JPH04242322A - シングルチップマイクロコンピュータ - Google Patents

シングルチップマイクロコンピュータ

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JPH04242322A
JPH04242322A JP3015841A JP1584191A JPH04242322A JP H04242322 A JPH04242322 A JP H04242322A JP 3015841 A JP3015841 A JP 3015841A JP 1584191 A JP1584191 A JP 1584191A JP H04242322 A JPH04242322 A JP H04242322A
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JP3015841A
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Toyokatsu Nakajima
中島 豊勝
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/46Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
    • H03M1/462Details of the control circuitry, e.g. of the successive approximation register

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アナログ/デジタル
変換器(以下、A/D変換器と称す)に関し、詳しくは
A/D変換器を内蔵したシングルチップマイクロコンピ
ュータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4は従来の逐次比較型A/D変換器の
ブロック図である。図において、1はアナログ入力、2
は比較器、3は制御用のCPU、4は終了フラグ格納用
のレジスタ、5はSAR(逐次近似レジスタ)、6は基
準電圧発生器としてのDA変換器、7は割り込み要求信
号、8は比較用の基準電圧出力(Vref)である。こ
のA/D変換器は10ビットの変換器であり、また9は
デジタル並列出力信号、10はデータバスである。SA
R5には例えば10ビットのシフトレジスタ11を設け
、最高位から最低位ビット迄の比較段階を計数している
。比較ビットが進む毎に、シフトレジスタ11のカウン
ト値も右方へ増加し、10ビットの比較が終了すると桁
上がりのフラグFをレジスタ4に出力する。SAR5は
A/D変換終了後、割り込み信号7を出力する。
【0003】次に動作について、図5,図6のタイミン
グチャートを用いて説明する。上記逐次比較型A/D変
換器では、SAR5の最上位ビットより1ビットずつア
ナログ入力1と比較し、全ビットを比較し終わった時点
で終了フラグFをレジスタ4にセットし、必要な場合は
割り込み要求信号Eを出力する。図5は終了フラグFを
使用した場合のタイミングチャートの図である。CPU
3は自己のバスサイクル周期TのパルスCで終了フラグ
Fをポーリングし、終了を確認した後、デジタル信号(
変換結果)を読み出す。一方、A/D変換器のクロック
はパルスDに示すように同期tであり、シフトレジスタ
11はこのクロックスピードでシフトする。また、ポー
リングのパルスcの周期Tと上記クロックパルスDの同
期tとはT>2tの関係にあり、A/D変換器のクロッ
ク周波数は高くなっている。図6は割り込みを使用した
場合のタイミングチャート図である。A/D変換終了後
、割り込み要求信号Eが出力される。CPU3は必要な
レジスタ内容をスタックへ退避した後、割り込みルーチ
ンに分岐する。レジスタの退避には最小必要時間Pが費
やされ、そして割り込みルーチンの中でデジタル信号9
が読み出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来のA/D変換器は
以上のように構成されているので、図5のように終了フ
ラグFをバスサイクルでポーリングする場合、A/D変
換終了(10t)後,デジタル出力信号を読み出すまで
に最低でも1バスサイクル(1t)以上のディレイ時間
TD が発生する。先行の読出しパルスaでフラグFを
確認し、次の読出しパルスbで実際にデジタル信号9を
読み出すので、実際には周期T以上の遅れTD が発生
する。また、CPU3の命令体系によっては、終了フラ
グFの読み出し後、デジタル信号9を読み出すまでの間
にオペコードフェッチが入り、大きなディレイ時間にな
る場合もある。また、図6に示す割り込み要求信号Eを
使用する場合でも、レジスタ退避の最小パルス幅がPな
ので、さらに大きなディレイ時間TP が発生するとい
う問題があった。この発明は上記問題点を解消するため
になされたもので、前述のディレイ時間TD ,TP 
