JP2000138568A - クロック信号切り換え装置 - Google Patents
クロック信号切り換え装置Info
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Abstract
する装置において、切換え時におけるクロック信号出力
にグリッチが発生しないようにする。 【解決手段】選択信号SELによって、出力されるクロ
ック信号(CLKA、CLKB)を選択するが、各クロ
ック信号に同期したハンドシェイク信号(SELA、S
ELB)によって切り換えのタイミングをコントロール
するので、パルスの途中で寸断されることがない。例え
ば、クロック信号をCLKAからCLKBへ切り換える
場合、SELAがANDゲート56において端子20の
CLKAをディスエーブルにする。また、SELAがロ
ー(CLKAをディスエーブルにしたことを指す)にな
るまでSELBがハイにならず、ANDゲート58の入
力28のCLKBが出力されない。さらに、SELBも
CLKBと同期しているので、パルスの途中でANDゲ
ート58から出力されることもない。
Description
電子回路に関するものであり、とりわけ、2つの独立し
た入力クロック信号間においてスイッチングを行い、入
力クロック信号の一方に同期した出力クロック信号を送
り出すスイッチング回路に関するものである。
るときにさまざまなクロック信号を利用して通信の制御
を行うことは、コンピュータ・ネットワーク環境、並び
に、装置間においてデータ転送が実施される他の環境に
おいて、一般的なことである。これは、例えば、パーソ
ナル・コンピュータ(PC)とネットワーク装置におい
て通信を行う場合がそうであり、ネットワーク装置には
それ自身のクロック信号があり、PCにはそのデータに
関するクロック信号があるので、データがPCに入力さ
れる場合、2つの独立したクロックが存在することにな
る。一方のクロックはデータの送信に利用され、もう一
方のクロックはデータの受信に利用される。また、2つ
の同期していない入力クロック信号の間でスイッチング
を行う必要のある同様の状況が他にも存在する。ここに
おいて、これら2つの入力クロック信号は、同じ周波数
であるかも知れないし、あるいは異なる周波数及び/ま
たは位相を有するものであるかも知れない。ここで重要
なのは、このスイッチングを、転送されるデータ通信の
機能または完全性を損なわないやり方で実施することで
ある。
ングすることに関連した共通の問題は、スイッチング動
作の瞬間における、またはそれに近い時刻におけるクロ
ックのパルス幅が、縮む、すなわち通常のクロック・パ
ルスの幅よりも小さくなってしまう(持続時間が短くな
ってしまう)という点である。高周波クロック信号の場
合、パルス幅が狭くなる(パルス形状が細長く見える状
態になる)と、例えば、記憶装置による検出ができなく
なるとか、正確な通信において幾つか中断するような部
分が容易に生じる可能性がある。こうした標準より狭い
幅を有するパルスの発生は、本明細書においてグリッチ
と定義する。
る目的は、出力クロック信号に発生するグリッチを阻止
するための、改良型クロック・スイッチング装置を提供
することにある。
る周波数及び位相とすることが可能な2つの入力クロッ
ク信号間においてスイッチングを実施する、改良型装置
を提供することにある。
え中における出力クロックのパルス・ピリオド、つまり
パルス幅の短縮を阻止するようにしたことを特徴とす
る、上記改良型装置を提供することにある。
同時に部品点数を削減した上記装置を提供することにあ
る。
に関連した、下記の詳細な説明を読むことによって明ら
かになるであろう。
号切り換え装置は、第1の同期手段と第2の同期手段を
備えた第1の回路手段と、第3の同期手段と第4の同期
手段を備えた第2の回路手段と、切り換え手段とを設け
て成る。第1の回路手段は、第1の入力クロック信号
と、第1の入力クロック信号から第2の入力クロック信
号への切り換えを指示する選択信号を受信して、第1の
入力クロック信号に同期した第1のハンドシェイク信号
を生成して第1の出力に送り出す。また、第1の回路手
段に備えられた第1の同期手段は、選択信号を第1の入
力クロック信号に同期させて出力する。第2の同期手段
は、第2のハンドシェイク信号を入力し、これを第1の
