實現多個計數的計數器及其方法
2023-08-01 09:21:56
專利名稱：實現多個計數的計數器及其方法
技術領域：
本發明一般來說涉及計數器電路，更加具體地說，涉及可以寫入在不同時間用不同方法跟蹤多個連續事件的不同計數值的計數器電路。
背景技術：
計數器已經出現許多年了。諸如仿真器、邏輯分析器、以及其它邏輯數字應用場合之類的許多系統都使用計數器作為測量時間長度的裝置和用於計數事件發生的特定數目的裝置。在許多這樣的系統中，通常期望得到時間上連續的多個計數。當前，對於多個連續計數的應用，大多數系統對於每個連續的計數使用單個計數器。
因此，存在提供改進的能夠代替多個單個計數器的計數器電路的需要。這個改進的計數器電路可以是一個可寫入的計數器。這個可寫入的計數器應該能寫入不同的計數值，用於以不同的計數跟蹤多個連續的事件。
本發明的概述按照本發明的一個實施例，本發明的一個目的是提供一種改進的計數器電路。
本發明的另一個目的是提供一種改進的可寫入的計數器電路。
本發明的下一個目的是提供一種改進和可寫入的計數器電路，所述的可寫入的計數器電路可以寫入不同的計數值，以便以不同的計數跟蹤多個連續的事件。
本發明的下一個目的是提供一種改進的可以替換多個單個計數器的計數器電路。
按照本發明的一個實施例，公開了一種能夠實現多個連續計數的一種可寫入的計數器電路。可寫入的計數器電路使用了可以監視一系列特定事件的一個計數器。將一個數據存儲器件連接到這個計數器上，以便給這個計數器寫入每個連續計數的計數器值。一個控制邏輯電路連接到計數器並且連接到數據存儲電路，以便給計數器和數據存儲器件寫入計數器的值。
按照本發明的另一個實施例，公開了一種提供可寫入的計數器電路的方法，所述的可寫入的計數器電路能夠實現多個連續的計數。這個方法包括如下步驟提供用於監視一系列特定事件的一個計數器；提供連接到計數器的一個數據存儲器件，用於給計數器寫入每個連續計數的計數器值；和，提供連接到計數器並且連接到數據存儲電路的一個控制邏輯電路，用於給計數器和數據存儲器件寫入計數器值。
從以下結合
的本發明的優選實施例的更加具體的描述中，本發明的上述目的和其它目的、特徵、和優點都將變成顯而易見。
附圖的簡要說明圖1是用於實現多個連續計數的一個計數器的簡化功能方塊圖。
優選實施例的詳細描述現在參照圖1，其中表示用於實現多個連續計數的一個可寫入的計數器電路10(下面稱之為可寫入的計數器電路10)。可寫入的計數器電路10使用計數器12監視一系列特定的事件。計數器12有一個時鐘輸入端(CK)，用於接收運行時間時鐘信號。計數器12還有一個計數起動(EN)輸入端，用於接收起動和禁止計數器12的信號，並且還有一個數據寫入輸入端(LD)，用於接收通知計數器12寫入一個新的計數值的信號。在圖1所示的實施例中，計數器12是一個8位的遞減計數器。因此，計數器12有8個輸入端，用於接收要寫入計數器12的數據。應該注意的是，計數器12可以是一個遞增的或遞減的計數器，並且可以是任何位數。計數器12的容量和類型不應看成是對本發明的範圍的限制。
計數器12連接到一個數據寫入設備14。使用數據寫入設備14給計數器12寫入所述的可寫入的計數器電路10要完成的每個連續的計數的計數器值。數據是通過數據總線16寫入數據寫入設備14的。在圖1所示的實施例中，數據寫入設備14是一個多寄存器流水線。多寄存器流水線由多個寄存器18A-18C構成。在圖1所示的實施例中，表示出3個寄存器流水線。然而，這個流水線數據通道可以包含任何數目的寄存器18A-18C。通過移動數據使其經過多寄存器流水線數據通道進入計數器12，就可把數據經總線16寫入計數器12。
可寫入的計數器電路10使用多個信號線給計數器12寫入新的計數器值。NPCNTWR是用來使數據時鐘信號輸入計數器12和多個寄存器18A-18C的一個信號線。對於圖1所示的實施例，NPCNTWR信號是一個低電平有效的信號。進而，在本實施例中，當給計數器12寫入一個值時，NPCNTWR信號必須經流水線寄存器18寫入4個相繼的計數值。這些值對應於每個連續的計數序列的計數值。
