JP4190217B2 - クロック生成装置及びオーディオデータ処理装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にクロック信号生成装置に関し、詳しくはオーディオデータのシリアル伝送用のクロック信号を生成するクロック信号生成装置に関する。
【従来の技術】
オーディオデータをシリアル転送する方式として、データを1ビットずつ送出するためのビットクロックとオーディオデータの左右チャネルを切替えるためのワードクロックとの2種類のクロックを用いる方式がある。このようなオーディオクロックを生成するための方法として、外部からのマスタークロックを基にして、分周器やカウンタ回路を用いて各クロック信号を生成する方法等がある。
【0002】
図1は、従来のオーディオクロック生成装置の構成の一例を示す図である。図1においては、分周器を用いてビットクロックを生成し、生成されたクロックをもとにカウンタを動作させ、カウンタ値の上位ビットをワードクロックとして生成する。
【0003】
図1のオーディオクロック生成装置10は、分周器11、カウンタ12、Dフリップフロップ13、セレクタ14、Dフリップフロップ15、及びインバータ16を含む。分周器11は、外部から入力されるオーディオマスタークロック信号KFSを分周することでビットクロックBCKOを生成する。カウンタ12は、ビットクロックBCKOを受け取り、その立ち上がりに応答してカウント動作を実行する。セレクタ14は、所定値に設定されるカウンタ初期値とカウンタ12の現在のカウント値との何れか1つを選択し、カウンタ12に供給する。カウンタ12は、セレクタ14から供給されるカウント値を複数のフリップフロップでラッチしてから+1して出力し、この+1した出力を次のタイミングでセレクタ14を介してラッチすることでカウントアップ動作を実行する。セレクタ14は、初期状態においてカウンタの初期値を選択しており、入力ワードクロックLRCKIが立ち上がるとカウンタ12のカウント値を選択するようになる。カウンタ12のカウント値の上位ビットを、ビットクロックBCKOの立ち下がりに同期してDフリップフロップ15でラッチし、ワードクロックLRCKOとして出力する。
【0004】
これにより、図2に示されるようなビットクロックBCKOとワードクロックLRCKOとを生成する。ここでカウンタの初期値は、Dフリップフロップ15によってラッチされるカウント値の上位ビットが、入力ワードクロックLRCKIが立ち上がって+1されると1となるように設定されている。従って、入力ワードクロックLRCKIが立ち上がるとその直後にワードクロックLRCKOが立ち上がる。
【0005】
カウンタ12は巡回してカウントを続け、ワードクロックLRCKOのHIGHの期間とLOWの期間とが所定の長さで交互に繰り返される。即ち図1の従来技術の構成では、最初に入力ワードクロックLRCKIが立ち上がる時にのみワードクロックLRCKOを同期させ、その後は分周器11が生成するビットクロックにより決まる固定のタイミングで、ワードクロックLRCKOのHIGHの期間とLOWの期間との切り替わりが決まってくる。従って、その後のワードクロックLRCKOのタイミングは、入力ワードクロックLRCKIが変化してもそのタイミングとは無関係となる。
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の構成では、入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりにずれが生じた場合、入力ワードクロックLRCKIとワードクロックLRCKOの間に位相のずれが起きてしまう。これを解決する方法として、従来は外部からのハードウェアリセット又はソフトウェアによるリセットによりカウンタを初期化させ、再同期を確立してクロック生成を行わせることで位相のずれを補正していた。しかしこの場合、入力ワードクロックLRCKIのタイミングのずれを検出して外部からハードウェアリセット又はソフトウェアによるリセットを実行する必要が有り、制御が複雑になると共に回路規模が増大してしまう。
【0006】
