JPH05216709A - レベル変換アダプター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ターゲットシステムに悪影響を与えることな
く、従来のインサーキットエミュレータをそのまま接続
使用が可能になる。 【構成】 インサーキットエミュレータとターゲットシ
ステムとの間の信号線に接続されるレベル変換アダプタ
ーにおいて、前記ターゲットシステムの電源電圧を検出
する電源電圧検出回路と、前記信号線のそれぞれと共通
クランプ線との間に配置されるレベルクランプ回路及び
この共通クランプ線に接続されるダミーのクランプ回路
と、このダミーのクランプ回路のクランプ端電圧と前記
ターゲットシステムの電源電圧とを比較するクランプ電
位比較回路と、前記共通クランプ線と接地間に接続され
前記クランプ電位比較回路の比較結果に基づきアクティ
ブに変化する負荷回路と、前記電源電圧検出回路により
検出したターゲットシステムの電源電圧が所定範囲にあ
るときに対インサーキットエミュレータ側への一定出力
電圧を得る電圧出力回路とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インサーキットエミュ
レータに使用するレベル変換アダプター、特に、５Ｖ系
電源電圧で動作するターゲットシステム用に開発された
インサーキットエミュレータを、５Ｖ以下で動作してい
るターゲットシステムに接続するためのレベル変換アダ
プターに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インサーキットエミュレータは、マイク
ロプロセッサの代わりにターゲットシステムに接続する
ことで、プログラムの任意の実行／停止、メモリ等資源
の読み／書き、実行のトレース機能等を有するマイクロ
プロセッサ開発支援装置として知られている。このイン
サーキットエミュレータが対象とするマイクロプロセッ
サは、従来５Ｖ系で動作するものが殆どであったため
に、インサーキットエミュレータもそれに合わせて設計
されてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、集積回
路（ＩＣ）の電源電圧が５Ｖ系から３Ｖ（３．３Ｖ）系
あるいはそれ以下の電圧への低電圧化への移行が行われ
てきており、それら低電圧化した集積回路で設計された
ターゲットシステムに従来のインサーキットエミュレー
タを直接接続した場合には、信号線にターゲットシステ
ムの電源電圧以上の電圧レベルが出力されることがあ
り、そのためにラッチアップ等の発生からターゲットシ
ステム上のＩＣが破壊される等の問題があった。また、
インサーキットエミュレータ内には、ターゲットシステ
ムの電源電圧を監視するモニター回路を有する場合があ
り、低電圧で動作するターゲットシステムでは、電源が
入っているにもかかわらず、正しく認識されないことが
あった。

【０００４】なお、特公平３−５７４８９号公報には、
レベルコントローラに関する技術が開示されているが、
その構成中のエミッタフォロワーのトランジスタには電
流が多く流れやすく、容量が大きくなり、発熱のために
部品が大きくなりその設計が難しくなる欠点があり、ま
たアダプターとして使用するものではない。

【０００５】そこで本発明は、ターゲットシステムが低
電圧動作素子で構成され、低電圧で動作する場合であっ
ても、インサーキットエミュレータに対しては、真のタ
ーゲット電源電圧の代わりの５Ｖが出力でき、またター
ゲットシステムに対しては、インサーキットエミュレー
タから出力される信号線の電圧レベルをターゲットシス
テムの電源電圧以下に制限することで、ターゲットシス
テムに悪影響を与えることなく、従来のインサーキット
エミュレータをそのまま接続使用が可能になるレベル変
換アダプターを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のレベル変換アダプターは、インサーキット
方式でマイクロプロセッサをエミュレートするインサー
キットエミュレータとターゲットシステムとの間の信号
線に接続されるレベル変換アダプターにおいて、前記タ
ーゲットシステムの電源電圧を検出する電源電圧検出回
路と、前記信号線のそれぞれと共通クランプ線との間に
配置されるレベルクランプ回路及びこの共通クランプ線
に接続されるダミーのクランプ回路と、このダミーのク
ランプ回路のクランプ端電圧と前記ターゲットシステム
の電源電圧とを比較するクランプ電位比較回路と、前記
共通クランプ線と接地間に接続され前記クランプ電位比
較回路の比較結果に基づきアクティブに変化する負荷回
路と、前記電源電圧検出回路により検出したターゲット
システムの電源電圧が所定範囲にあるときに対インサー
キットエミュレータ側への一定出力電圧を得る電圧出力
回路とを具備するものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、インサーキットエミュレータ
に対しては、電圧出力回路から真のターゲット電源電圧
の代わりの５Ｖが出力でき、またターゲットシステムに
対しては、クランプ電位比較回路の比較結果に基づい
て、アクティブロードとして機能する負荷回路に電流が
流れ、インサーキットエミュレータから出力される信号
線の電圧レベルがレベルクランプ回路、ダミーのクラン
プ回路でレベルシフトされるため、ターゲットシステム
に悪影響を与えることなく、従来のインサーキットエミ
ュレータをそのまま接続使用が可能になる

