JPH10336032A - A/d変換器 - Google Patents

A/d変換器

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JPH10336032A
JPH10336032A JP9142776A JP14277697A JPH10336032A JP H10336032 A JPH10336032 A JP H10336032A JP 9142776 A JP9142776 A JP 9142776A JP 14277697 A JP14277697 A JP 14277697A JP H10336032 A JPH10336032 A JP H10336032A
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JP
Japan
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bits
bit
data register
conversion result
converter
Prior art date
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Application number
JP9142776A
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English (en)
Inventor
Takehiko Shimomura
武彦 下村
Shinsuke Abe
信介 阿部
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH10336032A publication Critical patent/JPH10336032A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/14Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12Analogue/digital converters
    • H03M1/34Analogue value compared with reference values
    • H03M1/38Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type
    • H03M1/46Analogue value compared with reference values sequentially only, e.g. successive approximation type with digital/analogue converter for supplying reference values to converter
    • H03M1/462Details of the control circuitry, e.g. of the successive approximation register

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 mビット分解能を有するA/D変換器1から
nビットデータを得るには、mビットデータを一旦デー
タレジスタからRAMに転送し、これをシフト動作せる
ことが必要であり、一連の動作によるバスの占有でリア
ルタイム処理性能が低下し、且つRAMを1データにつ
き16ビット使用するので、RAMの使用効率も低下さ
せてしまう等の課題があった。 【解決手段】 mビット分解能を有するA/D変換器1
で変換されたmビットのA/D変換結果を格納するデー
タレジスタ4と、nビットのA/D変換結果を格納する
データレジスタ5とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ワンチップマイ
コンに組み込まれ、アナログ信号をデジタル信号に変換
して出力するA/D変換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7は16ビットのワンチップマイコン
110の構成を示すブロック図であり、111はCP
U、112はRAM、113はDMAC、101はA/
D変換器、114はこれ等相互を接続する外部バスであ
る。図8は上記A/D変換器101の全体の構成を示す
ブロック図であり、図において、102は比較器、10
3はA/D変換制御回路、104は変換結果を格納する
mビット、例えば10ビットのデータレジスタ、105
はデジタル/アナログ(以下、D/Aと称する)変換
器、106は変換すべきアナログ信号の入力端子であ
る。
【0003】次に動作について説明する。アナログ値を
デジタル値に変換する方法としては、幾つかのアルゴリ
ズムが存在しているが、ここでは一例として、マイクロ
コンピュータ等でよく使われている逐次比較変換方法に
基づいて説明する。入力端子106に入力された変換す
べきアナログ信号を比較器102の一端に入力するとと
もにD/A変換器105から基準電圧Vrefを該比較
器の他端に入力する。
【0004】比較器102はA/D変換制御回路103
により制御され、両入力信号を比較してその比較結果
