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JP4194430B2 - Synchronizer - Google Patents
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JP4194430B2 JP2003185357A JP2003185357A JP4194430B2 JP 4194430 B2 JP4194430 B2 JP 4194430B2 JP 2003185357 A JP2003185357 A JP 2003185357A JP 2003185357 A JP2003185357 A JP 2003185357A JP 4194430 B2 JP4194430 B2 JP 4194430B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置に用いられる同期化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レーザープリンタや複写機等の画像形成装置では、同期基準信号BD(例えば、ポリゴンミラーが特定の位置に来たことを示す信号)に同期したビデオデータ(画像データ)を生成する必要がある。この場合の同期精度は、印字品質に影響するため、特定の値以上になるようにする必要がある。そこで、ビデオ画素周波数の1/8の精度で同期合わせを行うために、ビデオ画素周波数の8倍の周波数のサンプリングクロックを用いて同期基準信号BDをサンプリングし、この同期化された同期基準信号BDをトリガーとして、ビデオデータの同期化を行うというようなことが行われている(例えば、下記特許文献1〜3を参照。)。しかしながら、画素周波数を高くすると、サンプリングクロックが極めて高い周波数となってしまうため、問題となっている。
【0003】
この問題を解決するために、下記特許文献4に開示されているような画像信号同期回路が提案されている。これは、ビデオデータに対して、遅延素子を使用して複数種類の遅延量を持つ遅延ビデオデータを生成するとともに、水平同期信号に対しても、遅延素子を使用して複数種類の遅延量を持つ遅延水平同期信号を生成し、この複数の遅延水平同期信号を使用して、水平同期信号と基本クロック信号との位相差を検知し、位相差に見合った遅延ビデオデータを選択するようにして、高速クロックを使用したのと同等の効果を得るというものである。
【0004】
しかしながら、特許文献4に開示された画像信号同期回路では、遅延素子を使用して基本クロックに対して位相差を持ったクロックを生成するため、温度、電源電圧、プロセスばらつき等の影響を受けやすく、精度が悪化してしまうという問題がある。
【0005】
この問題は、下記特許文献5に開示された技術によって解決できる。しかし、この技術では、前記遅延素子の代わりに、基準クロックのn倍のクロックを使用して位相差検出や出力遅延調整を行うため、高速のクロックを使用しなければならず、この結果動作が不安定になるおそれがある。
【0006】
【特許文献1】
特開平10−250048号公報
【特許文献2】
特開平11−150638号公報
【特許文献3】
特開平11−216906号公報
【特許文献4】
特開平11−245447号公報
【特許文献5】
特開平11−245446号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、高速な画素周波数が供給される場合であっても、常に安定した動作を維持することが可能な同期化装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1にかかる同期化装置は、非同期に発生する基準トリガー信号に同期させ、データ出力を開始する同期化装置において、前記基準トリガー信号を位相の異なるクロックでサンプリングすることで、サンプリングクロックの1周期よりも細かい精度で前記基準トリガー信号のタイミングを検出し、この検出結果を前記サンプリングクロックとは位相の異なるクロックで動作する動作部に受け渡すときに、前記サンプリングクロックの1周期よりも長いタイミング遅延が許容される基準トリガータイミング検出手段を備え、前記基準トリガータイミング検出手段は、位相の異なるクロックでのサンプリング結果の一つについて、順番にサンプリング結果をラッチするための複数のラッチ手段にて構成される一時保持手段と、前記一時保持手段とは異なる動作クロックによって動作し、前記一時保持手段の出力を選択して受け取るセレクタ手段と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
この請求項1に記載の発明によれば、高速な画素周波数が供給される場合であっても、常に安定した動作を維持することが可能になる。
【0012】
また、請求項2にかかる同期化装置は、請求項1に記載の発明において、前記基準トリガー信号の極性を反転させる極性制御手段を備えたことを特徴とする。
【0013】
この請求項2に記載の発明によれば、基準トリガー信号の極性を反転させることができるので、基準トリガー信号の立上がりエッジ/立下がりエッジのどちらにも対応できる。
【0014】
また、請求項3にかかる同期化装置は、請求項1または2に記載の発明において、動作クロックの1周期よりも長いタイミング遅延を設定し、データの出力タイミングを前記動作クロックの1周期よりも細かいタイミングで制御して、前記データを前記動作クロックとは異なるクロックでの動作部へ出力する、データ出力タイミング制御手段を備えたことを特徴とする。
【0015】
この請求項3に記載の発明によれば、高速な画素周波数が供給される場合であっても、常に安定した動作を維持することが可能になる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明の同期化装置の概略構成を示すブロック図であり、ビデオDMAコントローラ(レーザープリンタに用いるコントローラ)に組み込まれた例を示している。同期化装置100は、位相差クロック生成部101、基準トリガータイミング検出部102およびビデオ・データ出力タイミング制御部103を含み構成され、ビデオDMAコントローラ110内に組み込まれている。また、ビデオDMAコントローラ110は、ビデオDMA制御レジスタ111を備えている。
【0017】
