JPH09205361A - 電圧レベル変換クロックジェネレータ - Google Patents

電圧レベル変換クロックジェネレータ

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JPH09205361A
JPH09205361A JP8012644A JP1264496A JPH09205361A JP H09205361 A JPH09205361 A JP H09205361A JP 8012644 A JP8012644 A JP 8012644A JP 1264496 A JP1264496 A JP 1264496A JP H09205361 A JPH09205361 A JP H09205361A
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop

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  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 情報処理装置の基板を小型,軽量かつ安価に
する。 【解決手段】 ある任意の周波数で基準電圧Viと同一
の2値の一方の電位を有する入力クロック信号Ciを、
ある特定の周波数に変換して、PLL出力クロック信号
Cpを出力するPLL回路かある。さらに、PLL出力
クロック信号Cpを、基準電圧Viに対して、電圧レベ
ル制御信号CTLで設定した、ある任意の目的の電圧レ
ベルに変換して、出力クロック信号Coを出力す電圧
レベル変換回路がある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はクロックジェネレー
タに関し、特に、ある目的の電圧レベルに変換したクロ
ック信号を出力する電圧レベル変換クロックジェネレー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】図11従来のクロックジェネレータを
使用した電圧レベル変換回路の構成を示す。従来のクロ
ックジェネレータ1は、ある任意の周波数を持つ入力ク
ロック信号CiをPLL回路2で、ある特定の周波数に
変換して、PLL出力クロック信号Cpを生成する。生
成されたPLL出力クロック信号Cpは出力制御信号が
有効(図11では“0”)の間、トライステートバッフ
ァ14を通り、外部へ出力する。入力クロック信号Ci
およびPLL出力クロック信号Cpの2値の一方の電位
は、クロックジェネレータ1に入力する基準電圧Vcc
(TTLレベル等)と同一である。
【0003】この従来では、基準電圧Vccとは異な
る、任意の電圧レベルを有するクロック信号が必要な場
合は、クロックジェネレータ1に外付け降圧デバイス3
接続され、クロックジェネレータ1のPLL回路2で
生成されPLL出力クロック信号Cpを、外付け降圧
デバイス3降圧し、目的の電圧レベルを有する出力ク
ロック信号Coを生成する。
【0004】更に、図12に示す別の従来では、それ
ぞれ異なる電圧レベルを有するクロック信号が必要な場
合は、クロックジェネレータ1に異なる電圧レベルの
数だけの、複数の外付け降圧デバイス31〜3n接続
され、クロックジェネレータ1のPLL回路2で生成
される、基準電圧Vccと同一の電圧レベルを有する複
数のPLL出力クロック信号Cp1,…,Cpnを、複
数の外付け降圧デバイス31〜3n降圧することによ
り、それぞれ目的の電圧レベルを有する出力クロック信
号Co1,…,Conを生成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例の問題点
は、情報処理装置の基板に実装してある、クロックジェ
ネレータの出力するPLL出力クロック信号(図11の
Cp)が有する電圧レベルとは異なる動作電圧の、ある
LSIに必要な、ある電圧レベルを有するクロック信号
(図11のCo)を生成する場合、クロックジェネレー
タ(図11の1)に、外付け降圧デバイス(図11の3
1〜3n)が必要になってしまうことであり、更に、動
作電圧がそれぞれ異なるLSIに対し、それぞれ異なる
電圧レベルを有するクロック信号(図12のCo1,
…,Con)を生成する場合、クロックジェネレータ
(図12の1)に、異なる電圧レベルの数だけの複数
の外付け降圧デバイス(図12の31〜3n)が必要に
なってしまい、情報処理装置の基板がその分、面積、重
量が大きく、高価なものになってしまうことである。
【0006】その理由は、クロックジェネータ(図11
の1および図12の1)では、PLL出力クロック信
