DE60032966T2

DE60032966T2 - Steuerungsschaltung mit einer Taktssteuerungseinheit

Info

Publication number: DE60032966T2
Application number: DE60032966T
Authority: DE
Inventors: Yoshikatsu Otsuka-cho Ota-ku Ohta
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: EP1058180A2; EP1058180A3; DE60032966D1; JP2000347761A; EP1058180B1; US6342795B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung mit einem Funktionsblock, der auf einem Halbleitersubstrat gebildet ist, eine vorbestimmte Operation in Reaktion auf ein Eingangssignal durchführt, das einen Betriebszustand unter der Steuerung eines Taktsignals anweist, die Operation in Reaktion auf ein Eingangssignal, welches einen Ruhezustand anweist, stoppt sowie eine Taktsteuereinheit enthält, um das Bereitstellen des Taktsignals an den Funktionsblock zu steuern oder nicht zu steuern.
Bisher wird bei einer integrierten Halbleiterschaltung, die durch Integrieren einer Mehrzahl von Funktionsblöcken auf einem Halbleitersubstrat gebildet ist, eine Steuerschaltung 1, wie sie in 16 gezeigt ist, zum Ausführen einer Steuerung synchron mit einem von einer externen Takteinrichtung bereitgestellten Taktsignal verwendet.
Die Steuerschaltung 1 weist eine Mehrzahl von Funktionsblöcken 3 auf einem Halbleitersubstrat 2 in ähnlicher Weise wie bei einer herkömmlich verwendeten integrierten Halbleiterschaltung auf. Jeder der Funktionsblöcke 3 besitzt einen ROM, einen RAM, eine Z/F-Schaltung sowie eine Zufallslogikschaltung mit einer vorbestimmten Funktion. Jeder der Funktionsblöcke 3 ist mit einem gemeinsamen Datenbus 4 verbunden, wobei ein Zugriff auf die Funktionsblöcke durch eine externe CPU über den Datenbus 4 erfolgt. Wie in 17 gezeigt ist, weist der Funktionsblock 3 ferner eine Kombinationslogikschaltung 5, ein Flip-Flop 6 sowie ein Steuerregister 7 als Taktsteuereinheit auf. Ein Eingangssignal wird über eine Signalleitung des gemeinsamen Datenbusses 4 an die Kombinationslogikschaltung 5 bereitgestellt.
Ferner wird ein Taktsignal über eine in dem gemeinsamen Datenbus 4 enthaltene Signalleitung 4a an das Steuerregister 7 bereitgestellt. Ein Befehlssignal zum Anweisen, ob das Taktsignal bereitgestellt wird oder nicht, wird über eine in dem gemeinsamen Datenbus 4 enthaltene Signalleitung 4b an das Steuerregister 7 geschickt. Wenn das Befehlssignal die Bereitstellung eines Taktsignals anweist, wird das Taktsignal über eine Signalleitung in dem Funktionsblock 3 an einen Taktanschluss des Flip-Flops 6 bereitgestellt.
In einem Betriebszustand, in dem ein Eingangssignal an den Funktionsblock 3 bereitgestellt wird und der Funktionsblock 3 eine vorbestimmte Operation ausführt, wird ein Wert "1" in dem Steuerregister 7 zwischengespeichert. Zu diesem Zeitpunkt gibt das Steuerregister 7 ein Taktsignal an eine Signalleitung 4c aus.
Dagegen wird in einem Ruhezustand, in dem kein Eingangssignal an den Funktionsblock 3 bereitgestellt wird und der Funktionsblock 3 keine vorbestimmte Operation ausführt, ein Signal mit einem Wert "0" in dem Steuerregister 7 zwischengespeichert. In diesem Fall gibt das Steuerregister 7 kein Taktsignal an die Signalleitung 4c aus.
In dem Betriebszustand wird in Abhängigkeit von dem über die Signalleitung 4c an die Kombinationslogikschaltung 5 bereitgestellten Eingangssignal ein vorbestimmter Vorgang unter der Steuerung des Taktsignals ausgeführt. Das Resultat des Vorgangs wird als Ausgangssignal nach außerhalb des Funktionsblocks 3 ausgegeben.
Da die Bereitstellung des Taktsignals in dem Ruhezustand gestoppt werden kann, in dem kein Eingangssignal an den Funktionsblock 3 bereitgestellt wird und der Funktionsblock 3 die vorbestimmte Operation nicht ausführt, kann der Energieverbrauch durch das Taktsignal unterdrückt werden.
Da jedoch bei der herkömmlichen Steuerschaltung die Bereitstellung des Taktsignals durch das von außerhalb an den Funktionsblock 3 bereitgestellte Eingangssignal gesteuert wird, ist es notwendig, eine Funktion zum Bestimmen des Zeitpunkts zum Stoppen des Funktionsblocks 3 außerhalb von dem Funktionsblock 3 vorzusehen oder die Schaltung derart auszubilden, dass die Steuerschaltung zum Erzeugen des Taktsteuersignals synchron mit dem Eingangssignal arbeitet.
Es besteht somit ein Problem dahingehend, dass die Steuerung kompliziert ist und die Größe der Schaltung zunimmt.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend geschilderten Probleme erfolgt. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Steuerschaltung mit einer vereinfachten Schaltungskonstruktion und Steuerung, bei der der Energieverbrauch auf Grund der kontinuierlichen Bereitstellung eines Taktsignals an einen in einem Ruhezustand befindlichen Funktionsblock reduziert ist.