【０００８】

【実施例】以下、本発明を図示の一実施例により具体的
に説明する。図１は本発明実施例のレベル変換アダプタ
ーの構成を説明する図である。

【０００９】同図において、本発明実施例のレベル変換
アダプターは、従来の５Ｖ系電源で動作するインサーキ
ットエミュレータと、５Ｖ以下の低電圧（例えば３Ｖ）
で動作するターゲットシステムとの間の信号線１０に接
続するためのアダプターであり、電源電圧検出回路１１
と、レベルクランプ回路１２と、ダミーのクランプ回路
１３と、比較電位切換え回路１４と、クランプ電位比較
回路１５と、負荷回路１６と、電圧出力回路１７とから
構成される。

【００１０】上記電源電圧検出回路１１は、ターゲット
システムの電源電圧をモニターし、その電源オン・オフ
状態を検出して制御信号を出力する回路である。上記レ
ベルクランプ回路１２は、信号線と共通クランプ線との
間に配置されインサーキットエミュレータから出力され
る５Ｖ系の信号線の電位をターゲットシステムの電源系
（３〜５Ｖ）にレベルシフトする回路である。上記ダミ
ーのクランプ回路１３は、クランプ電位を比較するため
のダミーの電位を与える回路である。上記比較電位切換
え回路１４は、クランプする場合の目標電位をターゲッ
トシステムの電源オン・オフ状態に応じて切換える回路
で、オンのときにはターゲットシステムの電源電位に、
オフのときには所定の低電位（例えば３Ｖ）に固定し、
過大なクランプ電流が流出することを防止するための比
較電位を供給するための回路である。上記クランプ電位
比較回路１５は、比較電位切換え回路１４からの比較電
位と、ダミーのクランプ回路１３のクランプ端電位とを
比較して、クランプ端電位が高い場合に電流を流す回路
である。上記負荷回路１６は、クランプ電位比較回路１
５から出力された信号を駆動電流にして、クランプ部
（共通クランプ線）に流入する電流を熱に変えるための
回路である。上記電圧出力回路１７は、インサーキット
エミュレータに対して出力する疑似ターゲット電位で、
ターゲットシステムの電源が５Ｖ以下でもインサーキッ
トエミュレータがターゲットシステムの電源がオンであ
ると認識するように５Ｖの電圧を出力する回路である。

【００１１】図２は本発明実施例のレベル変換アダプタ
ーの回路基板上の接続関係を説明する図である。なお、
図１に対応する部分は同一の符号を記す。

【００１２】同図において、本実施例のレベル変換アダ
プターは、レベルクランプ回路１２が配置される変換部
基板１８と、電源電圧検出回路１１、ダミーのクランプ
回路１３、比較電位切換え回路１４、クランプ電位比較
回路１５、負荷回路１６及び電圧出力回路１７が配置さ
れる制御部基板１９とからなる。そして、変換部基板１
８には、インサーキットエミュレータのプローブ・ユニ
ットに接続するためのコネクタ２０と、ターゲットシス
テムに接続するためのコネクタ２１が設けられ、また、
変換部基板１８と制御部基板１９との間にはコネクタ２
２が設けられ、それぞれの間の回路が接続される。上記
電圧出力回路１７は、ターゲットシステムから与えられ
る電源電圧を入力として５Ｖの一定電圧を得る電源回路
２３と、この電源回路２３の電圧を電源電圧検出回路１
１の制御信号に基づいてインサーキットエミュレータ側
に出力する出力回路２４とからなる。

