JPS61501421A - 独立したサブカウンタを持つカウンタ装置 - 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】 ５虫立したサブカウンタを持つカウンタ装置発明の背景 この発明はカウンタ装置、より詳細には個々が出力の所に少なくとも２つの状態 を提供する複数のサブカウンタからなるカウンタ装置に関する。

不発明の目的においては、カウンタ装置は出力の所に入力の所に所定の数の遷移 が出現したことを表わす信号を提供する装置として定義される。このカウンタ装 置は複数のサブカウンタから構成されるが、一方、この個々のサブカウンタはク ロックされると常にｉ番目の状態から１＋１番目の状態に進行し、そして最後の Ｎ−１の状態から０番目の状態へとＮ個の状態を順番に経過する状態マシンとし て定義される。先行技術においては、このタイプのマシンはりプルあるいは同期 リプル　カウンタ装置を構成するＬうにチェーン状に構成された。このカウンタ 装置においては、複数のサブカウンタの１つからのオーバーフローが次のサブカ ウンタに結合されることに二って、この次のサブカウンタの入力に遷移あるいは 起動信号が提供される。このオーバーフローが個々のステージ　通じて最後のス テージに伝搬あるいはリプルする速度がこのカウンタ装置の総合速度を決定する 第１の要因となる。この装置の出力端の所の個々のサブカウンタの出力の所に出 現するビットあるいはワードのパターンをチェックするだめの回路はカウンタ装 置の入力の所に所定の数の入力遷移が起ったことを示す信号を与える前に全ての サブカウンタが沈降するのを待つことが必要不発明による方法においては、この サブカウンタ回路を実現するのに使用される特定のタイプの論理構成に高速カウ ンタ装置が提供される。このカウンタ装置は複数のサブカウンタから構成される が、これらサブカウンタはサブカウンタのいずれもが出力状態を生成するために 他のサブカウンタに依存しないという意味において互いに独立している。これに 加えて、個々のサブカウンタは出力の所にそのカウンタ装置によって出力信号が 与えられる前に発生すべき入力遷移の回数を示す所定の数Ｎの互いに素であるセ ットの因数に属する状態の最大数を提供するように選択される。これら独立した サブカウンタはこのように関連ずけられることＫよってこのカウンタ装置の入力 の所にＮ回の遷移が提供されるとこれに応答して一意のパターンの出力ワードを 提供する。本発明は図面を参照しての以下の詳細な説明によってより完全に理解 できるものである。

第１図には所定の回数の入力遷移が発生した後に出力信号を生成するカウント装 置を構成するための１つの先行技術が示される。図示されるごとく、カウント回 路１０１．１０２及び１０３は入力遷移がクロック　ライン１０４を通じてカウ ント回路１０１０入力に提供されるように接続される。この特許明細書にて言及 される遷移とはおる基準電位に対する電圧の変化である。この遷移は典型的には 電圧パルスの立上りを形成するが、この電圧パルスの所望の継続期間はそのカウ ンタ回路を実現するのに使用される技術に依存する。カウンタ回路１０１及び２ りの追加のカウンタ回路１０２及び１０３は最初クリア　ライン１０５上の遷移 によってゼロ状態にクリでは、このクリアされた出力はカウンタ回路によって提 供される個々の出力ライン上の２進ゼロでおる。

クリア　ライン１０５上の遷移によってカウンタをリセットした後、クロック　 ライン１０４上の個々の遷移はカウンタ回路１０１によってライン１０６から１ ０８上に提供される２進値を変化させ、これによってカウンタ回路１０１が後続 のクロック遷移のためにそのＭ１状態の全てを通じて進められる。カウンタ回路 １０１がそのＭ１状態の全てを通じて進められると、ライン１０９上にカウンタ 回路１０２のクロック入力に向けての遷移が提供される。このライン１０９上の 最初の遷移によってカウンタ回路１０２はクリア　ライン１０５上のリセット遷 移の後始めてその出力ライン１１０から１１２上に提供される状態の変化を起こ す。ライン１０９上のその後の遷移はカウンタ回路１０２をそのＭ２状態を通じ て進めさせ、そしてＭ２状態の全てを経過させた後にカウンタ回路１０３のクロ ック入力に向けてライン１１３上に遷移を提供する。このようにして、カウンタ 回路１０３もまたクリア　ライン１０５上の遷移の後にその出力ライン１１４か ら１１６上に提供されるリセット状態の変化を起こす。カウンタ回路のこの構成 はリプルカウンタとして知られているが、この用語リプルは個々のカウンタがそ の出力状態の完全なサイクルを経過するのに従ってカウンタ回路からカウンタ回 路に伝搬される遷移をさす。