入力クロック信号に同期させて出力する。第2の回路手
段は、第2の入力クロック信号と、第1の入力クロック
信号から第2の入力クロック信号への切り換えを指示す
る選択信号を受信して、第2の入力クロック信号に同期
した第2のハンドシェイク信号を生成して第2の出力を
送り出す。また、第2の回路手段に備えられた第3の同
期手段は、選択信号を第2の入力クロック信号に同期さ
せて出力する。第4の同期手段は、第1のハンドシェイ
ク信号を入力し、これを第2の入力クロック信号に同期
させて出力する。切り換え手段は、第1と第2の回路手
段のそれぞれから各ハンドシェイク信号を受信するよう
に各回路手段に接続され、その出力クロック信号におい
て本来のパルス幅より狭い幅を有するパルスが含まれる
のを阻止するように、出力クロック信号を送り出すよう
に動作する。この特徴により、2つの入力クロック信号
の一方に同期した出力信号を送り出すにあたり、同期し
ているほうの入力クロック信号からもう一方の入力クロ
ック信号へ切り換えることを指示する選択信号に応答し
て、2つの入力クロック信号の間でスイッチングを実施
することができ、さらにその切り換え中において、出力
パルスにその本来のパルス幅よりも狭くなったパルスが
含まれることを阻止することができる。
クロック信号の一方に選択的に同期した出力クロック信
号を送り出し、出力クロック信号に、縮んだり、あるい
は狭まったりするクロック・パルスが生じないやり方
で、これら入力クロック信号間におけるスイッチングを
可能にする電気回路要素の形態による装置を目指したも
のである。
波数での動作にも適応するようになっており、また、周
波数が同じで位相が異なるか、あるいは異なる周波数で
ある2つの入力クロック信号の一方に、出力クロック信
号を選択的に同期させるのに適している。動作中、及
び、一方の入力クロック信号からもう一方の入力クロッ
ク信号への切り換え時に、高パルスと低パルスのいずれ
であろうと、出力クロック信号が縮む、すなわち狭まる
ことはない。位相差及び周波数差によっては、出力信号
のパルス幅が増す、すなわち持続時間が長くなる可能性
はあるが、その出力パルスが通常の幅より狭く、すなわ
ち通常のクロック・ピリオドより短くなることはない。
該装置の全体が参照番号10で示されており、第1の回
路部分12、第2の回路部分14、及び、切り換え部分
16が含まれている。ライン18にはSEL信号が加え
られる。この加えられる選択信号(SEL)のレベルに
応じて、クロックA(CLKA)またはクロックB(C
LKB)が選択される。図1に示す回路の場合、SEL
信号が低レベルであればクロックAが選択され、高レベ
ルであればクロックBが選択される。3つのDフリップ
・フロップ22、24、及び、26のそれぞれの刻時を
行うために、クロックAがライン20を介してそれぞれ
に加えられる。3つのDフリップ・フロップ30、3
2、及び、34のそれぞれの刻時を行うために、クロッ
クBがライン28を介してそれぞれに加えられる。
Dゲート38に入力されるSEL_SYNCA信号がラ
イン36に送り出され、ANDゲート38のもう一方の
入力には、入力されるSELB_SYNCA信号が、ラ
イン40に送り出される。ANDゲート38の出力は、
ライン42を介してフリップ・フロップ26に加えら
れ、フリップ・フロップ26の出力によって、回路部分
14におけるフリップ・フロップ30の入力まで延びる
ライン44に、ハンドシェイク信号であるSELA信号
が送り出される。図1に示すANDゲート38及び他の
ANDゲートに関して、幾つかの入力及び出力において
小さな円が示されているが、これは、その入力及び出力
の論理レベルが、アクティブ・ロー、つまり負論理であ
ることを表そうとするものであることを理解されたい。
CB信号がフリップ・フロップ30の出力ライン46に
生じ、この信号が、ANDゲート48に入力されるが、
ANDゲート48のもう一方の入力は、ライン50に加
えられたSEL_SYNCB信号である。ライン52に
おけるゲート48の出力信号は、フリップ・フロップ3
4に入力され、フリップ・フロップ34の出力信号は、
フリップ・フロップ24まで延びるライン54に加えら
れたハンドシェイク信号SELBである。ライン44及
び54は、さらに、切り換え部分16、とりわけ、AN