号(図11のCpおよび図12のCp1,…,Cpn)
の電圧は、クロックジェネレータ(図11の1および図
12の1)に入力する基準電圧Vccと同一の電圧の
み出力可能なためである。
【0007】本発明の目的は、従来クロックジェネー
タに必要であった、複数の外付け降圧デバイスと同等の
機能を、クロックジェネレータに内蔵することで、情報
処理装置の基板における、複数の外付け降圧デバイス分
の実装面積、重量を削減し、情報処理装置の基板を小
型、軽量且つ安価にすることができる電圧レベル変換ク
ロックジェネレータを提供することにある
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧レベル変換
クロックジェネレータは、ある任意の周波数で基準電圧
(Vi)と同一の2値の一方の電位を有する入力クロッ
ク信号(Ci)を、ある特定の周波数に変換して、PL
L(フェイズ・ロックド・ループ)出力クロック信号
(Cp)を出力するPLL回路前記PLL出力クロ
ック信号(Cp)を、前記基準電圧(Vi)に対して、
電圧レベル制御信号(CTL)で設定した、ある任意の
目的の電圧レベルに変換して、出力クロック信号(C
o)を出力す電圧レベル変換回路
とを具備することを特徴とする
【0009】図1は、本発明の電圧レベル変換クロック
ジェネレータを示す構成図である。
【0010】本発明は、入力クロック信号(図1のC
i)を、ある特定の周波数に変換して、PLL出力クロ
ック信号(図1のCp)を出力するPLL回路(図1の
2)を基本に、PLL出力クロック信号(図1のCp)
を、基準電圧(図1のVi:任意レベル)に対して、電
圧レベル制御信号(図1のCTL)で設定した、ある任
意の目的の電圧レベルに変換して、出力クロック信号
(図1のCo)を出力する、電圧レベル変換回路(図1
の4)の手段を有する。
【0011】
発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
図面を参照して説明する。
【0012】図2は本発明の第1の実施の形態を示す構
成図である。この実施の形態は、クロックジェネレータ
として必須なPLL回路2と出力制御回路15に加え、
電圧レベル変換回路4を内蔵したものである。
【0013】電圧レベル変換回路4は、入力される基
準電圧Vi(任意レベル)の電圧レベルを適宜出力する
入力電圧レベル出力回路5と、出力クロック信号Coの
設定電圧レベルを出力する電圧レベル設定カウンタ回路
6と、入力電圧レベル出力回路5と電圧レベル設定カウ
ンタ回路6のそれぞれの出力を比較する入出力電圧レベ
ル比較回路7と、その比較結果をもとに、目的の電位に
する降圧回路8から構成される。
【0014】降圧回路8は、
図3に示すように、ゲート入力部が負論理の切換素
5と、降圧回路部81,82,83,84とからなる。
更に、降圧回路部83は、
ゲート入力部が負論理で制御基本クロック信号CLKと
同期して動作する切換素子831、
ゲート入力部が正論理で制御基本クロック信号CLKと
同期して動作する切換素子832、および予め決められ
たR3を有する降圧素子833で構成される。降圧回路
部81、降圧回路部82、降圧回路部84も同様であ
る。
【0015】このように、降圧回路8をクロックジェネ
レータ内部に集積することで、従来クロックジェネレー
タとほぼ同一形状で同じ重量、しかもほぼ同一の価格で
実現できる。
【0016】従来クロックジェネレータ(図12の1
9)に接続されている、複数の外付け降圧デバイス31
〜3nを31〜3aまでの10個と仮定して、以下に具
体的な効果を示す。
【0017】まず、情報処理装置の基板の小型化につい
て説明する。
【0018】従来クロックジェネレータと外付け降圧デ
バイスを、仮に24端子で端子間127mmの表面実装
タイプとすると、従来クロックジェネレータが情報処理
装置に実装するのに必要な面積は、およそ150平方m
mである。面積は、デバイス自身の面積に、デバイスが
隣接する場合のクリアランスを含めて考えている。外付
け降圧デバイスは同一形状のものが10個なので、10
個の降圧デバイスで1500平方mmである。従って、
従来クロックジェネレータと接続される10個の降圧デ
バイスの合計の面積は、1650平方mmとなる。本発
明の一実施の形態の電圧レベル変換クロックジェネレー
タの面積は、従来クロックジェネレータから増える端子
を見込み、仮に200平方mmとすると、面積削減の効
果は、1450平方mm、率にして88%となる。
【0019】次に、情報処理装置における基板の軽量化
について説明する。
【0020】先の小型化の説明同様、従来クロックジェ
