JPS6390910A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JPS6390910A
JPS6390910A JP23747486A JP23747486A JPS6390910A JP S6390910 A JPS6390910 A JP S6390910A JP 23747486 A JP23747486 A JP 23747486A JP 23747486 A JP23747486 A JP 23747486A JP S6390910 A JPS6390910 A JP S6390910A
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JP
Japan
Prior art keywords
bits
filter
data
frequency
frequency division
Prior art date
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Pending
Application number
JP23747486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuguo Gomi
五味 嗣夫
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP23747486A priority Critical patent/JPS6390910A/en
Publication of JPS6390910A publication Critical patent/JPS6390910A/en
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Abstract

PURPOSE:To constitute arbitrary filters (LPF, HPF, BPF, BEF) by setting a frequency division ratio of a programmable frequency devider from the outside. CONSTITUTION:registers 121-124 are provided in order to give arbitrary frequency division ratios of program frequency dividers 111-114, and latched through a data bus buffer 131 from a data bus of a microcomputer system. In this example, they are set as registers of 11 bits, but its bit length is in a relation between (fc) and an external clock frequency selection, and it is unnecessary to stick to 11 bits. In case of 11 bits, the programmable frequency division ratio can be set at every other unit extending from '0' to 2047. The data bus is usually of 8 bits, therefore, it necessary to input a data two times. Whether write of a data to the register is the lower 8 bits or the upper 3 bits is controlled by A2 being an MSB of an address bus.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 フィルタを必要とする以下の様な幅広い用途に利用可能
である。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Fields] It can be used in a wide range of applications requiring filters, such as the following.

(例) a、テレコム分野 交換機、電話、モデム等 す、リモートコントロール分野 警報システム、冷暖房システム等 C0各種制御装置 測定器、医療打器等 d、オーディオ分野 電子オルガン、キーボード、各種オーディオ装置 など主として音声帯域(DCから20 KI−1z種度
)のフィルタ。
(Examples) a.Telecommunication field switchboards, telephones, modems, etc., remote control field alarm systems, heating and cooling systems, etc.C0 Various control equipmentMeasuring instruments, medical instruments, etc.D.Audio field Electronic organs, keyboards, various audio devices, etc.Mainly audio equipment Bandwidth (DC to 20 KI-1Z degree) filter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、MOSスイッヂトキャパシタ回路を用いたスイッ
ヂキャパシタフィルタ(SCF)か実用化されてきてお
りモデムなど産業上へも応用されている。
In recent years, switched capacitor filters (SCFs) using MOS switched capacitor circuits have been put into practical use, and are also being applied to industrial applications such as modems.

Ll)I”、I−IPI”1 DPI”、BEI”など
フィルタの各モードはバイカッド(BIQUAD)と呼
ばれる2個のオペアンプと複数の8景とアナログスイッ
ヂにより実現できる。特性実現する為の定式化は既にさ
れておるため半導体集積回路をつくることが間;瓜であ
る。
Each mode of the filter, such as "Ll)I", I-IPI"1 DPI", and BEI", can be realized by two operational amplifiers called BIQUAD, multiple 8 views, and an analog switch. Since the formulation for realizing the characteristics has already been made, it is only a matter of time to create a semiconductor integrated circuit.

従来は、カスタムの仕様に合わせて一品一様にフルカス
タム設計している為、開発期間が長い事が欠点である。
Conventionally, each product is fully custom designed according to custom specifications, so the disadvantage is that the development period is long.

その上、フィルタの設計はご(限られた熟諌したフィル
タ回路技術者が時間をかけて設計している為、半導体集
積回路の開発効率が悪い。
Furthermore, the efficiency of developing semiconductor integrated circuits is low because the filter design takes time and is done by a limited number of experienced filter circuit engineers.

又、特定した半導体集積回路となっている為、ユーザー
が自由に使い方をj巽ぶ事のできる白山度はない。
Furthermore, since it is a specified semiconductor integrated circuit, there is no limit to the user's freedom to use it in any way he wants.