Dゲート56及び58それぞれの入力に加えられ、これ
らANDゲートそれぞれのもう一方の入力は、ライン2
0のクロックA及びライン28のクロックBである。ゲ
ート56及び58の出力は、ANDゲート60の入力に
加えられ、ANDゲート60の出力は、ライン62のク
ロック・アウト(CLKOUT)信号である。
と、出力信号の同期対象である入力クロック信号が、ク
ロックAからクロックBにスイッチされる。この高レベ
ルが、フリップ・フロップ22及び32の両方に加えら
れると、フリップ・フロップ32は、クロックB信号に
よって刻時される、一方、フリップ・フロップ22は、
クロックA信号によって刻時される。このようにして、
SEL信号は、回路部分12においてクロックAと同期
し、回路部分14においてクロックBと同期する。
に変更されると仮定すると、まずSEL信号がクロック
Aと同期をとられてライン36上の信号SEL_SYN
CAとなり、その結果、図2中の(l)に示すように低
に遷移するSELA信号がライン44上に生じる。これ
により、切り換え部分16が使用禁止になり、ライン6
2の出力クロックCLKOUT信号が、図2中の(g)
に示すように、強制的に低になる。SEL信号は、フリ
ップ・フロップ32によってクロックBとも同期がとら
れ、クロックAの使用禁止が、ライン44及びフリップ
・フロップ30を介して送信されるハンドシェイク信号
によって伝搬される。これによって、ライン54におけ
るSELBが高にスイッチされて、図2中の(f)に示
すように、その立ち下がりエッジでクロックBが使用可
能になり、その結果、通常のパルス幅のCLKOUT信
号が、図2中の(g)に示すように生成され、ライン6
2に送り出される。同様の動作が、図2のタイミング・
チャートの右側へ継続していくが、ここでは、図2中の
(d)に示すSEL信号が、クロックAへのスイッチン
グを示す低に遷移する。この結果、CLKOUT信号に
長い低パルスが生じ、その後、通常のパルス幅のCLK
OUT信号が解放されて、クロックAと同期する。図2
中の(g)のCLKOUT信号を参照することによって
明らかなように、切り換え時、または、それに近い時点
に、狭いパルスまたは細長いパルス、すなわち、通常の
パルス幅未満のパルスは存在しない。図示のフリップ・
フロップの全てには、ブロック内に、セット・タイプま
たはリセット・タイプのフリップ・フロップであること
を示す、R/SまたはS/Rの表示が書かれている。R
/Sフリップ・フロップは、出力デフォルト値が0であ
り、S/Rフリップ・フロップは、出力デフォルト値が
1である。やはり云うまでもないことであるが、図1に
示す回路は、NRESET信号がライン64に加えられ
た時は、デフォルトであるクロックAの動作をする。デ
フォルトをクロックBとする場合は、フリップ・フロッ
プのタイプは、図1に示すタイプから反転させる、すな
わち、R/SタイプをS/Rタイプに変更し、また、S
/RをR/Sに変更したものになる。
ましい属性及び利点を備えた改良型スイッチング回路を
示し、解説してきた。該回路は、異なる周波数及び/ま
たは位相とすることが可能な2つの非同期クロック信号
間においてスイッチングを行い、確実に作動するもので
あり、特に、クロック信号を利用する回路要素の動作に
影響を及ぼす可能性のある幅の狭いパルスを出力に生じ
させないようにすることができる。
してきたが、もちろん当業者には、他の修正、代用、及
び代替案が可能であることは自明である。こうした修
正、代用、及び代替案は、特許請求の範囲の欄に記載さ
れている本発明の精神及び範囲に包含されているものと
する。
を以下に示す。
一方に同期したクロック出力信号を送り出すクロック信
号切り換え装置であって、同期しているほうの入力クロ
ック信号からもう一方の入力クロック信号へ切り換える
ことを指示する選択信号に応答して、2つの入力クロッ
ク信号の間でスイッチングを実施する装置であり、さら
にその切り換え中において、出力パルスにその本来のパ
ルス幅よりも狭くなったパルスが含まれることを阻止す
る装置であって、第1の入力クロック信号(CLKA)
と、前記第1の入力クロック信号(CLKA)から第2
の入力クロック信号(CLKB)への切り換えを指示す
る選択信号(SEL)を受信して、前記第1の入力クロ
ック信号(CLKA)に同期した第1のハンドシェイク
