JPH04365111A - 同期回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、情報処理装置におい
て、同期回路を制御するクロックの周波数を回路の温度
に応じて可変制御する同期回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のクロックに同期させてデ
ータの入出力のタイミングを制御する同期回路に関する
ものである。図において、１〜４はクロックに同期して
データの入出力のタイミングが制御されるラッチ、５、
６は前記ラッチから出力されるデータを論理演算処理す
る組合せ回路、２３は上記ラッチ１〜４にクロックを発
振するオシレータである。図６は、オシレータ２３が発
振するクロックを表わす。

【０００３】次に動作について説明する。図５及び図６
において、オシレータ２３が発振するクロック（時刻）
Ｔ１に同期してデータＸ，Ｙがそれぞれ、ラッチＸＡ　
　１、ラッチＹＡ　　２に取り込まれる。ラッチＸＡ　
　１、ラッチＹＡ　　２は、データを取り込むと同時に
組合せ回路Ａ　　５に取り込んだデータを出力する。組
合せ回路Ａ　　５は、ラッチＸＡ　　１、ラッチＹＡ　
　２からクロック（時刻）Ｔ１に同期して出力されたデ
ータＸＡ（＝Ｘ）、ＹＡ（＝Ｙ）を入力して内部で論理
演算処理し、処理してデータＸＢ、ＹＢをそれぞれラッ
チＸＢ　　３、ラッチＹＢ　　４に出力する。ラッチＸ
Ｂ　　３、ラッチＹＢ　　４はクロック（時刻）Ｔ２に
同期してデータＸＢ、ＹＢをそれぞれ取り込む。以下同
様にクロックに同期してデータが処理されていく。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、クロック
に同期してデータの入出力のタイミングが制御される同
期回路においては、クロックの周期（Ｔ２−Ｔ１）内で
、前段のラッチＸＡ　　１、ラッチＹＡ　　２から次段
のラッチＸＢ　　３、ラッチＹＢ　　４にデータが伝搬
されなければならない。もし、伝搬が遅れると、ラッチ
ＸＢ　　３、ラッチＹＢ　　４に正しいデータが取り込
まれず、以後不正なデータに対して論理演算処理をして
いくことになり、誤動作を起こしてしまう。もし、航空
機搭載用のコンピューターのように、誤動作を起こすと
、災害に直結するような情報処理装置においては、絶対
にあってはならないことである。通常、このようなこと
が起こらないように、動作環境条件における最大の伝搬
遅延よりもクロックの周期が長くなるようにクロックの
周波数を選んでいる。そうすれば、処理速度を落として
でも誤動作を防ぐことができる。

【０００５】ところが、ＣＭＯＳのように回路の温度に
応じて伝搬遅延が増す回路においては、周囲温度の異常
上昇や回路の異常発熱等の原因により回路の温度が上昇
していくと遂に回路の伝搬遅延がクロックの周期より長
くなってしまい誤動作を起こすことがある。実際ＣＭＯ
Ｓのある回路では、回路の温度ｔ［℃］と回路の伝搬遅
延τ［ｎｓ］には式（１）の関係がある。図７に式（１
）の関係を示す。

【０００６】 　　　　　　　　τ＝１／（ｆ０　−ａｔ）［ｎｓ］　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（１）ｆ０　：１／（０℃における回路の伝搬遅延）［
ＭＨｚ］ａ　　：温度係数［ＭＨｚ／℃］ 更に式（１）を変形すると式（２）となる。 　　　　　　　　ｆ＝１／τ＝ｆ０　−ａｔ［ＭＨｚ］
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
２）

【０００７】式（２）は、温度ｔにおけるクロック
の最大周波数を表わす。すなわち、温度ｔにおいて、ク
ロックの周波数ｆを 　　　　　　　　ｆ＞１／τ＝ｆ０　−ａｔ［ＭＨｚ］
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（
３）にすると、クロックの周期Ｔは 　　　　　　　　Ｔ＝１／ｆ＜τ［ｎｓ］　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　（４）となり、回路の伝搬遅延よりも短くなって
しまう。そうすると、同期回路は誤動作を起こしてしま
う。

