再設計が必要なため、設計コストの増加が懸念される。さらに、DLLを使用する場合は、最低動作クロック周波数、設定手順などの制約が多いことも懸念される。   However, for example, when the PWM generator disclosed in Patent Document 1 is used, a delay locked loop (DLL) needs to be mounted, which may increase the circuit scale. In addition, since the DLL needs to be redesigned when changing the semiconductor manufacturing process, there is a concern about an increase in design cost. Furthermore, when using DLL, there are concerns that there are many restrictions such as the minimum operation clock frequency and setting procedure.

また、特許文献2のPWM信号生成回路を用いた場合、出力部におけるアンド−オア演算回路によってPWM信号に微小時間のグリッジが生じてしまう恐れがある。なお、オア演算をフリップフロップで適宜分割された複数のオア演算回路によって実現すれば、このようなグリッジを防止できる場合がある。ただし、この場合、オア演算回路を挟んだフリップフロップ間のデータ転送を高速なクロック信号(例えば1GHz)で行う必要があり、前述したタイミング制約を満たせない恐れがある。   Further, when the PWM signal generation circuit of Patent Document 2 is used, there is a possibility that a glitch of a very short time may occur in the PWM signal by the AND-OR operation circuit in the output unit. Note that such glitch may be prevented if the OR operation is realized by a plurality of OR operation circuits appropriately divided by flip-flops. However, in this case, it is necessary to transfer data between flip-flops sandwiching the OR operation circuit with a high-speed clock signal (for example, 1 GHz), and there is a possibility that the timing constraint described above cannot be satisfied.

一方、特許文献3のPWM信号生成回路は、クロック信号の2倍の分解能を得るため、リングカウンタをクロック信号の両エッジで動作させている。これにより、例えば、1GHzのクロック信号を用いた場合、1.0nsのパルス幅を最小として、以降0.5ns刻みでパルス幅を設定でき、また、500MHzのクロック信号を用いた場合、2.0nsのパルス幅を最小として、以降1.0ns刻みでパルス幅を設定できる。ただし、このように、1.0nsの最小分解能を実現する際に最小のパルス幅が2.0nsとなるため、適用範囲が限定される場合がある。さらに、特許文献2および特許文献3に共通して、PWM信号のパターンを設定するディジタルデータとアンド−オア演算回路との間のタイミング関係に起因して、PWM信号のパルス幅を設定する際の高精度化(高分解能化)が図れない恐れがある。   On the other hand, the PWM signal generation circuit of Patent Document 3 operates the ring counter at both edges of the clock signal in order to obtain twice the resolution of the clock signal. Thereby, for example, when a 1 GHz clock signal is used, the pulse width of 1.0 ns can be minimized, and thereafter the pulse width can be set in 0.5 ns increments. When a 500 MHz clock signal is used, 2.0 ns The pulse width can be set in increments of 1.0 ns. However, since the minimum pulse width is 2.0 ns when realizing the minimum resolution of 1.0 ns in this way, the application range may be limited. Further, in common with Patent Document 2 and Patent Document 3, due to the timing relationship between the digital data for setting the pattern of the PWM signal and the AND-OR operation circuit, the pulse width of the PWM signal is set. There is a risk that high accuracy (high resolution) cannot be achieved.

本発明は、このようなことを鑑みてなされたものであり、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。   The present invention has been made in view of the above, and other problems and novel features will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

本願において開示される課題を解決するための手段のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the means for solving the problems disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態の概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the inventions disclosed in the present application, the outline of a typical embodiment will be briefly described as follows.

本実施の形態によるPWM信号生成装置は、信号生成回路と、第1パターンデータと、位相調整回路と、第1アンド演算回路部と、オア演算回路とを備える。信号生成回路は、それぞれ、同じパルス幅と、第1周期のN(Nは2以上の整数)倍の第2周期と、第1周期を単位として順に異なる位相とを持つN個の第1パルス信号[n](n=1,2,…,N)を生成する。第1パターンデータは、第2周期毎に更新されるNビットのパラレルデータであり、第2周期内のN区間におけるPWM信号の論理レベルをそれぞれ設定するものである。位相調整回路は、第1パターンデータを受け、各ビットの位相を調整したのちNビットの第2パターンデータを出力する。第1アンド演算回路部は、第2パターンデータとN個の第1パルス信号[n]が入力されるN個のアンド演算回路を含み、N個の第1パルス信号[n]のそれぞれを第2パターンデータに基づいて選択的に出力する。オア演算回路は、第1アンド演算回路部からの出力を入力としてオア演算を行い、第1パターンデータに応じたPWM信号を出力する。ここで、位相調整回路は、詳細には、第2パターンデータの一部のビットを第1位相で出力し、第2パターンデータの他の一部のビットを、第1位相を基準として第1周期のM(Mは1〜(N−1)の整数)倍の位相差を持つ第2位相で出力する。   The PWM signal generation device according to the present embodiment includes a signal generation circuit, first pattern data, a phase adjustment circuit, a first AND operation circuit unit, and an OR operation circuit. Each of the signal generation circuits includes N first pulses having the same pulse width, a second period N (N is an integer of 2 or more) times the first period, and phases that are sequentially different in units of the first period. A signal [n] (n = 1, 2,..., N) is generated. The first pattern data is N-bit parallel data updated every second period, and sets the logical level of the PWM signal in the N section in the second period. The phase adjustment circuit receives the first pattern data, adjusts the phase of each bit, and then outputs N-bit second pattern data. The first AND operation circuit unit includes N AND operation circuits to which the second pattern data and the N first pulse signals [n] are input, and each of the N first pulse signals [n] is supplied to the first AND operation circuit unit. Selectively output based on the two pattern data. The OR operation circuit performs an OR operation using the output from the first AND operation circuit unit as an input, and outputs a PWM signal corresponding to the first pattern data. Here, in detail, the phase adjustment circuit outputs a part of the bits of the second pattern data in the first phase, and outputs the other part of the bits of the second pattern data based on the first phase. A second phase having a phase difference M times the period (M is an integer of 1 to (N-1)) is output.

本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、PWM信号生成装置において、タイミング設計の容易化が実現でき、また、高分解能なPWM信号が生成可能となる。   The effects obtained by the representative embodiments of the invention disclosed in this application will be briefly described. In the PWM signal generation apparatus, timing design can be facilitated and a high-resolution PWM signal can be generated. It becomes.

本発明の実施の形態1によるPWM信号生成装置において、それを備えた半導体装置の概略構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a semiconductor device including the PWM signal generation device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 図1の半導体装置におけるPWM信号生成ユニットの概略構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a PWM signal generation unit in the semiconductor device of FIG. 1. 図2におけるクロック・パルス信号生成部の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a clock / pulse signal generation unit in FIG. 2. 図3のクロック・パルス信号生成部によって生成される信号の一例を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a signal generated by a clock / pulse signal generation unit in FIG. 3. 図1におけるPWM出力生成部の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a PWM output generation unit in FIG. 1. 図5のPWM出力生成部の動作例を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram illustrating an operation example of a PWM output generation unit in FIG. 5. (a)は、図5における補間用のパルス選択回路部(アンド演算回路部)の効果の一例を示す図であり、(b)は、(a)の比較例として補間用のパルス選択回路部(アンド演算回路部)が無い場合の問題点の一例を示す図である。(A) is a figure which shows an example of the effect of the pulse selection circuit part (AND operation circuit part) for interpolation in FIG. 5, (b) is a pulse selection circuit part for interpolation as a comparative example of (a). It is a figure which shows an example of the problem in case there is no (AND operation circuit part). (a)、(b)および(c)は、図5における各パルス選択回路部(アンド演算回路部)およびオア演算回路の模式的な動作例を示す図である。(A), (b), and (c) are figures which show the typical operation example of each pulse selection circuit part (AND operation circuit part) and OR operation circuit in FIG. 図2におけるPWM出力パターン生成部の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。FIG. 3 is a circuit block diagram illustrating a detailed configuration example of a PWM output pattern generation unit in FIG. 2. 本発明の実施の形態2によるPWM信号生成装置において、図2のクロック・パルス信号生成部の詳細な構成例を示す回路図である。3 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a clock / pulse signal generation unit in FIG. 2 in a PWM signal generation device according to a second embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施の形態3によるPWM信号生成装置において、図2のクロック・パルス信号生成部の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of a clock / pulse signal generation unit of FIG. 2 in a PWM signal generation device according to Embodiment 3 of the present invention; (a)は、本発明の実施の形態4によるPWM信号生成装置において、図2のクロック・パルス信号生成部の詳細な構成例を示す回路図であり、(b)は、(a)の一部の動作例を示す波形図である。(A) is the circuit diagram which shows the detailed structural example of the clock pulse signal generation part of FIG. 2 in the PWM signal generation apparatus by Embodiment 4 of this invention, (b) is one of (a). It is a wave form diagram which shows the operation example of a part. 本発明の実施の形態5によるPWM信号生成装置において、図1におけるPWM出力生成部の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a PWM output generation unit in FIG. 1 in a PWM signal generation device according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態6によるPWM信号生成装置において、図1におけるPWM出力生成部の詳細な構成例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a detailed configuration example of a PWM output generation unit in FIG. 1 in a PWM signal generation device according to a sixth embodiment of the present invention. 図14のPWM出力生成部の一部における主要な動作例を示す波形図である。FIG. 15 is a waveform diagram illustrating a main operation example in a part of the PWM output generation unit of FIG. 14. 本発明の前提として検討したPWM信号生成装置において、その概略構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a PWM signal generation device studied as a premise of the present invention.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらは互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。   In the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant, and one is the other. Some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。   Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.

また、実施の形態の各機能ブロックを構成する回路素子は、特に制限されないが、公知のCMOS(相補型MOSトランジスタ)等の集積回路技術によって、単結晶シリコンのような半導体基板上に形成される。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   The circuit elements constituting each functional block of the embodiment are not particularly limited, but are formed on a semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known integrated circuit technology such as a CMOS (complementary MOS transistor). . Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment, and the repetitive description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
《半導体装置の全体構成》
図1は、本発明の実施の形態1によるPWM信号生成装置において、それを備えた半導体装置の概略構成例を示すブロック図である。図1に示す半導体装置MCUは、例えば、一つの半導体チップで実現され、ディジタル方式で電源制御を行うためのマイクロコントローラとなっている。図1の半導体装置(マイクロコントローラ)MCUは、アナログバスABUSと、ディジタルバスDBUSと、これらのバスに適宜結合された複数の機能ユニットと、外部との間の通信を担うインタフェースユニットGPIOを備える。
(Embodiment 1)
<< Overall configuration of semiconductor device >>
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a semiconductor device including the PWM signal generation device according to the first embodiment of the present invention. The semiconductor device MCU shown in FIG. 1 is realized by a single semiconductor chip, for example, and serves as a microcontroller for performing power supply control in a digital manner. The semiconductor device (microcontroller) MCU of FIG. 1 includes an analog bus ABUS, a digital bus DBUS, a plurality of functional units appropriately coupled to these buses, and an interface unit GPIO that performs communication between the outside.

アナログバスABUSには、オペアンプユニットOPAMP、アナログ・ディジタル変換ユニットADC、ディジタル・アナログ変換ユニットDAC、アナログ電圧比較ユニットACMP、基準電圧生成ユニットVREF、および温度センサユニットTJSENが結合される。ディジタルバスDBUSには、ADCおよびDACに加えて、中央演算処理ユニットCPU、ディジタルシグナルプロセッサユニットDSP、デバッグユニットDBG、PWM信号生成ユニット(PWM信号生成装置)PWMU、ダイレクトメモリアクセス制御ユニットDMAC、およびタイマユニットTMRが接続される。更に、DBUSには、メモリユニットMEMU、シリアル通信ユニットSCU、システム制御ユニットSYSC、チップ制御ユニットCPCが接続される。   An operational amplifier unit OPAMP, an analog / digital conversion unit ADC, a digital / analog conversion unit DAC, an analog voltage comparison unit ACMP, a reference voltage generation unit VREF, and a temperature sensor unit TJSEN are coupled to the analog bus ABUS. In addition to ADC and DAC, the digital bus DBUS includes a central processing unit CPU, a digital signal processor unit DSP, a debug unit DBG, a PWM signal generation unit (PWM signal generation device) PWMU, a direct memory access control unit DMAC, and a timer. Unit TMR is connected. Further, a memory unit MEMU, a serial communication unit SCU, a system control unit SYSC, and a chip control unit CPC are connected to DBUS.

メモリユニットMEMUは、フラッシュメモリFLASH、RAM(Random Access Memory)等を含む。シリアル通信ユニットSCUは、SPI(Serial Peripheral Interface)、UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)、I2C(Inter-Integrated Circuit)等を含む。システム制御ユニットSYSCは、割り込み制御回路INTC、ウォッチドッグタイマWDT等を含む。チップ制御ユニットCPCは、パワーオンリセット回路POR、電圧低下検出回路LVD、発振回路OSC、PLL(Phase Locked Loop)回路等を含む。   The memory unit MEMU includes a flash memory FLASH, a RAM (Random Access Memory), and the like. The serial communication unit SCU includes an SPI (Serial Peripheral Interface), a UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), an I2C (Inter-Integrated Circuit), and the like. The system control unit SYSC includes an interrupt control circuit INTC, a watchdog timer WDT, and the like. The chip control unit CPC includes a power-on reset circuit POR, a voltage drop detection circuit LVD, an oscillation circuit OSC, a PLL (Phase Locked Loop) circuit, and the like.

このような半導体装置(マイクロコントローラ)MCUを用いた電源制御は、代表的には例えば次のように行われる。まず、アナログ・ディジタル変換ユニットADCは、外部のスイッチング電源回路(スイッチングトランジスタ、インダクタ、容量等)内の電圧または電流を測定する。次いで、ディジタルシグナルプロセッサユニットDSPは、当該測定結果のフィルタ処理等を行う。続いて、中央演算処理ユニットCPUは、当該フィルタ処理後のディジタルデータと所定の期待値との比較を行い、その比較結果に基づいてPWM信号のデューティを定め、当該デューティに対応するカウンタの設定値を定める。PWM信号生成ユニット(PWM信号生成装置)PWMUは、当該カウンタの設定値をレジスタに記憶し、これに基づいて、スイッチングトランジスタのオン・オフを制御するためのPWM信号を生成する。   The power supply control using such a semiconductor device (microcontroller) MCU is typically performed as follows, for example. First, the analog / digital conversion unit ADC measures the voltage or current in an external switching power supply circuit (switching transistor, inductor, capacitor, etc.). Next, the digital signal processor unit DSP performs filtering processing of the measurement result. Subsequently, the central processing unit CPU compares the digital data after the filter processing with a predetermined expected value, determines the duty of the PWM signal based on the comparison result, and sets the counter value corresponding to the duty Determine. The PWM signal generation unit (PWM signal generation device) PWMU stores the set value of the counter in a register, and generates a PWM signal for controlling on / off of the switching transistor based on the stored value.

この際に、スイッチング電源回路によって生成される出力電源電圧を高精度に制御するためには、PWM信号のデューティ(パルス幅)の設定分解能として例えば1.0ns等が必要とされる場合がある。一方、半導体装置(マイクロコントローラ)MCUの半導体製造プロセスによっては、前述したように、組合せ論理回路を介したフリップフロップ間のデータ転送を例えば1GHzの周波数で行うことが、タイミング制約上困難となる場合がある。そこで、後述する本実施の形態によるPWM信号生成装置を用いることが有益となる。   At this time, in order to control the output power supply voltage generated by the switching power supply circuit with high accuracy, for example, 1.0 ns may be required as the setting resolution of the duty (pulse width) of the PWM signal. On the other hand, depending on the semiconductor manufacturing process of the semiconductor device (microcontroller) MCU, as described above, it is difficult to transfer data between flip-flops via a combinational logic circuit at a frequency of 1 GHz, for example, due to timing constraints. There is. Therefore, it is beneficial to use a PWM signal generation device according to this embodiment to be described later.

《PWM信号生成装置の全体構成》
図2は、図1の半導体装置におけるPWM信号生成ユニットの概略構成例を示すブロック図である。図2に示すPWM信号生成ユニット(PWM信号生成装置)PWMUは、クロック・パルス信号生成部CPGと、カウンタ部CUNT、複数(ここでは2個)のレジスタ部REG1,REG2と、比較回路部CMPと、PWM出力パターン生成部PWMPTGと、PWM出力生成部PWMGを備える。CPGは、分周回路NDIVと、パルス信号生成回路PGENを備える。NDIVは、例えば図1のPLL回路によって生成された1GHzのマスタクロック信号CLKmを受け、それをN分周(例えば8分周)する。NDIVは、特に、組合せ論理回路を含まないため、CLKmで動作することが可能である。PGENは、このN分周(例えば8分周)されたクロック信号を用いて複数のパルス信号を生成する。
<< Overall configuration of PWM signal generator >>
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a PWM signal generation unit in the semiconductor device of FIG. The PWM signal generation unit (PWM signal generation device) PWMU shown in FIG. 2 includes a clock / pulse signal generation unit CPG, a counter unit CUNT, a plurality (two in this case) of register units REG1 and REG2, and a comparison circuit unit CMP. , A PWM output pattern generation unit PWMPTG and a PWM output generation unit PWMG. The CPG includes a frequency dividing circuit NDIV and a pulse signal generating circuit PGEN. The NDIV receives, for example, a 1 GHz master clock signal CLKm generated by the PLL circuit of FIG. 1, and divides it by N (for example, by 8). Since NDIV does not include a combinational logic circuit in particular, it can operate at CLKm. The PGEN generates a plurality of pulse signals using the clock signal divided by N (for example, divided by 8).