信号(SELA)を生成して第1の出力(44)に送り
出す第1の回路手段(12)であって、前記選択信号
(SEL)を前記第1の入力クロック信号(CLKA)
に同期させて出力(SEL_SYNCA)するための第
1の同期手段(22)と、第2のハンドシェイク信号
(SELB)入力しこれを前記第1の入力クロック信号
(CLKA)に同期させて出力(SELB_SYNC
A)するための第2の同期手段(24)とを備えた第1
の回路手段(12)と、第2の入力クロック信号(CL
KB)と、第1の入力クロック信号(CLKA)から前
記第2の入力クロック信号(CLKB)への切り換えを
指示する選択信号(SEL)を受信して、前記第2の入
力クロック信号(CLKB)に同期した第2のハンドシ
ェイク信号(SELB)を生成して第2の出力(54)
に送り出す第2の回路手段(14)であって、前記選択
信号(SEL)を前記第2の入力クロック信号(CLK
B)に同期させて出力(SEL_SYNCB)するため
の第3の同期手段(32)と、前記第1のハンドシェイ
ク信号(SELA)を入力しこれを前記第2の入力クロ
ック信号(CLKB)に同期させて出力(SELA_S
YNCB)するための第4の同期手段(30)とを備え
た第2の回路手段(14)と、前記第1と第2の回路手
段のそれぞれから前記各ハンドシェイク信号を受信する
ように接続され、前記出力クロック信号においてその本
来のパルス幅より狭い幅を有するパルスが含まれるのを
阻止するように、前記出力クロック信号を送り出す切り
換え手段(16)とを設けたことを特徴とする装置。
び、第4の同期手段に、それぞれ、第1、第2、第3、
及び、第4のフリップ・フロップが含まれていることを
特徴とする、請求項1に記載の装置。
第1の回路手段(12)によって生じる前記第1のハン
ドシェイク信号(SELA)と前記第1の入力クロック
信号(CLKA)を受信するように接続された第1のA
NDゲート(56)と、前記第2の回路手段(14)に
よって生じる前記第2のハンドシェイク信号(SEL
B)と前記第2の入力クロック信号(CLKB)を受信
するように接続された第2のANDゲート(58)と、
前記第1及び第2のANDゲートの出力に接続された第
3のANDゲート(60)とを備えていることを特徴と
する、請求項1または請求項2に記載の装置。
の同期手段の入力に接続されていることを特徴とする、
請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の装置。
の同期手段の入力に接続されていることを特徴とする、
請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の装置。
記第1及び第2の同期手段の出力にそれぞれ接続された
2つのアクティブ・ロー入力を有する第5のANDゲー
トと、前記第5のANDゲートの出力に接続されて、前
記第1のハンドシェイク信号を出力する第5のフリップ
・フロップとをさらに備えることを特徴とする、請求項
1乃至請求項5のいずれか一項に記載の装置。
記第3及び第4の同期手段の出力にそれぞれ接続された
アクティブ・ハイ入力及びアクティブ・ロー入力を有す
る第6のANDゲートと、前記第6のANDゲートの出
力に接続されて、前記第2のハンドシェイク信号を出力
する第6のフリップ・フロップとをさらに備えることを
特徴とする、請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記
載の装置。
ベルと低信号レベルの一方にすることができることと、
高信号レベルと低信号レベルの間における遷移に対応す
ることを特徴とする、請求項1乃至請求項7のいずれか
一項に記載の装置。
信号の選択された一方に同期してほぼ連続して生じる所
定幅を有するクロック・パルスを生成し、今度は入力ク
ロック信号のうち選択されなかった方のクロック信号を
同期して出力するためにこれを選択する選択信号の受信
に応答して、前記入力クロック信号のスイッチングを実
施し、前記所定幅より狭い幅を有するパルスが出力クロ
ック信号に含まれることがないようにした装置であっ
て、前記第1の入力クロック信号を受信して、第1の出
力から第1のハンドシェイク信号を出力する第1の回路
手段と、前記第2の入力クロック信号を受信して、第2
