JPH08329000A - 情報処理装置 - Google Patents

情報処理装置

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Publication number
JPH08329000A
JPH08329000A JP8051332A JP5133296A JPH08329000A JP H08329000 A JPH08329000 A JP H08329000A JP 8051332 A JP8051332 A JP 8051332A JP 5133296 A JP5133296 A JP 5133296A JP H08329000 A JPH08329000 A JP H08329000A
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JP
Japan
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circuit
signal
digital signal
clock
information processing
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Pending
Application number
JP8051332A
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English (en)
Inventor
Noboru Masuda
昇 益田
Kazunori Nakajima
和則 中島
Tadaaki Isobe
忠章 磯部
Masamori Kashiyama
正守 柏山
Bunichi Fujita
文一 藤田
Masakazu Yamamoto
雅一 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報処理装置内における複数のユニット間の
信号受け渡しに関し、周期(周波数)は同じであるが位
相は必ずしも一致しない非同期のクロックで動作する回
路間で信号を送受信でき、より短いクロック周期で動作
する情報処理装置を提供する。 【解決手段】 送信側ユニット100のクロック信号に
同期して送出されたデータを、受信側ユニット200の
クロック信号に同期して正しく取り込まれるように制御
可能な遅延回路203を伝送路中に設け、更に予め決め
た単純なパタンをもつデータを送信側ユニットのクロッ
ク信号に同期して送出し、該データを受信側で正しく受
信したか否かを判定し、その結果を用いて遅延回路20
3を制御する手段400を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置内に
おける複数のユニット間の信号受け渡し方式に関し、特
に各ユニットが非同期ではあるが同一の周波数で動作す
る場合に好適な情報処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】多数のプロセッサを搭載し同時に動作さ
せる情報処理装置において、プロッセッサ間でデータを
送受信する方法としては、装置内のクロックの周波数と
位相を全てのプロッセッサ間で等しくしてクロックの1
周期内にデータを送受信する方法が従来あった。ところ
が、クロック周期を短縮して性能向上を図る場合、LS
Iの製造ばらつきや、クロック発生器から各プロセッサ
までの配線距離ばらつき等に起因するクロック位相のば
らつきがクロック周期に対して大きくなる。このため、
この方法ではクロック周期短縮による情報処理装置の性
能向上には限界があった。
【0003】互いの周波数は等しいが位相は異なるクロ
ックで動作するプロセッサ間でデータを送受信する方法
は、例えば特公平6−025957号公報に記載されて
いる。この方法では送信側のプロセッサはデータを送信
すると同時に、クロック信号を送信する。以後このデー
タと同時に送られるクロック信号を併送クロックと呼
ぶ。受信側のプロセッサは受信した併送クロックと受信
側のクロック信号の位相を比較し、その判定結果から受
信側のクロック信号またはその反転クロック信号の適当
な一方を用いてデータを取り込み、さらにその取り込ん
だデータを受信側のクロック信号で取り込むことによ
り、正しくデータを取り込むことができる。従って、プ
ロセッサ間のクロック位相差に制約を受けることなくデ
ータ転送が可能であり、クロック周期を短縮して、より
高性能な情報処理装置を実現できる。
【0004】特公平6−103881号公報には、受信
側のユニット内にデータの経路の遅延時間を変化させる
手段を設け、その手段を通ったデータをフリップフロッ
プに取り込むと共にそのデータを少し遅らせた信号をテ
スト用の別のフリップフロップに取り込み、2つのフリ
ップフロップが同じデータを取り込むようにデータの経
路の遅延時間を制御する方式が記載されている。
【0005】特開平6−110575号公報には、送信
側のユニットを構成するLSIの遅延時間を測定する手
段を設け、その結果を基にデータの経路の遅延時間を制
御する方式が記載されている。
【0006】また、2つの信号の変化するタイミングが
近いか離れているかを判定する方法として、特開昭63
−305612号公報に、その2つの信号の内の一方を
少し遅らせて取り込むフリップフロップと他方を少し遅
らせて取り込むフリップフロップを設けてその結果を比
較する方式が述べてある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術(特公
平6−025957号公報に記載の技術)では、併送ク
ロックを用いることにより位相の異なるクロックで動作
するプロセッサ間で正しく信号を送受信することができ
る。ところが、データ信号は多くても1周期に1回だけ
切り替わる(ローレベルからハイレベル、またはハイレ
ベルからローレベル)のに対し併送クロックは1周期に
2回切り替わる(ローレベルからハイレベルになり、さ
らにローレベルに戻る)ので、併送クロックの信号伝送
路はデータの信号伝送路に対し2倍の周波数を伝送でき
なくてはならず、従って上限周波数は低くなる。
【0008】また、送信側でクロックに同期してデータ
を送出する回路の遅延時間だけデータ信号が併送クロッ
クより遅れている等、併送クロックとデータは完全に同
じ伝送路の遅延時間を保持することは出来ない。従っ
て、併送クロックを使用した上記従来技術においてはデ
ータ信号と併送クロックの遅延時間差分の余裕が必要と
なる。これによりクロック周期の短縮が制限される。
【0009】特公平6−103881号公報記載の技術
では、データを正しく伝送できるか否かを判定するフリ
ップフロップのうちの一方は、データの伝送に使うフリ
ップフロップと共通であり、データの伝送に使うフリッ
プフロップがデータを取り込むタイミングと同じタイミ
ングで取り込まれた結果を判定に使っている。従って、
ぎりぎりのタイミングで正しく伝送できる場合には、デ
ータの伝送を開始した直後には正しく伝送できると判定
されても、使用の途中で正しく伝送できなくなる場合が
有る。その場合には、途中でデータの伝送を中断してデ
ータの経路を切り替えるか、または、あらかじめデータ
の伝送速度をクロックの複数サイクル毎に1回の割合に
して、途中で取り込みのタイミングが変わっても追従で
きるようにしなければならない。従って、最も速いクロ
ックの1サイクル毎に1回の割合でデータを送ることは
できない。
【0010】特開平6−110575号公報記載の技術
では、送信側のユニットを構成するLSIの遅延時間の
みによって判定するため、受信側のユニットを構成する
LSIの遅延時間のばらつきやクロックの位相ばらつき
は補正できない。
【0011】特開昭63−305612号公報には2つ
の信号のタイミングがどの程度離れているかを判定する
方法についての記述はあるが、データの伝送方法等に関
する記述はない。
【0012】本発明の目的は、周期は同じであるが位相
は必ずしも一致しないクロックで動作する回路間で信号
を送受信することができ、より短いクロック周期で動作
する情報処理装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明による情報処理装
置では、送信側プロセッサのクロック信号に同期して送
出されたデータを、受信側プロセッサのクロック信号に
同期して正しく取り込まれるように制御可能な遅延回路
を伝送路中に設けた。さらに、あらかじめ決めた単純な
パタンをもつデータを送信側プロセッサのクロック信号
に同期して送出し、該データを受信側で正しく受信した
か否かを判定し、その結果を用いて自動的に該遅延回路
を制御する手段を設けた。
【0014】また本発明による情報処理装置では、遅延
手段を制御するのにデータ信号を用いるため、伝送路を
伝搬する信号の最大周波数は併送クロックを使用したと
きの半分、すなわちデータを伝送するために本来必要な
周波数でよい。さらに、送信側のクロックに同期して送
出する回路の遅延時間や、受信側のクロックに同期して
取り込む回路のセットアップ時間は、判定回路内にも同
じものを持つためより精度よく調整することができる。
従ってクロック周期を短縮してより高性能な情報処理装
置を実現できる。
【0015】また、本発明による情報処理装置では、デ
ータ信号を所定時間βだけ遅らせた信号を受信側のクロ
ックに同期して取り込んだ結果と、受信側のクロックを
所定時間αだけ遅らせたクロックに同期してデータ信号
を取り込んだ結果を比較し、データ信号が到達する時刻
がクロックに近いか否かを判定する。従って、受信側で
データ信号とクロックが離れていると判定される場合に
