JPH04302523A - パルス発生装置 - Google Patents

パルス発生装置

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JPH04302523A
JPH04302523A JP3091755A JP9175591A JPH04302523A JP H04302523 A JPH04302523 A JP H04302523A JP 3091755 A JP3091755 A JP 3091755A JP 9175591 A JP9175591 A JP 9175591A JP H04302523 A JPH04302523 A JP H04302523A
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circuit
value
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pulse
comparator
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JP3091755A
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Inventor
Shinjiro Toyoda
豊 田 新次郎
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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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】本発明は、周期,パルス立ち上が
り時期,立ち下がり時期をレジスタに設定することによ
り、所望の幅のパルスを発生するパルス発生装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】パルス発生装置には、パルスの周期,立
ち上がり時期,立ち下がり時期を規定する値をレジスタ
に設定し、それを時刻を刻むカウンタの値と比較して所
望の幅のパルスを発生するものがある。
【0003】図6は、そのようなパルス発生装置の従来
例を示す図である。図6において、1はカウンタ、2は
周期設定用レジスタ、3は立ち上がり設定用レジスタ、
4は立ち下がり設定用レジスタ、5〜7はコンパレータ
、8は出力回路である。出力回路8としては、例えばフ
リップフロップ回路が用いられる。
【0004】カウンタ1には、一定の時間間隔で発生さ
せられているクロックパルスが入力される。従って、カ
ウンタ1の値は、時間を表す。カウンタ1は、コンパレ
ータ5の出力によってクリアされ、カウンタ値は0に戻
される。
【0005】コンパレータ5は、周期設定用レジスタ2
に設定された値と、カウンタ1の値とを比較し、一致し
た時に出力「1」を出す。コンパレータ6は、立ち上が
り設定用レジスタ3に設定された値と、カウンタ1の値
とを比較し、一致した時に出力「1」を出す。コンパレ
ータ7は、立ち下がり設定用レジスタ4に設定された値
と、カウンタ1の値とを比較し、一致した時に出力「1
」を出す。
【0006】コンパレータ6の出力は出力回路8のセッ
ト端子Sに入力され、出力回路8の出力を立ち上げる。 コンパレータ7の出力は出力回路8のリセット端子Rに
入力され、出力回路8の出力を立ち下げる。従って、出
力パルスのパルス幅は、コンパレータ6,7の出力によ
って決められる。
【0007】図7は、前記のようなパルス発生装置の動
作を具体的に説明する波形図である。いま、周期設定用
レジスタ2の設定値=T 立ち上がり設定用レジスタ3の設定値=t0 立ち下が
り設定用レジスタ4の設定値=t1 とする(これらの
値は、2ビットの値で設定される)。 但し、 t0 <t1 <T
【0008】図7(ホ)のカウント軸は、カウンタ1の
値を示す。図7(イ)の周期パルスはコンパレータ5の
出力であり、カウンタ値がTになった時点で出される。 これが出ると、カウンタ値は0に戻される。そして、ク
ロックパルスの入力に従い再び増大して行く。以後それ
を繰り返し、パルスの周期を作り出す。
【0009】カウンタ値がt0 になった時点で、コン
パレータ6から図7(ロ)に示すような立ち上がりパル
スが出、t1 になった時点で、コンパレータ7から図
