クロックとは ーーマイコンにクロックが必要な理由：Q&Aで学ぶマイコン講座（88）（4/5 ページ）

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。今回は、初心者の方からよく質問される「マイコンのクロック」についてです。

[STマイクロエレクトロニクス，EDN Japan]

クロックの種類

　ここで、MS FFのクロックラインに着目します。MS FFでは、マスター側のクロックをインバーターで反転してスレーブ側に入力するため、スレーブ側のクロックは、マスター側のクロックに対してインバーター分の遅延が発生します。すると一瞬ですが、両方のクロックのHigh期間が重なります（図4上段のクロック）。マスター／スレーブ側の両方にD-Latchを使っている場合に、両方のクロックが同時にHighになると、マスター側もスレーブ側も入力データを透過的に出力してしまうので、それまで保持していたデータが壊れてしまいます。そこで、High期間が重ならないノンオーバーラップクロックを使う場合があります。

図4：ノンオーバーラップクロック［クリックで拡大］

　図4の下段に示したクロックは、マスター側とスレーブ側のクロックのHigh期間が重ならず、マスター／スレーブ側が同時に透過的になることはありません。

　マイコンの論理設計に機能記述の手法が使われる前は、ノンオーバーラップクロックが主流でした。図4では、2相クロックですが、筆者が設計者時代に開発した製品では、4相クロックのマイコンもありました（図5）

図5：4相ノンオーバーラップクロック［クリックで拡大］

　しかし、近年のマイコンで、論理設計に機能記述の手法が使われるようになってからは、ノンオーバーラップクロックはほとんど使われていません。

　実際のマイコンでは、クロックラインのインバータの遅延時間よりも、FF内部やその他の組み合わせ回路で使用されている論理ゲートの遅延が大きい場合が多いので、インバータの遅延時間の影響はほとんどありません。