カウンタ部CUNTは、分周回路NDIVからのN分周(例えば8分周)されたクロック信号に同期してカウント動作を行い、そのカウンタの値CTを出力する。CUNTは、例えば、フリップフロップと組合せ論理回路(ワンインクリメント回路)を用いて構成されるが、ここではN分周されたクロック信号で動作している。これにより、タイミング制約を緩和(タイミング設計を容易化)することが可能となる。レジスタ部REG1,REG2には、それぞれ、イベントを発生させたいタイミングを指定するカウンタの設定値CTH1,CTH2や、その際のイベントの種類(例えば‘H’→‘L’レベルに遷移、その逆方向の遷移等)を指定するイベント設定値EVNT1,EVNT2が保持される。当該REG1,REG2の設定値は、前述した図1の例では、中央演算処理ユニットCPUによって適宜更新される。   The counter unit CUNT performs a counting operation in synchronization with the N-divided clock signal (for example, divided by 8) from the frequency dividing circuit NDIV, and outputs the counter value CT. The CUNT is constituted by using, for example, a flip-flop and a combinational logic circuit (one-increment circuit), and here, operates with a clock signal divided by N. As a result, it is possible to relax the timing constraint (simplify timing design). In the register units REG1 and REG2, counter setting values CTH1 and CTH2 for designating the timing at which an event is to be generated, and the event type at that time (for example, transition from 'H' to 'L' level, in the opposite direction) Event setting values EVNT1 and EVNT2 that specify the transition of the The set values of REG1 and REG2 are appropriately updated by the central processing unit CPU in the example of FIG.

比較回路部CMPは、カウンタの値CTとカウンタの設定値CTH1,CTH2とを比較し、CTとCTH1が一致した際にマッチ信号MT1を出力し、CTとCTH2が一致した際にマッチ信号MT2を出力する。この際に、カウンタ部CUNTは、マスタクロック信号CLKmのN(例えばN=8)倍の周期を単位としてカウント動作を行っているのに対して、CTH1,CTH2は、CLKmの1倍の周期を単位として設定可能となっている。そこで、CMPは、例えば、CTからCTH1(又はCT2)を引き算し、その結果の下位3ビット以外がゼロになった際に、当該下位3ビットの情報を含んだMT1(又はMT2)を出力する。当該下位3ビットの情報は、CLKmのN(例えばN=8)倍の周期をN分割した際のN個のタイミングの内、どのタイミングであるかを表すことになる。   The comparator circuit CMP compares the counter value CT with the counter set values CTH1 and CTH2, and outputs a match signal MT1 when CT and CTH1 match, and outputs a match signal MT2 when CT and CTH2 match. Output. At this time, the counter unit CUNT performs a count operation in units of a cycle N (for example, N = 8) times the master clock signal CLKm, whereas CTH1 and CTH2 have a cycle that is 1 time CLKm. It can be set as a unit. Therefore, CMP subtracts CTH1 (or CT2) from CT, for example, and outputs MT1 (or MT2) including information on the lower 3 bits when the result is zero other than the lower 3 bits. . The information of the lower 3 bits represents which timing among the N timings when a cycle N times (for example, N = 8) times CLKm is divided into N.

PWM出力パターン生成部PWMPTGは、マッチ信号MT1,MT2とイベント設定値EVNT1,EVNT2に基づいて、(n+1)ビット(例えば(n+1)=8)のパラレルデータとなるPWMパターンデータnxpat[n:0]を生成する。PWM出力パターン生成部PWMPTGは、分周回路NDIVからのN分周されたクロック信号と、パルス信号生成回路PGENからの複数のパルス信号を用いて、nxpat[n:0]に応じたPWM信号PWMOUTを生成する。概略的には、nxpat[n:0]をマスタクロック信号CLKmの周期(例えば1.0ns)でパラレル・シリアル変換したようなPWMOUTを生成する。   The PWM output pattern generation unit PWMPTG generates PWM pattern data nxpat [n: 0] which is parallel data of (n + 1) bits (for example, (n + 1) = 8) based on the match signals MT1 and MT2 and the event set values EVNT1 and EVNT2. Is generated. The PWM output pattern generation unit PWMPTG uses the N-divided clock signal from the frequency dividing circuit NDIV and a plurality of pulse signals from the pulse signal generating circuit PGEN to generate a PWM signal PWMOUT corresponding to nxpat [n: 0]. Is generated. Schematically, PWMOUT is generated such that nxpat [n: 0] is parallel-serial converted at a cycle of the master clock signal CLKm (for example, 1.0 ns).

このように、図2のPWM信号生成ユニット(PWM信号生成装置)PWMUは、概略的には、例えば1GHzのマスタクロック信号CLKmの1/N(例えばN=8)のクロックサイクルで1.0nsのNサイクル分のPWMパターンデータを纏めて生成し、1.0nsの分解能でこのパターンデータをシリアルに出力する方式を用いている。これにより、1.0GHzのCLKmに同期して動作する部分が分周回路NDIVのみとなるため、タイミング制約を緩和(タイミング設計を容易化)することが可能になる。   As described above, the PWM signal generation unit (PWM signal generation device) PWMU in FIG. 2 is approximately 1.0 ns in a clock cycle of 1 / N (for example, N = 8) of the master clock signal CLKm of 1 GHz, for example. A system is used in which PWM pattern data for N cycles are collectively generated and this pattern data is serially output with a resolution of 1.0 ns. As a result, only the frequency divider NDIV operates in synchronism with 1.0 GHz CLKm, so that timing constraints can be relaxed (timing design can be facilitated).

《クロック・パルス信号生成部の詳細》
図3は、図2におけるクロック・パルス信号生成部の詳細な構成例を示す回路図である。図4は、図3のクロック・パルス信号生成部によって生成される信号の一例を示す波形図である。図3のクロック・パルス信号生成部CPG1において、分周回路NDIV1は、リング状に縦続接続された8段のフリップフロップ回路FF1を備え、各FF1は、マスタクロック信号CLKmの一方のエッジ(ここでは立ち上がりエッジ)に同期して動作する。すなわち、NDIV1は8ビットの巡回型のシフトレジスタとなっている。この例では、初期値として、8段のFF1の内の前半の4段に‘H’レベル(‘1’レベル)か‘L’レベル(‘0’レベル)の一方を設定し、その他方を後半の4段に設定している。
<Details of clock / pulse signal generator>
FIG. 3 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the clock / pulse signal generator in FIG. FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a signal generated by the clock / pulse signal generation unit of FIG. In the clock pulse signal generation unit CPG1 of FIG. 3, the frequency divider NDIV1 includes eight stages of flip-flop circuits FF1 cascaded in a ring shape, and each FF1 has one edge (here, the master clock signal CLKm). Operates in synchronization with the rising edge. That is, NDIV1 is an 8-bit cyclic shift register. In this example, as the initial value, one of the “H” level (“1” level) and the “L” level (“0” level) is set in the first four stages of the 8-stage FF1, and the other one is set. The latter four stages are set.

これにより、図4に示されるように、それぞれ、50%のデューティを持ち、マスタクロック信号CLKmを8分周した(CLKmの周期(第1周期)の8倍となる周期(第2周期)を持つ)クロック信号C[0]〜C[7]が生成される。また、C[0],C[1],…,C[7]は、それぞれ、縦続接続された8段のFF1の内の1段目、2段目、…、8段目の出力信号に対応し、CLKmの周期(第1周期)を単位として順に異なる位相を持つ。   As a result, as shown in FIG. 4, the master clock signal CLKm having a duty of 50% is divided by 8 (a period (second period) that is eight times the period of CLKm (first period)). Clock signals C [0] to C [7] are generated. C [0], C [1],..., C [7] are output signals of the first, second,..., Eighth stage of the cascaded eight stages of FF1, respectively. Correspondingly, they have different phases in order with the period (first period) of CLKm as a unit.

図3のクロック・パルス信号生成部CPG1において、パルス信号生成回路PGEN1は、8個のアンド演算回路AD1[n](nは0〜7の整数)と8個のアンド演算回路AD2[n]を備える。8個のAD1[n]は、共に2入力を持ち、クロック信号C[n]と、C[n+1]((n+1)≧8の場合に(n+1)は8の剰余)の反転信号とのアンド演算を行うことで、パルス信号S[n](S[0]〜S[7])を生成する。例えば、AD1[0]はC[0]とC[1]の反転信号とのアンド演算を行うことでS[0]を生成する。これにより、S[n](S[0]〜S[7])は、図4に示されるように、それぞれ、マスタクロック信号CLKmの周期(第1周期)と同じパルス幅と、CLKmの8倍の周期(第2周期)と、CLKmの周期(第1周期)を単位として順に異なる位相とを持つ。   In the clock / pulse signal generation unit CPG1 of FIG. 3, the pulse signal generation circuit PGEN1 includes eight AND operation circuits AD1 [n] (n is an integer of 0 to 7) and eight AND operation circuits AD2 [n]. Prepare. Eight AD1 [n] both have two inputs, and the AND of the clock signal C [n] and the inverted signal of C [n + 1] (when (n + 1) ≧ 8, (n + 1) is the remainder of 8). By performing the calculation, a pulse signal S [n] (S [0] to S [7]) is generated. For example, AD1 [0] generates S [0] by performing an AND operation on C [0] and the inverted signal of C [1]. Thereby, as shown in FIG. 4, S [n] (S [0] to S [7]) has the same pulse width as the period (first period) of the master clock signal CLKm, and 8 of CLKm. A period that is twice as long (second period) and a phase that is sequentially different in units of CLKm period (first period).

8個のアンド演算回路AD2[n]は、共に2入力を持ち、クロック信号C[n]と、C[n+2]((n+2)≧8の場合に(n+2)は8の剰余)の反転信号とのアンド演算を行うことで、パルス信号S[n,n+1](S[0,1],S[1,2],…,S[7,0])を生成する。例えば、AD2[0]はC[0]とC[2]の反転信号とのアンド演算を行うことでS[0,1]を生成する。これにより、S[n,n+1](S[0,1],S[1,2],…,S[7,0])は、図4に示されるように、それぞれ、マスタクロック信号CLKmの周期(第1周期)の2倍のパルス幅と、CLKmの8倍の周期(第2周期)と、パルス信号S[n]と同じ位相とを持つ。   The eight AND operation circuits AD2 [n] both have two inputs, and are inverted signals of the clock signal C [n] and C [n + 2] (when (n + 2) ≧ 8, (n + 2) is a remainder of 8). The AND signal is then used to generate a pulse signal S [n, n + 1] (S [0,1], S [1,2],..., S [7,0]). For example, AD2 [0] generates S [0, 1] by performing an AND operation on the inverted signal of C [0] and C [2]. As a result, S [n, n + 1] (S [0, 1], S [1, 2],..., S [7, 0]) is set to the master clock signal CLKm as shown in FIG. It has a pulse width that is twice the period (first period), a period that is eight times CLKm (second period), and the same phase as the pulse signal S [n].

ここで、例えば、特許文献2等に示されるように、図3の分周回路NDIV1と同様の回路を用いて、1.0nsのパルスを巡回させることでパルス信号S[0]〜S[7]を生成することも可能である。ただし、1.0nsのパルスを巡回させることが半導体製造プロセスの関係上困難な場合もある。このような場合に、図3に示されるようなアンド演算回路AD1[n]を用いてS[0]〜S[7]を生成することが有益となる。   Here, for example, as shown in Patent Document 2 and the like, by using a circuit similar to the frequency divider NDIV1 in FIG. 3, the pulse signals S [0] to S [7 are obtained by circulating a pulse of 1.0 ns. ] Can also be generated. However, it may be difficult to cycle the 1.0 ns pulse due to the semiconductor manufacturing process. In such a case, it is useful to generate S [0] to S [7] using an AND operation circuit AD1 [n] as shown in FIG.

《PWM出力生成部の詳細》
図5は、図1におけるPWM出力生成部の詳細な構成例を示す回路図である。図5に示すPWM出力生成部PWMG1は、2個のパターンデータ生成回路PDG1,PDG2と、位相調整回路PHCTLと、2個のパルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL1,PSEL2と、オア演算回路OR1を備える。PDG1は、8個のフリップフロップ回路FF2を備える。8個のFF2は、それぞれ、図1のPWM出力パターン生成部PWMPTGからのPWMパターンデータnxpat[7:0](nxpat[0]〜nxpat[7])を図4に示したクロック信号C[4]でラッチし、パターンデータpat[0]〜pat[7]を出力する。
<< Details of PWM output generator >>
FIG. 5 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the PWM output generation unit in FIG. The PWM output generation unit PWMG1 shown in FIG. 5 includes two pattern data generation circuits PDG1 and PDG2, a phase adjustment circuit PHCTL, two pulse selection circuit units (AND operation circuit units) PSEL1 and PSEL2, and an OR operation circuit. OR1 is provided. PDG1 includes eight flip-flop circuits FF2. Each of the eight FFs 2 has the PWM signal data nxpat [7: 0] (nxpat [0] to nxpat [7]) from the PWM output pattern generation unit PWMPTG of FIG. ] To output pattern data pat [0] to pat [7].

パターンデータ生成回路PDG2は、8個のアンド演算回路AD3[n](nは0〜7の整数)と7個のフリップフロップ回路FF3を備える。AD3[x](xは0〜6の整数)は、PWMパターンデータnxpat[x]とnxpat[x+1]とのアンド演算を行う。例えば、AD3[0]はnxpat[0]とnxpat[1]とのアンド演算を行う。7個のFF3は、それぞれ、AD3[0]〜AD3[6]の出力を図4に示したクロック信号C[4]でラッチし、補間用のパターンデータhpat[0]〜hpat[6]を出力する。また、AD3[7]は、パターンデータpat[7](すなわち1サイクル前のnxpat[7])とnxpat[0]とのアンド演算を行い、補間用のパターンデータhpat[7]を出力する。   The pattern data generation circuit PDG2 includes eight AND operation circuits AD3 [n] (n is an integer of 0 to 7) and seven flip-flop circuits FF3. AD3 [x] (x is an integer of 0 to 6) performs an AND operation on the PWM pattern data nxpat [x] and nxpat [x + 1]. For example, AD3 [0] performs an AND operation on nxpat [0] and nxpat [1]. Each of the seven FFs 3 latches the outputs of AD3 [0] to AD3 [6] with the clock signal C [4] shown in FIG. 4, and receives the interpolation pattern data hpat [0] to hpat [6]. Output. Further, AD3 [7] performs an AND operation on the pattern data pat [7] (that is, nxpat [7] one cycle before) and nxpat [0], and outputs the pattern data hpat [7] for interpolation.

このパターンデータ生成回路PDG2内の7個のフリップフロップ回路FF3によって、アンド演算回路AD3[0]〜AD3[6]の出力に生じ得るグリッジを防止できる。また、AD3[7]の出力に生じ得るグリッジは、後述する位相調整回路PHCTL内のフリップフロップ回路FF5[7]によって防止できる。なお、このように、PDG2内にFF3が備わっていることから、クロックサイクルを整合させるためパターンデータ生成回路PDG1内にもフリップフロップ回路FF2が備わっている。   The seven flip-flop circuits FF3 in the pattern data generation circuit PDG2 can prevent glitches that may occur in the outputs of the AND operation circuits AD3 [0] to AD3 [6]. Further, a glitch that may occur at the output of AD3 [7] can be prevented by a flip-flop circuit FF5 [7] in the phase adjustment circuit PHCTL described later. As described above, since the FF3 is provided in the PDG2, the flip-flop circuit FF2 is also provided in the pattern data generation circuit PDG1 in order to align the clock cycles.

位相調整回路PHCTLは、ここでは、5個のフリップフロップFF4[i](iは3〜7の整数)と、6個のフリップフロップFF5[j](jは2〜7の整数)を備える。PHCTLは、FF4[i]を用いてパターンデータpat[n](nは0〜7の整数)の各位相を調整したのちパターンデータP[n]を出力し、FF5[j]を用いて補間用のパターンデータhpat[n]の各位相を調整したのち補間用のパターンデータPH[n,n+1]((n+1)≧8の場合に(n+1)は8の剰余)を出力する。   Here, the phase adjustment circuit PHCTL includes five flip-flops FF4 [i] (i is an integer of 3 to 7) and six flip-flops FF5 [j] (j is an integer of 2 to 7). The PHCTL adjusts each phase of the pattern data pat [n] (n is an integer of 0 to 7) using FF4 [i], then outputs the pattern data P [n], and interpolates using FF5 [j]. After adjusting each phase of the pattern data hpat [n] for interpolation, pattern data PH [n, n + 1] for interpolation is output (when (n + 1) ≧ 8, (n + 1) is a remainder of 8).

ここでは、フリップフロップFF4([3],[4],[5])は、それぞれ、パターンデータpat([3],[4],[5])を図4に示したクロック信号C[0]の立ち上がりエッジでラッチ(リタイミング)し、パターンデータP([3],[4],[5])を出力する。FF4([6],[7])は、pat([6],[7])を図4に示したクロック信号C[4]の立ち上がりエッジでラッチ(リタイミング)し、P([6],[7])を出力する。一方、フリップフロップFF5([2],[3],[4],[5])は、それぞれ、補間用のパターンデータhpat([2],[3],[4],[5])をC[0]の立ち上がりエッジでラッチ(リタイミング)し、補間用のパターンデータPH([2,3],[3,4],[4,5],[5,6])を出力する。FF5([6],[7])は、それぞれ、hpat([6],[7])をC[4]の立ち上がりエッジでラッチ(リタイミング)し、PH([6,7],[7,0])を出力する。なお、位相調整回路PHCTLは、pat([0],[1],[2])をそのままP([0],[1],[2])として出力し、hpat([0],[1])をそのままPH([0,1],[1,2])として出力する。   Here, the flip-flop FF4 ([3], [4], [5]) has the pattern data pat ([3], [4], [5]) as the clock signal C [0] shown in FIG. ] Is latched (retimed) at the rising edge of the signal and pattern data P ([3], [4], [5]) is output. FF4 ([6], [7]) latches (retiming) pat ([6], [7]) at the rising edge of the clock signal C [4] shown in FIG. , [7]). On the other hand, the flip-flop FF5 ([2], [3], [4], [5]) receives the pattern data hpat ([2], [3], [4], [5]) for interpolation, respectively. Latch (retiming) at the rising edge of C [0], and output pattern data PH ([2, 3], [3,4], [4, 5], [5, 6]) for interpolation. FF5 ([6], [7]) latches (retimates) hpat ([6], [7]) at the rising edge of C [4], and PH ([6, 7], [7 , 0]). The phase adjustment circuit PHCTL outputs pat ([0], [1], [2]) as P ([0], [1], [2]) as it is, and outputs hpat ([0], [1] ]) As it is as PH ([0, 1], [1, 2]).

パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL1は、8個のアンド演算回路AD4[n](nは0〜7の整数)を備える。AD4[n]は、パターンデータP[n]と図4に示したパルス信号S[n]とのアンド演算を行い、出力パルス信号Sp[n]を出力する。例えば、AD4[0]は、P[0]とS[0]とのアンド演算を行い、Sp[0]を出力する。パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL2は、8個のアンド演算回路AD5[n](nは0〜7の整数)を備える。AD5[n]は、補間用のパターンデータPH[n,n+1]((n+1)≧8の場合に(n+1)は8の剰余)と図4に示したパルス信号S[n,n+1]とのアンド演算を行い、出力パルス信号Sc[n]を出力する。例えば、AD5[0]は、PH[0,1]とS[0,1]とのアンド演算を行い、Sc[0]を出力する。   The pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL1 includes eight AND operation circuits AD4 [n] (n is an integer of 0 to 7). AD4 [n] performs an AND operation on the pattern data P [n] and the pulse signal S [n] shown in FIG. 4, and outputs an output pulse signal Sp [n]. For example, AD4 [0] performs an AND operation on P [0] and S [0] and outputs Sp [0]. The pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL2 includes eight AND operation circuits AD5 [n] (n is an integer of 0 to 7). AD5 [n] is the interpolated pattern data PH [n, n + 1] (when (n + 1) ≧ 8, (n + 1) is a remainder of 8) and the pulse signal S [n, n + 1] shown in FIG. An AND operation is performed to output an output pulse signal Sc [n]. For example, AD5 [0] performs an AND operation on PH [0,1] and S [0,1] and outputs Sc [0].

これにより、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL1は、パルス信号S[n]をパターンデータP[n]に基づいて選択的に出力する機能を持ち、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL2は、パルス信号S[n,n+1]を補間用のパターンデータPH[n,n+1]に基づいて選択的に出力する機能を持つ。オア演算回路OR1は、PSEL1から選択的に出力された出力パルス信号Sp[0]〜Sp[7]と、PSEL2から選択的に出力された出力パルス信号Sc[0]〜Sc[7]とのオア演算を行い、PWM信号PWMOUTを生成する。   Thus, the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL1 has a function of selectively outputting the pulse signal S [n] based on the pattern data P [n], and the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit). ) PSEL2 has a function of selectively outputting the pulse signal S [n, n + 1] based on the interpolation pattern data PH [n, n + 1]. The OR operation circuit OR1 includes output pulse signals Sp [0] to Sp [7] selectively output from PSEL1 and output pulse signals Sc [0] to Sc [7] selectively output from PSEL2. An OR operation is performed to generate a PWM signal PWMOUT.

図6は、図5のPWM出力生成部の動作例を示す波形図である。図6の例では、8分周されたクロック信号(C[4])に伴うクロックサイクルT=T0〜T3の動作が示されている。ここでは、T=T0において、パラレルデータとなるPWMパターンデータnxpat([0][1]…[7])として「00011111」が入力され、T=T1では、「11111000」が入力されている。このT=T0におけるnxpat([0][1]…[7])はT=T1におけるパターンデータpat([0][1]…[7])となり、このT=T1におけるnxpat([0][1]…[7])はT=T2におけるpat([0][1]…[7])となる。   FIG. 6 is a waveform diagram showing an operation example of the PWM output generation unit of FIG. In the example of FIG. 6, the operation of the clock cycle T = T0 to T3 accompanying the clock signal (C [4]) divided by 8 is shown. Here, “00011111” is input as PWM pattern data nxpat ([0] [1]... [7]) that is parallel data at T = T0, and “11111000” is input at T = T1. The nxpat ([0] [1]... [7]) at T = T0 becomes the pattern data pat ([0] [1]... [7]) at T = T1, and the nxpat ([0] at T = T1). [1]... [7]) becomes pat ([0] [1]... [7]) at T = T2.

一方、例えば、クロックサイクルT=T1における補間用のパターンデータhpat([0][1]…[6])は、クロックサイクルT=T0におけるPWMパターンデータnxpat([0][1]…[7])内の連続する2ビットのアンド演算結果によって定められる。T=T0におけるnxpat([0][1]…[7])は、「00011111」であるため、この左から1番目の値(‘0’)と2番目の値(‘0’)のアンド演算結果によってT=T1におけるhpat[0](‘0’)が定められる。同様に、左から2番目の値(‘0’)と3番目の値(‘0’)のアンド演算結果によってhpat[1](‘0’)が定められ、以降同様にして、左から7番目の値(‘1’)と8番目の値(‘1’)のアンド演算結果によってhpat[6](‘1’)が定められる。また、T=T1におけるhpat[7]の値(‘1’)は、T=T1におけるnxpat[0](‘1’)とT=T0におけるnxpat[7](T=T1におけるpat[7])(‘1’)のアンド演算結果によって定められる。このように、図5のパターンデータ生成回路PDG2は、nxpat内の連続する2ビット(nxpat[n],nxpat[n+1])が共に‘1’レベル(‘H’レベル)である場合に、hpat[n]として‘1’レベル(‘H’レベル)を出力する。   On the other hand, for example, the interpolation pattern data hpat ([0] [1]... [6]) in the clock cycle T = T1 is the PWM pattern data nxpat ([0] [1]... [7] in the clock cycle T = T0. ]) Are determined by successive 2-bit AND operation results. Since nxpat ([0] [1]... [7]) at T = T0 is “00011111”, the AND of the first value (“0”) and the second value (“0”) from the left. Hpat [0] ('0') at T = T1 is determined by the calculation result. Similarly, hpat [1] ('0') is determined by the AND operation result of the second value ('0') and the third value ('0') from the left. Hpat [6] ('1') is determined by the AND operation result of the eighth value ('1') and the eighth value ('1'). Further, the value ('1') of hpat [7] at T = T1 is nxpat [0] ('1') at T = T1 and nxpat [7] at T = T0 (pat [7] at T = T1). ) ('1') is determined by the AND operation result. As described above, the pattern data generation circuit PDG2 shown in FIG. 5 operates when the two consecutive bits (nxpat [n], nxpat [n + 1]) in nxpat are both at the “1” level (“H” level). Output “1” level (“H” level) as [n].

ここで、図6に示すように、図5の位相調整回路PHCTLによって、例えば、クロックサイクルT=T1におけるパターンデータpat([0][1][2])は、同じくT=T1におけるクロック信号C[4]の立ち上がりエッジのタイミングでパターンデータP([0][1][2])として出力される。また、T=T1におけるpat([3][4][5])は、このP([0][1][2])の出力タイミングから半周期後となるクロック信号C[0]の立ち上がりエッジのタイミングでパターンデータP([3][4][5])として出力される。さらに、T=T1におけるpat([6][7])は、このP([0][1][2])の出力タイミングから1周期後となるC[4]の立ち上がりエッジのタイミングでパターンデータP([6][7])として出力される。   Here, as shown in FIG. 6, for example, the pattern data pat ([0] [1] [2]) in the clock cycle T = T1 is converted into the clock signal in T = T1 by the phase adjustment circuit PHCTL in FIG. Pattern data P ([0] [1] [2]) is output at the timing of the rising edge of C [4]. Further, pat ([3] [4] [5]) at T = T1 is the rising edge of the clock signal C [0] which is a half cycle after the output timing of P ([0] [1] [2]). Pattern data P ([3] [4] [5]) is output at the edge timing. Further, pat ([6] [7]) at T = T1 is a pattern at the timing of the rising edge of C [4], which is one cycle after the output timing of P ([0] [1] [2]). It is output as data P ([6] [7]).

図6におけるパターンデータP([0]〜[7])内には、併せて、図5のパルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL1からの出力パルス信号Sp([0]〜[7])の出力タイミングが示されている。例えば、Sp[0]は、アンド演算回路AD4[0]を用いてパルス信号S[0]の出力有無をP[0]に基づいて選択した結果であるため、S[0]のタイミングで出力される。例えば、クロックサイクルT=T1では、P[0]は‘0’であるため、Sp[0]にS[0]は出力されず、Sp[0]は‘0’レベル(‘L’レベル)となる。図6から判るように、図5の位相調整回路PHCTLを用いることで、アンド演算回路AD4[n](nは0〜7の整数)によってS[n]とP[n]とのアンド演算を行う際のセットアップマージン/ホールドマージンを十分に確保することが可能になる。例えば、図6におけるSp[2]の場合でも、S[n]のパルス幅(すなわちマスタクロック信号CLKmの1周期分(例えば1.0ns))のホールドマージンが確保される。   In the pattern data P ([0] to [7]) in FIG. 6, the output pulse signal Sp ([0] to [7]) from the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL1 in FIG. ) Output timing is shown. For example, Sp [0] is a result of selecting whether or not the pulse signal S [0] is output based on P [0] using the AND operation circuit AD4 [0], and is thus output at the timing of S [0]. Is done. For example, in clock cycle T = T1, since P [0] is “0”, S [0] is not output to Sp [0], and Sp [0] is at the “0” level (“L” level). It becomes. As can be seen from FIG. 6, by using the phase adjustment circuit PHCTL of FIG. 5, the AND operation of S [n] and P [n] is performed by the AND operation circuit AD4 [n] (n is an integer of 0 to 7). A sufficient setup margin / hold margin can be secured. For example, even in the case of Sp [2] in FIG. 6, a hold margin with a pulse width of S [n] (that is, one period (eg, 1.0 ns) of the master clock signal CLKm) is secured.

これにより、出力パルス信号Sp[n](nは0〜7の整数)のタイミング設計を容易化することができ、Sp[n]を高精度(高分解能)で生成することが可能になる。比較例として、例えば、特許文献2や特許文献3の構成は、パルス信号S[0]の出力タイミングとパターンデータP([0]〜[7])の出力タイミングが同一となっている。この場合、例えば、P([0]〜[7])の出力タイミングが早すぎると、本来、クロックサイクルTにおけるS([0]〜[7])の出力有無を定めるためのP([0]〜[7])によって、その前クロックサイクル(T−1)におけるS[7]の出力有無を一部定めてしまうという不具合が生じ得る。逆に、P([0]〜[7])の出力タイミングが遅すぎると、本来、クロックサイクルTにおけるS([0]〜[7])の出力有無を定めるためのP([0]〜[7])によって、その後のクロックサイクル(T+1)におけるS[0]の出力有無を一部定めてしまうという不具合が生じ得る。   Thereby, the timing design of the output pulse signal Sp [n] (n is an integer of 0 to 7) can be facilitated, and Sp [n] can be generated with high accuracy (high resolution). As a comparative example, for example, in the configurations of Patent Document 2 and Patent Document 3, the output timing of the pulse signal S [0] and the output timing of the pattern data P ([0] to [7]) are the same. In this case, for example, if the output timing of P ([0] to [7]) is too early, P ([0] for determining whether or not S ([0] to [7]) is output in the clock cycle T originally. ] To [7]) may cause a problem that a part of whether or not S [7] is output in the previous clock cycle (T-1) is determined. On the other hand, if the output timing of P ([0] to [7]) is too late, P ([0] to [7]) for determining whether or not S ([0] to [7]) is output in the clock cycle T is essentially used. [7]) may cause a problem that a part of whether or not S [0] is output in the subsequent clock cycle (T + 1) is determined.

一方、図5の位相調整回路PHCTLを用いることで、出力パルス信号Sp[n](nは0〜7の整数)の出力タイミングに対して十分なセットアップ時間を確保した状態でパターンデータP[n]が出力され、また十分なホールド時間を確保した状態でP[n]の出力が閉じる。したがって、結果的にSp[n]のタイミング設計を容易化することができ、Sp[n]を高精度(高分解能)で生成することが可能になる。   On the other hand, by using the phase adjustment circuit PHCTL of FIG. 5, the pattern data P [n is obtained in a state where a sufficient setup time is secured with respect to the output timing of the output pulse signal Sp [n] (n is an integer of 0 to 7). ] Is output, and the output of P [n] is closed while a sufficient hold time is secured. Therefore, as a result, the timing design of Sp [n] can be facilitated, and Sp [n] can be generated with high accuracy (high resolution).

図6における補間用のパターンデータPH([0,1],[1,2],…,[7,0]に関しても、パターンデータP([0]〜[7])の場合と同様に、併せて、図5のパルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL2からの出力パルス信号Sc([0]〜[7])の出力タイミングが示されている。この場合も、位相調整回路PHCTLを用いることで、アンド演算回路AD5[n](nは0〜7の整数)によってパルス信号S[n,n+1]とPH[n,n+1]とのアンド演算を行う際のセットアップマージン/ホールドマージンを十分に確保することが可能になる。その結果、Sc[n](nは0〜7の整数)のタイミング設計を容易化することができ、Sc[n]を高精度(高分解能)で生成することが可能になる。   The interpolation pattern data PH ([0, 1], [1, 2],..., [7, 0] in FIG. 6 is similar to the pattern data P ([0] to [7]). In addition, the output timing of the output pulse signal Sc ([0] to [7]) from the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL2 of Fig. 5 is shown. By using this, a setup margin / hold margin when performing an AND operation between the pulse signals S [n, n + 1] and PH [n, n + 1] by the AND operation circuit AD5 [n] (n is an integer of 0 to 7) is used. As a result, the timing design of Sc [n] (n is an integer of 0 to 7) can be facilitated, and Sc [n] can be generated with high accuracy (high resolution). It becomes possible to do.

なお、位相調整回路PHCTLは、このように、入力されたパターンデータの一部のビットに第1位相を持たせ、他の一部のビットに第1位相を基準としてマスタクロック信号CLKmの周期(第1周期)の整数倍の位相差を持つ第2位相を持たせることでセットアップマージン/ホールドマージンを確保するためのものである。したがって、必ずしも図5の構成例に限定されるものではない。すなわち、PHCTLは、フリップフロップと図4に示したクロック信号C[0]〜C[7]の組み合わせによって、少なくともマスタクロック信号CLKmの1周期以上のセットアップマージン/ホールドマージンが確保されるような構成であればよい。   In this way, the phase adjustment circuit PHCTL gives the first phase to some bits of the input pattern data, and sets the period of the master clock signal CLKm (reference to the first phase to the other bits). This is to secure a setup margin / hold margin by providing a second phase having a phase difference that is an integral multiple of (first period). Therefore, it is not necessarily limited to the configuration example of FIG. That is, the PHCTL has a configuration in which a setup margin / hold margin of at least one cycle of the master clock signal CLKm is secured by the combination of the flip-flop and the clock signals C [0] to C [7] shown in FIG. If it is.

例えば、パターンデータP([0],[1])をそのまま(C[4]に相当)とし、パターンデータP([2],[3])をクロック信号C[6]で、P([4],[5])をC[0]で、P([6],[7])をC[2]でそれぞれリタイミングするように構成することも可能である。ただし、使用するクロック信号の数が多いと、制御の複雑化を招き、また、例えばパターンデータpat[n]をラッチしてP[n]を出力する際のセットアップマージン/ホールドマージンも問題となる恐れがある。この観点で、図5のPHCTLに示したように、2種類のクロック信号(C[0],C[4])を用いる構成とすることが有益となる。   For example, the pattern data P ([0], [1]) is used as it is (corresponding to C [4]), and the pattern data P ([2], [3]) is used as the clock signal C [6] and P ([ 4], [5]) can be retimed with C [0], and P ([6], [7]) can be retimed with C [2]. However, when the number of clock signals used is large, control becomes complicated, and for example, setup margin / hold margin when latching pattern data pat [n] and outputting P [n] becomes a problem. There is a fear. From this point of view, it is beneficial to use a configuration using two types of clock signals (C [0], C [4]) as shown in PHCTL in FIG.

また、図6において、図5のオア演算回路OR1から出力されるPWM信号PWMOUTは、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL1によって、クロックサイクルT=T1における出力パルス信号Sp[3](‘1’)の出力タイミングで‘H’レベルに遷移する。その後、クロックサイクルT=T3におけるSp[5](‘0’)の出力タイミングで‘L’レベルに遷移する。このPWMOUTの‘H’レベルの期間では、例えば、Sp[3]およびSp[4]が共に‘1’レベルの場合、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL2によって、出力パルス信号Sc[3]も‘1’レベルとなる。これにより、以下に説明するように、PSEL1の構成に起因してPWMOUTに生じ得る微小時間のグリッジを防止することが可能になる。   In FIG. 6, the PWM signal PWMOUT output from the OR operation circuit OR1 in FIG. 5 is output by the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL1 to the output pulse signal Sp [3] (' Transition to the “H” level at the output timing of 1 ′). Thereafter, the signal transits to the “L” level at the output timing of Sp [5] (“0”) in the clock cycle T = T3. In this PWMOUT 'H' level period, for example, when both Sp [3] and Sp [4] are at '1' level, the output pulse signal Sc [3 is output by the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL2. ] Is also at the “1” level. As a result, as will be described below, it is possible to prevent glitches of a minute time that may occur in PWMOUT due to the configuration of PSEL1.

《補間用のパルス選択回路部(アンド演算回路部)の詳細》
図7(a)は、図5における補間用のパルス選択回路部(アンド演算回路部)の効果の一例を示す図であり、図7(b)は、図7(a)の比較例として補間用のパルス選択回路部(アンド演算回路部)が無い場合の問題点の一例を示す図である。まず、図7(b)に示すように、図5における補間用のパルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL2が無い場合で、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL1に入力される、連続するパターンデータP[n],P[n+1](nは0〜7の整数、(n+1)≧8の場合に(n+1)は8の剰余)が共に‘H’レベルであった場合を想定する。
<< Details of pulse selection circuit section (AND operation circuit section) for interpolation >>
FIG. 7A is a diagram illustrating an example of the effect of the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) for interpolation in FIG. 5, and FIG. 7B is an interpolation example as a comparative example of FIG. 7A. It is a figure which shows an example of a problem in case there is no pulse selection circuit part (AND operation circuit part) for an operation. First, as shown in FIG. 7B, when there is no interpolation pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL2 in FIG. 5, the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL1 is input. Assume that continuous pattern data P [n], P [n + 1] (n is an integer of 0 to 7, and (n + 1) ≧ 8, where (n + 1) is a remainder of 8) are both at the “H” level. To do.

