JPS60116021A - プログラマブルタイマ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、一般的にはデータプロセッサタイマおよび方
法の分野に関する。更に詳しく云うと、本発明１１マイ
クロプロセツサ又はフリーランニングカウンタを有する
マイクロコンピュータ用の共有可能プレスケールフタイ
マ（ｓｈａｒａＭｅ　ｐｒｅｓｃａｔｅｄｔｉｍａｒ）
および方法に関する。

発明の背景 現在の世代のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）およびマイ
クロコンピュータ（ＭＣＵ）はほんのしはら＜前のＭＰ
ＵおよびＭＣＵに比べると非常に速くなつｔこパス速度
を有する。これらの非常に早い動作速段は中央処理装置
（ＣＰＵ）サイクルクロック（Ｅクロック）を発生させ
るために高周波発振器およびクロック発振器を必要とす
る。このＥクロックは次にフリーランニングカクンタタ
イマナ駆動させるのに用いられる。しかし一般的には、
これらのＭＰＵ／　ＭＣＵはより低いブロッキング周波
数を必要とする独立した、より遅いタイミング制約を有
する相互に関係のあるサブシステムおよびタイミング機
能を有する。

最新の世代のＭＰＵ／　ＭＣＵはまたシステムＥクロッ
クとフリーランニングカウンタチェーンとの間にプレス
ケーラ（ｐｒｅａｃａ＃ｒ　）又は多段分周器な組み人
ねている。こうすると今度は使用されるプレスケールフ
ァクタとは無関係の、ｌ：ｈでいなければならない動作
がより遅い相互に関係のあるサブシステムおよびタイミ
ング機能（例えば実時間割込。

ウォッチドッグタイマなど）の各々に対するタイマチェ
ーンの複製（ｒｅｐｊｉｃａｔｉｏｎ）を必要とするこ
とになった。残念ながらその各々がかなりの量のオンチ
ップ面積を必要とするカスケード接続フリップフロップ
な用いるそのような追加タイマチェーンは、そのような
複製されたタイマチェーンが広いシリコン面積な用いそ
れに伴う費用をかけた場合にのみ備えられることを意味
する。

発明の要約 従って本発明の目的は、データプロセッサ用の改良され
た共用可能プレスケールファクタおよび方法を提供する
ことである。

本発明のもう１つの目的は、プレスケールされた周波数
とは関係のない周波数で動作しなＣすればならないサブ
システムが共通のフリーランニングカウンタチェーンを
使用できるようにするデータプロセッサ用の改良された
共有−６］能プレスケールドタイマおよび方法を提供す
ることである。

本発明の更にもう１つの目的は、ｍ＠せられた機能上実
施するのに必要な論理ン減らすことによつでデータプロ
セッサのタイミング機能乞与えるのに必要なシリコン面
積を最小に１−るデーＪ　７’ロセツサ用の改良された
共用可能プレスケールフタイマおよび方法′ｌ／：提供
することである。

上記の目的１ｄよびその他の目的は、不発明により達成
され、不発明には、入力および出力乞有し、固定分周機
能を与えるカクンメテエーンカ・ら成る特定の周波数出
力音発生するクロック発生器を含む積分タイ？　（ｉｎ
ｔｅｇｒａｔｔｌｍｅｒ　）　ｆ有するデータプロセッ
サが備えられでいる。ブーグラマプルプレスケーラはク
ロック発振器出力なカウンタチェーン人力に結合させて
所定の除数入力をカウンタチェーンに与える。プログラ
マブルプレスケーラと一致し”Ｃ動作しカウンタチェー
ン出力にに百８されているポストスケーラ（ｐｏａｔｓ
ｃａムト）は所定の除数入力を補償したタイマ出力を与
える。動作すると、タイマ出力はクロック発生器出力周
波紙と一定の関係を有する周波数を有し、プログラマブ
ルプレスケー２の所定の除数入力とは無関係である。

好ましい実施例の説明 第１八図を参照すると、本発明によるタイマ１０が示さ
れている。タイマ１０は適当な部分にクロック発生器１
２ヲ含み、Ｅクロック線１４上に高周波出力を与える。

Ｅクロック線１４上に現われる高周波クロッキング信号
はプレスケーラ１６に入力される。プレスケーラ１６は
従来のフリップフロップを構成する多数の分周器段１６
Ａ、１６Ｂ、１６Ｃお工び１６Ｄ、ならびにＥクロック
線１４上のクロッキング信号又はプレスケーラからの種
々のプレスケールされたクロッキング信号のどれもがカ
ウンタチェーン入力線２４に印加できるようにする伝送
ゲート２Ｂ、５０．５２および６４を含む。具体的に云
うと、伝送ゲート２８が使用可能にされると、Ｅクロッ
ク線１４上のクロック発生器１２の出力は直接にカウン
タチェーン入力線２４に印加されるので、カウンタチェ
ーン１８への周波数入力はＥとなる。伝送ゲート３０が
使用可能にされると、分周器１（ＳＡおよび１６ＢがＥ
クロンク線１４とカウンタチェーン入力線２４との間に
挿入され、七の結果カウンタチェーン１８・＼の入力は
〃となる。同様に、伝送ゲート３２が使用可能にされる
と、Ｅクロック線１４上に現われる周波数は分周器段１
６Ａ、１６Ｂおよヒ１６Ｃに訳って割算されるので５の
周波数がカウンタチェーン入力線２４に印加される。同
様な方法により伝送ゲート６４が使用可能にされると、
”Ａ６の周波数がカウンタチェーン入力線２４に印加さ
れる。