以上を鑑みて本発明は、外部からハードウェアリセットやソフトウェアリセットを入力することなく、タイミングの変化に追従したワードクロックを生成するクロック生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明によるクロック生成装置は、外部から供給されるタイミング信号に応答してリセット状態が解除されるとマスタークロックに同期して状態推移することによりクロックを出力する第1のクロック生成回路と、該タイミング信号に応答してリセット状態が解除されると該マスタークロックをカウントするカウンタと、該カウントが第1の所定の値になると該カウンタをリセットすると共に該第1のクロック生成回路を該リセット状態に設定するリセット回路と、該タイミング信号に応答してリセット状態が解除されると該マスタークロックに同期して状態推移することにより別のクロックを出力する第2のクロック生成回路とを含み、該第2のクロック生成回路は、前記カウントが前記第1の所定の値になると前記リセット回路によりリセット状態に設定されることを特徴とする。
【0007】
上記発明においては、第1のクロック生成回路及びカウンタが、カウント値が所定値になるとセット或いはリセットされ、その後外部からのタイミング信号に応じてセット或いはリセット状態から解除されて動作を開始する。従って、Lチャネル及びRチャネルの期間に対応する数だけマスタークロックをカウントした後に第1のクロック生成回路及びカウンタをセット或いはリセットし、その後入力ワードクロックLRCKIに応じてセット或いはリセット状態を解除することで、クロック生成動作を開始することが出来る。これにより入力ワードクロックLRCKIのタイミング変化に追従した出力クロックを生成することが可能になる。
【0009】
上記クロック生成装置において、第1及び第2のクロック生成回路を用いることで、入力ワードクロックLRCKIのタイミング変化に追従したワードクロック及びビットクロックを生成することが出来る。
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を添付の図面を用いて詳細に説明する。
【0010】
図3は、本発明によるクロック生成装置の第1の実施例の構成を示す図である。
【0011】
図3(a)のオーディオクロック生成装置20は、カウンタ21、カウンタ値判定回路22、カウンタ値判定回路23、セレクタ24、Dフリップフロップ25乃至27、及びAND回路28を含む。図3(a)のオーディオクロック生成装置20においては、ワードクロックLRCKOが入力ワードクロックLRCKIのずれに各サイクル毎に追従するように、カウンタ21の動作状態と停止状態とをカウンタクリア信号aによって制御する。
【0012】
図3(b)のオーディオクロック生成装置30は、カウンタ31、カウンタ値判定回路32、カウンタ値判定回路33、セレクタ34、Dフリップフロップ35乃至37、及びAND回路38を含む。図3(b)のオーディオクロック生成装置30においては、ビットクロックBCKOが入力ワードクロックLRCKIのずれに各サイクル毎に追従するように、カウンタ31の動作状態と停止状態とをカウンタクリア信号aによって制御する。
【0013】
図4は、図3のオーディオクロック生成装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。オーディオクロック生成装置20とオーディオクロック生成装置30とは一部を除き殆ど同一の構成となっているので、まずオーディオクロック生成装置20の動作について詳しく説明する。
【0014】
カウンタ動作状態において、Dフリップフロップ25への入力である入力ワードクロックLRCKIが立ち上がると、Dフリップフロップ25の出力であるカウンタクリア信号aがHIGHに変化する。これに応じてカウンタ21がリセット状態からリセット解除状態となり、次のマスタークロックKFSの立ち上がりエッジからカウントが開始される。また同様に、Dフリップフロップ27もリセット状態からリセット解除状態に変化する。従って、次のマスタークロックKFSの立ち上がりエッジでワードクロックLRCKOがHIGHに立ち上がる。またカウンタクリア信号aがHIGHに変化することで、Dフリップフロップ26のプリセット状態が解除される。Dフリップフロップ26は、次のマスタークロックKFSの立ち上がりエッジにおいてHIGHである信号bを取り込むので、その出力であるカウンタクリア信号のリセット信号cはその後HIGHを維持する。
【0015】
上記動作は図4において、カウンタクリア信号aのHIGHへの変化(I)と、それに続くマスタークロックKFSの立ち上がりに応じた各信号の変化として示される。
【0016】