を可能なかぎり短くでき、A/D変換時間の短縮,即ち
高速のA/D変換を行なったのと同等な効果が得られる
A/D変換器を得ることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のA/D変換器は
、入力したアナログ信号を、数レベルの基準電圧に対応
した複数ビット信号と経時的に逐次比較してデジタル信
号を出力するアナログ/デジタル変換器において、前記
各ビット信号の比較が終了したことをビット毎に経時的
に検出するシフトレジスタと、これら検出した終了信号
を逐次記録し、そのうちの一つの終了信号を終了フラグ
として出力するセレクタと、このセレクタからの終了フ
ラグを記憶するフラグレジスタとを設けた。
【0006】
【作用】セレクタは先の終了信号をA/D変換の終了フ
ラグFとみなして実際の変換終了前にフラグレジスタに
セットする。これによりデジタルデータ信号の読み出し
を、ディレイ時間を短縮して実行できる。また、この先
の終了フラグFに同期させて早めに割り込み要求信号を
出力させる。これによりレジスタの退避が早めに終了す
るので、この場合もデジタル信号の読み出しを、ディレ
イ時間を短縮して実行できる。
【0007】
【実施例】以下、この発明の洗濯装置の一実施例を図1
ないし図3に基づいて説明する。尚、図4ないし図6の
従来例と同一又は相当する部分は同一符号を付し説明を
省略する。図1は本発明のA/D変換器のブロック構成
図であり、図において、13はセレクタ回路、14は終
了フラグ格納用のレジスタ、15はSAR(逐次近似レ
ジスタ)である。SAR15には例えば10ビットのシ
フトレジスタ11を設け、最高位から最低位ビット迄の
比較段階を計数している。比較ビットが進む(終了する
)毎に、シフトレジスタ11のカウント値も右方へ増加
し、図中左側が高位ビット、右側が低位ビットを示して
いる。シフトレジスタ11の0次ビットから桁上がり信
号iが、1次ビットから計数値“1”の信号jが、また
2次ビットから計数値“1”の信号kがセレクタ回路1
3に与えられる。セレクタ回路13はCPU3により制
御され、これら信号i,j,kのうち1つを終了フラグ
としてレジスタ14に出力する。セレクタ回路13は内
部レジスタiR,jR,kRを備え、シフトレジスタ1
1から計数値の信号i,j,kが検出され次第、この信
号を各レジスタiR,iR,kRに記録する。SAR1
5は割り込み要求信号7をA/D変換終了の少し先から
終了にかけて出力する。
【0008】次に動作を図2,図3に従って説明する。 上記逐次型A/D変換器では、SAR15の最上位の9
次ビットより1ビットずつアナログ入力1と比べ、デジ
タル変換を行なう。一方、A/D変換器のクロックはパ
ルスDに示すように同期tであり、シフトレジスタ11
はこのクロックスピードでシフトする。また、ポーリン
グのパルスcの周期Tと上記クロックパルスDの同期t
とはT>2tの関係にあり、A/D変換器のクロック周
波数は高くなっている。
【0009】図2において、CPU3は2次ビットの計
数値“1”の信号kをレジスタkRから選択するように
セレクタ回路13に指令する。これによりA/D変換終
了より2ビット前の信号kが終了フラグFとなってレジ
スタ14に2t時間終了前にセットされる。するとポー
リング用のパルスCの読出しパルスaが、まえもって立
てられたみなし終了フラグFを確認し、次の読出しパル
スbが現われるまでの時間Tの間に、A/D変換器は2
t時間かけて1次ビットと0次ビットの比較を行ない、
A/D変換は完全に終了する。A/D変換終了の時間と
次の読出しパルスbとは、極めて時間的に接近している
ので、短いディレイ時間TG (≪TD )の後にデジ
タル信号(変換結果)が読み出されることになる。
【0010】図2において、SAR15の内容はA/D
変換終了後に決定するが、終了フラグFはA/D変換終
了時より1バスサイクル前に確定したものとされている
。従って、A/D変換終了後、CPU3が変換結果を得
るまでの待ち時間は1バスサイクルT分短縮される。
【0011】上記第1の実施例によれば、終了フラグF
を1バスサイクルより前にセットすることにより、変換
結果読出しまでのディレイ時間を最小限にでき、A/D
変換時間を短縮するのと同じ効果が得られる。
【0012】なお、この第1の実施例では、1バスサイ
クル早めに終了フラグFをセットする場合を示したが、
これはCPU3が出力するポーリングパルスCの周期T
に応じ、A/D変換の実際の終了前(不定領域)にSA
R15の内容が読み出されることがない範囲で、出来る
だけ早くセットするようにする。また、上記実施例では
、A/D変換終了ビットと書いたが、A/D変換終了ビ
ットでも,A/D起動ビットでも同様の機能を有するも
のであれば良い。
【0013】次に図3のタイミングチャートに従って、
割り込み要求信号Hを使用する場合(第2の実施例)に
ついて説明する。この場合、CPU3は予め必要なレジ