Die Erfindung ist derart ausgebildet, wie dies im Anspruch 1 angegeben ist.
Der Betrieb des nicht in Gebrauch befindlichen Funktionsblocks kann somit gestoppt werden, und es nicht notwendig, eine spezielle Steuerschaltung zum Bereitstellen eines Steuersignals zum Steuern des Taktsignals außerhalb von dem Funktionsblock vorzusehen.
Vorzugsweise ist eine Mehrzahl der Funktionsblöcke miteinander verbunden, wobei einige der Mehrzahl von Funktionsblöcken verschiedene Betriebszeiteinteilungen haben, wobei wenigstens ein Funktionsblock, welcher zuerst betrieben wird, in den Ruhezustand versetzt wird, wenn ein Ausgangssignal an wenigstens einen Funktionsblock ausgegeben wird, welcher später betrieben wird, und ein Zustandsdetektionssignal, welches für den Ruhezustand bezeichnend ist, an eine Taktsteuereinheit des Funktionsblocks, welcher zuerst betrieben wird, ausgegeben wird. Selbst wenn der Funktionsblock, der zuerst betrieben wird, sowie der Funktionsblock, der später betrieben wird, sich nicht gleichzeitig im Betriebszustand befinden, können somit Daten an den Funktionsblock bereitgestellt werden, der später betrieben wird. Der maximale Energieverbrauch des Taktsignals durch den gleichzeitigen Betrieb kann somit reduziert werden. Ferner erfolgt auf Grund der Bereitstellung eines neuen Eingangssignals an den Funktionsblock, der zuerst betrieben wird, keine Veränderung bei einem Ausgangssignal, das vor der Bereitstellung an den Funktionsblock ausgegeben wird, der später betrieben wird. Dadurch kann verhindert werden, dass der später betriebene Funktionsblock eine fehlerhafte Operation ausführt, wobei ferner die Schaltungsauslegung vereinfacht werden kann.
Vorzugsweise weist die Taktsteuereinheit ferner eine Frequenzteilerschaltung auf. Das Auftreten einer Gefahr in der Wellenform eines Taktsignals sowie eine Schwankung in der Impulsbreite auf Grund eines zeitlichen Fehlers zwischen einem von außerhalb an die Taktsteuereinheit bereitgestellten Taktsignal und einem von der Taktsteuereinheit an einen Funktionsblock bereitgestellten Taktsignal kann verhindert werden. Auf diese Weise lässt sich eine fehlerhafte Operation des Funktionsblocks verhindern.
Vorzugsweise weist der Funktionsblock eine Mehrzahl von Betriebszuständen auf und stellt die Taktsteuereinheit ein Taktsignal mit einem Teilungsverhältnis bereit, welches in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Funktionsblocks variiert. Auch bei dem Funktionsblock mit der Mehrzahl von Betriebszuständen können das Auftreten einer Gefahr bei der Wellenform eines Taktsignals sowie eine Schwankung in der Impulsbreite auf Grund eines zeitlichen Fehlers zwischen einem von außerhalb an die Taktsteuereinheit bereitgestellten Taktsignal und einem von der Taktsteuereinheit an einen Funktionsblock bereitgestellten Taktsignal verhindert werden. Auf diese Weise kann eine fehlerhafte Operation des Funktionsblocks verhindert werden.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung lediglich an Hand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben; darin zeigen:
1 eine erläuternde schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
2 eine Darstellung eines Funktionsblocks bei dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
3 eine erläuternde schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
4 eine erläuternde schematische Darstellung einer Dateneingangseinheit als einen der Funktionsblöcke bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
5 eine erläuternde schematische Darstellung einer Datenspeichereinheit als einen der Funktionsblöcke bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
6 eine erläuternde schematische Darstellung einer Kopf-Ausgangseinheit als einen der Funktionsblöcke bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
7 ein Zeitdiagramm unter Darstellung von Signalen, die in die Dateneingangseinheit als Funktionsblock bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung eingegeben bzw. von dieser ausgegeben werden;
8 ein Zeitdiagramm unter Darstellung von Signalen, die in die Datenspeichereinheit als Funktionsblock bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung eingegeben bzw. von dieser ausgegeben werden;
9 ein Zeitdiagramm unter Darstellung von Signalen, die in die Kopf-Ausgangseinheit als Funktionsblock bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung eingegeben bzw. von dieser ausgegeben werden;
10 eine erläuternde schematische Darstellung der Datenspeichereinheit zum Zeitpunkt des Lesens von Druckdaten bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
11 ein Zeitdiagramm unter Darstellung von Signalen, die in die Datenspeichereinheit zum Zeitpunkt des Lesens von Daten bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung eingegeben bzw. von dieser ausgegeben werden;
12 ein Zeitdiagramm unter Darstellung eines Druckstatus der Kopf-Ausgangseinheit in Synchronisation mit einem Taktsignal bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
13 eine erläuternde schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
14 eine erläuternde schematische Darstellung eines Steuerstatus eines Taktsignals durch eine Frequenzteilerschaltung bei dem dritten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
15 eine erläuternde schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung;
16 eine erläuternde schematische Darstellung einer herkömmlichen Steuerschaltung; und
17 eine erläuternde schematische Darstellung eines Funktionsblocks bei der herkömmlichen Steuerschaltung.
