JPH03239009A - タイミング信号発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はタイミング信号発生器に関し、特に入力した基
本クロック信号の２倍の周波数のクロック信号に同期し
た複数のタイミング信号を発生するとともに、その発生
タイミングをタイミング信号のタイミングに対応した時
間で任意に設定することが可能なタイミング発生器に関
する。

〔従来の技術〕

情報処理等に必要なタイミング信号の発生するタイミン
グ信号発生器はよく知られている。

従来、この種のタイミング信号発生器の基本タイミング
発゛生回路は、基本タロツク信号をシフトクロックとし
たシフトレジスタ構成となっていた。

７段のシフトレジスタの回路例を第６図に示す。

第６図は縦続接続した８個のＤ型フリップフロップ回路
ＦＦ１〜ＦＦ８で７段のシフトレジスタを形成し、１個
のクロックＭと、クロックＭに同期したスタートパルス
Ｍ、リセットパルスＭを入力としてＴＭＯ−７Ｍ７のタ
イミング信号の出力する。

第７図は第６図の基本タイミング発生回路の入出力タイ
ミングチャートであり、タイミング信号ＴＭＯ〜ＴＭ７
がクロックＭの周期Ｔで吹成に出力される状態を示して
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のタイミング信号発生器の基本タイミング
発生回路は、周波数ｆの基本タロツクをシフトクロック
としたシフトレジスタ構成となつタイミングクロックを
生成するので、基本クロックの周波数を２倍としたＴ／
２刻みのタイミングクロックを生成しようとして周波数
２ｆの基本クロックとする場合、■、使用している論Ｉ
Ｎ！ＩＣの性能上の制約から周波数２ｆのクロックを使
用できないことがある。■、使用している論理ＩＣの性
能は、周波数２ｆのクロックを使用できたとしても、基
本タイミング発生回路の消費電力が２倍になってしまい
電力の制約上使用できないことがある。■、■と同様に
２ｆクロツクを使用できても、そのクロックがかなり高
周波となり、従来のプリント基板設計手法ではうまく信
号伝達ができないことがあり、また高周波を使用するこ
とによりノイズ抑制に新たな問題を提起するといった、
さまざまな欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、周波数ｆのクロ
ックで基本タロツクの周波数を実効的に２ｆとし、Ｔ／
２刻みのタイミングブロックを任意のタイミング信号の
タイミングに対応して任意に設定可能なタイミング信号
発生器を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のタイミング信号発生器は、周期Ｔの第１のクロ
ックと前記第１のクロックの極性を反転した第２のクロ
ックを周期Ｔ／２で交互にシフトクロックとして供給す
るシフトレジスタで相互の間隔がＴ／２で相続く複数の
タイミング信号列を基本タイミング信号として発生する
複数の基本タイミング発生回路と、前記複数の基本タイ
ミング発生回路のそれぞれの出力する前記タイミング信
号列を受けて出力するとともに前記タイミング信号列に
含まれる任意のタイミング信号の立上りタイミングを選
択し前記立上りタイミングで次段の前記基本タイミング
発生回路の動作開始パルスとしてのスタートパルスを発
生して出力する複数のタイミング信号選択回路と、周期
Ｔの基本クロックを入力して前記第１のクロックおよび
第２のクロックを出力するとともに前記スタートパルス
の立上りタイミングに対応して前記第１もしくは第２の
クロックのいずれかの立上りを合致させて前記スタート
パルスの立上りタイミングから遅滞なく前記基本タイミ
ング発生回路から前記タイミング信号列を出力せしめる
複数のクロック信号切替回路と、外部指令を受けて首記
スタートパルスの発生タイミングを前記タイミング信号
列に含まれるタイミング信号のいずれかの立上りタイミ
ングとして選択指定するタイミング選択信号を出力する
複数のタイミング信号選択器と、前記クロック信号切替
回路の出力する第１のクロックおよび第２のクロックの
極性を決定するクロック選択信号を前記スタートパルス
が前記基本クロックの立上りエツジに同期したものであ
るか立下りエツジに同期したものであるかにもとづいて
設定する複数のクロック選択信号発生回路とを備えて構
成される。

