JPH06224746A - 同期式カウンタ回路 - Google Patents

同期式カウンタ回路

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Publication number
JPH06224746A
JPH06224746A JP50A JP2719493A JPH06224746A JP H06224746 A JPH06224746 A JP H06224746A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 2719493 A JP2719493 A JP 2719493A JP H06224746 A JPH06224746 A JP H06224746A
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JP
Japan
Prior art keywords
output
counter circuit
circuit
flip
latch circuit
Prior art date
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Withdrawn
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JP50A
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English (en)
Inventor
Motoo Azuma
基雄 東
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH06224746A publication Critical patent/JPH06224746A/ja
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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 非同期式カウンタ回路を用いて動作速度を向
上できるようにした同期式カウンタ回路を提供する。 【構成】 リップルダウンカウンタ回路1と、該ダウン
カウンタ回路1の各カウンタ出力信号を2ビット下位の
カウンタ出力信号でラッチする初段のラッチ回路2-1
と、前段のラッチ回路の出力を前段のラッチ回路より1
ビット下位のカウンタ出力信号でラッチする中間のラッ
チ回路2-2,・・・ 2-(N-2) と、前段のラッチ回路2-
(N-2)の出力を前記ダウンカウンタ回路1の入力クロッ
ク信号CKでラッチする最終段のラッチ回路2-(N-1)と
で同期式アップカウンタ回路を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高速で動作する半導
体集積回路で使用する同期式カウンタ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、同期式のカウンタ回路としては、
図7に示すような構成のものが知られている。この従来
例は、同じクロック信号CKのエッジで動作する複数個
のD−フリップフロップ101 〜104 の間に、エクスクル
シブオア回路112 ,113 ,114やオア回路123 ,124 を
含む数個のゲート回路を介在させた構成となっており、
各D−フリップフロップ101 〜104 のQ出力よりカウン
ト出力Q1〜Q4を出力するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成の同期式カウンタ回路においては、その最高動作
周波数は、D−フリップフロップ1段の遅延時間と、各
D−フリップフロップ間に介在されるゲート回路の遅延
時間を加えたもので決定されることになり、これらのゲ
ート回路の遅延時間は、上位ビットになるほど大きくな
るという問題点がある。
【0004】本発明は、従来の同期式カウンタ回路にお
ける上記問題点を解消するためになされたもので、動作
速度を可能な限り向上できるようにした同期式カウンタ
回路を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、非同期式ダウンカウンタ回路
と、該ダウンカウンタ回路の各カウント出力信号を2ビ
ット下位のカウント出力信号でラッチする初段のラッチ
回路と、前段のラッチ回路の出力を前段のラッチ回路よ
り1ビット下位のカウント出力信号でラッチする中間の
ラッチ回路と、前段のラッチ回路の出力を前記ダウンカ
ウンタ回路の入力クロック信号でラッチする最終段のラ
ッチ回路とで同期式アップカウンタ回路を構成するもの
であり、また前記非同期式ダウンカウンタ回路を非同期
式アップカウンタ回路に変えることにより同期式ダウン
カウンタ回路を構成するものである。
【0006】このように構成した同期式のアップカウン
タ回路あるいはダウンカウンタ回路においては、非同期
式のダウンカウンタ回路又はアップカウンタ回路のカウ
ント出力信号を初段のラッチ回路において2ビット前の
カウント出力信号でラッチし、その初段のラッチ回路の
出力を中間のラッチ回路において更に1ビット前のカウ
ント出力信号でラッチするという動作を繰り返し、最後
に最終段のラッチ回路においてダウンカウンタ回路又は
アップカウンタ回路の入力クロック信号で前段のラッチ
回路の出力をラッチする。この動作を全ビットに対して
