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公開番号2024114057
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-23
出願番号2023019438
出願日2023-02-10
発明の名称クロック信号分周装置、処理システム、処理装置及びクロック信号分周方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H03K 23/64 20060101AFI20240816BHJP(基本電子回路)
要約【課題】コストの低減とタイミング設計の容易化とが可能なクロック信号分周装置等を提供する。
【解決手段】本開示の一態様に係るクロック信号分周装置110は、受け取った入力クロック信号のパルスから、周期クロック数の連続するパルスのうち、前記周期クロック数よりも小さいマスククロック数の所定のパルスがマスクされた周期パターン信号であって、当該周期パターン信号の先頭の部分に、少なくとも1つのマスクされていないパルスを含むマーカ部を含む前記周期パターン信号が繰り返される、出力クロック信号を生成する出力信号生成部1013と、前記出力クロック信号を出力する出力部1014と、を備え、前記出力信号生成部1013は、前記マーカ部の少なくとも1つのマスクされていない前記パルスのタイミングのパターンが、前記出力クロック信号における前記マーカ部と合致する部分以外に出現しないように、前記周期パターン信号を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
受け取った入力クロック信号のパルスから、周期パルス数の連続するパルスのうち、前記周期パルス数よりも小さいマスクパルス数のパルスがマスクされた周期パターン信号であって、当該周期パターン信号の先頭の部分に、少なくとも１つのマスクされていないパルスを含むマーカ部を含む前記周期パターン信号が繰り返される、出力クロック信号を生成する出力信号生成手段と、
前記出力クロック信号を出力する出力手段と、
を備え、
前記出力信号生成手段は、前記マーカ部の少なくとも１つのマスクされていない前記パルスのタイミングのパターンが、前記出力クロック信号における前記マーカ部と合致する部分以外に出現しないように、前記周期パターン信号を生成する
クロック信号分周装置。
続きを表示（約 4,400 文字）【請求項２】
前記出力信号生成手段は、
前記周期パルス数とマスクされないパルスの数である非マスクパルス数とから、前記入力クロック信号の前記パルスの各々をマスクするか否かの決定を行い、当該決定の結果を示すマスク信号を生成するマスク制御手段と、
前記マスク信号に従って、マスクすると決定された前記パルスをマスクし、マスクすると決定されなかった前記パルスをそのまま出力するマスク手段と、
を備える請求項１に記載のクロック信号分周装置。
【請求項３】
前記マスク制御手段は、
前記周期パルス数と前記非マスクパルス数とから定まる前記マーカ部の前記マスク信号であるマーカ部マスク信号を生成するマーカ部マスク信号生成手段と、
前記周期パターン信号の前記マーカ部以外の部分である非マーカ部のマスクされないパルスのパターンが、前記周期パルス数から前記マーカ部のパルス数を引いた第２周期パルス数と、前記非マスクパルス数から前記マーカ部に含まれるマスクされないパルスの数を引いた第２非マスクパルス数とから定まる分周比で所定の有理数分周アルゴリズムに従って有理数分周を行った場合の周期クロック信号のマスクされてないパルスのパターンと同じになるように、前記非マーカ部の前記マスク信号である非マーカ部マスク信号を生成する非マーカ部マスク信号生成手段と、
前記周期パターン信号の前記マーカ部を出力する間、前記マーカ部マスク信号を前記マスク信号として出力し、前記周期パターン信号の前記非マーカ部を出力する間、前記非マーカ部マスク信号を前記マスク信号として出力するマスク信号選択手段と、
を備える請求項２に記載のクロック信号分周装置。
【請求項４】