スタの内容がスタックへ退避するために費やされる最小
必要時間Pを算出する。そしてCPU3はレジスタ退避
時間Pの範囲内で、SAR15に対して割り込み要求信
号Hを早めに出力させるよう指令を与える。割り込み要
求信号Hはみかけの又は実際のA/D変換終了後に出力
されるので、CPU3は時間Pの範囲内で、シフトレジ
スタ11のカウント値,例えば信号kを選択する。そし
てセレクタ回路13はCPU3により制御され、内部レ
ジスタkRの値が終了フラグFとみなされ、2t時間前
にフラグレジスタ14に記録される。このみなし終了フ
ラグFに基づいてCPU3はSAR15に2t時間分だ
け早めに割り込み要求信号Hを出力させる。するとレジ
スタの内容のスタックへの退避が早めに始まり、退避が
終了する頃A/D変換も終了していることになる。この
退避終了を確認したCPU3はバスサイクルの読出しパ
ルスCでデジタル信号9の読み出しを開始する。
【0014】レジスタの退避時間を最小に見積もった理
由は、退避終了までに確実にA/D変換も終了させるた
めである。この最小退避時間P分に先立って割り込み要
求信号Hを出力させれば、退避終了直後の読出しパルス
dでデジタル信号9を確実に読み出せるからである。こ
のときの読み出しまでの待ち時間TG は従来に比べて
大幅に短くなる。もし、最大退避時間PMAX 分先立
って割り込み要求信号Hを出力させた場合、実際の退避
時間がPMAX より短くなると、A/D変換未終了前
に読出しパルスCが発生し、デジタル信号9が不定のま
まとなることが発生するからである。
【0015】図3において、SAR15の内容は、A/
D変換終了後に確定するが、割り込み要求信号HはA/
D変換終了時より、CPU3がレジスタの内容をスタッ
クへ退避させるのに要する時間P分前に出力される。従
って、A/D変換終了後、CPU3が変換結果を得るま
での待ち時間TG はレジスタ退避に要する時間P分だ
け短縮される。
【0016】上記第2の実施例では、割り込み要求信号
Hを変換終了前に出力することにより、変換結果読出し
までのディレイ時間を最小限にでき、A/D変換時間を
短縮するのと同じ効果が得られる。
【0017】なお、上記第2の実施例では、CPU3が
レジスタの退避に要する時間P分前に割り込み要求信号
Hを出力する場合を示したが、これはCPU3が出力す
るポーリング用パルスCの周期Tに応じ、不定領域時に
SAR15の内容が読み出されることがない範囲で出来
るだけ早く出力してやれば良い。また、上記第2の実施
例では、割り込み要求信号の場合を示したが、これはC
PU又はDMAコントローラ等の他のモジュールにA/
D変換終了を伝える制御信号であれば何でも良い。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のA/D変
換器によれば、入力したアナログ信号を、数レベルの基
準電圧に対応した複数ビット信号と経時的に逐次比較し
てデジタル信号を出力するデジタル/アナログ変換器に
おいて、前記各ビット信号の比較が終了したことをビッ
ト毎に経時的に検出するシフトレジスタと、これら検出
した終了信号を逐次記録し、そのうちの一つの終了信号
を終了フラグとして出力するセレクタと、このセレクタ
からの終了フラグを記憶するフラグレジスタとを設けた
ので、A/D変換時間の短縮,即ち高速のA/D変換を
行なったのと同等な効果が得られるA/D変換器となる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のA/D変換器に一実施例に係るブロッ
ク構成図である。
【図2】本発明のA/D変換器の第1の実施例に係る動
作シーケンスを示す図である。
【図3】本発明のA/D変換器の第2の実施例に係る動
作シーケンスを示す図である。
【図4】従来のA/D変換器に一例に係るブロック構成
図である。
【図5】従来のA/D変換器の動作シーケンスを示す図
である。
【図6】従来のA/D変換器の動作シーケンスを示す図
である。
【符号の説明】
1  アナログ信号 9  デジタル信号 11  シフトレジスタ 13  セレクタ回路(セレクタ)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  入力したアナログ信号を、数レベルの
    基準電圧に対応した複数ビット信号と経時的に逐次比較
    してデジタル信号を出力するアナログ/デジタル変換器
    において、前記各ビット信号の比較が終了したことをビ
    ット毎に経時的に検出するシフトレジスタと、これら検
    出した終了信号を逐次記録し、そのうちの1つの終了信
    号を終了フラグとして出力するセレクタと、このセレク
    タからの終了フラグを記憶するフラグレジスタとを設け
    たことを特徴とするアナログ/デジタル変換器。
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