JPH056207B2 - - Google Patents
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- JPH056207B2 JPH056207B2 JP61270144A JP27014486A JPH056207B2 JP H056207 B2 JPH056207 B2 JP H056207B2 JP 61270144 A JP61270144 A JP 61270144A JP 27014486 A JP27014486 A JP 27014486A JP H056207 B2 JPH056207 B2 JP H056207B2
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- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/46—Multiprogramming arrangements
- G06F9/48—Program initiating; Program switching, e.g. by interrupt
- G06F9/4806—Task transfer initiation or dispatching
- G06F9/4812—Task transfer initiation or dispatching by interrupt, e.g. masked
- G06F9/4825—Interrupt from clock, e.g. time of day
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/04—Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
- G06F1/14—Time supervision arrangements, e.g. real time clock
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- Programmable Controllers (AREA)
- Debugging And Monitoring (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〓産業上の利用分野〓
本発明はタイマ/カウンタ回路に係わり、特に
ワイチツプマイクロコンピユータ等に内蔵される
タイマ/ウンタ回路に関する。 〓従来の技術〓 一般的にタイマ/カウンタ回路は内部または外
部で発生したクロツク信号に応答してカウンタ内
のカウント値をインクリメントし、順次インクリ
メントされるカウント値をタイマ・レジスタに予
め記憶させてある値と比較する。タイマ/カウン
タ回路はこれらの2つの値が一致すると割り込み
信号を発生してこれを外部に供給すると共に、カ
ウンタ内のカウント値をクリアし、再びOOHか
らカウント動作を再開する。また、上記タイマ/
カウンタ回路は予め指定されているトリガ入力の
発生したタイミングでカウンタ内のカウント値を
タイマ・レジスタに取り込みこれを保持するキヤ
プチヤ動作もおこなうことができる。したがつ
て、上記クロツク信号として一定周期の信号を用
いると、カウント値とタイマ・レジスタの記憶内
容とが一致した時発生する割り込み信号は、タイ
マ・レジスタの記憶内容に基づき定まる時間間隔
毎に発生するので、タイマ・レジスタに所望の時
間間隔に対応する値を記憶させることにより本回
路をタイマとして機能させることができる。ま
た、タイマ/カウンタ回路に外部信号をクロツク
信号として供給すると、カウンタのカウント値は
外部信号のパルス数を表すことになり、タイマ/
カウンタ回路を外部の事象を計数するイベントカ
ウンタとして機能させることもできる。さらに、
タイマ/カウンタ回路をタイマとして機能させつ
つ外部信号をトリガ入力させてそのときのカウン
ト値をタイマ・レジスタに取り込むキヤプチヤ動
作をさせると、そのカウント値に基づき外部信号
の発生間隔を測定することができ、該外部信号を
出力する外部機器の動作速度や位置を知ることも
できる。このように、タイマ/カウンタ回路は、
クロツク信号を適宜選択し、また、比較動作やキ
ヤプチヤ動作を制御することにより様々な機能を
実現することができ、しかもマイクロコンピユー
タのプログラム処理と並列にリアルタイムで実行
できるので、ワンチツプマイクロコンピユータに
おいては重要な周辺回路として位置づけられてい
る。 例えば、マイクロコンピユータを使用したプリ
ンタ機器では、ヘツドの移動に用いられるステツ
プモータのコイルに供給される磁界の位相を段階
的に変化させるためのインターバルタイマ、また
印字ヘツドの位置を判断するための位置カウン
タ、さらに、印字時の印字ソレノイドへの通電時
間の制御に用いるワンシヨツトタイマなどに使用
されている。このように、近年、マイクロコンピ
ユータに多数のタイマ/カウンタを内蔵させる要
求が高まつている。 次に、従来のタイマ/カウンタの動作を第2図
を参照しつつ説明する。まず、タイマ・レジス
タ・モード制御部17にデータを設定してタイ
マ・レジスタ15の動作を指定し、タイマ・レジ
スタ15にカウント値を設定する。例えば、タイ
マ・レジスタ15の動作をコンベア動作に指定し
た場合を考える。カウンタ制御部16にデータを
設定してカウンタ13をスタートさせる。カウン
タ13はクロツク信号が入力されるごとにカウン
タ13の内容をインクリメンタ11を経由してラ
ツチ回路12にラツチさせた後、再びカウンタ1
3に書き込む。コンパレータ14はカウンタ13
の内容とタイマ・レジスタ15の内容とを常に比
較し、一致を検出すると、割り込み信号を発生す
ることによりコンペア動作を行う。一致検出によ
りカウンタ13の内容はクリアされ、再びOOH
からカウントアツプを開始する。したがつて、タ
イマ/カウンタはタイマ・レジスタ15に設定さ
れたカウント値によつて決定されるカウント時間
を周期として繰り返し一致信号を発生するインタ
ーバルタイマとして動作する。次に、タイマ/レ
ジスタ15にキヤプチヤ動作をさせる場合を説明
