JPH11112296A - 両エッジdフリップフロップ回路 - Google Patents

両エッジdフリップフロップ回路

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JPH11112296A
JPH11112296A JP9281279A JP28127997A JPH11112296A JP H11112296 A JPH11112296 A JP H11112296A JP 9281279 A JP9281279 A JP 9281279A JP 28127997 A JP28127997 A JP 28127997A JP H11112296 A JPH11112296 A JP H11112296A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flip
clock signal
flop
data
xor
Prior art date
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Pending
Application number
JP9281279A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Masuda
浩一 増田
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.)
New Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
New Japan Radio Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by New Japan Radio Co Ltd filed Critical New Japan Radio Co Ltd
Priority to JP9281279A priority Critical patent/JPH11112296A/ja
Publication of JPH11112296A publication Critical patent/JPH11112296A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】従来の両エッジDフリップフロップ回路ではク
ロック信号の論理をセレクタの制御信号とするものであ
るためにDフリップフロップ出力とセレクタの切替タイ
ミングに差がある場合には、そこで不要なヒゲが出力さ
れてしまうという問題があった。本発明は従来の両エッ
ジDフリップフロップにおいて発生した不要なヒゲを除
去することを目的とするものである。 【解決手段】上記課題を解決するために本発明において
は、クロック信号の立ち上がりエッジでデータを保持す
るDフリップフロップの出力とデータ入力との排他的論
理和出力をクロック信号の立ち下がりエッジでデータを
保持するDフリップフロップの入力データとし、クロッ
ク信号の立ち下がりエッジでデータを保持するDフリッ
プフロップの出力とデータ入力との排他的論理和出力を
クロック信号の立ち上がりエッジでデータを保持するD
フリップフロップの入力データとし、両Dフリップフロ
ップの排他的論理和出力をデータ出力とする回路構成と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はDフリップフロップ
回路に関し、特にクロック信号の立ち上がりエッジと立
ち下がりエッジの両エッジのタイミングの入力データを
保持出力する両エッジDフリップフロップ回路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】Dフリップフロップはクロック信号が加
わるときにD入力の値が出力に現れるという特性をもつ
フリップフロップであり、クロック信号の立ち上がりエ
ッジでデータを保持するタイプと、クロック信号の立ち
下がりエッジでデータを保持するタイプとがある。図4
は、Dフリップフロップの図記号を示すものであり、図
5は、クロック信号の立ち上がりエッジでデータを保持
するDフリップフロップのタイムチャートを示したもの
である。
【0003】このようにDフリップフロップは、クロッ
ク信号の立ち上がりエッジか、あるいは立ち下がりエッ
ジかのいずれか一方のエッジでデータを保持するもので
あるため、クロック信号の立ち上がりエッジ及び立ち下
がりエッジの両方のエッジでデータを保持するような両
エッジDフリップフロップを得るためには、様々な工夫
がなされている。
【0004】図2は従来の両エッジDフリップフロップ
回路を示すものである。同図において11はクロック信
号の立ち上がりエッジでデータを保持する第1のDフリ
ップフロップ、12はクロック信号の立ち下がりエッジ
でデータを保持する第2のDフリップフロップ、13は
前記の各々のDフリップフロップの出力を選択するセレ
クター、14はデータ入力端子、15はデータ出力端
子、16はクロック信号入力端子である。
【0005】本図のような従来の両エッジDフリップフ
ロップにおいては、データ入力端子14から入力された
データをクロック信号の立ち上がりエッジでデータを保
持する第1のDフリップフロップ11とクロック信号の
立ち下がりエッジでデータを保持する第2のDフリップ