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel weist eine Steuerschaltung 10 eine Mehrzahl von Funktionsblöcken 11 auf.
Ein Datenbus 12 ist mit jedem der Funktionsblöcke 11 verbunden, und ein Eingangssignal wird von einer CPU über den Datenbus 12 an jeden der Funktionsblöcke 11 bereitgestellt. Ein Taktbus 13 ist mit jedem der Funktionsblöcke 11 verbunden, und ein Taktsignal wird über den Taktbus 13 an jeden der Funktionsblöcke 11 bereitgestellt.
Wie in 2 gezeigt ist, weist der Funktionsblock 11 eine Betriebseinheit 14 zum Ausführen einer vorbestimmten Operation aus, wie zum Beispiel die Ausgabe eines Ausgangssignals in Abhängigkeit von einem Betriebszustand, der durch das über den Datenbus 12 bereitgestellte Eingangssignal angefordert wird. Die Betriebseinheit 14 ist durch eine Kombinationslogikschaltung, ein Flip-Flop und dergleichen (nicht dargestellt) gebildet.
Ferner weist der Funktionsblock 11 eine Taktsteuereinheit 15 auf, die ein UND-Glied zum Steuern der Bereitstellung des von außerhalb eingegebenen Taktsignals an die Betriebseinheit 14 aufweist.
Die Taktsteuereinheit 15 liefert das Taktsignal an die Betriebseinheit 14, und die Betriebseinheit 14 verarbeitet das Eingangssignal unter der Steuerung des bereitgestellten Taktsignals.
Wenn das Eingangssignal einen Betriebszustand anfordert, gibt die Betriebseinheit 14 ein Zustandsdetektionssignal, welches den Betriebszustand anzeigt, an die Taktsteuereinheit 15 aus. Wenn dagegen das Eingangssignal nicht den Betriebszustand anfordert, gibt die Betriebseinheit 14 ein Zustandsdetektionssignal, welches einen Ruhezustand anzeigt, an die Taktsteuereinheit 15 aus. Wenn das Resultat der Verarbeitung des Eingangssignals als Ausgangssignal nach außerhalb des Funktionsblocks 11 ausgegeben wird, gibt die Betriebseinheit 14 ferner das den Ruhezustand anzeigende Zustandsdetektionssignal an die Taktsteuereinheit 15 aus.
Wenn der Betriebszustand auf Grund des Zustandsdetektionssignals festgestellt wird, liefert die Taktsteuereinheit 15 das Taktsignal an die Betriebseinheit 14. Wenn dagegen das Zustandsdetektionssignal den Ruhezustand anzeigt, stoppt die Taktsteuereinheit 15 die Bereitstellung des Taktsignals an die Betriebseinheit 14.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Steuerschaltung 11 bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
In einem Ausgangszustand befindet sich die Steuereinheit 14 in dem Funktionsblock 11 in dem Ruhezustand. Der den Ruhezustand anzeigende Wert "0" wird in dem Zustandsdetektionssignal gesetzt. Die Taktsteuereinheit 15 stoppt somit die Bereitstellung des Taktsignals an die Betriebseinheit 14.
Ein Eingangssignal wird von der CPU (nicht gezeigt) über den Datenbus 12 an die Betriebseinheit 14 in dem Funktionsblock 11 bereitgestellt. In Abhängigkeit von dem Eingangssignal gelangt somit die Betriebseinheit 14 in den Betriebszustand.
Die Betriebseinheit 14 gibt das den Betriebszustand anzeigende Zustandsdetektionssignal "1" an die Taktsteuereinheit 15 aus.
Bei Empfang des den Betriebszustand anzeigenden Zustandsdetektionssignals "1" nimmt die Taktsteuereinheit 15 die Bereitstellung eines von außen eingegebenen Taktsignals an die Betriebseinheit 14 vor.
Unter der Steuerung des Taktsignals verarbeitet die Betriebseinheit 14 das Eingangssignal und gibt das Resultat der Verarbeitung als Ausgangssignal nach außerhalb des Funktionsblocks 11 aus.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist es somit nicht notwendig, eine spezielle Steuereinrichtung (Signalquelle) zum Steuern der Bereitstellung des Taktsignals außerhalb von dem Funktionsblock 11 vorzusehen. Die Bereitstellung des Taktsignals kann durch Detektieren einer Änderung bei dem Eingangssignal, d.h., die Betriebsanforderung an den Funktionsblock, gesteuert werden. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch durch das Taktsignal mittels einer einfachen Schaltungskonfiguration unterdrückt werden.
Im Folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel des Taktsteuersignals gemäß der Erfindung beschrieben.
Als Steuerschaltung wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel eine Steuerschaltung zum Steuern des Aufzeichnungsvorgangs eines Druckers verwendet.
Wie in 3 gezeigt ist, weist eine Steuerschaltung 18 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel drei Funktionsblöcke auf: und zwar eine Dateneingangseinheit 19, eine Datenspeichereinheit 20 und eine Kopf-Ausgangseinheit 21 auf dem Halbleitersubstrat 2 (nicht gezeigt). Die Funktionsblöcke 19, 20 und 21 sind miteinander verbunden. Einige von ihnen weisen unterschiedliche Steuerzeitvorgaben auf.
