JPH073939B2 - クロツク発生回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、クロツク発生回路に係り、特に基本となる発
振周波数に加え、周波数の異なるクロツクが必要な場合
に好適なクロツク発生回路に関する。

〔従来技術〕

一般に、情報処理装置は、特定のタイミング・クロツク
により動作しているが、このタイミング・クロツクがど
の程度の範囲で変動したら情報処理装置の処理動作に誤
作動を生じるか知る必要がある。このため、タイミング
・クロツクのサイクル・タイムを中心値から上下にある
程度の範囲で変化させて、情報処理装置の動作可能域の
確認を行うタイミング・マージン・テストと呼ばれるテ
ストがある。このタイミング・マージン・テストを行う
ために、中心となる周波数のクロツクの外に周波数の異
なるクロツクを必要とする。

このため、従来、タイミング・マージン・テストは、中
心となるクロツクを発生する発振器の外に全く別の発振
器を用意して行うか、複数の発振周波数を有する１個の
発振器を用いて行うかいずれかにより行われていた。

複数の発振周波数を有する発振器として、例えば、「PL
L−ICの使い方」畑雅恭・古川計介共著、廣済堂産報出
版に記載されているようなPLL発振器をあげることがで
きる。PLL発振器は、基本周波数発振器と、電圧制御も
しくは電流制御形発振器と、基本周波数発振器の発振分
周カウンタと、電圧制御もしくは電流制御形発振器の発
振周波数カウンタとを有し、双方の発振器の分周された
出力信号の位相および周波数を揃えるように、電圧制御
もしくは電流制御形発振器を制御するものであつて、基
本周波数に対し高精度かつ広範囲に渡つて周波数を可変
できるものである。従つて、タイミング・マージン・テ
ストに、PLL発振器を用いることは、きわめて適切のよ
うであるが、なお次に述べるような問題点を含んでい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述したPLL発振器は、二つの分周カウンタの出力信号
の周波数および位相の比較を行い、その比較出力をチヤ
ージポンプ回路等によりアナログ信号に変換して、この
アナログ信号で電圧制御もしくは電流制御形発振器を制
御している。また、電圧制御もしくは電流制御形発振器
は、電圧もしくは電流の極くわずかな変化に対しても発
振周波数が大きく変化するという性質を持つている。こ
れらの理由により、PLL発振器は、ノイズに対して弱い
という欠点を有する。さらに、PLL発振器をクロツク発
生回路として用いる場合、その使用目的からいつて、ク
ロツク発生回路の周囲が多くのデイジタル回路に囲まれ
る場合が多く、デイジタル回路からのノイズが大きな問
題となる。

ノイズの影響を受けにくく、複数の発振周波数を発振で
きる発振器としてゲートループ発振器が知られている
が、この発振器は、ゲートループを構成するアンプゲー
トのゲート特性のバラツキにより発振周波数が大きく変
動し、タイミング・マージン・テストに使用するには適
さないものである。

さらに、複数の単独の発振器を用意して、タイミング・
マージン・テストを行う方法は、コストが高くなるとい
う問題があつた。

本発明の目的は、ノイズに敏感なアナログ回路を使用せ
ず、発振周波数の精度が高い、安価なタイミング・マー
ジン・テストに用いるに適したクロツク発生器を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、前記目的は、アンプゲートのゲート特
性のバラツキの影響を受け易いゲートループ発振器の発
振周波数と、発振精度の高い基本クロツク発振器の発振
周波数とを比較し、基本クロツク発振器の周波数を基準
にしてゲートループ発振器を構成する複数のゲートルー
プの中から所望の周波数を発振させるゲートループを選
択することにより達成される。