カラシタ１８は従来のフリッププロップを構成する複数
の分周器段１８Ａ、　１８Ｂ、　１８Ｃ，１８Ｄ、　１
８Ｆ、　１８Ｆ。

１８Ｇ、１８Ｈ，１８Ｉ、１８Ｊ、１８に、１８Ｌ、１
８Ｍ、１８Ｎ、１８０および１８Ｐを含む。図から判る
ように、カウンタチェーン１８はｖ！１６の固定周波数
の割り算機能を与えるが、出力は、ポストスケーラ２０
・＼入力するために種々の分周器段のうちの幾つかの後
から取り出してもよい。分周器段１８Ｉの出力におＣす
るカウンタチェーンの１出力は、ポストスケーラ２ｏの
伝送ゲート４２への入力として印加される。同様に分周
器段１８Ｊ、１８におＪび１８Ｍの出力は入力としてそ
れぞれ伝送ゲー）　４０　、３８および３６に印加され
る。−緒になってポストスケーラ２０を構成している伝
送ゲート４２，４０．３８および３６のどれを使用可能
にしても、カウンタチェーン１８の選択された出力がシ
フ１３線２２に結合される。分周器段１８Ｐの出力に現
われるカウンタチェーン１Ｂの出力はプレスケ−２１６
のセツティングとカウンタチェーン１８の固定分周機能
に基づいてクロッキング信号をタイマオーバフロー検出
回路に与える。Ｂ／２１３線２２は実時間割込回路・＼
の入力のための制御ＰＲＩおよびＰＲＯとは関係なく追
加のプログラマブル分周器とともに使用することができ
る。

更に第１Ｂ図を参照すると、タイマ１０とともに用いる
だめの制御回路５０が示されている。制御回路５０はＰ
Ｒ１制御ビット線５２およびＰＲＯ制御線５４上にそれ
ぞれ現われる２つの制御ピノ）ＰＲ’１お、【びＰＲＯ
に応答して動作する。ＰＲ１制御線５２はインバータ６
４・＼の入力およびナントゲート６０゜６２の１人力と
して印加される。ＰＲＯ制御ビット線５４はインバータ
６６への入力、ナントゲート５８・＼０１人力およびナ
ンドゲルトロ２への残りの入力として供給される。イン
バータ６４の出力はナントゲート５６０１人力およびナ
ントゲート５８の残りの入力に接続される。同様な方法
でインバータ６６の出力はナントゲート５６，６００残
りの入力に印加される。

ナンドゲー）　５６．５８．６０お工び６２からの出力
は、タイマ１０−＼印加するためそれぞれインバータ６
８゜７０　、７２お訳び７４乞介して印加される。他の
応用例では、アンドゲート％−用いてナントゲート５６
゜５８．６０　オよヒ６２の機能をそれぞれインバータ
６Ｂ。

７０．７２　オよヒフ４と組合わせることが好ましいコ
トがある。図示されているように、ｐＲｉ　＝　ｏおよ
びＰＲＯ＝　０の制御回路５０への入力に対応するイン
バータ６８の出力は伝送ゲート２８および６６に印加さ
れる。制御回路５０に対するＰＲｌ　＝　０およびＰＲ
Ｏ＝１の制御ビット人力に対応するインバータ７゜の出
力は伝送ゲート３０．５８に印加さゎる。同様に、制御
回路５０に対するＰＲｌ　＝　１およびＰＲＯ＝０の制
御ビット入力に対応するインバータ７２の出力は伝送ゲ
ート３２．４０に印加される。同様に、制御回路５０に
対するＰＲｌ　＝　１およびＰＲＯ＝　１の制御ピット
入力に対応するインバータ７４の出力は伝送ゲート３４
　、４２に印加される。

動作する場合には、勢１３上に現われる出力周波数は、
プレスケーラ゛１６によってセットされたプレスケール
された値とは無関係であることが望ましい。従って、Ｅ
クロック線１４とカウンタチェーン入力線２４との間に
挿入された各除数について、それＶこ対応してより小さ
い約数関数がカウンタチェーン１８出力とＨ／２１５線
２２の間のポストスケーラ２０によってカウンタチェー
ン１８から選択される。