する。タイマ・レジスタ・モド制御部17で指定
したトリガ入力が発生すると、タイマ・レジスタ
15はカウンタ13のカウント値を取り込み保持
するキヤプチヤ動作を行い、キヤプチヤしたタイ
ミングで割り込み信号を発生する。 以上述べたように、タイマ/カウンタのユニツ
トにはカウンタやタイマ・レジスタの動作及び入
力信号を指定する制御部や計数値を記憶しておく
カウンタ、カウンタの内容を取り込みインクリメ
ントするインクリメンタ、インクリメンとされた
カウント値をラツチするるラツチ回路、タイマ/
カウンタに割り込み信号を発生させるタイミング
情報を記憶し、また、カウンタのカウント値を取
り込み保持するタイマ・レジスタ、カウンタのカ
ウント値とタイマ・レジスタの内容とを比較する
コンパレータなど種々の回路を必要としており、
これらの回路はランダムロジツク回路で構成され
ていた。 〓発明が解決しようとする問題点〓 上述した従来のタイマ・カウンタはカウンタ、
インクリメンタ、タイマ・レジスタ、コンパレー
タ等をランダムロジツクで構成されており、ラン
ダムロジツク回路は構成トランジスタ数が多いう
え、各トランジスタも大型なので、集積回路化す
るとチツプ上でかなりの面積を占め、ワンチツプ
上に複数個のタイマ/カウンタを形成しようとす
るとハードウエア量が増加し、チツプ面積も大き
くなり、製品価格が上昇するという問題点があつ
た。また、ランダムロジツク回路は回路機能が限
られているので、カウンタの数やタイマ・レジス
タの個数を変えた場合には全ての回路を作り直
し、集積回路ではマスクパターンも作り直す必要
があるという問題点もあつた。 本発明は上記問題点に鑑み、構成素子数の少な
い、融通性に富んだタイマ/カウンタを提供する
ことを目的にしている。 〓問題点を解決するための手段、作用及び効果〓 本発明に係わるタイマ/カウンタ回路は複数動
作の内から選択さた動作に関する情報を記憶し該
選択された動作に関する情報に基づき動作制御信
号を発生させる動作制御部と、各々がデータ情報
を記憶可能な複数のカウンタおよび複数のタイ
マ・レジスタと該カウンタ及タイマ・レジスタへ
のデータ情報の書き込み及び読み出しを上記動作
制御信号に応答して制御するバツフア回路とを有
し上記カウンタおよびタイマ・レジスタを複数の
記憶素子の配列体により実現したレジスタ・ブロ
ツクと、上記動作制御信号に応答して上記複数の
カウンタのいずれかから読み出されたデータ情報
をインクリメントするインクリメンタと、該イン
クリメンタによりインクリメントされたデータ情
報を一時的に保持し動作制御信号に応答してイン
クリメントされたデータ情報を上記いずれかのカ
ウンタに転送可能なラツチ回路と、インクリメン
トされたデータ情報と上記タイマ・レジスタに記
憶されているデータ情報との一致を検出したとき
該検出結果を保持し所定の信号を出力する一致フ
ラグと、該フラグから出力される所定の信号に基
づき上記動作制御信号に応答して上記カウンタに
記憶されているデータ情報をクリアするクリア制
御部とを備えたことを特徴としている。したがつ
て、本発明に係わるタイマ/カウンタ回路では複
数のカウンタ及びタイマ・レジスタを記憶素子の
配列体で構成した結果、その形成により消費され
るチツプ面積が減少し、チツプサイズの減少、さ
らには製造原価の低下を図ることがきる。しか
も、カウンタとタイマ・レジスタとが同一の記憶
素子で構成されているので、カウンタ数とタイ
マ・レジスタの数とを容易に変更することがで
き、タイマ/カウンタ回路の融通性を向上させる
ことができる。 〓実施例〓 以下、本発明の実施令を図面を参照しつつ説明
する。 第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。この第1実施例のタイマ/カウンタはプロ
グラム処理を行う中央処理装置(以下、CPUと
いう)7にデータバス8を介して接続されてお
り、タイマ/カウンタの動作を指定するモードレ
ジスタを含み、タイマ/カウンタの動作及びタイ
ミングを制御する動作制御部5と、カウンタの値
をインクリメントするインクリメンタ1と、その
結果を保持するラツチ回路2と、カウンタ及びタ
イマ・レジスタが記憶セルの配列により実現され
るレジスタブロツク3と、タイマ・レジスタでの
一致検出を保持する一致フラグ6と、その値に基
づきカウンタをクリアするクリア制御部4とで構
成されている。 本実施例のレジスタ・ブロツク3は記憶素子へ
のリード、ライト動作を行うバツフア回路30
と、4個のカウンタ用の記憶セル31A至乃31
Dと、タイマ・レジスタ用の記憶セル32A至乃
32Dとを有している。ここで、カウンタおよび
タイマ・レジスタは内容によりアドレス可能な記
憶素子(Content Addressable Memory、以下、
CAMという)またはランダムアクセスメモリセ
ル(以下、RAMという)で構成されている。な
お、第1図では各カウンタに対応する部分を添字
A,B,C,Dを付して表してある。各カウンタ
及びタイマ・レジスタの機能と動作は同一である
ので、以下の説明ではカウンタAとタイマ・レジ
スタAとに着目して説明を続ける。 まず、タイマ/カウンタ回路を動作させるのに
は、CPU7が実行するプログラム処理により、
データバス8を介してカウント数及び制御情報を
レジスタ・ブロツク3のタイマ・レジスタ32A
と動作制御部5とに転送してそれぞれ設定する。
動作制御部5は設定された動作指定情報を基に動
作制御信号を発生し、カウンタの動作及び入力ク
ロツク信号の選択を行う。 次に、第1図に示されている実施例におけるコ
ンペア動作を第3図のタイム・チヤートを参照し
つつ説明する。第3図のタイム・チヤートでは、
動作制御部5のモード・レジスタをコンペア動作
を行うように設定し、その比較値nをタイマ・レ
ジスタ32Aに設定して、カウンタ31Aをスタ
ートさせた場合の動作を示しており、特に、比較
により一致が検出されるカウントサイクルでの各
部の信号が示されている。複数のカウンタのカウ
ント動作は、基準クロツク信号を基にインクリメ
ンタ1や内部バス等を時分割に使用することで実
現され、その基本動作タイミングは1つのカウン
タの1回のカウントアツプ動作を2基準クロツク
