[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2017194789A - クロック発生装置、電子回路、集積回路、及び電気機器 - Google Patents

クロック発生装置、電子回路、集積回路、及び電気機器 Download PDF

Info

Publication number
JP2017194789A
JP2017194789A JP2016083753A JP2016083753A JP2017194789A JP 2017194789 A JP2017194789 A JP 2017194789A JP 2016083753 A JP2016083753 A JP 2016083753A JP 2016083753 A JP2016083753 A JP 2016083753A JP 2017194789 A JP2017194789 A JP 2017194789A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
clock
oscillator
clock signal
circuit
external
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016083753A
Other languages
English (en)
Inventor
功 丹羽
Isao Niwa
功 丹羽
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.)
Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
Priority to JP2016083753A priority Critical patent/JP2017194789A/ja
Priority to CN201710223491.XA priority patent/CN107305405A/zh
Priority to US15/488,676 priority patent/US10491225B2/en
Publication of JP2017194789A publication Critical patent/JP2017194789A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/04Generating or distributing clock signals or signals derived directly therefrom
    • G06F1/12Synchronisation of different clock signals provided by a plurality of clock generators
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • H03B5/36Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator active element in amplifier being semiconductor device
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/099Details of the phase-locked loop concerning mainly the controlled oscillator of the loop
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage
    • G01R23/10Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage by converting frequency into a train of pulses, which are then counted, i.e. converting the signal into a square wave
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/30Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator
    • H03B5/32Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element being electromechanical resonator being a piezoelectric resonator
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08Details of the phase-locked loop
    • H03L7/14Details of the phase-locked loop for assuring constant frequency when supply or correction voltages fail or are interrupted
    • H03L7/146Details of the phase-locked loop for assuring constant frequency when supply or correction voltages fail or are interrupted by using digital means for generating the oscillator control signal
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/181Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a numerical count result being used for locking the loop, the counter counting during fixed time intervals
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/183Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
    • G11C17/08Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards using semiconductor devices, e.g. bipolar elements
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L2207/00Indexing scheme relating to automatic control of frequency or phase and to synchronisation
    • H03L2207/06Phase locked loops with a controlled oscillator having at least two frequency control terminals

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
  • Manipulation Of Pulses (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

【課題】外部発振器のクロック周波数が予め定められていない場合に、外部発振器のクロック周波数と相関を有する周波数の内部クロック信号を生成可能なクロック発生装置を提供する。
【解決手段】クロック発生装置105は、メモリ134と、PLL回路120とを備える。メモリ134は、所定のタイミングで、外部発振器200により生成される外部クロック信号の周波数に関する情報を記憶するように構成される。PLL回路120は、メモリ134に記憶された情報に基づいて第1のクロック信号と相関を有する第2のクロック信号を生成する。
【選択図】図1