また、本発明のタイミング信号発生器は、前記クロック
選択信号発生回路の発生する前記クロック選択信号が、
前段のクロック選択信号発生回路の出力するクロック選
択信号と前段の前記タイミング信号選択器の出力する前
記タイミング選択信号とにもとづいて発生する構成を有
する。

〔実施例〕

次に、図面を参照して本発明を説明する。

第１図は本発明のタイミング信号発生器の一実施例の構
成図である。第１図に示す実施例は、４つのタイミング
信号列を得る場合の構成を例とし、それぞれの発生タイ
ミングが異る４つのタイミング信号列（１）〜（４）を
発生する４つの基本タイミング発生回路１〜４と、基本
タイミング発生回路１〜４の出力する基本タイミング信
号列（１）〜（４）を受けてこれを出力するとともに、
これら基本タイミング信号列に含まれる任意の基本タイ
ミング信号の立上りのタイミングに同期したスタートパ
ルスを発生して後段の基本タイミング発生回路に供給す
る４つのタイミング信号選択回路１１〜１４と、周期Ｔ
の基本クロックを受けつつ基本タイミング発生回路１〜
４にそれぞれ周期Ｔの第１のクロック信号としてのクロ
ックＡと、このクロックＡの極性を反転した第２のクロ
ックとしてのクロックＢをＴ／２の繰返し周期で交互に
送出する４つのクロック信号切替回路２１〜２４と、ク
ロック信号切替回路２１〜２４の交互に出力するクロッ
クＡ、Ｈの極性を、基本タイミング信号発生回路１〜４
に供給されるスタートパルスと基本クロックの立上りお
よび立下りエツジの周期状態に対応して決定させるクロ
ック選択信号を発生する４つのクロック選択信号発生回
路３１〜３４と、タイミング信号選択回路１１〜１４の
それぞれが出力するスタートパルスのタイミングをタイ
ミング信号列（１）〜（４）に含まれる任意のタイミン
グ信号の立上りのタイミングと同期させるようにするた
め、当該タイミング信号が先頭タイミング信号がら何個
臼にあたりかを指定するタイミング選択信号を出力する
４つのタイミング信号選択器４１〜４４とを備えて成る
。

次に第１図の実施例の動作について説明する。

基本タイミング信号発生回路１〜４はそれぞれ、複数個
のタイミング信号の時間系列としてのタイミング信号列
（１）〜（４）を出力する。第２図は第１図の実施例の
基本タイミング信号発生回路１〜４の回路図である。第
２図は８個のＤ型フリップフロップ回路ＦＦＩ〜ＦＦ８
を縦続接続して戒るシフトレジスタで、周期Ｔのクロッ
クＡと、クロックＡの極性を反転したクロックＢを交互
に２段以後のフリップフロップ回路のクロック入力に供
給し、スタートパルスによりＴ／２ずつシフトして出力
する８個のタイミング信号ＴＯ，Ｔｌ・・・Ｔ７を得る
。すなわち、クロックＡとクロックＢでＴ／２周期２周
波数２ｆで駆動されるシフトレジスタと等価なタイミン
グ信号を出力する。

スタートパルスは、初段の基本タイミング発生回路１を
除き、前段のタイミング信号選択回路１１〜１３から提
供され、このスタートパルスのタイミングによってタイ
ミング信号Ｔｏの発生タイミングが決定される。このス
タートパルスは、タイミング信号ＴｏからＴ７までの８
個のいずれがをタイミング信号選択器４１〜４４がら３
ビツト構成のタイミング選択信号で指定し、その立上り
に同期して発生タイミングが決定される。従って、本実
施例では、８種の立上りタイミングの設定が任意に選択
可能であり、基本タイミング信号列（１）〜（４）は、
このように発生タイミングの異る同一の４つのタイミン
グ信号列と、して提供されたものである。