は、データ信号はクロックに対して−α〜+βの範囲を
超えて離れていることになる。従って、αとβの値がデ
ータ伝送の途中で発生するノイズ等による遅延時間変動
より大きな値に設定してあれば、使用の途中で正しく伝
送できなくなることはない。従って、本発明による情報
処理装置では、最初に疑似的なデータ信号を使って初期
設定を行なうことにより、途中でデータの伝送を中断し
て経路を切り替えることなく最も速いクロックの1サイ
クル毎に1回の割合でデータを送ることができる。
【0016】また、本発明による情報処理装置では、デ
ータ信号を所定時間βだけ遅らせた信号を受信側のクロ
ックに同期して取り込んだ結果と、受信側のクロックを
所定時間αだけ遅らせたクロックに同期してデータ信号
を取り込んだ結果を比較して、データ信号が到達する時
刻がクロックに近いか否かを判断する。従って、送信側
のユニットを構成するLSIと受信側のユニットを構成
するLSIとその間を接続する信号伝送路を合わせた遅
延時間のばらつきを補正できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
(1)実施の形態例1 図1は本発明による情報処理装置の一実施の形態例を示
す。図1において、100は送信側ユニット、200は
受信側ユニット、101および201はクロック信号、
103、113、204、214、215、224およ
び225はフリップフロップ、104および114は出
力バッファ、202および212は入力バッファを表わ
しており、300および310は送信側ユニット100
と受信側ユニット200を接続する伝送路である。
【0018】送信側ユニット100はクロック信号10
1に従って動作し、受信側ユニット200はクロック信
号201に従って動作するものとする。ただしクロック
信号101および201は同一のクロック源から供給さ
れ周波数は一致するが、その供給経路の遅延時間ばらつ
き等のため位相は必ずしも一致していないことを前提と
する。
【0019】データ転送は、送信側ユニット100から
データ信号群102をクロック信号101に同期して送
出し、伝送路300を経由して受信側ユニット200に
伝搬した後、クロック信号201に同期してフリップフ
ロップ群204に取り込むことにより行う。
【0020】可変遅延回路203は、クロック信号10
1に同期してフリップフロップ群103から送出される
データ信号(以下、単にデータと呼ぶ)が全て同じ時刻
のクロック信号201に同期して取り込まれるように、
入力バッファ202の出力を遅延してフリップフロップ
群204の入力へ送出するために設置される。
【0021】すなわち、データの位相はLSIの製造ば
らつきによる能動素子の駆動力等の違いや伝送路300
の遅延時間の差等により、フリップフロップ群204の
入力ではある時間幅をもってばらつく。クロック信号2
01の位相がこのばらつきの時間幅の中に入った場合、
位相の進んだデータはその周期のクロック信号に同期し
て取り込まれるが、位相の遅れたデータは次の周期のク
ロック信号に同期して取り込まれる場合が起こりうる。
この場合、データを正しく転送することはできない。可
変遅延回路203は、すべてのデータを一斉にある程度
の時間だけ遅延させて上記ばらつきの時間幅をクロック
信号201の位相から外すために設置され、その遅延時
間は位相比較制御回路400により遅延制御信号401
を介して制御される。その制御は、分周回路110が出
力する分周信号112を疑似的なデータとみなし、その
信号(以下、分周データと呼ぶ)をフリップフロップ2
14および224が正しく受信するように制御する事に
より行う。
【0022】分周回路110からフリップフロップ22
4に至る伝送経路は、本来のデータ信号102がフリッ
プフロップ204に至る伝送経路と同じ構成とする。ま
た、分周回路110からフリップフロップ214に至る
伝送経路は、遅延時間βの遅延回路216が加わること
を除いて上記と同じとする。さらに、フリップフロップ
214が使用するクロック信号はフリップフロップ群2
04が使用するクロック信号201と同じとし、フリッ
プフロップ224が使用するクロック信号は201を遅
延時間αの遅延回路226で遅延させたクロック信号2
21とする。遅延回路216や226は偶数段のインバ
ータ等により構成できるが、その遅延時間αやβの設計
方法については動作説明と共に後述する。
【0023】従って、フリップフロップ群103からフ
リップフロップ群204までの遅延時間と、フリップフ
ロップ113からフリップフロップ224までの遅延時
間は概ね等しくなり、フリップフロップ214までの遅
延時間はそれよりβだけ長くなる。
【0024】より具体的には、フリップフロップ103
と113、出力バッファ104と114、入力バッファ
202と212および可変遅延回路203と213、フ
リップフロップ204、214および224はなるべく
同一構成の回路を使用し、各回路間の配線長や負荷数な
どをなるべく合わせた設計が望ましい。また伝送路30
0および310は配線長などの条件が同一の伝送路を使
用することが望ましい。
【0025】フリップフロップ215および225はそ
れぞれフリップフロップ214または224がハザード
を出したときに不安定な信号が位相比較制御回路400
に伝わらないようにするため間に挿入したフリップフロ
ップである。
【0026】230〜232は装置全体を制御するユニ
ットとのインターフェース信号であり、230は受信側
ユニット200を初期状態に設定するRESET信号、
231は位相比較制御回路400の調整動作を停止する
DISABLE信号、232は調整動作の完了を伝える
READY信号である。
【0027】次に、この回路の動作を説明する。分周回
路110はクロック信号101を8分周すると仮定す
る。分周信号112は、送信側ユニット100のクロッ
ク信号101に同期して送出され、伝送路310を経由
して受信側ユニット200に伝搬し可変遅延回路213
を通った後2分され、一方は遅延回路216で遅延され
てクロック信号201に同期してフリップフロップ21
4に取り込まれ、もう一方はクロック信号221に同期
してフリップフロップ224に取り込まれる。
【0028】フリップフロップ215は、クロック信号
201に同期してフリップフロップ214の出力を取り
込み、その出力の217とその反転出力の218を位相
比較制御回路400へ送る。フリップフロップ225
は、クロック信号221に同期してフリップフロップ2
24の出力を取り込み、その出力の227とその反転出
力の228を位相比較制御回路400へ送る。
【0029】位相比較制御回路400は、217、21
8、227および228の各出力を比較し、分周データ
を正しく取り込むことが出来たか否かを判定し、正しく
取りこめなかった場合は遅延制御信号401を変更して
可変遅延回路203および213の遅延時間を1ステッ
プだけ増加させ、正しく取りこめたときには調整完了を
伝えるREADY信号を出力する。
【0030】図2〜図5のタイムチャートを用いて図1
の回路の動作をさらに詳細に説明する。図2〜図5に
は、クロック信号201を基準とし、クロック信号22
1、フリップフロップ224の入出力、フリップフロッ
プ214の入出力およびフリップフロップ群204の入
力を示した。ただし、クロック信号201の周期をTで
表わす。下段は上段と同じ信号の4周期後のタイムチャ
ートを示している。また、フリップフロップ群204と
214および224のセットアップタイムは同じと仮定
する。
【0031】フリップフロップ群204および224の
入力が立ち上がる場合において、フリップフロップ22
4の入力に対するフリップフロップ群204の入力の相
対的なばらつきは±γ2以内に収まると仮定する。同様
に、立ち下がる場合において、ばらつきは±γ1以内に
収まると仮定する。さらに、送信側のクロック信号10
1が立ち上がってからフリップフロップ224の入力が
切り替わるまでの遅延時間が、立ち上がりの場合と立ち
下がりの場合でδだけ差があるとする。図2〜図5では
立ち上がりの遅延時間の方が大きい場合を示し、この場
合のδを正と定義する。
【0032】フリップフロップ群204の入力とクロッ
ク信号201の位相関係として、次の5つのケースを考
える。
【0033】ケース1(図2):立ち上がり、立ち下が
りデータの双方が全て同じクロック周期で取り込まれる
場合(正常な状態)。 ケース2(図3):最も遅い立ち上がりが、クロック周
期の後ろの境界よりも遅い場合。 ケース3(図4):最も早い立ち下がりが、クロック周
期の前の境界より早い場合。 ケース4(図5):立ち上がり、立ち下がりデータとも
クロック周期の境界とは重ならないが、立ち上がりと立
ち下がりが別の周期に入る場合(|δ|>γ1+γ2の
時のみ起こりうる)。 ケース5(図なし):立ち上がりと立ち下がりのばらつ
きの範囲が重なり、その両方にクロック周期の境界が入
る場合。
【0034】ケース1のみが受信側ユニット200のデ
ータが正しく取り込まれることが保証される場合であ
り、他のケース2〜5はそうでない場合を説明のため分
類したものである。以下、図を使用して詳細に説明す
る。
【0035】図2にケース1のタイムチャートの一例を
示す。フリップフロップ群204の入力のうち最も遅い
信号は、フリップフロップ224の入力の立ち上がりに
対しγ2だけ遅れるのに対し、フリップフロップ214
の入力の立ち上がりはβだけ遅れている。従ってγ2<
βとなるようにβを決めておけば、フリップフロップ群
204のどの入力よりもフリップフロップ214の入力
の方が遅くなる。従って、フリップフロップ214の入
力がクロック周期の後ろの境界242よりも遅くなけれ