Die Dateneingangseinheit 19 weist eine Betriebseinheit 22 zum Empfang von Druckdaten von einer CPU, zum Ausgeben eines Schreib-Anforderungssignals sowie von Druckdaten an die Datenspeichereinheit 20, zum Informieren der Kopf-Ausgangseinheit 21 über das Ende des Empfangs der Druckdaten, zum Ausge ben eines Zustandsdetektionssignals usw. auf. Wie in 4 gezeigt ist, weist die Betriebseinheit 22 einen Adressen-Decoder 23, ein UND-Glied 24, ein Flip-Flop 25, eine Datenzwischenspeicherschaltung 26 sowie eine Datenadressen-Erzeugungsschaltung 27 auf. Die Dateneingangseinheit 19 weist ferner eine Taktsteuereinheit 28 zum Steuern der Bereitstellung des Taktsignals an die Betriebseinheit 22 auf der Basis des von der Betriebseinheit 22 ausgegebenen Zustandsdetektionssignals auf.
Die Datenspeichereinheit 20 besitzt eine Betriebseinheit 29 zum Speichern von Druckdaten in Abhängigkeit von der Schreib-Anforderung von der Dateneingangseinheit 19, zum Übertagen der Druckdaten an die Kopf-Ausgangseinheit 21, zum Ausgeben des Zustandsdetektionssignals und dergleichen. Wie in 5 gezeigt ist, weist die Betriebseinheit 29 einen Adressen-Decoder 30, ein Flip-Flop 32 und eine RAM-Einheit 33 auf. Ferner besitzt die Datenspeichereinheit 20 eine Taktsteuereinheit 34 zum Steuern der Bereitstellung des Taktsignals an die Betriebseinheit 29 auf der Basis des von der Betriebseinheit 29 ausgegebenen Zustandsdetektionssignals.
Die Kopf-Ausgangseinheit 21 weist eine Betriebseinheit 36 zum Lesen der in der Datenspeichereinheit 20 gespeicherten Druckdaten, zum Ausgeben der gelesenen Druckdaten an einen Thermokopf, zum Ausgeben des Zustandsdetektionssignals und dergleichen auf. Wie in 6 gezeigt ist, besitzt die Betriebseinheit 36 ein Flip-Flop 37, eine Datenspeicher-/Lese-Steuerschaltung 38 und dergleichen. Die Kopf-Ausgangseinheit 21 weist ebenfalls eine Taktsteuereinheit 39 zum Steuern der Bereitstellung des Taktsignals an die Betriebseinheit 36 auf der Basis des von der Betriebseinheit 36 ausgegebenen Zustandsdetektionssignals auf.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Steuerschaltung bei dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, wird als erstes ein Eingangssignal, das den Betriebszustand anfordert, von der CPU (nicht gezeigt) an die Dateneingangseinheit 19 bereitgestellt. Zu diesem Zeitpunkt werden die für den Druckvorgang verwendeten Druckdaten über den Datenbus an die Dateneingangseinheit 19 bereitgestellt.
Die Dateneingangseinheit 19 detektiert eine Schreib-Anforderung an eine Datenadresse in der Dateneingangseinheit 19 und gelangt in den Betriebszustand. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Schreib-Anforderungssignal als ein den Betriebszustand anforderndes Eingangssignal an die Datenspeichereinheit 20 ausgegeben. Das Schreib-Anforderungssignal wird als Zustandsdetektionssignals mit dem Wert "1", welches den Betriebszustand anzeigt, an die Taktsteuereinheit 28 in der Dateneingangseinheit 19 ausgegeben.
Bei Empfang des den Betriebszustand anzeigenden Zustandsdetektionssignals "1" wird in der in 7 dargestellten Weise von der Taktsteuereinheit 28 das Taktsignal an die Betriebseinheit 22 bereitgestellt. In Verbindung damit nimmt die Datenzwischenspeicherschaltung 26 eine Zwischenspeicherung der Druckdaten von der CPU vor, und die Datenadressen-Erzeugungsschaltung 27 erzeugt eine Adresse, unter der Daten in der Datenspeichereinheit 20 zu speichern sind.
Die Betriebseinheit 22 gibt die Adresse und die Druckdaten an die Datenspeichereinheit 20 aus. Danach gelangt die Betriebseinheit 22 in den Ruhezustand, und in dem Schreib-Anforderungssignal an die Datenspeichereinheit 20 wird der Wert "0" gesetzt. Wenn "0" in dem Schreib-Anforderungssignal an die Datenspeichereinheit 20 gesetzt wird, wird das Zustandsdetektionssignal "0", wobei dies den Ruhezustand anzeigt. Die Taktsteuereinheit 28 stoppt somit die Bereitstellung des Taktsignals. In dem Zustand, in dem die Bereitstellung des Taktsignals gestoppt ist, werden die Adresse und die Druckdaten an die Datenspeichereinheit 20 gehalten. Selbst wenn die Dateneingangseinheit 19 und die Datenspeichereinheit 20 nicht gleichzeitig im Betriebszustand sind, können somit die Druckdaten an die Datenspeichereinheit 20 bereitgestellt werden.
Wenn der Empfang der Druckdaten in einer vorbestimmten Menge von der CPU abgeschlossen ist, benachrichtigt die Dateneingangseinheit 19 die Kopf-Ausgabeeinheit 21 über das Ende des Empfangs.