フロップ12のそれぞれのエッジで保持し、それぞれの
Dフリップフロップの出力を、クロック信号の論理を制
御信号としたセレクター13によって切り換えることに
よりデータ出力端子15に出力させていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記した
ような従来の回路構成ではクロック信号の論理をセレク
タの制御信号とするものであるためにDフリップフロッ
プ出力とセレクタの切替タイミングに差がある場合に
は、そこで不要なヒゲが出力されてしまうという問題が
あった。図3は前記した従来の両エッジDフリップフロ
ップのタイミングチャートであるが、このタイミングチ
ャートに示すように、このヒゲはサンプリングしたデー
タ列が0ー1ー1または1ー0ー0の時に必ず出力され
るという問題があった。
【0007】本発明は上記した従来の両エッジDフリッ
プフロップにおいて発生する不要なヒゲを除去するとい
う課題を解決することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、一方の入力がデータ入力端子に接
続された第1の排他的論理和回路と、一方の入力がデー
タ入力端子に接続された第2の排他的論理和回路と、第
1の排他的論理和回路の出力を入力とし、クロック信号
の立ち上がりエッジでデータを保持する第1のDフリッ
プフロップ回路と、第2の排他的論理和回路の出力を入
力とし、クロック信号の立ち下がりエッジでデータを保
持する第2のDフリップフロップと、第1のDフリップ
フロップの出力と第2のDフリップフロップの出力を入
力とする第3の排他的論理和回路と、からなり、第1の
Dフリップフロップの出力が第2の排他的論理和回路の
もう一方の入力となり、第2のDフリップフロップの出
力が第1の排他的論理和回路のもう一方の入力となり、
第1と第2のDフリップフロップが共通のクロック信号
により駆動される回路構成を有する両エッジDフリップ
フロップ回路とする。
【0009】
【作用】上記のように構成することにより、発明の実施
の形態においてその動作を説明するように、クロック信
号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両方のエッ
ジでデータを保持する両エッジDフリップフロップとし
て動作し、更にその動作原理からひげが発生することが
ない。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の好適な実施例を図面を参
照して説明する。図1は本発明の1実施例の回路を示す
ものである。本図において1はクロック信号の立ち上が
りエッジでデータを保持する第1のDフリップフロッ
プ、2はクロック信号の立ち下がりエッジでデータを保
持する第2のDフリップフロップ、3は第1の排他的論
理和回路、4は第2の排他的論理和回路、5は第3の排
他的論理和回路、6はデータの入力端子、7はデータの
出力端子、8はクロック信号の入力端子、9はセットま
たはリセット信号の入力端子である。
【0011】この回路において、第1の排他的論理和回
路3の二つの入力の一方にはデータ入力端子からデータ
が入力されもう一方の入力にはクロック信号の立ち下が
りエッジでデータを保持する第2のDフリップフロップ
2の出力が加えられる。第1の排他的論理和回路3の出
力はクロック信号の立ち上がりエッジでデータを保持す
る第1のDフリップフロップ1のデータ入力となる。第
2の排他的論理和回路4の二つの入力の一方には第1の
排他的論理和回路3の入力と共通のデータ入力が与えら
れ、もう一方の入力にはクロック信号の立ち上がりエッ
ジでデータを保持する第1のDフリップフロップ1の出
力が与えられる。第2の排他的論理和回路4の出力はク
ロック信号の立ち下がりエッジでデータを保持する第2
のDフリップフロップ2のデータ入力となる。
【0012】クロック信号の立ち上がりエッジでデータ
を保持する第1のDフリップフロップ1とクロック信号
の立ち下がりエッジでデータを保持する第2のDフリッ
プフロップ2には、クロック信号の入力端子8から共通
のクロック信号がそれぞれ加えられる。
【0013】クロック信号の立ち上がりエッジでデータ
を保持する第1のDフリップフロップ1ではクロック信
号の立ち上がりエッジにおいてD入力のデータを保持
し、第3の排他的論理和回路5の二つの入力の一方の入
力となると同時に、前記したように第2の排他的論理和
回路4の一方の入力となる。クロック信号の立ち下がり
エッジでデータを保持する第2のDフリップフロップ2
においては、クロック信号の立ち下がりエッジにおいて
D入力のデータを保持し、第3の排他的論理和回路5の
もう一方の入力となると同時に、前記したように第1の
排他的論理和回路3の一方の入力となる。第3の排他的
論理和回路5はこの2つの入力の状態に応じたデータを
データ出力端子7に出力する。
【0014】セットまたはリセット信号の入力端子9
は、クロック信号の立ち上がりエッジでデータを保持す
る第1のDフリップフロップ1とクロック信号の立ち下
がりエッジでデータを保持する第2のDフリップフロッ
プ2のそれぞれのセットまたはリセット入力に接続さ
れ、適宜加えられるセットまたはリセット信号により両
Dフリップフロップ1及び2はセットまたはリセットさ
れる。
【0015】以上のような回路においてその動作を説明