フィルタの用途がとみに拡大している中で、ユーザーが
自由に特性を決めて使える汎用性のある半導体集積回路
を供給できる事が大いに重要である。
As the applications of filters are rapidly expanding, it is extremely important to be able to supply versatile semiconductor integrated circuits that allow users to freely determine and use their characteristics.

〔本発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the present invention]

上記の通り、本発明は、汎用性が高くユーザーで特性が
設定できるプログラマブルなフィルタを提供する事にあ
る。
As described above, the present invention provides a highly versatile and programmable filter whose characteristics can be set by the user.

〔問題点を解決する為の手段〕[Means for solving problems]

フィルタの基本特性を決める部分はバイカッドの特性と
して半導体集積回路上にあらかじめ作り込んでおく。ユ
ーザーが設定できるのはfcを決める為のプログラム分
周比だけに簡単にし、分周比ハマイクロコンピュータシ
ステムとインターフェイスできるようにし、それから任
意設定可能とさせる。
The parts that determine the basic characteristics of the filter are built in advance on the semiconductor integrated circuit as biquad characteristics. What the user can set is simply the program frequency division ratio for determining fc, and the frequency division ratio can be interfaced with a microcomputer system, and then can be set arbitrarily.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例を図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail based on the drawings.

第1図は、本発明に基づ(実施例のブロックダイヤグラ
ムを示す。フィルタ部はスイッチトキャパシタフィルタ
(SCF)で構成され所謂バイカッド(131QUAD
)回路を使用している。本実施例では独立した4個のバ
イカッドを存するが、これは集積規模による任意の個数
を選択できる。バイカッドでは、ローパスフィルタ(L
PF)、バイパスフィルタ(HPF)、バンドパスフィ
ルタ(I3PF)、バンドイレーズフィルタ(BEF)
が構成できるが、後2者は前2者の組合せで実現できる
為、ここでは4個のバイカッドのうちLPFll−IP
Fを各々2個ずつ持たせている。
FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention. The filter section is composed of a switched capacitor filter (SCF) and is a so-called biquad (131QUAD)
) using the circuit. In this embodiment, there are four independent biquads, but any number can be selected depending on the scale of integration. Biquad uses a low-pass filter (L
PF), bypass filter (HPF), band pass filter (I3PF), band erase filter (BEF)
can be configured, but the latter two can be realized by a combination of the former two, so here we will use LPFll-IP among the four biquads.
Each has two F's.

第2図には、バイカッドの回路のうちLPFと1−I 
P Fについて示したものである。バイカッド回路の一
般形を用いながら、LPF、I−IPFに合せた特定回
路となっている。基本的にはフィルタの特性は容量比に
より決定される為、適当な容量値を選択して作り込んで
いる。
Figure 2 shows the LPF and 1-I of the biquad circuit.
This is shown for PF. While using the general type of biquad circuit, it is a specific circuit suitable for LPF and I-IPF. Basically, the characteristics of the filter are determined by the capacitance ratio, so an appropriate capacitance value is selected and manufactured.

フィルタのカットオフ周波数(re)は音声帯域で作動
させる為DCから20 K1−1 z程度までをカバー
させる。このfcを外部から段階的に、もしくは連続的
に設定可能とする為、ある外部クロック周波数(例えば
ポピユラーなTV用用水全発振器3.58MI(zが使
われた場合)に対し、任意のfcを得られる様にプログ
ラマブル分周器と補正用の固定分周器ををしている。固
定分周器は第1図上で÷Nと示しであるが、Nの値は数
十(例えば40位)程度を選択する。プログラマブル分
周器は、外部クロック周波数3.58MHzのときにち
゛ようと11ビツトあれば401−1 zから20 K
1−1 zまでのfcを得ることができる。
The cutoff frequency (re) of the filter is set to cover the frequency range from DC to about 20 K1-1z in order to operate in the audio band. In order to be able to set this fc stepwise or continuously from the outside, any fc can be set for a certain external clock frequency (for example, a popular TV water total oscillator 3.58 MI (if z is used). A programmable frequency divider and a fixed frequency divider for correction are used to obtain the same result.The fixed frequency divider is shown as ÷N in Figure 1, but the value of N is several tens (for example, 40). ).The programmable frequency divider can be used to increase the frequency from 401-1 z to 20 K if there are 11 bits when the external clock frequency is 3.58 MHz.
fc up to 1-1 z can be obtained.