Wie in 5 gezeigt ist, detektiert die Datenspeichereinheit 20 eine vorbestimmte Veränderung in dem Schreib-Anforderungssignal der Dateneingangseinheit 19 und gelangt in den Betriebszustand. Zu diesem Zeitpunkt wird in der in 8 dar gestellten Weise das Zustandsdetektionssignal mit dem Wert "1", welches den Betriebszustand anzeigt, an die Taktsteuereinheit 34 bereitgestellt. In Verbindung hiermit sorgt die Taktsteuereinheit 34 für die Bereitstellung des Taktsignals an die Betriebseinheit 29. Die Datenspeichereinheit 20 speichert die von der Dateneingangseinheit 19 empfangenen Druckdaten in einer beliebigen Adresse (in der RAM-Einheit 33), die von der Dateneingangseinheit 19 angewiesen wird.
Wenn die Druckdaten in der vorbestimmten Adresse gespeichert sind, gelangt das Zustandsdetektionssignal in den Zustand "0", welches den Ruhezustand anzeigt. Die Taktsteuereinheit 34 stoppt somit die Bereitstellung des Taktsignals.
Die Kopf-Ausgangseinheit 21 detektiert eine vorbestimmte Veränderung in dem Empfangsende-Signal als Eingangssignal, das den Betriebszustand anfordert, und gelangt in den Betriebszustand. Zu diesem Zeitpunkt gelangt das Zustandsdetektionssignal in den Zustand "1", welches den Betriebszustand anzeigt, und die Taktsteuereinheit 39 nimmt somit die Bereitstellung eines Taktsignals an die Betriebseinheit 36 vor, wie dies in 9 gezeigt ist.
Die Kopf-Ausgangseinheit 21 in dem Betriebszustand gibt ein Datenanforderungssignal als Eingangssignal aus, das den Betriebszustand der Datenspeichereinheit 20 und die Adresse an der Datenspeichereinheit 20 zu einem vorbestimmten Lesezeitpunkt anfordert. Das Datenanforderungssignal wird wiederholt ausgegeben, bis die Kopf-Ausgangseinheit 21 eine vorbestimmte Menge der Druckdaten aus der Datenspeichereinheit 20 gelesen hat.
Wie in 10 gezeigt ist, detektiert die Datenspeichereinheit 20 eine vorbestimmte Veränderung in dem Datenanforderungssignal der Datenspeichereinheit 21 und gelangt in den Betriebszustand.
Bei Eintritt in den Betriebszustand gibt die Datenspeichereinheit 20 in der in 11 dargestellten Weise das den Betriebszustand anzeigende Zustandsdetektionssignal "1" an die Taktsteuereinheit 34 in der Datenspeichereinheit 20 aus. Die Taktsteuereinheit 34 in der Datenspeichereinheit 20 gibt das Taktsignal an die Betriebseinheit 29 aus. Die Datenspeichereinheit 20 gibt gewünschte Druckdaten an die Kopf-Ausgangseinheit 21 unter der Steuerung des Taktsignals aus.
Die Kopf-Ausgangseinheit 21 empfängt die gewünschten Druckdaten, die von der vorbestimmten Adresse in der Datenspeichereinheit 20 ausgegeben werden und gibt die Druckdaten an den Thermokopf aus. Die Druckdaten werden zu Impuls-Zeitpunkten des Taktsignals an den Thermokopf ausgegeben, wie dies in 12 gezeigt ist.
Die Kopf-Ausgangseinheit 21 führt eine Verarbeitung aus, um ein gewünschtes Druckresultat auf der Basis der vorbestimmten Druckdaten zu erzielen. Wenn der Druckvorgang beendet ist, gelangt das Zustandsdetektionssignal in den Zustand "0", und die Taktsteuereinheit 39 stoppt die Bereitstellung des Taktsignals.
Wenn nachfolgende Druckdaten von der CPU bereitgestellt werden, werden die vorstehend beschriebenen Operationen wiederholt.
Somit kann bei dem zweiten Beispiel, selbst wenn der Funktionsblock (Dateneingangseinheit 19), der zu einem früheren Zeitpunkt in Betrieb gelangt, und der Funktionsblock (Datenspeichereinheit 20), der zu einem späteren Zeitpunkt in Betrieb gelangt, nicht gleichzeitig in Betrieb sind, das Ausgangssignal (Druckdaten) des früher in den Betriebszustand gelangenden Funktionsblocks an den später in den Betriebszustand gelangenden Funktionsblock bereitgestellt werden. Somit kann der Energieverbrauch durch das Taktsignal für den gleichzeitigen Betrieb der beiden Funktionsblöcke vermindert werden. Da das Ausgangssignal an den zu einem späteren Zeitpunkt in Betrieb gehenden Funktionsblock bereitgestellt werden kann, nachdem der Betrieb des zu einem früheren Zeitpunkt in Betrieb gehenden Funktionsblocks gestoppt ist, kommt es bei dem früher ausgegebenen Ausgangssignal zu keiner Schwankung auf Grund eines neuen Eingangssignals, das an den zu einem früheren Zeitpunkt in Betrieb gehenden Funktionsblock bereitgestellt wird. Auf diese Weise ist die Auslegung der Schaltung vereinfacht.
Im Folgenden wird ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung beschrieben.