フレームゲート(FGATE_N)信号は、1頁の領域内のデータをプロッタ(不図示)との間で受け渡しするタイミングかどうかを示す同期信号である。基準トリガー(BD_N)信号は、基準となる動作タイミングを規定する信号である。基準となるタイミングは、ローレベルからハイレベルへの変化が基準タイミングであったり、ハイレベルからローレベルへの変化が基準タイミングであったりする。このため、後述のビデオDMA制御レジスタ111に設けられている極性制御レジスタ112の設定によって、極性を切り替えられるようにしてある。ビデオデータ(VD)信号は、プロッタで出力する画像データとなる信号である。このVD信号は、1ビットの非同期インタフェース信号であって、BD_N信号のタイミングに精度良く合わせて出力しなければならない。この同期精度が悪いと、出力画像が1ライン毎にずれを起こした画像となってしまう。
【0018】
位相差クロック生成部101は、90度ずつ位相のずれたクロック(CLK[3:0])とその他各クロックに対応し、クロックの位相のずれ分、遅れてアサートされるスタート(START[3:0])信号を出力する。この信号は、基準トリガータイミング検出部102およびビデオ・データ出力タイミング制御部103に供給され、それぞれクロックおよび内部セレクタの初期化タイミングに使用される。基準トリガータイミング検出部102は、基準トリガー(BD_N)信号を受けて、90度ずつ位相のずれたクロックのうちのどの位相が最初に基準を検出したかを、ビデオDMA制御レジスタ111にSYNC_OUT[3:0]信号を送信して通知する。ビデオ・データ出力タイミング制御部103は、ビデオDMA制御レジスタ111から、ビデオデータ(VD_S)とどの位相で出力するかのタイミング情報(OUTTIM[3:0])を受け取り、その内容に応じたビデオデータをVD信号として出力する。ビデオDMA制御レジスタ111は、複数のビデオDMAの制御レジスタを備え、ビデオDMAコントローラ110全体のシーケンス制御を行う。また、内部の極性制御レジスタ112が基準トリガータイミング検出部102に対しINV信号を送り、基準トリガーの極性制御を行う。
【0019】
図2は、基準トリガータイミング検出部102の詳細構成を示すブロック図である。レジスタ201(REG[0]),レジスタ202(REG[1]),レジスタ203(REG[2]),レジスタ204(REG[3])には、基準トリガー(BD_N)信号が供給される。また、これらのレジスタには、位相差クロック生成部101から90度ずつ位相の遅れたクロック(CLK[0],CLK[1],CLK[2],CLK[3])がそれぞれ供給される。このため、1番位相の進んでいるCLK[0]が供給されるレジスタ201(REG[0])から順にBD_Nの状態をサンプリングしていく。
【0020】
まず、レジスタ202(REG[1]),レジスタ203(REG[2]),およびレジスタ204(REG[3])の後段の構成について説明する。レジスタ202(REG[1]),レジスタ203(REG[2]),レジスタ204(REG[3])の後段は同一構成であるため、ここではレジスタ202(REG[1])の後段の構成についてのみ説明する。
【0021】
レジスタ202(REG[1])の出力は、セレクタ205とセレクタ206に供給される。これらのセレクタは、レジスタ207,208に対し、自分自身の出力を供給するか、レジスタ202(REG[1])の出力を供給するかを選択する。セレクタ205とセレクタ206は、共にSEL[1]B信号によって制御される。そして、セレクタ205がレジスタ202(REG[1])の出力を選択しているときには、セレクタ206はレジスタ208の出力を選択するように、お互い逆の選択になるように構成されている。したがって、レジスタ207,208が更新されるタイミングは、互いに異なることになる。SEL[1]Bの信号は、1CLK[1]毎にトグルするので、レジスタ207,208は、2CLK[1]毎の互いに異なるタイミングで更新される。レジスタ207,208の出力は、セレクタ209に供給される。セレクタ209では、CLK[0]に同期して変化するSEL[0]B信号によってレジスタ207,208のどちらかの出力が選択されてレジスタ210(SREG[1])に供給される。レジスタ210(SREG[1])の出力はSYNC_OUT[1]として、CLK[0]の同期信号として、CLK[0]動作領域に供給される。
【0022】
レジスタ201(REG[0])の後段の構成は、レジスタ202(REG[1])の後段の構成とは異なり、レジスタ211,212,213からなる3段分のシフトレジスタとして構成される。レジスタ201(REG[0])は、CLK[0]で同期して動作するため、CLK[0]に同期化させるための回路は必要ないが、他の回路構成とタイミングを合わせるために、3段分のシフトレジスタを構成している。これらの回路によって、SCLK[0]に同期したSYNC_OUT[0],SYNC_OUT[1],SYNC_OUT[2]のSYNC_OUT[3:0]信号を生成する。
【0023】
レジスタ214,215,216,217は、トグル信号を生成するためのレジスタであって、それぞれ入出力信号のビット番号が異なるだけで内容としては同じものである。これらは、それぞれ位相の異なるクロックで動作し、START信号がハイレベルになってから、クロック毎に状態を反転させ、SELB信号を出力する。
【0024】
図3は、図2に示した基準トリガータイミング検出部102の動作を説明するためのタイミングチャートである。CLK[0]は、位相差クロック生成部101から出力される位相遅れなしのクロックである。CLK[1],CLK[2],CLK[3]は、それぞれ、CLK[0],CLK[1],CLK[2]に対して90度の位相遅れのクロックである。START[0]は、CLK[0]に対応するスタート信号であり、回路全体へのリセット信号解除後、アサートする。START[1],START[2],START[3]は、それぞれCLK[1],CLK[2],CLK[3]に対応し、それぞれ90度ずつ位相が遅延してからアサートする。
【0025】
SEL[0]B,SEL[1]B,SEL[2]B,SEL[3]Bは、図2に示したレジスタ214,215,216,217の出力である。初期値はローレベルで、その後対応するSTART信号がハイレベルの時に、対応するクロック(番号の一致するクロック)の立上がりエッジを検出したところで状態を反転する。
【0026】