カウンタ21は、マスタークロックKFSの立ち上がりに応答してカウントアップしていく。カウンタ値判定回路23は、カウンタ21のカウント値が所定のカウントになるとその出力を変化させる。これに応じてセレクタ24が選択状態を変化させ、Dフリップフロップ27のLRCKO出力を選択するのではなく、Dフリップフロップ27の反転出力を選択する。従って、カウンタ21のカウント値が上記所定のカウントになると、ワードクロックLRCKOが反転してHIGHからLOWに切り替わる。ここで例えば、ワードクロックLRCKOのHIGHが左側のオーディオデータ用のLチャネルに相当し、ワードクロックLRCKOのLOWが右側のオーディオデータ用のRチャネルに相当する。
【0017】
上記動作は図4において、カウント値の所定値への到達(II)、及びそれに応じたワードクロックLRCKOのHIGHからLOWへの反転として示される。
【0018】
その後も更にカウンタ21は、マスタークロックKFSの立ち上がりに応答してカウントアップしていく。カウンタ値判定回路22は、カウンタ21のカウント値が所定のカウントになると、その出力である信号bをHIGHからLOWに変化させる。次のマスタークロックKFSの立ち上りに応答して、Dフリップフロップ26が信号bのLOWを取り込み、その出力であるカウンタクリア・リセット信号cがLOWになる。カウンタクリア・リセット信号cがLOWになると、AND回路28の出力がLOWとなり、Dフリップフロップ25がリセットされる。その結果、Dフリップフロップ25の出力であるカウンタクリア信号aがLOWになる。カウンタクリア信号aがLOWになることで、カウンタ21とDフリップフロップ27がリセットされる。またDフリップフロップ26はセットされてカウンタクリア・リセット信号cがHIGHに戻るので、Dフリップフロップ25のリセット状態を解除され、以後供給される入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりに対して同期をとれる状態となる。
【0019】
上記動作は図4において、カウンタ値判定回路22のカウント値の所定値への到達及びそれに応答した信号bのHIGHからLOWへの反転(III)、その後のマスタークロックKFSの立ち上がりによるカウンタクリア・リセット信号cのLOWへの変化及びそれに応じたカウンタクリア信号aのLOWへの変化(IV)、カウンタクリア信号aによるカウンタ21のリセット(V)、カウンタクリア信号aによるカウンタクリア・リセット信号cのHIGHへの変化として示される。
【0020】
上記のようにして、ワードクロックLRCKOをLチャネル用及びRチャネル用の期間について生成してカウント値が所定値に到達すると、カウンタ21がリセットされ停止状態となりカウント開始準備が整う。またDフリップフロップ25は待機状態となり、入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりに応答できる準備が整う。次の入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりが到来すると、カウンタクリア信号aがこれに同期してHIGHとなるので、リセットが解除されて再びカウントが開始されると共に、ワードクロックLRCKOがHIGHに立ち上がる。
【0021】
図3(b)に示すオーディオクロック生成装置30は、図3(a)に示すオーディオクロック生成装置20と略同一の構成である。但しカウンタクリア信号aがビットクロックを出力するためのDフリップフロップ37のプリセット入力に接続されている。従って、入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりに応答して、ビットクロックBCKOが立ち下がりから開始される構成となっている。
【0022】
ビットクロックBCKOは、オーディオデータをシリアル転送するために用いられるパルス列であり、シリアル転送するデータ数に合った数のクロックパルスを生成する必要がある。図3(a)のオーディオクロック生成装置20と同様の動作によって、Lチャネル及びRチャネルの期間に対応した数のビットクロックを生成してカウント値が所定値に到達すると、カウンタ31がリセットされ停止状態となり、カウント開始準備が整う。またDフリップフロップ35は待機状態となり、入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりに応答できる準備が整う。次の入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりが到来すると、カウンタクリア信号aがこれに同期してHIGHとなるので、リセットが解除されて再びカウントが開始されると共に、ビットクロックBCKOの供給が開始される。