全てのカウンタ回路の２進出カラインはワード検出器１２０に接続されるが、こ のワード検出器１２０はクロック入力ライン１０４上にＮ回の遷移が起ったこと を示すためにこれがその出力ライン１２１上に遷移を生成する前にこれら出力ラ イン上に提供される２進状態のらる所定のパターンを認識するように構成される 。当業者にとって明白であるごとく、ワード検出器１２０からのライン１２１上 の出力信号はカウンタ回路１０１から１０３が安定化あるいは沈降された後に、 つまり、ライン１０９及び１１３上に発生する遷移に応答できる：うになった後 をでのみチェックできる。この安定化に要する期間が第１図に示されるリプル　 カウンタの速度を制約する第１の要因となる。

先行技術においてはまたカウンタ回路１０２及び１０３の各々が共通りロック　 ライン上の遷移に直接に応答する↓うに設計することによってこのリプル効果を １同期“することが可能でろる。カウンタ１０２は個々のクロック遷移において 、ライン１０９上に起動信号が出現するまで同一の状態にとどまる。同様に、カ ウンタ回路１０３はクロック入力ライン上に遷移が起ったときライン１１３上に 起動信号が出現しないかぎりそのカウンタを進めない。リプル　カウンタと同様 に１ワード検出器１２０からのライン１２１上の出力信号はカウンタ回路１０１ −１０３の出力ラインが安定化された後にのみチェックできる。カウンタ回路１ ０２及び１０３がクロック遷移の後に出力１１０−１１２及び１１４−１１６を 生成するのに必要とされる時間は起動入力に依存しないカウンタと比較して起動 入力１０９及び１１０に依存する分だけ長くなるがこれはクロック　ライン上に 遷移を発生させる総合速度を決定する。

カウンタ装置は本発明に従ってまず最初に出力信号が与えられる前に発生すべき 入力遷移の回数を表わす数Ｎを互いに素のセットの因数に因数分解することによ って実現される。Ｂ、Ｍ、スチュワード（Ｂ、　Ｍ、　Ｓｔｅｗａｒｔ　）に↓ る文献「数の理論（Ｔｈｅｏｒｙ　ｏｆ　Ｎｕｍｂｅｒｓ　）　Ｊ、第２版、版 権１９５２年及び１９６４年、マクミラン社（ＭｃＭｉ　ｌ　Ｉ　ａ　ｎＣｏｍ ｐａｎｙ　）出版、に示されるごとく、整数はその整数の最大公約数が１である ときに互いに素であると言われる。

例えば、８及び１５はいずれも素数ではないが互いに素である。そこでカウンタ 回路は個々のカウンタ回路がこの互いに素のセットの因数のなかの異なる１つの 互いに素の因数と等しい最大数の出力状態を提供するよう：（選択される。これ らカウンタ回路は第２図に示されるように接続されるが、ここでクロック　ライ ン２０４上の入力遷移はカウンタ回路２０１，２０２及び２０３０個々に接続さ れる。

第２図に示されるごとく、カウンタ回路２０１はその出力の所にに１状態を提供 し、カウンタ回路２０２はその出力の所にに２状態を提供し、そしてカウンタ回 路２０３はその出力の所にに３状態を提供する。カウンタ回路２０１から２０３ の各々は最初にライン２０４上の入力遷移のカウントが開始される前にクリア　 ライン２０５上の遷移にエフでクリアされる。クリア　ライン上のこの遷移は個 々のカウンタ回路をある所定の状態にプリセットするが、この所定の状態は本実 施態様においては、全てのカウンタ回路からの個、々の出力ライン上に２進ゼロ が存在する；うな状態である。出力ライン２０６から２０８，２１０から２１２ 、及び２１４から２１７はワード検出器２２０に接続される。ワード検出器２２ ０はカウンタ回路２０１から２０３からの出力ライン上に所定の２進パターンが 提供されたときライン２２１上に出力信号を提供する。先行技術と異なり、カウ ンタ回路２０１．２０２及び２０３は任意の１つのカウンタ回路の出力が任意の 他のカウンタ回路によって達成された状態に依存しないという点において互いに 独立している。