レジスタはプログラム分周器の任意の分周比を与えるた
めのものであり、マイクロコンピュータシステムのデー
タバスからデータバスバッフ、を介してラッチされる。
The register is for giving an arbitrary division ratio of the program frequency divider, and is latched from the data bus of the microcomputer system via the data bus buffer.

本実施例では11ビツトのレジスタとして設定している
がビット長はfcと外部クロック周波数選択との関わり
の中で11ビツトにこだわる必要はない。11ビツトの
場合にはプログラマブル分周比はOから2047まで1
単位おきに設定可能である。データバスは通常8ビツト
であるのでデータは2回取り込む必要がある。レジスタ
へのデータ書込みが下位8ビツトか上位3ビツトかのコ
ントロールはアドレスバスのへ4SI3であるA2によ
り行なう。A2=’O,、のときは下位8ビツト、A2
= ’INのとき上位3ビツトをl肯定する。
In this embodiment, it is set as an 11-bit register, but the bit length need not be limited to 11 bits depending on the relationship between fc and external clock frequency selection. In the case of 11 bits, the programmable division ratio is 1 from 0 to 2047.
It can be set for each unit. Since the data bus is normally 8 bits, data must be fetched twice. Control of whether data is written to the register into the lower 8 bits or the upper 3 bits is performed by A2, which is the 4SI3 of the address bus. When A2='O,, lower 8 bits, A2
= 'IN, the upper 3 bits are affirmed.

本実施例では、4系統の独立したバイカッド、分周器、
レジスタ群を有している為、どの系統の回路に対するデ
ータ設定かを区別する為アドレスバスのA′8.、A1
の2ビツトを使用している。マイクロコンピュータシス
テムか市のデータを伴動とする為に、チップセレクト?
lを用いる。データの書き込みタイミングはW7により
行ないWπの10#から′1..への復jm(立上り)
のタイミングでデータはレジスタにラッチされる。これ
らの制御は、ライトロジックとコントロールワードレジ
スタにより行なう。
In this example, four independent biquad systems, frequency dividers,
Since it has a register group, A'8. of the address bus is used to distinguish which system of circuit the data is set for. ,A1
2 bits are used. Chip selection to accompany microcomputer system or city data?
Use l. The data write timing is determined by W7, from 10# of Wπ to '1. .. revenge jm (rise)
Data is latched into the register at the timing of . These controls are performed by write logic and control word registers.

以上のマイクロコンピュータシステムとのインターフェ
イスの環境について第3図に示している。もちろんマイ
クロコンピュータシステムとインターフェイスせずこの
LSI単体で独立動作させる事もでき、その場合はON
か#IMどちらかに固定もしくは制御する。
FIG. 3 shows the interface environment with the above microcomputer system. Of course, this LSI can also be operated independently without interfacing with a microcomputer system, in which case it can be turned on.
Fixed or controlled to either #IM or #IM.

第4図は、外部接続条件を示している。アナログ入力は
、ゲインの設定、折り返しノイズの防止、平滑等の為、
抵抗とコンデンサによる付加回路を通して本LSIのア
ナログ入力端子に入力する。フィルタ出力は、そのまま
取り出してIOKΩ負荷が駆動できるが、減衰特性を良
(したい場合や600Ω負荷を駆動する場合には内蔵の
オペアンプを用いてバッフ7リング・インピーダンスマ
ッヂングさせることができる。
FIG. 4 shows external connection conditions. Analog input is used for gain setting, prevention of aliasing noise, smoothing, etc.
It is input to the analog input terminal of this LSI through an additional circuit consisting of a resistor and a capacitor. The filter output can be taken out as is to drive an IOKΩ load, but if you want good attenuation characteristics or drive a 600Ω load, you can use the built-in operational amplifier to perform buffer 7-ring impedance matching.