ば、フリップフロップ群204の入力は全てクロック周
期の後ろの境界242よりも遅くないことが保証され
る。なお、βが製造ばらつきにより(1±x)の範囲で
変化することを考慮して、βの設計値は 式1: γ2<β×(1−x) となるように決める。xの値は、LSI製造工程の難易
度や安定度によって異なるが、通常はMOSLSIの場
合で20%〜50%、バイポーラLSIの場合で5%〜
30%程度と考えられる。
【0036】フリップフロップ群204の入力のうち最
も早い信号は、フリップフロップ224の入力の立ち下
がりに対しγ1だけ早い。一方、フリップフロップ22
4の使用するクロック信号221はフリップフロップ群
204が使用するクロック信号201に対しαだけ遅れ
ている。従って、α>γ1となるようにαを決めてあれ
ば、クロック周期の前の境界240からフリップフロッ
プ群204の入力までの時間よりも、224に対する前
の境界241からフリップフロップ224の入力までの
時間の方が小さくなる。従って、フリップフロップ22
4の入力が224に対する前の境界241よりも早くな
ければ、フリップフロップ群204の入力は全てクロッ
ク周期の前の境界240よりも早くないことが保証され
る。なお、αが製造ばらつきにより(1±x)の範囲で
変化することを考慮して、αの設計値は 式2: γ1<α×(1−x) となるように決める。なお、図2にはδ>0の、立ち下
がりよりも立ち上がりの方が遅い場合を示したが、δ<
0の、立ち下がりの方が遅い場合は 式1’:γ1<β×(1−x) 式2’:γ2<α×(1−x) となる。αとβは立ち上がり立ち下がりの両方に対し式
1および式1’と式2および式2’を満足するように決
める。
【0037】式1、式1’、式2、式2’を満足する
α、βに対して、フリップフロップ214と224が共
にデータを取り込むべきクロック周期243で分周デー
タの立ち上がりを取り込み、さらにその4周期後に共に
立ち下がりを取り込むことを確認すれば、ケース1の状
態であることが保証される。なお、フリップフロップ2
14と224が共にデータを取り込むべきクロック周期
243で分周データを取り込んだ場合、214の出力が
224の出力よりもαだけ早く変化する。
【0038】図3はケース2のタイムチャートの一例を
示した。フリップフロップ群204の入力のうち最も遅
い信号がクロック周期の後ろの境界242よりも遅くな
る場合を示している。フリップフロップ214の入力の
立ち上がりの方がさらに遅いため、データを取り込むべ
きクロック周期243では取り込まれず、従ってフリッ
プフロップ214の出力は本来よりも必ず1周期遅れて
立ち上がる。この場合は、フリップフロップ214の出
力が224の出力より遅れて立ち上がることにより検出
できる。
【0039】図4はケース3のタイムチャートの一例を
示した。フリップフロップ群204の入力のうち最も早
い信号がクロック周期の前の境界240よりも早くなる
場合を示している。境界241に対するフリップフロッ
プ224の入力の立ち下がりのほうがさらに早いため、
データを取り込むべきクロック周期243より前に取り
込まれ、従ってフリップフロップ224の出力は本来よ
りも必ず1周期早く立ち下がる。この場合は、フリップ
フロップ224の出力が214の出力より早く立ち下が
ることにより検出できる。
【0040】図5にケース4のタイムチャートの一例を
示した。|δ|>α+βの場合に、データのクロック2
01に対する位相によっては、図に示すようにフリップ
フロップ214および224の立ち上がりと立ち下がり
がクロック周期の境界242の前と後ろで別れ別れにな
る場合が起こり得る。この場合、フリップフロップ群2
04およびフリップフロップ214と224にデータが
取り込まれるのは、立ち上がりについては本来取り込ま
れるべき周期より全て1周期分後ろになるが、立ち下が
りについては本来取り込まれるべき周期で全て取り込ま
れる。従って、立ち上がり、立ち下がり共214の出力
の方が224の出力よりも先に変化するため、214と
224の出力をそのまま比較しても検出できない。しか
し、フリップフロップ214および224の出力がハイ
レベル(以後、”H”と表示する)である期間はクロッ
ク信号201の3周期分、ローレベル(以後、”L”と
表示する)である期間は5周期分となるため、214の
出力を4周期分だけ遅延させた信号と224の出力を比
較すれば、検出できる。
【0041】ケース5は、|δ|≦γ1+γ2の場合に
のみ起こり得る。ケース2(図3)は立ち上がりのばら
つきの範囲の中にクロック周期の境界が入った場合、ケ
ース3(図4)は立ち下がりのばらつきの範囲の中にク
ロック周期の境界が入った場合であるが、ケース5はそ
の両方が起こった場合である。この場合は、フリップフ
ロップ224の出力が214の出力より早く立ち上がる
ことと、立ち下がることの両方で検出できる。
【0042】以上、ケース1〜5でδは正と仮定して説
明したが、負の場合も同様である。ただし、δが負の場
合はこれまでの説明における立ち上がりと立ち下がりお
よび”H”である期間と”L”である期間は逆になる。
【0043】ケース2〜5の場合でも、α+β+|δ|
<Tである限り、可変遅延回路を使ってデータを一斉に
ずらすことによりケース1の状態に位相を移動させるこ
とが出来る。位相比較制御回路400はこの移動の程度
を制御するために設置される。その制御は上記説明で述
べたフリップフロップ214と224の出力を比較しそ
の結果をもとに可変遅延回路を制御する遅延制御信号4
01を変更することにより行う。
【0044】図6は位相比較制御回路400の部分の一
実施の形態例を示す。位相比較制御回路400は位相比
較部410、制御部500、カウンタ部550から成
る。411、421、431および441は位相比較
器、415、425、435、445、451〜45
4、504〜506、510〜512、516〜518
および551はフリップフロップであり、460、41
2〜414、501〜503、508、509、513
〜515、519、520および552等はNAND回
路やNOR回路等のゲート回路である。このうち、41
2および413、508および509、514および5
15等はS−R型フリップフロップを構成する。21
7、218、227、228、237および238は位
相比較器に入力するデータである。このうち、217お
よび227はそれぞれフリップフロップ214および2
24の出力をフリップフロップ215および225によ
り1周期ずつ遅らせたもの、218および228はそれ
ぞれ217および227の反転信号、237は217を
さらに4周期遅らせたもの、238はその反転信号であ
る。
【0045】最初に、位相比較部410の構成を説明す
る。位相比較部410は、位相比較器411、421、
431および441と、ゲート回路460と、フリップ
フロップ451〜454より構成される。411、42
1、431および441は、同じ構成の位相比較器であ
り、2つの信号の立ち上がりを比較しその結果を出力す
る。4個あるのは、分周データが受信側ユニット200
に正しく取り込まれなかった場合に少なくとも1つの位
相比較器がエラーを検出するためである。
【0046】より具体的には、位相比較器411および
421は前述のケース2、3または5の場合に少なくと
も一方がエラーを検出し、位相比較器431および44
1は前述のケース4の場合に少なくとも一方がエラーを
検出するために設置される。位相比較器の少なくとも1
個がエラーを検出すると、その信号がゲート回路460
を介して制御部500へ送られる。フリップフロップ4
51〜454は、フリップフロップ215の出力をクロ
ック信号201の4周期分(すなわち、分周信号112
の半周期分)だけシフトするように構成される。
【0047】次に、位相比較部410の動作を説明す
る。位相比較器411、421、431および441は
それぞれ4つの信号を入力し、図の上側の2つの信号の
立ち上がりの時刻のうち、いずれが早いかを判定してそ
の結果を出力する。
【0048】位相比較器411を例にとりその動作をよ
り具体的に説明する。NAND412および413はN
AND412を出力とするS−R型フリップフロップを
構成している。位相比較器の外からのNAND412お
よび413への入力が共に”L”のとき、NAND41
2および413の出力は共に”H”に固定されている。
ところが、いずれか一方の入力が”H”になると”H”
を入力した方のNANDの入力は共に”H”になるため
その出力は”L”になる。その後でもう一方の入力が”
H”になっても、この出力は変わらない。一方、NOR
414の入力はNAND412と413の2つの入力2
17と227の反転信号の218と228が入力されて
いるので、NAND412と413の2つの入力が両方
とも”H”になった時に、NOR414の入力は共に”
L”となり、その出力は立ち上がる。フリップフロップ
415はNOR414の立ち上がりに同期してNAND
412の出力を取り込む。
【0049】従って、位相比較器の外から入力する信号
のうち、NAND413の入力がNAND412の入力
よりも早く立ち上がる場合にはフリップフロップ415
は”H”を出力する。反対に、NAND412の入力が
NAND413の入力よりも早く立ち上がる場合にはフ
リップフロップ415は”L”を出力する。従って、正
常な場合にNAND413の入力の方がNAND412
の入力よりも早く立ち上がるように接続されていれば、
フリップフロップ415の”L”出力がエラー信号とな
る。他の位相比較器の動作も同様であり、正常な状態で
は”H”を出力するように接続されている。
【0050】次に、図7〜図13のタイムチャートを使