【０００８】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたものであり、温度が異常上昇した場合に
でも誤動作を防ぐことを目的とし、回路の温度に応じて
データの入出力のタイミングを制御しているクロックの
周波数を連続的、あるいは、段階的に変化させることに
より、常に回路の伝搬遅延よりもクロックの周期が長く
なるようにして誤動作を防ぐ、同期回路を提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる同期回
路においては、温度検知器で回路の温度を検知し、検知
された温度信号を設定された境界温度（但し境界温度と
は、ある周波数で制御されている同期回路の動作可能な
最大温度である。）とコンパレータで比較して、そのコ
ンパレータの出力に従って基準クロックを分周回路で分
周する。さらに、デコーダで前記コンパレータの出力か
ら異常温度を検出した場合には異常信号を出力して同期
回路の誤動作を防ぐ。

【００１０】また、分周回路で基準クロックを分周する
代わりに、設定された境界温度ごとに適当な周波数のク
ロックを出力するオシレータを幾つか用意しておき、上
記コンパレータの出力に従って適当な周波数のクロック
を選択するセレクタ回路を用いる。

【００１１】また、温度信号で検知された温度信号から
直接発振する周波数を変化させるＶ／Ｆコンバータを用
いる。

【００１２】

【作用】この発明においては、回路の温度を検知して、
検知された温度に応じてデータの入出力のタイミングを
制御しているクロックの周波数を連続的、あるいは、段
階的に変化させることにより、常に回路の伝搬遅延より
もクロックの周期が長くなるようにして、同期回路の誤
動作を防ぐ。

【００１３】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明による同期回路の概要を示す
図である。図において、１〜６は従来の回路と同一であ
る。７は回路の温度を検知する温度検知器、８は温度検
知器７からの温度信号により発振するクロックの周波数
を変化させるクロック可変手段である。図１の波線で囲
まれた部分が、この発明に関わる部分である。

【００１４】図２は、図１の波線で囲まれた部分の一実
施例を示す図であり、７は回路の温度を検知する温度検
知器、９は温度検知器７が出力するアナログ信号をデジ
タル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ、１０〜１２はＡ
／Ｄコンバータ９が出力するデジタル信号をそれぞれ設
定された境界温度と比較するコンパレータ、１３はコン
パレータ１０〜１２の出力に従ってオシレータ１５が発
振する基準周波数を分周する分周回路、１４はコンパレ
ータ１０〜１２の出力から異常温度を検出した場合に異
常信号を出力するデコーダである。

【００１５】上記のように構成された回路において、７
は回路の温度を検知して、温度に応じた電圧のアナログ
信号を出力する。Ａ／Ｄコンバータ９は、そのアナログ
信号をデジタル信号に変換して、各コンパレータ１０〜
１２に出力する各コンパレータ１０〜１２には、それぞ
れ異なった境界温度を設定し、設定された境界温度と前
記デジタル信号を比較する。そして、比較後のコンパレ
ータ１０〜１２の出力に従って分周回路１３は、オシレ
ータ１５が発振する基準周波数のクロックを分周して同
期回路に出力する。また、コンパレータ１０〜１２の出
力はデコーダ１４に入力され、異常温度を検出すると異
常信号を出力して同期回路の誤動作を防ぐ。

【００１６】ここで、境界温度と基準周波数及びそれを
何ＭＨｚに分周するかは、同期回路の温度特性に応じて
決定する。例えば、ある同期回路が−５０℃から０℃ま
では最大５０ＭＨｚで、０℃を越えて５０℃までは最大
２５ＭＨｚで動作可能とする。そして、−５０℃未満、
または、５０℃を越えるとどのように周波数を変えても
動作不能とする。このような場合、境界温度には−５０
℃、０℃、５０℃を、基準周波数には１００ＭＨｚを設
定し、分周回路は１００ＭＨｚを５０ＭＨｚと２５ＭＨ
ｚに分周できるように設計する。今、温度検知器で検出
された温度が２０℃であったなら、分周回路はコンパレ
ータの出力に従って基準周波数１００ＭＨｚを２５ＭＨ
ｚに分周させ、検出された温度が７０℃であったなら、
コンパレータの出力からデコーダは異常温度を検出して
異常信号を出力し、同期回路の誤動作を防ぐ。

【００１７】なお、上記実施例で分周回路の代わりにカ
ウンタ回路を用いてもよい。

【００１８】実施例２．図３はコンパレータ１０〜１２
の出力から同期回路に出力する周波数を変化させる他の
実施例を示す図であり、１６〜１８は境界温度に応じた
周波数を発振するオシレータ、１９はコンパレータ１０
〜１２の出力に従って、オシレータ１６〜１８が発振す
るクロックの中から１つを選択するセレクタ回路である
。