前記周期パルス数から前記マスクパルス数を引いた出力パルス数が、前記周期パルス数から１を引いた値である場合、及び、前記出力パルス数が２以上でありかつ前記出力パルス数が前記周期パルス数を２で割った値よりも小さい場合、前記マーカ部は、前記パルスがマスクされない場合に前記出力クロック信号として前記パルスが出力されるタイミングである出力クロックタイミングの連続する２つにおけるマスクされていない前記パルスを含み、前記周期パターン信号の前記マーカ部以外の部分である非マーカ部は、連続する２つの前記出力クロックタイミングにおけるマスクされていない前記パルスを含まず、
前記出力パルス数が前記周期パルス数を２で割った値以上であり、かつ、前記出力パルス数が前記周期パルス数から１を引いた値よりも小さい場合、及び、前記出力パルス数が１である場合、前記マーカ部において、連続する少なくとも２つの前記出力クロックタイミングにおける前記パルスがマスクされ、かつ、前記非マーカ部において、連続する２つの前記出力クロックタイミングにおける前記パルスがマスクされない
請求項１又は２に記載のクロック信号分周装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のクロック信号分周装置である、第１クロック信号分周装置及び第２クロック信号分周装置と、処理装置とを含み、
前記第１クロック信号分周装置の前記出力手段は、前記出力クロック信号である第１出力クロック信号を出力し、
前記第２クロック信号分周装置の前記出力手段は、前記マスクパルス数が前記第１出力クロック信号の前記マスクパルス数と異なる前記出力クロック信号である第２出力クロック信号を出力し、
前記第１出力クロック信号の前記マーカ部の、前記パルスがマスクされない場合に前記出力クロック信号として前記パルスが出力されるタイミングのうち最初の前記タイミングである先頭クロックタイミングは、前記第２出力クロック信号の前記マーカ部の前記先頭クロックタイミングと同じであり、
前記処理装置は、
前記第１出力クロック信号を受信するクロック信号受信手段と、
前記マスクパルス数が前記第１出力クロック信号の前記マスクパルス数である場合の前記マーカ部の情報から、受信した前記第１出力クロック信号における前記先頭クロックタイミングを特定する先頭特定手段と、
前記第２出力クロック信号の前記マスクパルス数の情報を受け取るクロック情報受取手段と、
前記先頭クロックタイミングと、前記第１出力クロック信号におけるマスクされていない前記パルスのタイミングのパターンと、前記マスクパルス数が前記第２出力クロック信号の前記マスクパルス数である場合の前記出力クロック信号のマスクされていない前記パルスのタイミングのパターンとから、前記第１出力クロック信号のマスクされていない前記パルスのタイミングと前記第２出力クロック信号の前記パルスとが一致する一致タイミングを特定する一致タイミング特定手段と、
特定された前記一致タイミングにおいて、前記第２出力クロック信号が供給されている第２処理装置と通信を行う通信手段と、
を備える処理システム。
【請求項６】
所定の周期パルス数の連続するパルスのうち、前記周期パルス数よりも小さいマスクパルス数の所定のパルスがマスクされた周期パターン信号であって、当該周期パターン信号の先頭の部分に、少なくとも１つのマスクされていない前記パルスを含むマーカ部を含む前記周期パターン信号が繰り返されるクロック信号であり、前記マーカ部の少なくとも１つのマスクされていない前記パルスのタイミングのパターンが、前記クロック信号における前記マーカ部と合致する部分以外に出現しない前記クロック信号である、第１クロック信号を受信するクロック信号受信手段と、
前記マスクパルス数が第１クロック信号の前記マスクパルス数である場合の前記マーカ部の情報から、受信した前記第１クロック信号の前記マーカ部の、前記パルスがマスクされない場合に前記クロック信号として前記パルスが出力されるタイミングのうち最初の前記タイミングである先頭クロックタイミングを特定する先頭特定手段と、
前記マスクパルス数が前記第１クロック信号の前記マスクパルス数とは異なる前記クロック信号である第２クロック信号の前記マスクパルス数の情報を受け取るクロック情報受取手段と、