時間(以下、これをウントステージという)で行
い、4本のカウンタの一連のカウント動作と
CPU7のアクセスとに5カウントステージ(10
基準クロツク時間)を割り当てている。つまり1
カウントサイクルを5つのカウントステージ(A
至乃D及びCPU)に分割し、これらの内ステー
ジA至乃Dを4本のカウンタに配分して各々個々
のカウンタに割り付けられたカウントステージで
アクテイブになる信号(以下の記載中および第3
図中、CSTとする)を発生させ、1回のカウン
トアツプを行う。CST信号が高レベルの期間、
レジスタアドレスは各々のカウントステジに対応
したタイマ・レジスタA至乃Dのアドレスを指
す。基準クロツク信号を分周して各カウントステ
ージの前半を示すタイミング信号T1と後半を示
すタイミング信号T2とを発生させており、T1
期間の基準クロツクが高レベルのとき、レジスタ
ブロツク3内部のデータラインをプリチヤージし
(図中、レジスタデータではこのレベルをPで表
現している)、基準クロツクが低レベルのタイミ
ングでカウンタ31Aの内容を読みだし、インク
リメンタ1を経由してラツチ回路2にラツチす
る。このとき、動作制御部5で予め指定したカウ
ントクロツク信号がアクテイブであればインクリ
メンタ1に転送されたウンタ31Aの内容はイン
クリメントされたのちにラツチされる。T2の期
間ではラツチ回路2の内容が内部バスに出力さ
れ、インクリメントされたカウント値をカウンタ
31Aに書き戻すと共に、タイマ・レジスタ32
Aに記憶されている内容を問い合わせてタイマ・
レジスタ32Aからの応答を判定する。ここで書
き戻すカウント値とタイマ・レジスタ32Aとの
一致を検出した場合には、一致検出信号130A
を発生する。一致検出信号130Aは一致フラグ
6に記憶され、その出力が割り込み信号131A
としてCPU7に伝達されると共に、クリア制御
部4にも伝達され、クリア信号140が生成され
る。クリア信号140は次のカウントサイクルの
対応するカウントステージで発生され、ラツチ回
路2の内容をクリアし、クリアされたラツチ回路
2の内容がカウンタ31Aに書き戻されることに
よりカウンタ31Aのクリア動作が行われる。 ここで、CPU7がタイマ・レジスタに対して
アクセスする場合には、CPUのアクセスに割り
当てられたカウントステージCSTCPUにおいて
T1期間の基準クロツクが高レベルのタイミング
でバスをプリチージすると共に、データバス8を
経由して送られたレジスタ指定の情報をレジスタ
ブロツク3のアドレスとして伝え、基準クロツク
の低レベルのタイミングでレジスタブロツク3の
内容を読みだしてデータバス8に出力する。デー
タ書き込み時には、基準クロツクが低レベルにな
るタイミングでレジスタブロツク3にデータバス
8からデータを書き込み、その内容を記憶させ
る。第1図の実施例では、カウンタ値の判別に内
容に寄つてアドレス可能な記憶素子(CAMセル)
を使用しており、その1ビツト(CAMセル)分
のトランジスタの接続を第4図に示し、以下に説
明する。 このCAMセルは10個のトランジスタT1,T
2,……T10で構成されており、1ビツトの情
報を記憶することができる。真値と否定値との入
出力線D,Dバー、およびセル選択信号線S、デ
ータ判別出力線Cを有している。電源VDDとグ
ランドとの間に直列に接続されたトランジスタT
1,T2,T3,T4は入力データに基づき反転
可能なフリツプフロツプ回路を構成しており、こ
のフリツプフロツプ回路の反反転状態により1ビ
ツトの情報を記憶する。かかる構成のセルから記
憶されている情報を読み出す場合にはセル選択信
号をセル選択信号線Sに供給してトランジスタT
5,T6を導通状態にしてフリツプフロツプ回路
に記憶されているデータをデータ入出力線D,D
バーに読み出す。これに対して、セルに情報を書
き込む場合にはデータ入出力線D,Dバーに書き
込むべき情報の真値と否定値とを供給し、セル選
択信号を発生させてこれをセル選択信号線に供給
し、トランジスタT5,T6を導通させ、上述の
ように書き込むべきデータを供給してフリツプフ
ロツプ回路の状態を上記書き込むべきデータに対
応した状態に設定する。ここで、セルに論理値1
を記憶させる場合には、トランジスタT1とT2
との接続点を高レベルに移行させ、トランジスタ
T3とT4との接続点を低レベルに移行させる。 一方論理値0を記憶させる場合には、これとは
逆に、トランジスタT1とT2との接続点を低レ
ベルに、トランジスタT3とT4との接続点を高
レベルに各々移行させる。また、グランドからデ
ータ判別出力線Cへの間に直、並列には移設され
た4個のトランジスタT7至乃T10はセルの記
憶内容の判別をするためのものであり、データ入
出力線D,Dバーおよびセルの記憶値に対応して
オン,オフ状態が変化する。その状態をデータ判
別出力Cも含めて別表1に示す。 ここで、データ判別出力Cのグランド電位状態
を論理値0、導通なしの状態を論理値1とする
と、データ入出力線D,Dバーに反転した論理値
の信号を印可した場合には、データ判別出力Cに
データ入出力信号Dとセル記憶値との不一致を示
す排他的論理和信号が得られ、比較を判定させる
ことができ、データ入出力D,Dバーとともに論
理値0を印可した場合にはセル記憶値によること
なく、一致したときと等価な論理値1が得られ、
記憶内容との比較判定をマスクできる。また、デ
ータ入出力D,Dバーとともに論理値1を印可し
た場合にはセル記憶値によることなく論理値0が
得られ、無条件に不一致の判定結果を出力させる
ことができる。 この第4図のCAMセルを行と列との構造に配
置してデータ判別出力Cを並列出力することに依
つて、語として内容判定が可能なタイマ・レジス
タ31A至乃31Dが実現される。 第5図は、第1図のレジスタ・ブロツク3にお
ける素子配列の例を示している。このレジスタ・
ブロツクではCAMセル配列の1行をカウンタま
たはタイマ・レジスタ1本分に対応させている。
応答信号130A至乃130Dは第1図と同一の
信号である。選択信号150A至乃150Dは各
レジスタにデータを設定する際にアドレスデコー
ダで生成された目的とするレジスタのアドレス指
定情報の解読出力信号である。4個のトランジス