用し、位相比較部410の動作をより詳細に説明する。
図7〜図13ではクロック信号201を基準とし、4つ
の位相比較器へ入力するデータ217、218、22
7、228、237、および238と、フリップフロッ
プ415、425、435および445の出力を示し
た。
【0051】まず、図2で述べたケース1の正常な状態
では位相比較器はすべて”H”を出力することを説明す
る。
【0052】図7はケース1のタイムチャートの一例を
示している。フリップフロップ415、425、435
および445の初期値は前回の位相比較結果から決まる
ので、図に示したタイムチャート上で最初に位相比較す
るタイミングまでは”H”または”L”のいずれかに固
定されているものとする。位相比較器に入力されるデー
タの位相関係が正常なので、フリップフロップ214お
よび224はデータを取り込むべきクロック周期243
で取り込み、その次の周期でフリップフロップ215と
225が各々フリップフロップ214と224の出力を
取り込む。
【0053】位相比較器411はNAND412にフリ
ップフロップ225の出力227を入力し、NAND4
13にフリップフロップ215の出力217を入力して
いる。217が立ち上がり、それからαだけ遅れて22
7が立ち上がるので、位相比較器411へ入力するデー
タの位相関係は正常である。フリップフロップ225の
反転出力228の立ち下がりと同時に218と228の
両方が”L”になるのでフリップフロップ415の出力
は”H”に確定する。タイムチャートの右端にフリップ
フロップの確定後の出力を示す。
【0054】位相比較器421はNAND422にフリ
ップフロップ225の反転出力228を入力し、NAN
D423にフリップフロップ215の反転出力218を
入力している。218が立ち上がり、それからαだけ遅
れて228が立ち上がるので、位相比較器421へ入力
するデータの位相関係は正常である。フリップフロップ
225の出力227の立ち下がりと同時に217と22
7の両方が”L”になるのでフリップフロップ425の
出力は”H”に確定する。
【0055】位相比較器431はNAND432にフリ
ップフロップ225の出力227を入力し、NAND4
33にフリップフロップ454の反転出力238を入力
している。238が立ち上がり、それからαだけ遅れて
227が立ち上がるので、位相比較器431へ入力する
データの位相関係は正常である。フリップフロップ22
5の反転出力228の立ち下がりと同時に228と23
7の両方が”L”になるのでフリップフロップ435の
出力は”H”に確定する。
【0056】位相比較器441はNAND442にフリ
ップフロップ225の反転出力228を入力し、NAN
D443にフリップフロップ454の出力237を入力
している。237が立ち上がり、それからαだけ遅れて
228が立ち上がるので、位相比較器441へ入力する
データの位相関係は正常である。フリップフロップ22
5の出力227の立ち下がりと同時に227と238の
両方が”L”になるのでフリップフロップ445の出力
は”H”に確定する。
【0057】次に、ケース2または3の、データの立ち
上がりまたは立ち下がりのばらつきの範囲の中にクロッ
ク周期の境界が入る場合では、位相比較器411と42
1のフリップフロップのうち、少なくとも一方が”L”
を出力して異常を検出することを説明する。
【0058】図8にケース2、δ>0の場合のタイムチ
ャートの一例を示す。ケース1の正常な場合との主な相
違は、217の立ち上がりが本来よりも1周期遅れで変
化することである。従って、217と227の立ち上が
りの前後関係が逆転するため、フリップフロップ415
の出力は”L”に確定し、エラーとなる。
【0059】図9にケース2、δ<0の場合のタイムチ
ャートの一例を示す。ケース1の正常な場合との主な相
違は、218の立ち上がりが本来よりも1周期遅れで変
化することである。従って、218と228の立ち上が
りの前後関係が逆転するため、フリップフロップ425
の出力は”L”に確定し、エラーとなる。
【0060】図10にケース3、δ>0の場合のタイム
チャートの一例を示す。ケース1の正常な場合と異なる
のは、228の立ち上がりが本来よりも1周期早く変化
することである。従って、218と228の立ち上がり
の前後関係が逆転するため、フリップフロップ425の
出力は”L”に確定し、エラーとなる。
【0061】図11にケース3、δ<0の場合のタイム
チャートの一例を示す。ケース1の正常な場合との主な
相違は227の立ち上がりが本来よりも1周期早く変化
することである。従って、217と227の立ち上がり
の前後関係が逆転するため、フリップフロップ415の
出力は”L”に確定し、エラーとなる。
【0062】次に、ケース4の、データの立ち上がりと
立ち下がりが異なる周期に入る場合では、位相比較器4
11および421は異常を検出できないことと、その代
わりに、位相比較器431または441のフリップフロ
ップいずれか一方が”L”を出力して異常を検出するこ
とを説明する。
【0063】図12にケース4、δ>0の場合のタイム
チャートの一例を示す。ケース1の正常な場合との主な
相違は、217と227の立ち上がりの双方が本来より
も1周期遅れて変化することである。従って、217と
227の立ち上がりの前後関係は保存されるため、位相
比較器411および421への入力は正常であり、フリ
ップフロップ415および425は”H”を出力する。
しかし、フリップフロップ237の出力は217を4周
期分シフトさせたものなので、本来よりも1周期遅れて
立ち上がる。従って、228と237の立ち上がりの前
後関係が逆転するため、フリップフロップ445の出力
は”L”に確定し、エラーとなる。
【0064】図13にケース4、δ<0の場合のタイム
チャートの一例を示す。ケース1の正常な場合との主な
相違は、218と228の立ち上がりの双方が本来より
も1周期遅れて変化することである。δ>0の場合と同
様、位相比較器411および421への入力は正常であ
り、フリップフロップ415および425は”H”を出
力する。しかし、フリップフロップ238の出力は21
8を4周期分シフトさせたものなので、本来よりも1周
期遅れて立ち上がる。従って、218と238の立ち上
がりの前後関係が逆転するため、フリップフロップ43
5の出力は”L”に確定し、エラーとなる。
【0065】最後に、ケース5について述べる。ケース
5における位相比較器への入力は、図8において、21
7と237の立ち下がりを1周期分遅らせ、218と2
38の立ち上がりを1周期分遅らせて考えればよい。2
17と227の立ち上がりの前後関係が逆転しているこ
とに加えて、218と228の立ち上がりの前後関係も
逆転するので、フリップフロップ415と425の出力
は共に”L”に確定し、エラーとなる。
【0066】次に、図6の回路中、制御部500および
カウンタ部550の構成を説明する。フリップフロップ
504〜506はクロック信号201に同期して信号を
取り込み、位相比較部410からのエラー信号を制御部
500内に伝えるように構成される。フリップフロップ
504〜506の前段に各々接続されたゲート回路50
1〜503は、DISABLE信号231を用いてフリ
ップフロップ504〜506への入力信号を固定するこ
とにより遅延制御信号401の変更を停止するために設
置される。
【0067】フリップフロップ510がエラー信号を出
力するとカウンタ部550のカウント数が1カウントだ
け上昇するようにフリップフロップ510はカウンタ部
550に接続される。フリップフロップ551およびN
OR552はフリップフロップ510が出力するエラー
信号の立ち下がりに起動されて1クロック幅のパルスを
発生する回路を構成している。カウンタ553は上記パ
ルス信号に起動されて遅延制御信号401を1カウント
だけ上昇させ、保持するための回路である。
【0068】NAND514および515よりなるS−
R型フリップフロップは、遅延制御信号401の修正が
完了した後に、READY信号232を出力する目的で
設置されている。ゲート回路520は、フリップフロッ
プ516の出力、504の反転出力および517の出力
を入力とし、READY信号232を出力するための回
路である。
【0069】フリップフロップ517の出力からカウン
タ553への信号は、RESET信号を受けたときにカ
ウンタ553のカウント値を”0”に初期化するための
ものである。
【0070】次に、制御部500およびカウンタ部55
0の動作を説明する。RESET信号230とDISA
BLE信号231が共に”H”の状態で、何サイクルか
の間クロック信号201が加えられると、フリップフロ
ップ517の出力は”H”、518の出力は”L”とな
り、カウンタ553のカウント値は”0”となる。この
時、NAND回路460の出力が”L”すなわちエラー
がなければ、フリップフロップ504と505の出力
は”L”、506の出力は”H”となる。すると、何サ
イクルか後には、510、511の出力は”H”とな
る。
【0071】すなわち、もし511の出力が”L”であ
れば509の出力が”H”となり508の出力は”L”
となる。以後、506の出力が”L”にならない限り5
08の出力が”L”で509の出力が”H”の状態は保
持され、その何サイクルか後には510、511の出力
は”H”となる。
【0072】ところが、エラーが検出されると460の
出力は”H”となり3サイクル後には506の出力は”
L”となり508の出力は”H”となる。すると、51
1の出力が509で反転されて510に加えられる。
【0073】フリップフロップ510〜512のクロッ
ク端子には送信側ユニット100内の分周器110で8