ネレータと外付け降圧デバイスを、仮に24端子で端子
間127mmの表面実装タイプとすると、従来クロック
ジェネレータの重量は、およそ2gである。外付け降圧
デバイスは、同一形状のものが10個なので、全ての降
圧デバイスで20gである。従って、従来クロックジェ
ネレータと接続される降圧デバイスの合計重量は、22
gとなる。本発明の一実施の形態の電圧レベル変換クロ
ックジェネレータの重量は、従来クロックジェネレータ
と同等と考え、2gとすると、重量削減の効果は、20
g、率にして91%となる。
【0021】最後に、情報処理装置における基板の低価
格化について説明する。
【0022】先の小型化および軽量化の説明同様、従来
クロックジェネレータと外付け降圧デバイスを、仮に2
4端子で端子間127mmの表面実装タイプとすると、
従来クロックジェネレータの価格は、およそ300円で
ある。外付け降圧デバイスも同様に1個300円と仮定
すると、10個の降圧デバイスで3000円である。従
って、従来クロックジェネレータと接続される降圧デバ
イスの合計価格は、3300円となる。本発明の
一実施の形態の電圧レベル変換クロックジェネレータの
価格は、従来クロックジェネレータ+αと考え、仮に4
00円とすると、低価格化の効果は、2900円、率に
して88%となる。特に低価格の効果については大き
く、情報処理装置1台につき2900円の効果であるた
め、仮に10万台の情報処理装置で考えると、2億90
00万円もの効果がある。
【0023】本発明の第1の実施の形態の動作につい
て、図2,図3,図4,図5,図6,図7を参照して詳
細に説明する。
【0024】入力される基準電圧Viは、ある特定値の
みとし、更に便宜上、基準電圧Viを6.0ボルト、出
力クロック信号Coの設定電圧を3.0ボルトと仮定
し、以下詳細に説明していく。
【0025】入力電圧レベル出力回路5(図2)が出力
する入力電圧レベル信号LV3、入力電圧レベル信号L
V2、入力電圧レベル信号LV1は、図5の例のとお
り、予め決められた基準電圧Vccの6.0ボルトを示
す、LV3=1、LV2=1、LV1=0(それぞれ2
値の一方のレベル)を出力する。
【0026】目的とする出力クロック信号Coの電圧の
設定は、電圧レベル設定シリアルデータVDTを目的の
電圧を示すシリアルデータとすることにより行われる。
その際、データが有効であることを示すデータ有効コマ
ンド信号VLDを有効にする。電圧レベル設定カウンタ
回路6は、制御基本クロック信号CLKの立ち上がり
で、データ有効コマンド信号VLDが有効
(図4では“0”)であると、その時の電圧レベル設定
シリアルデータVDTの値をカウントする。同時に電圧
レベル設定カウンタ回路6(図2)が、電圧レベル設定
信号VD3、電圧レベル設定信号VD2、電圧レベル設
定信号VD1にカウント状況を次段の入出力電圧レベル
比較回路7へ出力する。制御基本クロック信号CLKの
立ち上がりで、上記カウントを繰り返す。
【0027】ある時点で、データ有効コマンド信号VL
Dが無効であると、電圧レベル設定カウンタ回路6は、
その時の電圧レベル設定シリアルデータVDTの値はカ
ウントせず、電圧レベル設定カウンタ回路のカウンタ
動作は終了する。出力クロック信号Coの設定電圧を
3.0ボルトとすると、電圧レベル設定シリアルデータ
VDTは、少なくとも制御基本クロック信号CLKの3
クロック分のハイレベル(2値の一方のレベル)を有す
る。その際、データ有効コマンド信号VLDは有効とす
る。電圧レベル設定カウンタ回路6からは、図6の例に
示すとおり、VD3=0、VD2=1、VD1=1(そ
れぞれ2値の一方のレベル)を出力する。
【0028】また、同時期に、入力クロック信号Ciを
PLL回路21(図2)で、予め決められた周波数に変
換され、PLL出力クロック信号Cpが出力される。こ
の入力クロック信号CiとPLL出力クロック信号Cp
の電圧は、基準電圧Viと同じ6.0ボルトである。
【0029】入出力電圧レベル比較回路7は、入力電圧
レベル信号LV3LV2LV1、および電圧レベル
設定信号VD3VD2VD1を入力し、入力される
基準電圧Viと目的の電圧である出力クロック信号Co
の設定電圧とを制御基本クロック信号CLKの立ち上が
りで比較する。基準電圧6.0ボルト(LV3=1、L
V2=1、LV1=0それぞれ2値の一方のレベ
ル)、出力クロック信号Coの設定電圧3.0ボルト
(VD3=0、VD2=1、VD1=1それぞれ2値
の一方のレベル)とすると、差分は3.0ボルトである
ため、図7の例に示すとおり、入出力電圧レベル差分信
号LG4=0、入出力電圧レベル差分信号LG3=1、
入出力電圧レベル差分信号LG2=0、入出力電圧レベ