【0023】
図5は、オーディオクロック生成装置20とオーディオクロック生成装置30とを同時に使用する場合の構成を示す図である。図5に示すように、オーディオクロック生成装置20とオーディオクロック生成装置30とに、共通に入力ワードクロックLRCKI及びマスタークロックKFSを供給する。これによって、共通の入力ワードクロックLRCKI及びマスタークロックKFSに同期し、入力ワードクロックLRCKIのサイクル毎に補正されるワードクロックLRCKO及びビットクロックBCKOを、同時に生成することが出来る。
【0024】
以下に、入力ワードクロックLRCKIのタイミングが変化した場合にワードクロックLRCKO及びビットクロックBCKOが追従する動作について説明する。
【0025】
図6は、入力ワードクロックLRCKIが通常入力されるタイミングより早く立ち上がる場合を示すタイミング図である。
【0026】
図6に示される入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりエッジのうちで、2番目の立ち上がりエッジが通常より早いタイミングで入力されている。この例では、カウンタ21及び31のカウント値がカウンタ値判定回路22及び32の設定値に到達する前に、入力ワードクロックLRCKIが立ち上がる。このときカウンタクリア信号aはHIGHの状態のままであるので、入力ワードクロックLRCKIが立ち上がっても回路動作には何ら影響が生じない。カウンタ21及び31はそれまでのカウントを続行して所定のカウント値で停止するが、停止状態になるのが入力ワードクロックLRCKIの2番目の立ち上がりエッジ後であるので、その後暫くはカウントを開始しない。またカウンタクリア信号aによるリセット動作が実行されるのは、入力ワードクロックLRCKIの2番目の立ち上がりエッジが到来した後であるので、LRCKOは暫くの間立ち上がらず、またビットクロックBCKOは暫く停止する。
【0027】
その後入力ワードクロックLRCKIの3番目の立ち上がりエッジが到来すると、カウンタ21及び31がカウント動作を開始する。またこの入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりエッジに同期して、ワードクロックLRCKOがHIGHになると共に、ビットクロックBCKOの供給が開始される。従って、入力ワードクロックLRCKIの3番目の立ち上がりエッジに対しては、入力ワードクロックLRCKIのタイミング変化に追従してワードクロックLRCKO及びビットクロックBCKOを供給することが出来る。図6には従来技術の場合も示されているが、図1のような従来技術の構成では、ワードクロックLRCKO及びビットクロックBCKOは固定のタイミングで生成され続け、入力ワードクロックLRCKIのタイミング変化に追従することは出来ない。
【0028】
図7は、入力ワードクロックLRCKIが通常入力されるタイミングより遅く立ち上がる場合を示すタイミング図である。
【0029】
図7に示される入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりエッジのうちで、2番目の立ち上がりエッジが通常より遅いタイミングで入力されている。このときカウンタ21及び31は停止状態で待機しているので、入力ワードクロックLRCKIの2番目の立ち上がりエッジが遅れて到来するとカウント動作を開始する。またこの入力ワードクロックLRCKIの立ち上がりエッジに同期して、ワードクロックLRCKOがHIGHになると共に、ビットクロックBCKOの供給が開始される。従って、遅れて到来した入力ワードクロックLRCKIの2番目の立ち上がりエッジのタイミング変化に追従して、ワードクロックLRCKO及びビットクロックBCKOを供給することが出来る。これに対して図1のような従来技術の構成では、ワードクロックLRCKO及びビットクロックBCKOは固定のタイミングで生成され続け、入力ワードクロックLRCKIのタイミング変化に追従することは出来ない。
【0030】
以上説明したように本発明においては、Lチャネル及びRチャネルの所定の期間についてクロックを生成した後に回路をリセットしてカウンタ値を初期状態に戻し、外部からの信号入力ワードクロックLRCKIに応答してカウント動作を開始すると共に、ワードクロックを立ち上げ、ビットクロックの供給を開始する。これにより入力ワードクロックLRCKIのサイクル毎に、入力ワードクロックLRCKIのタイミングに同期したワードクロックを生成し、更に必要な数のビットクロックを欠落することなく確実に出力することが可能となる。従って、正確なデータ転送を行うことができる。