個々はグロック　ライン２０４上の入力遷移に応答する二うく接続される。

本発明をさらに理解する目的で第２図に示される特定の実施態様の追加の詳細を 考察する。この実施態様においては、最大状態Ｋｌ、Ｋ２及びに３はカウンタ装 置がクロック　ライン２０４上に３６０回の遷移が提供された後に出力信号を生 成するように選択される。この数３６０は全てが互いに素である整数５．８及び ９に因数分解すり、８は素数２の３乗からなり、セして９は素数３の２乗からな り、従って、これら整数のいずれもが１以外の最大公約数を持たない。このよう にカウンタの設計にあたって互いに素の因数に分解することの重要性は古代の中 国において知られていたことがら”中国乗除公式（Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｒｅｍａｉ ｎｄｅｒ　Ｔｈｅｏｒｕｍ　）　’　として知られている数理論の結果にある。

この公式の簡潔化された定義についてはり、　Ｍ、スチュワード（Ｄ、　Ｍ、Ｓ ｔｅｗａｒｔ　）による上記の文献のページ１０３において説明されている。第 ２図に示されるカウンタ回路の構成にこの公式を応用することによって、クロッ ク　ライン２０４上に所定の数Ｎ（＝３６０）の入力遷移が発生した後にのみカ ウンタ回路２０１から２０３の出力によって一意の出力ワードが提供されること が確保される。

カウンタ回路２０１はその出力ライン２０６から２０８上に５つの異なる２進状 態を提供するように設計され、カウンタ回路２０２はその出力ライン２１０から ２１２上に８つの異なる出力状態を提供するように設計され、そしてカウンタ回 路２０３はその出力ライン２１４から２１７上に９つの異なる出力状態を提供す るように設計される。第２図の実施態様のカウンタ回路２０１−２０３のために 選択された状態の割り当ては第３図のテーブルに示される通りである。全てのカ ウンタ回路はクリアライン２０５上に遷移が出現するとそれらのＳＯ状態にリセ ットされる。第３図に示されるごとく、カウンタ２０１は３つの２進出カライン を持つ状態マシンから成るが、この状態マシンはその５番目の状態Ｓ４の後にリ サイクルされる。カウンタ回路２０２は３つの２進出カラインを持つ状態マシン でるり、このマシンはその８つの状態の全てを経過してサイクルする。カウンタ 回路２Ｑ３は４つの２進出カラインを持つ状態マシンであり、この状態マシンは その９番目の状態、Ｓ８の後にリサイクルされる。ワード検出器２２０はカウン タ２０１がその出力の所に２進ワードＩＸＸ金持ち、カウンタ２０２がその出力 の所に２進ワード１１０金持ち、そしてカウンタ２０３がその出力の所に２進ワ ードＩ　ＸＸＸを持っときにライン２２１上に出力信号を提供するように構成さ れる。記号Ｘば２進のゼロあるいはＩＪ存在することを示す。

これらカウンタ２０１−２０３の各々は当分野において周知の回路によって構成 することができる。カウンタ２０１−２０３内のカウンタ状態に任意の項番の２ 進数を割り当ることができることは勿論であや、第３図は、単に１つの可能な選 択を示すのみである。例えば、Ｒ，Ｍ。

Ｍ、オバーマン（Ｒ，Ｍ、　Ｍ、　Ｏｂｅｒｍａｎ　）著［電子カウンタ（Ｅｌ ｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｕｎｔｅｒｓ　）　Ｊ　、版権１９７３年、マクミラン 　プレス社（ＭｃＭｉｌｌａｎ　Ｐｒｅｓｓ　Ｌｔｄ、）出版、の第４章及び１ ０章に説明の同期２進カウンタを参照されたい。

不文献の第４章及び１０章にはこれらカウンタ回路の個個に使用できる構成の簡 略ブロック図が示される。

上記に説明された事項は単に本発明の一例としての実施響様にすぎない。当業者 においては、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくこれ以外の多数の構成 を考案できることは明白である。例えば、これ以外の数のカウンタ　ステージを 使用することによって、これ以外の所定の数の入力遷移、あるいはこれと同数の 入力遷移を示すためのカウンタ装置を提供することも可能である。