7(ハ)に示すような立ち下がりパルスが出る。その結
果、出力回路8より、図7(ニ)に示すような出力パル
スが得られる。
【0010】ところで、このような従来のパルス発生装
置では、コンパレータ5〜7は、主として排他的論理和
回路を用いて構成されていた。図8に、従来のパルス発
生装置で使用しているコンパレータの詳細構成図を示す
。図8において、11〜13は排他的論理和回路、14
はNOR回路、20,21はNOR回路、22はAND
回路である。
【0011】A0 ,…An−1 ,An は、カウン
タ1の値Aの構成要素である各ビットであり、B0 ,
…Bn−1 ,Bn は、レジスタに設定された値Bの
構成要素である各ビットである。これらが、各ビットに
対応して設けられている排他的論理和回路の入力端子に
入力される。そして、増大して来るカウンタ値Aがレジ
スタ設定値Bと等しくなったかどうかが、各ビット同士
が一致したかどうかを見ることにより調べられる。
【0012】図9は、排他的論理和回路の動作を説明す
る図である。図9(イ)は回路構成を示し、(ロ)は真
理値表を示す。符号は図8のものに対応し、a,bは入
力、cは出力である。真理値表の■,■欄に示されるよ
うに、2つの入力が一致した時には、排他的論理和回路
の出力は0となる。従って、A=Bとなった時には、そ
れらの全てのビットが等しくなるから、図8のNOR回
路14の入力は全て0となり、その出力は1となる。こ
れが、コンパレータの出力である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】(問題点)しかしなが
ら、前記した従来のパルス発生装置においては、そのコ
ンパレータに排他的論理和回路を用いているが、排他的
論理和回路はパルス発生装置で要求される論理動作はす
るものの、要求されていない論理動作をもするものであ
る(つまり、冗長機能を有している)。そのため、排他
的論理和回路が正常に動作しているかどうかのテストが
出来なかったり、動作速度が遅くなったり、使用トラン
ジスタ数が多くなったりするというような問題点があっ
た。
【0014】(問題点の説明)まず、前記したパルス発
生装置においてコンパレータに要求される機能は、増加
して来るカウンタ値が、レジスタ設定値に等しくなった
時点を検出する機能である。即ち、カウンタ値がレジス
タ設定値に等しくなるまでの範囲での動作である。これ
を図9(ロ)の真理値表で言うならば、aをカウンタ値
のビット、bをレジスタ設定値のビットとした時、■と
■と■の欄の動作をすることが要求されている。
【0015】■の欄の動作は、カウンタ値が1,レジス
タ設定値0という場合の動作、即ち、 カウンタ値>レジスタ設定値 となっている範囲での動作である。しかし、このような
範囲は、パルス発生装置にとって見ればもはや関心のな
い範囲での動作である(関心のあるのは、「カウンタ値
≦レジスタ設定値」の範囲)。
【0016】パルス発生装置を構成している各部の回路
について、それぞれ正常に動作しているか否かのテスト
を行わなければならないが、排他的論理和回路について
は、■欄の動作も間違いなく行い得るかどうか確かめな
いことには、正常に動作しているかどうか判断すること
が出来ない。しかし、前記パルス発生装置に組み込んだ
状態では、次に述べるように、そのテストを行うことが
出来ない。
【0017】例えば、周期パルス発生用のコンパレータ
5について考えると、カウンタ値Aが増大して来てレジ
スタ設定値Bと一致した時に出力(周期パルス)を出し
、その時点でカウンタ値を0に戻してしまう。従って、
カウンタ値>レジスタ設定値の状態となることは有り得
ない。そのため、コンパレータ5に組み込まれている排
他的論理和回路が、図9の■の動作を間違いなくやって
くれるかどうかをテストすることは、コンパレータ5の
出力を見る限りでは不可能となる。
【0018】図11の(イ),(ロ)は、いずれも本発
明のパルス発生装置で必要とされるコンパレータの論理
(図9の■,■,■欄の論理動作)を実現する回路であ
る。図11(ロ)と、現在使用されている排他的論理和
回路(図9)とを対比して見れば、排他的論理和回路を
図10のような接続にした場合に相当している。即ち、
NOR回路20の一方の入力端子をグランドに接続し、
AND回路22の一方の入力端子を正のバイアス電圧V
ccに接続した状態である。
【0019】一方の入力端子をグランドにしたNOR回
