KR19990032071A

KR19990032071A - 타이머 회로

Info

Publication number: KR19990032071A
Application number: KR1019970053003A
Authority: KR
Inventors: 임진석
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 1999-05-06
Also published as: KR100446722B1

Abstract

본 발명은 타이머 회로의 설계기술에 관한 것으로, 네트워크를 침해하는 경우가 발생되지 않고, 안정된 동작이 가능하며, 효과적인 테스크가 가능하도록 하기 위하여, 외부의 요구에 따라 타이머를 테스트모드를 설정하기 위해 테스트모드신호(TM)를 출력하는 테스트 제어부(4)와; 외부로 부터 공급되는 프리스케일 선택신호(P-SEL)에 대응되는 분주신호를 생성한 다음 그 분주신호의 상승에지 부분에서 입력클럭신호(CLK)의 한주기동안 인에이블신호(EN)를 출력하고, 상기 테스트모드신호(TM)의 입력 여부에 따라 테스트모드 또는 노멀모드로 동작하는 프리스케일러(5)와; 상기 인에이블신호(EN)에 의해 인에이블될때마다 상기 입력클럭신호(CLK)의 하강에지에서 목적한 값을 카운트하고, 상기 카운터제어신호(CS)가 공급될 때 니블카운터로 동작하는 카운터(6)를 포함하여 구성한 것이다.

Description

타이머 회로

본 발명은 타이머의 설계기술에 관한 것으로, 특히 안정적인 콘트롤클럭의 인에이블신호를 이용하여 스케일링에 의해 카운트 주기의 변환시 일정한 동작을 보장하고, 기본 클럭신호를 그대로 이용하면서 인에이블신호로 타이머의 카운트 동작을 제어하여 테스트동작을 구현하도록한 타이머 회로에 관한 것이다.

통상적으로, 타이머는 중앙처리장치에 의해 정해진 시간마다 어떠한 동작을 구현하고자 할 때에 이용되는 중요한 주변장치이다. 타이머가 주로 이용되는 분야는 오에스 티크(OS tick)에 의한 프로세서간의 스케쥴링, 워치독 타이머에 의한 올바른 시스템동작의 감시 그리고, 일정시간 주기의 참조등이다. 타이머의 동작 오류는 전체 시스템에 중대한 문제를 야기시킬 수 있으므로 정확하고 정밀한 동작이 보장되어야 한다.

특정 주문형 집적회로(ASIC) 설계에서의 타이머 설계시 반드시 고려되어야 사항은 기본 클럭에 대해 타이머를 구성하는 카운터가 얼마만큼 글리치(glitch)에 강한 저항력을 갖고 있고, 내부 지연에 관계없이 일정한 동작을 하는 가이다. 기본적으로, 글리치를 없애기 위해서는 입력 클럭에 대해 동기화된 로직 설계가 필요하며, 게이티드 클럭(gated clock)과 같이 입력 네트워크를 침해하는 설계를 피해야 한다.

그러나, 종래기술에 의한 타이머 설계기술에 있어서는 입력 클럭에 대해 스케일링을 하여 주기가 배가된 콘트롤 클럭에 의해 타이머를 구동시킬 경우, 입력 클럭을 분주하여 타이머의 콘트롤 클럭으로 그대로 사용하게 되어 있어 글리치에 강한 저항력을 갖지 못하고, 설계 테스트시에도 글리치에 아무런 대책이 없는 설계범주에서 생성된 클럭을 테스트 클럭으로 사용하게 되어 있어 사용자에게 신뢰감을 줄 수 없는 결함이 있었다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 타이머의 스케일링 팩터의 변환에 의해 주기가 배가된 카운트 동작을 수행할 경우 안정적인 콘트롤 클럭의 인에이블신호를 이용하여 스케일링에 의해 카운트 주기의 변환시 일정한 동작을 보장하고, 타이머의 설계가 올바르게 되었는지를 검사하는 테스트모드에서 기본 클럭신호를 그대로 이용하면서 인에이블신호로 타이머의 카운트 동작을 제어하여 테스트동작을 구현하는 타이머 회로를 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 타이머 회로에 대한 일실시 예시 블록도.

도 2의 (a) 내지 (d)는 노멀모드에서 도 1 각부의 파형도로서,

(a)는 입력클럭신호의 파형도.

(b)는 프리스케일러 내부의 분주 파형도.

(c)는 프리스케일러에 의한 인에이블신호의 파형도.

(d)는 카운터의 다운카운트 값 변화도.

도 3의 (a) 내지 (c)는 테스트모드에서 도 1 각부의 파형도로서,

(a)는 입력클럭신호의 파형도.

(b)는 프리스케일러에 의한 인에이블신호의 파형도.

