JPH0267614A - System clock circuit for microcomputer - Google Patents

System clock circuit for microcomputer

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Publication number
JPH0267614A
JPH0267614A JP63220164A JP22016488A JPH0267614A JP H0267614 A JPH0267614 A JP H0267614A JP 63220164 A JP63220164 A JP 63220164A JP 22016488 A JP22016488 A JP 22016488A JP H0267614 A JPH0267614 A JP H0267614A
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JP
Japan
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clock
circuit
output
system clock
mode
Prior art date
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Pending
Application number
JP63220164A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Yoshiura
吉浦 聖貴
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.)
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0267614A publication Critical patent/JPH0267614A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of malfunction in a dynamic circuit in a slow mode and to reduce the cost of the title circuit by outputting an active output signal for a fixed time without proportionating a prescribed system clock in system clocks to an oscillation clock. CONSTITUTION:An AND circuit 3 inputs an output and an ordinary system clock phi1 through an inverter 2 for a delay circuit 1 for inputting the clock phi1 as an internal clock and outputs its AND operation result to a multiplexer 4. The multiplexer 4 selects one output signal from plural input signals in accordance with a mode signal CLM and outputs a new system clock phi1*. The duty of the clock phi1* is activated only for the fixed time without being proportionated to the oscillation clock. Thereby, the level drop of an output VO in a slow operation mode can be neglected, the generation of malfunction can be prevented, the cost can be reduced without extending the gate length of a transistor and the lower limit of the frequency of system clocks to be used can be expanded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はマイクロコンピュータに関し、特にシステムク
ロック回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a microcomputer, and particularly to a system clock circuit.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

システムクロック回路の従来例を説明する為に、第4図
のようなダイナミック回路を例にとり説明する。
In order to explain a conventional example of a system clock circuit, a dynamic circuit as shown in FIG. 4 will be explained as an example.

PチャネルトランジスタTP(以下TPという)はソー
スを電源に、ドレインを出力VOに接続し、ゲート信号
にはサンプリングクロックφS(以下φSという)が入
力されている。更にVOにはNチャネルトランジスタT
NI(以下TN1という)のドレインが接続し、TNI
のゲート信号には入力信号INIが入力され、ソースは
NチャネルトランジスタTN2のドレインに接続されて
いる。以下NチャネリトランジスタTN2〜TNn (
以下TN2〜TNnという)も同様に接続され縦積み構
成になっていて、個々のゲート入力には入力信号IN2
〜INnが入力されている。NチャネルトランジスタT
 N nのソースにはNチャネルトランジスタTN(以
下TNという)のドレインが接続され、TNのソースに
はGND(接地)が接続されゲート信号φSが入力され
ている。φSはシステムクロックφ1(以下φ1という
)と同相のクロック信号である。φ1については次で説
明する。
A P-channel transistor TP (hereinafter referred to as TP) has a source connected to a power supply, a drain connected to an output VO, and a sampling clock φS (hereinafter referred to as φS) inputted to a gate signal. Furthermore, an N-channel transistor T is connected to VO.
The drain of NI (hereinafter referred to as TN1) is connected, and TNI
The input signal INI is input to the gate signal of , and the source is connected to the drain of the N-channel transistor TN2. Below, N-channel transistors TN2 to TNn (
(hereinafter referred to as TN2 to TNn) are similarly connected in a vertically stacked configuration, and the input signal IN2 is connected to each gate input.
~INn is input. N channel transistor T
The source of Nn is connected to the drain of an N-channel transistor TN (hereinafter referred to as TN), the source of TN is connected to GND (ground), and a gate signal φS is input. φS is a clock signal in phase with the system clock φ1 (hereinafter referred to as φ1). φ1 will be explained next.

第5図(a)および(b)のタイミング図を用いて、第
4図のダイナミック回路の動作について説明する。
The operation of the dynamic circuit shown in FIG. 4 will be explained using the timing diagrams shown in FIGS. 5(a) and 5(b).