路20は、インバータ23と等価である。一方の入力端
子を正バイアス(ハイの論理値)にしたAND回路22
は、他方の入力端子に入った入力をそのまま出力するか
ら、単なる導線が存在しているのと同じである。それゆ
え、回路構成上から見た場合、グランドやバイアス電圧
Vccに接続された部分は、冗長部分ということになる
。 これらの部分が、故障によってグランドやバイアス電圧
Vccに接続されている場合も考えられるが、故障でそ
うなってもパルス発生装置で要求している論理動作はし
てくれるので、故障によってそうなったのかどうかの見
極めをすることは出来ない。見極めるためには、特別の
テスト用回路を設ける必要がある。しかし、もともと冗
長である部分に対して、それが故障しているのか正常な
のかのテストをするための回路を設けることは、馬鹿馬
鹿しいことであり、設けられていない。従って、前記し
たように、コンパレータ5の出力を見る限りでは、排他
的論理和回路に故障があるか否かを調べることは出来な
い。
【0020】また、排他的論理和回路には、図8,図9
から分かるようにNOR回路やAND回路を多段に経て
信号が伝達されるので、信号伝達に時間がかかり動作速
度が遅くなるという問題点がある。更に、多くのNOR
回路,AND回路を用いて構成されているため、トラン
ジスタ数が多くなり、消費電力も多くなるという問題点
もある。
【0021】本発明は、以上のような問題点を解決する
ことを課題とするものである。
【0022】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
、本発明のパルス発生装置では、周期設定用レジスタの
設定値の反転値とカウンタからの値とが入力され周期パ
ルスを出力する第1のコンパレータと、立ち上がり設定
用レジスタの設定値の反転値とカウンタからの値とが入
力され立ち上がりパルスを出力する第2のコンパレータ
と、立ち下がり設定用レジスタの設定値の反転値とカウ
ンタからの値とが入力され立ち下がりパルスを出力する
第3のコンパレータと、前記立ち上がりパルスと前記立
ち下がりパルスによって立ち上がり立ち下がりが規定さ
れる出力パルスを発生する出力回路と、前記立ち上がり
パルスを前記出力回路に伝達する経路に介在されたAN
Dゲートと、前記周期パルスによりセットされ前記出力
パルスによりリセットされ出力により前記ANDゲート
を開くフリップフロップ回路とを具え、前記カウンタは
前記第1のコンパレータによりリセットされ、前記各コ
ンパレータはNOR回路により構成されるものとした。
【0023】
【作    用】パルス発生装置で、周期パルス,立ち
上がりパルス,立ち下がりパルスを発生させるのに、レ
ジスタ設定値とカウンタ値とをコンパレータで比較して
発生させるものがあるが、そのコンパレータをNOR回
路で構成し、コンパレータへのレジスタ設定値の入力は
、反転して入力する。
【0024】NOR回路は排他的論理和回路と違い、パ
ルス発生装置で要求されないような論理動作はしないの
で(冗長機能を持たないので)、パルス発生装置に組み
込んだNOR回路が正常に動作するか否かのテストを行
うことが出来る。即ち、コンパレータが正常に動作する
か否かのテストをすることが可能となる。
【0025】NOR回路で構成したコンパレータは、従
来の排他的論理和回路を用いたものに比べて、構成が簡
単であり論理回路の段数も少ないので、トランジスタ数
が少なく動作速度も速い。
【0026】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、本発明のパルス発生装置であり、
符号は図6のものに対応している。そして、9はAND
ゲート、10はフリップフロップ回路である。本発明で
使用するコンパレータは、NOR回路のみで構成し、排
他的論理和回路を含まないようにしている。
【0027】図2に、本発明のパルス発生装置で使用す
るコンパレータの詳細構成を示す。30〜33はNOR
回路である。NOR回路30〜32は、カウンタ値Aお
よびレジスタ設定値Bのビット数だけ設けられ、それら
の一方の入力端子にカウンタ値Aの各ビットA0 ,…
An−1 ,An が入力され、それらの他方の入力端
子にレジスタ設定値Bの各ビットB0 ,…Bn−1 
,Bn が反転されて入力される。NOR回路30〜3
2の出力がNOR回路33に入力され、NOR回路33
の出力がコンパレータの出力となる。