Description

この発明は、クロック発生装置、並びに、このクロック発生装置を含む、電子回路、集積回路及び電気機器に関し、特に、外部に設けられる発振器により生成されるクロック信号に同期して処理を実行するクロック発生装置、並びに、このクロック発生装置を含む、電子回路、集積回路及び電気機器に関する。
外部に設けられた発振器(以下、「外部発振器」とも称する。)により生成されるシステムクロック信号に同期して処理を実行する電子回路が知られている。外部発振器は、たとえば水晶振動子を用いて構成されるため周波数精度が高いが、パッケージにより保護されていないため、埃等が原因となって故障する可能性がある。外部発振器が故障した場合、この電子回路は動作することができず、たとえば外部のマイコンにエラーを通知することもできない。
たとえば、特開2010−3199号公報(特許文献1)は、外部発振器により生成されるシステムクロック信号に同期して処理を実行する半導体集積回路を開示する。この半導体集積回路は、内部に設けられた発振器(以下、「内部発振器」とも称する。)をさらに備える。この半導体集積回路においては、外部発振器の異常が検知された場合に、内部発振器によってシステムクロック信号が生成される。
これにより、この半導体集積回路は、外部発振器に異常が生じたとしても、内部発振器により生成されるシステムクロック信号を用いることで動作を継続することができる。
特開2010−3199号公報
上記特許文献1に開示される半導体集積回路のように、外部発振器の異常時に内部発振器を用いて電子回路を動作させるためには、内部発振器のクロック周波数が外部発振器のクロック周波数と相関を有する必要がある。電子回路(半導体集積回路を含む。)が特定のシステムに用いられる専用品である場合には、電子回路の動作に使用されるクロック周波数を予め特定することができる。したがって、内部発振器のクロック周波数と外部発振器のクロック周波数とに相関を持たせることができる。
しかしながら、電子回路が様々なシステムに用いられる汎用品である場合、電子回路の動作に必要なクロック周波数は、電子回路が適用されるシステムの仕様により変わる可能性がある。したがって、電子回路の出荷時には使用されるクロック周波数を予め特定することができず、内部発振器のクロック周波数と外部発振器のクロック周波数とに相関を持たせることができない場合が生じ得る。この場合には、外部発振器に異常が生じた場合に、電子回路の動作継続を保障することができない。
この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、外部発振器のクロック周波数が予め定められていない場合に、外部発振器のクロック周波数と相関を有する周波数の内部クロック信号を生成可能なクロック発生装置を提供することである。
この発明のある局面に従うクロック発生装置は、外部に設けられた第1の発振器の発振に伴なって発生する第1のクロック信号を用いる。クロック発生装置は、メモリと、第2の発振器とを備える。メモリは、所定のタイミングで第1のクロック信号の周波数に関する情報を記憶するように構成される。第2の発振器は、メモリに記憶された情報に基づいて第1のクロック信号と相関を有する第2のクロック信号を発生させる。
また、この発明の別の局面に従う電子回路は、上記クロック発生装置と、論理回路と、アナログ回路及びI/O回路とを備える。論理回路は、クロック発生装置から出力される第1又は第2のクロック信号に同期して処理を実行する。アナログ回路及びI/O回路は、それぞれ論理回路と接続される。
また、この発明の別の局面に従う集積回路は、上記クロック発生装置が集積された集積回路である。
また、この発明の別の局面に従う電気機器は、上記クロック発生装置を搭載した電気機器である。
このクロック発生装置、並びに、このクロック発生装置を含む、電子回路、集積回路及び電気機器(以下、「クロック発生装置等」とも称する。)においては、所定のタイミングで第1のクロック信号(外部クロック信号)の周波数に関する情報がメモリに記憶される。そして、メモリに記憶された情報に基づいて第2の発振器(内部発振器)により第1のクロック信号と相関を有する第2のクロック信号(内部クロック信号)が生成される。内部発振器は、外部発振器と比較して、埃等が原因となって故障する可能性が低い。すなわち、このクロック発生装置等によれば、外部発振器のクロック周波数と相関を有するクロック信号をより安定的に生成することができる。
好ましくは、所定のタイミングは、第1の発振器の安定発振時である。
このクロック発生装置によれば、外部発振器の安定発振時のクロック周波数と相関を有するクロック信号をより安定的に生成することができる。
また、さらに好ましくは、所定のタイミングは、クロック発生装置の外部のマイコンから指示を受けたタイミングである。
このクロック発生装置によれば、たとえば外部のマイコンとクロック発生装置との通信が正常に開始された場合に、外部のマイコンから指示を受ければ、外部発振器の安定発振時のクロック周波数と相関を有するクロック信号をより安定的に生成することができる。
また、さらに好ましくは、クロック発生装置は、さらにタイマーを備える。所定のタイミングは、タイマーが予め定められた時間を計時したタイミングである。
このクロック発生装置によれば、たとえば第1の発振器の発振開始後、第1の発振器が安定発振状態に移行するであろう時間が予め定められていれば、外部発振器の安定発振時のクロック周波数と相関を有するクロック信号をより安定的に生成することができる。
また、好ましくは、クロック発生装置は、第1及び第2のクロック信号のいずれか一方を出力する。
このクロック発生装置によれば、たとえば第1の発振器に異常が生じたとしても、第2の発振器を用いることで、このクロック発生装置を備える電子回路等を動作させることができる。
また、好ましくは、このクロック発生装置において、第2の発振器は、印加電圧によって発振周波数が設定される電圧制御発振器を含むPLL(Phase Locked Loop)回路である。そして、第1のクロック信号の周波数に関する情報は、第1のクロック信号の周波数に対応する周波数を有する信号を生成させるために、電圧制御発振器に印加される電圧を示す情報である。
このクロック発生装置によれば、メモリに記憶された情報が示す電圧を電圧制御発振器に印加することにより、第1のクロック信号の周波数と相関を有する第2のクロック信号をPLL回路に生成させることができる。
また、さらに好ましくは、このクロック発生装置において、電圧制御発振器は、上記情報がメモリに記憶される前は、第1のクロック信号によりリアルタイムに生成されるリアルタイム信号に基づいて第3のクロック信号を発生させ、上記情報がメモリに記憶された後は、上記情報に基づいて第2のクロック信号を発生させる。
また、さらに好ましくは、このクロック発生装置において、リアルタイム信号は、第1のクロック信号によりリアルタイムに生成される電圧信号である。
また、好ましくは、このクロック発生装置は、第1及び第2のクロック信号を比較することにより、第1の発振器の異常を検知する検知回路をさらに備える。
このクロック発生装置においては、第1及び第2のクロック信号が比較されることにより、第1の発振器の異常が検知される。このクロック発生装置によれば、外部発振器の安定発振時におけるクロック周波数と相関を有する内部クロック信号が生成されるため、使用されるクロック周波数が予め定められていなくても、第1及び第2のクロック信号を比較することにより、第1の発振器(外部発振器)の異常を検知することができる。
また、さらに好ましくは、このクロック発生装置において、検知回路は、所定期間内における第1及び第2のクロック信号の立ち上がりエッジの数の差が2以上となった場合に、第1の発振器の異常を検知する。
第1の発振器が正常に動作していたとしても、第1の発振器を長期間使用していると、第1及び第2のクロック信号の位相差が徐々に拡大する場合がある。第1及び第2のクロック信号の位相差が拡大すると、第1の発振器が正常に動作していたとしても、所定期間内の立ち上がりエッジの数の差が最大で1つ生じる可能性がある。このクロック発生装置においては、立ち上がりエッジの数の差が2つ以上となった場合に、第1の発振器の異常が検知される。したがって、第1及び第2のクロック信号の位相差が拡大したとしても、第1の発振器の異常を誤検知する可能性を低減することができる。
また、さらに好ましくは、このクロック発生装置は、リアルタイム信号とメモリに記憶された情報に基づく信号とを比較することにより、第1の発振器の異常を検知する検知回路をさらに備える。
このクロック発生装置においては、リアルタイム信号とメモリに記憶された情報に基づく信号とが比較されることにより、第1の発振器の異常が検知される。このクロック発生装置においては、外部発振器の安定発振時におけるクロック周波数と相関を有する内部クロック信号を生成するための情報がメモリに記憶される。リアルタイム信号がメモリに記憶された情報に基づく信号と想定以上の差を有する場合には、第1の発振器に異常が生じている可能性が高い。したがって、このクロック発生装置によれば、リアルタイム信号とメモリに記憶された情報に基づく信号とを比較することにより、第1の発振器の異常を検知することができる。