行うことにより、同期式のアップカウンタ回路動作又は
ダウンカウンタ回路動作が得られる。
【0007】従来の同期式カウンタ回路は、前述のとお
り、同一のクロック信号のエッジで動作するD−フリッ
プフロップの間に、エクスクルシブオア回路を含む数個
のゲート回路を介在させている構成であるのに比較し、
本発明による同期式カウンタ回路は、上記のように構成
されているため、非同期式カウンタ回路を構成するフリ
ップフロップ2段分の遅延時間が最大動作周波数を決定
する。したがって、フリップフロップ1段分の遅延時間
が、エクスクルシブオア回路やオア回路を含む数個のゲ
ート回路の遅延時間よりも小さく構成することにより、
最高動作周波数を向上させることができる。
【0008】
【実施例】次に実施例について説明する。図1は、本発
明に係る同期式カウンタ回路の基本的な実施例の1ビッ
ト分を示すブロック構成図である。図において、1は非
同期式のダウンカウンタ回路で、その最上位ビットのカ
ウント出力QN を、ラッチ回路2-1において2ビット前
のカウント出力QN-2 でラッチし、ラッチ回路2-1の出
力を次段のラッチ回路2-2において更に1ビット前のカ
ウント出力QN-3 でラッチする。以下、同様の動作を繰
り返し行うラッチ回路を縦続接続し、最終段のラッチ回
路2-(N-1)において、前段のラッチ回路2-(N-2)の出力
を、ダウンカウンタ回路1の入力クロック信号CKでラ
ッチするように構成する。このようなラッチ回路構成
を、全てのビットに対して設けることにより、同期式の
アップカウンタ回路が構成される。
【0009】このように構成した同期式アップカウンタ
回路は、前述のように、非同期式ダウンカウンタ回路1
を構成するフリップフロップ1段分の遅延時間を、従来
のフリップフロップ間に介在させるゲート回路の遅延時
間よりも小さくすることにより、最高動作周波数を向上
させることができる。
【0010】また、上記非同期式ダウンカウンタ回路を
非同期式アップカウンタ回路に換えることにより、同様
に従来のものと比較して高速に動作させることができる
同期式ダウンカウンタ回路を構成することができる。
【0011】次に、本発明の具体的な実施例を図2に基
づいて説明する。この実施例は同期式のアップカウンタ
回路を構成するものである。図において、11〜14は、そ
れぞれXQ出力(Q出力の反転出力)がD入力に接続さ
れトグル動作を行うD−フリップフロップで、これらの
D−フリップフロップ11〜14へのクロック信号は、D−
フリップフロップ11へはクロック信号CK入力端子から
供給され、D−フリップフロップ12〜14へは、それぞれ
D−フリップフロップ11〜13のQ出力から供給され、リ
ップルのダウンカウンタ回路10を構成している。
【0012】そして、このダウンカウンタ回路10の最下
位ビットのD−フリップフロップ11のQ出力は、そのま
ま同期式アップカウンタ回路の1ビット目の出力U1と
なり、ダウンカウンタ回路10の2ビット目のD−フリッ
プフロップ12のQ出力(ア)は、Q出力より出力U2を
出力するD−フリップフロップ42のD入力に接続されて
いる。なお、このD−フリップフロップ42のクロック信
号は、クロック信号CK入力端子より供給されるように
なっており、したがって出力U2の出力タイミングは、
出力U1のタイミングと一致する。
【0013】次に、ダウンカウンタ回路10の3ビット目
のD−フリップフロップ13のQ出力(イ)は、D−フリ
ップフロップ33のD入力に接続される。そして、このD
−フリップフロップ33のクロック信号としては出力U1
が入力され、そのQ出力(ウ)は出力U3を出力するD
−フリップフロップ43のD入力に接続される。そして、
このD−フリップフロップ43のクロック信号もクロック
信号CK入力端子より供給されるようになっている。
【0014】更に、ダウンカウンタ回路10の4ビット目
のD−フリップフロップ14のQ出力(エ)は、D−フリ
ップフロップ24のD入力に接続され、このD−フリップ
フロップ24のクロック信号は、D−フリップフロップ12
のQ出力(ア)より供給され、Q出力(オ)はD−フリ
ップフロップ34のD入力に接続されている。そして、こ
のD−フリップフロップ34のクロック信号としては出力
U1が入力され、D−フリップフロップ34のQ出力
(カ)は、Q出力から出力U4を出力し、クロック信号
CK入力端子より供給されるクロック信号で動作するD
−フリップフロップ44のD入力に接続され、同期式アッ
プカウンタ回路を構成している。
【0015】次に、このように構成された同期式アップ
カウンタ回路の動作を、図3に示したタイミングチャー
トを参照しながら説明する。まず、リセット信号CLが
“H”レベルとなり、クロック信号CKが供給される
と、ダウンカウンタ回路10は、“0000”から“11
11”,“1110”とカウントダウンを開始する(波
形エ,イ,ア,U1参照)。そして、ダウンカウントの
信号をアップカウントの信号に変換するため、ダウンカ
ウンタ回路10のカウント出力を2段手前のD−フリップ
フロップのQ出力でラッチすることを繰り返し、最後は
入力クロック信号CKでラッチする。例えば、ダウンカ
ウンタ回路10の4ビット目のD−フリップフロップ14の
Q出力(エ)は、D−フリップフロップ24において2ビ
ット目のD−フリップフロップ12のQ出力(ア)でラッ
チし、更にD−フリップフロップ24のQ出力(オ)を、