この場合、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL1によってパルス信号S[n],S[n+1]が順に出力され、オア演算回路OR1による当該S[n],S[n+1]のオア演算によってPWM信号PWMOUTが生成される。しかしながら、この場合、例えば、S[n]の立ち下りタイミングがS[n+1]の立ち上がりタイミングよりも早くなった場合、PSEL1は、S[n]とS[n+1]の間の未選択期間で‘L’レベルを出力してしまう。これにより、PWMOUTでは、当該未選択期間においても‘H’レベルの出力を期待するところ、‘L’レベルのグリッジが生じてしまう。   In this case, the pulse signals S [n] and S [n + 1] are sequentially output by the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL1, and the OR operation of the S [n] and S [n + 1] is performed by the OR operation circuit OR1. A PWM signal PWMOUT is generated. However, in this case, for example, when the falling timing of S [n] is earlier than the rising timing of S [n + 1], PSEL1 is in an unselected period between S [n] and S [n + 1]. L 'level is output. As a result, in the PWMOUT, an “L” level glitch occurs when an “H” level output is expected even during the unselected period.

一方、補間用のパルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL2を備える場合、図7(a)に示すように、パターンデータP[n],P[n+1]の‘H’レベルに伴い、PSEL2に入力される、補間用のパターンデータPH[n,n+1]は‘H’レベルとなる。この場合、PSEL2は、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL1によってパルス信号S[n],S[n+1]が順に出力されている期間に渡って補間用のパルス信号S[n,n+1]を出力する。その結果、図7(b)で述べたように、S[n]とS[n+1]の間に未選択期間が存在する場合でも、当該未選択期間を補間するための補間用のパルス信号S[n,n+1]がオア演算回路OR1に入力されるため、PWM信号PWMOUTにおけるグリッジの発生を防止することが可能になる。また、これにより、S[n]とS[n+1]の間の未選択期間の影響が低減され、タイミング設計を容易化することが可能になる。   On the other hand, when the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL2 for interpolation is provided, as shown in FIG. 7A, the PSEL2 is accompanied with the 'H' level of the pattern data P [n], P [n + 1]. The pattern data PH [n, n + 1] for interpolation input to is at the “H” level. In this case, the PSEL2 is a pulse signal S [n, n + 1] for interpolation over a period in which the pulse signals S [n] and S [n + 1] are sequentially output by the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL1. Is output. As a result, as described in FIG. 7B, even when an unselected period exists between S [n] and S [n + 1], an interpolating pulse signal S for interpolating the unselected period. Since [n, n + 1] is input to the OR operation circuit OR1, it is possible to prevent the occurrence of glitches in the PWM signal PWMOUT. This also reduces the influence of the unselected period between S [n] and S [n + 1], and facilitates timing design.

図8(a)、図8(b)および図8(c)は、図5における各パルス選択回路部(アンド演算回路部)およびオア演算回路の模式的な動作例を示す図である。図8(a)にはPWM信号PWMOUTが‘L’レベルとなる場合が示され、図8(b)にはPWMOUTが‘L’レベルから‘H’レベルに遷移する場合が示され、図8(c)にはPWMOUTが‘H’レベルから‘L’レベルに遷移する場合が示される。   FIG. 8A, FIG. 8B, and FIG. 8C are diagrams showing schematic operation examples of each pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) and OR operation circuit in FIG. FIG. 8A shows a case where the PWM signal PWMOUT becomes the “L” level, and FIG. 8B shows a case where the PWMOUT transitions from the “L” level to the “H” level. (C) shows a case where PWMOUT changes from the “H” level to the “L” level.

図8(a)では、連続するパターンデータP[n],P[n+1](nは0〜7の整数、(n+1)≧8の場合に(n+1)は8の剰余)が共に‘L’レベルであるため、補間用のパターンデータP[n,n+1]は‘L’レベルとなる。これにより、オア演算回路OR1には、パルス信号S[n],S[n+1]および補間用のパルス信号S[n,n+1]共に入力されず、PWM信号PWMOUTは‘L’レベルとなる。図8(b)では、P[n]が‘L’レベル、P[n+1]が‘H’レベルであるため、P[n,n+1]は‘L’レベルとなる。これにより、OR1には、S[n+1]のみが入力され、PWMOUTはこのS[n+1]の立ち上がりのタイミングで‘L’レベルから‘H’レベルに遷移する。   In FIG. 8A, the continuous pattern data P [n], P [n + 1] (n is an integer of 0 to 7, and when (n + 1) ≧ 8, (n + 1) is a remainder of 8) are both 'L'. Since it is a level, the pattern data P [n, n + 1] for interpolation is at the “L” level. Accordingly, neither the pulse signals S [n], S [n + 1] and the interpolating pulse signal S [n, n + 1] are input to the OR operation circuit OR1, and the PWM signal PWMOUT is set to the 'L' level. In FIG. 8B, since P [n] is at the 'L' level and P [n + 1] is at the 'H' level, P [n, n + 1] is at the 'L' level. As a result, only S [n + 1] is input to OR1, and PWMOUT transitions from the ‘L’ level to the ‘H’ level at the rising edge of S [n + 1].

図8(c)では、パターンデータP[n]が‘H’レベル、パターンデータP[n+1]が‘L’レベルであるため、補間用のパターンデータP[n,n+1]は‘L’レベルとなる。これにより、オア演算回路OR1には、パルス信号S[n]のみが入力され、PWM信号PWMOUTは、このS[n]の立ち下がりのタイミングで‘H’レベルから‘L’レベルに遷移する。なお、図7(a)に示したように、連続するP[n],P[n+1]が共に‘H’レベルの場合には、P[n,n+1]は‘H’レベルとなり、PWMOUTも‘H’レベルとなる。   In FIG. 8C, since the pattern data P [n] is at the “H” level and the pattern data P [n + 1] is at the “L” level, the pattern data P [n, n + 1] for interpolation is at the “L” level. It becomes. As a result, only the pulse signal S [n] is input to the OR operation circuit OR1, and the PWM signal PWMOUT changes from the ‘H’ level to the ‘L’ level at the falling timing of the S [n]. As shown in FIG. 7A, when continuous P [n] and P [n + 1] are both at the “H” level, P [n, n + 1] is at the “H” level, and PWMOUT is also set. Becomes 'H' level.

《PWM出力パターン生成部の詳細》
図9は、図2におけるPWM出力パターン生成部の詳細な構成例を示す回路ブロック図である。図9に示すPWM出力パターン生成部PWMPTGは、デコーダ回路DECと、フリップフロップ回路FFaと、選択回路SEL[0]〜SEL[7]を備える。SEL[n](nは0〜7の整数)は、2ビットの選択信号SE[n]に基づいて4入力の中から1出力を選択し、それをPWMパターンデータnxpat[n]として出力する。SEL[0]の出力(nxpat[0])は、SEL[1]における4入力中の2入力となり、その一方はSEL[0]の出力の非反転データ、他方はSEL[0]の出力の反転データとなる。同様に、SEL[1](nxpat[1])の出力は、SEL[2]における4入力中の2入力となり、以降も同様にして、図示しないSEL[6]の出力(nxpat[6])はSEL[7]における4入力中の2入力となる。
<< Details of PWM output pattern generator >>
FIG. 9 is a circuit block diagram showing a detailed configuration example of the PWM output pattern generation unit in FIG. The PWM output pattern generation unit PWMPTG illustrated in FIG. 9 includes a decoder circuit DEC, a flip-flop circuit FFa, and selection circuits SEL [0] to SEL [7]. SEL [n] (n is an integer of 0 to 7) selects one output from four inputs based on a 2-bit selection signal SE [n] and outputs it as PWM pattern data nxpat [n]. . The output of SEL [0] (nxpat [0]) is two of the four inputs in SEL [1], one of which is the non-inverted data of the output of SEL [0] and the other is the output of SEL [0]. Inverted data. Similarly, the output of SEL [1] (nxpat [1]) is two of the four inputs in SEL [2]. Similarly, the output of SEL [6] (not shown) (nxpat [6]) Becomes two of the four inputs in SEL [7].

一方、選択回路SEL[7]の出力(nxpat[7])は、フリップフロップ回路FFaを介して選択回路SEL[0]における4入力中の2入力となる。このように、選択回路SEL[0]〜SEL[7]は、縦続接続された構成となっており、その最終段(SEL[7])の出力がFFaを介して初段(SEL[0])に帰還される構成となっている。各SEL[n](nは0〜7の整数)において、4入力中の2入力には前述したように前段のSEL[n−1]からの出力が接続され、残りの2入力には、‘0’レベル(‘L’レベル)と‘1’レベル(‘H’レベル)が入力される。   On the other hand, the output (nxpat [7]) of the selection circuit SEL [7] becomes two of the four inputs in the selection circuit SEL [0] via the flip-flop circuit FFa. As described above, the selection circuits SEL [0] to SEL [7] are cascaded, and the output of the final stage (SEL [7]) is the first stage (SEL [0]) via the FFa. It is configured to be returned to. In each SEL [n] (n is an integer of 0 to 7), the output from the previous SEL [n−1] is connected to the two inputs of the four inputs as described above, and the remaining two inputs are A “0” level (“L” level) and a “1” level (“H” level) are input.

デコーダ回路DECは、図2に示したように、マッチ信号MT1,MT2と2ビットのイベント設定値EVNT1,EVNT2を受けてデコードを行い、それぞれ2ビットの選択信号SE[0]〜SE[7]を出力する。MT1には、フラグ信号FLG1とカウンタの設定値CTH1’とが含まれる。ここで、図2に示した比較回路部CMPは、例えば、カウンタの値CTからカウンタの設定値CTH1を引き算し、その結果の下位3ビット以外がゼロになればFLG1を出力し、当該下位3ビットの値をCTH1’として出力する。同様に、CMPを介して、MT2にも、CTとカウンタの設定値CTH2との引き算結果に基づくフラグ信号FLG2と、この際の下位3ビットの値となるカウンタの設定値CTH2’とが含まれる。   As shown in FIG. 2, the decoder circuit DEC receives the match signals MT1 and MT2 and the 2-bit event setting values EVNT1 and EVNT2, performs decoding, and respectively selects 2-bit selection signals SE [0] to SE [7]. Is output. MT1 includes a flag signal FLG1 and a counter set value CTH1 '. Here, for example, the comparator circuit CMP shown in FIG. 2 subtracts the counter set value CTH1 from the counter value CT, and outputs FLG1 when the other than the lower 3 bits of the result becomes zero. The bit value is output as CTH1 ′. Similarly, via CMP, MT2 also includes a flag signal FLG2 based on the subtraction result of CT and the counter setting value CTH2, and the counter setting value CTH2 ′ that is the value of the lower 3 bits at this time. .

デコーダ回路DECは、フラグ信号FLG1(又はFLG2)が入力された際に、カウンタの設定値CTH1’(又はCTH2’)に基づいてイベントを発生させる選択信号SE[0]〜SE[7]の位置を定める。例えば、CTH1’=“000”の場合SE[0]を対象とし、CTH1’=“001”の場合SE[1]を対象とし、以降同様に、CTH1’=“111”の場合SE[7]を対象とする。そして、DECは、当該対象におけるイベントの種類をイベント設定値EVNT1(又はEVNT2)に基づいて定める。   The decoder circuit DEC receives the position of the selection signals SE [0] to SE [7] that generate an event based on the set value CTH1 ′ (or CTH2 ′) of the counter when the flag signal FLG1 (or FLG2) is input. Determine. For example, SE [0] is targeted when CTH1 ′ = “000”, SE [1] is targeted when CTH1 ′ = “001”, and SE [7] when CTH1 ′ = “111”. Is targeted. Then, the DEC determines the type of event in the target based on the event set value EVNT1 (or EVNT2).

イベント設定値EVNT1(又はEVNT2)では、選択回路SEL[n]の4入力から判るように、PWMパターンデータnxpat[n]の論理レベルとして、1つ前となるnxpat[n−1]の論理レベルを継続させるか(SE[n]=“00”)、nxpat[n−1]の論理レベルを反転させるか(SE[n]=“11”)が設定可能である。更に、EVNT1(又はEVNT2)では、nxpat[n]の論理レベルを、強制的に‘H’レベルにするか(SE[n]=“10”)、強制的に‘L’レベルにするか(SE[n]=“01”)が設定可能である。   In the event set value EVNT1 (or EVNT2), as can be understood from the four inputs of the selection circuit SEL [n], the logic level of the previous nxpat [n-1] is set as the logic level of the PWM pattern data nxpat [n]. Can be set (SE [n] = “00”) or the logic level of nxpat [n−1] is inverted (SE [n] = “11”). Further, in EVNT1 (or EVNT2), whether the logic level of nxpat [n] is forcibly set to 'H' level (SE [n] = "10") or forcibly set to 'L' level ( SE [n] = “01”) can be set.

このようなPWM出力パターン生成部PWMPTGを用いることで、PWMパターンデータnxpat[0]〜nxpat[7]を柔軟に設定することが可能になる。例えば、PWM信号PWMOUTのデフォルト値が‘L’レベルであるものとして、図2におけるカウンタの設定値CTH1、CTH2をそれぞれ「x…x001」、「x…x111」(「x…x」は同一値)とし、イベント設定値EVNT1,EVNT2を共に「論理レベルの反転(トグル)」に設定する。この場合、図9のデコーダ回路DECを介して、選択信号SE[1],SE[7]が“11”に設定され、残りの選択信号SE([0],[2]〜[6])が“00”に設定される。その結果、nxpat([0][1][2]…[6][7])として「011…10」が生成され、例えば6.0nsの‘H’パルス幅を持つPWMOUTが生成される。なお、例えばCTH2を「x…x010」とすれば、最小分解能(例えば1.0ns)の‘H’パルス幅を持つPWMOUTを生成することもできる。また、SE[n]=“01”や“10”は、例えば、PWMOUTのデフォルト値の論理レベルをユーザの都合で設定したいような場合に使用することができる。   By using such a PWM output pattern generation unit PWMPTG, it is possible to flexibly set the PWM pattern data nxpat [0] to nxpat [7]. For example, assuming that the default value of the PWM signal PWMOUT is 'L' level, the setting values CTH1 and CTH2 of the counter in FIG. 2 are “x... X001” and “x... X111” (“x. ), And the event set values EVNT1 and EVNT2 are both set to "logical level inversion (toggle)". In this case, the selection signals SE [1] and SE [7] are set to “11” via the decoder circuit DEC of FIG. 9, and the remaining selection signals SE ([0], [2] to [6]). Is set to “00”. As a result, “011... 10” is generated as nxpat ([0] [1] [2]... [6] [7]). For example, PWMOUT having a ‘H’ pulse width of 6.0 ns is generated. For example, if CTH2 is set to “x... X010”, PWMOUT having a ‘H’ pulse width with a minimum resolution (for example, 1.0 ns) can be generated. SE [n] = “01” or “10” can be used, for example, when it is desired to set the logic level of the default value of PWMOUT for the convenience of the user.

以上、本実施の形態1により、例えば最小分解能が1.0nsの場合、最小のパルス幅を1.0nsとして、当該パルス幅を1.0ns刻みで設定可能とする高分解能(高精度)なPWM信号生成装置を実現でき、また、この際のタイミング設計を容易化することが可能になる。この効果は、例えば、最小分解能の周期で組合せ論理回路を介したフリップフロップ間のデータ転送が行われないような回路構成を用いたことや、位相調整回路PHCTLを設けたことや、補間用のパルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL2を設けたこと等によって得られる。   As described above, according to the first embodiment, for example, when the minimum resolution is 1.0 ns, the minimum pulse width is set to 1.0 ns, and the pulse width can be set in increments of 1.0 ns. A signal generation device can be realized, and the timing design at this time can be facilitated. This effect can be achieved, for example, by using a circuit configuration that does not transfer data between flip-flops via a combinational logic circuit at the minimum resolution cycle, by providing a phase adjustment circuit PHCTL, and for interpolation. It is obtained by providing a pulse selection circuit part (AND operation circuit part) PSEL2.

また、このようなPWM信号生成装置を用いることで、最先端の半導体製造プロセスを用いずとも高分解能なPWM信号の生成が可能になるため、コストの低減等が実現可能になる。さらに、図2において、分周回路NDIV以外は、実質的に低速(1/N)のクロック信号で動作することになるため、消費電力の低減も図れる。なお、図3では、クロック・パルス信号生成部CPGの構成例を示したが、勿論、当該構成例に限定されるものではなく、図4に示したパルス信号S[k]や補間用のパルス信号S[n,n+1]は様々な回路方式を用いて生成することが可能である。   Further, by using such a PWM signal generation device, it is possible to generate a high-resolution PWM signal without using a state-of-the-art semiconductor manufacturing process, so that it is possible to reduce costs. Further, in FIG. 2, since the circuit other than the frequency divider NDIV operates with a substantially low speed (1 / N) clock signal, power consumption can be reduced. In FIG. 3, the configuration example of the clock / pulse signal generation unit CPG is shown. Of course, the configuration is not limited to the configuration example. The pulse signal S [k] and the interpolation pulse shown in FIG. The signal S [n, n + 1] can be generated using various circuit methods.