分周された分周信号112が多数のフリップフロップ等
を介して454から出力されたものが加えられているた
め、509の出力は8周期後に510に取り込まれ、さ
らに8周期後には511に取り込まれる。これがまた5
09で反転されるため、509〜512の出力はクロッ
ク信号の32倍の周期で変化する。
【0074】510の出力が変化すると、その立ち下が
りに起動されて551および552が構成する回路は1
クロック幅のパルスを出力し、これがカウンタ553に
加えられる。この後RESET信号230を”L”にし
てリセットを解除するとカウンタ553のカウント値は
32サイクルごとに1カウントずつ増加し、その結果が
遅延制御信号401を介して可変遅延回路203および
213に伝えられる。そしてエラーが解消するまでカウ
ンタ値は1カウントずつ増加し、それに伴って可変遅延
回路203および213の遅延時間も少しずつ増加す
る。
【0075】そして、図7のケース1の状態になったと
ころで、エラーが解消され、460の出力が”L”とな
り、506の出力は”H”となる。すると、その後に5
09の出力が”H”になったときに508の出力が”
L”となり、再びエラーが検出されない限り501から
509の出力は変化しない。そして、510〜512の
出力も順次保持される。
【0076】カウント値の変化を32サイクル毎に1カ
ウントと定めたのは、遅延時間を変化させた結果が位相
比較結果に反映されるまでの時間を十分に確保するため
である。
【0077】READY信号232は、RESET信号
230が解除され、エラー信号が消え、位相調整の動作
が終了してから8サイクル以上経過後に”H”となる。
【0078】すなわち、RESET信号230が”H”
の間は517の出力が”H”であり、この間にエラー状
態であれば、504および515、516の出力はすべ
て”H”である。その後、RESET信号230が”
L”となり、さらに十分な時間が経過して512の出力
が515の出力を反転させて516に取り込まれるとR
EADY信号232が”H”となる。これを待って、D
ISABLE信号231を”L”にすると、以後はエラ
ーが検出されても遅延制御信号401は変化しなくな
る。
【0079】遅延回路226、216の遅延時間α、β
が伝送路の遅延時間ばらつきγ1、γ2より十分に大き
くなるように設定しておけば、調整が一度終了した後に
時々エラーが検出されても、データ信号102は正常に
伝送されていると見做すことができる。
【0080】可変遅延回路203および213は、例え
ば当社の出願にかかる特開平6−97788号公報に記
載したもの等が使用可能である。そのうちの一例を図1
4に示す。バッファ600は入力バッファ202の出力
を受けるバッファである。ゲート回路611、612、
613、614および615はそれぞれデータ信号を遅
延するために接続されている。セレクタ601、60
2、603および604に入力する信号はいずれも図の
上側の入力に対し下側の入力がそれぞれの回路を通過す
る分遅延が大きい。
【0081】例えば、遅延制御信号401A、401
B、401Cおよび401Dが”L”のときセレクタ6
01〜604は各々遅延時間の小さい上側の入力を選択
してその反転信号を出力し、”H”のときは逆にセレク
タ601〜604は各々遅延時間の大きい下側の入力を
選択しその反転信号を出力する。したがって、遅延制御
信号401A、401B、401Cおよび401Dを変
えることによりバッファ600がデータ信号を受けてか
らセレクタ601がその信号を出力するまでの遅延時間
を変えることができる。すなわち、遅延制御信号401
A、401B、401Cおよび401Dが全て”H”で
あり、全てのセレクタが図の下側の入力を選択している
ときに遅延時間は最も大きい。遅延制御信号401D、
401C、401B、401Aの順に”L”となる毎に
遅延時間は小さくなり、すべて”L”のときに遅延時間
は最小になる。
【0082】ここで、可変遅延回路203および213
の可変幅Aおよび分解能Sの設計方法の一例を示す。ま
ず、クロック信号201のジッタ幅および信号伝送路の
温度変化による遅延時間の変化等の総和をΔTとおく。
【0083】可変幅Aの決定方法を図3を用いて説明す
る。可変幅Aは、フリップフロップ群204の入力のう
ち最も遅いものがデータを取り込むべき周期243で必
ず取り込むことが保証されなくなった場合に、データを
一斉にずらせて、必ず次の周期で取りこめると保証され
る位相まで移動できる大きさが必要である。
【0084】前者の位相は図3のフリップフロップ20
4、214および224の入力を一斉に少し前に移動し
てフリップフロップ214の入力の立ち上がりがクロッ
ク周期の後ろの境界242に一致する場合である。この
時224の入力の立ち下がりは242から(β+|δ
|)だけ前にある。後者の位相は、図3のフリップフロ
ップ204、214および224の入力を一斉に後に移
動して224の入力の立ち下がりが境界242のαだけ
後ろに一致する場合である。
【0085】従って、この時移動させる位相の総和は
(α+β+|δ|)であり、可変幅Aはこれ以上であれ
ばよい。なお、A、α、βが製造ばらつきにより(1±
x)の範囲で変化することを考慮して、Aの設計値は、 式3: A×(1−x)≧(α+β)×(1+x)+|δ| となるように決める。
【0086】次に、分解能Sの設計方法を図4を用いて
説明する。分解能Sは、フリップフロップ群204の入
力のうち最も早いものがデータを取り込むべき周期24
3で必ず取り込むことが保証されなくなった場合に、デ
ータを分解能Sだけ一斉にずらせても、最も遅いデータ
がクロックの周期の後ろの境界242を越えないように
しなくてはならない。
【0087】前者の位相は図4のフリップフロップ20
4、214および224の入力を一斉に少し後に移動し
て、フリップフロップ224の入力の立ち下がりが22
4に対する前の境界241に一致する場合である。この
時214の入力の立ち上がりは240から(α+β+|
δ|)だけ後にある。後者の位相は、図3のフリップフ
ロップ204、214および224の入力を一斉に後に
移動して214の入力の立ち上がりが境界242に一致
する場合である。
【0088】この時可変遅延回路で位相を移動させ得る
限度は(T−(α+β+|δ|))であり、可変幅Sは
これ以下であればよい。なお、ジッタ等で周期が最小で
(T−ΔT)になる場合があることと、さらにS、α、
βが製造ばらつきにより(1±x)の範囲で変化するこ
ととを考慮して、Sの設計値は、 式4: T≧(α+β+S)×(1+x)+|δ|+ΔT となるように決める。
【0089】また、Sの設計値の上限がAの設計値の下
限よりも大きい場合は、A=Sで設計することができ
る。言い換えると、可変遅延回路を1段で構成できる。
そのための条件は式3および式4より、 式5:(T−((α+β)×(1+x)+|δ|+ΔT))÷(1+x)≧ ((α+β)×(1+x)+|δ|)÷(1−x) となる。
【0090】なお、本実施の形態例の説明で、データ信
号群102として3つの信号を示してあるが、1つ以上
任意である。遅延制御信号401のビット数も説明のた
め4ビットで示したが、可変遅延回路の切り替え段数に
より変わる。また、分周器110の分周数は8を仮定し
たが本発明はこれに限定されない。
【0091】(2)実施の形態例2 図15は本発明の他の実施の形態例を示したものであ
る。図15の実施の形態例は図1の実施の形態例と似た
構成であるが、主な相違点は可変遅延回路203の構成
と、位相比較制御回路400の構成及び動作である。本
実施の形態例では切り替え段数1段の可変遅延回路20
3を遅延回路261およびセレクタ260で構成してい
る。前述した通り、式5が成立する時にはこの構成の可
変遅延回路が使える。この回路は遅延回路261を通過
した信号と通過しない信号のいずれかを遅延制御信号4
01を用いて選択する。切り替え段数が1段なので遅延
制御信号401は1ビットである。遅延回路262はセ
レクタ260が図の上側の信号を選択した時の遅延時間
に等しくなるように設計する。
【0092】図16は本実施の形態例等に使用する位相
比較制御回路400の構成の一実施の形態例である。実
施の形態例1の機能の一部分を省略し、より単純な構成
で本発明を実現した一例であり、主な相違点はDISA
BLEおよびREADY機能の省略と位相比較器の数で
ある。
【0093】位相比較器の数が少ないのは、本実施の形
態例において前述のケース4が起こらないことを前提と
しており、ケース4を検出するための位相比較器が不要
であるからである。その前提条件は図5の説明より、 式6:|δ|≦α+β で示される。
【0094】415および425はセット機能付き、7
11および712はリセット機能付きのフリップフロッ
プである。
【0095】図16の回路の動作を説明する。RESE
T信号が”H”であり、クロック信号201が加えられ
ると、フリップフロップ710の”L”出力がフリップ
フロップ415、425、711および712に加えら
れ、711および712の出力は”L”に、415と4
25の出力は”H”になる。
【0096】RESET信号が”L”に解除されると、
位相比較器411および421はフリップフロップ71
2の出力が”L”である間は、実施の形態例1と同様に
位相比較を行い、エラーを検出したら”L”を出力し、
それはゲート回路460を介して遅延制御信号401を
反転する。但し、この実施の形態例で比較される信号
は、遅延制御信号の状態にかかわらず、セレクタが遅延
時間の短い側を選択した場合に相当する信号であり、そ
の比較結果を保持する。
【0097】フリップフロップ711および712はN
