JPH1117526A - アップ/ダウン転換カウンター - Google Patents

アップ/ダウン転換カウンター

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JPH1117526A
JPH1117526A JP10154598A JP15459898A JPH1117526A JP H1117526 A JPH1117526 A JP H1117526A JP 10154598 A JP10154598 A JP 10154598A JP 15459898 A JP15459898 A JP 15459898A JP H1117526 A JPH1117526 A JP H1117526A
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signal
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terminal
input
flop
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JP10154598A
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English (en)
Inventor
Kim Buyun-Doo
キム ブユン−ドー
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SK Hynix Inc
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LG Semicon Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K23/00Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains
    • H03K23/64Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains with a base or radix other than a power of two
    • H03K23/66Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains with a base or radix other than a power of two with a variable counting base, e.g. by presetting or by adding or suppressing pulses
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K23/00Pulse counters comprising counting chains; Frequency dividers comprising counting chains
    • H03K23/58Gating or clocking signals not applied to all stages, i.e. asynchronous counters
    • H03K23/62Gating or clocking signals not applied to all stages, i.e. asynchronous counters reversible

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のアップ/ダウン転換カウンターに比べ
てゲート素子の数を減らして集積度を高めることができ
るアップ/ダウン転換カウンターを提供する。 【解決手段】 第1Dフリップ・フロップDFA〜第3
Dフリップ・フロップDFCのカウンター動作により正
論理出力端子Qからそれぞれ出力される信号が第1出力
信号状態決定部K1〜第3出力状態決定部K3のデータ
入力端子INにそれぞれ入力され、第1出力信号状態決
定部K1〜第3出力状態決定部K3は、モード選択信号
MSの状態に応じて、前記入力信号を反転又は非反転し
て出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアップ/ダウン転換
カウンターに係るもので、特に従来のアップ/ダウン転
換カウンターに比べてゲート素子の個数を減らして集積
度を高めたアップ/ダウン転換カウンターに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来のアップ/ダウン転換カウ
ンターの概略的な構成を示す。従来のアップ/ダウン転
換カウンターは、第1インバータI1〜第5インバータ
I5と、第1ANDゲートA1〜第4ANDゲートA4
と、第1ORゲートOR1,第2ORゲートOR2と、
第1Dフリップ・フロップDF1〜第3フリップ・フロ
ップDF3とを備えている。
【0003】第1インバータI1は、アップ/ダウン転
換カウンターのカウンター機能モードをアップ・カウン
ター動作又はダウン・カウンター動作のどちらかに決定
するモード選択信号MSを反転して出力する。第2イン