(実施の形態2)
《クロック・パルス信号生成部の詳細(変形例[1])》
図10は、本発明の実施の形態2によるPWM信号生成装置において、図2のクロック・パルス信号生成部の詳細な構成例を示す回路図である。図10のクロック・パルス信号生成部CPG2において、分周回路NDIV2は、図3に示した分周回路NDIV1と同様の回路構成を備えている。ただし、NDIV2は、8段のフリップフロップ回路FF1の初期値がNDIV1とは異なっており、1段目〜6段目に‘L’レベル(‘0’レベル)が設定され、7段目および8段目に‘H’レベル(‘1’レベル)が設定される。
(Embodiment 2)
<< Details of Clock / Pulse Signal Generator (Modification [1]) >>
FIG. 10 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the clock / pulse signal generation unit of FIG. 2 in the PWM signal generation device according to the second embodiment of the present invention. In the clock pulse signal generation unit CPG2 of FIG. 10, the frequency divider NDIV2 has the same circuit configuration as the frequency divider NDIV1 shown in FIG. However, in NDIV2, the initial value of the 8-stage flip-flop circuit FF1 is different from NDIV1, and the 'L' level ('0' level) is set in the first to sixth stages, and the seventh and eighth stages. The “H” level (“1” level) is set in the stage.

これにより、図4にも示したように、同じパルス幅(マスタクロック信号CLKmの周期(第1周期)の2倍のパルス幅)と、同じ周期(CLKmの8倍の周期(第2周期))を持ち、第1周期を単位として順に異なる位相を持つパルス信号S[n,n+1](nは0〜7の整数、(n+1)≧8の場合に(n+1)は8の剰余)が生成される。すなわち、25%のデューティを持ち、順に位相が異なるS[n,n+1]が生成される。S[0,1],S[1,2],…,S[7,0]は、それぞれ、縦続接続された8段のFF1の内の1段目、2段目、…、8段目の出力信号に対応する。   Thus, as shown in FIG. 4, the same pulse width (pulse width twice as long as the period of the master clock signal CLKm (first period)) and the same period (period as much as eight times as long as CLKm (second period)). ) And pulse signals S [n, n + 1] (n is an integer of 0 to 7 and (n + 1) ≧ 8 is a remainder of 8 when n is 1) ≧ 8) having different phases in units of the first period. Is done. That is, S [n, n + 1] having a duty of 25% and sequentially having different phases is generated. S [0,1], S [1,2],..., S [7,0] are the first, second,..., Eighth stage of the cascaded 8-stage FF1, respectively. Corresponds to the output signal.

図10のクロック・パルス信号生成部CPG2において、パルス信号生成回路PGEN2は、8個のアンド演算回路AD6[n](nは0〜7の整数)を備える。8個のAD6[n]は、共に2入力を持ち、パルス信号S[n,n+1]と、S[n+1,n+2]((n+1)および(n+2)が8以上の場合に(n+1)および(n+2)は8の剰余)の反転信号とのアンド演算を行うことで、パルス信号S[n](S[0]〜S[7])を生成する。例えば、AD6[0]はS[0,1]とS[1,2]の反転信号とのアンド演算を行うことでS[0]を生成する。   In the clock / pulse signal generation unit CPG2 of FIG. 10, the pulse signal generation circuit PGEN2 includes eight AND operation circuits AD6 [n] (n is an integer of 0 to 7). Eight AD6 [n] have two inputs, and when the pulse signals S [n, n + 1] and S [n + 1, n + 2] ((n + 1) and (n + 2) are 8 or more, (n + 1) and ( n + 2) performs an AND operation with an inverted signal of the remainder of 8) to generate a pulse signal S [n] (S [0] to S [7]). For example, AD6 [0] generates S [0] by performing an AND operation on S [0,1] and an inverted signal of S [1,2].

図10のようなクロック・パルス信号生成部CPG2を用いると、図3のクロック・パルス信号生成部CPG1を用いる場合と比較して、アンド演算回路が8個減るため、回路規模が低減できる。また、これに伴い、図3におけるC[n](図10におけるS[n,n+1])のノードに接続される負荷が減るため、パルス信号S[0]〜S[7]の波形品質を確保し易くなる。ただし、図10の構成例では、補間用のパルス信号S[n,n+1]とパルス信号S[n]との間に、アンド演算回路AD6[n]の遅延分だけスキューが生じる可能性がある。このスキューを低減する観点では、図3のような構成例が望ましい。なお、図10の構成例では、図3の場合と異なり、クロック信号C[n]が生成されないが、C[n]は、例えばS[n,n+1]で代用することが可能である。   When the clock / pulse signal generation unit CPG2 as shown in FIG. 10 is used, the number of AND operation circuits is reduced as compared with the case where the clock / pulse signal generation unit CPG1 of FIG. 3 is used, so that the circuit scale can be reduced. As a result, the load connected to the node C [n] in FIG. 3 (S [n, n + 1] in FIG. 10) is reduced, so that the waveform quality of the pulse signals S [0] to S [7] is reduced. It becomes easy to secure. However, in the configuration example of FIG. 10, there is a possibility that a skew is generated between the pulse signal S [n, n + 1] for interpolation and the pulse signal S [n] by the delay of the AND operation circuit AD6 [n]. . From the viewpoint of reducing the skew, a configuration example as shown in FIG. 3 is desirable. In the configuration example of FIG. 10, unlike the case of FIG. 3, the clock signal C [n] is not generated, but C [n] can be substituted by, for example, S [n, n + 1].

(実施の形態3)
《クロック・パルス信号生成部の詳細(変形例[2])》
図11は、本発明の実施の形態3によるPWM信号生成装置において、図2のクロック・パルス信号生成部の詳細な構成例を示す回路図である。図11のクロック・パルス信号生成部CPG3は、図10のクロック・パルス信号生成部CPG2と比較して、パルス信号生成回路PGEN3内に8個のフリップフロップ回路FF6が加わった構成となっている。8個のFF6は、それぞれ、アンド演算回路AD6[0]〜AD6[7]の出力信号をマスタクロック信号CLKmの立ち上がりエッジでラッチすることでパルス信号S[0]〜S[7]を出力する。
(Embodiment 3)
<< Details of Clock / Pulse Signal Generation Unit (Modification [2]) >>
FIG. 11 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the clock / pulse signal generation unit of FIG. 2 in the PWM signal generation device according to Embodiment 3 of the present invention. The clock / pulse signal generation unit CPG3 of FIG. 11 has a configuration in which eight flip-flop circuits FF6 are added to the pulse signal generation circuit PGEN3 as compared with the clock / pulse signal generation unit CPG2 of FIG. The eight FFs 6 respectively output the pulse signals S [0] to S [7] by latching the output signals of the AND operation circuits AD6 [0] to AD6 [7] at the rising edge of the master clock signal CLKm. .

図11の構成例は、図10の構成例と比較して、フリップフリップ回路FF6を介することで、パルス信号S[0]〜S[7]の波形品質を更に確保し易くなり、また、S[0]〜S[7]間のスキューも低減し易くなる。ただし、図11の構成例は、小規模の組合せ論理回路(ここではアンド演算回路)を介したフリップフロップ回路間のデータ転送を高速に(例えば1GHzで)行えることが前提となっており、これが困難な場合には、図10または図3のような構成例の方が望ましい。   Compared to the configuration example of FIG. 10, the configuration example of FIG. 11 is easier to secure the waveform quality of the pulse signals S [0] to S [7] through the flip-flop circuit FF6. The skew between [0] and S [7] is also easily reduced. However, the configuration example of FIG. 11 is based on the premise that data transfer between flip-flop circuits via a small-scale combinational logic circuit (here, an AND operation circuit) can be performed at high speed (for example, at 1 GHz). When it is difficult, the configuration example as shown in FIG. 10 or FIG. 3 is more desirable.

(実施の形態4)
《クロック・パルス信号生成部の詳細(変形例[3])》
図12(a)は、本発明の実施の形態4によるPWM信号生成装置において、図2のクロック・パルス信号生成部の詳細な構成例を示す回路図であり、図12(b)は、図12(a)の一部の動作例を示す波形図である。図12(a)に示すクロック・パルス信号生成部CPG4は、2個の分周回路NDIV4a,NDIV4bと、パルス信号生成回路PGEN4を備える。
(Embodiment 4)
<< Details of Clock / Pulse Signal Generation Unit (Modification [3]) >>
FIG. 12A is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the clock / pulse signal generation unit of FIG. 2 in the PWM signal generation device according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. It is a wave form diagram which shows a part of operation example of 12 (a). The clock / pulse signal generation unit CPG4 shown in FIG. 12A includes two frequency dividing circuits NDIV4a and NDIV4b and a pulse signal generation circuit PGEN4.

分周回路NDIV4aは、リング状に縦続接続された4段のフリップフロップ回路FF7を備え、各FF7は、マスタクロック信号CLKm2の立ち下がりエッジ(CLKm2の反転信号(/CLKm2)の立ち上がりエッジ)に同期して動作する。一方、分周回路NDIV4bも、リング状に縦続接続された4段のフリップフロップ回路FF8を備え、各FF8は、FF7と異なりCLKm2の立ち上がりエッジに同期して動作する。また、FF7の初期値として、4段のFF7の内の1段目〜3段目には‘L’レベル(‘0’レベル)が設定され、4段目には‘H’レベル(‘1’レベル)が設定される。同様に、FF8の初期値として、4段のFF8の内の1段目〜3段目には‘L’レベル(‘0’レベル)が設定され、4段目には‘H’レベル(‘1’レベル)が設定される。   The frequency divider NDIV4a includes four stages of flip-flop circuits FF7 cascaded in a ring shape, and each FF7 is synchronized with the falling edge of the master clock signal CLKm2 (the rising edge of the inverted signal (/ CLKm2) of CLKm2). Works. On the other hand, the frequency dividing circuit NDIV4b also includes four stages of flip-flop circuits FF8 cascaded in a ring shape, and each FF8 operates in synchronization with the rising edge of CLKm2 unlike the FF7. Also, as the initial value of FF7, 'L' level ('0' level) is set to the first to third stages of the four stages of FF7, and 'H' level ('1' is set to the fourth stage. 'Level) is set. Similarly, 'L' level ('0' level) is set to the first to third stages of the four stages of FF8 as the initial value of FF8, and 'H' level (' 1 'level) is set.

ここで、マスタクロック信号CLKm2は、例えば、これまでの各実施の形態で述べたマスタクロック信号CLKmの半分の周波数を備える。例えばCLKmが1GHzの場合、CLKm2は500MHzの周波数を備える。これにより、分周回路NDIV4aにおけるフリップフロップ回路FF7の1段目、2段目、3段目、4段目から、それぞれ、図4に示した補間用のパルス信号S[1,2],S[3,4],S[5,6],S[7,0]を生成することができる。また、分周回路NDIV4bにおけるフリップフロップ回路FF8の1段目、2段目、3段目、4段目から、それぞれ、図4に示した補間用のパルス信号S[0,1],S[2,3],S[4,5],S[6,7]を生成することができる。   Here, the master clock signal CLKm2 has, for example, a half frequency of the master clock signal CLKm described in each of the embodiments so far. For example, when CLKm is 1 GHz, CLKm2 has a frequency of 500 MHz. Accordingly, the interpolation pulse signals S [1,2], S shown in FIG. 4 are respectively obtained from the first stage, the second stage, the third stage, and the fourth stage of the flip-flop circuit FF7 in the frequency divider NDIV4a. [3,4], S [5,6], S [7,0] can be generated. Further, the interpolation pulse signals S [0, 1] and S [shown in FIG. 4 are respectively shown from the first stage, the second stage, the third stage, and the fourth stage of the flip-flop circuit FF8 in the frequency divider NDIV4b. 2,3], S [4,5], S [6,7] can be generated.

パルス信号生成回路PGEN4は、8個のアンド演算回路AD7[0]〜AD7[7]を備える。AD7[k](k=1,3,5,7)は、それぞれ、マスタクロック信号CLKm2の反転信号(/CLKm2)と補間用のパルス信号S[k,k+1]((k+1)≧8の場合に(k+1)は8の剰余)とのアンド演算を行うことで、パルス信号S[k]を生成する。例えば、AD7[1]は、図12(b)に示すように、/CLKm2とS[1,2]とのアンド演算を行うことでS[1]を生成する。一方、AD7[m](m=0,2,4,6)は、それぞれ、CLKm2と補間用のパルス信号S[m,m+1]とのアンド演算を行うことで、パルス信号S[m]を生成する。例えば、AD7[0]は、図12(b)に示すように、CLKm2とS[0,1]とのアンド演算を行うことでS[0]を生成する。   The pulse signal generation circuit PGEN4 includes eight AND operation circuits AD7 [0] to AD7 [7]. AD7 [k] (k = 1, 3, 5, 7) is the case where the inverted signal (/ CLKm2) of the master clock signal CLKm2 and the interpolating pulse signal S [k, k + 1] ((k + 1) ≧ 8, respectively) And (k + 1) is a remainder of 8) to generate the pulse signal S [k]. For example, AD7 [1] generates S [1] by performing an AND operation on / CLKm2 and S [1,2] as shown in FIG. On the other hand, each of AD7 [m] (m = 0, 2, 4, 6) performs an AND operation on CLKm2 and the interpolating pulse signal S [m, m + 1] to obtain the pulse signal S [m]. Generate. For example, AD7 [0] generates S [0] by performing an AND operation on CLKm2 and S [0, 1] as shown in FIG.

図12(a)の構成例は、図3、図10および図11に示したような構成例と比較して、その半分の周波数(例えば500MHz)を用いてパルス信号S[n]および補間用のパルス信号S[n,n+1]を生成できるため、タイミング設計の容易化や消費電力の低減等が図れる。ただし、図12(a)の構成例は、マスタクロック信号CLKm2のデューティが50%であることが前提となっており、そうでない場合には、図3、図10また図11に示したような構成例の方が望ましい。   In the configuration example of FIG. 12A, compared with the configuration examples as shown in FIGS. 3, 10, and 11, the pulse signal S [n] and the interpolation signal are used by using half the frequency (for example, 500 MHz). Since the pulse signal S [n, n + 1] can be generated, the timing design can be simplified and the power consumption can be reduced. However, the configuration example of FIG. 12A is based on the premise that the duty of the master clock signal CLKm2 is 50%. Otherwise, as shown in FIG. 3, FIG. 10, and FIG. The configuration example is preferable.

(実施の形態5)
《PWM出力生成部の詳細(変形例[1])》
図13は、本発明の実施の形態5によるPWM信号生成装置において、図1におけるPWM出力生成部の詳細な構成例を示す回路図である。図13に示すPWM出力生成部PWMG2は、2個のパターンデータ生成回路PDG3,PDG4と、位相調整回路PHCTLと、2個のパルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL1,PSEL2と、オア演算回路OR1を備える。この内、PHCTLと、PSEL1,PSEL2と、OR1の構成に関しては、図5のPWM出力生成部PWMG1と同様である。
(Embodiment 5)
<< Details of PWM Output Generator (Modification [1]) >>
FIG. 13 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the PWM output generation unit in FIG. 1 in the PWM signal generation device according to the fifth embodiment of the present invention. The PWM output generation unit PWMG2 shown in FIG. 13 includes two pattern data generation circuits PDG3 and PDG4, a phase adjustment circuit PHCTL, two pulse selection circuit units (AND operation circuit units) PSEL1 and PSEL2, and an OR operation circuit OR1 is provided. Among these, the configuration of PHCTL, PSEL1, PSEL2, and OR1 is the same as that of the PWM output generation unit PWMG1 of FIG.

パターンデータ生成回路PDG3は、8個のアンド演算回路AD8[n](nは0〜7の整数)と、7個のフリップフロップ回路FF9と、2個のフリップフロップ回路FF2[6],FF2[7]を備える。FF2[6],FF2[7]は、それぞれ、PWMパターンデータnxpat[6],nxpat[7]をクロック信号C[4]の立ち上がりエッジでラッチし、パターンデータpat[6],pat[7]を出力する。AD8[0]は、pat[7]の反転データと、nxpat[0]と、nxpat[1]の反転データとのアンド演算を行う。AD8[p](pは1〜6の整数)は、nxpat[p−1]の反転データと、nxpat[p]と、nxpat[p+1]の反転データとのアンド演算を行う。例えば、AD8[1]は、nxpat[0]の反転データと、nxpat[1]と、nxpat[2]の反転データとのアンド演算を行う。AD8[7]は、pat[6]の反転データと、pat[7]と、nxpat[0]の反転データとのアンド演算を行い、パターンデータpatA[7]を生成する。7個のFF9は、それぞれ、AD8[0]〜AD8[6]の出力をC[4]の立ち上がりエッジでラッチし、パターンデータpatA[0]〜patA[6]を生成する。   The pattern data generation circuit PDG3 includes eight AND operation circuits AD8 [n] (n is an integer of 0 to 7), seven flip-flop circuits FF9, and two flip-flop circuits FF2 [6] and FF2 [ 7]. FF2 [6] and FF2 [7] latch the PWM pattern data nxpat [6] and nxpat [7] at the rising edge of the clock signal C [4], respectively, and the pattern data pat [6] and pat [7]. Is output. AD8 [0] performs an AND operation on the inverted data of pat [7], nxpat [0], and the inverted data of nxpat [1]. AD8 [p] (p is an integer of 1 to 6) performs an AND operation on the inverted data of nxpat [p-1], nxpat [p], and inverted data of nxpat [p + 1]. For example, AD8 [1] performs an AND operation on the inverted data of nxpat [0], the inverted data of nxpat [1], and the inverted data of nxpat [2]. AD8 [7] performs an AND operation on the inverted data of pat [6], pat [7], and the inverted data of nxpat [0] to generate pattern data patA [7]. The seven FFs 9 latch the outputs of AD8 [0] to AD8 [6] at the rising edge of C [4], and generate pattern data patA [0] to patA [6].