Eine Steuerschaltung 41 bei dem dritten Ausführungsbeispiel weist die gleichen grundlegenden Komponenten wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel auf und besitzt einen Funktionsblock 42 auf dem Halbleitersubstrat 2. Wie in 13 gezeigt ist, weist bei dem dritten Ausführungsbeispiel jedoch eine Taktsteuereinheit 43 eine Frequenzteilerschaltung 44 auf.
Die Frequenzteilerschaltung 44 steuert den Zyklus des von außerhalb zugeführten Taktsignals auf n Male (wobei n eine natürliche Zahl mit 2 oder größer ist), und zwar vom Standpunkt der Verhinderung des Auftretens einer Gefahr in der Wellenform eines an eine Betriebseinheit 45 bereitgestellten Taktsignals sowie einer Schwankung in der Impulsbreite auf Grund einer zeitlichen Verzögerung zwischen der Bereitstellung eines Eingangssignals an den Funktionsblock 42 und der Vorgabe des Betriebszustands auf der Basis des Eingangssignals.
Im Spezielleren gibt es eine geringfügige Verzögerungszeit zwischen dem Moment, zu dem das Eingangssignal an den Funktionsblock 42 bereitgestellt wird, sowie dem Moment, in dem der Funktionsblock in den Betriebszustand gelangt, und auf Grund dieser geringfügigen Verzögerung kommt es zu einer Phasenabweichung zwischen einem von außen her bereitgestellten Taktsignal (das im Folgenden als externes Taktsignal bezeichnet wird) und dem Zustandsdetektionssignal. Wenn der Zyklus eines an die Betriebseinheit 45 bereitgestellten Taktsignals (das im Folgenden als internes Taktsignal bezeichnet wird) kurz ist, wie dies durch den Stand der Technik gemäß 14 veranschaulicht ist, kommt es tendenziell zu einem Fall, in dem die Wellenform des ersten Impulses des internen Takts nicht mit den anderen Wellenformen übereinstimmt. Die Abweichung in der Wellenform des internen Takts verursacht häufig eine fehlerhafte Operation des Funktionsblocks 42.
Bei dem durch den internen Takt am Boden der 14 veranschaulichten Ausführungsbeispiel wird somit der Zyklus des internen Takts durch die Frequenzteilerschaltung 44 auf n Male (zweimal in 14) der Länge des Zyklus des externen Takts gesteuert, um dadurch das Auftreten einer Abweichung in der Wellenform zu unterdrücken.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Steuerschaltung bei dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Als erstes wird ein Eingangssignal von einer externen CPU (nicht gezeigt) an den Funktionsblock 42 bereitgestellt. Die Betriebseinheit 45 in dem Funktionsblock 42 empfängt das Eingangssignal und gelangt in den Betriebszustand. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Betriebseinheit 45 ein den Betriebszustand anzeigendes Zustandsdetektionssignal mit dem Wert "1" an die Taktsteuereinheit 43 aus.
Die Taktsteuereinheit 43 empfängt das Zustandsdetektionssignal mit dem Wert "1" und liefert das interne Taktsignal an die Betriebseinheit 45. Da der Zyklus des internen Taktsignals durch die Frequenzteilerschaltung 44 auf n Male der Länge des Zyklus des externen Taktsignals gesteuert wird, ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Gefahr bei der Wellenform des internen Taktsignals sowie einer Schwankung in der Impulsbreite vermindert.
Bei Empfang des internen Taktsignals verarbeitet die Betriebseinheit 45 das Eingangssignal unter der Steuerung des internen Taktsignals und gibt das Resultat der Verarbeitung als Ausgangssignal nach außerhalb des Funktionsblocks 42 aus.
Nach Ausgabe des Ausgangssignals gelangt die Betriebseinheit 45 in den Ruhezustand. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Betriebseinheit 45 ein den Ruhezustand anweisendes Zustandsdetektionssignal mit dem Wert "0" an die Taktsteuereinheit 43 aus.
Bei Empfang des den Ruhezustand anweisenden Zustandsdetektionssignals stoppt die Taktsteuereinheit 43 die Bereitstellung des internen Takts an die Betriebseinheit 45.
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann somit der Zyklus des internen Takts durch die Frequenzteilerschaltung 44 auf n Male der Länge des Zyklus des externen Taktsignals gesteuert werden, und somit können das Auftreten einer Gefahr in der Wellenform des internen Takts sowie einer Schwankung in der Impulsbreite unterdrückt werden.
Ein fehlerhafter Betrieb der Steuerschaltung 41 kann auf diese Weise unterdrückt werden, und die Steuerschaltung 41 kann ihre Funktion in angemessener Weise ausführen.
Eine Steuereinheit zum Steuern des Aufzeichnungsvorgangs bzw. Druckvorgangs des Druckers bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann durch eine Mehrzahl von Funktionsblöcken 42 in der Steuereinheit 41 des dritten Ausführungsbeispiels gebildet werden.
Im Folgenden wird ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuerschaltung beschrieben.
Wie in 15 gezeigt ist, weist eine Steuerschaltung 47 bei dem vierten Ausführungsbeispiel eine Betriebseinheit 49 in einem Funktionsblock 48 auf. Die Betriebseinheit 49 führt eine vorbestimmte Operation auf der Basis eines Eingangssignals unter der Steuerung eines Taktsignals aus.
Die Betriebseinheit 49 weist bei dem vierten Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Betriebszuständen auf und führt Operationen (Ausgabe des Ausgangssignals und dergleichen) aus, die nach Maßgabe der Betriebszustände unterschiedlich sind.