バータI2は、第1Dフリップ・フロップDF1〜第3
Dフリップ・フロップDF3の反転リセット端子RBに
それぞれ接続され、アップ/ダウン転換カウンターの動
作を初期化するためのリセット信号RSTを反転して出
力する。第3インバータI3は、アップ/ダウン転換カ
ウンターのカウンター動作の基準を提供する任意の周波
数帯域を有するクロック信号CLKを反転して出力す
る。
【0004】第1Dフリップ・フロップDF1は、クロ
ック信号CLKが同期クロック端子CKから入力され、
第3インバータI3の出力信号が反転同期クロック端子
CKBから入力されて、出力信号S1を正論理出力端子
Qから出力し、正論理出力端子Qからの出力信号S1の
反転信号を負論理出力端子QBから出力すると共に、デ
ータ入力端子Dに帰還入力する。
【0005】第1ANDゲートA1は、第1Dフリップ
・フロップDF1の正論理出力端子Qから出力される信
号とモード選択信号MSとの論理積演算(AND Operatio
n )の結果を出力する。第2ANDゲートA2は、第1
Dフリップ・フロップDF1の負論理出力端子QBから
出力される信号とインバータI1の出力信号との論理積
演算の結果を出力する。第1ORゲートOR1は、第1
ANDゲートA1の出力信号と第2ANDゲートA2の
出力信号との論理和演算(Logical Sum )の結果を出力
する。第4インバータI4は、第1ORゲートOR1の
出力信号を反転して出力する。
【0006】第2Dフリップ・フロップDF2は、第1
ORゲートOR1の出力信号が同期クロック端子CKか
ら入力され、第4インバータI4の出力信号が反転同期
クロック端子CKBから入力されて、出力信号S2を正
論理出力端子Qから出力し、正論理出力端子Qからの出
力信号S2の反転信号を負論理出力端子QBから出力す
ると共に、データ入力端子Dに帰還入力する。
【0007】第3ANDゲートA3は、第2Dフリップ
・フロップDF2の正論理出力端子Qから出力される信
号とモード選択信号MSとの論理積演算の結果を出力す
る。第4ANDゲートA4は、第2Dフリップ・フロッ
プDF2の負論理出力端子QBから出力される信号と第
1インバータI1の出力信号との論理積演算の結果を出
力する。第2ORゲートOR2は、第3ANDゲートA
3の出力信号と第4ANDゲートA4の出力信号との論
理和演算の結果を出力する。第5インバータI5は、第
2ORゲートOR2の出力信号を反転出力する。
【0008】第3Dフリップ・フロップDF3は、第2
ORゲートOR2の出力信号が同期クロック端子CKか
ら入力され、第5インバータI5の出力信号が反転同期
クロック端子CKBから入力されて、出力信号S3を正
論理出力端子Qから出力し、正論理出力端子Qからの出
力信号S3の反転信号を負論理出力端子QBから出力す
ると共に、データ入力端子Dに帰還入力する。
【0009】図5は、図4の第1Dフリップ・フロップ
DF1〜第3Dフリップ・フロップDF3の構成を示
す。第1Dフリップ・フロップDF1〜第3Dフリップ
・フロップDF3は、同期クロック端子CKと反転同期
クロック端子CKBとからの信号が入力され、同期クロ
ック端子CKからの信号がハイ状態であり、反転同期ク
ロック端子CKBからの信号がロー状態である場合にタ
ーン・オン動作する第2伝送ゲートTG2及び第3伝送
ゲートTG3と、同期クロック端子CKと反転同期クロ
ック端子CKBとからの信号が入力され、同期クロック
端子CKからの信号がロー状態であり、反転同期クロッ
ク端子CKBからの信号がハイ状態である場合にターン
・オン動作する第1伝送ゲートTG1及び第4伝送ゲー
トTG4と、第1伝送ゲートTG1や第2伝送ゲートT
G2がターン・オン動作することにより出力する信号と
反転リセット端子RBから入力される信号との否定論理
積演算をして、その演算値を出力する第1NANDゲー
トNAND1と、第1NANDゲートNAND1の出力
信号を反転し、第2伝送ゲートTG2の入力端子に出力
する第6インバータI6と、前記第3伝送ゲートTG3
や第4伝送ゲートTG4がターン・オン動作することに
より出力する信号を反転して出力する第7インバータI
7と、第7インバータI7の出力信号と反転リセット端
子RBから入力される信号との否定論理積演算をして、
その演算値を前記第4伝送ゲートTG4の入力端子に出
力する第2NANDゲートNAND2と、第7インバー
タI7の出力信号を反転して出力する第8インバータI
8とから構成される。
【0010】このとき、第1Dフリップ・フロップDF
1〜第3フリップ・フロップDF3の正論理出力端子Q
から出力される信号は第7インバータI7からの出力信
号であり、負論理出力端子QBから出力される信号は第
8インバータI8からの出力信号である。次に、上記の
ように構成されている従来のアップ/ダウン転換カウン
ターのカウンター動作を、図6及び図7を参照して説明
する。
【0011】図6は、Dフリップ・フロップにおける各
信号波形図であり、図7はアップ/ダウン転換カウンタ
ーのカウンター動作における各信号波形図である。図5
の第1Dフリップ・フロップDF1〜第3Dフリップ・
フロップDF3では、反転リセット端子RBに入力され
