JP5140915B2 - ノイズフィルタ及びフィルタリング方法 - Google Patents
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Description
また特許文献2には、通信回路に入力されるシリアルデータに重畳されるパルス上のノイズを除去するためデジタル回路化したノイズフィルタを通信回路内に設ける構成が開示されている。
プロセッサが使用される回路では発生するノイズの低減を目的とするために、マイコンに入力されるアナログ信号の立上り/立下り遷移時間(Tr/Tf)は、急峻とはならない。
よってGPIO(General Purpose Input/output)への入力信号や、その他エッジを検出する信号の入力として、上記の信号を使用すると誤動作が発生する。
図5(a)は、入力されるアナログ入力信号を示し、同図(b)は同図(a)のアナログ信号をA/D変換器によってA/D変換したものである。
デジタルのノイズフィルタでは、フィルタを通過する時間を一意に決めるのが一般的である。
本発明は、ノイズ除去時間をハードウエアにより決定し、プロセッサが使用される環境に最適なノイズ除去時間を決定することが出来るノイズフィルタ及びフィルタリング方法を提供することを課題とする。
波形チェック部は、前記選択部から出力される前記フィルタ出力信号上のパルス幅に基づいて、前記選択信号の値を変更して前記選択部による選択を変更させる。
この構成により、フィルタ出力信号上のパルス幅によって動的に、フィルタの段数を変更することが出来る。
更に、一定時間を計測し、当該特定時間経過後に前記フィルタの段数の最適化が完了していればセットされるフィルタ値最適化完了フラグを更に備える構成とすることも出来る。
また前記波形チェック部は、前記選択部が前記選択信号の値をより段数の高いフィルタによってフィルタリングされた信号に変更するよう、前記選択信号を変更する構成とすることが出来る。
また本発明は、ノイズフィルタのみだけでなくノイズフィルタによるノイズのフィルタリング方法もその範囲に含む。
よって、最も少ない段数のフィルタに切換わるので、ノイズフィルタにより発生する、入力信号が内部回路に伝播する時間の遅れを最小限に抑えることが可能となる。
ことが出来る。
図1は、本実施形態におけるノイズフィルタ回路の構成例を示す図である。
同図に示すよう、本実施形態のノイズフィルタ回路は、エッジ検出のトリガ信号等を入力信号とするA/D変換回路から出力される信号を入力信号とし、内部クロック信号CLKに同期して動く、直列に接続した4段のDフリップフロップ(以下FFとする)11〜14を備えている。
最小パルス幅指定レジスタ20は、ユーザが入力信号の最低パルス幅を指定するもので、この最小パルス幅指定レジスタ20に値を設定することにより、フィルタ通過後の最小のパルス幅を指定することが出来る。波形チェック部19は、最小パルス幅指定レジスタ20に設定された最小幅に満たないパルスが出力信号OUTとして出力された場合は、選択回路18を制御してフィルタの段数をハードウエア的に増加させる。
波形チェック部19は、フィルタ出力信号OUTを入力とし、内部クロックCLKに同期して動作する出力パルス幅カウンタ31と、選択信号selの値に基づいて出力値として“3”、“2”若しくは“1”を出力する選択回路32、出力パルス幅カウンタ31から出力されるカウント値と選択回路32から出力される値を加算する加算回路33、加算回路33から出力される加算結果と、最小パルス幅指定レジスタ20にセットされている値を比較し、加算回路33からの加算結果が最小パルス幅指定レジスタ20にセットされている値以上になると出力する比較回路34、及び内部クロックCLKに同期して比較回路34の値に基づいて選択信号selを0、1、2と出力するフィルタ出力加算カウンタ35を有している。
まずフィルタ出力信号OUTが出力パルス幅カウンタ31に入力されると、出力パルス幅カウンタ31は、内部クロックCLKに同期してフィルタ出力信号OUTがHの期間カウントを行う。そしてこのカウント値に選択回路32から出力される値(この場合、選択信号selの初期値が0なので1)を加算回路34で加算し、この値と最小パルス幅設定レジスタ20に設定されている値とを比較回路34で比較する。この比較の結果、加算回路33の出力が最小パルス幅設定レジスタ20の設定値以上であるならば、比較回路34はHを出力し、これによりフィルタ出力切換カウンタ35のカウント値が0から1にインクリメントされる。尚本例では、フィルタ出力切換カウンタ35の出力である選択信号selは、0、1、2の値を取る。
フィルタ値最適化完了フラグ21は、内部クロックCLKに同期して、カウント値Nをカウントダウンしてゆき、カウント値が0となり且つ入力信号を検出すると出力を行う動作時間監視カウンタ41と、内部クロックCLKに同期してフィルタ値最適化完了フラグ41の出力値をラッチするFF42から構成される。
同図は、具体的な例として、最小パルス幅設定レジスタ20に4が設定(入力信号として内部クロックCLKの3サイクル分より大きな幅を持つ信号を指定)されており、入力信号に乗っている内部クロックCLKの2サイクル幅(1サイクル以上2サイクル未満)のノイズが除去される例を示している。