第5図(a)および(b)に於て、φ1はマイクロコン
ピュータに入力される発振周波数fの発振クロック(以
下発振クロックという)を分周して作られたクロック信
号で、システムクロックのモード切り替えを制御するモ
ード信号CLM(以下CLMという)に制御されて、分
周比の異なった出力信号を出力するクロックである。本
例ではφ1を主とした2相クロツクをシステムクロック
とする。また、モード信号CLMにより分周比の小さい
クロック選択での動作モードを高速動作モード、分周比
の大きいクロック選択での動作モードを低速動作モード
と呼ぶことにする。前述したように高速動作モードと低
速動作モードに於て、φlは発振クロックを分周して作
られているのでφ1の周期は発振周波数に比例した長さ
である。
In FIGS. 5(a) and (b), φ1 is a clock signal created by frequency-dividing an oscillation clock (hereinafter referred to as oscillation clock) with an oscillation frequency f that is input to the microcomputer, and is the mode of the system clock. This is a clock that outputs output signals with different frequency division ratios under the control of a mode signal CLM (hereinafter referred to as CLM) that controls switching. In this example, a two-phase clock mainly using φ1 is used as the system clock. Further, the operation mode in which a clock with a small frequency division ratio is selected by the mode signal CLM is called a high-speed operation mode, and the operation mode in which a clock with a large frequency division ratio is selected is called a low-speed operation mode. As described above, in the high-speed operation mode and the low-speed operation mode, φ1 is created by frequency-dividing the oscillation clock, so the period of φ1 is proportional to the oscillation frequency.

第5図(a>のタイミング図を用いて、高速動作モード
の動作について説明する。先ずφSが“ロウ(以下りと
いう)°′の期間ではTPは導通状態、入力信号INI
〜INnが“ハイ(以下Hという)゛ルベルになるので
NチャネルトランジスタTN1〜T N nも導通状態
になり、TNのみ非導通状態になる。従って、TNI〜
TNnの各トランジスタのソース、ドレイン及び容jt
c1に″“十°゛電荷がチャージされる。次にφSが“
H”の期間ではTPが非導通状態となりTNが導通状態
になる。またこの期間でTNIが選択されたとすると入
力信号INIは”L′′、入力信号IN2〜INnは°
l HIIになるのでTN2〜TNnも導通状態になり
、TN2〜TNnの各ソース、ドレインとTNのトレイ
ンにプリチャージされた電荷がディスチャージされる。
The operation in the high-speed operation mode will be explained using the timing diagram in FIG.
Since ~INn becomes a high level (hereinafter referred to as H), the N-channel transistors TN1 to TNn also become conductive, and only TN becomes non-conductive. Therefore, TNI~
Source, drain and capacitor of each transistor of TNn
c1 is charged with ``10 degrees'' charge. Next, φS is “
During the "H" period, TP is non-conductive and TN is conductive.If TNI is selected during this period, the input signal INI is "L" and the input signals IN2 to INn are "L".
1 HII, TN2 to TNn also become conductive, and the charges precharged in the sources and drains of TN2 to TNn and the train of TN are discharged.

−友人力信号INIは°“L ”なので、TNIは非導
通状態のなり出力信号■0の″゛H″H″レベルされる
。TNIがら微弱ながらリーク電流が流れるので、容量
c1にプリチャージされた電荷が時間と共に減少するこ
とにより、出力VOのレベルも低下してするのが、φS
のアクティブ出力の時間が短かく電気は僅かなので、出
力VOのレベル低下も無視できる程度である。
- Since the power signal INI is ``L'', TNI is in a non-conducting state and the output signal 0 is set to ``H'' level.As a weak leakage current flows through TNI, the capacitor c1 is precharged. As the electric charge decreases over time, the level of the output VO also decreases, which is why φS
Since the active output time is short and the amount of electricity is small, the drop in the level of the output VO is negligible.

次に第5図(b)のタイミング図を用いて、低速動作モ
ードでの動作について説明する。先ずφSが°゛L”の
期間では高速動作モード同様に、TNI〜TNnの各ト
ランジスタのソース、ドレイン及び容量C1に“十”電
荷がチャージされる。
Next, the operation in the low-speed operation mode will be explained using the timing diagram of FIG. 5(b). First, during the period when φS is "L", "10" charges are charged to the source, drain, and capacitor C1 of each of the transistors TNI to TNn, similarly to the high-speed operation mode.