Der Funktionsblock 48 weist eine Taktsteuereinheit 50 zum Steuern der Bereitstellung des internen Taktsignals an die Betriebseinheit 49 auf der Basis des Zustandsdetektionssignals auf.
In jedem der Betriebszustände gibt die Taktsteuereinheit 50 ein internes Taktsignal mit einem Zyklus aus, der nach Maßgabe des Betriebszustands-Detektionssignals variiert, und zwar unter dem Gesichtspunkt einer Verhinderung des Auftretens einer Gefahr bei der Wellenform sowie einer Schwankung in der Impulsbreite des der Betriebseinheit 49 zugeführten internen Taktsignals.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Steuerschaltung 47 bei dem vierten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Als erstes wird ein Eingangssignal zum Anfordern des Betriebszustands von einer CPU (nicht gezeigt) an den Funktionsblock 48 bereitgestellt. Bei Empfang des Eingangssignals gelangt die Betriebseinheit 49 in den Betriebszustand. In Abhängigkeit von dem Eingangssignal variiert der vorbestimmte Betriebszustand. Bei dem Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass die Betriebseinheit 49 einen ersten, zweiten und dritten Betriebszustand aufweist.
Wenn die Betriebseinheit 49 in den ersten Betriebszustand verbracht ist, gibt die Betriebseinheit 49 ein den ersten Betriebszustand anzeigendes Zustandsdetektionssignal "01" an die Taktsteuereinheit 50 aus. Wenn sich die Betriebseinheit 49 in dem zweiten Betriebszustand befindet, gibt die Betriebseinheit 49 ein den zweiten Betriebszustand anzeigendes Zustandsdetektionssignal "10" an die Taktsteuereinheit 50 aus. Wenn sich ferner die Betriebseinheit 49 in einem dritten Betriebszustand befindet, gibt die Betriebseinheit 49 ein den dritten Betriebszustand anzeigendes Zustandsdetektionssignal "11" an die Taktsteuereinheit 50 aus.
Wenn das den ersten Betriebszustand anzeigende Zustandsdetektionssignal "01" von der Betriebseinheit 49 empfangen wird, gibt die Taktsteuereinheit 50 ein internes Taktsignal mit einem Zyklus, der zweimal so lang ist wie der des externen Taktsignals, an die Betriebseinheit 49 aus. Wenn das den zweiten Betriebszustand anzeigende Zustandsdetektionssignal "10" von der Betriebseinheit 49 empfangen wird, gibt die Taktsteuereinheit 50 ein internes Taktsignal mit einem Zyklus, der viermal so lang ist wie der des externen Taktsignals, an die Betriebseinheit 49 aus. Wenn das den dritten Betriebszustand anzeigende Zustandsdetektionssignal "11" von der Betriebseinheit 49 empfangen wird, gibt die Taktsteuereinheit 50 ferner ein internes Taktsignal mit einem Zyklus, der achtmal so lang ist wie der des externen Taktsignals, an die Betriebseinheit 49 aus.
Die Betriebseinheit 49 verarbeitet das Eingangssignal unter der Steuerung des internen Taktsignals jedes Zyklus und gibt das Resultat der Verarbeitung als Ausgangssignal nach außerhalb des Funktionsblocks 48 aus.
Nach Ausgabe des Ausgangssignals gelangt die Betriebseinheit 49 in den Ruhezustand. Hierbei gibt die Betriebseinheit 49 das den Ruhezustand anzeigende Zustandsdetektionssignal "00" an die Taktsteuereinheit 50 aus.
Bei Empfang des den Ruhezustand anzeigenden Zustandsdetektionssignals "00", stoppt die Taktsteuereinheit 50 die Bereitstellung des internen Taktsignals an die Betriebseinheit 49.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel kann somit auch bei dem Funktionsblock 48 mit der Mehrzahl von Betriebszuständen die Verzögerung zwischen dem von außerhalb an die Taktsteuereinheit 50 bereitgestellten externen Taktsignal sowie dem von der Taktsteuereinheit 50 an den Funktionsblock 48 bereitgestellten internen Taktsignal kompensiert werden. Der Funktionsblock 46 kann somit an der Ausführung einer fehlerhaften Operation auf Grund des Auftretens einer Gefahr bei der Wellenform des Taktsignals und einer Schwankung in der Impulsbreite gehindert werden.
Eine Steuerschaltung zum Steuern des Aufzeichnungsvorgangs des Druckers bei dem zweiten Ausführungsbeispiel kann auch unter Verwendung einer Mehrzahl von Funktionsblöcken 48 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel gebildet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann nach Bedarf in verschiedenartiger Weise modifiziert werden.
Da es bei der Steuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht notwendig ist, eine spezielle Steuereinrichtung zum Steuern der Bereitstellung des Taktsignals an der Außenseite des Funktionsblocks bereitzustellen, kann der Energieverbrauch des Taktsignals mit einer einfachen Konfiguration vermindert werden, wobei ferner die Steuerschaltung miniaturisiert werden kann.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Steuerschaltung kann zusätzlich zu den vorstehend geschilderten Effekten der maximale Energieverbrauch des Taktsignals durch den gleichzeitigen Betrieb der Funktionsblöcke reduziert werden.