を、データレジスタ104に1ビットとして格納する。
この変換動作が終了すると、この格納値がD/A変換器
105に入力され、この入力値がD/A変換され前記と
は異なる基準電圧Vrefが出力されて比較器102に
入力される。そして、再び、この基準電圧Vrefと入
力端子に入力されたアナログ信号とが比較され、この比
較結果をデータレジスタ104に1ビットとして格納す
る。以下、この動作を繰り返して10ビットの変換結果
を得る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のA/D変換器は
以上のように構成されているので、変換結果は全て10
ビットとして得られていた。しかし、10ビットの精度
を要求しないような制御で、この10ビット分解能を有
するA/D変換器を用いるには、一旦データをデータレ
ジスタ104からRAM112に転送して、これをシフ
ト動作させることによって、nビット、例えば8ビット
のデータとして使用している。この結果、16ビットの
ワンチップマイコンでは、データは8ビットもしくは1
6ビットの幅で処理されるため、10ビット分解能をも
つA/D変換器は、2ビットと8ビットにデータが別れ
ることになり、6ビット無駄なデータを取り扱うことに
なる。
【0006】このため、CPU111もしくはDMAC
(Direct Memory Access Con
troller)113等を用いてのデータ転送やシフ
ト動作を行う必要があり、一連の動作による外部バス1
14の占有でリアルタイム処理性能が低下し、且つ10
ビットのデータをRAM112に転送することで、RA
M112を1データにつき16ビット使用し、RAMの
使用効率も低下させてしまうなどの課題があった。
【0007】また、モードレジスタによって、A/D変
換結果を8ビットにするのか10ビットにするのかを選
択できるような回路を内蔵していても、A/D変換実行
前にモードレジスタを設定しておかなければならず、1
0ビットと8ビットの変換結果を同時に得ることができ
ないというデメリットがある。
【0008】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもの、A/D変換実行後に10ビットの変
換結果および8ビットの変換結果が得られるA/D変換
器を得ることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明に係
るA/D変換器は、mビットのA/D変換結果を格納す
るデータレジスタと、nビットのA/D変換結果を格納
するデータレジスタとを備えたものである。
【0010】請求項2記載の発明に係るA/D変換器
は、mビットのA/D変換結果を格納するデータレジス
タと、割り当てられた2つのアドレスのうち、一方のア
ドレスでは前記データレジスタからmビットをリードし
他方のアドレスでは該データレジスタの上位または下位
nビットをシフトさせてリードするシフタとを備えたも
のである。
【0011】請求項3記載の発明に係るA/D変換器
は、nビットのA/D変換結果を格納するデータレジス
タをハーフワード単位でマッピングするものである。
【0012】請求項4記載の発明に係るA/D変換器
は、nビットのA/D変換結果を格納するデータレジス
タをバイト単位でマッピングするものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1によるA
/D変換器を示す構成図であり、図において、1はA/
D変換器全体を示すもので、比較器2、A/D変換制御
回路3、データレジスタ(mビット、例えば10ビット
の変換結果を格納するデータレジスタ)4、データレジ
スタ(nビット、例えば8ビットの変換結果を格納する
データレジスタ)5、D/A変換器6、変換すべきアナ
ログ信号の入力端子7を有する。
【0014】次に動作について説明する。入力端子7に
入力された変換すべきアナログ信号を比較器2の一端に
入力するとともにD/A変換器6から基準電圧Vref
を該比較器の他端に入力する。比較器2はA/D変換制
御回路3により制御され、両入力信号を比較してその比
較結果を、データレジスタ4に1ビットとして格納す
る。この変換動作が終了すると、この格納値がD/A変
換器6に入力され、この入力値がD/A変換され前記と
は異なる基準電圧Vrefが出力されて比較器2に入力
される。そして、再び、この基準電圧Vrefと入力端
子に入力されたアナログ信号とが比較され、この比較結
果をデータレジスタ4に次の1ビットとして格納する。
以下、この動作を繰り返して10ビットの変換結果を得
る。次いで、A/D変換制御回路3の制御によってデー
タレジスタ4に格納された10ビットのうち上位8ビッ
トがデータレジスタ5へ転送格納される。
【0015】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、データレジスタ4には10ビットの変換結果が格納
され、データレジスタ5には8ビットの変換結果が格納
されるため、10ビットと8ビットの変換結果が同時に
得られる。したがって、外部バス11には制御によっ
て、10ビットと8ビットを選択的に出力することがで
きる。