前記先頭クロックタイミングと、前記第１クロック信号におけるマスクされていない前記パルスのタイミングのパターンと、前記マスクパルス数が前記第２クロック信号の前記マスクパルス数である場合の前記クロック信号のマスクされていない前記パルスのタイミングのパターンとから、前記第１クロック信号のマスクされていない前記パルスのタイミングと前記第２クロック信号のパルスとが一致する一致タイミングを特定する一致タイミング特定手段と、
特定された前記一致タイミングにおいて、前記第２クロック信号が供給されている第２情報処理装置と通信を行う通信手段と、
を備える処理装置。
【請求項７】
受け取った入力クロック信号のパルスから、周期パルス数の連続するパルスのうち、前記周期パルス数よりも小さいマスクパルス数のパルスがマスクされた周期パターン信号であって、当該周期パターン信号の先頭の部分に、少なくとも１つのマスクされていないパルスを含むマーカ部を含む前記周期パターン信号が繰り返される、出力クロック信号を生成し、
前記出力クロック信号を出力し、
前記出力クロック信号の生成において、前記マーカ部の少なくとも１つのマスクされていない前記パルスのタイミングのパターンが、前記出力クロック信号における前記マーカ部と合致する部分以外に出現しないように、前記周期パターン信号を生成する
クロック信号分周方法。
【請求項８】
前記周期パルス数とマスクされないパルスの数である非マスクパルス数とから、前記入力クロック信号の前記パルスの各々をマスクするか否かの決定を行い、当該決定の結果を示すマスク信号を生成し、
前記マスク信号に従って、マスクすると決定された前記パルスをマスクし、マスクすると決定されなかった前記パルスをそのまま出力する、
請求項７に記載のクロック信号分周方法。
【請求項９】
前記周期パルス数と前記非マスクパルス数とから定まる前記マーカ部の前記マスク信号であるマーカ部マスク信号を生成し、
前記周期パターン信号の前記マーカ部以外の部分である非マーカ部のマスクされないパルスのパターンが、前記周期パルス数から前記マーカ部のパルス数を引いた第２周期パルス数と、前記非マスクパルス数から前記マーカ部に含まれるマスクされないパルスの数を引いた第２非マスクパルス数とから定まる分周比で所定の有理数分周アルゴリズムに従って有理数分周を行った場合の周期クロック信号のマスクされてないパルスのパターンと同じになるように、前記非マーカ部の前記マスク信号である非マーカ部マスク信号を生成し、
前記周期パターン信号の前記マーカ部を出力する間、前記マーカ部マスク信号を前記マスク信号として出力し、前記周期パターン信号の前記非マーカ部を出力する間、前記非マーカ部マスク信号を前記マスク信号として出力する、
請求項８に記載のクロック信号分周方法。
【請求項１０】
前記周期パルス数から前記マスクパルス数を引いた出力パルス数が、前記周期パルス数から１を引いた値である場合、及び、前記出力パルス数が２以上でありかつ前記出力パルス数が前記周期パルス数を２で割った値よりも小さい場合、前記マーカ部は、前記パルスがマスクされない場合に前記出力クロック信号として前記パルスが出力されるタイミングである出力クロックタイミングの連続する２つにおけるマスクされていない前記パルスを含み、前記周期パターン信号の前記マーカ部以外の部分である非マーカ部は、連続する２つの前記出力クロックタイミングにおけるマスクされていない前記パルスを含まず、
前記出力パルス数が前記周期パルス数を２で割った値以上であり、かつ、前記出力パルス数が前記周期パルス数から１を引いた値よりも小さい場合、及び、前記出力パルス数が１である場合、前記マーカ部において、連続する少なくとも２つの前記出力クロックタイミングにおける前記パルスがマスクされ、かつ、前記非マーカ部において、連続する２つの前記出力クロックタイミングにおける前記パルスがマスクされない
請求項７又は８に記載のクロック信号分周方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、クロック信号を生成する技術に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
回路ブロックの最適な動作周波数は、その回路ブロックが処理する信号処理の内容応じて、回路規模や消費電力の観点で定まる。従って、複数の回路ブロックから構成されるデジタル信号処理回路において、それらの複数の回路ブロックの最適な動作周波数は、必ずしも同一ではない。