タT20至乃T23は並列に接続される各データ
記憶セルのデータ判別出力Cの負荷であり、対応
するデータのすべてのセルにおける判別出力Cが
導通なし状態のときに論理値1を応答信号130
A至乃130Dとして発生させる。したがつて、
いずれかのセルで不一致の判定がなされ、判別出
力にグランド電位が出力されれば論理値0が応答
信号130A至乃130Dに発生される。バツフ
ア回路30はCPU7がデータを書き込んで設定
するときカウンタのカウント値をインクリメンタ
1に読み出すとき、およびインクリメントされた
カウント値をラツチ回路2からカウンタに書き戻
すときに動作し、記憶セルの1列につき2本のデ
ータ入出力線を介して記憶データの転送または記
憶内容判定信号の発生を行う。 次に、第1図に示す一実施例がキヤプチヤ動作
を行う場合について説明する。第6図は第1図の
タイマ・レジスタ1本分の素子配列及びキヤプチ
ヤシグナルを生成させるためのキヤプチヤフリツ
プフロツプを示している。応答信号130と選択
信号150とキヤプチヤトリガ151は上記実施
例と同一の信号であり、通常アクセスの選択アド
レスデコーダ出力152はタイマ・レジスタに対
するCPUのアクセス時にアクテイブになる信号
である。第7図は本実施例がキヤプチヤ動作を行
うときのタイムタチヤート図であり、動作制御部
5のモードレジスタをキヤプチヤ動作をするよう
に設定し、データNをタイマ・レジスタ32Aに
設定してカウンタ31Aをスタートさせた場合の
動作を示し、特に、キヤプチヤトリガの発生によ
りカウンタ31Aのカウント値をタイマ・レジス
タ32Aが取り込み保持するタイミングでの各部
の信号が示されている。カウンタのインクリメン
ト動作及びCPU7がタイマ・レジスタに対して
アクセスする動作は上記説明と同様なので詳細な
説明は省略する。 キヤプチヤ動作でもコンペア動作と同様に、第
1図の動作制御部5のモードレジスタに設定され
た動作指定情報を基にレジスタ動作制御信号を発
生し、カウント・ステージに対応したレジスタの
選択やインクリメントの動作を行う。ここで、キ
ヤプチヤトリが信号151Aが発生すると、キヤ
プチヤフリツプフロツプ153がセツトされ、そ
の出力が高レベルになり、該当するカウントステ
ージになるまでその値を保持する。該当するカウ
ントステージになつたとき、T2期間の基準クロ
ツクが高レベルに移行するタイミングでキヤプチ
ヤシグナルを発生すると共に、キヤプチヤフリツ
プフロツプ153をリセツトする。キヤプチヤシ
グナルはオア回路を通してセル選択信号150を
アクテイブにし、このとき、カウント値が第1図
のレジスタブロツク3のデータラインに出力さ
れ、カウンタ31Aに書き込まれており、同じ値
がタイマ・レジスタ32Aにも記憶される。これ
によつて、キヤプチヤトリガ信号が発生するとき
のカウンタ31Aの値をタイマ・レジスタ32A
に記憶させる動作になる。 以上、説明してきたように、上記一実施例は複
数のカウンタがインクリメンタ、内部バス等を時
分割で使用してカウント動作を行う手段と、所望
時間に到達したことを判断するための情報を
CAMをふくんだ記憶素子配列に記憶させ、カウ
ンタのインクリメント後にそのインクリメント結
果をカウンタに格納すると共に、上記CAMの記
憶内容を問い合わせてCAM殻の応答を判定して
割り込み信号を発生する手段とを有することによ
り、少ないトランジスタ数で構成されたタイマ/
カウンタ回路を形成することができ、これを半導
体基板上に実現すると少ないチツプ面積で廉価な
製品を製造することができる。さらに、CAMは
カウンタの記憶セルとしても利用可能であり、同
じ配列のレジスタ・ブロツクであつてもカウンタ
の数とタイマ・レジスタの数を変更することがで
き、融通性の高いタイマ/カウンタを構成できる
という利点もある。 【表】
ワイチツプマイクロコンピユータ等に内蔵される
タイマ/ウンタ回路に関する。 〓従来の技術〓 一般的にタイマ/カウンタ回路は内部または外
部で発生したクロツク信号に応答してカウンタ内
のカウント値をインクリメントし、順次インクリ
メントされるカウント値をタイマ・レジスタに予
め記憶させてある値と比較する。タイマ/カウン
タ回路はこれらの2つの値が一致すると割り込み
信号を発生してこれを外部に供給すると共に、カ
ウンタ内のカウント値をクリアし、再びOOHか
らカウント動作を再開する。また、上記タイマ/
カウンタ回路は予め指定されているトリガ入力の
発生したタイミングでカウンタ内のカウント値を
タイマ・レジスタに取り込みこれを保持するキヤ
プチヤ動作もおこなうことができる。したがつ
て、上記クロツク信号として一定周期の信号を用
いると、カウント値とタイマ・レジスタの記憶内
容とが一致した時発生する割り込み信号は、タイ
マ・レジスタの記憶内容に基づき定まる時間間隔
毎に発生するので、タイマ・レジスタに所望の時
間間隔に対応する値を記憶させることにより本回
路をタイマとして機能させることができる。ま
た、タイマ/カウンタ回路に外部信号をクロツク
信号として供給すると、カウンタのカウント値は
外部信号のパルス数を表すことになり、タイマ/
カウンタ回路を外部の事象を計数するイベントカ
ウンタとして機能させることもできる。さらに、
タイマ/カウンタ回路をタイマとして機能させつ
つ外部信号をトリガ入力させてそのときのカウン
ト値をタイマ・レジスタに取り込むキヤプチヤ動
作をさせると、そのカウント値に基づき外部信号
の発生間隔を測定することができ、該外部信号を
出力する外部機器の動作速度や位置を知ることも
できる。このように、タイマ/カウンタ回路は、
クロツク信号を適宜選択し、また、比較動作やキ
ヤプチヤ動作を制御することにより様々な機能を
実現することができ、しかもマイクロコンピユー
タのプログラム処理と並列にリアルタイムで実行
できるので、ワンチツプマイクロコンピユータに
おいては重要な周辺回路として位置づけられてい
る。 例えば、マイクロコンピユータを使用したプリ
ンタ機器では、ヘツドの移動に用いられるステツ
プモータのコイルに供給される磁界の位相を段階
的に変化させるためのインターバルタイマ、また
印字ヘツドの位置を判断するための位置カウン