パターンデータ生成回路PDG4は、8個のアンド演算回路AD9[n](nは0〜7の整数)と、6個のフリップフロップ回路FF3を備える。AD9[q](qは0〜5の整数)は、PWMパターンデータnxpat[q]とnxpat[q+1]とのアンド演算を行う。例えば、AD9[0]は、nxpat[0]とnxpat[1]とのアンド演算を行う。6個のFF3は、それぞれ、AD9[0]〜AD9[5]の出力をクロック信号C[4]の立ち上がりエッジでラッチし、補間用のパターンデータhpat[0]〜hpat[5]を生成する。AD9[6]は、パターンデータpat[6]とpat[7]とのアンド演算を行い、hpat[6]を生成する。AD9[7]は、pat[7]とnxpat[0]とのアンド演算を行い、hpat[7]を生成する。位相調整回路PHCTLは、パターンデータ生成回路PDG3からのパターンデータpatA[0]〜patA[7]とPDG4からの補間用のパターンデータhpat[0]〜hpat[7]を受けて、図5の場合と同様に動作する。   The pattern data generation circuit PDG4 includes eight AND operation circuits AD9 [n] (n is an integer of 0 to 7) and six flip-flop circuits FF3. AD9 [q] (q is an integer of 0 to 5) performs an AND operation on the PWM pattern data nxpat [q] and nxpat [q + 1]. For example, AD9 [0] performs an AND operation on nxpat [0] and nxpat [1]. Each of the six FFs 3 latches the outputs of AD9 [0] to AD9 [5] at the rising edge of the clock signal C [4], and generates pattern data for interpolation hpat [0] to hpat [5]. . AD9 [6] performs an AND operation on the pattern data pat [6] and pat [7] to generate hpat [6]. AD9 [7] performs an AND operation on pat [7] and nxpat [0] to generate hpat [7]. The phase adjustment circuit PHCTL receives the pattern data patA [0] to patA [7] from the pattern data generation circuit PDG3 and the pattern data hpat [0] to hpat [7] for interpolation from the PDG4. Works as well.

このように、パターンデータ生成回路PDG3は、着目するPWMパターンデータ(例えばnxpat[1])が‘1’レベルで、その前後のPWMパターンデータ(nxpat[0],nxpat[2])が共に‘0’レベルである場合に、当該着目するPWMパターンデータに対応するパターンデータ(patA[1])を‘1’レベルに駆動する。すなわち、PDG3は、PWMパターンデータにおける隣接する3ビットの“010”を受けて、最小分解能(例えば1.0ns)のパルス幅を持つPWM信号PWMOUTを出力する場合に、その出力するタイミングに対応するパターンデータpatA[n]を‘1’レベルに駆動する。   Thus, in the pattern data generation circuit PDG3, the PWM pattern data of interest (for example, nxpat [1]) is at the “1” level, and the PWM pattern data before and after that (nxpat [0], nxpat [2]) are both “ When the level is 0, the pattern data (patA [1]) corresponding to the PWM pattern data of interest is driven to the level “1”. That is, when the PDG 3 receives the adjacent 3-bit “010” in the PWM pattern data and outputs the PWM signal PWMOUT having the pulse width of the minimum resolution (for example, 1.0 ns), the PDG 3 corresponds to the output timing. The pattern data patA [n] is driven to the “1” level.

一方、パターンデータ生成回路PDG4は、図5のPDG2と同様に、着目するPWMパターンデータ(例えばnxpat[0])が‘1’レベルで、その後のPWMパターンデータ(nxpat[1])も‘1’レベルである場合に、当該着目するPWMパターンデータに対応するパターンデータ(hpat[0])を‘1’レベルに駆動する。すなわち、PDG4は、PWMパターンデータにおける隣接する2ビットの“11”を受けて、最小分解能の2倍以上のパルス幅(例えば2.0ns以上)を持つPWM信号PWMOUTを出力する場合に、その出力するタイミングに対応する補間用のパターンデータhpat[n]を‘1’レベルに駆動する。なお、当該PDG4は、PDG2と異なり、アンド演算回路AD9[6]の出力からhpat[6]を直接生成しているが、アンド演算後にラッチするかラッチ後にアンド演算を行うかの違いであり、実質的な動作は同一である。   On the other hand, in the pattern data generation circuit PDG4, similarly to the PDG2 in FIG. 5, the PWM pattern data of interest (for example, nxpat [0]) is at the “1” level, and the subsequent PWM pattern data (nxpat [1]) is also “1”. When it is at the “level”, the pattern data (hpat [0]) corresponding to the PWM pattern data of interest is driven to the “1” level. That is, the PDG 4 receives the adjacent two bits “11” in the PWM pattern data and outputs a PWM signal PWMOUT having a pulse width (for example, 2.0 ns or more) that is twice or more the minimum resolution. The interpolation pattern data hpat [n] corresponding to the timing to be driven is driven to the “1” level. The PDG4 differs from the PDG2 in that it generates hpat [6] directly from the output of the AND operation circuit AD9 [6], but it is a difference between latching after the AND operation and performing AND operation after the latch. Substantial operation is the same.

このようなPWM出力生成部PWMG2を用いることで、図5のPWM出力生成部PWMG1の場合と同様に、最小分解能のパルス幅を持つPWM信号PWMOUTを生成できると共に、当該パルス幅を最小分解能の刻みで設定することが可能になる。そして、この際には、図5の場合と同様に例えば最先端の半導体製造プロセスを用いずとも高分解能化(例えば1.0ns)が図れ、更に、図5の場合と比較してタイミング設計の更なる容易化を図れる場合がある。   By using such a PWM output generation unit PWMG2, as in the case of the PWM output generation unit PWMG1 of FIG. 5, a PWM signal PWMOUT having a minimum resolution pulse width can be generated, and the pulse width can be set in increments of the minimum resolution. It becomes possible to set with. In this case, as in the case of FIG. 5, for example, high resolution (for example, 1.0 ns) can be achieved without using a state-of-the-art semiconductor manufacturing process. Further simplification may be achieved.

すなわち、図5の構成例では、パルス信号S[n]と補間用のパルス信号S[n,n+1]との間のスキューを考慮する必要がある。具体的には、図5において、例えば2.0ns以上のパルス幅を持つPWM信号PWMOUTを生成する場合、S[0],S[1]に対してS[0,1]を用いて補間を行っているため、S[0],S[1]に対してS[0,1]のスキューを例えば最小分解能の半分(例えば0.5ns)以内に抑える必要がある。一方、図13の構成例では、例えば2.0ns以上のパルス幅を持つPWMOUTを生成する場合、元々半周期が重複している(既に補間の関係となっている)S[n,n+1]のみを用いてPWMOUTを生成している。このため、補間の観点で見た場合には、S[n]とS[n,n+1]との間のスキューは特に影響しなくなり、隣接するS[n,n+1]同士が重複さえすればよく、S[n,n+1]同士では例えば1.0nsまでのスキューを許容できる。なお、位相調整回路PHCTLを設けることによる効果や、パルス信号の補間を行うことによる効果は、図5の場合と同様である。   That is, in the configuration example of FIG. 5, it is necessary to consider the skew between the pulse signal S [n] and the pulse signal S [n, n + 1] for interpolation. Specifically, in FIG. 5, for example, when generating a PWM signal PWMOUT having a pulse width of 2.0 ns or more, interpolation is performed using S [0, 1] for S [0], S [1]. Therefore, it is necessary to suppress the skew of S [0, 1] with respect to S [0], S [1] within, for example, half of the minimum resolution (for example, 0.5 ns). On the other hand, in the configuration example of FIG. 13, for example, when generating PWMOUT having a pulse width of 2.0 ns or more, only S [n, n + 1] whose half cycle originally overlapped (already in an interpolation relationship) Is used to generate PWMOUT. For this reason, from the viewpoint of interpolation, the skew between S [n] and S [n, n + 1] is not particularly affected, and adjacent S [n, n + 1] need only overlap. , S [n, n + 1] can tolerate a skew of up to 1.0 ns, for example. Note that the effect of providing the phase adjustment circuit PHCTL and the effect of interpolating the pulse signal are the same as in the case of FIG.

(実施の形態6)
《PWM出力生成部の詳細(変形例[2])》
図14は、本発明の実施の形態6によるPWM信号生成装置において、図1におけるPWM出力生成部の詳細な構成例を示す回路図である。図14に示すPWM出力生成部PWMG3は、2個のパターンデータ生成回路PDG1,PDG5と、位相調整回路PHCTL’と、2個のパルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL3,PSEL4と、パルス幅変更回路PCLと、オア演算回路OR2を備える。この内、PDG1の構成に関しては、図5の場合と同様である。
(Embodiment 6)
<< Details of PWM Output Generator (Modification [2]) >>
FIG. 14 is a circuit diagram showing a detailed configuration example of the PWM output generation unit in FIG. 1 in the PWM signal generation apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. The PWM output generation unit PWMG3 shown in FIG. 14 includes two pattern data generation circuits PDG1 and PDG5, a phase adjustment circuit PHCTL ′, two pulse selection circuit units (AND operation circuit units) PSEL3 and PSEL4, and a pulse width. A change circuit PCL and an OR operation circuit OR2 are provided. Among these, the configuration of the PDG 1 is the same as in FIG.

パターンデータ生成回路PDG5は、8個のアンド演算回路AD10[n](nは0〜7の整数)と、7個のフリップフロップ回路FF10を備える。AD10[x](xは0〜6の整数)は、PWMパターンデータnxpat[x]と、nxpat[x+1]の反転データとのアンド演算を行う。例えば、AD10[0]は、nxpat[0]と、nxpat[1]の反転データとのアンド演算を行う。7個のFF10は、それぞれ、AD10[0]〜AD10[6]の出力を図4に示したクロック信号C[4]でラッチし、変更用のパターンデータcpat[0]〜cpat[6]を出力する。また、AD10[7]は、パターンデータ生成回路PDG1からのパターンデータpat[7](すなわち1サイクル前のnxpat[7])と、nxpat[0]の反転データとのアンド演算を行い、変更用のパターンデータcpat[7]を出力する。   The pattern data generation circuit PDG5 includes eight AND operation circuits AD10 [n] (n is an integer of 0 to 7) and seven flip-flop circuits FF10. AD10 [x] (x is an integer of 0 to 6) performs an AND operation on the PWM pattern data nxpat [x] and the inverted data of nxpat [x + 1]. For example, AD10 [0] performs an AND operation on nxpat [0] and the inverted data of nxpat [1]. Each of the seven FFs 10 latches the outputs of AD10 [0] to AD10 [6] with the clock signal C [4] shown in FIG. 4, and changes pattern data cpat [0] to cpat [6]. Output. Further, AD10 [7] performs an AND operation on the pattern data pat [7] (that is, nxpat [7] one cycle before) from the pattern data generation circuit PDG1 and the inverted data of nxpat [0] for change. Pattern data cpat [7] is output.

位相調整回路PHCTL’は、6個のフリップフロップFF4[i](iは2〜7の整数)と、7個のフリップフロップFF5[j](jは1〜7の整数)を備える。PHCTL’は、FF4[i]を用いてパターンデータ生成回路PDG1からのパターンデータpat[n](nは0〜7の整数)の各位相を調整したのちパターンデータP[n]を出力する。また、PHCTL’は、FF5[j]を用いて変更用のパターンデータcpat[n]の各位相を調整したのち変更用のパターンデータPC[n,n+1]((n+1)≧8の場合に(n+1)は8の剰余)を出力する。   The phase adjustment circuit PHCTL ′ includes six flip-flops FF4 [i] (i is an integer of 2 to 7) and seven flip-flops FF5 [j] (j is an integer of 1 to 7). PHCTL ′ uses FF4 [i] to adjust each phase of the pattern data pat [n] (n is an integer of 0 to 7) from the pattern data generation circuit PDG1, and then outputs the pattern data P [n]. In addition, PHCTL ′ adjusts each phase of the pattern data cpat [n] for change using FF5 [j] and then changes pattern data PC [n, n + 1] ((n + 1) ≧ 8 when ( n + 1) outputs a remainder of 8).

フリップフロップFF4([2],[3],[4],[5])は、それぞれ、パターンデータpat([2],[3],[4],[5])を図4に示したクロック信号C[0]の立ち上がりエッジでラッチ(リタイミング)し、パターンデータP([2],[3],[4],[5])を出力する。FF4([6],[7])は、pat([6],[7])を図4に示したクロック信号C[4]の立ち上がりエッジでラッチ(リタイミング)し、P([6],[7])を出力する。一方、フリップフロップFF5([1],[2],[3],[4])は、それぞれ、変更用のパターンデータcpat([1],[2],[3],[4])をC[0]の立ち上がりエッジでラッチ(リタイミング)し、変更用のパターンデータPC([1,2],[2,3],[3,4],[4,5])を出力する。FF5([5],[6],[7])は、それぞれ、cpat([5],[6],[7])をC[4]の立ち上がりエッジでラッチ(リタイミング)し、PC([5,6],[6,7],[7,0])を出力する。なお、位相調整回路PHCTL’は、pat([0],[1])をそのままP([0],[1])として出力し、cpat[0]をそのままPC[0,1]として出力する。   In the flip-flop FF4 ([2], [3], [4], [5]), the pattern data pat ([2], [3], [4], [5]) is shown in FIG. Latching (retiming) is performed at the rising edge of the clock signal C [0], and pattern data P ([2], [3], [4], [5]) is output. FF4 ([6], [7]) latches (retiming) pat ([6], [7]) at the rising edge of the clock signal C [4] shown in FIG. , [7]). On the other hand, the flip-flop FF5 ([1], [2], [3], [4]) receives the change pattern data cpat ([1], [2], [3], [4]), respectively. Latch (retiming) at the rising edge of C [0], and change pattern data PC ([1,2], [2,3], [3,4], [4,5]) is output. FF5 ([5], [6], [7]) latches (retimates) cpat ([5], [6], [7]) at the rising edge of C [4], and PC ( [5, 6], [6, 7], [7, 0]) are output. The phase adjustment circuit PHCTL ′ outputs pat ([0], [1]) as it is as P ([0], [1]), and outputs cpat [0] as it is as PC [0, 1]. .

位相調整回路PHCTL’は、その機能に関しては、図5等の位相調整回路PHCTLと同様である。ただし、図5のPHCTLが、最小分解能のパルス幅を持つパルス信号S[n]と、その2倍のパルス幅を持つパルス信号S[n,n+1]を対象として、各パルス信号毎にセットアップマージン/ホールドマージンを定めていたのに対して、PHCTL’は、詳細は後述するが、S[n,n+1]のみを対象としている。更に、例えばパターンデータpat[0]に対応するパルス信号がS[0,1]であるのに対して、変更用のパターンデータcpat[0]に対応するパルス信号がS[1,2]といったように、パターンデータとパルス信号の対応関係(位相関係)も異なっている。   The function of the phase adjustment circuit PHCTL 'is the same as that of the phase adjustment circuit PHCTL in FIG. However, the PHCTL in FIG. 5 sets up a setup margin for each pulse signal for the pulse signal S [n] having a pulse width with the minimum resolution and the pulse signal S [n, n + 1] having a pulse width twice that of the pulse signal S [n]. / PHmar 'has been defined, but PHCTL' covers only S [n, n + 1], as will be described in detail later. Further, for example, the pulse signal corresponding to the pattern data pat [0] is S [0,1], whereas the pulse signal corresponding to the pattern data cpat [0] for change is S [1,2]. As described above, the correspondence (phase relationship) between the pattern data and the pulse signal is also different.

そこで、位相調整回路PHCTL’では、図5等の位相調整回路PHCTLと比較して、使用するクロック信号の数(C[0],C[4]の2個)は同じであるが、フリップフリップ回路の追加や、フリップフロップ回路に割り当てるクロック信号の一部変更等が行われている。これによって、セットアップマージン/ホールドマージンとして、共に最小分解能(例えば1.0ns)以上が確保されている。このように、位相調整回路は、対象とするパルス信号の位相やパルス幅等に応じて、構成を適宜変更することが可能である。   Therefore, the phase adjustment circuit PHCTL ′ uses the same number of clock signals (two C [0] and C [4]) as compared with the phase adjustment circuit PHCTL in FIG. A circuit is added or a part of a clock signal assigned to the flip-flop circuit is changed. As a result, both the minimum resolution (for example, 1.0 ns) or more are secured as the setup margin / hold margin. As described above, the configuration of the phase adjustment circuit can be changed as appropriate according to the phase, pulse width, and the like of the target pulse signal.

パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL3は、8個のアンド演算回路AD11[n](nは0〜7の整数)を備える。AD11[n]は、パターンデータP[n]とパルス信号S[n,n+1]((n+1)≧8の場合に(n+1)は8の剰余)とのアンド演算を行う。言い換えれば、PSEL3は、S[n,n+1]をP[n]に基づいて選択的に出力する。例えば、AD11[0]は、P[0]とS[0,1]とのアンド演算を行うことで、S[0,1]をP[0]に基づいて選択的に出力する。   The pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL3 includes eight AND operation circuits AD11 [n] (n is an integer of 0 to 7). AD11 [n] performs an AND operation on the pattern data P [n] and the pulse signal S [n, n + 1] (when (n + 1) ≧ 8, (n + 1) is a remainder of 8). In other words, PSEL3 selectively outputs S [n, n + 1] based on P [n]. For example, AD11 [0] selectively outputs S [0,1] based on P [0] by performing an AND operation on P [0] and S [0,1].

パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL4は、8個のアンド演算回路AD12[n](nは0〜7の整数)を備える。AD12[n]は、変更用のパターンデータPC[n,n+1]((n+1)≧8の場合に(n+1)は8の剰余)とパルス信号S[n+1,n+2]((n+2)≧8の場合に(n+2)は8の剰余)とのアンド演算を行う。言い換えれば、PSEL4は、S[n+1,n+2]をPC[n,n+1]に基づいて選択的に出力する。例えば、AD12[0]は、PC[0,1]とS[1,2]とのアンド演算を行うことで、S[1,2]をPC[0,1]に基づいて選択的に出力する。   The pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL4 includes eight AND operation circuits AD12 [n] (n is an integer of 0 to 7). AD12 [n] is a pattern data for change PC [n, n + 1] (when (n + 1) ≧ 8, (n + 1) is a remainder of 8) and pulse signal S [n + 1, n + 2] ((n + 2) ≧ 8 (N + 2) is a remainder of 8). In other words, the PSEL 4 selectively outputs S [n + 1, n + 2] based on PC [n, n + 1]. For example, AD12 [0] selectively outputs S [1,2] based on PC [0,1] by performing an AND operation between PC [0,1] and S [1,2]. To do.