また、さらに好ましくは、このクロック発生装置は、検知回路により第1の発振器の異常が検知された場合には、第1のクロック信号に代えて第2のクロック信号を出力する。
したがって、このクロック発生装置によれば、第1の発振器の異常が検知されたとしても、第2の発振器により生成された第2のクロック信号を用いることで、このクロック発生装置を備える電子回路等を動作させることができる。
また、好ましくは、このクロック発生装置において、上記情報は、メモリに一度記憶されると固定される。
また、好ましくは、このクロック発生装置において、メモリは、OTPROM(One Time Programmable Read Only Memory)である。
また、好ましくは、第1及び第2のクロック信号の周波数は同一である。
この発明によれば、外部発振器のクロック周波数が予め定められていない場合に、外部発振器のクロック周波数と相関を有する周波数の内部クロック信号を生成可能なクロック発生装置を提供することができる。
実施の形態1に従う電子回路が適用されるシステムの構成図である。 検知回路による外部発振器の異常検知方法の一例を説明するための図である。 外部発振器の異常検知手順の具体例を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態2に従う電子回路の構成図である。 他の実施の形態における第1の例としての電子回路が適用されるシステムの構成図である。 他の実施の形態における第2の例としての電子回路を示す構成図である。
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
(実施の形態1)
[システム構成]
図1は、実施の形態1に従う電子回路100が適用されるシステム1(たとえば、電気機器)の構成図である。図1を参照して、システム1は、電子回路100と、外部発振器200と、マイコン300とを備える。電子回路100は、外部発振器200の正常動作時、外部発振器200により生成されるクロック信号(以下、「外部クロック信号」とも称する。)に同期して処理を実行し、必要に応じてマイコン300と通信する。
マイコン300は、たとえば、図示しないCPU(Central Processing Unit)及び内部メモリを含む。マイコン300は、内部メモリ(不図示)に記憶されたプログラムに従って処理を実行することにより、システム1の主要機能を実現する。マイコン300は、電子回路100に接続され、必要に応じて電子回路100と通信する。
外部発振器200は、圧電振動子210と、コンデンサC1,C2とを含む。圧電振動子210の一端は、端子XTINに接続される。圧電振動子210の一端とグランドGNDとの間には、コンデンサC1が接続される。圧電振動子210の他端は、端子XTOUTに接続される。圧電振動子210の他端とグランドGNDとの間には、コンデンサC2が接続される。外部発振器200は、圧電振動子210の安定発振時に、圧電振動子210の特性に応じた周波数のクロック信号(外部クロック信号XIN)を生成する。外部発振器200の発振周波数は、電子回路100が用いられるシステムの仕様に応じて適宜選択される。圧電振動子210としては、たとえば水晶振動子やセラミック振動子が用いられる。したがって、外部発振器200の周波数精度は比較的高く、たとえば30ppm以下である。
電子回路100は、半導体集積回路である。電子回路100は、クロック発生装置105と、論理回路160と、アナログ回路170と、I/O(Input/Output)回路180とを含む。クロック発生装置105は、発振回路110と、PLL回路120と、記憶部130と、検知回路140と、マルチプレクサ150とを含む。
発振回路110は、AND回路112と、NAND回路114と、抵抗R1とを含む。AND回路112は2つの入力端子を有し、一方の入力端子は、端子XTINを通じて、圧電振動子210の一端に接続される。AND回路112の他方の入力端子は、イネーブル信号ENが入力されるように構成される。AND回路112の出力端子は、PLL回路120、検知回路140、及びマルチプレクサ150に接続される。
NAND回路114は2つの入力端子を有し、一方の入力端子は、端子XTINを通じて、圧電振動子210の一端に接続される。NAND回路114の他方の入力端子は、イネーブル信号ENが入力されるように構成される。NAND回路114の出力端子は、端子XTOUTを通じて、圧電振動子210の他端に接続される。抵抗R1は、端子XTINとXTOUTとの間に接続される。
不図示の電源による外部発振器200への電力供給の開始後、イネーブル信号ENがオフ状態である場合、AND回路112は、他方の入力端子の状態に拘わらずオフ状態の信号OSC_XINを出力する(「ロー信号」を出力する。)。この場合、NAND回路114は、オン状態の信号XOUTを出力する(「ハイ信号」を出力する。)。
イネーブル信号ENがオン状態になると、AND回路112は、外部クロック信号XINと同一の外部クロック信号OSC_XINをPLL回路120、検知回路140及びマルチプレクサ150に出力する。この場合、NAND回路114は、外部クロック信号XINを反転したクロック信号XOUTを、端子XTOUTを通じて、圧電振動子210に帰還させる。なお、発振回路110の構成はこれに限定されない。たとえば、発振回路110は、インバータ等により実現されてもよい。要するに、発振回路110は、クロック信号を発生させることができればどのような構成であってもよい。
PLL回路120は、位相比較器121と、ローパスフィルタ122と、電圧制御発振器(VCO:Voltage-Controlled Oscillator)123と、分周器124,125とを含む。PLL回路120は、発振回路110から入力される外部クロック信号OSC_XINに基づいて、外部クロック信号と同一周波数のクロック信号(以下、「内部クロック信号」とも称する。)OSC_INTを生成する。PLL回路120は、内部クロック信号OSC_INTを検知回路140及びマルチプレクサ150に出力する。
位相比較器121は、分周器124の出力信号と外部クロック信号OSC_XINとの位相差を電圧に変換してローパスフィルタ122に出力する。ローパスフィルタ122は、位相比較器121の出力を平滑化し、分周器124の出力信号と外部クロック信号OSC_XINとの位相差が打ち消されるような電圧を電圧制御発振器123及び記憶部130に出力する。ローパスフィルタ122の出力信号は、外部クロック信号OSC_XINによりリアルタイムに生成されるリアルタイム信号(電圧信号)ということもできる。
電圧制御発振器123は、印加電圧によって発振周波数が設定される発振器である。電圧制御発振器123は、たとえばシリコンで構成される。したがって、電圧制御発振器123の周波数精度は、外部発振器200(上述の通り、たとえば水晶やセラミックで構成される。)よりも低い。電圧制御発振器123においては、ローパスフィルタ122の出力電圧(リアルタイム信号)に基づいて、分周器124の出力信号と外部クロック信号OSC_XINとの位相差が打ち消されるようなクロック信号が生成される。たとえば、電圧制御発振器123においては、システム1の出荷検査時(システム1の正確な動作が保障されたタイミング)に、クロック信号が生成される。
電圧制御発振器123は、たとえば、スイッチ126を含む。スイッチ126は、電圧制御発振器123の電気的な接続先を、ローパスフィルタ122とD/Aコンバータ136との間で切り替える。詳細については後述するが、ローパスフィルタ122の出力電圧が安定した後に記憶部130がローパスフィルタ122からの入力電圧を示す情報を記憶すると、スイッチ126の接続先がローパスフィルタ122からD/Aコンバータ136に切り替わる。すなわち、電圧制御発振器123への入力信号は、ローパスフィルタ122の出力信号から記憶部130の出力信号に切り替わる。その後、電圧制御発振器123は、記憶部130から入力されるロック電圧に基づいてクロック信号を生成する。すなわち、記憶部130から入力されるロック電圧、電圧制御発振器123、及び分周期125により内部クロック信号OSC_INTが生成される。なお、分周器124により周波数が1/N倍されるため、電圧制御発振器123においては、外部クロック信号OSC_XINのN倍の周波数を有するクロック信号が生成される。
分周期125は、電圧制御発振器123により生成されたクロック信号の周波数を1/N倍する。これにより、外部クロック信号と同一周波数の内部クロック信号OSC_INTが生成される。生成された内部クロック信号OSC_INTは、検知回路140及びマルチプレクサ150に出力される。
記憶部130は、A/Dコンバータ(ADC)132と、メモリ134と、D/Aコンバータ(DAC)136とを含む。A/Dコンバータ132は、アナログ信号をデジタル信号に変換する電子回路である。A/Dコンバータ132は、ローパスフィルタ122から電圧の入力を受ける。A/Dコンバータ132は、ローパスフィルタ122からの入力電圧(電圧制御発振器123の印加電圧)をデジタル信号に変換し、メモリ134に出力する。