【0028】コンパレータとして働くためには、A=B
となった時にNOR回路33の出力が1とならなければ
ならないが、1が出力されるのは、NOR回路33の入
力が全て0の時である。言い換えれば、NOR回路30
〜32の出力が、全て0となる時である。そこで、NO
R回路の出力が0となる場合の入力の状態を見てみる。
【0029】図4は、NOR回路の出力が0になる時の
入力の関係を示す図である。図4(イ)はレジスタ設定
値Bi =0である時の関係を表しているが、この時に
は、カウンタ値Ai は0であっても1であっても、出
力は0になる。図4(ロ)はレジスタ設定値Bi =1
である時の関係を表しているが、この時には、カウンタ
値Ai が1の時のみ出力は0になる。
【0030】これらの入力関係を見ると、入力が「0と
0」,「1と1」というように一致している時は全て出
力0となるが、一致していないBi =0,Ai =1
の時にも出力0となることが分かる。従って、図2のN
OR回路33の出力が0になったといっても、その時は
常にカウンタ値とレジスタ設定値とが等しいとは言えな
い。 しかし、それでも後に説明するように、本発明のパルス
発生装置で要求するようなコンパレータとしての役目を
、充分果たす。
【0031】図5に、NOR回路を用いたコンパレータ
の動作の具体例を示す。図5(イ)は、カウンタ値およ
びレジスタ設定値が3ビットで表される値である場合の
コンパレータを示し、符号は図2のものに対応している
。図5(ロ)は、000から111へと増大して行く3
ビット数値を示している。これはカウンタ値を表す。
【0032】仮に、レジスタ設定値B(B2 B1 B
0)を、図5(イ)中に記すように101とする。コン
パレータから出力1(つまりNOR回路33から出力1
)が出るのは、NOR回路30〜32の出力が0となっ
た時であるが、その時の他方の入力、即ちカウンタ値A
(A2 A1 A0 )は、図4を参照して求めると、
図5(イ)中に記すように101と111の2つがある
【0033】これを、カウントアップして来る数値で見
ると、図5(ロ)で点線で囲ったように、まずレジスタ
設定値と同じ101でコンパレータ出力1が出、次いで
111でもコンパレータ出力1が出る。ここで重要なこ
とは、最初にコンパレータ出力1が出るのは、レジスタ
設定値と等しくなった時であるという点である。
【0034】その理由は、レジスタ設定値が0のビット
を含む値である場合、そのビット0の相手入力は0でも
1でもよいとなっているが(図4(イ))、1の方が0
より大であるから、カウントアップして来るカウンタ値
としては、レジスタ設定値と等しい値0が先に出て、そ
うでない値1は必ず後に出て来る。
【0035】レジスタ設定値と等しくなった時に初めて
出力1が出るということにより、パルス発生装置におい
てコンパレータに要求されている役目を果たすことが出
来る。但し、レジスタ設定値が0のビットを含まない値
である場合(つまり111のように1ばかりの値である
場合)には、その値が最大値であるから、後で出て来る
ことはない。以上のような各場合をまとめて言うならば
、このコンパレータは、カウンタ値がレジスタ設定値と
等しくなった時に出力を出すが、カウンタ値が更に増大
した時にも出す可能性がある。
【0036】図2の構成のコンパレータにおける2発目
以降の出力1は、カウンタ値がレジスタ設定値と等しく
ないのに出て来るものであるが、図1に示す構成の本発
明のパルス発生装置では、そのような出力が出て来ても
、動作に支障を来すことがない。次に、波形図を参照し
ながら、それを説明する。
【0037】図3は、本発明のパルス発生装置の動作を
説明する波形図であり、各波形の名称は、図7のものに
対応している。図3(ハ)のゲートパルスは、フリップ
フロップ回路10からANDゲート9へ送られるパルス
であり、図3(ニ)のゲート通過立ち上がりパルスは、
ANDゲート9を通過したパルスである。
【0038】まず、図2のようなコンパレータを、周期
パルス発生用のコンパレータ5に用いて支障がないこと
を説明する。コンパレータ5は、カウンタ1の値が周期
設定用レジスタ2の値に達した時に出力を出し、カウン
タ1の値を0に戻す。従って、カウンタ値は、周期設定
用レジスタ2の設定値より大きい値になることはない。 そのため、カウントアップしている途中において、コン
パレータ5の出力が2発出ることはなく、周期パルスは