【００１３】図３は本発明実施例のレベル変換アダプタ
ーの具体的回路例を示す図である。なお、図１及び図２
に対応する部分は同一の符号を記す。

【００１４】同図において、電源電圧検出回路１１は、
ターゲット電源電圧（TVCC）線と接地間に直列接続され
てブリーダを形成する可変抵抗器１１ａ及び抵抗器１１
ｂと、この抵抗器１１ｂに並列接続されたコンデンサ１
１ｃと、その非反転入力端子が可変抵抗器１１ａと抵抗
器１１ｂの接続点に接続され、その反転入力端子が内部
の基準電圧源に接続され、その出力端子が抵抗器１１ｅ
を介して電源に接続された演算増幅器１１ｄと、その入
力端子が演算増幅器１１ｂの出力端子に接続され、その
出力端子からハイレベルのターゲット電源オフ（PON-）
信号を出力するインバータ１１ｆと、その入力端子がこ
のインバータ１１ｆの出力端子に接続され、その出力端
子からハイレベルのターゲット電源オン（PON ）信号を
出力するインバータ１１ｇとからなる。

【００１５】レベルクランプ回路１２は、インサーキッ
トエミュレータとターゲットシステムの間に設けられる
信号線のそれぞれに接続されたクランプ電流制限用の抵
抗器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，…と、アノードが抵抗器
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，…のターゲットシステム側に
それぞれ接続され、カソードが共通クランプ線に接続さ
れたダイオード１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，…とからな
る。これら抵抗器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，…は、イン
サーキットエミュレータのドライブ能力とターゲットシ
ステムの負荷に応じて、例えば、３３Ωから１００Ω程
度の値に設定される。

【００１６】ダミーのクランプ回路１３は、カソードが
共通クランプ線に接続され、アノードが抵抗器１３ｂを
介して電源に接続されたダイオード１３ａからなる。こ
のダイオード１３ａは、実際にクランプされた信号線の
電位を仮想的に獲得するものであり、また抵抗器１３ｂ
は、ダイオード１３ａに順方向電流を流すためのもの
で、例えば１００Ω程度の値に設定される。

【００１７】比較電位切換え回路１４は、電源電圧（TV
CC）線と接地間に直列接続されてブリーダを形成する抵
抗器１４ａ，１４ｂと、これら抵抗器１４ａ，１４ｂに
並列に接続されたコンデンサ１４ｃと、抵抗器１４ａ，
１４ｂの接続点に一方の端子が接続され、制御端子にタ
ーゲット電源オン（PON ）信号が入力されるアナログス
イッチ１４ｄと、５Ｖ電源と接地間に直列接続されてブ
リーダを形成する抵抗器１４ｅ，１４ｆと、これら抵抗
器１４ｅ，１４ｆの接続点に一方の端子が接続され、制
御端子にターゲット電源オフ（PON-）信号が入力される
アナログスイッチ１４ｇとからなる。これら抵抗器１４
ａ，１４ｂと抵抗器１４ｅ，１４ｆの分圧比は目標電位
の２分の１に設定される。

【００１８】クランプ電位比較回路１５は、ダミーのク
ランプ回路１３のダイオード１３ａと抵抗器１３ｂの接
続点Ａと接地間に直列接続されてブリーダを形成する抵
抗器１５ｂ，１５ｃと、その非反転入力端子が抵抗器１
５ｂ，１５ｃの接続点に接続され、その反転入力端子が
アナログスイッチ１４ｄ，１４ｇの他方の端子に接続さ
れ、その出力端子が流出電流制限用の抵抗器１５ｄの一
方に接続された演算増幅器１５ａとからなる。抵抗器１
５ｂ，１５ｃの分圧比は目標電位の２分の１に設定さ
れ、かつ抵抗器１３ｂに対して十分大きな値に設定され
る。