の出力から第2のハンドシェイク信号を出力第2の回路
手段と、前記第1と第2の回路手段のそれぞれから前記
各ハンドシェイク信号を受信するように接続され、前記
出力クロック信号に本来のパルス幅よりも狭い幅を有す
るパルスが発生するのを防ぐように、前記出力クロック
信号を選択的に出力する切り換え手段とを備えており、
前記第1の回路手段は、前記選択信号を利用されている
入力クロックに同期させるための同期手段を有してお
り、該同期手段は、前記第2のハンドシェイク信号を受
信して、前記第1の入力クロックの所定のクロック・パ
ルス・エッジによって解放されるまで、前記切り換え手
段を使用禁止にするように接続されていることと、前記
第2の回路手段は、前記選択信号を利用されている入力
クロックに同期させるための同期手段を有しており、該
同期手段は、前記第1のハンドシェイク信号を受信し
て、前記第2の入力クロックの所定のクロック・パルス
・エッジによって解放されるまで、前記切り換え手段を
使用禁止にするように接続されていることを特徴とする
装置。
記第1の回路手段によって生じる前記第1のハンドシェ
イク信号及び第1の入力クロック信号を受信するように
接続された第1のANDゲートと、前記第2の回路手段
によって生じる前記第2のハンドシェイク信号及び第2
の入力クロック信号を受信するように接続された第2の
ANDゲートと、前記第1及び第2のANDゲートの出
力に接続された第3のANDゲートとを備えていること
を特徴とする、請求項9に記載の装置。
前記第1の回路の同期手段の出力にそれぞれ接続された
2つのアクティブ・ロー入力を備える第5のANDゲー
トと、前記第5のANDゲートの出力に接続されて、前
記第1のハンドシェイク信号を出力する第5のフリップ
・フロップとをさらに備えていることを特徴とする、請
求項9または請求項10に記載の装置。
前記第2の回路の同期手段の出力に接続された1つのア
クティブ・ハイ入力及び1つのアクティブ・ロー入力を
備えた第6のANDゲートと、前記第6のANDゲート
の出力に接続されて、前記第2のハンドシェイク信号を
出力する第6のフリップ・フロップとをさらに備えるこ
とを特徴とする、請求項9乃至請求項11のいずれか一
項に記載の装置。
る。
チャートを示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】2つの入力クロック信号の一方に同期した
クロック出力信号を送り出すクロック信号切り換え装置
であって、同期しているほうの入力クロック信号からも
う一方の入力クロック信号へ切り換えることを指示する
選択信号に応答して、2つの入力クロック信号の間でス
イッチングを実施することができ、さらにその切り換え
中において、出力パルスにその本来のパルス幅よりも狭
くなったパルスが含まれることを阻止する装置であっ
て、 第1の入力クロック信号と、前記第1の入力クロック信
号から第2の入力クロック信号への切り換えを指示する
選択信号を受信して、前記第1の入力クロック信号に同
期した第1のハンドシェイク信号を生成して第1の出力
に送り出す第1の回路手段であって、前記選択信号を前
記第1の入力クロック信号に同期させて出力するための
第1の同期手段と、第2のハンドシェイク信号入力しこ
れを前記第1の入力クロック信号に同期させて出力する
ための第2の同期手段とを備えた第1の回路手段と、 第2の入力クロック信号と、第1の入力クロック信号か
ら前記第2の入力クロック信号への切り換えを指示する
選択信号を受信して、前記第2の入力クロック信号に同
期した第2のハンドシェイク信号を生成して第2の出力
を送り出す第2の回路手段であって、前記選択信号を前
記第2の入力クロック信号に同期させて出力するための
第3の同期手段と、前記第1のハンドシェイク信号を入
力しこれを前記第2の入力クロック信号に同期させて出
力するための第4の同期手段とを備えた第2の回路手段
と、 前記第1と第2の回路手段のそれぞれから前記各ハンド
シェイク信号を受信するように接続され、前記出力クロ
ック信号においてその本来のパルス幅より狭い幅を有す
るパルスが含まれるのを阻止するように、前記出力クロ
ック信号を送り出す切り換え手段とを設けたことを特徴
とする装置。
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