【0031】
図8は、図3のオーディオクロック生成装置20及びオーディオクロック生成装置30間で回路部分を共有した構成を示す図である。
【0032】
オーディオクロック生成装置20及び30を同時に用いてワードクロック及びビットクロックを生成する場合、カウンタ値判定回路22及び32に設定するカウント値は、Lチャネル及びRチャネルの期間の終了に相当するカウント終了の値であり、両カウンタ値判定回路において同一の設定である。従って、カウンタ値判定回路22を共有することが出来る。またカウンタ21、Dフリップフロップ25及び26、及びAND回路28についても、図8に示すように共有することが可能である。
【0033】
従って、図5に示すオーディオクロック生成装置20とオーディオクロック生成装置30とを並列に配置した構成と比較して、図8のオーディオクロック生成装置40においては、回路実装面積を縮小することが可能となる。
【0034】
図9は、本発明によるオーディオ処理装置の構成を示す構成図である。
【0035】
図9のオーディオ処理装置は、CPU51、メモリ52、オーディオインターフェース53、及びバス54を含む。CPU51、メモリ52、及びオーディオインターフェース53は、バス54を介して互いに接続される。オーディオインターフェース53は、オーディオデータ入力装置61、オーディオデータ出力装置62、及びオーディオクロック生成装置40を含む。オーディオクロック生成装置40は、図8に示される構成のものであるが、代わりに例えば図5の構成のオーディオクロック生成装置を用いてもよい。
【0036】
オーディオデータ入力装置53が外部から入力されるオーディオ入力データを受け取り、受け取ったデータを例えばメモリ52に供給して蓄積する。またCPU51により処理されたデータやメモリ52に蓄積されたデータが、バス54を介してオーディオデータ出力装置62に供給され、オーディオデータ出力装置62から外部へ出力される。この際、オーディオデータ出力装置62がオーディオデータをバス54らか受け取り内部に取り込むタイミングと、オーディオデータ出力装置62がオーディオデータを外部にシリアル転送するタイミングは、オーディオクロック生成装置63が生成するワードクロックLRCKO及びビットクロックBCKOによって決定される。
【0037】
ワードクロックLRCKOはLチャネルとRチャネルを区別する信号であり、ビットクロックBCKOはオーディオデータの各データビットを転送するための信号である。これらワードクロックLRCKO及びビットクロックBCKOは、出力オーディオデータを受け取る側においても使用可能なように、クロック出力信号として外部に供給される。
【0038】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内で様々な変形が可能である。
【発明の効果】
本発明においては、クロック生成回路及びカウンタが、カウント値が所定値になるとセット或いはリセットされ、その後外部からのタイミング信号に応じてセット或いはリセット状態から解除されて動作を開始する。従って、Lチャネル及びRチャネルの期間に対応する数だけマスタークロックをカウントした後にクロック生成回路及びカウンタをセット或いはリセットし、その後入力ワードクロックに応じてセット或いはリセット状態を解除することで、クロック生成動作を開始することが出来る。これにより入力ワードクロックのタイミング変化に追従した出力クロックを生成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のオーディオクロック生成装置の構成の一例を示す図である。
【図2】ビットクロックとワードクロックとを示す図である。
【図3】本発明によるオーディオクロック生成装置の第1の実施例の構成を示す図である。
【図4】図3のオーディオクロック生成装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図5】2つのオーディオクロック生成装置を同時に使用する場合の構成を示す図である。
【図6】入力ワードクロックが通常入力されるタイミングより早く立ち上がる場合を示すタイミング図である。
【図7】入力ワードクロックが通常入力されるタイミングより遅く立ち上がる場合を示すタイミング図である。