メモリ134は、不揮発性メモリであり、たとえばフラッシュメモリやOTPROM(One Time Programmable Read Only Memory)で構成される。メモリ134は、論理回路160からの指示に従って、ローパスフィルタ122からの入力電圧(電圧制御発振器123の印加電圧)を示すデジタル信号(以下、「電圧情報」とも称する。)を記憶する。
たとえば、論理回路160は、マイコン300からの指示を受けて、メモリ134に電圧情報を記憶させるように記憶部130に指示する。マイコン300は、たとえば、電子回路100との通信が正常に開始された場合に、外部発振器200及びPLL回路120が安定発振状態になったと判定し、その後、メモリ134に電圧情報を記憶させるように論理回路160に指示する。これにより、メモリ134は、外部発振器200の安定発振時における電圧情報(ローパスフィルタ122の出力電圧を示す情報)を記憶することができる。また、電圧情報は、メモリ134に一度記憶されると、変更されないように固定されることが好ましい。たとえば、出荷検査時等のシステム1の正確な動作が保障されている時にメモリ134に記憶された電圧情報が固定されると、以後は固定された電圧情報に基づいて内部クロック信号OSC_INTの周波数が決定される。この場合には、内部クロック信号OSC_INTは、外部クロック信号OSC_XINと同一周波数で固定される。
D/Aコンバータ136は、デジタル信号をアナログ信号に変換する電子回路である。D/Aコンバータ136は、メモリ134に記憶された電圧情報を出力電圧に変換し、電圧制御発振器123に出力する。一旦、メモリ134に電圧情報が記憶されると、電圧制御発振器123は、その後、ローパスフィルタ122からの入力に拘わらず、メモリ134に記憶された電圧情報に基づいてクロック信号を生成する。
すなわち、外部発振器200の安定発振時にメモリ134が電圧情報を記憶すると、その後に外部発振器200が故障したとしても、PLL回路120は、入力されたロック電圧、電圧制御発振器123、及び分周期125により、外部発振器200の安定発振時における外部クロック信号と同一周波数の内部クロック信号を生成することができる。
検知回路140は、カウンタ及び比較器(不図示)を含む。検知回路140は、発振回路110から外部クロック信号OSC_XINの入力を受け、PLL回路120から内部クロック信号OSC_INTの入力を受ける。検知回路140は、外部クロック信号OSC_XINと内部クロック信号OSC_INTとを比較することにより、外部発振器200の異常を検知する。
外部発振器200の異常が検知されると、検知回路140は、外部発振器200に異常が生じている旨を通知するための信号(以下、「異常通知信号」とも称する。)AB1をオン状態にしてマルチプレクサ150及び論理回路160に出力する。論理回路160は、オン状態の異常通知信号AB1の入力を受けると、オン状態の異常通知信号AB2をマイコン300に出力する。これにより、マイコン300は、外部発振器200に異常が生じた旨を認識することができる。検知回路140については後程詳しく説明する。
マルチプレクサ150は、検知回路140から入力される異常通知信号AB1がオン状態(異常)であるかオフ状態(正常)であるかに応じて、論理回路160に出力するクロック信号を切り換える。すなわち、マルチプレクサ150は、検知回路140から入力される異常通知信号AB1がオフ状態(正常)であるときは、外部クロック信号OSC_XINを論理回路160に出力する一方、検知回路140から入力される異常通知信号AB1がオン状態(異常)であるときは、内部クロック信号OSC_INTを論理回路160に出力する。これにより、外部発振器200に異常が生じたとしても、論理回路160は、内部クロック信号OSC_INTに同期して処理を継続することができる。
論理回路160は、マルチプレクサ150から入力されるクロック信号(外部発振器200の正常動作時には外部クロック信号OSC_XIN)に同期して処理を実行する。論理回路160は、電子回路100の機能を実現するためにアナログ回路170を制御したり、I/O回路180を通じてマイコン300と通信したりする。
アナログ回路170は、電子回路100の機能を実現するための電子回路である。アナログ回路170は、電子回路100の機能に応じて適宜設けられる。I/O回路180は、電子回路100とマイコン300との通信を実現するためのインターフェース回路である。I/O回路180としては、公知の種々のインターフェース回路が採用され得る。
[外部発振器の異常検知]
外部発振器200の異常時にPLL回路120を用いて電子回路100を動作させるためには、外部発振器200のクロック周波数とPLL回路120のクロック周波数とが相関を有する必要がある。
上述のように、クロック発生装置105においては、外部発振器200の安定発振時における外部クロック信号OSC_XINと同一周波数の内部クロック信号OSC_INTがPLL回路120により生成される。したがって、外部発振器200に異常(故障等)が生じた場合に、論理回路160が同期するクロック信号が外部クロック信号OSC_XINから内部クロック信号OSC_INTに切り替われば、電子回路100は、外部発振器200の異常発生時にも最低限の動作を継続することができる。外部発振器200の異常発生時にクロック信号を切り替えるために、クロック発生装置105は、まず、外部発振器200に異常が生じたことを検知する必要がある。
仮に、電子回路100が特定のシステムで用いられる専用品である場合には、電子回路100の動作に必要なクロック周波数を予め特定することができる。したがって、たとえば、外部発振器により生成されるクロック信号のロー信号期間及びハイ信号期間が正常か否かを検知することにより、外部発振器の異常を検知することができる。
しかしながら、上述の通り、外部発振器200の発振周波数は、電子回路100が用いられるシステムの仕様に応じて適宜選択される。したがって、電子回路100の出荷時には外部発振器200の発振周波数(使用されるクロック周波数)を特定できない。したがって、上述の方法によっては外部発振器200の異常を検知することができない。
クロック発生装置105においては、検知回路140が外部発振器200の異常を検知する。PLL回路120により生成される内部クロック信号OSC_INTのクロック周波数は、外部発振器200の安定発振時における外部クロック信号OSC_XINのクロック周波数と同一である。したがって、外部クロック信号OSC_XINと内部クロック信号OSC_INTとの間でクロック周波数の差が大きい場合には、外部発振器200に異常が生じている可能性が高い。
そこで、検知回路140は、発振回路110から入力される外部クロック信号OSC_XINと、PLL回路120から入力される内部クロック信号OSC_INTとを比較することにより、外部発振器200の異常を検知する。なお、検知回路140による外部発振器200の異常有無の判定は、メモリ134における電圧情報の記憶タイミングと同様、外部発振器200及びPLL回路120が安定発振状態となった後に、論理回路160からの指示に従って開始される。
次に、検知回路140による外部発振器200の異常検知方法の具体例について説明する。たとえば、検知回路140は、所定期間内における外部クロック信号OSC_XIN及び内部クロック信号OSC_INTの立ち上がりエッジの数を比較することにより、外部発振器200の異常を検知する。より具体的には、検知回路140は、所定期間内における外部クロック信号OSC_XIN及び内部クロック信号OSC_INTの立ち上がりエッジの数の差が2以上となった場合に、外部発振器200の異常を検知する。一方、所定期間内における外部クロック信号OSC_XIN及び内部クロック信号OSC_INTの立ち上がりエッジの数の差が1以下である場合に、検知回路140は、外部発振器200が正常であると判定する。
立ち上がりエッジの数の差が2以上となった場合に、初めて外部発振器200の異常を検知する理由について説明する。外部発振器200が正常に動作していたとしても、外部発振器200を長期間使用していると、外部クロック信号OSC_XIN及び内部クロック信号OSC_INTの位相差が拡大する。この位相差が拡大すると、外部発振器200が正常に動作していたとしても、所定期間内の立ち上がりエッジの数の差が最大で1つ生じる可能性がある。なお、位相差の最大は1周期であるので、立ち上がりエッジの数の差が生じても、外部発振器200が正常である限り、その差が1を超えることはない。そこで、クロック発生装置105においては、立ち上がりエッジの数の差が2つ以上となった場合に、初めて外部発振器200の異常が検知される。したがって、外部クロック信号OSC_XIN及び内部クロック信号OSC_INTの位相差が拡大したとしても、外部発振器200の異常を誤検知する可能性を低減することができる。
図2は、検知回路140による外部発振器200の異常検知方法の一例を説明するための図である。図2を参照して、横軸は時間を示し、縦軸は、上方から、外部クロック信号OSC_XINの一例、内部クロック信号OSC_INTの一例、外部発振器200の異常を検知するための検知ウィンドウ(所定期間)の一例、及び検知結果を示す。