第３図は第１図の実施例のタイミング信号列（１１のタ
イミングチャートであり、この例の場合のスタートパル
スの立上りはクロックＡの立上りエツジと同期したタイ
ミングで出力される。

第１図において、タロツク選択信号発生回路３１は出力
としてハイレベルのクロック選択信号を出力し、クロッ
ク信号切替回路２１に供給する。

クロック信号切替回路２１は、入力したクロック選択信
号と外部から受ける周波数ｆ１周期Ｔの基本クロックか
ら第３図に示すクロックＡと、クロックＡの極性を反転
したクロックＢを発生し、基本タイミング発生回路１に
供給する。基本タイミング発生回路１は、クロックＡに
同期したタイミングでスタートパルスを発生しタイミン
グ信号列（１）を発生する。

次に、次段以降の動作についてタイミング信号列（２１
を代表として採り上げ、本実施例の代表的動作を説明す
る。

タイミング信号選択器４１は、外部指令によりタイミン
グ信号列（２１の所望の発生タイミングを設定するため
の３ビツトデータを発生し、ＴＯからＴ７までのいずれ
かのタイミング信号を選択してその立上りタイミングを
指定し、タイミング選択回路１１から上述した立上りタ
イミングに同期したスタートパルスを発生させる。

クロック選択信号発生回路３２は、前段のクロック選択
信号発生回路３１の出力するクロック選択信号と、タイ
ミング信号選択器４１の出力する３ビツトデータの最下
位ビット（ＬＳＢ）をセレクトＬＳＢとして入力し、こ
れら入力にもとづいてクロック信号切替回路２２から基
本タイミング発生回路２に供給するクロックＡ、クロッ
クＢの極性をスタートパルスの立上りタイミングにもと
づいて決定する。

このことは、タイミング信号選択回路１１によって選択
されたタイミング信号のタイミングにもとづいて生成す
るスタートパルスで基本タイミング発生回路をスタート
させる場合、スタートパルスが基本タロツクの立上りエ
ツジに同期した信号であるか、立下りエツジに同期した
信号であるかに応じ、タイミング信号Ｔ１を出力するＤ
型フリップフロップのシフトクロック以降の順番を入れ
替えるためのものである。スタート信号が基本クロック
の立上りエツジに同期した信号の場合、タイミング信号
Ｔ１を出力するフリップフロップのシフトクロックは、
基本クロックと逆極性にし、スタート信号が基本クロッ
クの立下りエツジに同期した信号の場合、タイミング信
号Ｔ１を出力するフリップフロップのシフトクロックは
基本クロックと同極性にすることにより基本周期Ｔの１
／２時間のＴ／２のタイミングのずれを防止することを
目的とするものである。

第４図は第１図の実施例のクロック選択信号発生回路３
１〜３４の回路図であり、２個のＡＮＤゲート３０１，
３０２と、ＯＲゲート３０３と、２個のインバータ３０
４，３０５を備えて成り、入力には前段のクロック選択
信号発生回路の出力するクロック選択信号と、前段のタ
イミング信号選択器の出力する３ビツトデータの最下位
ビットであるセレクトＬＳＢが供給される。

タイミング信号選択回路１１は、タイミング信号選択器
４１の出力する３ビツト構成の２進データの示すＯから
８までの値に応じてＴｏからＴ７までのいずれかのタイ
ミング信号の立上りのタイミングに同期してスタートパ
ルスを出力する。