使用一個「LOAD」信號線來起動計數器12以寫入數據。在圖1所示的實施例中，「LOAD」信號是一個高電平有效的信號。當要為計數器12寫入一個數據值時，「LOAD」信號必須被認定為高電平。
使用一個「COUNTEN」信號來起動計數器12操作以增加/減小(取決於計數器12的類型)計數器值。在圖1所示的實施例中，「COUNTEN」信號是一個高電平有效的信號。所以，當計數器12裝有初始的計數值時，「COUNTEN」信號被認定為低電平。當在運行時間要為計數器12寫入一個新的值時，「COUNTEN」信號是高電平。
可寫入的計數器電路10還還使用一個「CLOCK「信號。「CLOCK」信號是一個高速時鐘信號，向計數器12提供運行時間時鐘信號。
可寫入的計數器電路10有一個控制邏輯電路20。控制邏輯電路20用於控制在計數器12和數據寫入設備14中的數據值的寫入。控制邏輯電路20由多個邏輯門組成。或門22的一個輸入端連接到「CLOCK」信號。「CLOCK」信號與「COUNTEN」信號和計數器12輸出的一個反向最終計數信號進行或操作。或門22的輸出(COUNT_CLK)通過一個與門，並且用作計數器12的一個時鐘信號(CNT-CLK)。
當計數器12到達它的最終計數時，計數器12的最終計數輸出(TC)認定為高電平。TC輸出作為計數器的最終計數值(CNT-TC)的輸入信號反饋到控制邏輯電路20。使用CNT-TC信號作為或門26的一個輸入信號。CNT-TC信號在或門26與「LOAD」信號進行或操作。當計數器12到達最終計數時，迫使或門26的輸出(CNT-LOAD)為高電平。「CNT-TC」信號還要在或門22與「CLOCK「信號進行或操作，以便「接入」「COUNT-CLK」或「RUN-LOAD-CLK」。
「COUNTEN」信號由反相器32反相，並且用作或門30的一個輸入。「CLOCK」信號也由反相器34反相，並且用作或門30的第二個輸入。當「CNT-TC」信號為高電平時，計數器12的TC輸出CNT-TC由反相器28反相，這又使一個反相的時鐘信號(NCLOCK)能通過或門30並且以一個新的計數器值鎖存，所述的新的計數器值當前正保持在數據寫入設備14的最後一個寄存器18C中。這樣就通過信號「RUN-LOAD-CLK」和「LOAD-CLK」使保持在寄存器18A和18B中的流水線數據還前移。一旦一個新的值寫入計數器12，「CNT-TC」認定為低電平，「CNT-LOAD」為低電平，「RUN-LOAD-CLK」為高電平，並且「COUNT-CLK」為低電平(在或門22經CLOCK信號)，從而使計數器12可以在下一個CLOCK信號的上升沿增加/減小計數。在每個最終計數都要發生這個過程。
雖然參照本發明的優選實施例具體地表示並描述了本發明，但本領域的普通技術人員可以理解，在不偏離本發明的構思和範圍的條件下可以進行上述的和其它的形式上的和細節方面的改變。
權利要求
1．一種能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，包括以下的組合一個計數器，用於監視一系列指定的事件；一個數據存儲器件，它連接到所述的計數器，用於對於每個所述的連續的計數給所述的計數器寫入計數器值；一個控制邏輯電路，連接到所述的計數器並且連接到所述的數據存儲器件，用於給所述計數器和所述數據存儲器件寫入所述計數器值。
2．根據權利要求1所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於所述的數據存儲器件是至少一個寄存器。
3．根據權利要求1所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於所述的數據存儲器件是多個寄存器，其中所述多個寄存器中的每個寄存器都連接到它後邊的緊接著的一個寄存器上，並且所述的多個寄存器中的最後一個寄存器連接到所述的計數器。