【図8】2つのオーディオクロック生成装置間で回路部分を共有した構成を示す図である。
【図9】本発明によるオーディオ処理装置の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
20 オーディオクロック生成装置
21 カウンタ
22 カウンタ値判定回路
23 カウンタ値判定回路
24 セレクタ
25、26、27 Dフリップフロップ
28 AND回路
30 オーディオクロック生成装置
31 カウンタ
32 カウンタ値判定回路
33 カウンタ値判定回路
34 セレクタ
35、36、37 Dフリップフロップ
38 AND回路
Claims (8)
- 外部から供給されるタイミング信号に応答してリセット状態が解除されるとマスタークロックに同期して状態推移することによりクロックを出力する第1のクロック生成回路と、
該タイミング信号に応答してリセット状態が解除されると該マスタークロックをカウントするカウンタと、
該カウントが第1の所定の値になると該カウンタをリセットすると共に該第1のクロック生成回路を該リセット状態に設定するリセット回路と、
該タイミング信号に応答してリセット状態が解除されると該マスタークロックに同期して状態推移することにより別のクロックを出力する第2のクロック生成回路と
を含み、
該第2のクロック生成回路は、前記カウントが前記第1の所定の値になると前記リセット回路によりリセット状態に設定される
ことを特徴とするクロック生成装置。 - 該第1のクロック生成回路は該カウントが第2の所定の値になると該マスタークロックに同期してクロック出力を反転することを特徴とする請求項1記載のクロック生成装置。
- 該第1のクロック生成回路は、
正論理出力と反転論理出力とを有するフリップフロップと、
該カウントが該第2の所定の値になったことを検出するカウンタ値判定回路と、
該判定回路の出力に応じて該正論理出力と該反転論理出力との何れかを選択して該フリップフロップの入力に供給するセレクタ
を含むことを特徴とする請求項2記載のクロック生成装置。 - 該カウントが該第1の所定の値になったことを検出して該リセット回路に通知するカウンタ値判定回路を更に含むことを特徴とする請求項1記載のクロック生成装置。
- 該第1のクロック生成回路は該カウントが開始してから該第1の所定の値になるまでの間にHIGHとLOWの間で一度だけ反転するクロックを出力し、該第2のクロック生成回路は該マスタークロックのN倍の周期のクロックを出力することを特徴とする請求項1記載のクロック生成回路。
- 外部から供給されるタイミング信号に応答してリセット状態が解除されるとマスタークロックに同期して状態推移することによりクロックを出力する第1のクロック生成回路と、
該タイミング信号に応答してリセット状態が解除されると該マスタークロックをカウントするカウンタと、
該カウントが所定の値になると該カウンタをリセットすると共に該第1のクロック生成回路を該リセット状態に設定するリセット回路と、
該第1のクロック生成回路が出力するクロックに基づいてオーディオデータを外部に出力するオーディオデータ出力回路と、
該タイミング信号に応答してリセット状態が解除されると該マスタークロックに同期して状態推移することにより別のクロックを出力する第2のクロック生成回路
とを含み、
該第2のクロック生成回路は前記カウントが前記所定の値になると前記リセット回路によりリセット状態に設定され、
該オーディオデータ出力回路は該第1のクロック生成回路が出力するクロック及び該第2のクロック生成回路が出力するクロックに基づいて該オーディオデータを外部に出力す る
ことを特徴とするオーディオデータ処理装置。 - 該第1のクロック生成回路は該カウントが開始してから該所定の値になるまでの間にHIGHとLOWの間で一度だけ反転するクロックを出力し、該第2のクロック生成回路は該マスタークロックのN倍の周期のクロックを出力することを特徴とする請求項6記載のオーディオデータ処理装置。
- CPUと、
メモリと、
該CPU、該メモリ、及び該オーディオデータ出力回路を互いに接続するバス
を更に含み、該オーディオデータ出力回路は該第1のクロック生成回路が出力するクロック及び該第2のクロック生成回路が出力するクロックに基づいて該バスから該オーディオデータを受け取ることを特徴とする請求項6記載のオーディオデータ処理装置。
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