Gemäß einer zusätzlichen, weiteren Steuerschaltung der Erfindung kann das Auftreten einer Gefahr bei der Wellenform des Taktsignals sowie einer Schwankung in der Impulsbreite mit einer einfachen Konfiguration unterdrückt werden. Zusätzlich zu den vorstehend genannten Effekten kann somit ein fehlerhafter Betrieb des Funktionsblocks in einfacher Weise verhindert werden.
Gemäß einer weiteren zusätzlichen Steuerschaltung gemäß der Erfindung kann ferner in dem Fall, in dem der Funktionsblock die Mehrzahl von Betriebszuständen aufweist, ein fehlerhafter Betrieb des Funktionsblocks in einfacher Weise unterdrückt werden.

Claims

Steuerschaltung, umfassend: einen Funktionsblock, welcher auf einem Halbleitersubstrat vorgesehen ist, mit einer Betriebseinheit, die eine vorbestimmte Operation in Reaktion auf ein Eingangssignal durchführt, das einen Betriebszustand anfordert, und welche die vorbestimmte Operation beendet in Reaktion auf ein Eingangssignal, welches einen Ruhezustand anfordert, wobei die Betriebseinheit von einem Taktsignal gesteuert wird; und eine Taktsteuereinheit, welche in dem Funktionsblock vorgesehen ist, um das Bereitstellen des Taktsignals an die Betriebseinheit zu steuern, wobei die Betriebseinheit ein Zustandsdetektionssignal an die Taktsteuereinheit bereitstellt, das bezeichnend ist für den Betriebszustand oder den Ruhezustand, wobei, wenn das Zustandsdetektionssignal den Betriebszustand anzeigt, die Taktsteuereinheit das Taktsignal bereitstellt, um die Betriebseinheit zu betreiben, und wenn das Zustandsdetektionssignal den Ruhezustand anzeigt, die Taktsteuereinheit das Bereitstellen des Taktsignals beendet, um die Betriebseinheit außer Betrieb zu setzen.
Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl der Funktionsblöcke miteinander verbunden sind, wobei einige der Mehrzahl von Funktionsblöcken verschiedene Betriebszeiteinteilungen haben, wobei wenigstens ein Funktionsblock, welcher zuerst betrieben wird, in den Ruhezustand versetzt wird, wenn ein Ausgangssignal an wenigstens einen Funktionsblock ausgegeben wird, welcher später betrieben wird, und ein Zustandsdetektionssignal, welches bezeichnend ist für den Ruhezustand des wenigstens einen Funktionsblocks, welcher zuerst betrieben wird, an eine Taktsteuereinheit des Funktionsblocks, welcher zuerst betrieben wird, ausgegeben wird.
Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Taktsteuereinheit weiterhin eine Frequenzteilerschaltung aufweist.
Steuerschaltung nach Anspruch 3, wobei die Betriebseinheit eine Mehrzahl von Betriebszuständen aufweist, und die Taktsteuereinheit das Taktsignal mit einem Teilungsverhältnis bereitstellt, welches gemäß einem ausgewählten Betriebszustand der Mehrzahl von Betriebszuständen der Betriebseinheit variiert.
Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei das Taktsignal direkt von der Taktsteuereinheit an die Betriebseinheit bereitgestellt wird.
Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei das Zustandsdetektionssignal direkt von der Betriebseinheit an die Taktsteuereinheit bereitgestellt wird.
Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei die Taktsteuereinheit eine Logik aufweist, die eine logische Funktion zwischen dem Zustandsdetektionssignal und dem Taktsignal durchführt.
Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei die Betriebseinheit das Zustandsdetektionssignal, das bezeichnend für den Ruhezustand ist, an die Taktsteuereinheit bereitstellt, wenn ein Verarbeitungsergebnis des Eingangssignals als ein Ausgangssignal von dem Funktionsblock bereitgestellt wird.
Steuerschaltung nach Anspruch 1, umfassend eine Mehrzahl von Funktionsblöcken, wobei die Betriebseinheit das Zustandsdetektionssignal, das bezeichnend für den Ruhezustand ist, an die Taktsteuereinheit bereitstellt, wenn ein Verarbeitungsergebnis des Eingangssignals als ein Ausgangssignal von dem Funktionsblock bereitgestellt wird.
Steuerschaltung nach Anspruch 9, wobei jede Taktsteuereinheit weiterhin eine Frequenzteilerschaltung aufweist.
Steuerschaltung nach Anspruch 10, wobei jede Betriebseinheit eine Mehrzahl von Betriebszuständen aufweist, und die Taktsteuereinheit von einer der Betriebseinheiten ein Taktsignal mit einem Teilungsverhältnis bereitstellt, welches gemäß einem ausgewählten Betriebszustand der Mehrzahl von Betriebszuständen der einen der Betriebseinheiten variiert.
Steuerschaltung nach Anspruch 9, wobei das Taktsignal von jeder Taktsteuereinheit direkt an die entsprechende Betriebseinheit bereitgestellt wird.
Steuerschaltung nach Anspruch 9, wobei das Zustandsdetektionssignal von jeder Betriebseinheit direkt an die entsprechende Taktsteuereinheit bereitgestellt wird.
Steuerschaltung nach Anspruch 9, wobei jede Taktsteuereinheit eine Logik aufweist, die eine logische Funktion zwischen dem Taktsignal und dem Zustandsdetektionssignal von der entsprechenden Betriebseinheit durchführt.