この状態において、波形チェック部19の出力パルス幅カウンタ35は、フィルタ出力信号OUT(このときは信号X)に、最小パルス幅指定レジスタ20の設定値(このとき設定値は4、即ち入力信号のパルス幅は3CLKより大きいことが設定されている)より小さなパルス幅のパルスが乗っているので、カウンタ値をインクリメントして選択信号selを0−>1に変更する。これによりフィルタ出力信号OUTは信号Xから信号Yに切換わる。
またフィルタの段数の切換えは、ハードウエアによって動的に行われ、ソフトウエアの介助無しに実現されるので、実行速度が速くなる。
N個のフリップフロップを直列に接続してN−1段のフィルタを構成するデジタル信号のノイズフィルタであって、
選択信号に基づいて、1段からN−1段までのフィルタによってフィルタリングされた信号のうちから1つを選択してフィルタ出力信号を出力する選択部と、
前記選択部から出力される前記フィルタ出力信号上のパルス幅に基づいて、前記選択信号の値を変更して前記選択部による選択を変更させる波形チェック部と、
を備えることを特徴とするノイズフィルタ。
前記フィルタ出力信号上のパルスの最小幅を設定する最小パルス幅指定レジスタを更に備え、
前記波形チェック部は、前記フィルタ出力信号上のパルス幅が、前記最小幅指定レジスタによって設定されているパルス幅以上のパルス幅でないとき、前記選択信号の値を変更して前記選択部による選択を変更させることを特徴とする付記1に記載のノイズフィルタ。
前記波形チェック部は、前記選択部から出力される前記フィルタ出力信号上のパルス幅を求める出力パルス幅カウンタと、
当該出力パルス幅カウンタによって求められたパルス幅に前記選択信号によって値が決定されるフィルタ値を加算した値と、前記最小パルス幅指定レジスタの設定値を比較する比較部と、
当該比較部による比較の結果、前記加算した値が前記最小パルス幅指定レジスタの設定値以上のとき、前記選択信号を変更するフィルタ出力切換カウンタと、
を有することを特徴とする付記2に記載のノイズフィルタ。
一定時間を計測し、当該特定時間経過後に前記フィルタの段数の最適化が完了していればセットされるフィルタ値最適化完了フラグを更に備えることを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載のノイズフィルタ。
n段のフィルタによってフィルタリングされた信号は、1段目の前記フリップフロップからn+1段目までのフリップフロップの出力のANDを取って生成することを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載のノイズフィルタ。
前記波形チェック部は、前記選択部が前記選択信号の値をより段数の高いフィルタによってフィルタリングされた信号に変更するよう、前記選択信号を変更することを特徴とする付記1乃至5のいずれか1つに記載のノイズフィルタ。
N個のフリップフロップを直列に接続してN−1段のフィルタを構成するデジタル信号のノイズフィルタによるノイズのフィルタリング方法であって、
選択信号に基づいて、1段からN−1段までのフィルタによってフィルタリングされた信号のうちから1つを選択してフィルタ出力信号を出力し、
前記出力される前記フィルタ出力信号上のパルス幅に基づいて、前記選択信号の値を変更して前記選択部による選択を変更させる
ことを特徴とするノイズのフィルタリング方法。
15、16、17 AND回路
18、32 選択回路
19 波形チェック回路
21 最小パルス幅指定
31 出力パルス幅カウンタ
33 加算回路
34 比較回路
35 フィルタ出力切換カウンタ
41 動作時間監視カウンタ
Claims (2)
- N個のフリップフロップを直列に接続してN−1段のフィルタを構成するデジタル信号のノイズフィルタであって、
選択信号に基づいて、1段からN−1段までのフィルタによってフィルタリングされた信号のうちから1つを選択してフィルタ出力信号を出力する選択部と、
前記選択部から出力される前記フィルタ出力信号上のパルス幅に基づいて、前記選択信号の値を変更して前記選択部による選択を変更させる波形チェック部と、
前記フィルタ出力信号上のパルスの最小幅を設定する最小パルス幅指定レジスタと、
を備え、
前記波形チェック部は、前記選択部から出力される前記フィルタ出力信号上のパルス幅を求める出力パルス幅カウンタと、
当該出力パルス幅カウンタによって求められたパルス幅に前記選択信号によって値が決定されるフィルタ値を加算した値と、前記最小パルス幅指定レジスタの設定値を比較する比較部と、
当該比較部による比較の結果、前記加算した値が前記最小パルス幅指定レジスタの設定値以上のとき、前記選択信号を変更するフィルタ出力切換カウンタと、
を有することを特徴とするノイズフィルタ。 - 一定時間を計測し、当該特定時間経過後に前記フィルタの段数の最適化が完了していればセットされるフィルタ値最適化完了フラグを更に備えることを特徴とする請求項1に記載のノイズフィルタ。
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