次にφSが″H11の期間で、高速動作モード同様にT
NIが選択されたとするとTNIは非導通状態になり出
力信号VOの“H”レベルが保持される。しかし、TN
Iからは微弱ながらリーク電流が流れるので、容量C1
にプリチャージされた電荷が時間と共に減少するので、
出力VOのレベルも時間と共に低下してくる。従ってφ
Sのアクティブ出力時間が長い低速動作モードでは、出
力VOのレベル低下が大きくなりH”レベルで無くなり
誤動作する。
Next, during the period when φS is "H11", T
If NI is selected, TNI becomes non-conductive and the output signal VO is held at the "H" level. However, T.N.
Since a weak leakage current flows from I, the capacitance C1
Since the precharged charge decreases with time,
The level of the output VO also decreases with time. Therefore φ
In the low-speed operation mode in which the active output time of S is long, the level of the output VO decreases significantly and disappears at the H'' level, resulting in malfunction.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述したように従来のシステム・タロツクのスピード切
り替えを有するマイクロコンピュータでは高速動作モー
ドと低速動作モードに於て、システムクロックのアクテ
ィブ出力とインアクティブ出力との時間は発振周波数f
に比例した長さであった。従って、低速動作モードにお
けるデコーダ等のダイナミック動作回路での誤動作を防
ぐためにリークを少なくする必要が有り、そのためにダ
イナミック動作回路のトランジスタのゲート長を長くす
るので、チップ面積が大きくなりコストアップになる欠
点がある。又、使用できるシステムクロックの周波数の
下限を広くとることが出来ないという欠点があった。
As mentioned above, in a microcomputer with conventional system clock speed switching, the time between active output and inactive output of the system clock is equal to the oscillation frequency f in the high-speed operation mode and the low-speed operation mode.
The length was proportional to Therefore, in order to prevent malfunctions in dynamic operation circuits such as decoders in low-speed operation modes, it is necessary to reduce leakage, and for this purpose, the gate length of the transistor in the dynamic operation circuit is increased, which increases the chip area and increases cost. There are drawbacks. Another drawback is that it is not possible to set a wide lower limit on the frequency of the system clock that can be used.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明のマイクロコンピュータのシステムクロック回路
は、システムクロック回路において、当該回路の入力さ
れる発振クロックによって作られた内部クロックを入力
して一定時間のアクティブ出力信号を出力する回路と、
前記出力信号と前記内部クロックとをモード信号により
選択しシステムクロック信号を出力するマルチプレクサ
とを備えて構成される。
A system clock circuit for a microcomputer according to the present invention includes a circuit that inputs an internal clock generated by an oscillation clock input to the circuit and outputs an active output signal for a certain period of time;
A multiplexer selects the output signal and the internal clock using a mode signal and outputs a system clock signal.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例のシステムクロック回路の構
成例である。遅延回路1には従来例でシステムクロック
として使用していたφ1を内部クロックとして入力し、
その出力はインバータ2に接続されている。2AND回
路3はインバータ2の出力とφ1が入力されていて、そ
の出力はマルチプレクサ4の入力になっている。マルチ
プレクサ4は複数の入力信号からモード信号に応じて一
つの出力信号を選択する回路であり、マルチプレクサ4
にはφ1が入力されていると共にモード信号CLMが接
続され、その出力がφ1*として本発明のシステムクロ
ックφ1*(以下φ1*という)になる。(実施例とし
て二相のクロックについて述べ、φ1に本発明を用いた
とする。〉次に、本発明のシテムクロックの例を説明す
る為に、第2図を用いて説明する。第2図は第1図の本
発明の回路のマルチプレクサ4の中をゲート構成にして
、第4図のダイナミック回路を接続した回路である。φ
Sにはφ1*が接続される。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a system clock circuit according to an embodiment of the present invention. φ1, which was used as the system clock in the conventional example, is input to the delay circuit 1 as an internal clock.
Its output is connected to inverter 2. The output of the inverter 2 and φ1 are input to the 2AND circuit 3, and its output becomes the input of the multiplexer 4. The multiplexer 4 is a circuit that selects one output signal from a plurality of input signals according to the mode signal.
φ1 is inputted to , and the mode signal CLM is also connected to it, and its output becomes the system clock φ1* (hereinafter referred to as φ1*) of the present invention as φ1*. (As an example, we will discuss a two-phase clock and assume that the present invention is used for φ1.) Next, an example of the system clock of the present invention will be explained using FIG. 2. This is a circuit in which the multiplexer 4 of the circuit of the present invention shown in FIG. 1 is configured as a gate, and the dynamic circuit shown in FIG. 4 is connected.φ
φ1* is connected to S.