タ、さらに、印字時の印字ソレノイドへの通電時
間の制御に用いるワンシヨツトタイマなどに使用
されている。このように、近年、マイクロコンピ
ユータに多数のタイマ/カウンタを内蔵させる要
求が高まつている。 次に、従来のタイマ/カウンタの動作を第2図
を参照しつつ説明する。まず、タイマ・レジス
タ・モード制御部17にデータを設定してタイ
マ・レジスタ15の動作を指定し、タイマ・レジ
スタ15にカウント値を設定する。例えば、タイ
マ・レジスタ15の動作をコンベア動作に指定し
た場合を考える。カウンタ制御部16にデータを
設定してカウンタ13をスタートさせる。カウン
タ13はクロツク信号が入力されるごとにカウン
タ13の内容をインクリメンタ11を経由してラ
ツチ回路12にラツチさせた後、再びカウンタ1
3に書き込む。コンパレータ14はカウンタ13
の内容とタイマ・レジスタ15の内容とを常に比
較し、一致を検出すると、割り込み信号を発生す
ることによりコンペア動作を行う。一致検出によ
りカウンタ13の内容はクリアされ、再びOOH
からカウントアツプを開始する。したがつて、タ
イマ/カウンタはタイマ・レジスタ15に設定さ
れたカウント値によつて決定されるカウント時間
を周期として繰り返し一致信号を発生するインタ
ーバルタイマとして動作する。次に、タイマ/レ
ジスタ15にキヤプチヤ動作をさせる場合を説明
する。タイマ・レジスタ・モド制御部17で指定
したトリガ入力が発生すると、タイマ・レジスタ
15はカウンタ13のカウント値を取り込み保持
するキヤプチヤ動作を行い、キヤプチヤしたタイ
ミングで割り込み信号を発生する。 以上述べたように、タイマ/カウンタのユニツ
トにはカウンタやタイマ・レジスタの動作及び入
力信号を指定する制御部や計数値を記憶しておく
カウンタ、カウンタの内容を取り込みインクリメ
ントするインクリメンタ、インクリメンとされた
カウント値をラツチするるラツチ回路、タイマ/
カウンタに割り込み信号を発生させるタイミング
情報を記憶し、また、カウンタのカウント値を取
り込み保持するタイマ・レジスタ、カウンタのカ
ウント値とタイマ・レジスタの内容とを比較する
コンパレータなど種々の回路を必要としており、
これらの回路はランダムロジツク回路で構成され
ていた。 〓発明が解決しようとする問題点〓 上述した従来のタイマ・カウンタはカウンタ、
インクリメンタ、タイマ・レジスタ、コンパレー
タ等をランダムロジツクで構成されており、ラン
ダムロジツク回路は構成トランジスタ数が多いう
え、各トランジスタも大型なので、集積回路化す
るとチツプ上でかなりの面積を占め、ワンチツプ
上に複数個のタイマ/カウンタを形成しようとす
るとハードウエア量が増加し、チツプ面積も大き
くなり、製品価格が上昇するという問題点があつ
た。また、ランダムロジツク回路は回路機能が限
られているので、カウンタの数やタイマ・レジス
タの個数を変えた場合には全ての回路を作り直
し、集積回路ではマスクパターンも作り直す必要
があるという問題点もあつた。 本発明は上記問題点に鑑み、構成素子数の少な
い、融通性に富んだタイマ/カウンタを提供する
ことを目的にしている。 〓問題点を解決するための手段、作用及び効果〓 本発明に係わるタイマ/カウンタ回路は複数動
作の内から選択さた動作に関する情報を記憶し該
選択された動作に関する情報に基づき動作制御信
号を発生させる動作制御部と、各々がデータ情報
を記憶可能な複数のカウンタおよび複数のタイ
マ・レジスタと該カウンタ及タイマ・レジスタへ
のデータ情報の書き込み及び読み出しを上記動作
制御信号に応答して制御するバツフア回路とを有
し上記カウンタおよびタイマ・レジスタを複数の
記憶素子の配列体により実現したレジスタ・ブロ
ツクと、上記動作制御信号に応答して上記複数の
カウンタのいずれかから読み出されたデータ情報
をインクリメントするインクリメンタと、該イン
クリメンタによりインクリメントされたデータ情
報を一時的に保持し動作制御信号に応答してイン
クリメントされたデータ情報を上記いずれかのカ
ウンタに転送可能なラツチ回路と、インクリメン
トされたデータ情報と上記タイマ・レジスタに記
憶されているデータ情報との一致を検出したとき
該検出結果を保持し所定の信号を出力する一致フ
ラグと、該フラグから出力される所定の信号に基
づき上記動作制御信号に応答して上記カウンタに
記憶されているデータ情報をクリアするクリア制
御部とを備えたことを特徴としている。したがつ
て、本発明に係わるタイマ/カウンタ回路では複
数のカウンタ及びタイマ・レジスタを記憶素子の
配列体で構成した結果、その形成により消費され
るチツプ面積が減少し、チツプサイズの減少、さ
らには製造原価の低下を図ることがきる。しか
も、カウンタとタイマ・レジスタとが同一の記憶
素子で構成されているので、カウンタ数とタイ
マ・レジスタの数とを容易に変更することがで
き、タイマ/カウンタ回路の融通性を向上させる
ことができる。 〓実施例〓 以下、本発明の実施令を図面を参照しつつ説明
する。 第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。この第1実施例のタイマ/カウンタはプロ
グラム処理を行う中央処理装置(以下、CPUと
いう)7にデータバス8を介して接続されてお
り、タイマ/カウンタの動作を指定するモードレ
ジスタを含み、タイマ/カウンタの動作及びタイ
ミングを制御する動作制御部5と、カウンタの値
をインクリメントするインクリメンタ1と、その
結果を保持するラツチ回路2と、カウンタ及びタ
イマ・レジスタが記憶セルの配列により実現され
るレジスタブロツク3と、タイマ・レジスタでの
一致検出を保持する一致フラグ6と、その値に基
づきカウンタをクリアするクリア制御部4とで構
成されている。 本実施例のレジスタ・ブロツク3は記憶素子へ
のリード、ライト動作を行うバツフア回路30
と、4個のカウンタ用の記憶セル31A至乃31
Dと、タイマ・レジスタ用の記憶セル32A至乃
32Dとを有している。ここで、カウンタおよび
タイマ・レジスタは内容によりアドレス可能な記
憶素子(Content Addressable Memory、以下、
CAMという)またはランダムアクセスメモリセ