OR424の立ち上がりに同期してデータを取り込む。
比較器の入力227と217の少なくとも一方が”H”
の状態から共に”L”になると、NOR424の出力
は”L”から”H”となりフリップフロップ711は7
10の出力”H”を取り込む。さらに比較器の入力22
7と217が”H”となりその後再び”L”になると、
NOR424の出力は一度”L”となった後再び”H”
となりフリップフロップ712は711の出力”H”を
取り込む。するとそれ以後は、NOR414および42
4の出力は”L”を保持するので、フリップフロップ4
15と425の出力は変化しなくなる。
【0098】この間、位相比較器421は位相比較を2
回行ない、411は少なくとも1回以上行うので、実施
の形態例1で説明したケース2、3および5のエラーを
検出できる。そして、位相比較器411および421が
それぞれ最後に行った位相比較で、いずれもエラーが検
出されなかった時には、可変遅延回路の遅延時間が短い
側の状態で正常に伝送できると判断され、遅延制御信号
401は短い側を選択する状態になる。逆に、少なくと
も一方でエラーが検出された場合には、遅延制御信号4
01は可変遅延回路の遅延時間が長い側の状態で正常に
伝送できると判断され、遅延制御信号401は長い側を
選択する状態になる。
【0099】(3)実施の形態例3 本発明のさらに他の実施の形態例を図17に示す。本実
施の形態例と実施の形態例1の主な相違点は、位相比較
に使用する分周信号112を伝送するための経路を、デ
ータ信号群102を伝送するための経路の1つと共用し
ている点であり、これにより信号伝送路の削減が可能で
ある。
【0100】可変遅延回路203の遅延時間を設定する
場合、セレクタ120は分周信号112を選択しフリッ
プフロップ103へ出力する。設定が終了し、READ
Y信号が”H”になった後、データ切替信号130を変
更してセレクタ120がデータ信号102を選択する。
【0101】(4)実施の形態例4 本発明のさらに他の実施の形態例を図18に示す。本実
施の形態例は実施の形態例2において、位相比較に使用
する分周信号112を伝送するための経路を、データ信
号群102を伝送するための経路の1つと共用した一例
である。
【0102】(5)実施の形態例5 本発明のさらに他の実施の形態例を図19に示す。本実
施の形態例と他の実施の形態例の主な相違点は、双方向
バッファを用いて送受信可能な複数のユニット間を接続
し、同一の伝送路を使用して相互に信号を送受信するこ
とである。
【0103】150はクロック信号101に従い動作す
る送受信ユニット、150Aはクロック信号101Aに
従い動作する送受信ユニットである。
【0104】送受信ユニット150および150Aの可
変遅延回路の遅延時間は例えば次のように設定する。
【0105】装置全体を制御するユニットにより送受切
替信号105および105Aのいずれか一方のみが送信
を有効にするように決められる。以下、送受信ユニット
150の可変遅延回路の遅延時間を先に決定する場合を
仮定して説明する。
【0106】まず、送受切替信号105Aが送信を有効
にし、分周信号112Aはバッファ114Aおよび伝送
路310を介して送受信ユニット150へ送られる。送
受信ユニット150はこれを使用して可変遅延回路の遅
延時間を設定し、READY信号232を出力すると、
装置全体を制御するユニットは送受切替信号105Aを
変更し、その後105を変更する。すると、分周信号1
12はバッファ114および伝送路310を介して送受
信ユニット150Aへ送られる。送受信ユニット150
Aはこれを使用して可変遅延回路の遅延時間を設定し、
READY信号232Aを出力する。以後、送受信ユニ
ット150と150Aの間で信号の送受信が正しく行わ
れる。
【0107】なお、本実施の形態例は実施の形態例1の
構成の一部分を変更して双方向通信可能な構成を示した
が、上記いずれの実施の形態例においても双方向通信可
能な構成を実現できる。さらに、本実施の形態例は送受
信ユニットが3個以上ある場合にも適用可能である。
【0108】(6)実施の形態例6 次に、図6に示した位相比較制御回路400の他の実施
の形態例について述べる。図20にその回路図を示す。
図20において、2000、2001はNAND回路、
2002はS−R型のフリップフロップ、その他の構成
要素は図6とほぼ同じである。なお、カウンタ回路55
3の下位の3ビットは使用せず、上位の数ビットだけを
遅延制御信号401として使用する。図20の構成と図
6の構成の主な違いは、DISABLE信号231およ
びREADY信号232を省略しRESET信号230
のみで制御できるようにした点と、位相比較部410内
の431および441の部分とフリップフロップ451
〜454の部分を除いた点である。
【0109】図20の回路の制御部の動作を示すタイミ
ングチャートの例を図21に示す。図21の201〜2
054は、それぞれ図20の同じ符号で示す信号の電圧
の変化を表わす。図20の回路のリセット信号230
は、図21に示すようにある時刻にローレベルからハイ
レベルに立ち上がり所定時間後に立ち下がるように変化
をさせる。この信号が立ち上がった時点の約2サイクル
後より初期設定が開始され、立ち下がった時点の約2サ
イクル後に初期設定が終了する。
【0110】具体的には、リセット信号230が立ち上
がった次のサイクルには、2051の信号がハイレベ
ル、2054の信号がローレベルとなり、カウンタ回路
553がリセットされる。そしてその次のサイクルで
は、2054の信号がハイレベルとなってカウンタ回路
553のリセットが解除されるとともに、2052の信
号がハイレベルとなる。すると、その時にNAND回路
460の出力2055がハイレベルであれば、カウンタ
回路553のイネーブル信号2057はハイレベルとな
って1サイクル毎にカウントが進行する。カウンタ回路
553の下位の3ビットを除いた上位のビットだけが遅
延制御信号401として使用されるため、遅延制御信号
401は8サイクル毎に1ステップずつ上昇し、従っ
て、可変遅延回路203および213の遅延時間は8サ
イクル毎に1ステップずつ増大する。
【0111】そしてフリップフロップ214と224が
同じサイクル内に分周信号を取り込むようになって信号
2055がローレベルになった時、あるいは、最初から
信号2055がローレベルであった場合には、カウンタ
回路553のイネーブル信号2057はローレベルとな
ってその時のカウント値が保持される。
【0112】その後、リセット信号230がローレベル
になると、その2サイクル後には2052の信号がロー
レベルになり、以後はカウンタ回路553のイネーブル
信号2057が立ち上がることはない。従って、リセッ
ト信号230は、電源投入後に電源電圧と温度が安定す
るまでの時間を待ってから立ち上げ、装置内部で発生す
るノイズの周期より長い時間ハイレベルを保った後に立
ち下げるようにする。フリップフロップ2002を設け
た理由は、初期設定終了の直前に2055の信号がハイ
レベルとなって遅延制御信号401が上昇を始めた場合
に、その後再び2055の信号がローレベルとなるまで
初期設定を継続させるためである。
【0113】また、図20の回路では図6の回路に設け
た431および441の部分とフリップフロップ451
〜454の部分を除いてある。この部分が不要となるの
は、図16の説明にも述べた通り式6の条件が成り立つ
場合である。すなわち、式6の条件が成り立つ場合には
図5に示したケース4が起こり得ないため、ケース4を
検出するためのこの部分が不要となる。
【0114】(7)実施の形態例7 次に、図16に示した位相比較制御回路400の他の実
施の形態例について述べる。図22にその回路図を示
す。図22において、2200はS−R型のフリップフ
ロップ、その他の構成要素は図20とほぼ同じである。
図22の回路についても、図20の回路と同様に、リセ
ット信号230は電源投入後に電源電圧と温度が安定す
るまでの時間を待ってから立ち上げ、装置内部で発生す
るノイズの周期より長い時間ハイレベルを保った後に立
ち下げる。
【0115】すると、リセット信号230を立ち上げた
次のサイクルでフリップフロップ2200がリセットさ
れ、その後2052の信号がハイレベルの間に1回でも
2055の信号がハイレベルになれば、遅延制御信号4
01はハイレベルになる。2052の信号がハイレベル
の間に1回も2055の信号がハイレベルにならなけれ
ば、遅延制御信号401はローレベルのままである。そ
してリセット信号を立ち下げた後は、その時の遅延制御
信号401が保持される。
【0116】図16に示した位相比較制御回路では、分
周信号112の立ち上がりおよび立ち下がりに対してそ
れぞれ初期設定終了の直前の1回ずつの位相比較結果の
みによって遅延制御信号401が決まるのに対し、図2
2の回路では、リセット信号230がハイレベルを保っ
ている間に行なわれる複数回の位相比較結果によって遅
延制御信号401が決まるため、その間に発生するノイ
ズによる位相変動分も含めたより精度の高い判定が可能
であり、従って図16の場合よりαとβの値を小さく設
定できる。
【0117】(8)実施の形態例8 図23は、図22に示した位相比較制御回路400の更
に他の実施の形態例を示す回路図であり、フリップフロ
ップ214または224がハザードを出した時にこれが
後段に伝播するのを防ぐためのフリップフロップ215
および225を除いた構成になっている。フリップフロ
ップ214がハザードを出す場合はケース1とケース2
のちょうど境界の状態であり、フリップフロップ224
がハザードを出す場合はケース1とケース3のちょうど