【0016】実施の形態2.図2はこの発明の実施の形
態1によるA/D変換器を示す構成図であり、図におい
て、8は10ビットのデータレジスタ4から上位8ビッ
トをシフトさせてリードするシフタである。他の構成は
図1に示す実施の形態1に相当する部分には同一符号を
付して重複説明を省略する。
【0017】図3は上記シフタ8の接続例を示す回路構
成図であり、9は10ビットの変換結果を格納したデー
タレジスタ4が接続された16ビットのローカルバス、
10はローカルバス9のそれぞれに設けられた出力バッ
ファ、11は出力バッファ10の出力側に接続された外
部バスである。そして、上記ローカルバス9の6ビット
目から15ビット目にシフタ8を設け、6ビット目〜1
3ビット目のローカルバスから8ビット目〜15ビット
目の出力バッファ10の入力端に至る接続路にトランス
ミッションゲート12を設けると共に8ビット目〜15
ビット目のローカルバスにトランスミッションゲート1
3を設けた構成である。なお、13はclockedゲ
ート等による他の論理回路で構成してもよい。
【0018】次に動作について説明する。A/D変換動
作は前記図1に示す実施の形態1と同様であるから重複
説明は省略するが、この実施の形態2では、10ビット
の変換結果を格納するデータレジスタ4を備えているの
みである点で実施の形態1と明らかに相違している。そ
して、10ビットデータを得るためには、A/D変換制
御回路3からの制御信号によってローカルバス9のトラ
ンスミッションゲート13をONし接続路14のトラン
スミッションゲート12をOFFすることにより、ロー
カルバス9の6ビット目〜15ビット目に接続されたデ
ータレジスタ4に格納されている10ビットのA/D変
換結果がそのまま外部バス11に出力される。
【0019】次に8ビットデータを得るためには、A/
D変換制御回路3からの制御信号によってローカルバス
9のトランスミッションゲート13をOFFし接続路1
4のトランスミッションゲート12をONすることによ
り、ローカルバス9の8ビット目〜15ビット目に接続
されたデータレジスタ4に格納されている10ビットの
うち、6ビット目〜13ビット目のA/D変換結果が2
ビットシフトされ、8ビットが外部バス11に出力され
る。
【0020】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、1つのデータレジスタ4を10ビットの変換結果を
格納するデータレジスタと8ビットの変換結果を格納す
るデータレジスタとに共通に使用することができ、デー
タレジスタを増やさなくてもよい。このため、既存のA
/D変換器を流用することができるとともに、レイアウ
トが大きくならず、コンパクトなA/D変換器が得られ
る。
【0021】実施の形態3.図4はこの発明の実施の形
態3によるレジスタマッピングを示す図であり、(a)
は10ビット変換結果を格納するレジスタマッピング
図、(b)は8ビット変換結果をハーフワード単位(1
6ビット)の1/2で格納するレジスタマッピング図で
ある。このようなマッピング図にすることにより、アド
レス情報の一部を用いて、シフタ9の制御を行うことが
できる。
【0022】つまり、10ビット変換結果を格納するデ
ータレジスタ4のアドレスと8ビット変換結果を格納す
るデータレジスタ5のアドレスとを比較すると、アドレ
ス「3」(データレジスタ4の番地h’0100とデー
タレジスタ5の番地h’1100の左から4番目の桁)
のみが異なっていることがわかる。そこで、このアドレ
ス「3」の情報で、例えば、アドレス「3」=0の場合
は、データレジスタ4の10ビットをそのまま外部バス
11に出力し、アドレス「3」=1の場合は、データレ
ジスタ4の10ビットをシフタ8を通して2ビットシフ
トさせ、8ビットを外部バス11に出力するように、A
/D変換制御回路3によって、トランスミッションゲー
ト12,13を制御する。
【0023】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、10ビット変換結果を格納するデータレジスタ4の
アドレスと8ビット変換結果を格納するデータレジスタ
5の異なっているアドレスの情報によって、10ビット
変換結果を得るか8ビット変換結果を得るかを選択でき
るから、レイアウト面積の増加を抑えた、非常にシンプ
ルでフレキシブルなA/D変換器を得ることができる。
【0024】実施の形態4.図5はこの発明の実施の形
態4によるレジスタマッピングを示す図であり、(a)
は10ビット変換結果を格納するレジスタマッピング
図、(b)は8ビット変換結果をバイト単位(8ビッ
ト)で格納したレジスタマッピング図である。
【0025】図6は8ビット変換結果をバイト単位(8
ビット)で格納するためのシフタ8,15の構成を示す
もので、図において、15はシフタであり、6ビット目
〜13ビット目のローカルバスから0ビット目〜7ビッ
ト目のローカルバスに至る接続路にトランスミッション
ゲート13を設けた構成である。他の構成は図1に示す
実施の形態1に相当する部分には同一符号を付して重複
説明を省略する。
【0026】次に動作について説明する。10ビットデ
ータを得るためには、実施の形態2で説明した図3のシ
フタ9の動作により行えばよい。一方、8ビットデータ