パルス幅変更回路PCLは、8個のアンド演算回路AD13[n](nは0〜7の整数)を備える。AD13[n]は、アンド演算回路AD11[n]の出力信号と、アンド演算回路AD12[n]の反転出力信号とのアンド演算を行い、出力パルス信号So[n]を出力する。例えば、AD13[0]は、AD11[0]の出力信号と、AD12[0]の反転出力信号とのアンド演算を行い、So[0]を出力する。オア演算回路OR2は、So[0]〜So[7]のオア演算を行うことで、PWM信号PWMOUTを生成する。   The pulse width changing circuit PCL includes eight AND operation circuits AD13 [n] (n is an integer of 0 to 7). AD13 [n] performs an AND operation on the output signal of the AND operation circuit AD11 [n] and the inverted output signal of the AND operation circuit AD12 [n], and outputs an output pulse signal So [n]. For example, AD13 [0] performs an AND operation on the output signal of AD11 [0] and the inverted output signal of AD12 [0], and outputs So [0]. The OR operation circuit OR2 generates the PWM signal PWMOUT by performing an OR operation of So [0] to So [7].

このような構成例において、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL3は、パターンデータP[n]に基づいて、例えば図5のPSEL1と異なり、最小分解能の2倍(例えば2.0ns)のパルス幅を持つパルス信号S[n,n+1]を選択的に出力する。ここで、実施の形態5の場合と同様に、S[n,n+1]は、元々半周期が重複している(既に補間の関係となっている)ため、図5の場合のように補間を行う回路を別途設ける必要は無い。更に、隣接するS[n,n+1]同士は最小分解能の大きさの位相差を持つため、P[n](PWMパターンデータnxpat[n])に基づいてPWM信号PWMOUTのパルス幅を最小分解能で変動させることは可能である。しかしながら、この際には、パルス幅が常に1.0nsだけ余分に拡大され、また、設定可能なパルス幅の最小値も、最小分解能の2倍(例えば2.0ns)になってしまう。   In such a configuration example, the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL3 differs from PSEL1 in FIG. 5 based on the pattern data P [n], for example, twice the minimum resolution (for example, 2.0 ns). A pulse signal S [n, n + 1] having a pulse width is selectively output. Here, as in the case of the fifth embodiment, S [n, n + 1] originally has a half cycle overlapping (already in an interpolating relationship), so that interpolation is performed as in the case of FIG. There is no need to provide a separate circuit. Further, since adjacent S [n, n + 1] have a phase difference with a minimum resolution, the pulse width of the PWM signal PWMOUT is set to the minimum resolution based on P [n] (PWM pattern data nxpat [n]). It is possible to vary. However, in this case, the pulse width is always expanded by an extra 1.0 ns, and the minimum pulse width that can be set is also twice the minimum resolution (for example, 2.0 ns).

そこで、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL4とパルス幅変更回路PCLを設けることで、このパルス幅の余分な拡大分(例えば1.0ns)を削り、また、パルス幅の最小値が最小分解能(例えば1.0ns)に設定できるようにする。図15は、図14のPWM出力生成部の一部における主要な動作例を示す波形図である。図15の例では、クロックサイクルT=T0において、PWMパターンデータnxpat([0][1][2]…)として「110…」が入力され、クロックサイクルT=T1において、パターンデータpat([0][1][2]…)が「110…」となっている。このpat([0][1][2]…)の「110…」に応じて、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL3内のアンド演算回路AD11[0],AD11[1]は、それぞれパルス信号S[0,1],S[1,2]を出力する。   Therefore, by providing the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL4 and the pulse width change circuit PCL, an excessive expansion (for example, 1.0 ns) of the pulse width is cut, and the minimum value of the pulse width is minimized. The resolution (for example, 1.0 ns) can be set. FIG. 15 is a waveform diagram showing a main operation example in a part of the PWM output generation unit of FIG. In the example of FIG. 15, “110...” Is input as the PWM pattern data nxpat ([0] [1] [2]...) At the clock cycle T = T0, and the pattern data pat ([[ 0] [1] [2] ...) is "110 ...". In accordance with “110...” Of the pat ([0] [1] [2]...), AND operation circuits AD11 [0] and AD11 [1] in the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL3 are Pulse signals S [0, 1] and S [1, 2] are output, respectively.

一方、クロックサイクルT=T0におけるPWMパターンデータnxpat([0][1][2]…)の「110…」に応じて、クロックサイクルT=T1では、変更用のパターンデータcpat([0][1][2]…)として「010…」が出力される。これに応じて、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL4内のアンド演算回路AD12[0]は‘0’レベルを出力し、AD12[1]はパルス信号S[2,3]を出力する。その結果、パルス幅変更回路PCL内のアンド演算回路AD13[0]は、出力パルス信号So[0]としてパルス信号S[0,1]を出力する。一方、PCL内のAD13[1]は、S[1,2]と、S[2,3]の反転信号とのアンド演算を行うため、図15に示すように、S[1,2]における後半(例えば1.0ns分)のパルスを削った上で最小分解能(例えば1.0ns)のパルス幅を持つ出力パルス信号So[1]を生成する。   On the other hand, in response to “110...” Of the PWM pattern data nxpat ([0] [1] [2]...) In the clock cycle T = T0, the pattern data cpat ([0] for change is used in the clock cycle T = T1. [010] is output as [1] [2]. In response to this, the AND operation circuit AD12 [0] in the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL4 outputs the '0' level, and AD12 [1] outputs the pulse signal S [2, 3]. . As a result, the AND operation circuit AD13 [0] in the pulse width changing circuit PCL outputs the pulse signal S [0, 1] as the output pulse signal So [0]. On the other hand, since AD13 [1] in the PCL performs an AND operation on S [1,2] and the inverted signal of S [2,3], as shown in FIG. An output pulse signal So [1] having a pulse width of the minimum resolution (for example, 1.0 ns) is generated after the latter half (for example, 1.0 ns) of the pulses are deleted.

このように、パルス幅変更回路PCLは、パルス選択回路部(アンド演算回路部)PSEL3から選択的に出力されるパルス信号S[n,n+1]を受け、その中の所定のS[u,u+1]を対象に、位相が当該パルス幅の半分だけ異なるS[u+1,u+2]による論理演算を行うことでS[u,u+1]のパルス幅を半分に削減する機能を持つ。そして、PSEL3から選択的に出力されるパルス信号S[n,n+1]の中から対象としたS[u,u+1]を除くパルス信号と、パルス幅が削減されたS[u,u+1]とをオア演算回路OR2に向けて出力する。   As described above, the pulse width changing circuit PCL receives the pulse signal S [n, n + 1] selectively output from the pulse selection circuit unit (AND operation circuit unit) PSEL3 and receives a predetermined S [u, u + 1] therein. ], It has a function of reducing the pulse width of S [u, u + 1] in half by performing a logical operation with S [u + 1, u + 2] whose phase is different by half of the pulse width. Then, a pulse signal excluding S [u, u + 1] as a target from pulse signals S [n, n + 1] selectively output from PSEL3, and S [u, u + 1] whose pulse width is reduced. Output toward the OR operation circuit OR2.

これにより、PWMパターンデータnxpat[n]に応じてPWM信号PWMOUTが立ち下がる際(すなわちnxpat[n]における隣接する2ビットの値が“10”となる際)に、図15に示したように、パルス幅の余分な拡大分(例えば1.0ns)を削ることが可能になる。また、図15から判るように、仮に、PWMパターンデータnxpat([0][1][2]…)として「010…」が入力されれば、PWMOUTとして出力パルス信号So[1]のみが出力されるため、パルス幅の最小値を最小分解能(例えば1.0ns)に設定することが可能になる。   As a result, when the PWM signal PWMOUT falls in accordance with the PWM pattern data nxpat [n] (that is, when the value of two adjacent bits in nxpat [n] becomes “10”), as shown in FIG. This makes it possible to cut off an excessively enlarged pulse width (for example, 1.0 ns). Further, as can be seen from FIG. 15, if “010...” Is input as PWM pattern data nxpat ([0] [1] [2]...), Only the output pulse signal So [1] is output as PWMOUT. Therefore, the minimum value of the pulse width can be set to the minimum resolution (for example, 1.0 ns).

このようなPWM出力生成部PWMG3を用いることで、図5等のPWM出力生成部PWMG1の場合と同様に、最小分解能のパルス幅を持つPWM信号PWMOUTを生成できると共に、当該パルス幅を最小分解能の刻みで設定することが可能になる。そして、この際には、図5等の場合と同様に、例えば最先端の半導体製造プロセスを用いずとも高分解能化(例えば1.0ns)が図れ、また、位相調整回路PHCTL’や補間の仕組みによってタイミング設計の容易化等が図れる。   By using such a PWM output generation unit PWMG3, as in the case of the PWM output generation unit PWMG1 in FIG. 5 and the like, a PWM signal PWMOUT having a minimum resolution pulse width can be generated, and the pulse width can be reduced to a minimum resolution. It becomes possible to set in increments. In this case, as in the case of FIG. 5 and the like, for example, high resolution (for example, 1.0 ns) can be achieved without using a state-of-the-art semiconductor manufacturing process, and the phase adjustment circuit PHCTL ′ and the mechanism of the interpolation This facilitates the timing design.

さらに、図14の構成例では、図5や図13の構成例と比較して、最小分解能(例えば1.0ns)のパルス幅を持つパルス信号(すなわちパルス信号S[n])を用いずに、最小分解能の2倍(例えば2.0ns)のパルス幅を持つパルス信号(すなわちパルス信号S[n,n+1])のみを用いて当該最小分解能による設定を実現することが可能になる。これにより、使用するパルス信号の数が少なくなり、当該パルス信号のパルス幅も広くなるため、更なるタイミング設計の容易化等が図れる。また、S[n]が不要となる分、PWM信号生成装置において回路面積の低減が図れる場合がある。   Furthermore, in the configuration example of FIG. 14, compared with the configuration examples of FIG. 5 and FIG. 13, a pulse signal (that is, pulse signal S [n]) having a pulse width of the minimum resolution (for example, 1.0 ns) is not used. The setting with the minimum resolution can be realized using only a pulse signal having a pulse width twice as large as the minimum resolution (for example, 2.0 ns) (that is, pulse signal S [n, n + 1]). As a result, the number of pulse signals to be used is reduced, and the pulse width of the pulse signals is increased, so that the timing design can be further facilitated. Further, there is a case where the circuit area can be reduced in the PWM signal generation device because S [n] becomes unnecessary.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

例えば、図1では、本実施の形態によるPWM信号生成装置をスイッチング電源装置の制御用として適用する例を示したが、その他にも、例えばモータ装置の制御用や、LED装置の調光制御用など、PWM信号を使用する製品全般に対して広く適用可能である。また、PWM信号への適用に限らず、場合によっては、パラレル・シリアル変換を高精度に行う技術として応用することも可能である。   For example, FIG. 1 shows an example in which the PWM signal generation device according to the present embodiment is applied for control of a switching power supply device. However, for example, for control of a motor device or for dimming control of an LED device. The present invention can be widely applied to all products using PWM signals. Further, the present invention is not limited to the application to the PWM signal, but can be applied as a technique for performing parallel / serial conversion with high accuracy in some cases.

また、ここでは、‘H’パルスのPWM信号を生成する例を示したが、勿論、‘L’パルスのPWM信号を生成する場合にも同様に適用可能である。この場合、例えば、各実施の形態で示した論理演算回路(アンド演算回路やオア演算回路)の種類や極性を適宜変更すればよい。さらに、ここでは、PWMパターンデータnxpat[n:0]のビット数や分周回路NDIVの分周数「N」として8の例を示した。ただし、勿論、この値に限定されるものではなく、原理的には2以上の値であればよく、代表的には、2,4,8,16,…といった2のべき乗の値となる。   In addition, here, an example of generating the PWM signal of the “H” pulse has been shown, but it is of course applicable to the case of generating the PWM signal of the “L” pulse. In this case, for example, the type and polarity of the logic operation circuit (AND operation circuit or OR operation circuit) shown in each embodiment may be changed as appropriate. Further, here, an example of 8 is shown as the number of bits of the PWM pattern data nxpat [n: 0] and the frequency division number “N” of the frequency divider NDIV. However, of course, the value is not limited to this value, and may be a value of 2 or more in principle, and is typically a power of 2 such as 2, 4, 8, 16,.

ABUS アナログバス
ACMP アナログ電圧比較ユニット
AD アンド演算回路
ADC アナログ・ディジタル変換ユニット
C クロック信号
CLKm マスタクロック信号
CMP 比較回路部
CPC チップ制御ユニット
CPG クロック・パルス信号生成部
CPU 中央演算処理ユニット
CT カウンタの値
CTH,CTH’ カウンタの設定値
CUNT カウンタ部
DAC ディジタル・アナログ変換ユニット
DBG デバッグユニット
DBUS ディジタルバス
DEC デコーダ回路
DMAC ダイレクトメモリアクセス制御ユニット
DSP ディジタルシグナルプロセッサユニット
EVNT イベント設定値
FF フリップフロップ回路
GPIO インタフェースユニット
INTC 割り込み制御回路
LVD 電圧低下検出回路
MCU 半導体装置(マイクロコントローラ)
MEMU メモリユニット
MT マッチ信号
NDIV 分周回路
OPAMP オペアンプユニット
OR オア演算回路
OSC 発振回路
PCL パルス幅変更回路
PDG パターンデータ生成回路
PGEN パルス信号生成回路
PHCTL,PHCTL’ 位相調整回路
POR パワーオンリセット回路
PSEL パルス選択回路部(アンド演算回路部)
PWMG PWM出力生成部
PWMOUT PWM信号
PWMPTG PWM出力パターン生成部
PWMU PWM信号生成ユニット(PWM信号生成装置)
REG レジスタ部
S パルス信号
SCU シリアル通信ユニット
SEL 選択回路
SE 選択信号
SYSC システム制御ユニット
TJSEN 温度センサユニット
TMR タイマユニット
VREF 基準電圧生成ユニット
WDT ウォッチドッグタイマ
cpat,pat,patA,hpat,P,PH,PC パターンデータ
nxpat PWMパターンデータ
ABUS Analog bus ACMP Analog voltage comparison unit AD AND operation circuit ADC Analog / digital conversion unit C Clock signal CLKm Master clock signal CMP Comparison circuit unit CPC Chip control unit CPG Clock / pulse signal generation unit CPU Central processing unit CT Counter value CTH , CTH 'counter setting value CUNT counter unit DAC digital / analog conversion unit DBG debug unit DBUS digital bus DEC decoder circuit DMAC direct memory access control unit DSP digital signal processor unit EVNT event setting value FF flip-flop circuit GPIO interface unit INTC interrupt control Circuit LVD Voltage drop detection circuit MCU Semiconductor equipment (Microcontroller)
MEMU Memory Unit MT Match Signal NDIV Divider Circuit OPAMP Operational Amplifier Unit OR OR Operation Circuit OSC Oscillator Circuit PCL Pulse Width Change Circuit PDG Pattern Data Generation Circuit PGEN Pulse Signal Generation Circuit PHCTL, PHCTL 'Phase Adjustment Circuit POR Power On Reset Circuit PSEL Pulse Select Circuit part (AND operation circuit part)
PWMG PWM output generation unit PWMOUT PWM signal PWMPTG PWM output pattern generation unit PWMU PWM signal generation unit (PWM signal generation device)
REG register section S pulse signal SCU serial communication unit SEL selection circuit SE selection signal SYSC system control unit TJSEN temperature sensor unit TMR timer unit VREF reference voltage generation unit WDT watchdog timer cpat, pat, patA, hpat, P, PH, PC pattern Data nxpat PWM pattern data

Claims (12)