(c)는 니블 카운터의 다운카운트 값 변화도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1 : 중앙처리장치 2 : 로드 레지스터

3 : 콘트롤 레지스터 4 : 테스트 제어부

5 : 프리스케일러 6 : 카운터

도 1은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 타이머 회로의 일실시 예시 블록도로서 이에 도시한 바와 같이, 외부장치로서 로드레지스터(2)에 카운트하고자 하는 값을 로드하고, 콘트롤 레지스터(3)에 프리스케일 팩터를 셋팅하며, 카운터(6)에서 카운트된 값(Value)을 받아들이는 중앙처리장치(1)와; 상기 셋팅된 스케일 팩터에 상응되는 프리스케일 선택신호(P-SEL)를 프리스케일러(5)측으로 출력하고, 카운터(6)의 카운트모드를 제어하기 위한 카운터제어신호(CS)를 출력하는 콘트롤 레지스터(3)와; 상기 중앙처리장치(1)로 부터 테스트선택신호(T-SEL)가 공급될 때 프리스케일러(5)측으로 테스트모드신호(TM)를 출력하는 테스트 제어부(4)와; 상기 프리스케일 선택신호(P-SEL)에 대응되는 분주신호를 생성한 다음 그 분주신호의 상승에지 부분에서 입력클럭신호(CLK)의 한주기동안 인에이블신호(EN)를 액티브시켜 출력하고, 상기 테스트모드신호(TM)의 입력 여부에 따라 테스트모드 또는 노멀모드로 동작하는 프리스케일러(5)와; 상기 인에이블신호(EN)에 의해 인에이블될때마다 상기 입력클럭신호(CLK)의 하강에지에서 상기 로드 레지스터(2)를 통해 전달받은 값을 카운트하고, 상기 카운터제어신호(CS)가 공급될 때 니블카운터로 동작하는 카운터(6)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 작용을 첨부한 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

중앙처리장치(1)에 의해 로드 레지스터(2)에 카운트하고자 하는 값이 로드되고, 콘트롤 레지스터(3)에 프리스케일 팩터(pre-scale factor)가 셋팅되면 테스트 제어부(4)의 제어에 따라 타이머가 노멀모드로 동작하거나 테스트모드로 동작하게 되는데, 도 1의 타이머회로에 적용된 카운터(6)는 16bit의 다운카운터로 구현한 것을 예로하여 설명한다.

먼저, 노멀모드에서의 동작과정을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2의 (a)와 같은 입력클럭신호(CLK)가 카운터(6) 및 프리스케일러(5)에 공급되는 상태에서, 목적한 카운트값이 중앙처리장치(1)로 부터 로드 레지스터(2)에 로드되어 저장되고, 콘트롤 레지스터(3)에 프리스케일 팩터(pre-scale factor)가 셋팅된다.

또한, 노멀모드를 설정하고자 하는 경우에는 상기 중앙처리장치(1)에서 테스트 제어부(4)측으로 공급되는 테스트선택신호(T-SEL)가 액티브되지 않으므로 그 테스트 제어부(4)에서 프리스케일러(5)측으로 공급되는 테스트모드신호(TM)가 액티브되지 않고, 이로 인하여 프리스케일러(5)가 노멀모드로 설정된다.

이에 따라 상기 콘트롤 레지스터(3)는 상기 셋팅된 프리스케일 팩터에 상응되는 프리스케일 선택신호(P-SEL)를 프리스케일러(5)측으로 출력한다.

따라서, 상기 프리스케일러(5)는 상기 콘트롤 레지스터(3)로 부터 공급되는 프리스케일 선택신호(P-SEL)에 대응되는 분주신호를 생성한 다음 그 분주신호의 상승에지 부분에서 상기 입력클럭신호(CLK)의 한주기동안 인에이블신호(EN)를 액티브시킨다. 그러므로, 상기 프리스케일러(5)는 입력클럭신호(CLK) 주기의 1,16,...,N배가 된 주기를 갖는 인에이블신호(EN)를 생성하는 것이라고 말할 수 있다.

도 2의 (b)는 상기 프리스케일러(5)가 상기 입력클럭신호(CLK)를 8분주한 예를 보인 파형도이고, 도 2의 (C)는 그 분주된 파형의 상승에지 부분에서 입력클럭신호(CLK)의 한주기동안 인에이블신호(EN)를 액티브시켜 출력하는 예를 보인 파형도이다.

이로 인하여, 카운터(6)는 상기 인에이블신호(EN)가 액티브될때마다 로드 레지스터(2)에 저장된 값을 다운카운트하게 되는데, 도 2의 (d)는 그 다운카운트의 예를 보인 것이다.

즉, 카운터(6)는 상기 인에이블신호(EN)에 의해 인에이블된 후 상기 입력클럭신호(CLK)의 하강에지에서 상기 로드 레지스터(2)를 통해 전달받은 값(예: F0F0_H)을 다운카운트하고, 인에이블신호(EN)에 의해 다시 인에이블될때까지 그 다운카운트된 값(F0EF_H)을 유지한다. 이후에도 이와 같은 카운트동작을 반복 수행한 다음 그 카운트값이 "0"에 도달되면 상기 입력클럭신호(CLK)의 상승에지에서 인터럽트신호(INT)를 출력한다.