この例では、異常検知タイミングから1.5クロック周期遡った時点から、異常検知タイミングまでの期間内(所定期間内)における、外部クロック信号OSC_XIN及び内部クロック信号OSC_INTの立ち上がりエッジ数の差が2以上となった場合に、外部発振器200の異常が検知される。なお、所定期間は、システム1の仕様に応じてマイコン300から指示を受けることにより設定される。
時刻t3における異常検知は、検知ウィンドウA1(時刻t1〜t3)の期間内における、外部クロック信号OSC_XIN及び内部クロック信号OSC_INTの立ち上がりエッジの数の差に基づいて行なわれる。検知ウィンドウA1に含まれる外部クロック信号OSC_XINの立ち上がりエッジの数は2であり、検知ウィンドウA1に含まれる内部クロック信号OSC_INTの立ち上がりエッジの数も2である。したがって、その差は0(<2)であるため、外部発振器200は正常(図中「マル」で示される。)であると判定される。
時刻t5における異常検知は、検知ウィンドウB1(時刻t2〜t5)を用いて行なわれる。検知ウィンドウB1に含まれる外部クロック信号OSC_XINの立ち上がりエッジの数は1であり、検知ウィンドウB1に含まれる内部クロック信号OSC_INTの立ち上がりエッジの数は2である。したがって、その差は1(<2)であるため、外部発振器200は正常であると判定される。
時刻t6における異常検知は、検知ウィンドウC1(時刻t4〜t6)を用いて行なわれる。検知ウィンドウC1に含まれる外部クロック信号OSC_XINの立ち上がりエッジの数は0であり、検知ウィンドウC1に含まれる内部クロック信号OSC_INTの立ち上がりエッジの数は2である。したがって、その差は2(≧2)であるため、外部発振器200の異常(図中「バツ」で示される。)が検知される。
以上のように、この実施の形態1に従うクロック発生装置105においては、外部発振器200の安定発振時における外部クロック信号OSC_XINと同一周波数の内部クロック信号OSC_INTが、PLL回路120により生成される。このクロック発生装置105によれば、外部発振器200のクロック周波数と相関を有する内部クロック信号を生成することができる。
そして、この実施の形態1に従うクロック発生装置105において、外部クロック信号及OSC_XINと内部クロック信号OSC_INTとが比較されることにより、外部発振器200の異常が検知される。このクロック発生装置105によれば、電子回路100において用いられるクロック周波数が予め定められていないとしても、外部発振器200の異常を検知することができる。
[外部発振器の異常検知手順の具体例]
次に、この実施の形態1における外部発振器200の異常検知手順の具体例について説明する。
図3は、外部発振器200の異常検知手順の具体例を説明するためのタイムチャートである。図3を参照して、横軸は時間を示し、縦軸は、上方から、外部発振器200に電力を供給する電源、イネーブル信号EN、NAND回路114の出力XOUT、AND回路112の出力OSC_XIN(外部クロック信号)、電圧情報の記憶指示、メモリ134の記憶情報、PLL回路120の出力OSC_INT(内部クロック信号)、検知回路140による検知結果、検知回路140により出力される異常通知信号AB1、マルチプレクサ150により出力されるシステムクロックSYC、及び論理回路160により出力される異常通知信号AB2を示す。
時刻t11において、イネーブル信号ENはオフ状態である。この状態で、外部発振器200に電力を供給する電源がオン状態に切り替えられると、NAND回路114の出力XOUTは、常時ハイ信号を出力する。
時刻t12において、イネーブル信号ENがオン状態に切り替えられると、時刻t13において、外部クロック信号XINが「ハイ」を示すタイミングでAND回路112が「ハイ」を出力し、外部クロック信号XINが「ロー」を示すタイミングでAND回路112が「ロー」を出力するようになるため、AND回路112の出力OSC_XINが発振を開始する。そして、外部クロック信号XINが「ハイ」を示すタイミングでNAND回路114が「ロー」を出力し、外部クロック信号XINが「ロー」を示すタイミングでNAND回路114が「ハイ」を出力するようになるため、NAND回路114の出力XOUTが、AND回路112の出力OSC_XINと反転した状態で発振を開始する。
時刻t13においてはメモリ134に電圧情報が記憶されていないため、AND回路112の出力OSC_XINの発振に合わせて、PLL回路120の出力も発振を開始する。そして、外部発振器200の異常が検知されていないため、AND回路112の出力OSC_XIN(外部クロック信号)が、システムクロックSYCとして、マルチプレクサ150から論理回路160に出力される。
その後、AND回路112の出力OSC_XIN及びPLL回路120の出力OSC_INTが安定発振状態となり、電子回路100とマイコン300との通信が正常に開始されると、時刻t14において、論理回路160がマイコン300から電圧情報の記憶指示を受ける。そして、論理回路160が電圧情報の記憶指示を記憶部130に出力し、時刻t15において、メモリ134に電圧情報が記憶される。また、メモリ134に電圧情報が記憶されると、電圧制御発振器123に印加される電圧がメモリ134に記憶された電圧に固定されるため、PLL回路120により生成される内部クロック信号OSC_INTのクロック周波数は固定される。
そして、時刻t16において、検知回路140による外部発振器200の異常有無の判定が開始される。具体的には、所定期間内における、内部クロック信号OSC_INT及び外部クロック信号OSC_XINの立ち上がりエッジの数を比較することにより、検知回路140は、外部発振器200に異常が生じているか否かを判定する。
その後、時刻t17において、外部発振器200に異常が生じると、NAND回路114及びAND回路112の出力の発振は停止し、それに合わせて、マルチプレクサ150から出力されるシステムクロックSYCも停止する。
時刻t18において、検知回路140が外部発振器200の異常を検知すると、検知回路140は、オン状態の異常通知信号AB1をマルチプレクサ150及び論理回路160に出力する。マルチプレクサ150にオン状態の異常通知信号AB1が入力されると、マルチプレクサ150は、出力するシステムクロックSYCを外部クロック信号OSC_XINから内部クロック信号OSC_INTに切り替える。これにより、マルチプレクサ150から出力されるクロック信号は、外部発振器200の安定発振時におけるクロック周波数で発振する。その結果、電子回路100は、内部クロック信号OSC_INTに従って動作を継続することができる。また、論理回路160にオン状態の異常通知信号AB1が入力されると、論理回路160は、時刻t19において、オン状態の異常通知信号AB2をマイコン300に出力する。これにより、マイコン300は、外部発振器200に異常が生じたことを認識することができる。
このように、この実施の形態1に従うクロック発生装置105においては、外部発振器200の安定発振時における外部クロック信号OSC_XINと同一周波数の内部クロック信号OSC_INTが、PLL回路120により生成される。このクロック発生装置105によれば、外部発振器200のクロック周波数と相関を有する内部クロック信号を生成することができる。
また、この実施の形態1に従うクロック発生装置105においては、外部クロック信号OSC_XIN及び内部クロック信号OSC_INT(外部クロック信号OSC_XINの安定発振時と同一周波数のクロック信号)が比較されることにより、外部発振器200の異常が検知される。このクロック発生装置105によれば、使用されるクロック周波数が予め定められていなかったとしても、外部発振器200の異常を検知することができる。
(実施の形態2)
実施の形態1に従うクロック発生装置105においては、所定期間内における外部クロック信号及び内部クロック信号の立ち上がりエッジの数が比較されることにより、外部発振器200の異常が検知された。この実施の形態2に従うクロック発生装置105Aにおいては、外部発振器の安定発振時にメモリ134に記憶された電圧と、現在外部発振器により生成されている外部クロック信号に基づいてローパスフィルタ122により出力される電圧とを比較することにより、外部発振器の異常が検知される。以下、この実施の形態2に従うクロック発生装置105Aを備える電子回路100Aについて、実施の形態1に従う電子回路100と異なる点を中心に説明する。
図4は、この実施の形態2に従う電子回路100Aの構成図である。図4を参照して、電子回路100Aは、実施の形態1に従う電子回路100のクロック発生装置105(図1)に代えて、クロック発生装置105Aを備える。クロック発生装置105Aは、検知回路140(図1)に代えて、検知回路192を備える。
外部発振器(不図示)に異常が生じた場合、ローパスフィルタ122により出力される電圧は変動する。たとえば、外部発振器の発振が停止した場合には、ローパスフィルタ122により出力される電圧は0(ゼロ)に近づく。