【００１９】負荷回路１６は、そのベースが抵抗器１５
ｄを介して演算増幅器１５ａの出力端子に接続され、そ
のコレクタが共通クランプ線に接続され、そのエミッタ
が接地されたトランジスタ１６ａと、このトランジスタ
１６ａのコレクタとエミッタ間に接続されたコンデンサ
１６ｂとからなる。

【００２０】電圧出力回路１７は、その一方の入力端子
が直接、また他方の入力端子が過電流防止用の抵抗器１
７ｂを介して電源電圧（TVCC）線に接続され、かつ入出
力あるいは接地端子間にそれぞれ外付けのコイル１７
ｃ、ダイオード１７ｄ、コンデンサ１７ｄを備え、一定
電圧（例えば５Ｖ）の直流電圧を出力するＤＣ／ＤＣコ
ンバータ１７ａと、一方の端子がその一定電圧を出力す
る側に接続され、制御端子にターゲット電源オン（PON
）信号が入力され、他方の端子側から対インサーキッ
トエミュレータへの出力電圧（EVCC）を出力するアナロ
グスイッチ１７ｆとからなる。このＤＣ／ＤＣコンバー
タ１７ａは、１Ｖ以上の入力で一定の直流電圧出力（５
Ｖ）を得る回路であり、同時に本実施例で使用される各
部回路へ電源電圧を供給している。

【００２１】上記構成のレベル変換アダプターの動作に
ついて説明する。まず、電源電圧検出回路１１において
は、演算増幅器１１ｂで、抵抗器１１ａ，１１ｂで分圧
されたターゲット電源電圧（TVCC）と、内部の基準電圧
とが比較され、TVCCが一定値（例えば２．７Ｖ）より高
い場合には、ターゲットシステムの電源電圧がオンであ
るとしてインバータ１１ｇからハイレベルのターゲット
電源オン（PON ）信号が出力され、低い場合にはターゲ
ットシステムの電源電圧がオフとしてインバータ１１ｆ
からハイレベルのターゲット電源オフ（PON-）信号が出
力される。

【００２２】次に、比較電位切換え回路１４において
は、抵抗器１４ａ，１４ｂで分圧された電位、あるいは
５Ｖを抵抗器１４ｅ，１４ｆで分圧された電位が、アナ
ログスイッチ１４ｄ，１４ｇで切換えられる。すなわ
ち、ターゲット電源オン（PON ）のときには、アナログ
スイッチ１４ｄがオンとなり、TVCCの２分の１の電位
に、またターゲット電源オフ（PON-）のときには、アナ
ログスイッチ１４ｇがオンとなり、固定の電位、例え
ば、１．５Ｖに切換えられる。

【００２３】次に、クランプ電位比較回路１５において
は、比較電位切換え回路１４から入力される電位と、共
通クランプ線の電位にダミーのクランプ回路１３のダイ
オード１３ａの順方向電圧（約０．６Ｖ）を加えたクラ
ンプ端（Ａ点）電位を抵抗器１５ｂ，１５ｃで分圧した
電位とが比較される。レベルクランプ回路１２では、そ
れぞれの信号線の電位がダイオード１２ｄ，１２ｅ，１
２ｆ，…の順方向電圧（約０．６Ｖ）を引いた電位にレ
ベルシフトされる。そして、クランプ端電位が、比較電
位切換え回路１４からの電位より高い場合には、演算増
幅器１５ａから抵抗器１５ｂを通して負荷回路１６側に
電流が流れる。そのため、クランプ端電位が比較電位切
換え回路１４からの電位より高くなろうとすると、負荷
回路１６のトランジスタ１６ａのベース電流が増加し、
コレクタとエミッタ間に電流が流れ、共通クランプ線の
電位が下がる。この負荷回路１６は、クランプ電位比較
回路１５から出力される信号を駆動電流としてトランジ
スタ１６ａを緩やかにオン・オフさせ、共通クランプ線
に流入する電流を熱に変えアクティブロードとして機能
する。すなわち、ターゲット電源オンのときには、イン
サーキットエミュレータから出力される５Ｖ系の信号線
の電位が、ターゲットシステムの電源系の電圧（３〜５
Ｖ）にレベルシフトされる。また、ターゲット電源オフ
のときには、抵抗器１４ｅ，１４ｆで分圧された一定電
位が演算増幅器１５ａに入力されるため、インサーキッ
トエミュレータから５Ｖが何らかの原因で信号線に加わ
る場合でも、負荷回路１６に過大な電流が流れるのを防
止する。