する。排他的論理和回路の機能は、よく知られているよ
うに、入力X及びYのそれぞれの値に対して出力Zが表
1に示す真理値をとるものをいう。入力XとYが互いに
異なる値である時に出力Zに1が出力される論理回路で
ある。
【0016】
【表1】
【0017】クロック信号の立ち上がりと立ち下がりは
交互に生じるから、クロック信号が最初に立ち上がりエ
ッジから始まる場合をまず説明する。
【0018】クロック信号の立ち上がりエッジでデータ
を保持する第1のDフリップフロップ1の出力012n
は、 012n=I2n XOR 022nー1 (n=0、1、2、3、・・・・・)と表すことができ
る。但し、“XOR”は排他的論理和を表すものとす
る。
【0019】この式の意味は、クロック信号の立ち上が
りエッジでデータを保持する第1のDフリップフロップ
1の2n番目のエッジの立ち上がり時から次の立ち下が
りまでの出力012nは、クロック信号の2n番目のエッ
ジの立ち上がり時の入力データの値であるI2nとクロッ
ク信号の立ち下がりエッジでデータを保持する第2のD
フリップフロップ2におけるクロック信号の2nー1番
目のエッジの立ち下がり時のデータの値である022nー1
との排他的論理和の値であるということである。
【0020】ここにおいて、あるサンプリング時の出力
は前のデータに依存しているので、上記の式は、以下の
ように展開できる。
【0021】 012n=I2n XOR 022nー1 =I2n XOR (I2nー1 XOR 012nー2) =I2n XOR (I2n-1 XOR (I2n-2 XOR 022n-3)) =I2n XOR (I2n-1 XOR (I2n-2 XOR (I2n-3 XO R 012n-4))) =・・・・・ =I2n XOR I2nー1 XOR I2n-2 XOR ・・・・ XOR I1 XOR I0 XOR 02<0 02<0は立ち下がりエッジでデータを保持する第2のD
フリップフロップ2の初期値である。
【0022】また、クロック信号の立ち下がりエッジで
データを保持する第2のDフリップフロップ2の出力0
22nー1は、 022nー1=I2nー1 XOR 012nー2 (n=0、1、2、3、・・・・・)と表すことができ
る。
【0023】この式の意味は、クロック信号の立ち下が
りエッジでデータを保持する第2のDフリップフロップ
2の2nー1番目のエッジの立ち下がり時から次の立ち
上がりまでの出力022nー1は、クロック信号の2nー1
番目のエッジの立ち下がり時入力データの値であるI2n
ー1とクロック信号の立ち上がりエッジでデータを保持す
る第1のDフリップフロップ1におけるクロック信号の
2nー2番目のエッジの立ち上がり時のデータの値であ
る012nー2との排他的論理和の値であることを表してい
る。ここでも、あるサンプリング時の出力は前のデータ
に依存していることにより、上記の式は以下のように展
開できる。
【0024】 022nー1=I2nー1 XOR 012nー2 =I2nー1 XOR (I2nー2 XOR 022nー3) =I2nー1 XOR (I2nー2 XOR (I2nー3 XOR 012nー4) =I2nー1 XOR (I2nー2 XOR (I2nー3 XOR (I2nー4 XOR 022nー5))) =・・・・・ =I2nー1 XOR I2nー2 XOR I2nー3 XOR I2nー4 XOR ・・・・ XOR I1 XOR 010 ここで、010=I0 XOR 02<0である。
【0025】従って、排他的論理和5の出力は2nから
2n+1の間、つまりクロック信号の立ち上がりエッジ
から立ち下がりエッジまでの間は 02n=012n XOR 022nー1 =(I2n XOR I2nー1 XOR I2n-2 XOR ・・・・ XOR I1 XOR I0 XOR 02<0) XOR (I2n-1 XOR I2n-2 X OR ・・・・ XOR I1 XOR 010) =I2n XOR I0 XOR 02<0 XOR 010 =I2n XOR I0 XOR 02<0 XOR I0 XOR 02<0 =I2n となる。
【0026】また、2n+1から2n+2の間、つまり
クロック信号の立ち下がりエッジから立ち上がりエッジ
までの間は 02n+1=012n XOR 022n+1 =(I2n XOR I2nー1 XOR I2n-2 XOR ・・・・ XOR I1 XOR I0 XOR 02<0) XOR (I2n+1 XOR I2n X OR I2n-1 XOR I2n-2 XOR ・・・・ XOR I1 XOR 0 10) =I2n+1 XOR I0 XOR 02<0 XOR 010 =I2n+1 XOR I0 XOR 02<0 XOR I0 XOR 02<0 =I2n+1 となる。
【0027】つまり、クロック信号が最初に立ち上がり
エッジから始まる場合には、クロック信号の立ち上がり
時および立ち下がり時のそれぞれのタイミングにおける
入力データが保持され、データ出力端子7に出力され
る。
【0028】なお、動作の開始時からクロックの最初の
立ち上がりエッジまでは、クロック信号の立ち上がりエ
ッジでデータを保持する第1のDフリップフロップ1と
クロック信号の立ち下がりエッジでデータを保持する第
2のDフリップフロップ2のそれぞれの初期値の排他的
論理和が出力される。
【0029】次に、最初に立ち下がりエッジから始まる