検知回路192は、ローパスフィルタ122により出力される電圧(リアルタイム信号)と、D/Aコンバータ136により出力される電圧とを比較することにより外部発振器の異常を検知する。メモリ134には、実施の形態1と同様、外部発振器の安定発振時におけるクロック周波数を実現するための電圧情報が記憶される。すなわち、D/Aコンバータ136から出力される電圧は、外部発振器の安定発振時におけるクロック周波数を実現するための電圧である。したがって、ローパスフィルタ122により出力される電圧と、D/Aコンバータ136により出力される電圧との差が所定値より大きい場合には、外部発振器に異常が生じている可能性が高い。そこで、検知回路192は、ローパスフィルタ122により出力される電圧と、D/Aコンバータ136により出力される電圧との差が所定値より大きい場合に、外部発振器の異常を検知する。
なお、検知回路192は、外部クロック信号OSC_XIN及び内部クロック信号OSC_INTが安定発振状態となった後に、論理回路160Aからの指示に従って外部発振器の異常有無の判定を開始する。論理回路160Aは、I/O回路180を通じて接続されるメインマイコン(不図示)からの指示に従って、外部発振器の異常有無の判定開始を検知回路192に指示する。検知回路192は、外部発振器の異常を検知すると、オン状態の異常通知信号AB1をマルチプレクサ150及び論理回路160Aに出力する。
マルチプレクサ150は、オン状態の異常通知信号AB1の入力を受けると、出力するクロック信号SYCを外部クロック信号OSC_XINから内部クロック信号OSC_INTに切り替える。これにより、電子回路100Aは、外部発振器に異常が生じたとしても内部クロック信号OSC_INTに基づいて動作を継続することができる。
また、論理回路160Aは、オン状態の異常通知信号AB1の入力を受けると、I/O回路180を通じて接続されるメインマイコンにオン状態の異常通知信号AB2を出力する。これにより、メインマイコンは、外部発振器に異常が生じた旨を認識することができる。
このように、この実施の形態2に従うクロック発生装置105Aにおいては、外部発振器の安定発振時における外部クロック信号OSC_XINと同一周波数の内部クロック信号OSC_INTが、PLL回路120により生成される。このクロック発生装置105Aによれば、使用されるクロック周波数が予め定められていなかったとしても、外部発振器200の異常を検知することができる。
また、この実施の形態2に従うクロック発生装置105Aにおいては、外部発振器の安定発振時にメモリ134に記憶された電圧と、現在外部発振器により生成されている外部クロック信号に基づいてローパスフィルタ122により出力される電圧とが比較されることにより、外部発振器の異常が検知される。このクロック発生装置105Aによれば、使用されるクロック周波数が予め定められていないとしても、外部発振器の異常を検知することができる。
(他の実施の形態)
以上のように、この発明の実施の形態として実施の形態1,2を説明した。しかしながら、この発明は必ずしもこの実施の形態1,2に限定されない。ここでは、他の実施の形態の一例について説明する。
実施の形態1,2において、PLL回路120は、外部クロック信号OSC_XINと同一周波数の内部クロック信号OSC_INTを生成することとした。しかしながら、PLL回路120により生成される内部クロック信号OSC_INTは、外部クロック信号OSC_XINと完全に同一の周波数である必要はない。たとえば、多少の周波数の差があってもよい。PLL回路120により生成される内部クロック信号と外部クロック信号との相関関係を予め特定することができれば、検知回路140は、内部クロック信号と外部クロック信号との間に多少の周波数の差があったとしても、その相関関係を考慮した上で内部クロック信号と外部クロック信号とを比較することにより、外部発振器の異常を検知することができる。
また、実施の形態1,2において、論理回路160及び160Aは、メインマイコンからの指示に従って、メモリ134に電圧情報の記憶を指示することとした。しかしながら、メモリ134が電圧情報を記憶するトリガーは、メインマイコンからの指示に限定されない。たとえば、別途タイマーを設けてもよい。この場合には、たとえば、外部発振器200の発振開始後、外部クロック信号及び内部クロック信号の発振が安定するであろう時間が予め定められる。そして、外部発振器200の発振開始後、予め定められた時間がタイマーにより計時されたタイミングで、メモリ134に電圧情報を記憶させるようにしてもよい。
また、実施の形態1,2において、電圧制御発振器123は、スイッチ126を含むこととした。しかしながら、スイッチ126は、必ずしも電圧制御発振器123に含まれる必要はない。たとえば、発振回路110と電圧制御発振器123との間の経路、及び、メモリ134と電圧制御発振器123との間の経路においてスイッチが設けられる構成としてもよい。この場合、メモリ134に電圧情報が記憶される前には、発振回路110と電圧制御発振器123との間の経路に設けられたスイッチはオン状態とされ、メモリ134と電圧制御発振器123との間の経路に設けられたスイッチはオフ状態とされる。一方、メモリ134に電圧情報が記憶された後は、発振回路110と電圧制御発振器123との間の経路に設けられたスイッチはオフ状態とされ、メモリ134と電圧制御発振器123との間の経路に設けられたスイッチはオン状態とされる。
また、実施の形態1,2において、発振回路110は、電子回路100,100Aに含まれることとした。しかしながら、発振回路110は、必ずしも電子回路100,100Aに含まれる必要はない。たとえば、発振回路110は、電子回路100,100Aの外部に設けられてもよい。
図5は、他の実施の形態における第1の例としての電子回路が適用されるシステムの構成図である。図5を参照して、システム1Bに含まれる電子回路100Bは、実施の形態1における電子回路100と比較して、発振回路110Bを含まない。発振回路110Bは、電子回路100Bの外部に設けられる。この場合には、外部の発振回路110Bにより生成された外部クロック信号がクロック発生装置105Bにおいて用いられる。
図6は、他の実施の形態における第2の例としての電子回路を示す構成図である。図6を参照して、電子回路100Cは、実施の形態2における電子回路100Aと比較して、発振回路110Cを含まない。発振回路110Cは、電子回路100Cの外部に設けられる。この場合には、外部の発振回路110Cにより生成された外部クロック信号がクロック発生装置105Cにおいて用いられる。
また、実施の形態1において、内部クロック信号及び外部クロック信号を比較する際の検知ウィンドウのサイズ(所定期間)として、1.5クロック周期を例示した。しかしながら、検知ウィンドウのサイズはこれに限定されない。たとえば、検知ウィンドウのサイズは、10や100や1000クロック周期であってもよい。いずれの場合であっても、検知回路140は、所定期間内における内部クロック信号及び外部クロック信号の立ち上がりエッジの数の差が2以上となった場合に、外部発振器200の異常を検知する。
また、実施の形態1において、検知回路140は、外部クロック信号及び内部クロック信号に含まれる立ち上がりエッジの数を都度比較することにより外部発振器200の異常を検知した。しかしながら、外部クロック信号に含まれる立ち上がりエッジの数と比較する対象はこれに限定されない。たとえば、メモリ134への電圧情報の記憶後に、所定期間内に内部クロック信号に含まれる立ち上がりエッジの数の期待値を事前に算出し、検知回路140が、外部クロック信号に含まれる立ち上がりエッジの数と、事前に算出された期待値とを比較することにより外部発振器200の異常を検知してもよい。これにより、内部クロック信号に含まれる立ち上がりエッジの数のカウントを都度行なう必要がなくなり、処理を簡略化することができる。
また、実施の形態1におけるシステム1や実施の形態2に従う電子回路100Aが適用されるシステムとしては、産業機械、医療機器、車両等の電気機器が想定される。
なお、上記において、クロック発生装置105,105Aは、この発明における「クロック発生装置」の一実施例に対応し、電子回路100,100Aは、この発明における「電子回路」の一実施例に対応し、外部発振器200は、この発明における「第1の発振器」の一実施例に対応する。PLL回路120は、この発明における「第2の発振器」の一実施例に対応し、メモリ134は、この発明における「メモリ」の一実施例に対応し、検知回路140,192は、この発明における「検知回路」の一実施例に対応する。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
1 システム、100,100A 電子回路、105,105A クロック発生装置、110 発振回路、112 AND回路、114 NAND回路、120 PLL回路、121 位相比較器、122 ローパスフィルタ、123 電圧制御発振器、124,125 分周器、126 スイッチ、130 記憶部、132 A/Dコンバータ、134 メモリ、136 D/Aコンバータ、140,192 検知回路、150 マルチプレクサ、160,160A 論理回路、170 アナログ回路、180 I/O回路、200 外部発振器、300 マイコン。