한편, 테스트모드는 외부의 제어기 예로써, 중장처리장치(1)가 타이머를 억세스하여 그의 성능을 체크하는 모드로서 이 모드에서의 동작과정을 도 3를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

테스트모드를 설정하고자 하는 경우에는 상기 중앙처리장치(1)에서 테스트 제어부(4)측으로 공급되는 테스트선택신호(T-SEL)가 액티브되어 그 테스트 제어부(4)측에서 프리스케일러(5)측으로 공급되는 테스트모드신호(TM)가 액티브되고, 이로 인하여 그 프리스케일러(5)가 테스트모드로 설정된다.

또한, 상기 중앙처리장치(1)는 자신이 타이머의 카운트값을 억세스하는데 적당한 프리스케일 팩터를 상기 콘트롤 레지스터(3)에 셋팅한다. 이때, 상기 콘트롤 레지스터(3)는 카운터제어신호(CS)를 액티브시키고, 이로 인하여 상기 카운터(6)는 소정 갯수(예:4개)의 니블(nibble) 카운터로 동작하게 된다.

따라서, 상기 프리스케일러(5)는 상기에서와 같이 프리스케일 선택신호(P-SEL)에 대응되는 분주신호를 생성한 다음 그 분주신호의 상승에지 부분에서 상기 입력클럭신호(CLK)의 한주기동안 인에이블신호(EN)를 액티브시킨다.

도 3의 (b)는 상기 프리스케일러(5)가 상기 입력클럭신호(CLK)를 4분주한 다음 그 분주된 파형의 상승에지 부분에서 입력클럭신호(CLK)의 한주기동안 인에이블신호(EN)를 액티브시켜 출력하는 예를 보인 파형도이다. 이때의 인에이블신호(EN)에 의한 카운터(6)의 동작은 모두 입력클럭신호(CLK)에 동기되도록 동작하는 것이므로 안정적인 테스크가 가능하게 된다.

상기 인에이블신호(EN)의 주기는 상기의 중앙처리장치(1)의 억세스 타이밍에 따라 상기의 과정을 통해 임의로 조정할 수 있게 되는데, 예로써, 상기 입력클럭신호(CLK)의 모든 하강에지에서 상기 카운터(6)가 니블 카운터로 동작하도록 조정하는 것도 가능하다. 또한, 그 인에이블신호(EN)는 외부에서 타이머의 어떤 레지스터값을 읽거나 쓸 때마다 생성되는 것이므로 외부에서 타이머의 카운팅값을 정확하게 예측할 수 있게 된다.

도 3의 (c)는 상기 카운터(6)가 니블카운터로 동작하는 형태를 보인 것이다. 즉, 상기 인에이블신호(EN)에 의해 인에이블된 후 상기 입력클럭신호(CLK)의 하강에지에서 상기 로드 레지스터(2)를 통해 전달받은 값(예: 0000_H)을 다운카운트하고, 인에이블신호(EN)에 의해 다시 인에이블될때까지 그 다운카운트된 값(FFFF_H)을 유지한다. 이후에도 이와 같은 카운트동작을 반복 수행한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 타이머의 프리스케일링시에 입력 콘트롤 클럭신호에 의거하여 카운터 인에이블신호를 생성하므로 클럭 네트워크를 침해하는 경우가 발생되지 않아 오동작의 위험이 감소되고 안정적인 타이머 기능을 보장할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 테스트모드에서도 상기와 같이 카운터 인에이블신호를 생성하여 안정된 동작이 가능하게 되고, 리드,라이트 스트로브에 의거하여 인에이블신호를 생성하게 되므로 타이머의 카운팅 값을 예측하여 효과적으로 테스트 기능을 수행할 수 있게 되는 이점이 있다.

Claims

외부의 요구에 따라 타이머를 테스트모드를 설정하기 위해 테스트모드신호(TM)를 출력하는 테스트 제어부(4)와; 외부로 부터 공급되는 프리스케일 선택신호(P-SEL)에 대응되는 분주신호를 생성한 다음 그 분주신호의 상승에지 부분에서 입력클럭신호(CLK)의 한주기동안 인에이블신호(EN)를 출력하고, 상기 테스트모드신호(TM)의 입력 여부에 따라 테스트모드 또는 노멀모드로 동작하는 프리스케일러(5)와; 상기 인에이블신호(EN)에 의해 인에이블될때마다 상기 입력클럭신호(CLK)의 하강에지에서 목적한 값을 카운트하고, 상기 카운터제어신호(CS)가 공급될 때 니블카운터로 동작하는 카운터(6)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 타이머 회로.
외부의 제어기로 부터 공급되는 스케일 팩터에 상응되는 프리스케일 선택신호(P-SEL)를 상기 프리스케일러(5)측으로 출력하고, 상기 카운터(6)의 카운트모드를 제어하기 위한 카운터제어신호(CS)를 출력하는 콘트롤 레지스터(3)를 더 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 타이머 회로.