13PFは、先にも述べたようにLPFとI−I P 
Fを直列接続して構成できる為、こうして得られたフィ
ルタ出力を次段のアナログ入力に加えるようにする事に
より実現できる。
13PF is, as mentioned earlier, LPF and I-I P.
Since it can be configured by connecting F in series, it can be realized by adding the filter output obtained in this way to the analog input of the next stage.

第5図は、外部クロックの給配について示す。FIG. 5 shows the distribution of external clocks.

普通は内蔵発振回路により水晶振動子と抵抗による方法
をとる。外部クロックが他から直接もらえる場合にはそ
のままCLKIN端子に入力できる。又、LSI内部の
独立した4系統のバイカッドのうち複数個が同じクロッ
ク周波数でよければ水晶発振回路部は1つで済ませるこ
とができる。
Usually, a method using a crystal resonator and a resistor is used using a built-in oscillation circuit. If you receive an external clock directly from another source, you can input it directly to the CLKIN terminal. Furthermore, if a plurality of four independent biquad systems inside the LSI can use the same clock frequency, only one crystal oscillation circuit section can be used.

実際上、fCはプログラマブル分周器の分周比を任意値
に設定できる様に構成している為、LSIとして持つ内
蔵発振回路は1つで充分とも言える。
In fact, since fC is configured so that the frequency division ratio of the programmable frequency divider can be set to an arbitrary value, it can be said that one built-in oscillation circuit provided as an LSI is sufficient.

第6図は、こうして得られたフィルタの′I4i性を示
す。この例ではLPFを構成し、fc=3200Hzを
狙ったものである。通過帯域外減衰量は50αB以上、
通過帯域内リップルは0.1dI3以下を得る事は充分
に可能である。
FIG. 6 shows the 'I4i properties of the filter thus obtained. In this example, an LPF is configured and aims at fc=3200Hz. Attenuation outside the passband is 50αB or more,
It is fully possible to obtain a ripple within the passband of 0.1 dI3 or less.

第1表は、プログラマブル分周器の分周比をOから20
47までの任意の値に設定する事により得られるfcの
値の変換テーブルの一部を示したものである。この例で
は、第1図に示す固定分周器(÷N)の分周比を40と
しているが、fcとして1001−17を単位に近い値
を得ることができる。この2048の組合ぜの中から使
用したいfCに最も近い値を選んで設定する事ができる
Table 1 shows the division ratio of the programmable frequency divider from O to 20.
This is a part of a conversion table of fc values obtained by setting the value to any value up to 47. In this example, the frequency division ratio of the fixed frequency divider (÷N) shown in FIG. 1 is set to 40, but a value close to 1001-17 can be obtained as fc. It is possible to select and set the value closest to the desired fC from among these 2048 combinations.

第7図は、EPROMにより本LSIのデータ設定させ
る場合を示す。上記の通り、組合せの数は2048通り
ある為、この組合せの全て又は−部をEl)ROMに記
す、ヒさせておけば利用が容易である。特にシステムの
特性確認用のICE (インザーキットエミュレータ)
として使用ずれば効果がある。
FIG. 7 shows a case where data of this LSI is set using an EPROM. As mentioned above, since there are 2048 combinations, it is easy to use if all or the negative part of the combinations is written in the ROM. ICE (inser kit emulator) especially for checking system characteristics
It is effective if used as