Claims (18)

  1. 外部に設けられた第1の発振器の発振に伴なって発生する第1のクロック信号を用いるクロック発生装置であって、
    所定のタイミングで前記第1のクロック信号の周波数に関する情報を記憶するように構成されたメモリと、
    前記メモリに記憶された前記情報に基づいて前記第1のクロック信号と相関を有する第2のクロック信号を発生させる第2の発振器とを備える、クロック発生装置。
  2. 前記所定のタイミングは、前記第1の発振器の安定発振時である、請求項1に記載のクロック発生装置。
  3. 前記所定のタイミングは、前記クロック発生装置の外部のマイコンから指示を受けたタイミングである、請求項1又は2に記載のクロック発生装置。
  4. タイマーをさらに備え、
    前記所定のタイミングは、前記タイマーが予め定められた時間を計時したタイミングである、請求項1又は2に記載のクロック発生装置。
  5. 前記第1及び第2のクロック信号のいずれか一方を出力する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のクロック発生装置。
  6. 前記第2の発振器は、電圧制御発振器を含むPLL(Phase Locked Loop)回路であり、
    前記情報は、前記第1のクロック信号の周波数に対応する周波数を有する信号を発生させるために、前記電圧制御発振器に印加される電圧を示す情報である、請求項1〜5のいずれか1項に記載のクロック発生装置。
  7. 前記電圧制御発振器は、
    前記情報が前記メモリに記憶される前は、前記第1のクロック信号によりリアルタイムに生成されるリアルタイム信号に基づいて第3のクロック信号を発生させ、
    前記情報が前記メモリに記憶された後は、前記情報に基づいて前記第2のクロック信号を発生させる、請求項6に記載のクロック発生装置。
  8. 前記リアルタイム信号は、前記第1のクロック信号によりリアルタイムに生成される電圧信号である、請求項7に記載のクロック発生装置。
  9. 前記第1及び第2のクロック信号を比較することにより、前記第1の発振器の異常を検知する検知回路をさらに備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載のクロック発生装置。
  10. 前記検知回路は、所定期間内における前記第1及び第2のクロック信号の立ち上がりエッジの数の差が2以上となった場合に、前記第1の発振器の異常を検知する、請求項9に記載のクロック発生装置。
  11. 前記リアルタイム信号と前記情報に基づく信号とを比較することにより、前記第1の発振器の異常を検知する検知回路をさらに備える、請求項7又は8に記載のクロック発生装置。
  12. 前記検知回路により前記第1の発振器の異常が検知された場合には、前記第1のクロック信号に代えて前記第2のクロック信号を出力する、請求項9〜11のいずれか1項に記載のクロック発生装置。
  13. 前記情報は、前記メモリに一度記憶されると固定される、請求項1〜12のいずれか1項に記載のクロック発生装置。
  14. 前記メモリは、OTPROM(One Time Programmable Read Only Memory)である、請求項1〜13のいずれか1項に記載のクロック発生装置。
  15. 前記第1及び第2のクロック信号の周波数は同一である、請求項1〜14のいずれか1項に記載のクロック発生装置。
  16. 請求項1〜15のいずれか1項に記載のクロック発生装置と、
    前記クロック発生装置から出力される前記第1又は第2のクロック信号に同期して処理を実行する論理回路と、
    前記論理回路とそれぞれ接続されるアナログ回路及びI/O回路とを備える、電子回路。
  17. 請求項1〜15のいずれか1項に記載のクロック発生装置が集積された集積回路。
  18. 請求項1〜15のいずれか1項に記載のクロック発生装置を搭載した電気機器。
JP2016083753A 2016-04-19 2016-04-19 クロック発生装置、電子回路、集積回路、及び電気機器 Pending JP2017194789A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016083753A JP2017194789A (ja) 2016-04-19 2016-04-19 クロック発生装置、電子回路、集積回路、及び電気機器
CN201710223491.XA CN107305405A (zh) 2016-04-19 2017-04-07 时钟发生装置、电子电路、集成电路、及电气设备
US15/488,676 US10491225B2 (en) 2016-04-19 2017-04-17 Clock generating device, electronic circuit, integrated circuit and electrical machinery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016083753A JP2017194789A (ja) 2016-04-19 2016-04-19 クロック発生装置、電子回路、集積回路、及び電気機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017194789A true JP2017194789A (ja) 2017-10-26