【０００３】
回路ブロックごとに柔軟に最適な周波数のクロック信号を提供する方法として、ある周波数のクロック信号から、より低い周波数のクロック信号を分周して生成する方法がある。
【０００４】
ある周波数のクロック信号から、より低い周波数のクロック信号を分周して生成するクロック信号分周回路において、分周前のクロック信号の周波数と分周後のクロック信号の周波数の比は、分周比と呼ばれる。分周比が１／Ｍ (Ｍは整数）の分周回路（整数分周回路）は、カウンタ回路を用いて容易に実現することができる。
【０００５】
また、分周比がＮ／Ｍ（Ｎ、Ｍは整数）である分周は、有理数分周と表記される。分周比がＮ／Ｍ（Ｎ、Ｍは整数）であっても分周が可能な分周回路は、有理数分周回路と呼ばれる。そのような有理数分周回路の例が、特許文献１及び特許文献２によって開示されている。
【０００６】
特許文献１及び特許文献２によって開示されている技術では、分周比の分子を設定する値（すなわち、分周比Ｎ／ＭにおけるＮの値）が、入力クロック信号のサイクル毎に累積的に加算される。そして、その加算結果が分周比の分母を設定する値（すなわち、分周比Ｎ／ＭにおけるＭの値）よりも大きくなった場合には、その加算結果からＭを引く、という動作が行われる。そして、その加算結果を参照して入力クロック信号のクロックパルスを適切にマスクする（すなわち間引く）ことによって、有理数分周が実現されている。
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に記載のクロック信号分周回路は、入力クロック信号のクロックパルスを選択的にマスクして分周することによって出力クロック信号を生成している。しかしながら、これらクロック信号分周回路では、この出力クロック信号を用いる対象回路とデータ通信を行う相手回路の通信タイミングが考慮されていない。このため、対象回路が、入力クロック信号とは異なる周波数のクロック信号で動作する相手回路とデータ通信を行う場合、特別なクロック乗せ換え回路や、特別なタイミング設計が必要となる。その結果、通信性能が低下し、消費電力、回路規模、さらには設計コストが増大するという問題点がある。
【０００８】
このような問題点に対応する、入力クロック信号とは異なる周波数のクロック信号で動作する相手回路との間で、通信性能を低下させずにデータ通信を行える出力クロック信号を生成するクロック信号分周回路等が、特許文献３によって開示されている。
【０００９】
特許文献３に記載のクロック信号分周回路は、Ｎ／Ｍ（Ｎは正整数，ＭはＮより大きい正整数）で規定された分周比に基づいて、出力クロック信号を生成する。具体的には、このクロック信号分周回路は、入力クロック信号の連続するＭ個のクロックパルスのうち、Ｍ－Ｎ個分のクロックパルスをマスクすることによって、入力クロック信号をＮ／Ｍ分周した出力クロック信号を生成する。さらに具体的には、特許文献３に記載のクロック信号分周回路は、マスク回路と、マスク制御回路と、を含む。マスク回路は、入力されたマスク信号に応じて入力クロック信号のクロックパルスをマスクすることにより出力クロック信号を生成して出力する。マスク制御回路は、入力クロック信号の連続するＭ個のクロックパルスのタイミングのうち、通信タイミングを除く他のタイミングに対して、Ｍ－Ｎ個分のクロックパルスをマスクするマスクタイミングを割り当てたマスク信号を生成する。通信タイミングは、出力クロック信号を用いる対象回路で行うデータ通信のタイミングである。通信タイミングの情報は、マスク制御回路に与えられる。マスク制御回路は、生成したマスク信号を、マスク回路へ出力する。
【００１０】
したがって、特許文献３に記載のクロック信号分周回路では、対象回路の通信タイミングでは、入力クロック信号のクロックパルスがマスクされずに出力クロック信号として出力される。このため、入力クロック信号とは異なるクロック信号で動作する相手回路との間でも、通信性能を低下させずにデータ通信を行える出力クロック信号を生成することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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