境界の状態である。このような場合には、図15のセレ
クタ260がいずれの経路を選択してもフリップフロッ
プ204は正しくデータを取り込むはずであり、従って
遅延制御信号401はいずれのレベルに固定されても構
わない。特に図22のように位相比較結果を保持するフ
リップフロップ415および425と遅延制御信号40
1を保持するフリップフロップ2200を別々に設けた
場合は、フリップフロップ215および225は殆どの
場合不要であると考えられる。
【0118】(9)実施の形態例9 本発明のさらに他の実施の形態例を図24に示す。図2
4の実施の形態例は図18の実施の形態例をさらに変形
したもので、分周信号用の伝送路310とデータ信号用
の伝送路300の兼用を、データ信号用伝送路300の
全てのビットに対して行なった構成である。図24にお
いて、2400はセレクタ、2450はセレクタ240
0を切り替えるための信号である。
【0119】また図24には、クロック信号101およ
び201の供給方法の一例も併せて示す。図24におい
て、2430はクロック信号101および201の元に
なるクロック信号を発生する発振回路、2431はその
クロック信号を送信側ユニット100および受信側ユニ
ット200に分配するためのバッファ回路である。発振
回路2430やバッファ回路2431は、それぞれ別々
のLSI内に構成することもできるし、このうちのいく
つかを同一のLSI内に構成することもできる。241
0および2420はバッファ回路2431から供給され
るクロック信号をそれぞれ送信側ユニット100または
受信側ユニット200を構成するLSI内に取り込むた
めの入力バッファ回路、2411および2421はその
クロック信号を元に所定の周波数のクロック信号を発生
するためのPLL回路、2412および2422はその
クロック信号をそれぞれ送信側ユニット100または受
信側ユニット200を構成するLSI内の多数の回路に
分配するためのバッファ回路である。
【0120】2450の信号は、たとえばクロック信号
201を分周することによって発生し、セレクタ回路2
400がデータ信号の全てのビットを順次選択するよう
に切り替える。これにより、データ信号の経路の全ての
ビットに対して位相比較制御回路400による判定が行
なわれるため、データ信号の経路のビット毎の遅延時間
ばらつきによる誤差を除いたより精度の高い判定が可能
であり、従って図15や図18の場合よりαとβの値を
小さく設定できる。
【0121】(10)実施の形態例10 本発明のさらに他の実施の形態例を図25に示す。図2
5の実施の形態例は、図1または図15の実施の形態例
において、1個の送信側ユニット100に対して複数の
受信側ユニット200aおよび200bを設けた例であ
る。図25では、送信側ユニット100と受信側ユニッ
ト200aおよび200bの内部の回路は一部省略して
記載したが、それぞれ図1または図15の送信側ユニッ
ト100および受信側ユニット200と同じ構成であ
る。この図に示すように複数の受信側ユニットに信号を
伝送する場合、送信側ユニット100から受信側ユニッ
ト200aにデータ信号が伝わる伝播時間と送信側ユニ
ット100から受信側ユニット200bにデータ信号が
伝わる伝播時間とを一致させなくても、本発明によれば
各受信側ユニット毎に位相調整が可能である。また、こ
のように複数の受信側ユニットを設ける構成は、図17
〜19および図24の実施の形態例に対しても可能であ
る。
【0122】(11)実施の形態例11 本発明のさらに他の実施の形態例を図26に示す。図2
6の実施の形態例は、図1または図15の実施の形態例
において、1個の受信側ユニット200に対して複数の
送信側ユニット100aおよび100bを設けた例であ
る。図26において、2600は複数の送信側ユニット
の内のいずれがその時に信号を出力するのかを制御する
ための回路であり、この図に示すように各ユニットの外
部に設置することもできるし、送信側ユニット100a
もしくは100bもしくは受信側ユニット200の内の
いずれかの中に設置することもできる。
【0123】また、この実施の形態例で送信側ユニット
100aおよび100bの中に設ける出力バッファ10
4および114は、図19の実施の形態例と同様にイネ
ーブル端子によって制御可能な出力バッファを使用す
る。この実施の形態例における初期設定は、最初に送信
側ユニット100aと受信側ユニット200の間で図1
または図15の実施の形態例における初期設定と同様に
行ない、その時の遅延制御信号401を受信側ユニット
200の内部に記憶した後、送信側ユニット100bと
受信側ユニット200の間で図1または図15の実施の
形態例における初期設定と同様に行なう。
【0124】そして、その時の遅延制御信号401も受
信側ユニット200の内部に記憶する。実際にデータの
伝送を行なう時には、その時の送信側ユニットがいずれ
であるかに応じて、その送信側ユニットに対応する遅延
制御信号401を使用する。また、図26でも、送信側
ユニット100aおよび100bと受信側ユニット20
0の内部の回路は一部省略して記載したが、上記に説明
した部分以外はそれぞれ図1または図15の送信側ユニ
ット100および受信側ユニット200とほぼ同じ構成
である。また、この実施の形態例においても、送信側ユ
ニット100aから受信側ユニット200に信号が伝わ
る伝播時間と送信側ユニット100bから受信側ユニッ
ト200に信号が伝わる伝播時間とを一致させなくて
も、本発明によれば各送信側ユニット毎に位相調整が可
能である。また、このように複数の受信側ユニットを設
ける構成は、図17〜19および図24、25の実施の
形態例に対しても可能である。
【0125】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、周波
数は等しいが位相の異なるクロックで動作する回路間で
データを送受信する場合に、併送クロックを用いること
なく正しくデータを送受信できるため、情報処理装置の
クロック周期を短縮し高性能な情報処理装置を実現でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態例を示す回路図である。
【図2】図1の実施の形態例の回路の動作を示すタイミ
ングチャートの例である。
【図3】図1の実施の形態例の回路の動作を示すタイミ
ングチャートの例である。
【図4】図1の実施の形態例の回路の動作を示すタイミ
ングチャートの例である。
【図5】図1の実施の形態例の回路の動作を示すタイミ
ングチャートの例である。
【図6】図1の実施の形態例に使用する位相比較制御回
路の構成を示す回路図である。
【図7】図6の位相比較器の回路の動作を示すタイミン
グチャートの例である。
【図8】図6の位相比較器の回路の動作を示すタイミン
グチャートの例である。
【図9】図6の位相比較器の回路の動作を示すタイミン
グチャートの例である。
【図10】図6の位相比較器の回路の動作を示すタイミ
ングチャートの例である。
【図11】図6の位相比較器の回路の動作を示すタイミ
ングチャートの例である。
【図12】図6の位相比較器の回路の動作を示すタイミ
ングチャートの例である。
【図13】図6の位相比較器の回路の動作を示すタイミ
ングチャートの例である。
【図14】図1の実施の形態例に使用する可変遅延回路
の構成を示す回路図である。
【図15】本発明の他の実施の形態例を示す回路図であ
る。
【図16】図15の実施の形態例に使用する位相比較制
御回路の構成を示す回路図である。
【図17】本発明の他の実施の形態例を示す回路図であ
る。
【図18】本発明の他の実施の形態例を示す回路図であ
る。
【図19】本発明の他の実施の形態例を示す回路図であ
る。
【図20】図1の実施の形態例に使用する位相比較制御
回路の他の構成を示す回路図である。
【図21】図20の位相比較制御回路の動作を示すタイ
ミングチャートの例である。
【図22】図15の実施の形態例に使用する位相比較制
御回路の他の構成を示す回路図である。
【図23】図15の実施の形態例に使用する位相比較制
御回路の他の構成を示す回路図である。
【図24】本発明の他の実施の形態例を示す回路図であ
る。
【図25】本発明の他の実施の形態例を示す回路図であ
る。
【図26】本発明の他の実施の形態例を示す回路図であ
る。
【符号の説明】
100 送信側ユニット 200 受信側ユニット 150 送受信ユニット 101、201、221 クロック信号 102、217、218、227、228、237、2
38 データ信号 103、113、204、214、215、224、2
25、415、425、435、445、451〜45
4、504〜506、510〜512、516〜51
8、551、710〜712 フリップフロップ 104、114、202、212、600 バッファ 105、130、230〜232、401 制御信号 110 分周器 112 分周信号 120、260、601〜604 セレクタ 203、213 可変遅延回路 216、226、261、262 遅延回路 240〜242 時間の境界 243 クロック周期 300、310 信号伝送路 400 位相比較制御回路 410、500、550 位相比較制御回路内の部分 411、421、431、441 位相比較器 412〜414、422〜424、432〜434、4
42〜444、460、501〜503、508、50
9、513〜515、519、520、552、611