【００１９】上記のように構成された回路において、１
９はコンパレータ１０〜１２の出力に従って、オシレー
タ１６〜１８が発振するクロックの中から１つを選択し
て同期回路に出力する。

【００２０】実施例３．図４は温度検知器の出力から直
接発振するクロックの周波数を変化させる一実施例を示
す図であり、２０は温度検知器７の出力から直接発振す
るクロックの周波数を変化させるＶ／Ｆコンバータ、２
１、２２は温度検知器７の出力と設定された境界温度と
をアナログ電圧で比較するコンパレータである。

【００２１】上記のように構成された回路において、２
０は温度検知器７が出力するアナログ電圧に従って発振
するクロックの周波数を変化させて、温度に応じた周波
数のクロックを同期回路に出力する。２１、２２は温度
検知器７の出力と設定された境界温度とをアナログ電圧
で比較する。デコーダ１４はコンパレータ２１、２２か
ら異常温度を検出すると異常信号を出力して同期回路の
誤動作を防ぐ。

【００２２】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２３】今までは同期回路に与えるクロックの周波
数として、設計要求にある最高温度ｔｂでも誤動作しな
いような周波数を選んでいたのに対して、この発明によ
る同期回路では、検知した回路の温度ｔａに応じてクロ
ックの周波数を変化させるので、次の２つの効果がある
。まず第１は、ｔａ＜ｔｂのとき、この発明による同期
回路では、回路を動作させるクロックの周波数は従来よ
りも高くなるので、従来よりも高速に動作させることも
できる。第２は、温度が異常上昇してｔａ＞ｔｂとなっ
た場合でも、対象としている同期回路が動作可能な最大
温度までは周波数を下げることで誤動作を防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による同期回路の概要を示す図である
。

【図２】この発明による同期回路の実施例１を示す図で
ある。

【図３】この発明による同期回路の実施例２を示す図で
ある。

【図４】この発明による同期回路の実施例３を示す図で
ある。

【図５】従来の同期回路を示す図である。

【図６】クロックを示す図である。

【図７】ＣＭＯＳ回路の温度−伝搬遅延特性を示す図で
ある。

【符号の説明】

１　　ラッチ ２　　ラッチ ３　　ラッチ ４　　ラッチ ５　　組合せ回路 ６　　組合せ回路 ７　　温度検知器 ８　　クロック可変手段 ９　　Ａ／Ｄコンバータ １０　　コンパレータ（デジタル式） １１　　コンパレータ（デジタル式） １２　　コンパレータ（デジタル式） １３　　分周回路 １４　　デコーダ １５　　オシレータ １６　　オシレータ １７　　オシレータ １８　　オシレータ １９　　セレクタ回路 ２０　　Ｖ／Ｆコンバータ ２１　　コンパレータ（アナログ式） ２２　　コンパレータ（アナログ式）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　情報処理装置におけるクロックに同期
   させてデータの入出力のタイミングを制御する同期回路
   において、回路の温度を検知する温度検知器と、温度検
   知器が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する
   Ａ／Ｄコンバータと、デジタルに変換された温度信号を
   設定された境界温度と比較するコンパレータと、基準ク
   ロックを発振するオシレータと、前記コンパレータの出
   力に従って基準クロックを分周する分周回路と、前記コ
   ンパレータの出力から異常温度を検出して同期回路の誤
   動作を防ぐための異常信号を発生するデコーダとを備え
   たことを特徴とする同期回路。
2. 【請求項２】　　回路の温度を検知する温度検知器と、
   温度検知器が出力するアナログ信号をデジタル信号に変
   換するＡ／Ｄコンバータと、デジタルに変換された温度
   信号を設定された境界温度と比較するコンパレータと、
   周波数の異なるクロックを発振するオシレータと、前記
   コンパレータの出力に従って、それらクロックの中から
   温度に応じたクロックを選択するセレクタ回路と、前記
   コンパレータの出力から異常温度を検出して同期回路の
   誤動作を防ぐための異常信号を発生するデコーダとを備
   えたことを特徴とする請求項第１項記載の同期回路。
3. 【請求項３】　　回路の温度を検知する温度検知器と、
   温度検知器が出力するアナログ信号に応じてクロックの
   周波数を連続的に変化させるＶ／Ｆコンバータと、温度
   検知器が出力するアナログ信号と設定された境界温度を
   比較するコンパレータと、コンパレータの出力から異常
   温度を検出して同期回路の誤動作を防ぐための異常信号
   を発生するデコーダとを備えたことを特徴とする同期回
   路。