【００２４】次に、電圧出力回路１７においては、電源
回路２３を構成するＤＣ／ＤＣコンバータ１７ａ、コイ
ル１７ｃ、ダイオード１７ｄ、コンデンサ１７ｅ等によ
り、ターゲット電源電圧を入力として、一定の５Ｖの直
流電圧が出力され、この電圧がアナログスイッチ１７ｆ
を介して対インサーキットエミュレータ側への出力電圧
（EVCC）として出力される。この結果、低電圧で動作す
るターゲットシステムの電源オン信号がインサーキット
エミュレータ側で正しく認識される。なお、電源回路２
３の出力は、各回路の電源電圧としても供給される。

【００２５】なお、上記実施例において、ターゲットシ
ステムの電源電圧を３Ｖを例に説明したが、少なくと
も、インサーキットエミュレータの動作電圧よりも低い
電圧で動作するものに適用できる。

【００２６】また、上記実施例の電圧出力回路１７は、
ターゲット電源電圧を入力として、一定の５Ｖの直流電
圧を得ているが、ターゲット電源電圧がオンとして認識
される所定範囲にあるときに、一定の５Ｖ電位が出力さ
れればよく、実施例に限定されない。

【００２７】さらに、上記実施例では、変換部基板１８
と制御部基板に１９に分けて配置しているが、一つの基
板上に配置できることは言うまでもない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
ーゲットシステムが低電圧動作素子で構成されて低電圧
で動作する場合であっても、インサーキットエミュレー
タに対しては、真のターゲット電源電圧の代わりの５Ｖ
が出力でき、またターゲットシステムに対しては、イン
サーキットエミュレータから出力される信号線の電圧レ
ベルをターゲットシステムの電源電圧に追従させること
ができ、ターゲットシステムに悪影響を与えることな
く、従来のインサーキットエミュレータをそのまま接続
使用が可能になる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のレベル変換アダプターの構成を
説明する図である。

【図２】本発明実施例のレベル変換アダプターの回路基
板上の接続関係を説明する図である。

【図３】本発明実施例のレベル変換アダプターの具体的
回路例を示す図である。

【符号の説明】

１１ 電源電圧検出回路 １２ レベルクランプ回路 １３ ダミーのクランプ回路 １４ 比較電位切換え回路 １５ クランプ電位比較回路 １６ 負荷回路 １７ 電圧出力回路 １８ 変換部基板 １９ 制御部基板 ２０，２１，２２ コネクタ ２３ 電源回路 ２４ 出力回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インサーキット方式でマイクロプロセッ
   サをエミュレートするインサーキットエミュレータとタ
   ーゲットシステムとの間の信号線に接続されるレベル変
   換アダプターにおいて、 前記ターゲットシステムの電源電圧を検出する電源電圧
   検出回路と、前記信号線のそれぞれと共通クランプ線と
   の間に配置されるレベルクランプ回路及びこの共通クラ
   ンプ線に接続されるダミーのクランプ回路と、このダミ
   ーのクランプ回路のクランプ端電圧と前記ターゲットシ
   ステムの電源電圧とを比較するクランプ電位比較回路
   と、前記共通クランプ線と接地間に接続され前記クラン
   プ電位比較回路の比較結果に基づきアクティブに変化す
   る負荷回路と、前記電源電圧検出回路により検出したタ
   ーゲットシステムの電源電圧が所定範囲にあるときに対
   インサーキットエミュレータ側への一定出力電圧を得る
   電圧出力回路とを具備し、前記ターゲットシステムに対
   する信号線の出力電圧を該ターゲットシステムの電源電
   圧に追従し、かつ前記ターゲットシステムの電源電圧が
   所定範囲にあるときに電源オン信号を前記インサーキッ
   トエミュレータ側に出力することを特徴とするレベル変
   換アダプター。