REG[0],REG[1],REG[2],REG[3]は、それぞれBD_N信号をサンプリングするレジスタ201(REG[0]),レジスタ202(REG[1]),レジスタ203(REG[2]),レジスタ204(REG[3])の出力信号である。例えば、2番目のデータの位相遅延ゼロレジスタの場合、D2_0と示している。REG_D1[0],REG_D2[0]は、レジスタ201(REG[0])の後段に構成されるレジスタ211,212の出力を示している。SYNC_OUT[0]は、レジスタ213の出力である。
【0027】
REG[1]は、90度位相の遅れたクロックであるCLK[1]で動作しているので、このクロックに同期して出力データが変化する。REG[1]_AOUTは、レジスタ207の出力を示しており、SEL[1]Bがローレベル時のCLK[1]の立上がりエッジで更新される。一方、REG[1]_BOUTは、レジスタ208の出力を示しており、SEL[1]Bがハイレベル時のCLK[1]の立上がりエッジで更新される。
【0028】
REG[1]_SELOUTは、セレクタ209の出力で、SEL[0]Bがハイレベル時にはレジスタ208の出力(REG[1]_BOUT)を選択し、それがローレベル時にはレジスタ207の出力(REG[1]_AOUT)を選択する。なお、この選択は、CLK[0]に同期する信号SEL[0]Bで行うため、REG[1]_SELOUTは、CLK[0]と同期している。SYNC_OUT[1]は、REG[1]_SELOUTをCLK[0]に同期するレジスタ210(SREG[1])で同期を取り直した結果である。なお、ここで注目すべき点は、レジスタ207,208により構成される「一時保持手段」を設けることにより、「一時保持手段」の各レジスタ207,208が内容を保持してから、SYNC_OUT[1]がそのデータを受け取るまでに、1クロック周期よりも長い時間が存在しているということである。これにより、位相の異なるクロック間でのデータ受け渡し時のタイミング制約が緩和されており、高速のクロックが供給されても安定した動作が維持される。CLK[2],CLK[3]系統についても同様である。
【0029】
また、SYNC_OUT[0]〜SYNC_OUT[3]には、同一タイミングにおいて、位相のみが異なるデータが示されており、このCLK[0]に同期化された信号により、どの位相のタイミングで基準トリガーが発生したかを認識することができる。
【0030】
ここで、BD_Nの立上がりエッジを検出する場合を考えると、図3に示す破線部で、BD_Nがローレベルからハイレベルに変化している。これ以降で最初にハイレベルを検出できるのは、REG[0]ではD5_0の時である。また、REG[1]ではD5_90の時である。REG[2]ではD4_180の時である。REG[3]ではD4_270の時である。したがって、D4に対するSYNC_OUT[3:0]で、1100(bin)という結果が得られ、D4に対する180度位相遅れで、最初に検出したことが認識される。
【0031】
図4は、ビデオ・データ出力タイミング制御部103の詳細構成を示すブロック図である。図4において、VD_Sは、ビデオ出力の基データであり、CLK[0]と同一位相のクロックに同期している信号である。OUTTIM[3:0]は、ビデオ出力データのタイミング制御情報であり、OUTTIM[3:0]の4ビットのうちの1ビットのみが「1」となっており、「1」となっているビットに対応する位相のクロックに同期して出力する。なお、OUTTIM[0]は位相の遅延が0、OUTTIM[1]は位相の遅延が90度、OUTTIM[2]は位相の遅延が180度、OUTTIOM[3]は位相の遅延が270度である。
【0032】
セレクタ401,402は、それぞれ後段に構成されるレジスタ403,404の出力か、VD_S信号を選択するセレクタである。これは、レジスタ414の出力SEL[0]Bの内容によって制御される。セレクタ401,402は、同時にVD_S信号を選択することはなく、片方はVD_S信号を選択、もう一方はレジスタ403またはレジスタ404の出力を選択するように構成されている。レジスタ403,404は、VD_S信号の内容を保持するためのレジスタであり、2クロックに1回の割合で更新されるが、レジスタ403,404はそれぞれ異なるタイミングで更新される。
【0033】
レジスタ403とレジスタ404の出力は、セレクタ408,409,410に供給される。これらのセレクタは、レジスタ415,416,417の出力であるSEL[1]B,SEL[2]B,SEL[3]Bにより制御される。なお、これらの信号は、セレクタ408,409,410の後段に構成されるレジスタ411,412,413に供給されているそれぞれのクロックに同期している。レジスタ405は他の系統と異なり、VD_S信号と同一の位相のクロックでレジスタ406が動作しているため、位相間の受け渡しのための処理が必要なく、他の系統とのタイミング調整のために設けられているレジスタである。また、セレクタ407は、OUTTIM[3:0]の内容に応じて、入力を選択し、ビデオ出力信号(VD)として、図示しないプロッタへ送り出す。このとき、OUTTIM[0]が「1」の場合はレジスタ406の出力を、OUTTIM[1]が「1」の場合はレジスタ411の出力を、OUTTIM[2]が「1」の場合はレジスタ412の出力を、OUTTIM[3]が「1」の場合はレジスタ413の出力を選択し、それをVDとして出力する。
【0034】
位相差クロック生成部101は、90度ずつ位相の遅れたクロック(CLK[0],CLK[1],CLK[2],CLK[3])を供給する。また、レジスタ414,415,416,417はトグル信号を生成するためのレジスタである。これらは、それぞれ位相の異なるクロックで動作し、START信号がハイレベルになってから、クロック毎に状態を反転させ、SELB信号を出力する。
【0035】
図5は、図4に示したビデオ・データ出力タイミング制御部103の動作を説明するためのタイミングチャートである。CLK[0]は、位相差クロック生成部101から出力される位相遅れなしのクロックである。CLK[1],CLK[2],CLK[3]は、それぞれ、CLK[0],CLK[1],CLK[2]に対して90度の位相遅れのクロックである。START[0]は、CLK[0]に対応するスタート信号であり、回路全体へのリセット信号解除後、アサートする。START[1],START[2],START[3]は、それぞれCLK[1],CLK[2],CLK[3]に対応し、それぞれ90度ずつ位相が遅延してからアサートする。
【0036】