る信号がロー状態である場合に、正論理出力端子Qから
出力される信号はロー状態にリセットされる。従って、
負論理出力端子QBからの出力信号はハイ状態になる。
このとき、同期クロック端子CKに入力される信号がロ
ー状態からハイ状態に転換されると、正論理出力端子Q
からはデータ入力端子Dから出力している信号が出力さ
れる。
【0012】また、前記負論理出力端子QBから出力さ
れる信号が、図4に示すように、前記データ入力端子D
に入力するように構成されると、前記同期クロック端子
CKに入力されるクロック信号CLKのポジティブ・エ
ッジ(立ち上がりエッジ)に同期して、前記負論理出力
端子QBからの出力信号がデータ入力端子Dを介して正
論理出力端子Qから出力されると共に、前記正論理出力
端子Qからの出力信号が反転されて負論理出力端子QB
から出力される。
【0013】即ち、第1Dフリップ・フロップDF1〜
第3Dフリップ・フロップDF3からの出力信号は、常
に同期クロック端子CKに入力されるクロック信号CL
Kのポジティブ・エッジでトグル(toggle)状態となり、
図7に示しているように、ポジティブ・エッジ型のTフ
リップ・フロップのように動作する。また、図4のモー
ド選択信号MSがハイ状態であれば、第1インバータI
1の出力信号がロー状態であるため、第2ANDゲート
A2及び第4ANDゲートA4の出力は必ずロー状態に
なる。
【0014】さらに、第1ANDゲートA1及び第3A
NDゲートA3の出力は、それぞれのデータ入力端子に
接続している第1Dフリップ・フロップDF1又は第2
Dフリップ・フロップDF2の正論理出力端子Qから出
力される信号によって決定される。ここで、リセット信
号RSTがハイ状態であれば、第1Dフリップ・フロッ
プDF1〜第3Dフリップ・フロップDF3のリセット
端子RBにそれぞれ入力される信号の状態はロー状態と
なり、前記第1Dフリップ・フロップDF1から第3D
フリップ・フロップDF3の正論理出力端子Qからそれ
ぞれ出力される信号の状態はロー状態になる。
【0015】以後、前記リセット信号RSTがロー状態
になると、第1Dフリップ・フロップDF1の出力信号
S1は、図6に示されているように、同期クロック端子
CKに入力されるクロック信号CLKのポジティブ・エ
ッジに同期してロー状態からハイ状態に転換して出力
し、次のポジティブ・エッジでは、反対に、ハイ状態か
らロー状態に転換して出力する。即ち、出力信号S1
は、クロック信号CLKのポジティブ・エッジ毎にハイ
状態とロー状態とが交互に転換されるトグル動作で出力
される(図7の出力信号S1の波形参照)。
【0016】また、第2Dフリップ・フロップDF2
は、同期クロック端子CKに入力される信号のポジティ
ブ・エッジ毎に、自らトグル動作する。このとき、同期
クロック端子CKに入力される信号は、前記第1Dフリ
ップ・フロップDF1の出力信号によって決定される。
即ち、第1Dフリップ・フロップDF1の出力信号に基
づく第1ORゲートOR1の出力信号にポジティブ・エ
ッジが発生する度に、第2Dフリップ・フロップDF2
の正論理出力端子Qからの出力信号S2は、ハイ状態と
ロー状態とが転換されるトグル動作で出力される(図7
の出力信号S2の波形参照)。
【0017】同様に、第3Dフリップ・フロップDF3
も、同期クロック端子CKに入力される信号のポジティ
ブ・エッジ毎に、自らトグル動作する。このとき、同期
クロック端子CKに入力される信号は、前記第2Dフリ
ップ・フロップDF2の出力信号によって決定される。
即ち、第2Dフリップ・フロップDF2の出力信号に基
づく第2ORゲートOR2の出力信号にポジティブ・エ
ッジが発生する度に、第3Dフリップ・フロップDF3
の正論理出力端子Qからの出力信号S3は、ハイ状態と
ロー状態とが転換されるトグル動作で出力される(図7
の出力信号S3の波形参照)。
【0018】尚、上述したカウンター動作は、前記モー
ド選択信号MSがハイ状態である場合のダウン・カウン
ター動作例である。反対に、前記モード選択信号MSが
ロー状態である場合には、基本的なカウンター動作は上
述した動作と同様であるが、アップ・カウンター動作を
行うこととなる。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のアップ/ダウン転換カウンターは、モジュール化、高
集積化又は多様な機能を備える単一チップ化を行う場合
に問題点を含んでいる。具体的には、従来のアップ/ダ
ウン転換カウンターの構成では、アップ・カウンターモ
ード又はダウン・カウンターモードのどちらかを選択す
るために、多くの論理ゲート素子、即ちANDゲート、
ORゲート及びインバータ等の論理ゲート素子が必要に
なるという問題点がある。
【0020】また、従来のアップ/ダウン転換カウンタ
ーは、カウント量の増加に伴って、さらに多くの論理ゲ
ート素子が必要となる。従って、カウント量が大きいア
ップ/ダウン転換カウンターを単一チップ化する場合に
は、チップサイズの増加を抑制しにくいという問題点が
ある。本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされた
もので、従来のアップ/ダウン転換カウンターに比べて