Family

ID=60038613

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016083753A Pending JP2017194789A (ja) 2016-04-19 2016-04-19 クロック発生装置、電子回路、集積回路、及び電気機器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10491225B2 (ja)
JP (1) JP2017194789A (ja)
CN (1) CN107305405A (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6952339B2 (ja) * 2018-01-12 2021-10-20 ザインエレクトロニクス株式会社 映像信号受信装置および映像信号送受信システム
JP2020010207A (ja) * 2018-07-10 2020-01-16 セイコーエプソン株式会社 発振器、電子機器及び移動体
JP2020010208A (ja) 2018-07-10 2020-01-16 セイコーエプソン株式会社 発振器、電子機器及び移動体
JP7275724B2 (ja) 2019-03-22 2023-05-18 株式会社リコー データ処理装置、画像読取装置、画像形成装置及びデータ処理方法
JP2021097272A (ja) * 2019-12-13 2021-06-24 株式会社リコー データ処理装置、画像読取装置、画像形成装置及びデータ処理方法
EP3903413B1 (de) 2020-02-20 2022-03-30 2pi-Labs GmbH Referenzoszillatoranordnung, radarsystem und synchronisationsverfahren
CN114337657A (zh) * 2020-10-12 2022-04-12 中兴通讯股份有限公司 时钟同步电路、控制方法、印刷电路板及通讯设备
DE102021126384A1 (de) * 2021-10-12 2023-04-13 Infineon Technologies Ag Mikrocontroller und Verfahren zum Initialisieren eines Mikrocontrollers
CN114637370B (zh) * 2022-03-25 2024-02-20 北京中科飞鸿科技股份有限公司 内外不同频率参考时钟信号切换电路、装置及方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5471176A (en) * 1994-06-07 1995-11-28 Quantum Corporation Glitchless frequency-adjustable ring oscillator
US6209071B1 (en) * 1996-05-07 2001-03-27 Rambus Inc. Asynchronous request/synchronous data dynamic random access memory
JP2003338710A (ja) * 2001-11-02 2003-11-28 Seiko Epson Corp 発振器およびこれを用いた電子機器
JP2005049970A (ja) * 2003-07-30 2005-02-24 Renesas Technology Corp 半導体集積回路
TWI289977B (en) * 2003-09-17 2007-11-11 Genesys Logic Inc Frequency lock method for ultra-wide band, and the associated devices thereof
CN101026377A (zh) * 2006-02-20 2007-08-29 日本电气株式会社 时钟产生电路
JP2008154199A (ja) 2006-11-24 2008-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd クロック制御回路
JP4374463B2 (ja) * 2006-12-26 2009-12-02 日本電波工業株式会社 発振周波数制御回路
JP4625494B2 (ja) * 2007-12-25 2011-02-02 日本電波工業株式会社 発振周波数制御回路
JP2010003199A (ja) 2008-06-23 2010-01-07 Renesas Technology Corp 半導体集積回路装置
CN101645718B (zh) * 2008-08-07 2013-08-07 中兴通讯股份有限公司 时钟保持方法和装置
JP5517668B2 (ja) * 2010-02-19 2014-06-11 キヤノン株式会社 通信装置、撮像装置及びそれらの制御方法、プログラム並びに記憶媒体
CN102291122A (zh) * 2010-06-17 2011-12-21 中兴通讯股份有限公司 一种控制晶振输出时钟的方法及装置
JP2013243606A (ja) * 2012-05-22 2013-12-05 Seiko Epson Corp 温度情報生成回路、発振器、電子機器、温度補償システム及び電子部品の温度補償方法
JP5820840B2 (ja) * 2013-03-29 2015-11-24 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 半導体集積回路、情報処理装置及び画像形成装置
JP2015088930A (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 セイコーエプソン株式会社 発振回路、発振器、発振器の製造方法、電子機器及び移動体
JP6376322B2 (ja) 2013-11-21 2018-08-22 セイコーエプソン株式会社 信号供給回路、電子機器および移動体
US10171090B2 (en) * 2015-03-27 2019-01-01 Seiko Epson Corporation Oscillator, electronic apparatus, and moving object
WO2016166960A1 (ja) * 2015-04-13 2016-10-20 パナソニックIpマネジメント株式会社 駆動回路、物理量センサ及び電子機器

Also Published As

Publication number Publication date
US20170302285A1 (en) 2017-10-19
US10491225B2 (en) 2019-11-26
CN107305405A (zh) 2017-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017194789A (ja) クロック発生装置、電子回路、集積回路、及び電気機器
EP3446404B1 (en) Hybrid rc/crystal oscillator
JP2009037456A (ja) マイクロコントローラおよびその制御方法
US8022738B2 (en) Apparatus and method for detecting the loss of an input clock signal for a phase-locked loop
US7529961B2 (en) Semiconductor device with clock failure detection circuitry
US7856075B2 (en) Clock supply circuit and clock supply method
TWI638517B (zh) 用於產生時脈之電子電路及其方法
JP2006287736A (ja) 検出回路及び半導体装置
JP2005252447A (ja) ロック検出回路、ロック検出方法
JP3997848B2 (ja) 発振制御回路
US20150077189A1 (en) Oscillator
JP2013165390A (ja) クロック発生回路
JP6008386B2 (ja) 半導体装置とそのテスト方法
US20110018598A1 (en) Pll circuit
JP4216282B2 (ja) 半導体集積回路装置
JP2004334794A (ja) Pll内蔵マイクロコンピュータ
JP2009212995A (ja) 位相同期発振回路
JP2007243783A (ja) 位相同期回路
JP2005234962A (ja) クロック切換装置
CN101242183B (zh) 一种获取振荡器的控制信号的方法、装置和一种锁相环
JP2001186005A (ja) 半導体装置
JP2006186609A (ja) クロック発生装置
KR20230009203A (ko) 주파수 고정 루프 로직 회로를 포함하는 발진 시스템 및 이의 동작 방법
JP2888256B2 (ja) クロック発生回路
JP2000022529A (ja) 位相同期回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190918

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191001

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200407

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200603

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20201201