〔作 用〕

周波数可変クロツク発振器としてのゲートループ発振器
は、NOR回路の出力を入力にフイードバツクさせて発振
させる方式で、NOR回路の出力と入力との間に、周波数
選択を可能にするために、多段の選択可能なアンプゲー
トによるデイレイを有する。このデイレイは、ゲートル
ープ選択制御回路内のレジスタの値により選択されるの
で、発振周波数の選択をアナログ信号を用いることなく
デイジタル的に行うことができる。本発明のクロツク発
生器は、発振精度の高い基本クロツク発振器により駆動
されるカウンタの値と、ゲートループ発振器により駆動
されるカウンタの値とを比較し、この比較結果により基
本クロツク発振器の発振周波数を基準としてゲートルー
プ発振器を制御しているため、精度の高い任意の周波数
のクロツクを発生することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は、本発明によるクロツク発生回路を示すブロツク図
であり、第１図において、１は基本クロツク発振器、２
はゲートループ発振器、３はNORゲート、４はアンプゲ
ート、５および10はセレクタ、６はゲートループ選択制
御回路、7,13および14はデコーダ、８はレジスタ、９は
＋１回路、11および12はカウンタ、15は判定回路として
のフリツプフロツプ（以下判定フリツプフロツプとい
う）である。

図示実施例において、基本クロツク発振器１およびゲー
トループ発振器２の出力は、夫々カウンタ11および12に
入力され、これらカウンタ11,12の出力は、デコーダ13,
14に入力されるよう接続されている。デコーダ13の出力
は、カウンタ11および12をリセツトするとともに判定フ
リツプフロツプ15のクロツク端子Ｔに、またデコーダ14
の出力は、判定フリツプフロツプ15のデータ端子Ｄに入
力され、判定フリツプフロツプ15の出力は、ゲートルー
プ選択制御回路６に入力されるように接続されている。

また、ゲートループ発振器２は、NORゲート３の出力と
入力との間に複数個のアンプゲート４が挿入され、これ
らのアンプゲート４がセレクタ５により適宜選択制御さ
れるように構成されている。アンプゲート４は、微小な
デイレイを有する位相反転しないバツフアアンプであ
り、どのような形式のものであつてもよい。多数のアン
プゲート４は、複数のセレクタ５を介して直列に接続さ
れるようにゲートループ発振器２内に組込まれ、複数の
セレクタ５は、直列に接続されるアンプゲート４の数を
最大から最小まで変化させることができる。このアンプ
ゲート４のセレクタ５を介した直列回路が、ゲートルー
プを構成し、アンプゲート４の直列に接続された数が、
アンプゲート発振器２の発振周波数を決定する。

ゲートループ選択判定回路６は、判定フリツプフロツプ
15の出力によりセレクタ10が制御され、レジスタ８の内
容に＋１回路９を介して１を加えるか否かの選択がなさ
れ、レジスタ８の出力を受けるデコーダ７の出力がゲー
トループ発振器２のセレクタ５を制御し、ゲートループ
発振器２の発振周波数を決定するように構成されてい
る。

このように構成された実施例の動作について以下に説明
する。

まず、図示回路の電源投入を行い、ゲートループ発振器
２のNORゲート３のＳ入力をＨレベルに保持した後Ｌレ
ベルとする。これによりゲートループ発振器２は発振を
開始する。ここで、発振開始当初のゲートループ発振器
２の発振周波数は、発振可能な最小の発振周波数となる
ように、ゲートループ選択制御回路６のレジスタ８の内
容を初期設定しておく。カウンタ11は、基本クロツク発
振器１の出力により更新され、カウンタ11の値が予め定
めた特定値、例えばＮに達すると、デコーダ13は、これ
を検出してその出力をＨレベルとする。また、ゲートル
ープ発振器２の出力により更新されるカウンタ12の値が
所望の値、例えばＭに達すると、デコーダ14は、これを
検出してその出力をＨレベルとする。判定フリツプフロ
ツプ15は、デコーダ13の出力をトリガとし、デコーダ14
の出力をデータとして、デコーダ13および14の出力を比
較する。