ル(以下、RAMという)で構成されている。な
お、第1図では各カウンタに対応する部分を添字
A,B,C,Dを付して表してある。各カウンタ
及びタイマ・レジスタの機能と動作は同一である
ので、以下の説明ではカウンタAとタイマ・レジ
スタAとに着目して説明を続ける。 まず、タイマ/カウンタ回路を動作させるのに
は、CPU7が実行するプログラム処理により、
データバス8を介してカウント数及び制御情報を
レジスタ・ブロツク3のタイマ・レジスタ32A
と動作制御部5とに転送してそれぞれ設定する。
動作制御部5は設定された動作指定情報を基に動
作制御信号を発生し、カウンタの動作及び入力ク
ロツク信号の選択を行う。 次に、第1図に示されている実施例におけるコ
ンペア動作を第3図のタイム・チヤートを参照し
つつ説明する。第3図のタイム・チヤートでは、
動作制御部5のモード・レジスタをコンペア動作
を行うように設定し、その比較値nをタイマ・レ
ジスタ32Aに設定して、カウンタ31Aをスタ
ートさせた場合の動作を示しており、特に、比較
により一致が検出されるカウントサイクルでの各
部の信号が示されている。複数のカウンタのカウ
ント動作は、基準クロツク信号を基にインクリメ
ンタ1や内部バス等を時分割に使用することで実
現され、その基本動作タイミングは1つのカウン
タの1回のカウントアツプ動作を2基準クロツク
時間(以下、これをウントステージという)で行
い、4本のカウンタの一連のカウント動作と
CPU7のアクセスとに5カウントステージ(10
基準クロツク時間)を割り当てている。つまり1
カウントサイクルを5つのカウントステージ(A
至乃D及びCPU)に分割し、これらの内ステー
ジA至乃Dを4本のカウンタに配分して各々個々
のカウンタに割り付けられたカウントステージで
アクテイブになる信号(以下の記載中および第3
図中、CSTとする)を発生させ、1回のカウン
トアツプを行う。CST信号が高レベルの期間、
レジスタアドレスは各々のカウントステジに対応
したタイマ・レジスタA至乃Dのアドレスを指
す。基準クロツク信号を分周して各カウントステ
ージの前半を示すタイミング信号T1と後半を示
すタイミング信号T2とを発生させており、T1
期間の基準クロツクが高レベルのとき、レジスタ
ブロツク3内部のデータラインをプリチヤージし
(図中、レジスタデータではこのレベルをPで表
現している)、基準クロツクが低レベルのタイミ
ングでカウンタ31Aの内容を読みだし、インク
リメンタ1を経由してラツチ回路2にラツチす
る。このとき、動作制御部5で予め指定したカウ
ントクロツク信号がアクテイブであればインクリ
メンタ1に転送されたウンタ31Aの内容はイン
クリメントされたのちにラツチされる。T2の期
間ではラツチ回路2の内容が内部バスに出力さ
れ、インクリメントされたカウント値をカウンタ
31Aに書き戻すと共に、タイマ・レジスタ32
Aに記憶されている内容を問い合わせてタイマ・
レジスタ32Aからの応答を判定する。ここで書
き戻すカウント値とタイマ・レジスタ32Aとの
一致を検出した場合には、一致検出信号130A
を発生する。一致検出信号130Aは一致フラグ
6に記憶され、その出力が割り込み信号131A
としてCPU7に伝達されると共に、クリア制御
部4にも伝達され、クリア信号140が生成され
る。クリア信号140は次のカウントサイクルの
対応するカウントステージで発生され、ラツチ回
路2の内容をクリアし、クリアされたラツチ回路
2の内容がカウンタ31Aに書き戻されることに
よりカウンタ31Aのクリア動作が行われる。 ここで、CPU7がタイマ・レジスタに対して
アクセスする場合には、CPUのアクセスに割り
当てられたカウントステージCSTCPUにおいて
T1期間の基準クロツクが高レベルのタイミング
でバスをプリチージすると共に、データバス8を
経由して送られたレジスタ指定の情報をレジスタ
ブロツク3のアドレスとして伝え、基準クロツク
の低レベルのタイミングでレジスタブロツク3の
内容を読みだしてデータバス8に出力する。デー
タ書き込み時には、基準クロツクが低レベルにな
るタイミングでレジスタブロツク3にデータバス
8からデータを書き込み、その内容を記憶させ
る。第1図の実施例では、カウンタ値の判別に内
容に寄つてアドレス可能な記憶素子(CAMセル)
を使用しており、その1ビツト(CAMセル)分
のトランジスタの接続を第4図に示し、以下に説
明する。 このCAMセルは10個のトランジスタT1,T
2,……T10で構成されており、1ビツトの情
報を記憶することができる。真値と否定値との入
出力線D,Dバー、およびセル選択信号線S、デ
ータ判別出力線Cを有している。電源VDDとグ
ランドとの間に直列に接続されたトランジスタT
1,T2,T3,T4は入力データに基づき反転
可能なフリツプフロツプ回路を構成しており、こ
のフリツプフロツプ回路の反反転状態により1ビ
ツトの情報を記憶する。かかる構成のセルから記
憶されている情報を読み出す場合にはセル選択信
号をセル選択信号線Sに供給してトランジスタT
5,T6を導通状態にしてフリツプフロツプ回路
に記憶されているデータをデータ入出力線D,D
バーに読み出す。これに対して、セルに情報を書
き込む場合にはデータ入出力線D,Dバーに書き
込むべき情報の真値と否定値とを供給し、セル選
択信号を発生させてこれをセル選択信号線に供給
し、トランジスタT5,T6を導通させ、上述の
ように書き込むべきデータを供給してフリツプフ
ロツプ回路の状態を上記書き込むべきデータに対
応した状態に設定する。ここで、セルに論理値1
を記憶させる場合には、トランジスタT1とT2
との接続点を高レベルに移行させ、トランジスタ
T3とT4との接続点を低レベルに移行させる。 一方論理値0を記憶させる場合には、これとは
逆に、トランジスタT1とT2との接続点を低レ
ベルに、トランジスタT3とT4との接続点を高
レベルに各々移行させる。また、グランドからデ
ータ判別出力線Cへの間に直、並列には移設され
た4個のトランジスタT7至乃T10はセルの記
憶内容の判別をするためのものであり、データ入
出力線D,Dバーおよびセルの記憶値に対応して
オン,オフ状態が変化する。その状態をデータ判