クロック選択信号発生回路３２は、クロック信号切替回
路２１に供給されるクロック選択信号とタイミング信号
選択回路１１に供給されるタイミング選択信号の最下位
ビットとの組合せでタイミング信号選択回路１１に入力
するタイミング信号列（１）から選択されるタイミング
信号と、このタイミング信号の立上りのタイミングに同
期して形成されるスタートパルスが、基本タロツクの立
上りエツジに同期しているか、立下りエツジに同期して
いるかを判別することができる。つまり、前段のクロッ
ク信号切替回路２１へ入力するクロック選択信号によっ
て前段の基本タイミング発生回路１のタイミング信号Ｔ
１を出力する第２図に示すフリップフロップ回路ＦＦ２
のクロック極性が決まり、このタイミング信号から何番
目のタイミング信号をスタートパルスのタイミング設定
用に選択するかをタイミング選択器４１の出力するタイ
ミング信号で設定するが、この設定値が偶数が奇数かに
よって選択されるタイミング信号の同期クロックがタイ
ミング信号Ｔ１を出力するフリップフロップ回路ＦＦ２
のクロックと同極性であるが逆極性であるががわがる。

従って、クロック選択信号発生器４１は、前段のクロッ
ク選択信号発生器３１の出力するクロック選択信号と前
段のタイミング信号選択器４１の出力する最下位ビット
のセレクトＬＳＢの示す０．１による偶数、奇数情報に
もとづいてその段のクロック信号切替回路２２に指定す
べきクロックの極性を決定できる。

第４図において、仮りにクロック選択信号がハイレベル
、セレクトＬＳＢがロウレベルであるとすると、ＯＲゲ
ート３０３がらはハイレベルのクロック選択信号が出力
され、クロック信号切替回路２２に供給される。

第５図（Ａ）は第１図の実施例のクロック信号切替回路
２１〜２４の回路図、第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）の入
出力を示す図である。

第５図（Ａ）のクロック信号切替回路２１〜２４は、イ
ンバータ２０１〜２０３、バッファ２０４．２０５を備
えて成り、インバータ２０２とバッファ２０４はインバ
ータ２０１の出力で動作のオン・オフをスイッチングさ
れ、インバータ２０３とバッファ２０５はクロック選択
信号で動作のオン・オフをスイッチングされる。

いま、クロック選択信号がハイレベルであると、インバ
ータ２０２とバッファ２０４の動作はオフ状態となり、
インバータ２０３とバッファ２０５がクロック選択信号
でオン状態に制御され、インバータ２０３からは基本ク
ロックを反転したものがクロックＡとして出力され、バ
ッファ２０５からは基本クロックそのものがクロックＢ
として出力され、いずれにも基本タイミング発生回路２
に供給される。このようにしてクロックＡとクロックＢ
の極性を決定することにより、基本タイミング発生回路
２は、入力するスタートパルスの立上りのタイミングか
ら遅滞することなくタイミング信号列（■を出力するこ
とができ、基本クロックの周期Ｔの１／２の遅延を防止
することができる。

第５図（Ｂ）は第５図（Ａ）の動作を表記して示す図で
あり、クロック選択信号がＨ（ハイレベル）のときは、
クロックＡとしては基本クロックの極性を反転した逆極
性基本クロックＣＬＫが、またクロックＢとしては基本
クロックＣＬＫが出力され、クロック選択信号がＬ（ロ
ウレベル〉のときは、上述した極性関係が逆転する動作
内容を示している。

こうして、各基本タイミング発生回路から出力するタイ
ミング信号列（１）〜（４）のうちタイミング信号列（
ト１）に対しては、タイミング信号列（１）に対しタイ
ミング信号Ｔ１〜Ｔ７のいずれかの立上りタイミングに
対応した時間シフトを任意に設定して、しかもスタート
パルスがら遅滞することなく発生させることが可能とな
る。

〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、基本クロック発生回路を
構成するシフトレジスタのフリップフロップ回路のシフ
トクロック入力に、正極性と逆極性の基本クロックを各
段フリップフロップ回路に交互に入力することにより、
基本クロックの２倍の周波数を入力とする基本クロック
発生回路と同等の時間間隔のタイミングを容易に生成で
き、これによって従来の約１／２程度に消費電力を軽減
できる効果がある。この発明をＬＳＩの設計に用いるこ
とにより、従来の回路方式では消費電力及び最高動作周
波数の制限から実現できなかった細かい時間間隔を基準
とした基本タイミング生成器を製造でき、また従来の１
／２の周波数入力で従来と同等のタイミングが生成でき
るため、その回路の信頼性が大幅に改善される効果があ
る６

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタイミング信号発生器の一実施例の構
成図、第２図は第１図の実施例の基本タイミング発生回
路１〜４の回路図、第３図は第１図の実施例におけるタ
イミング信号列（１）のタイミングチャート、第４図は
第１図の実施例のクロッり選択信号発生回路３１〜３４
の回路図、第５図（Ａ）は第１図の実施例のクロック信
号切替回路２１〜２４の回路図、第５図（Ｂ）は第５図
（Ａ）の入出力の論理内容を示す図、第６図は従来のタ
イミング信号発生器の基本タイミング発生回路の構成国
、第７図は第５図の基本タイミング発生回路によるタイ
ミング信号の発生タイミングを説明するためのタイミン
グチャートである。 １〜４・・・基本タイミング発生回路、２１〜２４・・
・クロック信号切替回路、３１〜３４・・・クロック選
択信号発生回路、４１〜４４・・・タイミング信号選択
器、２０１〜２０３・・・インバータ、２０４゜２０５
・・・バッファ、３０１，３０２・・・ＡＮＤゲート、
３０３・・・ＯＲゲート、３０４，３０５・・・インバ
ータ、ＦＦ１〜ＦＦ８・・・Ｄ型フリップフロップ回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、周期Ｔの第１のクロックと前記第１のクロックの極
   性を反転した第２のクロックを周期Ｔ／２で交互にシフ
   トクロックとして供給するシフトレジスタで相互の間隔
   がＴ／２で相続く複数のタイミング信号列を基本タイミ
   ング信号として発生する複数の基本タイミング発生回路
   と、前記複数の基本タイミング発生回路のそれぞれの出
   力する前記タイミング信号列を受けて出力するとともに
   前記タイミング信号列に含まれる任意のタイミング信号
   の立上りタイミングを選択し前記立上りタイミングで次
   段の前記基本タイミング発生回路の動作開始パルスとし
   てのスタートパルスを発生して出力する複数のタイミン
   グ信号選択回路と、周期Ｔの基本クロックを入力して前
   記第１のクロックおよび第２のクロックを出力するとと
   もに前記スタートパルスの立上りタイミングに対応して
   前記第１もしくは第２のクロックのいずれかの立上りを
   合致させて前記スタートパルスの立上りタイミングから
   遅滞なく前記基本タイミング発生回路から前記タイミン
   グ信号列を出力せしめる複数のクロック信号切替回路と
   、外部指令を受けて前記スタートパルスの発生タイミン
   グを前記タイミング信号列に含まれるタイミング信号の
   いずれかの立上りタイミングとして選択指定するタイミ
   ング選択信号を出力する複数のタイミング信号選択器と
   、前記クロック信号切替回路の出力する第１のクロック
   および第２のクロックの極性を決定するクロック選択信
   号を前記スタートパルスが前記基本クロックの立上りエ
   ッジに同期したものであるか立下りエッジに同期したも
   のであるかにもとづいて設定する複数のクロック選択信
   号発生回路とを備えて成ることを特徴とするタイミング
   信号発生器。 ２、前記クロック選択信号発生回路の発生する前記クロ
   ック選択信号が、前段のクロック選択信号発生回路の出
   力するクロック選択信号と前段の前記タイミング信号選
   択器の出力する前記タイミング選択信号とにもとづいて
   発生することを特徴とする請求項１記載のタイミング信
   号発生器。