例えば、もし論理ルベルがＰＲ１制御ビット線５２上に
現われ、論理０レベルがＰＲＯ制御ビット線５４上に現
われると、論理ルベルがインバータ７２の出力に現われ
る。この論理ルベルはタイマ１０の伝送ゲート６２およ
び４０に印加される。この方法によって、分周器段１６
Ａ、１６Ｂおよび１６Ｃニヨツて割算さオ’ＬＥクロッ
ク線１４上に現われるクロッキング周波数はカウンタチ
ェーン入力線２４に印加される。従って、プレスケーラ
１６は気又は１５／２５の約数関数を与える。図示され
ているようにカウンタチェーン１８は勢１６の固定周波
脳約数関数を与えるが、出力は勢’　ｌ　”／２１０ｖ
　”Ａ１１又は力１３で選択されることがある。従って
この例では、伝送ゲート４０においてポストスケーラ２
０・＼の入力として現われる周波数は、η３の周波数に
１−／２１０又は％１３のカウンタチェーン１８値を掛
算したものとなる。

この方法により、プレスケーラ１６に対して選択された
プレスケール値とは関係なしに、ポストスケーラ２０に
関して対応する補正関数が発生して勢１３線２２上の周
波数が一定にとどまっていることを保証することが判る
。

従って上記に与えられたのは、プレスケールされた周波
数とは関係ない周波数で動作しなければならないサブシ
ステムが共通のフリーランニングカウンタチェーンを利
用でさるようにするマイクロプロセッサ用の改良された
共用可能プレスケールドタイマおよび方法である。本発
明のタイマおよび方法上用いることによって、組合せら
れた機能を実施するのに必要な論理上域らすことにより
最少量のシリコン面積がマイクロプロセッサのタイミン
グ機能上寿えるのに必要となる。

本発明の原理を具体的な装置とともに上述したが、この
説明は１例として述べたにすぎないのであつ℃、本発明
の範囲を制限するものとして述べたのではないことがは
っきりと理解されるはずである。

【図面の簡単な説明】

第１へ図は、本発明による共用可能なプレスケめられた
除数とは′Ｊｉ１４関係にクロッキング信号乞実時間割
込機能に与えるカウンタチェーン、プログラマブルプレ
スケーラお工びポストスケーラが図示されている。 第１８図は、ビットＰＲＩおよびＰＲＯに応答して本発
明のプログラマブルプレスケーラおよび対応するポスト
スケーラ機能な選択するためのシステムの簡略化された
論理流れ図である。 第１八図に２いて、 １０はタイマ １２はクロック発生器 １６はプレスケーラ １＜ＳＡ、１６Ｂ、１６Ｃ，１６Ｄは分周器２８．３０
．’３２，３４は伝送ゲート１８はカウンタチェーン １８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ・・・１８Ｐはフリッププロッ
プ２０はポストスケーラ ！１６．３８，４０．４２は伝送ゲート特許出願人　モ
トローラ・インコーボレーテッド代理人弁理士玉蟲久五
部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　出力および入力を有し固定周波数約数関数を勾える
   カウンタチェーンと、 クロック発生器出力を前記カウンタチェーン入力に結合
   させ、前記カウンタチェーンに所定の除数入力を与える
   プロＣグラマプルプレスケーラと、前記カウンタチェー
   ン出力に結付した前記プログラマブルプレスケーラと一
   致して動作し、前記所定の除数入力馨補正したタイマ出
   力を与えるポストスケーラとを含み、 前記タイマ出力は、前記クロック発生器出力周波数と一
   定の関係をもった周波欽ヲ有することを特徴とする 特定の周波数出力を発生させるクロック発生器を含む積
   分タイマ乞有するデータプロセッサ。 ２、固定周波数約数関数を与えるため入力および出力を
   有する複数のカスケード接続除数段と、前記クロック発
   生器出力を前記入力除数段に結合させ、前記複数のカス
   ケード接続除数段に所定の除数入力ヲ勾えるプログラマ
   ブルプレスケーラと、 前記除数段出力に結合し、前記プログラマブルプレスケ
   ーラの前記の所定の除数入力を補正してタイマ出力を与
   えるポストスケーラと乞含み、前記タイマ出力は前記ク
   ロック発生器出力周波数と一定の関係をもつ周波数を有
   することを特徴とする特定の周波数出力を発生させるク
   ロック発生器を具えるタイマ。 ５、　クロック発生器な具え、特定周波数出力を発生す
   るステップと、 前記特定周波数出力化プレスケールし、プレスケールさ
   れた周波数出力を発生させるステップと、前記のプレス
   ケールされた周波数出力を一定の除数で割算し、プレス
   ケールされたカウンタチェーン出力を発生させるステッ
   プと、 前記のプレスケールされたカウンタチェーン出力なポス
   トスケールし、タイマ出力″周波数な発生させるステッ
   プとを含み、 前記タイマ出力周波数は前記特定周波数と一定の関係を
   有し・ 前記複数のカスケード接続フリッププロップのうちの選
   択された１つのプリッププロップの出力を選択するステ
   ップと、 前記複数のカスケード接続フリップフロップのうちの選
   択された１つのフリップフロップの出力を前記のプレス
   ケールされた周波数出力に結合させるステップとを具え
   ることを特徴とするマイクロプロセンサのためのタイミ
   ング発生方法。