D−フリップフロップ34において1ビット目のD−フリ
ップフロップ11のQ出力でラッチする。そして、最後に
D−フリップフロップ34のQ出力(カ)をダウンカウン
タ回路10の1ビット目のD−フリップフロップ11のクロ
ック入力であるクロック信号CKでラッチする。
【0016】このようにし、ダウンカウンタ回路10の1
ビット目はU1、2ビット目はア→U2、3ビット目は
イ→ウ→U3、4ビット目はエ→オ→カ→U4というよ
うに、全て最後には入力クロック信号CKと同期するこ
とになり、アップカウント動作となる。
【0017】このような構成の同期式アップカウンタ回
路は、多段化しても、タイミングのクリティカルな部分
は、D−フリップフロップ2段分の遅延でしかなく変化
しない。したがって、回路規模さえ許されれば、高速動
作可能な多ビット同期式アップカウンタ回路を構成する
ことも可能となる。
【0018】次に、具体的な他の実施例を図4に示す。
この実施例は、同期式ダウンカウンタ回路を構成するも
ので、その動作タイミングを図5に示す。この実施例の
構成の図2に示した実施例と異なる点は、図2に示した
実施例のリップルダウンカウンタ回路10をリップルアッ
プカウンタ回路50に置き換え、全てのD−フリップフロ
ップ51〜54,64,73,74,82,83,84をリセットではな
くプリセットする構成にした点である。このように構成
することにより、図2に示した実施例と同様な動作を行
う同期式ダウンカウンタ回路が得られる。
【0019】図6は、図2に示した実施例におけるリッ
プルダウンカウンタ回路10を、同期式のダウンカウンタ
回路90に変更した構成例を示す図である。この構成例の
ように、カウンタ部分はリップルカウンタ回路に限定し
なくても動作するが、この構成例の場合、最大動作周波
数は、同期式のダウンカウンタ回路90で決定されるた
め、速度的なメリットはない。
【0020】また、同様に図4に示した実施例における
リップルアップカウンタ回路50を、同期式のアップカウ
ンタ回路に変更しても、同様に動作することはいうまで
もない。
【0021】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、従来の同期式カウンタ回路が動作でき
る周波数よりも更に高い周波数で、カウント動作させる
ことが可能となり、同じデバイスで使用できる最高周波
数を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る同期式カウンタ回路の基本的な実
施例の1ビット分を示すブロック構成図である。
【図2】本発明の具体的な実施例を示すブロック構成図
である。
【図3】図2に示した実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
【図4】本発明の具体的な他の実施例を示すブロック構
成図である。
【図5】図4に示した実施例の動作を説明するためのタ
イミングチャートである。
【図6】図2に示した実施例の一部の構成を変更した構
成例を示すブロック構成図である。
【図7】従来の同期式カウンタ回路の構成例を示すブロ
ック構成図である。
【符号の説明】
1 非同期式ダウンカウンタ回路 2-1,2-2,・・・ 2-(N-1) ラッチ回路 10 リップルダウンカウンタ回路 11〜14,24,33,34,42,43,44 D−フリップフロッ
プ 50 リップルアップカウンタ回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非同期式ダウンカウンタ回路と、該ダウ
    ンカウンタ回路の各カウント出力信号を2ビット下位の
    カウント出力信号でラッチする初段のラッチ回路と、前
    段のラッチ回路の出力を前段のラッチ回路より1ビット
    下位のカウント出力信号でラッチする中間のラッチ回路
    と、前段のラッチ回路の出力を前記ダウンカウンタ回路
    の入力クロック信号でラッチする最終段のラッチ回路と
    で構成したことを特長とする同期式アップカウンタ回
    路。
  2. 【請求項2】 非同期式アップカウンタ回路と、該アッ
    プカウンタ回路の各カウント出力信号を2ビット下位の
    カウント出力信号でラッチする初段のラッチ回路と、前
    段のラッチ回路の出力を前段のラッチ回路より1ビット
    下位のカウント出力信号でラッチする中間のラッチ回路
    と、前段のラッチ回路の出力を前記アップカウンタ回路
    の入力クロック信号でラッチする最終段のラッチ回路と
    で構成したことを特長とする同期式ダウンカウンタ回
    路。
JP50A 1993-01-25 1993-01-25 同期式カウンタ回路 Withdrawn JPH06224746A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7630275B2 (en) 2006-08-21 2009-12-08 Elpida Memory, Inc. Latency counter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7630275B2 (en) 2006-08-21 2009-12-08 Elpida Memory, Inc. Latency counter

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