4．根據權利要求3所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於還包括一個數據總線，所述的數據總線連接到所述多個寄存器中的第一個寄存器，用於給所述的多個寄存器寫入所述的計數器值。
5．根據權利要求1所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於所述的可寫入的計數器還包括一個起動信號，它耦合到所述計數器，當所述計數器寫入所述的計數器值之一時能用於起動所述計數器和用於禁止所述的計數器。
6．根據權利要求5所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於所述的控制邏輯電路包括第一時鐘信號線，對寫入所述數據存儲器件的數據計時；寫入信號線，向所述計數器發出信號要從所述數據存儲器件寫入下一個計數器值；第二時鐘信號線，用於向所述計數器提供一個運行時間時鐘信號；最終計數信號線，它連接到所述控制邏輯電路，向所述控制邏輯電路發出信號要給所述的計數器寫入一個新的計數器值。
7．根據權利要求6所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於所述的控制邏輯電路還包括第一邏輯門，它的第一輸入端連接到一個反相起動信號，它的第二輸入端連接到所述第二時鐘信號線，它的第三輸入端連接到所述最終計數信號線；第二邏輯門，它的第一輸入端連接到所述反相起動信號，它的第二輸入端連接到一個反相第二時鐘信號線，它的第三輸入端連接到一個反相最終計數信號線；第三邏輯門，它的第一輸入端連接到所述最終計數信號線，它的第二輸入端連接到所述寫入信號線；第四邏輯門，它的第一輸入端連接到所述第二邏輯門的輸出，它的第二輸入端連接到所述第一時鐘信號線；第五邏輯門，它的第一輸入端連接到所述第四邏輯門的輸出，它的第二輸入端連接到所述第一邏輯門的輸出。
8．根據權利要求7所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於所述第一邏輯門、所述第二邏輯門、所述第三邏輯門全是或門。
9．根據權利要求7所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於所述第四邏輯門和所述第五邏輯門全是與門。
10．一種能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，包括以下的組合一個計數器，用於監視一系列指定的事件；一個數據存儲器件，它連接到所述的計數器，用於對於每個所述的連續的計數給所述的計數器寫入計數器值，其中所述的數據存儲器件是多個寄存器，所述多個寄存器中的每一個連接到後面緊跟著的寄存器，所述多個寄存器中的最後一個寄存器連接到所述計數器；一個數據總線，它連接到所述多個寄存器中的第一個寄存器，用於為所述多個寄存器寫入所述計數器值；一個起動信號，它耦合到所述計數器，當所述計數器寫入所述計數器值之一時用於起動所述計數器和用於禁止所述計數器；和控制邏輯電路，它連接到所述計數器並且連接到所述數據存儲器件，用於給所述計數器和所述數據存儲器件寫入所述計數器值，所述的控制邏輯電路包括第一時鐘信號線，對寫入所述數據存儲器件的數據計時；寫入信號線，向所述計數器發出信號要從所述數據存儲器件寫入下一個計數器值；第二時鐘信號線，用於向所述計數器提供一個運行時間時鐘信號；最終計數信號線，它連接到所述控制邏輯電路，向所述控制邏輯電路發出信號要給所述的計數器寫入一個新的計數器值；第一邏輯門，它的第一輸入端連接到一個反相起動信號，它的第二輸入端連接到所述第二時鐘信號線，它的第三輸入端連接到所述最終計數信號線；第二邏輯門，它的第一輸入端連接到所述反相起動信號，它的第二輸入端連接到一個反相第二時鐘信號線，它的第三輸入端連接到一個反相最終計數信號線；第三邏輯門，它的第一輸入端連接到所述最終計數信號線，它的第二輸入端連接到所述寫入信號線；第四邏輯門，它的第一輸入端連接到所述第二邏輯門的輸出端，它的第二輸入端連接到所述第一時鐘信號線；第五邏輯門，它的第一輸入端連接到所述第四邏輯門的輸出端，它的第二輸入端連接到所述第一邏輯門的輸出端。