ル差分信号LG1=0(それぞれ2値の一方のレベル)
を出力する。
【0030】また、この比較動作が終了すると、降圧回
路動作開始信号LDS(図3)を有効にする。
【0031】降圧回路8(図2)は、降圧回路動作開始
信号LDSが有効(図4では“0”)であることを、制
御基本クロック信号CLKの立ち上がりで認識すると、
入出力電圧レベル差分信号LG4入出力電圧レベル差
分信号LG3入出力電圧レベル差分信号LG2入出
力電圧レベル差分信号LG1の順に降圧回路部84(図
3)、降圧回路部83、降圧回路部82、降圧回路部8
1を制御基本クロック信号CLKの立ち上がりで動作さ
せる。基準電圧Viが6.0ボルト、出力クロック信号
Coの設定電圧が3.0ボルトとすると、差分は3.0
ボルトであるので、入出力電圧レベル差分信号LG3の
みが有効になり、降圧回路部83でのみ降圧動作がなさ
れる。降圧回路部83では、入出力電圧レベル差分信号
LG3により、切換素831が有効になり、PLL出
力クロック信号Cpが切換素831を通過し、基準電
圧Viと図7の例により予め決められた値を持つ、定数
R3を有する降圧素子833で降圧される。
【0032】これにより、出力クロック信号Coの電圧
は、PLL出力クロック信号Cpの電圧レベル6.0ボ
ルトに、降圧回路部83で3.0ボルトの逆電圧をかけ
た結果生じる、目的通りの3.0ボルトになる。本電圧
レベル変換クロックジェネレータから出力クロック信号
Coを出力するために、任意の外部回路によって出力制
御信号を有効(図4では“0”)にする。
【0033】本発明の第2の実施の形態について図8お
よび図9を参照して説明する。
【0034】第1の実施の形態では、入力される基準電
圧Viをある特定値固定としたが、第2の実施の形態で
は、これを任意に設定可能とする。
【0035】図8を参照すると、電圧レベル変換回路4
は、入力される基準電圧Viの電圧レベルを検出する
入力電圧レベル検出回路9と、出力クロック信号Coの
設定電圧レベルを出力する電圧レベル設定カウンタ回路
10と、入力電圧レベル検出回路9と電圧レベル設定カ
ウンタ回路10のそれぞれの出力を比較する入出力電圧
レベル比較回路11と、その比較結果をもとに、目的の
電圧にする降圧回路12から構成される。
【0036】入力電圧レベル検出回路9は、制御基本ク
ロック信号CLKの立ち上がりで、基準電圧Viの電圧
レベルを認識し、入力電圧レベル信号LV1,…,LV
nを出力する。
【0037】図9を参照すると、降圧回路12は、降圧
選択回路112、降圧回路部ブロック121,…,12
nから構成される。降圧回路部ブロック121は、
ゲート入力部が負論理で、ゲート入力部に降圧回路動作
開始信号LDSと降圧選択回路出力信号(LS1)を接
続している切換素子211、予め値の決まっている
定数R111,…,R11nをそれぞれ持つ降圧素子を
有する降圧回路部1121,…,112nからなる。
同様に、降圧回路部ブロック12nは、
ゲート入力部が負論理で、ゲート入力部に降圧回路動作
開始信号LDSと降圧選択回路出力信号(LSn)を接
続している切換素子12nn、予め値の決まっている
定数Rn11,…,R1nnをそれぞれ持つ降圧素子を
有する降圧回路部n121,…,n12nからなる。
降圧回路部ブロック1121,…,n12nは、入力電
圧レベル信号LV1,…,LVnから、降圧選択回路1
12で生成される降圧選択回路出力信号LS1,…,L
Snによって、一意に選択される。例えば降圧回路部ブ
ロック121が選択されると、入出力電圧レベル差分信
号LG1,…,LGnによって、降圧回路部1121
…,…112nが選ばれ、選択された降圧回路部112
1,…,112nで降圧動作がなされる。
【0038】更に、第2の実施の形態の変形例として、
図10に示すような、出力クロック信号が複数本ある場
合について説明する。
【0039】電圧レベル変換回路4は、入力される基
準電圧Viの電圧レベルを検出する入力電圧レベル検出
回路9と、対象とする出力クロック信号Co1,…,
onを設定する出力先設定カウンタ回路13と、出力ク
ロック信号Co1,…,Conの設定電圧レベルを出力
する電圧レベル設定カウンタ回路10と、入力電圧レベ
ル検出回路9,電圧レベル設定カウンタ回路10,出力
先設定カウンタ回路13のそれぞれの出力を比較する、
出力クロック信号ごとに設けてある入出力電圧レベル比
較回路11,…,110と、その比較結果をもとに、出
力クロック信号ごとに設けてある、目的の電圧にする降
圧回路12,…,120から構成される。
【0040】出力先設定カウンタ回路13は、出力先設