論理ゲート素子の数を減らして集積度を高めることがで
きるアップ/ダウン転換カウンターを提供することを目
的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】このため、請求項1の発
明に係るアップ/ダウン転換カウンターは、任意の周波
数帯域のクロック信号を入力し、該クロック信号に同期
してデータ入力端子に入力される信号の正信号及び負信
号を出力し、前記負信号を前記データ入力端子に帰還す
る複数の信号遅延部を有し、最初の信号遅延部には、前
記クロック信号の正信号及び負信号が入力され、前記最
初の信号遅延部に順次接続される複数の信号遅延部に
は、直前に接続される信号遅延部の出力信号の正信号及
び負信号が入力されるダウン・カウンター手段と、前記
複数の信号遅延部に一対一に接続され、カウンター動作
モードをアップ・カウンターモード又はダウン・カウン
ターモードのどちらかに決定するモード選択信号及び前
記信号遅延部の出力信号が入力され、前記モード選択信
号の状態に基づいて前記信号遅延部の出力信号を反転又
は非反転して出力する複数の出力信号状態決定部を有す
る出力信号状態変更手段と、を含んで成る。
【0022】請求項2に係るアップ/ダウン変換カウン
ターでは、前記ダウン・カウンター手段は、前記クロッ
ク信号を反転して出力する第1インバータと、前記第1
インバータからの出力信号を反転して出力する第2イン
バータと、前記複数の信号遅延部を構成する第1Dフリ
ップフロップ〜第3Dフリップ・フロップとを備え、前
記第1Dフリップ・フロップは、前記第2インバータの
出力信号を同期クロック端子に入力し、前記第1インバ
ータの出力信号を反転同期クロック端子に入力して、デ
ータ入力端子に入力される信号を正論理出力端子から出
力し、前記正論理出力端子の出力信号の反転信号を負論
理出力端子から出力すると共に前記データ入力端子に帰
還入力し、前記第2Dフリップ・フロップは、前記第1
Dフリップ・フロップの正論理出力端子の出力信号を同
期クロック端子に入力し、前記第1Dフリップ・フロッ
プの負論理出力端子の出力信号を反転同期クロック端子
に入力して、データ入力端子に入力される信号を正論理
出力端子から出力し、前記正論理出力端子の出力信号の
反転信号を負論理出力端子を介して出力すると共に前記
データ入力端子に帰還入力し、前記第3Dフリップ・フ
ロップは、前記第2Dフリップ・フロップの正論理出力
端子の出力信号を同期クロック端子に入力し、前記第2
Dフリップ・フロップの負論理出力端子の出力信号を反
転同期クロック端子に入力して、データ入力端子に入力
される信号を正論理出力端子から出力し、前記正論理出
力端子の出力信号の反転信号を負論理出力端子を介して
出力すると共に前記データ入力端子に帰還入力する構成
とする。
【0023】請求項3に係るアップ/ダウン変換カウン
ターでは、前記ダウン・カウンター手段は、前記複数の
信号遅延部の動作を初期化するリセット信号を反転して
前記複数の信号遅延部の反転リセット端子にそれぞれ出
力する第3インバータをさらに含む構成とする。請求項
4に係るアップ/ダウン変換カウンターでは、前記複数
の信号遅延部の出力信号の転換タイミングは、前記クロ
ック信号のポジティブ・エッジに同期することとする。
【0024】請求項5に係るアップ/ダウン変換カウン
ターでは、前記出力信号状態変更手段は、前記モード選
択信号を反転して前記出力信号状態決定部にそれぞれ出
力する第4インバータをさらに含む構成とする。請求項
6に係るアップ/ダウン変換カウンターでは、前記出力
信号状態変更手段は、前記モード選択信号及び前記第4
インバータの出力信号を入力し、前記モード選択信号及
び前記第4インバータの出力信号の状態に応じて、前記
第1Dフリップ・フロップの正論理出力端子の出力信号
を反転又は非反転させて出力する第1出力信号状態決定
部と、前記モード選択信号及び前記第4インバータの出
力信号を入力し、前記モード選択信号及び前記第4イン
バータの出力信号の状態に応じて、前記第2Dフリップ
・フロップの正論理出力端子の出力信号を反転又は非反
転させて出力する第2出力信号状態決定部と、前記モー
ド選択信号及び前記第4インバータの出力信号を入力
し、前記モード選択信号及び前記第4インバータの出力
信号の状態に応じて、前記第3Dフリップ・フロップの
正論理出力端子の出力信号を反転又は非反転させて出力
する第3出力信号状態決定部と、を備える構成とする。
【0025】請求項7に係るアップ/ダウン変換カウン
ターでは、前記第1出力信号状態決定部〜第3出力信号
状態決定部は、前記モード選択信号をダウン・カウンタ
ーモード信号の入力端子を介して入力し、前記第4イン
バータの出力信号をアップ・カウンターモード信号の入
力端子を介して入力し、前記一対一に接続される第1D
フリップ・フロップ〜第3Dフリップ・フロップの正論
理出力端子の出力信号をデータ入力端子を介してそれぞ
れ入力し、前記モード選択信号がロー状態である場合
に、前記データ入力端子を介して入力した信号を反転し
て出力する構成とする。
【0026】請求項8に係るアップ/ダウン変換カウン
ターでは、前記第1出力信号状態決定部〜前記第3出力
信号状態決定部は、前記一対一に接続される第1Dフリ