別出力Cも含めて別表1に示す。 ここで、データ判別出力Cのグランド電位状態
を論理値0、導通なしの状態を論理値1とする
と、データ入出力線D,Dバーに反転した論理値
の信号を印可した場合には、データ判別出力Cに
データ入出力信号Dとセル記憶値との不一致を示
す排他的論理和信号が得られ、比較を判定させる
ことができ、データ入出力D,Dバーとともに論
理値0を印可した場合にはセル記憶値によること
なく、一致したときと等価な論理値1が得られ、
記憶内容との比較判定をマスクできる。また、デ
ータ入出力D,Dバーとともに論理値1を印可し
た場合にはセル記憶値によることなく論理値0が
得られ、無条件に不一致の判定結果を出力させる
ことができる。 この第4図のCAMセルを行と列との構造に配
置してデータ判別出力Cを並列出力することに依
つて、語として内容判定が可能なタイマ・レジス
タ31A至乃31Dが実現される。 第5図は、第1図のレジスタ・ブロツク3にお
ける素子配列の例を示している。このレジスタ・
ブロツクではCAMセル配列の1行をカウンタま
たはタイマ・レジスタ1本分に対応させている。
応答信号130A至乃130Dは第1図と同一の
信号である。選択信号150A至乃150Dは各
レジスタにデータを設定する際にアドレスデコー
ダで生成された目的とするレジスタのアドレス指
定情報の解読出力信号である。4個のトランジス
タT20至乃T23は並列に接続される各データ
記憶セルのデータ判別出力Cの負荷であり、対応
するデータのすべてのセルにおける判別出力Cが
導通なし状態のときに論理値1を応答信号130
A至乃130Dとして発生させる。したがつて、
いずれかのセルで不一致の判定がなされ、判別出
力にグランド電位が出力されれば論理値0が応答
信号130A至乃130Dに発生される。バツフ
ア回路30はCPU7がデータを書き込んで設定
するときカウンタのカウント値をインクリメンタ
1に読み出すとき、およびインクリメントされた
カウント値をラツチ回路2からカウンタに書き戻
すときに動作し、記憶セルの1列につき2本のデ
ータ入出力線を介して記憶データの転送または記
憶内容判定信号の発生を行う。 次に、第1図に示す一実施例がキヤプチヤ動作
を行う場合について説明する。第6図は第1図の
タイマ・レジスタ1本分の素子配列及びキヤプチ
ヤシグナルを生成させるためのキヤプチヤフリツ
プフロツプを示している。応答信号130と選択
信号150とキヤプチヤトリガ151は上記実施
例と同一の信号であり、通常アクセスの選択アド
レスデコーダ出力152はタイマ・レジスタに対
するCPUのアクセス時にアクテイブになる信号
である。第7図は本実施例がキヤプチヤ動作を行
うときのタイムタチヤート図であり、動作制御部
5のモードレジスタをキヤプチヤ動作をするよう
に設定し、データNをタイマ・レジスタ32Aに
設定してカウンタ31Aをスタートさせた場合の
動作を示し、特に、キヤプチヤトリガの発生によ
りカウンタ31Aのカウント値をタイマ・レジス
タ32Aが取り込み保持するタイミングでの各部
の信号が示されている。カウンタのインクリメン
ト動作及びCPU7がタイマ・レジスタに対して
アクセスする動作は上記説明と同様なので詳細な
説明は省略する。 キヤプチヤ動作でもコンペア動作と同様に、第
1図の動作制御部5のモードレジスタに設定され
た動作指定情報を基にレジスタ動作制御信号を発
生し、カウント・ステージに対応したレジスタの
選択やインクリメントの動作を行う。ここで、キ
ヤプチヤトリが信号151Aが発生すると、キヤ
プチヤフリツプフロツプ153がセツトされ、そ
の出力が高レベルになり、該当するカウントステ
ージになるまでその値を保持する。該当するカウ
ントステージになつたとき、T2期間の基準クロ
ツクが高レベルに移行するタイミングでキヤプチ
ヤシグナルを発生すると共に、キヤプチヤフリツ
プフロツプ153をリセツトする。キヤプチヤシ
グナルはオア回路を通してセル選択信号150を
アクテイブにし、このとき、カウント値が第1図
のレジスタブロツク3のデータラインに出力さ
れ、カウンタ31Aに書き込まれており、同じ値
がタイマ・レジスタ32Aにも記憶される。これ
によつて、キヤプチヤトリガ信号が発生するとき
のカウンタ31Aの値をタイマ・レジスタ32A
に記憶させる動作になる。 以上、説明してきたように、上記一実施例は複
数のカウンタがインクリメンタ、内部バス等を時
分割で使用してカウント動作を行う手段と、所望
時間に到達したことを判断するための情報を
CAMをふくんだ記憶素子配列に記憶させ、カウ
ンタのインクリメント後にそのインクリメント結
果をカウンタに格納すると共に、上記CAMの記
憶内容を問い合わせてCAM殻の応答を判定して
割り込み信号を発生する手段とを有することによ
り、少ないトランジスタ数で構成されたタイマ/
カウンタ回路を形成することができ、これを半導
体基板上に実現すると少ないチツプ面積で廉価な
製品を製造することができる。さらに、CAMは
カウンタの記憶セルとしても利用可能であり、同
じ配列のレジスタ・ブロツクであつてもカウンタ
の数とタイマ・レジスタの数を変更することがで
き、融通性の高いタイマ/カウンタを構成できる
という利点もある。 【表】
第1図は本発明の一実施例に係わるタイマ/カ
ウンタ回路のブロツク図、第2図は従来例のブロ
ツク図、第3図は一実施例がコンペア動作を行う
ときのタイムチヤート図、第4図はCAMセルの
トランジスタ配置を示す電気回路図、第5図は
CAMセルを用いた素子配列図、第6図はタイ
マ・レジスタのブロツク回路図、第7図は一実施
例がキヤプチヤ動作を行うときのタイムチヤート
図である。 1……インクリメンタ、2……ラツチ回路、3
……レジスタブロツク、4……クリア制御部、5
……動作制御部、6……一致フラグ、7……中央
処理装置、31A至乃31D……カウンタ、32
A至乃32D……タイマ・レジスタ。
ウンタ回路のブロツク図、第2図は従来例のブロ
ツク図、第3図は一実施例がコンペア動作を行う
ときのタイムチヤート図、第4図はCAMセルの
トランジスタ配置を示す電気回路図、第5図は
CAMセルを用いた素子配列図、第6図はタイ
マ・レジスタのブロツク回路図、第7図は一実施