いま、デコーダ13の出力がＨレベルになつたとき、デコ
ーダ14の出力がＬレベルの場合、すなわち、ゲートルー
プ発振器２の発振周波数が所望の値より低い場合、判定
フリツプフロツプ15の出力は、Ｌレベルとなる。この結
果、ゲートループ選択制御回路６のセレクタ10は、＋１
回路９を選択し、レジスタ８の内容を更新する。デコー
ダ７は、更新されたレジスタ８の内容により、ゲートル
ープ発振器２のセレクタ５を切替え制御し、ゲートルー
プ発振器２の発振周波数がより高くなるようにアンプゲ
ート４によるゲートループの選択を行う。また、デコー
ダ13の出力がＨレベルになつたとき、デコーダ14の出力
がＨレベルの場合、すなわちゲートループ発振器２の発
振周波数が所望の値に達した場合、判定フリツプフロツ
プ15の出力は、Ｈレベルとなる。この結果、ゲートルー
プ選択制御回路６のレジスタ８の内容は更新されず、ゲ
ートループ発振器２の発振周波数は変化しない。カウン
タ11および12は、カウンタ11の値が予め定めた特定の値
Ｎになつたとき、リセツトされ再度計数を行うことにな
り、判定フリツプフロツプ15による前述の判定動作は、
カウンタ11および12の繰返し動作毎に行われ、基本クロ
ツク発振器１とゲートループ発振器２の発振周波数の比
較を行うことになる。

以上の動作により、ゲートループ発振器２の発振周波数
は、基本クロツク発振器１の発振周波数と一定の関係に
なるように制御される。基本クロツク発振器１の発振周
波数をf₀、カウンタ11の予め定めた特定値をＮ、カウン
タ12の所望値をＭとすると、ゲートループ発振器２の発
振周波数ｆは、 となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発説によれば、ゲートループ発
振器の発振周波数を基本クロツクの発振周波数と比較し
て調整するようにしたので、ゲートループを構成するア
ンプゲートのゲート特性のバラツキによるゲートループ
発振器の発振周波数バラツキを解消した、ノイズに強
い、高精度のタイミング・マージン・テストに用いて好
適なクロツク発生回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるクロツク発生回路を示すブロツ
ク図である。 １……基本クロツク発振器、２……ゲートループ発振
器、３……NORゲート、４……アンプゲート、5,10……
セレクタ、６……ゲートループ選択制御回路、7,13,14
……デコーダ、８……レジスタ、９……＋１回路、11,1
2……カウンタ、15……判定回路としてのフリツプフロ
ツプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−217722（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−250712（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−65620（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基本クロツク発振器により制御され任意の
   周波数のクロツクを発生するクロツク発生回路におい
   て、基本クロツク発振器と、複数個のゲートループを有
   し該ゲートループの一つを選択することにより複数個の
   異なる周波数のクロツクを発振するゲートループ発振器
   と、前記基本クロツク発振器の出力信号で更新される第
   １のカウンタと、前記ゲートループ発振器の出力で更新
   される第２のカウンタと、前記第１のカウンタの値が予
   め定めた特定値になつたことを検出し、そのとき前記第
   ２のカウンタの値が所望値か否かを判定する判定回路
   と、該判定回路からの判定信号を受けて、前記ゲートル
   ープ発振器のゲートループをそのまま保持するか別のゲ
   ートループを選択するかを制御するゲートループ選択制
   御回路とを備え、前記第１および第２のカウンタは、前
   記第１のカウンタの値が予め定めた特定値になつたとき
   にリセツトされ、初期値から更新し直すように制御され
   ることを特徴とするクロツク発生回路。
2. 【請求項２】前記ゲートループ発振器は、その発振周波
   数が低い方から順次高くなるようにゲートループの選択
   制御が行われることを特徴とする前記特許請求の範囲第
   １項記載のクロツク発生回路。
3. 【請求項３】前記ゲートループ発振器は、その発振周波
   数が、前記基本クロツク発振器の発振周波数を中心にし
   て、上下に所望の範囲内でわずかづつ異なる複数の周波
   数を発振するための複数のゲートループを備えることを
   特徴とする前記特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のクロツク発生回路。