ップ・フロップ〜第3Dフリップ・フロップの正論理出
力端子の出力信号を反転して出力するインバータと、前
記ダウン・カウンターモード信号の入力端子の入力信号
及び前記アップ・カウンターモード信号の入力端子の入
力信号に応じてターン・オン動作又はターン・オフ動作
を行い、前記ダウン・カウンターモード信号の入力端子
に入力される信号がハイ状態である場合にターン・オン
動作を行い、前記データ入力端子に入力される信号を出
力端子に伝送する第1伝送ゲートと、前記ダウン・カウ
ンターモード信号の入力端子の入力信号及び前記アップ
・カウンターモード信号の入力端子の入力信号に応じて
ターン・オン動作又はターン・オフ動作を行い、前記ダ
ウン・カウンターモード信号の入力端子に入力される信
号がロー状態である場合にターン・オン動作を行い、前
記インバータの出力信号を出力端子に伝送する第2伝送
ゲートと、を含んで構成される。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は、本発明に係るアップ
/ダウン転換カウンターの一実施形態の概略的構成を示
す。尚、図1に示すアップ/ダウン転換カウンターは、
3ビットのカウンター動作を行い、基本的なカウンター
動作としてはダウン・カウンター動作を行うものであ
る。
【0028】図1のアップ/ダウン転換カウンターは、
任意の周波数帯域のクロック信号CLKを入力し、該ク
ロック信号CLKに同期してデータ入力端子に入力され
る信号の正信号及び負信号を出力し、前記負信号を前記
データ入力端子に帰還する複数の信号遅延部を有し、最
初の信号遅延部には、前記クロック信号CLKの正信号
及び負信号が入力され、前記最初の信号遅延部に順次接
続される複数の信号遅延部には、直前に接続される信号
遅延部の出力信号の正信号及び負信号が入力されるダウ
ン・カウンター手段30と、前記複数の信号遅延部に一
対一に接続され、カウンター動作モードをアップ・カウ
ンターモード又はダウン・カウンターモードのどちらか
に決定するモード選択信号MS及び前記信号遅延部の出
力信号が入力され、前記モード選択信号MSの状態に基
づいて前記信号遅延部の出力信号を反転又は非反転して
出力する複数の出力信号状態決定部を有する出力信号状
態変更手段40と、を含んで構成される。
【0029】ダウン・カウンター手段30は、前記クロ
ック信号を反転して出力する第1インバータINV1
と、前記第1インバータINV1からの出力信号を反転
して出力する第2インバータINV2と、前記複数の信
号遅延部を構成する第1DフリップフロップDFA〜第
3Dフリップ・フロップDFCとを備え、前記第1Dフ
リップ・フロップDFAは、前記第2インバータINV
2の出力信号を同期クロック端子CKに入力し、前記第
1インバータINV1の出力信号を反転同期クロック端
子CKBに入力して、データ入力端子Dに入力される信
号を正論理出力端子Qから出力し、前記正論理出力端子
Qの出力信号の反転信号を負論理出力端子QBから出力
すると共に前記データ入力端子Dに帰還入力し、前記第
2Dフリップ・フロップDFBは、前記第1Dフリップ
・フロップDFAの正論理出力端子Qの出力信号を同期
クロック端子CKに入力し、前記第1Dフリップ・フロ
ップDFAの負論理出力端子QBの出力信号を反転同期
クロック端子CKBに入力して、データ入力端子Dに入
力される信号を正論理出力端子Qから出力し、前記正論
理出力端子Qの出力信号の反転信号を負論理出力端子Q
Bを介して出力すると共に前記データ入力端子Dに帰還
入力し、前記第3Dフリップ・フロップDFCは、前記
第2Dフリップ・フロップDFBの正論理出力端子Qの
出力信号を同期クロック端子CKに入力し、前記第2D
フリップ・フロップDFBの負論理出力端子QBの出力
信号を反転同期クロック端子CKBに入力して、データ
入力端子Dに入力される信号を正論理出力端子Qから出
力し、前記正論理出力端子Qの出力信号の反転信号を負
論理出力端子QBを介して出力すると共に前記データ入
力端子Dに帰還入力する。
【0030】出力信号状態変更手段40は、前記モード
選択信号MSを反転して前記出力信号状態決定部にそれ
ぞれ出力する第4インバータINV4と、前記モード選
択信号MS及び前記第4インバータINV4の出力信号
を入力し、前記モード選択信号MS及び前記第4インバ
ータINV4の出力信号の状態に応じて、前記第1Dフ
リップ・フロップDFAの正論理出力端子Qの出力信号
を反転又は非反転させて出力する第1出力信号状態決定
部K1と、前記モード選択信号MS及び前記第4インバ
ータINV4の出力信号を入力し、前記モード選択信号
MS及び前記第4インバータINV4の出力信号の状態
に応じて、前記第2Dフリップ・フロップDFBの正論
理出力端子Qの出力信号を反転又は非反転させて出力す
る第2出力信号状態決定部K2と、前記モード選択信号
MS及び前記第4インバータINV4の出力信号を入力
し、前記モード選択信号MS及び前記第4インバータI
NV4の出力信号の状態に応じて、前記第3Dフリップ
・フロップDFCの正論理出力端子Qの出力信号を反転
又は非反転させて出力する第3出力信号状態決定部K3
と、で構成される。
【0031】また、ダウン・カウンター手段30は、前