例がキヤプチヤ動作を行うときのタイムチヤート
図である。 1……インクリメンタ、2……ラツチ回路、3
……レジスタブロツク、4……クリア制御部、5
……動作制御部、6……一致フラグ、7……中央
処理装置、31A至乃31D……カウンタ、32
A至乃32D……タイマ・レジスタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 複数動作の内から選択された動作に関する情
報を記憶し該選択された動作に関する情報に基づ
き動作制御信号を発生させる動作制御部と、各々
がデータ情報を記憶可能な複数のカウンタおよび
複数のタイマ・レジスタと該カウンタ及びタイ
マ・レジスタへのデータ情報の書き込み及び読み
出しを上記動作制御信号に応答して制御するバツ
フア回路とを有し上記カウンタおよびタイマ・レ
ジスタを複数の記憶素子の配列体により実現した
レジスタ・ブロツクと、上記動作制御信号に応答
して上記複数のカウンタのいずれかから読み出さ
れたデータ情報をインクリメントするインクリメ
ンタと、該インクリメンタによりインクリメント
されたデータ情報を一時的に保持し動作制御信号
に応答してインクリメントされたデータ情報を上
記いずれかのカウンタに転送可能なラツチ回路
と、インクリメントされたデータ情報と上記タイ
マ・レジスタに記憶されているデータ情報との一
致を検出したとき該検出結果を保持し所定の信号
を出力する一致フラグと、該フラグから出力され
る所定の信号に基づき上記動作制御信号に応答し
て上記カウンタに記憶されているデータ情報をク
リアするクリア制御部とを備えたタイマ/カウン
タ回路。 2 上記複数のカウンタが時分割処理によりイン
クリメントされるデータ情報を記憶し、所望の時
間間隔を表すデータ情報を内容によりアドレス可
能な複数の記憶素子で構成されたタイマ・レジス
タに保持し、いずれかのカウンタに記憶されてい
たデータ情報がインクリメントされたとき該イン
クリメントされたデータ情報を上記いずれかのカ
ウンタに書き込むとともに、上記タイマ・レジス
タに問い合わせて上記タイマ・レジスタの各記憶
素子からの応答出力を並列接続して一致信号とし
該一致信号に基づき一致フラグが一致結果を保持
し、上記所定信号に割り込み信号が含まれている
特許請求の範囲第1項記載のタイマ/カウンタ回
路。 3 上記複数のカウンタが時分割処理によりイン
クリメントされるデータ情報を記憶し、選択され
た動作に関する情報がキヤプチヤ動作に関する情
報であり、上記動作制御部から出力される動作制
御信号にキヤプチヤ・トリガ信号が含まれてお
り、インクリメントされたデータ情報が上記キヤ
プチヤ・トリガ信号に基づき上記カウンタに書き
込まれるとともにタイマ・レジスタにも同じ値が
記憶される特許請求の範囲第1項記載のタイマ/
カウンタ回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61270144A JPS63123218A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | タイマ/カウンタ回路 |
| EP87116725A EP0267612B1 (en) | 1986-11-12 | 1987-11-12 | Timer/counter using a register block |
| DE3752211T DE3752211T2 (de) | 1986-11-12 | 1987-11-12 | Zeitgeber/Zähler mit einem Registerblock |
| US07/119,515 US4939755A (en) | 1986-11-12 | 1987-11-12 | Timer/counter using a register block |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61270144A JPS63123218A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | タイマ/カウンタ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63123218A JPS63123218A (ja) | 1988-05-27 |
| JPH056207B2 true JPH056207B2 (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=17482158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61270144A Granted JPS63123218A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | タイマ/カウンタ回路 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4939755A (ja) |
| EP (1) | EP0267612B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63123218A (ja) |
| DE (1) | DE3752211T2 (ja) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2656304B2 (ja) * | 1988-06-23 | 1997-09-24 | 株式会社東芝 | ディジタル形保護継電装置 |
| JPH0210417A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-16 | Fujitsu Ltd | カウンタ回路 |
| JPH0296963A (ja) * | 1988-10-03 | 1990-04-09 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
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