又、モード信号CLMは複合ゲート6の入力になッテイ
る。複合ゲート6は2AND2AND2OR’?″構成
され、モード信号CLMが入力される2ANDの残り入
力にはφ1が入力されている。更に複合ゲート6の残り
の2ANDには、2AND3の出力とインバータ5の出
力が入力されている。インバータ5にはモード信号CL
Mが入力されている。
Furthermore, the mode signal CLM is applied to the input of the composite gate 6. Composite gate 6 is 2AND2AND2OR'? φ1 is inputted to the remaining input of the 2AND which is configured as "2AND" and receives the mode signal CLM.Furthermore, the output of 2AND3 and the output of the inverter 5 are inputted to the remaining 2AND of the composite gate 6. 5 is the mode signal CL
M is input.

第3図(a)のタイミング図を用いて、第2図の実施例
の高速動作モードでの動作について説明する。高速動作
モードでは、複合ゲート6ではモード信号CLMにより
φ1が入力されている複合ゲート6の2ANDがアクテ
ィブになり、Φ1が選択されるので出力はφ1と同相に
なる。よって、従来例の高速動作モードで説明した動作
と同一動作になる。
The operation of the embodiment shown in FIG. 2 in the high-speed operation mode will be described using the timing diagram of FIG. 3(a). In the high-speed operation mode, in the composite gate 6, the mode signal CLM activates the 2AND of the composite gate 6 to which φ1 is input, and Φ1 is selected, so that the output is in phase with φ1. Therefore, the operation is the same as that described in the conventional high-speed operation mode.

次に第3図(b)のタイミング図を用いて、低速動作モ
ードでの動作について説明する。低速動作モードでは、
複合ゲート6はモード信号CLMにより2AND回路3
が入力されている2AND回路3の出力がアクティブに
なり、2AND回路3の出力を選択している。又、2A
ND回路3はインバータ2の出力とφ1が入力されてい
るので、φ1の立ち上がりから一定の時間゛H”になる
。従ってφ1*のデユーティは発振クロックに比例する
こと無く、一定の時間のみアクティブ(″“H”レベル
)になる。そこで、φSが“L ”の期間では従来例の
低速動作モード同様に、TN1〜TNnの各トランジス
タのソース、ドレイン及び容量C1に゛+″電荷がチャ
ージされる。次に、φSがH”の期間では従来例の低速
動作モード同様に、TNIは非導通状態になり出力信号
VOのH”レベルが保持される。しかし、TNlからは
微弱ながらリーク電流が流れるので、C1にプリチャー
ジされた電荷が時間と共に減少することにより、出力■
0のレベルも低下してくる。しかし、遅延回路1の遅延
時間を電荷の減少が無視できる程度にすれば、φ1*は
一定の時間のみアクティブ(“H”レベル)になるので
、VOのレベル低下も無視でき、誤動作しない。
Next, the operation in the low-speed operation mode will be explained using the timing diagram of FIG. 3(b). In slow operating mode,
The composite gate 6 is connected to the 2AND circuit 3 by the mode signal CLM.
The output of the 2AND circuit 3 to which is input becomes active, and the output of the 2AND circuit 3 is selected. Also, 2A
Since the output of the inverter 2 and φ1 are input to the ND circuit 3, it becomes "H" for a certain period of time from the rising edge of φ1.Therefore, the duty of φ1* is not proportional to the oscillation clock and is active only for a certain period of time ( ” becomes “H” level). Therefore, during the period when φS is “L”, as in the conventional low-speed operation mode, the source, drain, and capacitor C1 of each transistor TN1 to TNn are charged with “+” charges.Next, when φS is “H” During this period, as in the conventional low-speed operation mode, TNI becomes non-conductive and the output signal VO is held at the H" level. However, since a weak leakage current flows from TNl, the charge precharged in C1 is decreases with time, the output ■
The level of 0 is also decreasing. However, if the delay time of the delay circuit 1 is set to such an extent that the decrease in charge can be ignored, φ1* will be active (at "H" level) only for a certain period of time, so that the decrease in the level of VO can be ignored and malfunction will not occur.