11．根據權利要求10所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於所述第一邏輯門、所述第二邏輯門、所述第三邏輯門全是或門。
12．根據權利要求10所述的能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路，其特徵在於所述第四邏輯門和所述第五邏輯門全是與門。
13.一種提供能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路的方法，包括以下的步驟提供一個計數器，用於監視一系列指定的事件；提供一個數據存儲器件，它連接到所述的計數器，用於對於每個所述的連續的計數給所述的計數器寫入計數器值；提供一個控制邏輯電路，連接到所述的計數器並且連接到所述的數據存儲器件，用於給所述計數器和所述數據存儲器件寫入所述計數器值。
14．根據權利要求13所述的方法，其特徵在於提供所述的數據存儲器件的所述步驟還包括如下步驟提供多個寄存器，其中所述多個寄存器中的每個寄存器都連接到它後邊的緊接著的一個寄存器上，並且所述的多個寄存器中的最後一個寄存器連接到所述的計數器。
15．根據權利要求13所述的方法，其特徵在於還包括如下步驟提供一個數據總線，所述的數據總線連接到所述多個寄存器中的第一個寄存器，用於給所述的多個寄存器寫入所述的計數器值。
16．根據權利要求13所述的方法，其特徵在於所述的提供可寫入的計數器的說步驟還包括如下步驟提供一個起動信號，它耦合到所述計數器，當所述計數器寫入所述的計數器值之一時用於起動所述計數器和用於禁止所述的計數器。
17．根據權利要求14所述的方法，其特徵在於提供所述的控制邏輯電路的所述步驟包括如下步驟提供第一時鐘信號線，對寫入所述數據存儲器件的數據計時；提供寫入信號線，向所述計數器發出信號要從所述數據存儲器件寫入下一個計數器值；提供第二時鐘信號線，用於向所述計數器提供一個運行時間時鐘信號；提供最終計數信號線，它連接到所述控制邏輯電路，向所述控制邏輯電路發出信號要給所述的計數器寫入一個新的計數器值。
18．根據權利要求17所述的方法，其特徵在於提供所述的控制邏輯電路的所述步驟還包括如下步驟提供第一邏輯門，一個反相起動信號耦合到它的第一輸入端，它的第二輸入端連接到所述第二時鐘信號線，它的第三輸入端連接到所述最終計數信號線；提供第二邏輯門，它的第一輸入端連接到所述反相起動信號，它的第二輸入端連接到一個反相第二時鐘信號線，它的第三輸入端連接到一個反相最終計數信號線；提供第三邏輯門，它的第一輸入端連接到所述最終計數信號線，它的第二輸入端連接到所述寫入信號線；提供第四邏輯門，它的第一輸入端連接到所述第二邏輯門的輸出端，它的第二輸入端連接到所述第一時鐘信號線；提供第五邏輯門，它的第一輸入端連接到所述第四邏輯門的輸出，它的第二輸入端連接到所述第一邏輯門的輸出端。
19．根據權利要求18所述的方法，其特徵在於所述第一邏輯門、所述第二邏輯門、所述第三邏輯門全是或門。
20．根據權利要求18所述的方法，其特徵在於所述第四邏輯門和所述第五邏輯門全是與門。
全文摘要
一種能夠實現多個連續計數的可寫入的計數器電路。可寫入的計數器電路使用一個計數器,用於監視一系列指定的事件。一個數據存儲器件連接到計數器,用於對於每個所述的連續的計數給所述的計數器寫入計數器值。一個控制邏輯電路連接到計數器並且連接到數據存儲器件,用於給計數器和數據存儲器件寫入計數器值。
文檔編號H03K23/00GK1287715SQ99801893
公開日2001年3月14日 申請日期1999年10月20日 優先權日1998年10月26日
發明者保羅·巴納 申請人:密克羅奇普技術公司