場合は、2nが立ち下がりエッジであり、2n−1が立
ち上がりエッジである他は、入力と出力の関係は上記と
同様の考え方ができるので、詳細な説明は省略して、そ
の結果のみを以下に記載する。
【0030】2nから2n+1の間、つまり立ち下がり
から立ち上がりまでの間は、データ出力02nは、 02n=012nー1 XOR 022n =I2n となる。
【0031】また、2n+1から2n+2の間、つまり
立ち上がりから立ち下がりまでの間は、 02n+1=012n+1 XOR 022n =I2n+1 となる。
【0032】つまり、クロック信号が立ち下がりエッジ
から始まる場合にも、クロック信号の立ち下がり時およ
び立ち上がり時のそれぞれのタイミングにおける入力デ
ータが保持され、データ出力端子7に出力される。
【0033】なお又、動作の開始時から最初の立ち上が
りエッジまでは、立ち上がりエッジでデータを保持する
第1のDフリップフロップ1と立ち下がりでエッジデー
タを保持する第2のDフリップフロップ2の両Dフリッ
プフロップのそれぞれの初期値の排他的論理和が出力さ
れる。
【0034】以上で説明したような動作をする結果、ク
ロック信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジの両
方のエッジ毎にそのタイミングにおける入力データが保
持されてデータ出力端子7に出力され、両エッジDフリ
ップフロップの機能が得られることになる。
【0035】以上本発明の好適な実施例について説明し
たが、本発明は上記の実施例に限定されるものでないこ
とは言うまでもない。
【0036】
【発明の効果】上記の説明のように、本発明によるデー
タ出力の変化は、クロック信号の立ち上がりエッジと立
ち下がりエッジによる各Dフリップフロップ出力の変化
のみで決まるため、前記したような従来のセレクターを
切り換える形式で生じるDフリップフロップ出力変化と
セレクター制御信号との遅延による不要なヒゲは生じる
ことはなく、発明が解決しようとする課題が達成され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の両エッジDフリップフロッ
プ回路
【図2】従来の両エッジDフリップフロップ
【図3】従来の両エッジDフリップフロップのタイミン
グチャート
【図4】Dフリップフロップの図記号
【図5】Dフリップフロップのタイミングチャート
【符号の説明】
1:クロック信号の立ち上がりエッジでデータを保持す
る第1のDフリップフロップ 2:クロック信号の立ち下がりエッジでデータを保持す
る第2のDフリップフロップ 3:第1の排他的論理和回路 4:第2の排他的論理和回路 5:第3の排他的論理和回路 6:データの入力端子 7:データの出力端子 8:クロック信号の入力端子 9:セットまたはリセット信号の入力端子 11:クロック信号の立ち上がりエッジでデータを保持
する第1のDフリップフロップ 12:クロック信号の立ち下がりエッジでデータを保持
する第2のDフリップフロップ 13:セレクタ 14:データの入力端子 15:データの出力端子 16:クロック信号の入力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一方の入力がデータ入力端子に接続された
    第1の排他的論理和回路と、一方の入力が前記データ入
    力端子に接続された第2の排他的論理和回路と、前記第
    1の排他的論理和回路の出力を入力とし、クロック信号
    の立ち上がりエッジでデータを保持する第1のDフリッ
    プフロップ回路と、前記第2の排他的論理和回路の出力
    を入力とし、クロック信号の立ち下がりエッジでデータ
    を保持する第2のDフリップフロップと、前記第1のD
    フリップフロップの出力と前記第2のDフリップフロッ
    プの出力を入力とする第3の排他的論理和回路と、から
    なり、前記第1のDフリップフロップの出力が前記第2
    の排他的論理和回路のもう一方の入力となり、前記第2
    のDフリップフロップの出力が前記第1の排他的論理和
    回路のもう一方の入力となり、前記第1と前記第2のD
    フリップフロップが共通のクロック信号により駆動され
    る回路構成を特徴とする両エッジDフリップフロップ回
    路。
JP9281279A 1997-09-29 1997-09-29 両エッジdフリップフロップ回路 Pending JPH11112296A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6300809B1 (en) 2000-07-14 2001-10-09 International Business Machines Corporation Double-edge-triggered flip-flop providing two data transitions per clock cycle
JP2005086242A (ja) * 2003-09-04 2005-03-31 Nec Corp 集積回路
JP2007312321A (ja) * 2006-05-22 2007-11-29 Sharp Corp シリアル・パラレル変換用の半導体集積回路

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