を得るためには、A/D変換制御回路3からの制御信号
によって、シフタ8,15のトランスミッションゲート
12,13を交互にONすることにより、外部バス11
の0ビット目〜7ビット目と8ビット目〜15ビット目
に交互にバイト単位で8ビットデータを出力するもの
で、この8ビットデータを図5(b)に示すように、0
番地と1番地とに順次隈無くバイト単位で格納する。
【0027】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、8ビット変換結果をバイト単位で0番地と1番地と
に順次隈無く格納することにより、DMACと連動させ
たシステム時に変換結果を効率よく転送することができ
る。
【0028】
【発明の効果】以上のように、請求項1記載の発明によ
れば、mビットのA/D変換結果を格納するデータレジ
スタと、nビットのA/D変換結果を格納するデータレ
ジスタとを有する構成としたので、A/D変換実行後に
mビットの変換結果と8ビットの変換結果を任意に得る
ことができる。この結果、mビットの精度を要求しない
ような制御で使用する場合には、nビットの変換結果を
出力することのみ、CPUによるデータの処理(データ
やRAMへ転送したりシフト動作)が不要となり、バス
を占有しないためリアルタイム処理性能が向上し、且
つ、RAMの使用効率もアップする効果がある。
【0029】請求項2記載の発明によれば、mビットの
A/D変換結果を格納するデータレジスタからmビット
をそのままリードするとともに該データレジスタの上位
nビットまたは下位nビットをシフトさせてリードする
シフタを有する構成としたので、1つのデータレジスタ
4をmビットの変換結果を格納するデータレジスタとn
ビットの変換結果を格納するデータレジスタとに共通に
使用することができ、データレジスタを増やさなくても
よい。このため、既存のA/D変換器を流用することが
できるとともに、レイアウトが大きくならず、コンパク
トなA/D変換器が得られる効果がある。
【0030】請求項3記載の発明によれば、nビットの
A/D変換結果を格納するデータレジスタをハーフワー
ド単位でマッピングするように構成したので、レイアウ
ト面積の増加を抑えた、非常にシンプルでフレキシブル
なA/D変換器を得ることができる効果がある。
【0031】請求項4記載の発明によれば、nビットの
A/D変換結果を格納するデータレジスタをバイト単位
でマッピングするように構成したので、DMACと連動
させたシステム時に変換結果を効率よく転送することが
できる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1によるA/D変換器
を示す構成図である。
【図2】 この発明の実施の形態2によるA/D変換器
を示す構成図である。
【図3】 シフタの構成図である。
【図4】 この発明の実施の形態3による10ビット変
換結果を格納したデータレジスタと図3のシフタを通し
てハーフワード単位で8ビット変換結果を格納したデー
タレジスタとのレジスタマッピング図である。
【図5】 この発明の実施の形態4による10ビット変
換結果を格納するデータレジスタとバイト単位で8ビッ
ト変換結果を格納したデータレジスタとのレジスタマッ
ピング図である。
【図6】 バイト単位で8ビット変換結果を格納するた
めのシフタの構成図である。
【図7】 ワンチップマイコンを示す構成図である。
【図8】 従来のA/D変換器を示す構成図である。
【符号の説明】
4 データレジスタ(10ビットの変換結果を格納する
データレジスタ)、5データレジスタ(8ビットの変換
結果を格納するデータレジスタ)、8,15シフタ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 mビットのA/D変換結果を格納するデ
    ータレジスタと、nビットのA/D変換結果を格納する
    データレジスタとを備えたA/D変換器。
  2. 【請求項2】 mビットのA/D変換結果を格納するデ
    ータレジスタと、割り当てられた2つのアドレスのう
    ち、一方のアドレスでは前記データレジスタからmビッ
    トをリードし他方のアドレスでは該データレジスタの上
    位または下位nビットをシフトさせてリードするシフタ
    とを備えたA/D変換器。
  3. 【請求項3】 nビットのA/D変換結果を格納するデ
    ータレジスタをハーフワード単位でマッピングしたこと
    を特徴とするA/D変換器。
  4. 【請求項4】 nビットのA/D変換結果を格納するデ
    ータレジスタをバイト単位でマッピングしたことを特徴
    とするA/D変換器。
JP9142776A 1997-05-30 1997-05-30 A/d変換器 Pending JPH10336032A (ja)

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DE19755665A DE19755665A1 (de) 1997-05-30 1997-12-15 Analog-Digital-Wandler
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