なお、実施例ではタロツクφ1について述べたが、クロ
ックの相数(例えば二相クロック)や他のシステムクロ
ックを用いても同様の効果が得られる。
Although the embodiment has been described with respect to the tarlock φ1, similar effects can be obtained by using the number of clock phases (for example, a two-phase clock) or other system clocks.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明はマイクロコンピュータの
システムクロック回路において、システムクロックの中
の所定のシステムクロックを発振クロックに比例するこ
となく一定時間のアクティブ出力信号を出力することが
できる。これにより低速モードでのダイナミック回路の
誤動作を防ぐ事ができ、トランジスタのゲート長を長く
する必要がなくコスト低減できると共に、使用できるシ
ステムクロックの周波数の下限を広くとることができる
という効果がある。
As described above, the present invention allows a predetermined system clock among the system clocks to output an active output signal for a fixed period of time without being proportional to the oscillation clock in a system clock circuit of a microcomputer. This has the effect of preventing malfunctions of the dynamic circuit in low-speed mode, reducing costs by eliminating the need to increase the gate length of the transistor, and widening the lower limit of usable system clock frequencies.

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

第1図は本発明の構成図、第2図は本発明の一実施例の
構成図、第3図(a)は本発明の高速モードの動作タイ
ミング図、第3図(b)は本発明の低速モード時の動作
タイミング図、第4図は従来の技術によりダイナミック
回路の一例、第5図(a)は従来の高速モード時の動作
タイミング図、第5図(b)は従来の低速モード時の動
作タイミング図である。 1・・・遅延回路、2・・・インバータ、3・・・2A
ND回路、4・・・マルチプレクサ、5・・・インバー
タ、6・・・複合ゲート、TP・・・Pチャネルトラン
ジスタ、TN −TN 1〜TNn・・・Nチャネルト
ランジスタ、CLM・・・モード信号、φS・・・サン
プリングクロック、INI〜INn・・・入力信号、■
0・・・出力信号、C1・・・容量。
Fig. 1 is a block diagram of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 3 (a) is an operation timing diagram of the high speed mode of the present invention, and Fig. 3 (b) is a block diagram of the present invention. Figure 4 is an example of a dynamic circuit according to the conventional technology; Figure 5 (a) is an operation timing diagram in the conventional high speed mode; Figure 5 (b) is the conventional low speed mode. FIG. 1...Delay circuit, 2...Inverter, 3...2A
ND circuit, 4... Multiplexer, 5... Inverter, 6... Composite gate, TP... P channel transistor, TN - TN 1 to TNn... N channel transistor, CLM... Mode signal, φS...Sampling clock, INI~INn...Input signal, ■
0...Output signal, C1...Capacity.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] マイクロコンピュータのシステムクロック回路において
、当該回路の入力される発振クロックによって作られた
内部クロックを入力して一定時間のアクティヴ出力信号
を出力する回路と、前記出力信号と前記内部クロックと
をモード信号により選択しシステムクロック信号を出力
するマルチプレクサとを備えてなることを特徴とするマ
イクロコンピュータのシステムクロック回路。
A system clock circuit of a microcomputer includes a circuit that inputs an internal clock generated by an oscillation clock input to the circuit and outputs an active output signal for a certain period of time, and a circuit that outputs an active output signal for a certain period of time, and a circuit that outputs an active output signal for a certain period of time, and a circuit that outputs an active output signal for a certain period of time. A system clock circuit for a microcomputer, comprising a multiplexer for selecting and outputting a system clock signal.
JP63220164A 1988-09-01 1988-09-01 System clock circuit for microcomputer Pending JPH0267614A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5314429B2 (en) * 1973-05-11 1978-05-17
JPS60198618A (en) * 1984-03-21 1985-10-08 Oki Electric Ind Co Ltd Dynamic logical circuit

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