第1表 プログラマブルフィルタ(分周比表)〔発明の
効果〕 以上の通り、本発明によれば複数個の独立したバイカッ
ドにより任意のフィルタがfffr単に構成できる。又
、フィルタ特性は所要のrcを得る為に外部クロック周
波数とプログラム分周器の分周比を選択すれば良いだけ
であるので、フィルタの専門家でなくとも容易に利用す
ることができる。更に、フィルタの使われる回りの環境
にはほとんどの場合にマイクロコンピュータシステムが
存在している為、マイクロコンピュータシステムとイン
ターフェイスできる様に構成した事によりペリフェラル
LSIとしての位置付けで利用できる。同一チップでL
 I) 1?、II P F、、 I3 P I”、1
3EFなどが構成できる為、用途は広(、例えばプレコ
ム分野、リモートコントロール分野、種々の制御装置、
オーディオ分野に利用する事ができる。
Table 1 Programmable Filter (Frequency Division Ratio Table) [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, any filter can be constructed simply by using a plurality of independent biquads. Moreover, since the filter characteristics only need to be selected by selecting the external clock frequency and the division ratio of the program frequency divider in order to obtain the required rc, it can be easily used even by non-filter experts. Furthermore, since a microcomputer system is present in most of the environments in which the filter is used, by configuring the filter so that it can interface with the microcomputer system, it can be used as a peripheral LSI. L with the same chip
I) 1? , II P F,, I3 P I”, 1
3EF etc. can be configured, so it has a wide range of applications (for example, precom field, remote control field, various control devices,
It can be used in the audio field.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明によるLSIのブロックダイヤグラム
を示す。 第2図Tal、TI)lは、本発明で使用したバイカッ
ドの回路例を示す。 第3図は、本LSIのマイクロコンピュータシステムと
のインターフェイスを示す。 第4図は、本LSIの外部接続例を示す。 第5図は、外部クロック供給について示す。 第6図は、本発明により実現したLPFの通過帯域外減
衰特性を示す。 第7図は、本LSIにEPROMに記憶させたデータか
らデータ設定する場合の例を示す。 101〜104:バイカッド 111〜114:プログラマブル分周器121〜124
:レジスタ 131    :データバスバッフ7 132    :書き込み論理回路 133     :コントロールワードレジスタ 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社 (α) (b) 第2図 第3図 第5図 第70
FIG. 1 shows a block diagram of an LSI according to the present invention. FIG. 2 (Tal, TI)l shows an example of a biquad circuit used in the present invention. FIG. 3 shows the interface of this LSI with a microcomputer system. FIG. 4 shows an example of external connections of this LSI. FIG. 5 shows external clock supply. FIG. 6 shows the attenuation characteristics outside the passband of the LPF realized by the present invention. FIG. 7 shows an example of setting data in this LSI from data stored in the EPROM. 101-104: Biquad 111-114: Programmable frequency divider 121-124
: Register 131 : Data bus buffer 7 132 : Write logic circuit 133 : Control word register Applicant: Seiko Epson Corporation (α) (b) Figure 2 Figure 3 Figure 5 Figure 70

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] スイッチトキャパシタ回路により構成した複数個の独立
したバイカッド(BIQUAD)と、該バイカッドのフ
ィルタのカットオフ周波数(fc)を設定するプログラ
マブル分周器とにより構成された半導体集積回路に於て
、プログラマブル分周器の分周比を外部から設定する事
により、任意のフィルタ(LPF、HPF、BPF、B
EF)が構成できる事を特徴とする半導体集積回路。
Programmable frequency division is used in a semiconductor integrated circuit composed of a plurality of independent biquads (BIQUAD) composed of switched capacitor circuits and a programmable frequency divider that sets the cutoff frequency (fc) of the filter of the biquad. Any filter (LPF, HPF, BPF, B
A semiconductor integrated circuit characterized by being able to configure an EF).
JP23747486A 1986-10-06 1986-10-06 Semiconductor integrated circuit Pending JPS6390910A (en)

Priority Applications (1)

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JP23747486A JPS6390910A (en) 1986-10-06 1986-10-06 Semiconductor integrated circuit

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JP (1) JPS6390910A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0229110A (en) * 1988-07-19 1990-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Switched capacitor filter device
JPH0296417A (en) * 1988-09-30 1990-04-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Switched capacitor filter device
JP2011171882A (en) * 2010-02-17 2011-09-01 Seiko Epson Corp High pass filter using switched capacitor circuit, and electronic device

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