設定されたTカウント毎にのみ出る。よって、支障はな
い。
【0039】次に、図2のようなコンパレータを、立ち
下がりパルス発生用のコンパレータ7に用いても支障が
ないことを説明する。立ち下がり設定用レジスタ4の設
定値をt1 とすると、t1 はTより小さい値に設定
されるから、カウンタ値はt1 を超えTに向かって増
大してゆく。従って、コンパレータ7の出力は、図3(
ホ)に示すように、設定されたt1のところで出るホ−
1のパルスの後で、ホ−2のパルスが出る可能性がある
【0040】しかし、コンパレータ7の出力は立ち下が
りパルスとして使われるものであり、最初のパルスホ−
1で出力パルス(図3(ヘ))が立ち下げられた後では
、立ち下がりパルスが何発出力回路8に送られようが、
出力パルスは立ち下がっている状態を維持するだけであ
り、波形が変化するわけではないから、何の支障もない
【0041】図2のようなコンパレータを、立ち上がり
パルス発生用のコンパレータ6に用いた場合には、もし
ANDゲート9とフリップフロップ回路10を設けなけ
れば、次のような支障が生ずる。立ち上がり設定用レジ
スタ3の設定値をt0 とすると、t0 はTより小さ
い値に設定されるから、カウンタ値はt0 を超えTに
向かって増大してゆく。そうすると、t0 のところで
ロ−1のパルスが出た後で、ロ−2のパルスが出る可能
性がある。
【0042】もし、パルスロ−2が立ち下がりパルスホ
−1の後で出ると、出力パルスは再び立ち上がることに
なる。これは、発生させようと意図しているパルスでは
なく、支障となる。このような支障が生じないようにす
るため、ANDゲート9とフリップフロップ回路10と
が設けられている。
【0043】フリップフロップ回路10は、カウンタ値
を0に戻すのに使われるコンパレータ5の出力によって
セットされ、出力1を出す。この出力はゲートパルスと
して、ANDゲート9の一方の入力端子に入力され、A
NDゲート9を開く。従って、カウンタ1が0からカウ
ントし始める時に合わせて、ANDゲート9は開かれる
【0044】フリップフロップ回路10のリセットは、
出力パルスの立ち上がりによってなされる。フリップフ
ロップ回路10がリセットされることにより、ANDゲ
ート9は閉じられる。ゲートパルス(フリップフロップ
回路10の出力)は、図3(ハ)のようになる。AND
ゲート9がコンパレータ6と出力回路8との間に介在さ
れているから、コンパレータ6の出力(図3(ロ)の立
ち上がりパルス)の内、ANDゲート9が開いている期
間に存在している部分が通過してゲート通過立ち上がり
パルス(図3(ニ))となり、出力回路8に伝達され出
力パルスを立ち上げる。
【0045】図3では、ゲートパルスの立ち下がりが出
力パルスの立ち上がりより後になるよう描いてあるが、
これは、出力パルスの立ち上がりがフリップフロップ回
路10に伝えられ、それを受けてフリップフロップ回路
10の出力が立ち下がるという順序で動作することを明
確にせんがためである。しかし、その時間的ずれは、実
際には極めて僅かである。
【0046】このようにすると、出力パルスが一度立ち
上がれば、ANDゲート9はカウンタ値が次に0に戻さ
れるまで開かないから、コンパレータ6からロ−2のよ
うな後続パルスが何発出ようとも、出力パルスに影響を
及ぼすことはなくなる。従って、前記のような支障が生
じるのを防ぐことが出来る。
【0047】次に、NOR回路で構成したコンパレータ
は、排他的論理和回路で構成したコンパレータに比べて
、故障しているか否かのテストが容易に行えることを説
明する。図4のような2入力のNOR回路の2入力をA
,Bとし、出力をCとすると、これが故障しているか否
かは、次のような入出力関係となってくれるかどうかに
よって調べることが出来る。これは、排他的論理和回路
の故障を調べるのより容易である。
【0048】
【0049】もし、いずれかの入力端子が正のバイアス
電圧Vccに接続されるという故障を起こしている場合
には、A=0,B=0を入力したケース■の場合に、C
=1となってくれず0になってしまう。このことより故
障していることを知ることが出来る。また、A側の入力
端子がグランドに接続されているという故障を起こして
いる場合には、A=1,B=0を入力したケース■の場
合に、C=1となってしまうことより、その故障を知る
ことが出来る。更にB側の入力端子がグランドに接続さ
れているという故障を起こしている場合には、A=0,