例えば、９００回の入力遷移の後に出方信号を提供するように設計されたカウン タ装置を４．９及び２５個の出力状態を提供するカウンタ回路、３６個及び２５ 個の出力状態を提供するカウンタ回路、さらＫは４個及び２２５個の出力状態を 提供するカウンタ回路にて構成することが可能である。出力状態の最大数には上 記に説明の原理である互いに素であるという関係のみが要求される。さらに、不 発明の原理はカウンタ回路が２進法以外の出力ワードを提供するような場合にも 応用できるものである。

図面の簡単な説明 第１図は先行技術に従って構成されたカウンタ装置を示し、 第２図は本発明に従って構成されたカウンタ装置を示し、そして 第３図は第２図のカウンタ回路によって提供される出力状態のチャートを示す。

Ｆ／Ｇ、１ ＦＩ６．３ 国　潔　謂　杏　躬　告 ｑ核間（−Ｅｌ−５０１４２１（５） ＡｌｒＮＥＸ　Ｔｏ　、：：三　ＩｔＪ’ｒ三ＲＮＡＴ工０ＮＡＬ　Ｓ三ＡＲＣ ’Ａ　ＲＥ？ＯＲτ　ａｈ＋ＩＮＴ三ＺスＮＡＴｉＯＮＡＬなと？？Ｌ工ＣＡτ ：０ＮＮｏ、？Ｃτ／ＵＳ８５００２６５（ＳＡ８９８コ）ＵＳ−Ａ−３６０９ ３１１２８１０９／７１　にＥｌ−Ａ−１２１３３１５７２６１０７／７２ＤＥ −Ｂ−１１４６９２２Ｎｏｎｅ ＤＥ−Ｂ−１２２４３６２Ｎｏｎｅ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．所定の回数Ｎ回の入力遷移の後に出力信号を提供するための装置において、 該装置が 個々が１つの入力及び出力を持ちそしてその入力の所の所定のタイプの個々の遷 移に応答してその出力の所に状態の変化を提供することによつてリサイクルする 前にその出力の所に所定の最大数の異なる状態を提供するための複数のカウンタ 装置、該入力遷移を該複数のカウンタ装置の各々の入力に結合するための装置、 及び該複敷のカウンタ装置の全ての出力の所に生成される所定の状態のパターン に応答して出力信号を生成するための装置を含み、該複数のカウンタ装置の各々 によつて提供される該状態の最大数がペアにてみられた場合この最大数Ｎの互い に素である因数に等しいことを特徴とする装置。
2. ２．入カライン上の所定の数Ｎ回の遷移の後に出力信号を生成するための装置に おいて、該装置がそれぞれが電圧あるいは電流の遷移を受信するための１つの入 力及び該一連の遷移に応答して２進状態のシーケンスを提供する１つの出力を持 つ少なくとも２つのカウンタ装置を含み、 該少なくとも２つのカウンタ装置の各々がその入力の所の所定のタイプの個々の 遷移に応答してその出力の所で２進状態の変化を起しこれによつてリサイクルさ れる前に所定の最大数の出力状態を提供するように設計され、該装置がさらに該 入カラインを該少なくとも２つのカウンタ装置の各々の入力に接続するための装 置、及び該少なくとも２つのカウンタ装置の出力の所の所定の一群の２進状態に 応答して該出力信号を提供するための装置を含み、該少なくとも２つのカウンタ 装置の全ての該出力状態の所定の最大数がペアにてみられた場合この所定の数Ｎ の互いに素である因数に等しいことを特徴とする装置。
3. ３．所定の数Ｎ回の入力遷移の後に出力信号を生成するための装置において、該 装置が各々が１つの入力及び出力を持ちその入力の所の所定のタイプの電圧ある いは電流遷移に応答してその出力の所に状態の変化を起しこれによつてりサイク ルされる前に所定の最大数の出力状態を提供するための少なくとも２つのカウン タ装置、及び該少なくとも２つのカウンタ装置の出力の所の所定の一群の状態に 応答して所定のカウントＮが達成されたことを示す該出力信号を生成するための 装置を含み、該装置がさらに該入力遷移を該少なくとも２つの全てのカウンタ装 置の入力に接続するための装置を含み、該少なくとも２つのカウンタ装置がその 出力の所に所定の数Ｎのペアの互いに素であるセツトの因数の一群である状態の 最大数を提供するように構成され、該ペアのセツトの他の一群が該少なくとも２ つのカウンタ装置の第２の装置によつて提供される状態の最大数であることを特 徴とする装置。