SEL[0]B,SEL[1]B,SEL[2]B,SEL[3]Bは、それぞれ、図4に示したレジスタ414,415,416,417の出力である。初期値はローレベルで、その後対応するSTART信号がハイレベルの時に、対応するクロック(番号の一致するクロック)の立上がりエッジを検出したところで状態を反転する。VD_Sは、ビデオ出力の基データであり、CLK[0]と同一位相のクロックに同期している信号である。VREG_AOUTは、SEL[0]Bがローレベル時に、CLK[0]の立上がりエッジで、VD_Sの内容を取込んだものである。VREG_BOUTは、SEL[0]Bがハイレベル時に、CLK[0]の立上がりエッジで、VD_Sの内容を取り込んだものである。
【0037】
REG[1]_SELOUTは、SEL[1]Bがハイレベル時にはVREG_AOUTを選択し、SEL[1]Bがローレベル時にはVREG_BOUTを選択する。REG[1]_OUTは、REG[1]_SELOUTをCLK[1]の立上がりエッジで取り込んだものである。同様に、REG[2]_SELOUTは、SEL[2]Bがハイレベル時にはVREG_AOUTを選択し、SEL[2]Bがローレベル時にはVREG_BOUTを選択する。REG[2]_OUTは、REG[2]_SELOUTをCLK[2]の立上がりエッジで取り込んだものである。REG[3]_SELOUT,REG[3]_OUTについても同様である。VD_S_D1はVD_Sの1CLK[0]遅れの信号であり、REG[0]_OUTはVD_S_D1の1CLK[0]遅れの信号である。
【0038】
ビデオ・データ出力タイミング制御部103は、このようにして、90度ずつ位相の異なるビデオデータを揃えることができるので、OUTTIM[3:0]の状態にしたがって1出力を選択し、VDとして出力することで、データ出力のタイミングを動作クロックの1周期よりも細かいタイミングで制御できる。また、VREG_AOUTおよびVREG_BOUTを出力してから、それを異なる位相のクロックで動作するレジスタが受け取るまでに、1クロック周期よりも長い時間が存在しており、このことにより、位相の異なるクロック間でのデータ受け渡し時のタイミング制約が緩和され、高速のクロックが供給される場合であっても、動作が不安定にならず、安定したタイミングでビデオデータを出力することができる。
【0039】
以上、本発明の一実施形態を図面に沿って説明した。しかしながら本発明はこの実施の形態に示した事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づいてその変更、改良等が可能である。
【0040】
【発明の効果】
本発明の同期化装置は、基準トリガー信号のサンプリング結果をサンプリングクロックとは異なるクロックでの動作部分に受け渡すときに、サンプリングクロックの1周期よりも長いタイミング遅延が存在することが許容されるので、画素周波数が高速化しても動作が不安定にならず、常に安定した動作を維持できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の同期化装置の概略構成を示すブロック図であり、ビデオDMAコントローラに組み込まれた例を示す図である。
【図2】基準トリガータイミング検出部の詳細構成を示すブロック図である。
【図3】基準トリガータイミング検出部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図4】ビデオ・データ出力タイミング制御部の詳細構成を示すブロック図である。
【図5】ビデオ・データ出力タイミング制御部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
100 同期化装置
101 位相差クロック生成部
102 基準トリガータイミング検出部
103 ビデオ・データ出力タイミング制御部
110 ビデオDMAコントローラ
111 ビデオDMA制御レジスタ
112 極性制御レジスタ
201〜204,207,208,210〜217,403〜406,411〜417 レジスタ
205,206,209,401,402,407〜410 セレクタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a synchronization device used in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus such as a laser printer or a copying machine, it is necessary to generate video data (image data) synchronized with a synchronization reference signal BD (for example, a signal indicating that a polygon mirror has reached a specific position). In this case, since the synchronization accuracy affects the print quality, it needs to be equal to or higher than a specific value. Therefore, in order to perform synchronization with an accuracy of 1/8 of the video pixel frequency, the synchronization reference signal BD is sampled using a sampling clock having a frequency eight times the video pixel frequency, and the synchronized synchronization reference signal BD is synchronized. As a trigger, video data is synchronized (for example, see Patent Documents 1 to 3 below). However, when the pixel frequency is increased, the sampling clock becomes a very high frequency, which is a problem.