記第1Dフリップ・フロップDFA〜第3Dフリップ・
フロップDFCのカウンター動作を初期化するリセット
信号RSTを反転して前記第1Dフリップ・フロップD
FA〜第3Dフリップ・フロップDFCの反転リセット
端子RBにそれぞれ出力する第3インバータINV3を
含む。
【0032】上記のような構成の第1の出力信号状態決
定部K1〜第3の出力信号状態決定部K3は、図2に示
すように構成されている。図2に示す出力信号状態決定
部の構成では、前記モード選択信号MSはダウン・カウ
ンターモード信号の入力端子DOWNを介して入力し、
前記第4インバータINV4の出力信号はアップ・カウ
ンターモード信号の入力端子UPを介して入力し、前記
一対一に接続される第1Dフリップ・フロップDFA〜
第3Dフリップ・フロップDFCの正論理出力端子Qの
出力信号をデータ入力端子INを介してそれぞれ入力
し、前記モード選択信号MSがロー状態である場合に、
前記データ入力端子INを介して入力した信号を反転し
て出力する。
【0033】前記第1出力信号状態決定部K1〜前記第
3出力信号状態決定部K3の構成は、前記一対一に接続
される第1Dフリップ・フロップDFA〜第3Dフリッ
プ・フロップDFCの正論理出力端子Qの出力信号を反
転して出力するインバータINV5と、前記ダウン・カ
ウンターモード信号の入力端子DOWNの入力信号及び
前記アップ・カウンターモード信号の入力端子UPの入
力信号に応じてターン・オン動作又はターン・オフ動作
を行い、前記ダウン・カウンターモード信号の入力端子
DOWNに入力される信号がハイ状態である場合にター
ン・オン動作を行い、前記データ入力端子INに入力さ
れる信号を出力端子OUTに伝送する第1伝送ゲートT
GAと、前記ダウン・カウンターモード信号の入力端子
DOWNの入力信号及び前記アップ・カウンターモード
信号の入力端子UPの入力信号に応じてターン・オン動
作又はターン・オフ動作を行い、前記ダウン・カウンタ
ーモード信号の入力端子DOWNに入力される信号がロ
ー状態である場合にターン・オン動作を行い、前記イン
バータINV5の出力信号を出力端子OUTに伝送する
第2伝送ゲートTGBと、を含んで構成される。
【0034】次に、上記のように構成されるアップ/ダ
ウン転換カウンターの動作を、図3を参照して詳細に説
明する。尚、図1の第1Dフリップ・フロップDFA〜
第3Dフリップ・フロップDFCの動作に関しては、従
来の技術におけるアップ/ダウン転換カウンターのDフ
リップ・フロップの動作の説明で十分に説明されている
ので、以下の説明では省略する。
【0035】上記の構成の第1Dフリップ・フロップD
FA〜第3Dフリップ・フロップDFCでは、リセット
信号RSTがハイ状態からロー状態に転換されて、第3
インバータINV3からハイ状態の信号が出力されるま
で、正論理出力端子Qから出力される信号はロー状態を
示している。第3インバータINV3からハイ状態の信
号が出力された後は、前記各正論理出力端子Qからは、
クロック信号CLKのポジティブ・エッジ(立ち上がり
エッジ)に同期して、ハイ状態の信号がそれぞれ出力さ
れる。
【0036】このとき、モード選択信号MSの論理状態
はロー状態であるので、第1の出力信号状態決定部K1
〜第3の出力信号状態決定部K3では、データ入力端子
INにそれぞれ入力されてインバータINV5で反転出
力されたロー状態の信号が第2伝送ゲートTGBにより
伝送されて、各出力端子OUTからは信号SA,SB,
SCがそれぞれ出力される。
【0037】また、上述の動作時に、前記第1Dフリッ
プ・フロップDFA〜第3Dフリップ・フロップDFC
の負論理出力端子QBからは、ロー状態の信号がそれぞ
れ出力されて、各データ入力端子Dにそれぞれ入力され
る。そして、次のクロック信号CLKのポジティブ・エ
ッジで、第1Dフリップ・フロップDFAの正論理出力
端子Qから出力される信号はロー状態に転換されるの
で、第1出力信号状態決定部K1では、反転されてハイ
状態の信号SAが出力される。
【0038】さらに、次のクロック信号CLKのポジテ
ィブ・エッジで、第2Dフリップ・フロップDFBの正
論理出力端子Qから出力される信号はロー状態に転換さ
れるので、第2出力信号状態決定部K2では、反転され
てハイ状態の信号SBが出力される。同様にして、さら
に次のクロック信号CLKのポジティブ・エッジで、第
3Dフリップ・フロップDFCの正論理出力端子Qから
出力される信号はロー状態に転換されるので、第3出力
信号状態決定部K3では、反転されてハイ状態の信号S
Cが出力される。
【0039】このように、第1インバータINV1、第
2インバータINV2、及び第1Dフリップ・フロップ
DFA〜第3Dフリップ・フロップDFCで構成された
ダウン・カウンターでは、リセット信号RSTがロー状
態に転換された後、クロック信号CLKのポジティブ・
エッジに同期して1段階ずつダウン・カウンター動作を
行う。
【0040】このとき、前記ダウン・カウンターは、1
11→110→101→100→・・・→000→11
1の値を出力するように動作するが、モード選択信号M
Sがロー状態であるので、第1出力信号状態決定部K1
〜第3出力信号状態決定部K3内の第2伝送ゲートTG