B=1を入力したケース■の場合に、C=1となってし
まうことより、その故障を知ることが出来る。以上のよ
うに、2つの入力端子における全ての故障を知ることが
出来る。
【0050】なお、上例の図2では、NOR回路ばかり
を用いてコンパレータを構成したが、NAND回路を用
いて構成することも可能である。図12に、NAND回
路を用いて構成したコンパレータを示す。
【0051】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のパルス発生装
置によれば、レジスタ設定値とカウンタ値とを比較して
、それぞれ周期パルス,立ち上がりパルス,立ち下がり
パルスを発生させるためのコンパレータをNOR回路で
構成し、該コンパレータへのレジスタ設定値の入力は、
反転して入力するようにした。
【0052】NOR回路は排他的論理和回路と違い、パ
ルス発生装置で要求されないような論理動作はしないの
で(冗長機能を持たないので)、パルス発生装置に組み
込んだNOR回路が正常に動作するか否かのテストを行
うことが出来る。即ち、コンパレータが正常に動作する
か否かのテストをすることが出来る。
【0053】また、NOR回路のみで構成したコンパレ
ータは、従来の排他的論理和回路を用いたものに比べて
、構成が簡単であり論理回路の段数も少ないので、トラ
ンジスタ数が少なく、信号の伝達時間も短く、動作速度
も速い。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明のパルス発生装置
【図2】  本発明のパルス発生装置で使用するコンパ
レータの詳細構成図
【図3】  本発明のパルス発生装置の動作を説明する
波形図
【図4】  出力が0の時のNOR回路の入力の関係を
示す図
【図5】  NOR回路を用いたコンパレータの動作の
具体例を示す図
【図6】  従来のパルス発生装置
【図7】  従来のパルス発生装置の動作を具体的に説
明する波形図
【図8】  従来のパルス発生装置で使用しているコン
パレータの詳細構成図
【図9】  排他的論理和回路の動作を説明する図
【図
10】  排他的論理和回路の冗長部分と故障を示す図
【図11】  本発明のパルス発生装置で必要とされる
コンパレータの論理を実現する回路
【図12】  NAND回路を用いて構成したコンパレ
ータ
【符号の説明】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  周期設定用レジスタの設定値の反転値
    とカウンタからの値とが入力され周期パルスを出力する
    第1のコンパレータと、立ち上がり設定用レジスタの設
    定値の反転値とカウンタからの値とが入力され立ち上が
    りパルスを出力する第2のコンパレータと、立ち下がり
    設定用レジスタの設定値の反転値とカウンタからの値と
    が入力され立ち下がりパルスを出力する第3のコンパレ
    ータと、前記立ち上がりパルスと前記立ち下がりパルス
    によって立ち上がり立ち下がりが規定される出力パルス
    を発生する出力回路と、前記立ち上がりパルスを前記出
    力回路に伝達する経路に介在されたANDゲートと、前
    記周期パルスによりセットされ前記出力パルスによりリ
    セットされ出力により前記ANDゲートを開くフリップ
    フロップ回路とを具え、前記カウンタは前記第1のコン
    パレータによりリセットされ、前記各コンパレータはN
    OR回路により構成されていることを特徴とするパルス
    発生装置。
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US7593199B2 (en) 2005-09-08 2009-09-22 Samsung Sdi Co., Ltd. Control signal generation circuit and battery management system using the same
JP2010250692A (ja) * 2009-04-17 2010-11-04 Mitsubishi Electric Corp 安全監視入力装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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