[0003]
In order to solve this problem, an image signal synchronization circuit as disclosed in Patent Document 4 below has been proposed. This is to generate delayed video data having a plurality of types of delay using a delay element for the video data, and for a plurality of types of delay using a delay element for the horizontal sync signal. A delayed horizontal sync signal is generated, and a plurality of delayed horizontal sync signals are used to detect a phase difference between the horizontal sync signal and the basic clock signal, and select delayed video data corresponding to the phase difference. The same effect as using a high-speed clock is obtained.
[0004]
However, since the image signal synchronization circuit disclosed in Patent Document 4 uses a delay element to generate a clock having a phase difference with respect to the basic clock, it is easily affected by temperature, power supply voltage, process variations, and the like. There is a problem that accuracy deteriorates.
[0005]
This problem can be solved by the technique disclosed in Patent Document 5 below. However, in this technique, since a phase difference detection and output delay adjustment are performed using a clock n times the reference clock instead of the delay element, a high-speed clock must be used. May become unstable.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-250048 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-150638 [Patent Document 3]
JP-A-11-216906 [Patent Document 4]
JP 11-245447 A [Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-245446
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to always maintain stable operation even when a high-speed pixel frequency is supplied. It is to provide a possible synchronization device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, a synchronization device according to claim 1 of the present invention is a synchronization device that synchronizes with a reference trigger signal that is generated asynchronously and starts data output. By sampling at, the timing of the reference trigger signal is detected with an accuracy finer than one cycle of the sampling clock, and when the detection result is passed to an operation unit that operates with a clock having a phase different from that of the sampling clock, Reference trigger timing detection means that allows a timing delay longer than one period of the sampling clock is provided, and the reference trigger timing detection means latches the sampling results in order for one of the sampling results with clocks having different phases. A plurality of latch means for A temporary retaining means, the work by a different operating clock and temporary storage means, characterized by comprising a selector means for receiving selects the output of the temporary holding means.
[0009]
According to the first aspect of the present invention, it is possible to always maintain a stable operation even when a high-speed pixel frequency is supplied.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the synchronization device according to the first aspect, further comprising polarity control means for inverting the polarity of the reference trigger signal.
[0013]
According to the second aspect of the present invention, since the polarity of the reference trigger signal can be inverted, it is possible to cope with both the rising edge / falling edge of the reference trigger signal.
[0014]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the synchronization device according to the first or second aspect, wherein a timing delay longer than one cycle of the operation clock is set, and the data output timing is set to be longer than one cycle of the operation clock. Data output timing control means is provided for controlling the data at fine timing and outputting the data to an operation unit using a clock different from the operation clock.
[0015]
According to the third aspect of the present invention, it is possible to always maintain a stable operation even when a high-speed pixel frequency is supplied.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a synchronization apparatus of the present invention, and shows an example incorporated in a video DMA controller (controller used in a laser printer). The synchronization apparatus 100 includes a phase difference clock generation unit 101, a reference trigger timing detection unit 102, and a video / data output timing control unit 103, and is incorporated in the video DMA controller 110. The video DMA controller 110 also includes a video DMA control register 111.
[0017]
The frame gate (FGATE_N) signal is a synchronization signal indicating whether or not it is time to transfer data in the area of one page to a plotter (not shown). The reference trigger (BD_N) signal is a signal that defines a reference operation timing. Regarding the reference timing, a change from a low level to a high level is a reference timing, or a change from a high level to a low level is a reference timing. For this reason, the polarity can be switched by the setting of the polarity control register 112 provided in the video DMA control register 111 described later. The video data (VD) signal is a signal that becomes image data output by the plotter. This VD signal is a 1-bit asynchronous interface signal, and must be output in accordance with the timing of the BD_N signal with high accuracy. If this synchronization accuracy is poor, the output image will be an image with a shift for each line.