〜615 ゲート回路 553 カウンタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柏山 正守 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 藤田 文一 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者 山本 雅一 神奈川県秦野市堀山下1番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のクロックに同期してデジタル信号を
    出力する第1の回路と、 上記第1のクロックと同じ周波数の第2のクロックに同
    期して上記デジタル信号を取り込む第2の回路と、 上記第1の回路から上記第2の回路へ上記デジタル信号
    を伝達するための信号伝送路と、 上記第2のクロック信号に応答して、かつ、上記第2の
    回路と異なるタイミングで上記デジタル信号を取り込む
    第3の回路と、 上記信号伝送路の伝搬時間を変更する第4の回路と、 上記第2の回路が取り込んだデジタル信号と上記第3の
    回路が取り込んだデジタル信号を比較し、その結果によ
    り上記第4の回路を制御する第5の回路と、および上記
    第2の回路が上記デジタル信号を取り込むタイミングと
    上記第3の回路が上記デジタル信号を取り込むタイミン
    グの中間のタイミングで、上記デジタル信号または上記
    デジタル信号で伝送される第2のデジタル信号を取り込
    む第6の回路とを有する情報処理装置。
  2. 【請求項2】所定の変化をする上記デジタル信号を発生
    し、上記第1の回路へ供給する信号発生回路を有する請
    求項1記載の情報処理装置。
  3. 【請求項3】上記信号発生回路は、上記第1のクロック
    を分周して上記デジタル信号を発生することを特徴とす
    る請求項2記載の情報処理装置。
  4. 【請求項4】上記第5の回路は、上記第2の回路と上記
    第3の回路が同じ信号を取り込んだ場合は上記伝搬時間
    を変更しないように上記第4の回路を制御し、上記第2
    の回路と上記第3の回路が異なる信号を取り込んだ場合
    は上記伝搬時間を変更するように上記第4の回路を制御
    することを特徴とする請求項1記載の情報処理装置。
  5. 【請求項5】上記第5の回路は、外部から入力される信
    号に従って上記第4の回路を制御するか制御しないかを
    決定することを特徴とする請求項4記載の情報処理装
    置。
  6. 【請求項6】上記第5の回路は、外部から入力される信
    号が当該情報処理装置を初期設定する信号であるとき上
    記第4の回路を制御することを特徴とする請求項5記載
    の情報処理装置。
  7. 【請求項7】第1のクロックに同期して第1のデジタル
    信号を出力する第1の回路と、 第1のクロックに同期して第2のデジタル信号を出力す
    る複数の第6の回路と、 上記第1のクロックと同じ周波数の第2のクロックに同
    期して上記第1のデジタル信号を取り込む第2の回路
    と、 上記第1のクロックと同じ周波数の第2のクロックに同
    期して上記第2のデジタル信号を取り込む複数の第7の
    回路と、 上記第1の回路から上記第2の回路へ上記第1のデジタ
    ル信号を伝達するための第1の信号伝送路と、 上記複数の第6の回路から上記複数の第7の回路へ上記
    第2のデジタル信号を伝達するための複数の第2の信号
    伝送路と、 上記第2のクロック信号に応答して、かつ、上記第2の
    回路と異なるタイミングで上記第1のデジタル信号を取
    り込む第3の回路と、 上記第1の信号伝送路の伝搬時間を変更する第4の回路
    と、 上記複数の第2の信号伝送路の伝搬時間を変更する複数
    の第8の回路と、および上記第2の回路が取り込んだデ
    ジタル信号と上記第3の回路が取り込んだデジタル信号
    を比較し、その結果により上記第4の回路および上記複
    数の第8の回路を制御する第5の回路とを有する情報処
    理装置。
  8. 【請求項8】上記第5の回路は、上記第2の回路と上記
    第3の回路が同じ信号を取り込んだ場合は上記伝搬時間
    を変更しないように上記第4の回路および上記複数の第
    8の回路を制御し、上記第2の回路と上記第3の回路が
    異なる信号を取り込んだ場合は上記伝搬時間を変更する
    ように上記第4の回路および上記複数の第8の回路を制
    御することを特徴とする請求項7記載の情報処理装置。
  9. 【請求項9】上記第5の回路は、外部から入力される信
    号に従って上記第4の回路および上記複数の第8の回路
    を制御するか制御しないかを決定することを特徴とする
    請求項8記載の情報処理装置。
  10. 【請求項10】上記第5の回路は、外部から入力される
    信号が当該情報処理装置を初期設定する信号であるとき
    上記第4の回路および上記複数の第8の回路を制御する
    ことを特徴とする請求項9記載の情報処理装置。
  11. 【請求項11】第1のクロックに同期して第2のデジタ
    ル信号を出力する複数の第6の回路と、 上記第1のクロックと同じ周波数の第2のクロックに同
    期して上記第2のデジタル信号を取り込む複数の第7の
    回路と、 上記複数の第6の回路から上記複数の第7の回路へデジ
    タル信号を伝達するための複数の信号伝送路と、 第1のデジタル信号を発生する第1の回路と、 上記第1のデジタル信号を上記複数の第6の回路の内の
    少なくとも1つに供給する第8の回路と、 上記第1のクロックと同じ周波数の第2のクロックに同
    期して上記第1のデジタル信号を上記複数の信号伝送路
    の内の少なくとも1つから取り込む第2の回路と、 上記第2のクロック信号に応答して、かつ、上記第2の
    回路と異なるタイミングで上記第2の回路が取り込む第
    1のデジタル信号を取り込む第3の回路と、 上記複数の信号伝送路の伝搬時間を変更する複数の第4
    の回路と、および、 上記第2の回路が取り込んだデジタル信号と上記第3の
    回路が取り込んだデジタル信号を比較し、その結果によ
    り上記複数の第4の回路を制御する第5の回路とを有す
    る情報処理装置。
  12. 【請求項12】上記第8の回路は、上記第1のデジタル
    信号を上記複数の第6の回路の内の1つに供給する回路
    であり、 上記第2の回路は、上記第1のデジタル信号を上記複数
    の信号伝送路の内の1つから取り込む回路であることを
    特徴とする請求項11記載の情報処理装置。
  13. 【請求項13】上記第1のデジタル信号を上記信号伝送
    路に伝送する時間と、上記第2のデジタル信号を上記信
    号伝送路に伝送する時間とは異なることを特徴とする請
    求項12記載の情報処理装置。
  14. 【請求項14】上記第1のデジタル信号を上記信号伝送
    路に伝送する時間は当該情報処理装置の初期設定中の時
    間であり、上記第2のデジタル信号を上記信号伝送路に
    伝送する時間は上記初期設定後の時間であることを特徴
    とする請求項13記載の情報処理装置。
  15. 【請求項15】上記第5の回路は、上記第2の回路と上
    記第3の回路が同じ信号を取り込んだ場合は上記伝搬時
    間を変更しないように上記複数の第4の回路を制御し、
    上記第2の回路と上記第3の回路が異なる信号を取り込
    んだ場合は上記伝搬時間を変更するように上記複数の第
    4の回路を制御することを特徴とする請求項11記載の
    情報処理装置。
  16. 【請求項16】上記第5の回路は、外部から入力される
    信号に従って上記複数の第4の回路を制御するか制御し
    ないかを決定することを特徴とする請求項15記載の情
    報処理装置。
  17. 【請求項17】上記第5の回路は、外部から入力される
    信号が当該情報処理装置を初期設定する信号であるとき
    上記複数の第4の回路を制御することを特徴とする請求
    項15記載の情報処理装置。
  18. 【請求項18】上記第1のデジタル信号を上記信号伝送
    路に伝送する時間と、上記第2のデジタル信号を上記信
    号伝送路に伝送する時間とは異なることを特徴とする請
    求項15記載の情報処理装置。
  19. 【請求項19】上記第1のデジタル信号を上記信号伝送
    路に伝送する時間は当該情報処理装置の初期設定中の時
    間であり、上記第2のデジタル信号を上記信号伝送路に
    伝送する時間は上記初期設定後の時間であることを特徴
    とする請求項15記載の情報処理装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11161600A (ja) * 1997-08-19 1999-06-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複数伝送線路間の遅延時間の調整装置及び調整方法
JP2002368605A (ja) * 2001-06-06 2002-12-20 Fujitsu Ltd 並列信号自動位相調整回路
US6879651B2 (en) 2000-06-27 2005-04-12 Hitachi, Ltd. Phase-adjustment control method and information processing apparatus
WO2010007790A1 (ja) * 2008-07-18 2010-01-21 株式会社ニコン データ転送装置および電子カメラ

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