Bのみターン・オン動作を行い、それによって前記ダウ
ン・カウンターのダウン・カウンター動作によって出力
される3ビット・カウント値はインバータINV5で反
転されて出力される。
【0041】従って、アップ/ダウン転換カウンターか
らの最終的な出力信号(SC,SB,SA)は、000
→001→010→011→・・・→111→000の
順に出力されて、アップ・カウンター動作と同様な動作
となる。このように、モード選択信号MSがロー状態の
とき、即ち、アップ・カウンター動作時には、クロック
信号CLKに同期した3ビットの最終的な出力信号(S
C,SB,SA)のエッジを反転して同期させて、出力
することができる。
【0042】反対に、任意の時点で、モード選択信号M
Sがハイ状態に転換されると、第2伝送ゲートTGBは
ターン・オフ動作を行い、第1伝送ゲートTGAがター
ン・オン動作を行うようになる。従って、第1の出力信
号状態決定部K1〜第3の出力信号状態決定部K3の各
データ入力端子INにそれぞれ入力される信号は、第1
伝送ゲートTGAにより伝送されて出力端子OUTから
それぞれ出力される。
【0043】このように、モード選択信号MSがハイ状
態のときには、前記ダウン・カウンターは、上述のよう
にダウン・カウンター動作を行うものの、第1出力信号
状態決定部K1〜第3出力信号状態決定部K3で反転さ
れずに出力されるため、最終的な出力信号(SC,S
B,SA)は、前記ダウン・カウンターの元のカウント
値である111→110→101→100→・・・→0
00→111を維持し、アップ・ダウン転換カウンター
は全体的にダウン・カウンターとして動作する。
【0044】上述したように、本実施形態のアップ/ダ
ウン転換カウンターは、従来のアップ・ダウン転換カウ
ンターに使用される論理ゲート数よりも少ない数の論理
ゲート素子により簡易に構成され、従来のアップ・ダウ
ン転換カウンターと同様のアップ・カウンター動作及び
ダウン・カウンター動作を行うことができる。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るアッ
プ/ダウン転換カウンターは、アップ・カウントモード
又はダウン・カウントモードを選択するために、多数の
論理ゲート素子を必要としないので、単一チップ化する
場合には、チップ・サイズが増加される問題点を解消す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るアップ/ダウン転換カウンターの
一実施形態の概略的構成図
【図2】出力信号状態決定部の一実施形態の概略的構成
【図3】図1のアップ/ダウン転換カウンターにおける
各信号波形図
【図4】従来のアップ/ダウン転換カウンターの概略的
構成図
【図5】図4のDフリップ・フロップの概略的構成図
【図6】図4のDフリップ・フロップにおける各信号波
形図
【図7】図4のアップ/ダウン転換カウンターにおける
各信号波形図
【符号の説明】
10 アップ/ダウン転換カウンター 30 ダウン・カウンター手段 40 出力信号状態変更手段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】任意の周波数帯域のクロック信号を入力
    し、該クロック信号に同期してデータ入力端子に入力さ
    れる信号の正信号及び負信号を出力し、前記負信号を前
    記データ入力端子に帰還する複数の信号遅延部を有し、
    最初の信号遅延部には、前記クロック信号の正信号及び
    負信号が入力され、前記最初の信号遅延部に順次接続さ
    れる複数の信号遅延部には、直前に接続される信号遅延
    部の出力信号の正信号及び負信号が入力されるダウン・
    カウンター手段と、 前記複数の信号遅延部に一対一に接続され、カウンター
    動作モードをアップ・カウンターモード又はダウン・カ
    ウンターモードのどちらかに決定するモード選択信号及
    び前記信号遅延部の出力信号が入力され、前記モード選
    択信号の状態に基づいて前記信号遅延部の出力信号を反
    転又は非反転して出力する複数の出力信号状態決定部を
    有する出力信号状態変更手段と、を含むことを特徴とす
    るアップ/ダウン転換カウンター。
  2. 【請求項2】前記ダウン・カウンター手段は、 前記クロック信号を反転して出力する第1インバータ
    と、 前記第1インバータからの出力信号を反転して出力する
    第2インバータと、 前記複数の信号遅延部を構成する第1Dフリップフロッ
    プ〜第3Dフリップ・フロップとを備え、 前記第1Dフリップ・フロップは、前記第2インバータ
    の出力信号を同期クロック端子に入力し、前記第1イン
    バータの出力信号を反転同期クロック端子に入力して、
    データ入力端子に入力される信号を正論理出力端子から
    出力し、前記正論理出力端子の出力信号の反転信号を負
    論理出力端子から出力すると共に前記データ入力端子に
    帰還入力し、 前記第2Dフリップ・フロップは、前記第1Dフリップ
    ・フロップの正論理出力端子の出力信号を同期クロック
    端子に入力し、前記第1Dフリップ・フロップの負論理