[0018]
The phase difference clock generation unit 101 corresponds to a clock (CLK [3: 0]) whose phase is shifted by 90 degrees and each other clock, and is started delayed (START [3: 0]) signal is output. This signal is supplied to the reference trigger timing detection unit 102 and the video / data output timing control unit 103, and is used for the initialization timing of the clock and the internal selector, respectively. Upon receiving the reference trigger (BD_N) signal, the reference trigger timing detection unit 102 indicates in the video DMA control register 111 SYNC_OUT [3] which phase of the clocks whose phases are shifted by 90 degrees is detected first. : 0] signal to notify. The video / data output timing control unit 103 receives the video data (VD_S) and the timing information (OUTTIM [3: 0]) on which phase the video data (VD_S) is output from the video DMA control register 111, and the video data corresponding to the content. Is output as a VD signal. The video DMA control register 111 includes a plurality of video DMA control registers, and performs sequence control of the entire video DMA controller 110. Also, the internal polarity control register 112 sends an INV signal to the reference trigger timing detection unit 102 to control the polarity of the reference trigger.
[0019]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a detailed configuration of the reference trigger timing detection unit 102. A reference trigger (BD_N) signal is supplied to the register 201 (REG [0]), the register 202 (REG [1]), the register 203 (REG [2]), and the register 204 (REG [3]). Further, these registers are supplied with clocks (CLK [0], CLK [1], CLK [2], CLK [3]) delayed in phase by 90 degrees from the phase difference clock generator 101, respectively. For this reason, the state of BD_N is sampled sequentially from the register 201 (REG [0]) supplied with CLK [0] that is advanced in the first phase.
[0020]
First, a configuration of the subsequent stage of the register 202 (REG [1]), the register 203 (REG [2]), and the register 204 (REG [3]) will be described. Since the subsequent stage of the register 202 (REG [1]), the register 203 (REG [2]), and the register 204 (REG [3]) has the same configuration, the configuration of the subsequent stage of the register 202 (REG [1]) is described here. Only explained.
[0021]
The output of the register 202 (REG [1]) is supplied to the selector 205 and the selector 206. These selectors select whether to supply their own output or the output of the register 202 (REG [1]) to the registers 207 and 208. Both the selector 205 and the selector 206 are controlled by a SEL [1] B signal. When the selector 205 selects the output of the register 202 (REG [1]), the selector 206 is configured to be opposite to each other so that the output of the register 208 is selected. Therefore, the timings at which the registers 207 and 208 are updated are different from each other. Since the signal of SEL [1] B toggles every 1CLK [1], the registers 207 and 208 are updated at different timings every 2CLK [1]. Outputs of the registers 207 and 208 are supplied to the selector 209. In the selector 209, one of the outputs of the registers 207 and 208 is selected by the SEL [0] B signal that changes in synchronization with CLK [0] and is supplied to the register 210 (SREG [1]). The output of the register 210 (SREG [1]) is supplied as SYNC_OUT [1] to the CLK [0] operation region as a synchronization signal of CLK [0].
[0022]
The configuration of the subsequent stage of the register 201 (REG [0]) is different from the configuration of the subsequent stage of the register 202 (REG [1]), and is configured as a three-stage shift register including registers 211, 212, and 213. Since the register 201 (REG [0]) operates in synchronization with CLK [0], a circuit for synchronizing with CLK [0] is not necessary. However, in order to synchronize timing with other circuit configurations, 3 A stage shift register is configured. By these circuits, SYNC_OUT [3: 0] signals of SYNC_OUT [0], SYNC_OUT [1], and SYNC_OUT [2] synchronized with SCLK [0] are generated.
[0023]
The registers 214, 215, 216, and 217 are registers for generating a toggle signal, and the contents are the same except that the bit numbers of the input / output signals are different. These operate with clocks having different phases, and after the START signal becomes high level, the state is inverted for each clock and the SELB signal is output.
[0024]
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the reference trigger timing detection unit 102 shown in FIG. CLK [0] is a clock without phase delay output from the phase difference clock generation unit 101. CLK [1], CLK [2], and CLK [3] are clocks with a phase delay of 90 degrees with respect to CLK [0], CLK [1], and CLK [2], respectively. START [0] is a start signal corresponding to CLK [0] and is asserted after the reset signal is released to the entire circuit. START [1], START [2], and START [3] correspond to CLK [1], CLK [2], and CLK [3], respectively, and are asserted after their phases are delayed by 90 degrees.
[0025]
SEL [0] B, SEL [1] B, SEL [2] B, and SEL [3] B are outputs of the registers 214, 215, 216, and 217 shown in FIG. The initial value is at a low level, and when the corresponding START signal is at a high level thereafter, the state is inverted when the rising edge of the corresponding clock (the number-matching clock) is detected.
[0026]
REG [0], REG [1], REG [2], and REG [3] are a register 201 (REG [0]), a register 202 (REG [1]), a register 203 (REG [ 2]), an output signal of the register 204 (REG [3]). For example, in the case of the phase delay zero register of the second data, it is indicated as D2_0. REG_D1 [0] and REG_D2 [0] indicate the outputs of the registers 211 and 212 that are configured in the subsequent stage of the register 201 (REG [0]). SYNC_OUT [0] is an output of the register 213.