定シリアルデータPDTを対象とする出力クロック信号
の番号を示すシリアルデータとすることにより、対象と
する出力クロック信号を設定する。その際、任意の外部
回路によってデータ有効コマンド信号VLDを有効にす
る。
【0041】降圧回路12,…,120は、出力クロッ
ク信号Co1,…,Conに1対1で設けられる。降圧
回路12,…,120は、それぞれ図9の降圧回路12
と同じ構成である。
【0042】
【発明の効果】本発明の電圧レベル変換クロックジェネ
レータを使用することで、情報処理装置の基板におけ
る、複数の外付け降圧デバイス(図12の31〜3n
分の実装面積、重量を削減できる。これにより、情報処
理装置の基板を小型、軽量且つ安価に出来るようにな
る。
【0043】その理由は、本発明の電圧レベル変換クロ
ックジェネレータは、従来クロックジェネータ(図12
の1)に必要であっ複数の外付け降圧デバイス(図
12の31〜3n)と同等の機能を、内蔵しているから
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態を示す構成図であ
る。
【図3】図2の降圧回路を示す回路図である。
【図4】図2の実施の形態の動作を例示するタイムチャ
ートである。
【図5】図2の入力電圧レベル出力回路出力信号の
組み合わせを例示する図である。
【図6】図2の電圧レベル設定カウンタ回路出力信
号の組み合わせを例示する図である。
【図7】図2の入出力電圧レベル比較回路出力信号
の組み合わせを例示する図である。
【図8】本発明の第2の実施の形態を示す構成図であ
る。
【図9】図8の降圧回路を示す回路図である。
【図10】図8実施の形態の変形を示す構成図である。
【図11】従来を示す構成図である。
【図12】他の従来を示す構成図である。
【符号の説明】
21 PLL回路 4,41,42,43 電圧レベル変換回路 5 入力電圧レベル出力回路 6 電圧レベル設定カウンタ回路 7 入出力電圧レベル比較回路 8 降圧回路 81,82,83,84 降圧回路部 831,832 切換素 833 降圧素子81〜 84 降圧回路部 85 切換素 9 入力電圧レベル検出回路 10 電圧レベル設定カウンタ回 11,110 入出力電圧レベル比較回 12,120 降圧回 112 降圧選択回路 121,12n 降圧回路部ブロッ 1211 切換素子F2 1121,112n 降圧回路 11213,112n3 降圧素 12nn 切換素 n121,n12n 降圧回路部 n1213,n12n3 降圧素子 13 出力先設定カウンタ回路 15,16 出力制御回路 Ci 入力クロック信号 CLK 制御基本クロック信号 Co 出力クロック信号 Co1,Con 出力クロック信 Cp,Cp1,Cpn PLL出力クロック信 CTL 電圧レベル制御信号 GND グランド LDS 降圧回路動作開始信号 LG1,LG2,LG3,LG4,LGn 入出力電
圧レベル差分信 LS1,LSn 降圧選択回路出力信 LV1,LV2,LV3,LVn 入力電圧レベル信
PD1,PDn 出力先設定信 PDT 出力先設定シリアルデータ OE 出力制御信号 R1,R2,R3,R4,Rn,R111,R11n,
R1n1,R1nn定数 Vcc 基準電圧(TTLレベル等) Vi 基準電圧(任意レベル) VD1,VD2,VD3,VDn 電圧レベル設定信
VDT 電圧レベル設定シリアルデータ VLD データ有効コマンド信号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ある任意の周波数で基準電圧(Vi)と
    同一の2値の一方の電位を有する入力クロック信号(C
    i)を、ある特定の周波数に変換して、PLL(フェイ
    ズ・ロックド・ループ)出力クロック信号(Cp)を出
    力するPLL回路前記 PLL出力クロック信号(Cp)を、前記基準電圧
    (Vi)に対して、電圧レベル制御信号(CTL)で設
    定した、ある任意の目的の電圧レベルに変換して、出力
    クロック信号(Co)を出力す電圧レベル変換回路
    とを具備することを特徴とする電圧レベル変換クロック
    ジェネレータ。
  2. 【請求項2】 前記基準電圧(Vi)の電位を検出する
    入力電圧レベル出力回路を具備することを特徴とする
    請求項1記載の電圧レベル変換クロックジェネレータ。
  3. 【請求項3】 前記出力クロック信号が複数であること
    を特徴とする請求項1または請求項2記載の電圧レベル
    変換クロックジェネレータ。
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