    出力端子の出力信号を反転同期クロック端子に入力し
    て、データ入力端子に入力される信号を正論理出力端子
    から出力し、前記正論理出力端子の出力信号の反転信号
    を負論理出力端子を介して出力すると共に前記データ入
    力端子に帰還入力し、 前記第3Dフリップ・フロップは、前記第2Dフリップ
    ・フロップの正論理出力端子の出力信号を同期クロック
    端子に入力し、前記第2Dフリップ・フロップの負論理
    出力端子の出力信号を反転同期クロック端子に入力し
    て、データ入力端子に入力される信号を正論理出力端子
    から出力し、前記正論理出力端子の出力信号の反転信号
    を負論理出力端子を介して出力すると共に前記データ入
    力端子に帰還入力することを特徴とする請求項1記載の
    アップ/ダウン転換カウンター。
  3. 【請求項3】前記ダウン・カウンター手段は、前記複数
    の信号遅延部の動作を初期化するリセット信号を反転し
    て前記複数の信号遅延部の反転リセット端子にそれぞれ
    出力する第3インバータをさらに含むことを特徴とする
    請求項1又は請求項2に記載のアップ/ダウン転換カウ
    ンター。
  4. 【請求項4】前記複数の信号遅延部の出力信号の転換タ
    イミングは、前記クロック信号のポジティブ・エッジに
    同期することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれ
    か1つに記載のアップ/ダウン転換カウンター。
  5. 【請求項5】前記出力信号状態変更手段は、前記モード
    選択信号を反転して前記出力信号状態決定部にそれぞれ
    出力する第4インバータをさらに含むことを特徴とする
    請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載のアップ/ダ
    ウン転換カウンター。
  6. 【請求項6】前記出力信号状態変更手段は、 前記モード選択信号及び前記第4インバータの出力信号
    を入力し、前記モード選択信号及び前記第4インバータ
    の出力信号の状態に応じて、前記第1Dフリップ・フロ
    ップの正論理出力端子の出力信号を反転又は非反転させ
    て出力する第1出力信号状態決定部と、 前記モード選択信号及び前記第4インバータの出力信号
    を入力し、前記モード選択信号及び前記第4インバータ
    の出力信号の状態に応じて、前記第2Dフリップ・フロ
    ップの正論理出力端子の出力信号を反転又は非反転させ
    て出力する第2出力信号状態決定部と、 前記モード選択信号及び前記第4インバータの出力信号
    を入力し、前記モード選択信号及び前記第4インバータ
    の出力信号の状態に応じて、前記第3Dフリップ・フロ
    ップの正論理出力端子の出力信号を反転又は非反転させ
    て出力する第3出力信号状態決定部と、を備えることを
    特徴とする請求項5に記載のアップ/ダウン転換カウン
    ター。
  7. 【請求項7】前記第1出力信号状態決定部〜第3出力信
    号状態決定部は、前記モード選択信号をダウン・カウン
    ターモード信号の入力端子を介して入力し、前記第4イ
    ンバータの出力信号をアップ・カウンターモード信号の
    入力端子を介して入力し、前記一対一に接続される第1
    Dフリップ・フロップ〜第3Dフリップ・フロップの正
    論理出力端子の出力信号をデータ入力端子を介してそれ
    ぞれ入力し、前記モード選択信号がロー状態である場合
    に、前記データ入力端子を介して入力した信号を反転し
    て出力することを特徴とする請求項6に記載のアップ/
    ダウン転換カウンター。
  8. 【請求項8】前記第1出力信号状態決定部〜前記第3出
    力信号状態決定部は、 前記一対一に接続される第1Dフリップ・フロップ〜第
    3Dフリップ・フロップの正論理出力端子の出力信号を
    反転して出力するインバータと、 前記ダウン・カウンターモード信号の入力端子の入力信
    号及び前記アップ・カウンターモード信号の入力端子の
    入力信号に応じてターン・オン動作又はターン・オフ動
    作を行い、前記ダウン・カウンターモード信号の入力端
    子に入力される信号がハイ状態である場合にターン・オ
    ン動作を行い、前記データ入力端子に入力される信号を
    出力端子に伝送する第1伝送ゲートと、 前記ダウン・カウンターモード信号の入力端子の入力信
    号及び前記アップ・カウンターモード信号の入力端子の
    入力信号に応じてターン・オン動作又はターン・オフ動
    作を行い、前記ダウン・カウンターモード信号の入力端
    子に入力される信号がロー状態である場合にターン・オ
    ン動作を行い、前記インバータの出力信号を出力端子に
    伝送する第2伝送ゲートと、を含んで構成することを特
    徴とする請求項7に記載のアップ/ダウン転換カウンタ
    ー。
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