それぞれ、同じパルス幅と、第1周期のN(Nは2以上の整数)倍の第2周期と、前記第1周期を単位として順に異なる位相とを持つN個の第1パルス信号[n](n=1,2,…,N)を生成する信号生成回路と、
前記第2周期毎に更新されるNビットのパラレルデータであり、前記第2周期内のN区間におけるPWM信号の論理レベルをそれぞれ設定する第1パターンデータと、
前記第1パターンデータを受け、各ビットの位相を調整したのちNビットの第2パターンデータを出力する位相調整回路と、
前記第2パターンデータと前記N個の第1パルス信号[n]が入力されるN個のアンド演算回路を含み、前記N個の第1パルス信号[n]のそれぞれを前記第2パターンデータに基づいて選択的に出力する第1アンド演算回路部と、
前記第1アンド演算回路部からの出力を入力としてオア演算を行い、前記第1パターンデータに応じた前記PWM信号を出力するオア演算回路とを備え、
前記位相調整回路は、前記第2パターンデータの一部のビットを第1位相で出力し、前記第2パターンデータの他の一部のビットを、前記第1位相を基準として前記第1周期のM(Mは1〜(N−1)の整数)倍の位相差を持つ第2位相で出力するPWM信号生成装置。
N first pulse signals [n] each having the same pulse width, a second period N (N is an integer greater than or equal to 2) times the first period, and phases sequentially different in units of the first period. A signal generation circuit for generating (n = 1, 2,..., N);
N-bit parallel data that is updated every second period, and first pattern data that respectively sets the logic level of the PWM signal in the N interval in the second period;
A phase adjustment circuit that receives the first pattern data, adjusts the phase of each bit, and then outputs N-bit second pattern data;
N AND operation circuits to which the second pattern data and the N first pulse signals [n] are input are included, and each of the N first pulse signals [n] is used as the second pattern data. A first AND operation circuit portion that selectively outputs based on the first AND operation circuit portion;
An OR operation circuit that performs an OR operation using the output from the first AND operation circuit unit as an input, and outputs the PWM signal according to the first pattern data;
The phase adjustment circuit outputs a part of the bits of the second pattern data in a first phase, and outputs the other part of the bits of the second pattern data in the first period with reference to the first phase. A PWM signal generation device that outputs in a second phase having a phase difference of M (M is an integer of 1 to (N-1)) times.
請求項1記載のPWM信号生成装置において、
前記N個の第1パルス信号[n]は、前記第1周期のパルス幅を持ち、
前記PWM信号生成装置は、第2アンド演算回路部をさらに備え、
前記オア演算回路は、前記第1アンド演算回路部の出力に加えて、さらに、前記第2アンド演算回路部の出力を入力としてオア演算を行い、
前記信号生成回路は、さらに、前記第1周期の2倍のパルス幅と、前記第2周期と、それぞれ、前記N個の第1パルス信号[n]と同じ位相とを持つN個の第2パルス信号[n]を生成し、
前記第2アンド演算回路部は、前記N個の第2パルス信号[n]が入力されるN個のアンド演算回路を含み、前記第1アンド演算回路部が第1パルス信号[k](kは1〜Nの整数)と第1パルス信号[k+1]を順次出力する際に第2パルス信号[k]を出力するPWM信号生成装置。
The PWM signal generation device according to claim 1,
The N first pulse signals [n] have a pulse width of the first period,
The PWM signal generation device further includes a second AND operation circuit unit,
In addition to the output of the first AND operation circuit unit, the OR operation circuit further performs an OR operation using the output of the second AND operation circuit unit as an input,
The signal generation circuit further includes N second pulses having a pulse width twice as long as the first period, and the second period, each having the same phase as the N first pulse signals [n]. Generating a pulse signal [n],
The second AND operation circuit unit includes N AND operation circuits to which the N second pulse signals [n] are input, and the first AND operation circuit unit includes the first pulse signal [k] (k Is an integer from 1 to N) and a PWM signal generator that outputs the second pulse signal [k] when the first pulse signal [k + 1] is sequentially output.
請求項2記載のPWM信号生成装置において、
前記第1パターンデータにおける隣接する2ビットが共に第1論理レベルである場合を検出し、当該検出結果に基づきNビットの第3パターンデータを生成する第1パターンデータ生成回路をさらに備え、
前記位相調整回路は、さらに、前記第3パターンデータを受け、各ビットの位相を調整したのちNビットの第4パターンデータを出力し、
前記第4パターンデータは、前記第2アンド演算回路部内の前記N個のアンド演算回路に入力されるPWM信号生成装置。
The PWM signal generation device according to claim 2,
A first pattern data generation circuit for detecting a case in which two adjacent bits in the first pattern data are both at the first logic level and generating N-bit third pattern data based on the detection result;
The phase adjustment circuit further receives the third pattern data, adjusts the phase of each bit, and then outputs N-bit fourth pattern data,
The fourth pattern data is a PWM signal generation device that is input to the N AND operation circuits in the second AND operation circuit unit.
請求項3記載のPWM信号生成装置において、
前記第2位相と前記第1位相は、前記第2周期の半周期分の位相差を持ち、
前記位相調整回路は、前記第2パターンデータの一部のビットに前記第1位相を持たせ、当該一部のビットを除く残りのビット全てに前記第2位相を持たせるPWM信号生成装置。
The PWM signal generation device according to claim 3, wherein
The second phase and the first phase have a phase difference corresponding to a half cycle of the second cycle,
The PWM signal generation device, wherein the phase adjusting circuit gives the first phase to some bits of the second pattern data and gives the second phase to all the remaining bits except the some bits.
請求項1記載のPWM信号生成装置において、
前記N個の第1パルス信号[n]は、前記第1周期の2倍のパルス幅を持つPWM信号生成装置。
The PWM signal generation device according to claim 1,
The N first pulse signals [n] are PWM signal generation devices having a pulse width twice as large as the first period.
請求項5記載のPWM信号生成装置において、
第3アンド演算回路部をさらに備え、
前記オア演算回路は、前記第1アンド演算回路部の出力に加えて、さらに、前記第3アンド演算回路部の出力を入力としてオア演算を行い、
前記信号生成回路は、さらに、前記第1周期のパルス幅と、前記第2周期と、それぞれ、前記N個の第1パルス信号[n]と同じ位相とを持つN個の第3パルス信号[n]を生成し、
前記第1アンド演算回路部は、前記オア演算回路に前記第1周期の2倍以上のパルス幅を持つ前記PWM信号を出力させる場合に前記N個の第1パルス信号[n]の中の所定の前記第1パルス信号[n]を出力し、
前記第3アンド演算回路部は、前記N個の第3パルス信号[n]が入力されるN個のアンド演算回路を含み、前記オア演算回路に前記第1周期のパルス幅を持つ前記PWM信号を出力させる場合に前記N個の第3パルス信号[n]の中の所定の1個を出力するPWM信号生成装置。
The PWM signal generation device according to claim 5, wherein
A third AND operation circuit unit;
In addition to the output of the first AND operation circuit unit, the OR operation circuit further performs an OR operation using the output of the third AND operation circuit unit as an input,
The signal generation circuit may further include N third pulse signals [having a pulse width of the first period, a second period, and the same phase as the N first pulse signals [n], respectively. n],
The first AND operation circuit unit is configured to select a predetermined one of the N first pulse signals [n] when causing the OR operation circuit to output the PWM signal having a pulse width more than twice the first period. The first pulse signal [n] of
The third AND operation circuit unit includes N AND operation circuits to which the N third pulse signals [n] are input, and the PWM signal having the pulse width of the first period in the OR operation circuit. A PWM signal generation device that outputs a predetermined one of the N third pulse signals [n].
請求項6記載のPWM信号生成装置において、
前記第1パターンデータにおける隣接する3ビットが順に、第1論理レベル、第2論理レベル、前記第1論理レベルである場合を検出し、当該検出結果に基づきNビットの第5パターンデータを生成する第2パターンデータ生成回路をさらに備え、
前記位相調整回路は、さらに、前記第5パターンデータを受け、各ビットの位相を調整したのちNビットの第6パターンデータを出力し、
前記第6パターンデータは、前記第3アンド演算回路部内の前記N個のアンド演算回路に入力されるPWM信号生成装置。
The PWM signal generation device according to claim 6, wherein
The case where the adjacent three bits in the first pattern data are sequentially the first logic level, the second logic level, and the first logic level is detected, and N-bit fifth pattern data is generated based on the detection result. A second pattern data generation circuit;
The phase adjustment circuit further receives the fifth pattern data, adjusts the phase of each bit, and then outputs N-bit sixth pattern data,
The sixth pattern data is a PWM signal generation device that is input to the N AND operation circuits in the third AND operation circuit unit.
請求項5記載のPWM信号生成装置において、さらに、
第4アンド演算回路部と、
前記第1アンド演算回路部と前記オア演算回路の間に挿入され、前記第1アンド演算回路部から選択的に出力される前記第1パルス信号[n]の中の第1パルス信号[k](kは1〜Nの整数)を対象としてパルス幅を削減し、前記第1パルス信号[k]を除く前記第1パルス信号[n]と、前記パルス幅を削減した前記第1パルス信号[k]とを前記オア演算回路に出力するパルス幅変更回路とを備え、
前記第4アンド演算回路部は、前記N個の第1パルス信号[n]が入力されるN個のアンド演算回路を含み、前記パルス幅変更回路に前記第1パルス信号[k]のパルス幅を削減させる場合に第1パルス信号[k+1]を出力し、
前記パルス幅変更回路は、前記第1アンド演算回路部からの前記第1パルス信号[k]と前記第4アンド演算回路部からの前記第1パルス信号[k+1]との論理演算を行うことで前記第1パルス信号[k]のパルス幅を削減するPWM信号生成装置。
The PWM signal generation device according to claim 5, further comprising:
A fourth AND operation circuit unit;
The first pulse signal [k] in the first pulse signal [n] inserted between the first AND operation circuit unit and the OR operation circuit and selectively output from the first AND operation circuit unit. (K is an integer of 1 to N), the pulse width is reduced, the first pulse signal [n] excluding the first pulse signal [k], and the first pulse signal [ k] and a pulse width changing circuit for outputting to the OR operation circuit,
The fourth AND operation circuit unit includes N AND operation circuits to which the N first pulse signals [n] are input, and the pulse width changing circuit has a pulse width of the first pulse signal [k]. The first pulse signal [k + 1] is output when
The pulse width changing circuit performs a logical operation on the first pulse signal [k] from the first AND operation circuit unit and the first pulse signal [k + 1] from the fourth AND operation circuit unit. A PWM signal generator for reducing a pulse width of the first pulse signal [k].
請求項8記載のPWM信号生成装置において、
前記第1パターンデータにおける隣接する2ビットが順に、第1論理レベル、第2論理レベルである場合を検出し、当該検出結果に基づきNビットの第7パターンデータを生成する第3パターンデータ生成回路をさらに備え、
前記位相調整回路は、さらに、前記第7パターンデータを受け、各ビットの位相を調整したのちNビットの第8パターンデータを出力し、
前記第8パターンデータは、前記第4アンド演算回路部内の前記N個のアンド演算回路に入力されるPWM信号生成装置。
The PWM signal generation device according to claim 8, wherein
A third pattern data generation circuit that detects a case where two adjacent bits in the first pattern data are sequentially at a first logic level and a second logic level, and generates N-bit seventh pattern data based on the detection result Further comprising
The phase adjustment circuit further receives the seventh pattern data, adjusts the phase of each bit, and then outputs N-bit eighth pattern data,
The eighth pattern data is a PWM signal generation device that is input to the N AND operation circuits in the fourth AND operation circuit unit.
それぞれ、第1周期のN(Nは2以上の整数)倍の第2周期と、前記第1周期の2倍のパルス幅と、前記第1周期を単位として順に異なる位相とを持つN個の第1パルス信号[n](n=1,2,…,N)を生成する信号生成回路と、
前記第2周期毎に更新されるNビットのパラレルデータであり、前記第2周期内のN区間におけるPWM信号の論理レベルをそれぞれ設定する第1パターンデータと、
前記第1パターンデータにおける隣接する2ビットが順に、第1論理レベル、第2論理レベルである場合を検出し、当該検出結果に基づきNビットの第3パターンデータを生成するパターンデータ生成回路と、
前記第1パターンデータを受け、各ビットの位相を調整したのちNビットの第2パターンデータを出力し、前記第3パターンデータを受け、各ビットの位相を調整したのちNビットの第4パターンデータを出力する位相調整回路と、
前記N個の第1パルス信号[n]のそれぞれを前記第2パターンデータに基づいて選択的に出力する第1選択回路部と、
前記N個の第1パルス信号[n]のそれぞれを前記第4パターンデータに基づいて選択的に出力する第2選択回路部と、
前記第1選択回路部から選択的に出力される前記第1パルス信号[n]を受け、前記第1パルス信号[n]の中の第1パルス信号[k](kは1〜Nの整数)を対象に、前記第2選択回路部からの第1パルス信号[k+1]を用いた論理演算を行うことで、前記第1パルス信号[k]のパルス幅を前記第1周期の2倍から前記第1周期に削減し、前記第1パルス信号[k]を除く前記第1パルス信号[n]と、前記パルス幅を削減した前記第1パルス信号[k]とを出力するパルス幅変更回路と、
前記パルス幅変更回路からの出力を入力としてオア演算を行い、第1パターンデータに応じた前記PWM信号を出力するオア演算回路と、
を備え
前記位相調整回路は、前記第2パターンデータの一部のビットを第1位相で出力し、前記第2パターンデータの他の一部のビットを、前記第1位相を基準として前記第1周期のM(Mは1〜(N−1)の整数)倍の位相差を持つ第2位相で出力し、前記第4パターンデータの一部のビットを前記第1位相で出力し、前記第4パターンデータの他の一部のビットを前記第2位相で出力する、
PWM信号生成装置。
N pieces each having a second period N (N is an integer greater than or equal to 2) times the first period, a pulse width twice the first period, and different phases in order of the first period. A signal generation circuit for generating a first pulse signal [n] (n = 1, 2,..., N);
N-bit parallel data that is updated every second period, and first pattern data that respectively sets the logic level of the PWM signal in the N interval in the second period;
A pattern data generation circuit for detecting a case where two adjacent bits in the first pattern data are sequentially at a first logic level and a second logic level, and generating N-bit third pattern data based on the detection result;
After receiving the first pattern data and adjusting the phase of each bit, the second pattern data of N bits is output, and after receiving the third pattern data and adjusting the phase of each bit, the fourth pattern data of N bits A phase adjustment circuit that outputs
A first selection circuit that selectively outputs each of the N first pulse signals [n] based on the second pattern data;
A second selection circuit unit that selectively outputs each of the N first pulse signals [n] based on the fourth pattern data;
The first pulse signal [n] selectively output from the first selection circuit unit is received, and the first pulse signal [k] (k is an integer of 1 to N) in the first pulse signal [n]. ), By performing a logical operation using the first pulse signal [k + 1] from the second selection circuit unit , the pulse width of the first pulse signal [k] is reduced from twice the first period. A pulse width change circuit that outputs the first pulse signal [n] except for the first pulse signal [k], and the first pulse signal [k] with the pulse width reduced, which is reduced in the first period. When,
OR operation with the output from the pulse width changing circuit as input, and OR operation circuit for outputting the PWM signal according to the first pattern data;
Equipped with a,
The phase adjustment circuit outputs a part of the bits of the second pattern data in a first phase, and outputs the other part of the bits of the second pattern data in the first period with reference to the first phase. M (M is an integer of 1 to (N-1)) times as a second phase having a phase difference, a part of bits of the fourth pattern data is output in the first phase, and the fourth pattern Outputting some other bits of data in the second phase;
PWM signal generator.
それぞれ、第1周期のパルス幅と、前記第1周期のN(Nは2以上の整数)倍の第2周期と、前記第1周期を単位として順に異なる位相とを持つN個の第1パルス信号[n](n=1,2,…,N)と、それぞれ、前記第1周期の2倍のパルス幅と、前記第2周期と、前記N個の第1パルス信号[n]と同じ位相とを持つN個の第2パルス信号[n]とを生成する信号生成回路と、
前記第2周期毎に更新されるNビットのパラレルデータであり、前記第2周期内のN区間におけるPWM信号の論理レベルをそれぞれ設定する第1パターンデータと、
前記第1パターンデータにおける隣接する2ビットが共に第1論理レベルである場合を検出し、当該検出結果に基づきNビットの第2パターンデータを生成するパターンデータ生成回路と、
前記第1パターンデータを受け、各ビットの位相を調整したのちNビットの第3パターンデータを出力し、前記第2パターンデータを受け、各ビットの位相を調整したのちNビットの第4パターンデータを出力する位相調整回路と、
前記N個の第1パルス信号[n]のそれぞれを前記第2パターンデータに基づいて選択的に出力する第1選択回路部と、
前記第1選択回路部が第1パルス信号[k](kは1〜Nの整数)と第1パルス信号[k+1]を順次出力する際に第2パルス信号[k]を出力する第2選択回路部と、
前記第1および第2選択回路部からの出力を入力としてオア演算を行い、前記第1パターンデータに応じた前記PWM信号を出力するオア演算回路と
を備え、
前記位相調整回路は、前記第3パターンデータの一部のビットを第1位相で出力し、前記第3パターンデータの他の一部のビットを、前記第1位相を基準として前記第1周期のM(Mは1〜(N−1)の整数)倍の位相差を持つ第2位相で出力し、前記第4パターンデータの一部のビットを前記第1位相で出力し、前記第4パターンデータの他の一部のビットを前記第2位相で出力する、
PWM信号生成装置。
N first pulses each having a pulse width of the first period, a second period N (N is an integer greater than or equal to 2) times the first period, and different phases in order of the first period. The same as the signal [n] (n = 1, 2,..., N), the pulse width twice the first period, the second period, and the N first pulse signals [n], respectively. A signal generation circuit for generating N second pulse signals [n] having a phase;
N-bit parallel data that is updated every second period, and first pattern data that respectively sets the logic level of the PWM signal in the N interval in the second period;
A pattern data generation circuit that detects a case in which two adjacent bits in the first pattern data are both at the first logic level, and generates N-bit second pattern data based on the detection result;
The first pattern data is received, the phase of each bit is adjusted, N-bit third pattern data is output, the second pattern data is received, the phase of each bit is adjusted, and then the N-bit fourth pattern data A phase adjustment circuit that outputs
A first selection circuit that selectively outputs each of the N first pulse signals [n] based on the second pattern data;
Second selection for outputting the second pulse signal [k] when the first selection circuit unit sequentially outputs the first pulse signal [k] (k is an integer of 1 to N) and the first pulse signal [k + 1]. A circuit section;
An OR operation circuit that performs an OR operation using outputs from the first and second selection circuit units as inputs, and outputs the PWM signal according to the first pattern data ;
With
The phase adjustment circuit outputs a part of the bits of the third pattern data in a first phase, and outputs the other part of the bits of the third pattern data in the first period based on the first phase. M (M is an integer of 1 to (N-1)) times as a second phase having a phase difference, a part of bits of the fourth pattern data is output in the first phase, and the fourth pattern Outputting some other bits of data in the second phase;
PWM signal generator.
請求項11記載のPWM信号生成装置において、
前記第2位相と前記第1位相は、前記第2周期の半周期分の位相差を持ち、
前記位相調整回路は、前記第3パターンデータの一部のビットに前記第1位相を持たせ、当該一部のビットを除く残りのビット全てに前記第2位相を持たせ、前記第4パターンデータの一部のビットに前記第1位相を持たせ、当該一部のビットを除く残りのビット全てに前記第2位相を持たせるPWM信号生成装置。
The PWM signal generation device according to claim 11 ,
The second phase and the first phase have a phase difference corresponding to a half cycle of the second cycle,
The phase adjusting circuit gives the first phase to a part of the bits of the third pattern data, and gives the second phase to all the remaining bits except the part of the fourth pattern data. A part of the bits having the first phase, and the remaining bits other than the part of the bits have the second phase.
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