[0027]
Since REG [1] operates at CLK [1], which is a clock delayed by 90 degrees, output data changes in synchronization with this clock. REG [1] _AOUT indicates the output of the register 207, and is updated at the rising edge of CLK [1] when SEL [1] B is low. On the other hand, REG [1] _BOUT indicates the output of the register 208, and is updated at the rising edge of CLK [1] when SEL [1] B is high.
[0028]
REG [1] _SELOUT is the output of the selector 209. When SEL [0] B is high level, the output of the register 208 (REG [1] _BOUT) is selected, and when it is low level, the output of the register 207 (REG [1] ] _AOUT). Note that since this selection is performed by the signal SEL [0] B that is synchronized with CLK [0], REG [1] _SELOUT is synchronized with CLK [0]. SYNC_OUT [1] is a result of re-synchronizing REG [1] _SELOUT with the register 210 (SREG [1]) that synchronizes with CLK [0]. It should be noted that by providing a “temporary holding unit” composed of the registers 207 and 208, the contents of the registers 207 and 208 of the “temporary holding unit” are held, and then SYNC_OUT [1 ] Is longer than one clock period until the data is received. As a result, the timing constraint when transferring data between clocks having different phases is relaxed, and stable operation is maintained even when a high-speed clock is supplied. The same applies to the CLK [2] and CLK [3] systems.
[0029]
Also, SYNC_OUT [0] to SYNC_OUT [3] indicate data having different phases only at the same timing, and a reference trigger is generated at any phase timing by a signal synchronized with CLK [0]. You can recognize if it occurred.
[0030]
Here, considering a case where a rising edge of BD_N is detected, BD_N changes from a low level to a high level in a broken line portion shown in FIG. After this, the high level can be detected first when REG [0] is D5_0. Further, REG [1] is D5_90. In REG [2], the time is D4_180. In REG [3], the time is D4_270. Therefore, SYNC_OUT [3: 0] for D4 gives a result of 1100 (bin), and it is recognized that the detection was first performed with a phase delay of 180 degrees with respect to D4.
[0031]
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the video / data output timing control unit 103. In FIG. 4, VD_S is the base data of the video output, and is a signal synchronized with the clock having the same phase as CLK [0]. OUTTIM [3: 0] is timing control information of video output data, and only 1 bit out of 4 bits of OUTTIM [3: 0] is “1” and “1”. Output in synchronization with the clock of the phase corresponding to. Note that OUTTIM [0] has a phase delay of 0, OUTTIM [1] has a phase delay of 90 degrees, OUTTIM [2] has a phase delay of 180 degrees, and OUTTIOM [3] has a phase delay of 270 degrees. .
[0032]
The selectors 401 and 402 are selectors that select the outputs of the registers 403 and 404, which are configured in the subsequent stages, or the VD_S signal, respectively. This is controlled by the contents of the output SEL [0] B of the register 414. The selectors 401 and 402 are configured so as not to select the VD_S signal at the same time, one selects the VD_S signal and the other selects the output of the register 403 or the register 404. The registers 403 and 404 are registers for holding the contents of the VD_S signal and are updated at a rate of once every two clocks, but the registers 403 and 404 are updated at different timings.
[0033]
Outputs of the registers 403 and 404 are supplied to selectors 408, 409, and 410. These selectors are controlled by SEL [1] B, SEL [2] B, and SEL [3] B which are outputs of the registers 415, 416, and 417. Note that these signals are synchronized with the respective clocks supplied to the registers 411, 412, and 413 that are configured in the subsequent stage of the selectors 408, 409, and 410. Unlike the other systems, the register 405 operates for the clock having the same phase as that of the VD_S signal. Therefore, the processing for transferring between phases is not required, and the register 405 is provided for timing adjustment with the other system. Is a registered register. The selector 407 selects an input in accordance with the contents of OUTTIM [3: 0], and sends it to a plotter (not shown) as a video output signal (VD). At this time, the output of the register 406 is output when OUTTIM [0] is “1”, the output of the register 411 is output when OUTTIM [1] is “1”, and the register 412 is output when OUTTIM [2] is “1”. When OUTTIM [3] is “1”, the output of the register 413 is selected and output as VD.
[0034]
The phase difference clock generation unit 101 supplies clocks (CLK [0], CLK [1], CLK [2], CLK [3]) whose phases are delayed by 90 degrees. Registers 414, 415, 416, and 417 are registers for generating a toggle signal. These operate with clocks having different phases, and after the START signal becomes high level, the state is inverted for each clock and the SELB signal is output.
[0035]
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the video / data output timing control unit 103 shown in FIG. CLK [0] is a clock without phase delay output from the phase difference clock generation unit 101. CLK [1], CLK [2], and CLK [3] are clocks with a phase delay of 90 degrees with respect to CLK [0], CLK [1], and CLK [2], respectively. START [0] is a start signal corresponding to CLK [0] and is asserted after the reset signal is released to the entire circuit. START [1], START [2], and START [3] correspond to CLK [1], CLK [2], and CLK [3], respectively, and are asserted after their phases are delayed by 90 degrees.
[0036]
SEL [0] B, SEL [1] B, SEL [2] B, and SEL [3] B are outputs of the registers 414, 415, 416, and 417 shown in FIG. The initial value is at a low level, and when the corresponding START signal is at a high level thereafter, the state is inverted when the rising edge of the corresponding clock (the number-matching clock) is detected. VD_S is basic data of video output and is a signal synchronized with a clock having the same phase as CLK [0]. VREG_AOUT captures the contents of VD_S at the rising edge of CLK [0] when SEL [0] B is low. VREG_BOUT captures the contents of VD_S at the rising edge of CLK [0] when SEL [0] B is high.
[0037]
REG [1] _SELOUT selects VREG_AOUT when SEL [1] B is high, and selects VREG_BOUT when SEL [1] B is low. REG [1] _OUT is obtained by capturing REG [1] _SELOUT at the rising edge of CLK [1]. Similarly, REG [2] _SELOUT selects VREG_AOUT when SEL [2] B is high, and selects VREG_BOUT when SEL [2] B is low. REG [2] _OUT is obtained by capturing REG [2] _SELOUT at the rising edge of CLK [2]. The same applies to REG [3] _SELOUT and REG [3] _OUT. VD_S_D1 is a signal delayed by 1 CLK [0] of VD_S, and REG [0] _OUT is a signal delayed by 1CLK [0] of VD_S_D1.
[0038]
Since the video data output timing control unit 103 can arrange the video data having different phases by 90 degrees in this way, one output is selected according to the state of OUTTIM [3: 0] and is output as VD. Thus, the data output timing can be controlled at a timing finer than one cycle of the operation clock. In addition, there is a time longer than one clock period from the output of VREG_AOUT and VREG_BOUT to the reception of a register operating with a clock of a different phase. Even when a timing restriction at the time of data transfer is relaxed and a high-speed clock is supplied, the operation does not become unstable, and video data can be output at a stable timing.
[0039]
The embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the matters shown in this embodiment, and can be changed or improved based on the description of the scope of claims.
[0040]
【The invention's effect】
The synchronization device of the present invention allows a timing delay longer than one period of the sampling clock to be present when the sampling result of the reference trigger signal is transferred to the operation part using a clock different from the sampling clock. Even if the pixel frequency is increased, the operation does not become unstable, and the stable operation can be always maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a synchronization device of the present invention, and shows an example incorporated in a video DMA controller.
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a reference trigger timing detection unit.
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of a reference trigger timing detection unit.
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of a video data output timing control unit.
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of a video / data output timing control unit;
[Explanation of symbols]
100 Synchronizer 101 Phase Difference Clock Generation Unit 102 Reference Trigger Timing Detection Unit 103 Video Data Output Timing Control Unit 110 Video DMA Controller 111 Video DMA Control Register 112 Polarity Control Registers 201-204, 207, 208, 210-217, 403 ˜406, 411˜417 Register 205, 206, 209, 401, 402, 407˜410 Selector

Claims (3)

非同期に発生する基準トリガー信号に同期させ、データ出力を開始する同期化装置において、
前記基準トリガー信号を位相の異なるクロックでサンプリングすることで、サンプリングクロックの1周期よりも細かい精度で前記基準トリガー信号のタイミングを検出し、この検出結果を前記サンプリングクロックとは位相の異なるクロックで動作する動作部に受け渡すときに、前記サンプリングクロックの1周期よりも長いタイミング遅延が許容される基準トリガータイミング検出手段を備え
前記基準トリガータイミング検出手段は、
位相の異なるクロックでのサンプリング結果の一つについて、順番にサンプリング結果をラッチするための複数のラッチ手段にて構成される一時保持手段と、
前記一時保持手段とは異なる動作クロックによって動作し、前記一時保持手段の出力を選択して受け取るセレクタ手段と、
を備えたことを特徴とする同期化装置。
In the synchronization device that synchronizes with the reference trigger signal generated asynchronously and starts data output,
By sampling the reference trigger signal with a clock having a different phase, the timing of the reference trigger signal is detected with an accuracy finer than one cycle of the sampling clock, and the detection result is operated with a clock having a phase different from that of the sampling clock. A reference trigger timing detection means that allows a timing delay longer than one period of the sampling clock when passing to the operating unit to perform ,
The reference trigger timing detection means is
Temporary holding means composed of a plurality of latch means for sequentially latching the sampling results for one of the sampling results with clocks having different phases;
Selector means that operates with an operation clock different from that of the temporary holding means, and that selectively receives an output of the temporary holding means;
Synchronization apparatus characterized by comprising a.
前記基準トリガー信号の極性を反転させる極性制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の同期化装置。The synchronization device according to claim 1, further comprising polarity control means for inverting the polarity of the reference trigger signal. 動作クロックの1周期よりも長いタイミング遅延を設定し、データの出力タイミングを前記動作クロックの1周期よりも細かいタイミングで制御して、前記データを前記動作クロックとは異なるクロックでの動作部へ出力する、データ出力タイミング制御手段を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の同期化装置。A timing delay longer than one cycle of the operation clock is set, the data output timing is controlled at a timing finer than one cycle of the operation clock, and the data is output to the operation unit using a clock different from the operation clock. The synchronization apparatus according to claim 1, further comprising a data output timing control unit.
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